ОБ ОТКРЫТИИ СЛАБОРАДОНОВЫХ ВОД – СЕДОВА ЗАИМКА

Abstract

Актуальность исследования заключается в получении актуальных изотопно-геохимических данных о природных водах и вмещающих горных породах проявления радоновых вод Седова Заимка. Цель: изучить особенности химического состава природных вод и водовмещающих пород и получить первые сведения по активности 222Rn и изотопному составу δD, δ18O, δ13С, 234U, 238U, 226Ra и 228Ra. Методы. Лабораторное изучение химического состава методами титриметрии, ионной хроматографии, масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой проводилось в ПНИЛ гидрогеохимии ИШПР ТПУ. Определение комплекса величин δD, δ18O, δ13СDIC вод и растворенного неорганического углерода (Dissolved Inorganic Carbon (DIC)) проводилось в центре коллективного пользования ИГМ СО РАН с помощью прибора Isotope Ratio Mass Spectrometer FinniganTM MAT 253, снабженного приставками пробоподготовки H/Device (для определений δD) и GasBench II (для определений δ18O и δ13СDIC). Измерение содержаний 222Rn в водах проводилось на комплексе «Альфарад плюс» в лаборатории гидрогеологии осадочных бассейнов Сибири ИНГГ СО РАН. Данные по общей β-активности вод, а также активностях 234U, 238U, 226Ra и 228Ra получены после предварительной радиохимической пробоподготовки на альфа-спектрометре ALPHA-ENSEMBLE-8 (Ametek, ORTEC, США); гамма-спектрометрической системе, скомпонованной на базе колодезного коаксиального HPGe ППД с низкофоновым криостатом EGPC 192-P21/SHF 00-30A-CLF-FA фирмы EURISYS MEASURES (Франция) и альфа-бета радиометре для измерения малых активностей УМФ-2000 с кремниевым детектором (НПО «Доза», Россия). Разделение данных на однородные геохимические совокупности выполнено с помощью коэффициентов Са/Na, Са/Mg, Ca/Si, Mg/Si, Na/Si. Для выявления степени концентрирования химических элементов в природных водах были рассчитаны коэффициенты концентрации  и водной миграции (по А.И. Перельману) . Результаты. Открыто проявление радоновых вод Седова Заимка, и впервые выполнены комплексные изотопно-геохимические исследования. Радоновые воды (активность 222Rn до 428 Бк/дм3) в основном характеризуются HCO3 Mg-Na-Ca составом с величиной общей минерализации от 158 до 581 мг/дм3 и содержанием кремния от 4,34 до 30,84 мг/дм3. Геохимические параметры среды варьируют от восстановительной до окислительной обстановки с величинами Eh от –40,2 до +28,4 мВ; pH от 7,5 до 7,6 и O2раств. от 2,99 до 5,24 мг/дм3. Значения геохимических коэффициентов составляют: Ca/Na 77,17; Ca/Mg 6,63; Ca/Si 11,42; Mg/Si 1,48; Na/Si 0,92; Si/Na 15,34; rNa/rCl 2,12; SO4/Cl 4,02, что закономерно указывает на процессы формирования химического состава радоновых вод во вмещающих породах преимущественно алюмосиликатного состава. Среди микрокомпонентов наиболее высокими средними содержаниями выделяются (мг/дм3): Si=17,77; Fe=1,18; Mn=0,16; Zn=0,020 и W=0,0036. Значимых коэффициентов концентрации микрокомпонентов не выявлено. Сильной миграционной способностью в растворе обладает Sr, средней – Si, Mn, Ba, Cs и U. Суммарная β-активность вод составляет 32 мБк/дм3. Содержания природных радионуклидов варьируют (мг/дм3): 238U от 3,91∙10–4 до 6,39∙10–4; 232Th от 6,02∙10–6 до 2,37∙10–5 и 226Ra от 6,66∙10–11 до 1,09∙10–10. 232Th/238U отношение в водах изменяется от 1,02∙10–2 до 3,71∙10–2, что является следствием окислительной геохимической обстановки, в которой торий не мигрирует. Уранизотопное отношение (γ) 234U/238U составляет 5,75 при активности изотопов урана (мБк/дм3): 234U (115±7), 238U (20±2), что указывает на неглубокую циркуляцию изученных вод. Активность изотопов радия в водах равна у 226Ra 70±7, а у 228Ra 51,8±3,9 мБк/дм3. Отношение 226Ra/228Ra в HCO3 Mg-Na-Ca радоновых водах составляет 1,35. Изотопный состав радоновых вод (от –126,3 до –121,1 ‰ для δD и от –16,8 до –16,3 ‰ для δ18O) указывает на их метеорно-инфильтрационное происхождение. Изотопный состав углерода δ13CDIC указывает на биогенное происхождение углекислоты и ее участие в процессе карбонат-силикатного выветривания пород.