ПЕРВЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ КОМПЛЕКСНЫХ ИЗОТОПНО-ГИДРОГЕОХИМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ НОВОБИБЕЕВСКОГО ПРОЯВЛЕНИЯ РАДОНОВЫХ ВОД

Abstract

Ссылка для цитирования:  Первые результаты комплексных изотопно-гидрогеохимических исследований Новобибеевского проявления радоновых вод / Д.А. Новиков, Ф.Ф. Дульцев, А.А. Максимова, А.Н. Пыряев, А.Н. Фаге, А.А. Хващевская,  А.С. Деркачев, А.В. Черных // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2022. – Т. 333. – № 1. – С. 57-72 Актуальность исследования заключается в получении первых изотопно-геохимических данных о природных водах и вмещающих горных породах Новобибеевского проявления радоновых вод. Цель: изучить особенности химического состава природных вод и водовмещающих пород и получить первые сведения по активности 222Rn и изотопному составу δD, δ18O, δ13С. 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. Геофизические исследования проводились с применением электроразведочной аппаратуры Скала-48 с 48 электродами и шагом между ними 5 м, по электроразведочной схеме Шлюмберже. 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. Выполнены комплексные изотопно-геохимические исследования радоновых вод Новобибеевского проявления. Радоновые воды (активность 222Rn до 429 Бк/дм3) в основном характеризуются HCO3 Mg-Ca составом с величиной общей минерализации от 385 до 818 мг/дм3 и содержанием кремния от 5,77 до 13,30 мг/дм3. Геохимические параметры среды варьируют от восстановительной до окислительной обстановки с величинами Eh от –81,2 до +212,7 мВ; pH от 6,6 до 7,5 и O2раств. от 1,62 до 7,89 мг/дм3. Подземные воды были разделены на две геохимические совокупности: 1) трещинно-жильные воды гранитоидов с отношениями Ca/Si 11,49; Mg/Si 2,48; Na/Si 1,25; Si/Na 0,87; Ca/Na 10,02; Ca/Mg 4,76; rNa/rCl 8,79 и SO4/Cl 4,35 и 2) воды зоны региональной трещиноватости гранитоидов в условиях антропогенного влияния с отношениями Ca/Si 16,43; Mg/Si 2,21; Na/Si 2,21; Si/Na 0,62; Ca/Na 9,84; Ca/Mg 9,95; rNa/rCl 0,89 и SO4/Cl 1,78. Поверхностные воды в условиях техногенной нарушенности по составу SO4-HCO3 Na-Mg-Ca с величиной общей минерализации от 385 до 461 мг/дм3 и содержанием кремния от 5,02 до 9,60 мг/дм3. Геохимические параметры среды отвечают окислительной обстановке с величинами Eh от +107,8 до +145,6 мВ; pH от 7,8 до 8,6 и O2раств. от 6,49 до 14,38 мг/дм3. Активность радона в водах не превышает 39 Бк/дм3. Поверхностные воды реки Ояш характеризуются в основном HCO3 Na-Mg-Ca составом с величиной общей минерализации от 407 до 466 мг/дм3 и содержанием кремния от 1,22 до 2,87 мг/дм3. Геохимические параметры среды отвечают окислительной обстановке с величинами Eh от +120,1 до +150,0 мВ; pH от 8,4 до 8,5 и O2раств. от 7,45 до 9,53 мг/дм3. Активность радона в речных водах варьирует от 1 до 12 Бк/дм3. С ростом общей минерализации в радоновых водах концентрируются Li, Cr, Zn, Br, Sr и U. На спектре их распределения наиболее высокие содержания (мг/дм3) закономерно установлены у: Si до 8,85, Mn до 0,22, Fe до 0,34, Sr до 0,77 и Ba до 0,13, поскольку водовмещающие породы представлены биотитовыми гранитами, порфировидными и оливиновыми долеритами. В водах в большей мере накапливаются Br, I, Se, Te, Re и U, а наибольшей миграционной способностью в этих условиях отличаются I, Se, Br, Te, Re, U, B, Sr и Mo. Изотопный состав (δD от –139,4 до –112,5 ‰ и δ18O от –18,9 до –14,4 ‰) и расположение точек на диаграмме δD=f(δ18O) указывает на метеорное происхождение всех изученных вод. Полученные значения δ13CDIC варьируют в диапазоне от –14,2 до –10,0 ‰ при содержании DIC от 3,4 до 8,7 ммоль/дм3. Основным источником водорастворенной углекислоты является почвенная углекислота смешанного состава.