Подземная гидросфера

инфильтрационный — поднятие резервуара и внедрение инфильтрогенных вод;

магматический (точнее тектономагматический) — образование расколов, внедрение магмы и отщепление магматогенных вод.

Рис. 11. Схема питания «молодого» (то есть недавно освобожденного из-под уровня моря) бассейна пластовых вод.

1 — инфильтрационное питание за счет просачивания метеорных вод; 2 — элизионное питание в результате выжимания из уплотняющихся глин седиментогенных вод; 3 — эндогенное питание ювенильными флюидами и метаморфогенными водами; 4 — фронт внедрения инфильтрогенных вод; 5 — водоносные песчаные отложения; 6 — глинистые водоупоры; 7 — кристаллический фундамент.

Цикл бывает неполным, в частности, магматический этап встречается реже двух первых. Питание недавно высвободившегося из-под уровня моря бассейна пластовых вод показано на рис. 11.

На первый цикл накладывается второй, третий… Резервуар подземных вод, вначале развивающийся как единое целое, может распасться на участки, которые будут развиваться разными путями. Нередко отжатие ископаемых вод в глубоких горизонтах продолжается при континентальном режиме, а верхние горизонты в это время вовлекаются в инфильтрационный водообмен. Сложное воздействие оказывают тектонические перестройки.

Чтобы проследить изменения во времени, приходится учитывать, с одной стороны, условия протекания геологических процессов в прошлом и, с другой, — следы геологической деятельности подземных вод. Для установления их генетического облика прежде всего проводится структурно-палеогидрогеологический анализ. Уже он в первом приближении позволяет судить, как развивалась рассматриваемая подземная водоносная система.

Далее прибегают к палеогидрогеодинамическому анализу, который по интенсивности водообмена в прошлом раскрывает количественные соотношения между водами разного генезиса, поступавшими в резервуар. Иногда удается достаточно точно рассчитать процентное содержание той или другой разновидности. Например, В. В. Аверьев определил, что в гидротермальной системе Долины Гейзеров на Камчатке доля ювенильной составляющей достигает 25 %, а В. Н. Корценштейн установил преобладание инфильтрогенных вод в глубоких горизонтах бассейнов Предкавказья и Средней Азии. Можно определить и объем дегидратационных вод, высвобождающихся, например, при переходе гипса в ангидрит или минерала монтмориллонита в гидрослюды. На Сибирской платформе выделившаяся при обезвоживании гипса пресная вода очень сильно разбавила маточную рапу.

Другой метод — использование палеогидрогеохимических данных. В качестве показателей здесь служат растворенные в воде специфические химические элементы и их отношения друг к другу. Широкое применение получили, в частности, натрий-хлорный и хлор-бромный коэффициенты.

Названные показатели нельзя считать бесспорными, как не является однозначным даже такой критерий, как возраст подземных вод.

Понятие «возраст подземных вод» сформулировал А. М. Овчинников, подразумевая под ним среднее время пребывания воды в земных недрах. В глубоких горизонтах это понятие относится к смеси вод и характеризует разбавление одних генетических разновидностей другими.

Довольно точно датируется с помощью радиогенных изотопов время пребывания подземных вод в верхних горизонтах: по тритию — до 50 лет, радиоуглероду — до 25 тысяч лет, и т. д. В глубоких горизонтах возраст вод измеряется миллионами лет. Тогда для его определения используют гелиево-аргоновое отношение растворенных газов, оно отражает интенсивность водообмена.

…Передо мной оттиск статьи А. М. Овчинникова, который я получил незадолго до его смерти. В жизни Александр Михайлович был очень общительным человеком, самую сложную научную идею всегда облекал в остроумную форму. На оттиске его рукой начертано: «Возраст подземных вод определить легче, чем возраст женщины». И автор не преувеличивал: тритиевый метод датирует возраст подземных вод с точностью до 1–2 лет.

Тритиевый метод успешно был применен при прогнозировании водопритоков в Северо-Муйский тоннель — самое большое сооружение на БАМе. Этот тоннель интересен во многих отношениях, главным образом по сложности геолого-гидрогеологической обстановки. Вода к горным выработкам поступает из многочисленных разломов сверху и снизу: в первом случае она очень холодная, в последнем — ее температура превышает 40 °C. Водопри-токи огромные, порой носят катастрофический характер.