Гидродинамические условия формирования подземных вод, обогащенных микрокомпонентами

Нa распределение микрокомпонентов в подземных водах большое влияние оказывают гидродинамические особенности водовмещающих структур. От глубины и степени их промытости зависит глубина распространения и насыщенность подземных вод макро-и микрокомпонентами.

Наиболее отчетливо влияние гидродинамической зональности на процессы рассеяния и накопления микрокомпонентов проявляется в крупных артезианских бассейнах платформенных впадин, где в отличие от водонапорных систем горно-складчатых областей имеются регионально выдержанные мощные водоупоры глинистых или соленосных образований.

В качестве количественных показателей различия интенсивности водообмена в верхнем и нижнем гидродинамических этажах разными исследователями предлагается использовать время водообмена и среднегодовые скорости движения подземных вод. На основании расчетов действительные скорости металлоносных рассолов в описанных седиментационных бассейнах не превышают 1 м в год, что обычно и принимается за верхний количественный показатель весьма замедленного водообмена в виде диффузионного перемещения молекул химических элементов в нижних наиболее погруженных частях гидрогеологических структур, находящихся в условиях застойного режима.

В приповерхностной зоне гипергенеза преобладает, как известно, конвективный тип массопереноса с высокой скоростью движения (>100 м/год). Время интенсивного водообмена в верхнем гидродинамическом этаже составляет, таким образом, не более Шлет (на 1 км фильтрации).

В зоне смешанного типа массопереноса (низы верхнего гидродинамического этажа структур), обусловленного одновременным проявлением диффузии и конвекции (инфильтрационно-диффузионный режим), скорости движения вод колеблются от 10в-3 до 10в-11 км/год.

Количественным показателем интенсивного водообмена является действительная скорость подземных вод, изменяющаяся в пределах 10в-2—10в-3 км/год, а замедленного — 10в-3—10в-2 км/год. Величина скорости замедленного водообмена подземных вод установлена на основании сравнения со скоростями вертикальных движений водяных масс в Мировом океане.

Вертикальная динамическая зональность гидрогеологических структур может иметь четырех- или двухчленное деление. В платформенных областях четырехэтажную зональность, отражающую наличие зон весьма интенсивного, интенсивного, замедленного и весьма замедленного водообмена, имеют наиболее глубокие артезианские бассейны седиментационного типа. Всем этим гидродинамическим этажам соответствуют следующие типы гидрогеохимической зональности:

1) весьма интенсивный водообмен — зона пресных преимущественно гидрокарбонатных вод с кларковыми содержаниями микрокомпонентов (за исключением локальных участков скоплений рудной минерализации);

2) интенсивный водообмен — зона смешанных гидрокарбонатных, сульфатных и хлоридных слабоминерализованных (до 10 г/л) вод со слабоповышенными концентрациями отдельных микрокомпонентов;

3) замедленный водообмен — зона преимущественно хлоридных натриевых, натриево-магниевых и натриево-кальциевых слабых (до 150 г/л) рассолов с повышенным содержанием микрокомпонентов;

4) весьма замедленный водообмен — зона высокоминерализованных рассолов кальциевого и магниевого типов, наиболее обогащенных микрокомпонентами.