По  количеству растворенных веществ природные  воды разнообразны и изменяются: от ультрапресных вод (с содержанием в растворе различных элементов в долях процента) до рассолов с полной насыщенностью. Общее содержание растворенных в подземных водах веществ принято называть обще и м и н е р а л и з а ц и е и воды и выражать в г/л или в мг/л.

    В. И. Вернадский подразделял все природные  воды с точки зрения общей минерализации  на четыре больших класса:

    '.  Пресные, с общей минерализацией до 1 г/л.

    2.  Солоноватые, с общей минерализацией от  I  до  10 г/л.

    3.  Соленые, с общей минерализацией от 10 до 50 г/л.

    4.  Рассолы (очень сильно минерализованные воды), с обшей минерализацией свыше ' 50,/г/уТ' (300-iV более г'л).    Максимальная    вели-чина минерализации, достигающая 500—600 г/л, встречена в последнее время в Иркутском бассейне^

    1 Транспирация — физиологический   процесс  испарения   воды   живыми   растениями.

    Приведенная классификация указывает на значительные изменения в минерализации воды — от десятков миллиграммов до сотен  граммов на 1 литр воды. В последующем А. М. Овчинниковым и другими исследователями дано более дробное подразделение подземных вод по их минерализации (табл. 8.1). Для питьевых целей наилучшими водами являются пресные, с минерализацией до 1 г/л; при необходимости можно употреблять и слабо-солоноватые воды с общей минерализацией до 2—3 г/л. Воды с большей минерализацией для водоснабжения практически непригодны.

    Таблица ^8.1

    Общая минерализация и химический состав подземных вод (по А. М. Овчинникову)

    В подземных водах содержатся различные  химические элементы, но подавляющее  большинство их — в ничтожных количествах. Наиболее распространены ионы С1~, SO42"", НС03", Na+, Ca2+, Mg2+, иногда в заметных количествах NH4+, K+, Fe2+ и Мп2+, ц из газов СО2, О2, реже H2S, N?.

    Различные сочетания первых основных шести элементов и определяют основные свойства подземной воды (рис. 8.10) — щелочность, соленость н жесткость.

    Так, например, при значительной концентрации иопоз Na1 и С1~ вода приобретает соленый вкус, а при большом содержании ионов Na+ и НС03~ приобретает щелочные свойства.

    Классификация подземных вод по химическому  составу в большинстве случаев  производится по преобладающим анионам и катионам. Так, выделяются следующие наиболее распространенные классы: 1) гидро карбонатные воды (HCO;j-> >25 ?ке-%); 2) сульфатные воды (SC)f >25 з/св-%); 3) х л о-р и д п ы с ii о д ы (С 1 ->25 экв- % ); '1) воды сложного состава — хлоридно-гидрокарбонатные, сульфатно-гидрокарбонатные, хлоридпо-" сульфатные и другие еще более сложного состава. „.По соотношению

    Рис.   8.10.    Сочетания    различных  элементов,   обусловливающих    основные   свойства   воды

    с катионами каждмй из них может  бить патриеным, или кальциевым, нлп магниевым, или смешанным — кальциевомагнневым, натриево-кальцпевым и др. Это хороню выражено в классификации, предложенной С. А. Щукаревым и в последующем видоизмененной П. Н. Славя-ЙОБЫМ (табл. 8.2).

    Т а б л и ц а   8.2

    Классификация подземных вод по химическому составу

    Каждый  анион или группа анионов (указанных  по вертикали) может образовывать с  отдельными катионами или группой катионов (указанных по горизонтали) различные сочетания. Цифрами в таблице обозначены типы вод, соответствующие различным сочетаниям анионов и катионов. Например: к 1-му типу будут относиться гидрокарбонатно-кальциевые воды, ко 2-му — гидрокарбонатно-кальциево-магниевые, к 8-му — гидрокарбонатно-сульфатно-кальциевые, к 49-му — хлоридно-натриевые.

    Как видно из табл. 8.2, отчетливо проявляется  закономерность изменения химического состава вод с увеличением их минерализации от гидрокарбонатных к хлоридным.

    В ряде артезианских бассейнов наблюдается  хорошо выраженная вертикальная зональность. В верхних водоносных горизонтах развиты гидрокарбонатные воды, ниже смешанные и далее сульфатные, а еще ниже высокоминерализованные хлоридные. Существуют и другие классификации подземных вод (Алекин, 1970), в которых учитывается не только деление по преобладающим анионам и катионам, но и соотношение между ними.

7. МИНЕРАЛЬНЫЕ ВОДЫ

    * Обычно минеральными водами называют такие воды, которые используются для лечебных целей и обладают определенными физико-химическими свойствами, оказывающими особое физиологическое воздействие на организм человека. Целебные свойства этих вод обусловливаются общей минерализацией, газовым составом и наличием в них специфических различных компонентов: железа, мышьяка, радия, брома, иода, углекислоты, радона и т. п., относительно редко встречающихся в обычных подземных водах. Кроме того, для многих минеральных источников характерна повышенная температура, необычная для подземных вод поверхностной зоны.

    По  температурным признакам минеральные  воды некоторыми исследователями подразделяются на: 1) холодные, с температурой менее 20°; 2) теплые— от 20 до 37°; 3) горячие — от 37 до 42° и 4) очень горячие, с температурой выше 42°. В. В. Иванов (1964) предлагает температурную границу 37° снизить до 35°, принимая во внимание, что последняя близка к средней температуре человеческого тела.-

    Наиболее  известными типами минеральных вод  являются:

    Г. У г л е к и c./i ы е воды, газирующие углекислотой, характеризуются большим разнообразием ионного состава. К ним относятся холодные нарзаны Кисловодска, горячие углекислые воды типа сла-вяиовской (Железноводск), Карловы Вары (ЧССР), Истису (Азербайджан), Джермук (Армения) и др.* Образование углекислых минеральных РОД, по-видимому, в значительной части связано с глубинными процессами — термометаморфизмом и магматизмом. Так, например, наиболсо крупные углекислые источники в своем распространении тяготеют к районам развития молодых интрузий. Есть предположение, что" в контактных зонах этих интрузий при высоких температурах (около 400°) происходит метаморфизация карбонатных пород с выделением большого количества ССЬ. Поднимаясь отсюда по тектоническим трещинам, углекислый газ насыщает подземные воды верхних зон земной коры.

    ^.Сульфидные (сероводородные) воды. Среди них В. В. Иванов (1964) выделяет несколько типов по условиям их формирования: а) азотные сульфидные воды, генетически связанные с торфяными четвертичными образованиями. Примером этого типа являются сульфидные воды Кемери; б) метановые сульфидные воды, формирующиеся в глубоких частях артезианских бассейнов, генетически связанные с битуминозными и нефтеносными отложениями. Это преимущественно хлоридпыс или гидрокарСюнатно-хлоридные воды, в которых содержание 1 Ь5 в несколько раз больше первого типа. Такие сульфидные воды имеют наибольшее распространение. К ним относятся воды Мацесты, Талги на Кавказе, Усть-Качкинские в Приуралье и многие другие.

    3. Рад и о а к т и в н ы е (обогащенные радоном) воды формируются в различных условиях. Главным образом они связаны с кислыми интрузивными горными породами, богатыми радиоактивными элементами (уран, торий и др.) и продуктами их разрушения. Среди них распространены: а) холодные радоновые воды в корах выветривания; б) термальные радоновые воды, приуроченные к глубоким тектоническим трещинам в кислых магматических породах (гранитах и др.). Хорошо известны курорты Цхалтубо на Кавказе и Белокуриха в Алтайском крае, основанные па использовании радоновых вод.4

    Если  обратимся к распределению минеральных  вод на территории Советского Союза, то увидим изобилие минеральных источников в районах молодых гор, сформированных главным образом в палеоген-неогеновое и частично антропогеновое время, в  которых тектонические движения продолжаются и по настоящее время. К таким районам относятся Кавказ, Закавказье, Памир, Камчатка, Курильские'острова и др. В некоторых из них (Камчатка, Курильские острова) и поныне происходит интенсивная вулканическая деятельность, в других же (Кавказ и др.) она проявлялась совсем недавно. Горообразовательные движения в этих районах вызвали образование разломов и крупных тектонических трещин.

    Такая закономерность распределения большинства  минеральных источников не является случайной. Некоторые из них несомненно свя-

    утечек  воды из водохранилищ (Испания, Франция, Италия). Для предотвращения подобных случаев необходимо детальное изучение карстовых явлений, которое позволит дать правильный прогноз будущих изменений и выработать мероприятия по борьбе с карстом. При решенш. вопросов водоснабжения крупных населенных пунктов и промышленные, предприятий также необходимо изучать карстовые явления. Можно в целом сказать, что ни одно хозяйственное мероприятие, проектируемое в карстовых районах, не может обойтись без специального кзучени . карста.

8. ОПОЛЗНИ

    С деятельностью подземных и поверхностных  вод и другими факторами часто связаны разнообразные смещения горных пород, развивающиеся на крутых береговых склонах оврагов, долин рек, озер и морей. Характер и величина смещений бывают различными. Среди них наблюдаются:

    1.  Мелкие смещения, захватывающие только поверхностную часть склона, почвенный слой и часть подстилающей выветрившейся породы, которые под влиянием сильного переувлажнения  атмосферными  осадками  начинают  медленно передвигаться  вниз.  Такие смещения  называются оплывинам и,   или с п л ы в а м и.

    2.  Крупные смещения земляных масс    по склону,    захватывающие различные горные породы, слагающие склон и распространяющиеся на большую глубину. Такие смещения называются оползнями.

    3.   Внезапные обрушения огромных масс горных пород, сопровождающиеся опрокидыванием сорвавшегося    массива    и его   дроблением, называются обвалами.  Наиболее значительные    проявления    их наблюдаются в молодых горных районах. В таких районах вода    подготавливает  возможность движения  пород,  ослабляет  в  них  прочность, Часто внезапность обвала бывает связана с проявлением землетрясения. Иногда обвалы достигают грандиозных  размеров.    Так,    например,  и 1911 г. на Памире произошел обвал, при котором    обрушилась    масса породы в 7—8 млрд. т, запрудила реку и образовалось так называемое Серезское озеро длиной около 80 км. Возникла естественная    плотинй высотой свыше   500 м,   длиной    около 2 км    и шириной    у основания около 5 км.

    Наибольший  интерес представляют собственно оползни, широко распространенные и создающие  местами угрозу для населенных пунктов, отдельны:; участков железных дорог и т. п. Крупные оползни с глубоким смещением горных пород вызывают значительные изменения '» очертаниях береговых склонов и придают им особые формы. Простейший случай оползневого склона представлен на рис. 8.17. Пунктирен-указано первоначальное положение крутого берегового склона. После оползня он принял совсем иную форму, представленную сплошной линией. Во всяком оползневом склоне можно выделить отдельные элементы его. Поверхность, по которой происходит отрыв части горных порол от склона и последующее их оползание вниз, называется п о в е р х -н о с т ь ю смещения, или поверхностью скольжения. Она часто несет на себе следы полировки и штриховки, вызванные трением пород друг о друга при сползании. Такую полировку часто называют зеркалами скольжения. Сместившиеся горные породы, располагающиеся в нижней части склона, называют оползневыми