ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ ФОРМИРОВАНИЯ СОСТАВА ПРИРОДНЫХ ВОД (ВЕРИФИКАЦИЯ МОДЕЛИ "ПОРОДА-ВОДА")

Abstract

Установлены основные физико-химические факторы, определяющие формирование состава природных водных растворов: а) отношение реагирующих масс породы и воды (R/W); б) состав породы, и особенно содержание в породе летучих (Cl, S); в) закрытость-открытость системы “порода-вода” относительно O 2 и СO 2 атмосферы и парциальное давление СO 2; д) температура (давление) системы. Увеличение отношения реагирующих масс порода/вода (R/W) повышает величину минерализации и влияет на изменение типа водного раствора, а также на равновесную минеральную ассоциацию систем “порода-вода”. В целом не существует пропорциональности между составом породы по основным породообразующим окислам и соотношением компонентов водного раствора, равновесного с породой. Но состав пород вносит определенную специфику в состав равновесного водного раствора. Алевропесчаные и глинистые породы продуцируют воды ряда HCO 3-Cl-Na-Ca → Cl-HCO 3-SO 4-Na-Ca → Cl-SO 4-Na-Ca → Cl-SO 4-Na → Cl-Na (Cl + HCO 3 > SO 4). Карбонатные породы продуцируют воды ряда HCO 3-Ca → HCO 3-SO 4-Cl-Ca-Na → SO 4-Cl-Na-Ca → Cl-SO 4-Na-Ca → Cl-Na (Cl + SO 4 > HCO 3). Кристаллические породы продуцируют воды ряда SiO 2-Cl-HCO 3-SO 4-Na-Ca → Cl-SO 4-HCO 3-Na-Ca → Cl-SO 4-Na. Уменьшение равновесной концентрации O 2 в водном растворе приводит к отрицательным величинам Eh, появлению восстановленных форм серы, является основой для стабильности равновесия с пиритом. Увеличение степени извлечения Cl из породы повышает минерализацию и хлоридность водной фазы систем “порода-вода”. Увеличение равновесного парциального давления СO 2 (концентрации углекислоты в растворе, СO 2 (св)) расширяет область существования HCO 3-Na-Ca типа вод и при P СO 2 > 1 бар формирует углекислые воды. Повышение температуры (давления) приводит к росту хлоридности, снижению карбонатности и сульфатности, повышению восстановительного состояния природных водных растворов. Предлагаемая модель предназначена для прогноза изменения состава водных растворов под действием природных и техногенных факторов.