Изотопы кислорода и водорода природных вод СССР
Методическое пособие - Геодезия и Геология
Другие методички по предмету Геодезия и Геология
ратурных пределах.
Распределение концентрации дейтерия и кислорода-18 по слоям и вдоль ледника Алибек (рис. 17) показывает, что во всех случаях наблюдаются параллельность в изменении содержания изотопов водорода и кислорода и направленность их к экстремальным значениям. Последние при стремлении к меньшим значениям отражают преимущественно изотопы зимы, при стремлении к большим - изотопы лета. Идентичность также обнаруживается по слоям для обеих стенок. При удалении от трещины вдоль ледника концентрация тяжелых изотопов уменьшается. В исследуемых образцах ледника Алибек средневзвешенные значения D= -88 и = -12,6‰, близки к изотопному составу воды р. Алибечки (D = -91, = - 13‰), которая в этих местах берет свое начало.
Интересно, что средневзвешенное значение для ледника Алибек всего лишь на 0,3‰ выше, чем найденное В. Амбачем и др. [Ambach W. е. а., 1968 г.] для Альпийского ледника за период с 1961 по 1962 г. Гипотетическая оценка среднего изотопного состава ледника хорошо согласуется с наблюденными экспериментальными данными.
Значения D и для большинства точек удовлетворительно коррелируют в координатах (рис. 17) с тангенсом угла наклона, близким к 8, свидетельствуя, что конденсация осадков происходила преимущественно в равновесных условиях. Разумеется, наиболее интересные результаты с использованием стабильных изотопов при изучении ледников можно получить в тех случаях, когда температуры отрицательны и аккумуляция снега идет систематически без разрушения снегового покрова
НАЛЕДИ
Изотопически новым объектом, ранее не изучавшимся, являются так называемые наледи. Наледи - это природный феномен северных широт и зоны многолетней мерзлоты, распространенный на территории СССР в районах Северной и Восточной Сибири. В последнее время в связи с интенсивными работами по строительству шоссейных и железных дорог в этих районах изучению наледей придается особое значение. Недооценка этого явления, как показывает практика, приводит к значительным ущербам в народном хозяйстве.
Образование наледей (ледяных полей) происходит при устойчивых отрицательных температурах и выходе на поверхность отжатых промерзанием ннфильтрационных вод данной водонапорной системы.
Результаты изучения наледей и источников их питания, а так же образцов ископаемых льдов, в том числе и ледника Хейса (арх. Северная Земля), представленные в табл. 16, показывают, что в обеих исследуемых пробах наледей - района среднего течения р. Туруг-Гол (МНР) и источника Аршан-Энгорбойского (юг Восточной Сибири) - установлены более высокие концентрации дейтерия (-62 и -89‰ соответственно) и кислорода-18 (-7,5 и -13,2‰), чем в подземных водах, их образовавших (-84 и -98‰ по D и -12,9 и -14,2‰ по ).
Таблица 16
Содержание дейтерия и кислорода-18 в наледях и источниках их питания, ископаемом льде Сибири и леднике Хейса,Северная Земля
Номер образцаМесто отбора пробы; датаМинера лизация, г/лt,,‰,‰
1Наледь в среднем течении р.Туруг-Гол,ниже источника, МНР, 18.IV 19710,160,0-62-7.52Источник в бассейне р. Туруг-Гол (Жилх-Аршан), МНР; 18.IV 19710,465,0-84-12.93Наледь в районе источника Ар- шан-Энгорбонского; 11. IV 19730,060,0-89-13,24Источник Аршан-Энгорбобскиб, Восточная Сибирь, азотные термы; 11.IV 19731,3031,0-98-14,25Ископаемый лед, тающий в обнажении, Восточная Сибирь; 18.VII 19700,080,0-204-26,16Ледник Хейса,арх.Северная Земля----17.47То же----13.9Примечание. Образцы 1-5 из коллекции Е. В. Пиннекера, 6,7 из коллекции Н. Сойфера
Более высокие значения D и в наледях объясняются фракционированием изотопов в процессе частичного испарения воды и при образования льда.
Ископаемый лед из Восточной Сибири, тающии в обнажении, имеет очень низкие значения D (-204‰) и (-26,1‰). Они значительно ниже, чем в леднике Хейса на Северной Земле (-17,4, -13,9‰), но несколько выше, чем в твердых осадках, выпадающих в районах Восточной Сибири и Дальнего Востока, где минимальные значения в зимнее время еще ниже.
Что касается происхождения воды источников, питающих наледи, то по данным изотопного и химического [Ветштейн В.Е. и др.,1973 г.; Пиннекер Е. В. и др., 1976 г.] составов их следует отнести к талым метеоинфильтрогенным водам, прошедшим цикл погружения, обогащения компонентами химического, газового и органического составов и отжатия из коллекторов за счет их промерзания. Некоторое обогащение изотопами источника в бассейне р. Туруг-Гол обусловлено, видимо, широтным эффектом и большой площадью водосбора метеорных вод.
ПОДЗЕМНЫЕ ВОДЫ. ЗОНА АКТИВНОГО ВОДООБМЕНА (МЕТЕОИНФИЛЬТРОГЕННЫЕ ВОДЫ)
Атмосферные осадки, как известно, являются основным источником питания грунтовых и артезианских вод зоны активного водообмена. Выпадая на поверхность и проникая в фильтрационно-проницаемые породы, они формируют метеоинфильтрогенные воды.
При проникновении метеоинфильтрогенных вод в подземные условия можно ожидать фракционирования изотопов вследствие различных процессов: транспирации растениями, обмена с породами и смешения с ранее заполненной ими водой иного происхождения, испарения из почвы, движения через поровое-пространство и т. д.
Для верхней зоны гидрогеологического разреза массоперенос является главным образом функцией гравитационных сил с преимущественно прямой гидравлической связью подземных вод с поверхностными.Скорость движения молекул воды обусловлена физико-химическими свойствами пород, - условиями, характером поверхности и т. п.
В настоящее время сведения о распределении изотопов в метеоинфильтрогенных водах начинают широко приме