Гидрогеологические условия Республики Беларусь и их влияние на формирование подземных вод

              Выделяют бромные воды и рассолы (минерализация до 100 г/л) и йодо-бромные рассолы (более 100 г/л). Рассолы с солесодержанием до 100 г/л распространены в восточной части Балтийского и западной части Оршанского гидрогеологических бассейнов стр 147. Концентрация брома варьирует от нижней границы лечебного применения (25 мг/л) до 120-160 мг/л. Йодо-бромные  рассолы развиты, в основном, в пределах Припятского бассейна и приурочены к верхне- и среднедевонским, а также верхнепротерозойским водо- и  рассолоносным комплексом. Максимальная минерализация рассолов достигает 485  г/л, содержание брома 5-6,8 г/л, йода – до 100 мг/л.

              Сульфидные  и сероводородные воды и рассолы. Известные проявления сероводородных рассолов локализуются в южной части Припятского гидрогеологического бассейна, в окрестностях г.Ельска. Вблизи д.Богучи сульфидные рассолы вскрыты в нефтеносных песчаниках на глубине 2783,4 м. Минерализация рассолов составила 323, 6 г/л при очень высоких содержания сероводорода (свыше 214 мг/л) и углекислоты (до 326 мг/л). Особенностью сероводородных рассолов Ельской площади являются высокие концентрации аммония. Песчано-глинистые образования каменноугольной, пермской и триасовой систем Припятского прогиба, по мнению учёных, содержат высоко- и маломинерализованных сероводородных вод.

              Железистые воды. На южном склоне Микашевичского горста вскрыты две скважины в интервале глубин 50-178 м с железистыми водами, перспективные для использования в бальнеолечении. Отложения верхнего протерозоя ,к которым приурочены железистые воды, представлены песками и песчаниками с прослоями глин общей мощностью 122 м.

              Радоновые воды. Приурочены к районам развития кислых пород кристаллического фундамента (граниты, гранитогнейсы, амфиболиты), вскрываются на глубинах 100-500 м. Область  развития радоновых вод территориально совпадает со сводовой частью Белорусской антеклизы, в пределах которой кристаллические породы преимущественно кислого состава.

              Воды гипотетического состава и распространения. Вопрос о возможности открытия в Беларуси гидрокарбонатных содовых вод относительно высокой минерализации (до 5-10 г/л) возник в связи с результатами изучения поровых растворов Заозёрской площади. Здесь в пределах Мелешковского участка вскрыты глинистые породы, поровые растворы которых принципиально сходны с ионным составом минеральной воды «Боржоми». Возможно существование подземных содовых вод в разрезе песчаных прослоев разреза каменноугольных отложений ряда площадей (Заозёрская, Осашковичская, Ельская), где отмечены давсонитсодержащие породы.

2.3. Происхождение массы и состава

Происхождение и распространение различных видов минеральных вод определяются сочетанием геолого-структурных, гидрогеологических, геохимических и геотермических условий. Тем не менее, существует множество теорий формирования тех или иных минеральных вод.

Наиболее признанной гипотезой происхождения подземных хлоридных вод и рассолов является седиметационная, в соответствии с которой, формирование солевого состава подземных вод связывается с имевшими место в геологическом прошлом процессами поверхностного испарения и галогенеза в бассейнах седиментаций в условиях оридного климата и последующими преобразованиями. При этом различаются рассолы выщелачивания соленосных и гипсоносных отложений и рассолы, представляющие собой остатки изменённой маточной рапы древних соленосных бассейнов. В Оршанском гидрогеологическом бассейне формирование рассолов происходило в процессе сквозьпластового гравитационного опускания маточной рапы солеродных бассейнов, существовавших в наровское время.

              Формирование гидрокарбонатных натриевых вод обусловлено: 1)обменными реакциями между ионами водорода водного раствора и ионами натрия алюмосиликата,2)биохимическим восстановление сульфата натрия, 3)выведением из коллоидного комплекса обменных ионов натрия. Выделяются две разновидности: хлоридно-гидрокарбонатная и гидрокарбонатно-хлоридная. В породах пермско-нижнетриасового комплекса Припятского прогиба воды с минерализацией до 1,5-2,5 г/л имеют хлоридно-гидрокарбонатный натриевый состав. Гидрокарбонатно-хлоридные обнаружены на Заозёрской площади Припятского прогиба (поровые растворы), где наблюдается наличие в составе алюминия (до 4,1-14 мг/л), отсюда, их происхождение связывают с процессами растворения алюминий содержащего минерала давсонита.

              Образование сульфатных вод связывают  с растворением гипсоносных водовмещающих пород и окислением сульфидных минералов, в частности пирита. Катионный состав определяется минералогическими особенностями вмещающих пород.  Формирование сульфатных вод Оршанского гидрогеологического бассейна связывают с выщелачиванием гипсоносных пород девона. На северо-востоке бассейна в условиях интенсивной промытости гипсоносных отложений фамеского яруса встречаются сульфатные кальцевые, натриевые воды раззвиты фрагментарно и приурочены к водовмещающим отложениям, контактирующим с глинистыми породами, обогощёнными обменным натрием. Хлоридно-сульфатные натриевые воды, впервые открытые на территории санатория «Аксаковщина», связаны с  осадочной толщей верхнего протерозоя и корой выветривания пород фундамента, здесь повышенное содержание объясняется процессами окисления и выщелачивания сульфидных мминералов. В Припятском бассейне воды вскрыты в надсолевом девонском и пермско-нижнетриасовом водоносных комплексов. Сульфатные воды первого из них генетически с породами глинисто-мергелевой толщи, верхняя часть этой толщи имеет первично-седиментационный характер, а нижняя является продуктом подземного выщелачивания. Сульфатно-хлоридные натриевые воды впервые вскрыты на северо-восточной окраине Припятского гидрогеологического бассейна в кварцевых песках и песчаниках верхней перьми и нижнего триаса.

              Бромные воды и рассолы. При сгущении морской воды концентрация брома в ней постоянно возростает. Существование регионально выдержанных калийных горизонтов в разрезе девонских соленосных толщ Припятского прогиба свидетельствует о том, что седиментационные рассолы достигли высоких стадий концентрации. Максимальная концентрация брома фиксируется при достижении минерализации 150 г/л, а также более 320 г/л в точках, соответствующих выпадению из раствора гипса и галита. В Калийных горизонтах Старобинского месторождения, отличалась высоким содержанием брома (2,1-6,6 г/л). Основным  источником брома  Припятского бассейна являются маточные рассолы, соответствующих стадий сгущения морской воды.

              Сероводородные рассолы. Генезис сероводорода в рассолах и попутном назе Ельской площади до настоящего времени не имеет сколько-нибудь убедительного объяснения. В 60е годы в качестве рабочей принималась гипотеза микробиологических сульфат-редукций. Причём, исходя из наличия сероводорода в попутном газе, допускалось, что процессами микробильной деятельности затронуты не только рассолы, но и нефть. Что касается каменноугольных, пермских и триасовых отложений Припятского прогиба, исходя из геохимической предпосылки наличия зоны сульфатных вод, в разрезе карбон-пермско-триасовых отложений можно полагать, что разрез карбон-пермско-триасовых отложений представляет значительный интерес для поисков сероводородных вод. Крепкие рассолы девонских отложений Припятского прогиба, в том числе и рассолы Ельской площади, в бактериологическом отношении стерильны. Представления о происхождении сероводорода в результате процессов микробиологической сульфат-редукции оказались не подтверждёнными. В настоящее время связывают с процессами, протекающими в массе нефти при нагревании.

              Концепция формирования железистых вод в общем виде представляется гипотезой формирования водорастворёных ионов железа вследствие разрушения железосодержащих минералов водовмещающих пород в зоне кислородсодержащих пресных вод. Подземные воды с наименьшими концентрациями железа тяготеют к гипсометрически высокоподнятым и интенсивно промываемым элементам рельефа, а также к районам с весьма значительными скоростями движения грунтовых вод. Формирование бальнеологически значимых концентраций двухвалентного железа (более 20 мг/л) в минеральных водах происходит, вероятно, за счёт углекислотного выщелачивания и растворения железосодержащих пород и минералов в условиях восстановительной гидрогеохимической обстановки.

              Проявление радоновых вод приурочены к местной области дренирования Белорусского гидрогеологического массива – обширной долине рек Молдачь и Нёман. Формирование радоновых род связывается с эманацией радиоактивных элементов из трещиноватых зон выветривания кислых извержений пород фундамента. Наиболее интенсивно процессы миграции радоновых эманаций в зонах вторичного концентрирования радиоактивных элементов урано-ториевого ряда имеет место в трещиноватых зонах тектонических разломов.

              Происхождение щелочных гидрокарбонатных вод  в разрезе каменноугольных, пермских и триасовых отложений Припятского прогиба связывается с флюидодинамическими процессами и генезисом алюминий содержащего минерала давсонита.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 2

              Подземные воды классифицируются по различным показателям, в том числе по происхождению, физическому состоянию, а также по характеру вмещающих их грунтов, гидравлическим условиям, температуре,  минерализации и химическому составу, характеру залегания и имеют различное происхождение

              Среди них выделяют особую группу минеральных вод, которые оказывают на организм человека лечебное воздействие благодаря наличию в них терапевтически активных компонентов минеральных, органических и радиоактивных веществ, в том числе газов. На территории Беларуси выделяют следующие типы вод: воды  и рассолы без специфических компонентов (хлоридно-гидрокарбонатные натриевые и гидрокарбонатно-хлоридные натриевые воды  - распространенны споратически в Припятском прогибе, а также в пределах Оршанской и Брестской впадины, сульфатные - встречаются практически повсеместно, хлоридные натриевые и хлоридные натриево-кальцевые воды и рассолы - отсутствуют лишь в сводовой части Белорусской антеклизы и в пределах полесской седловины). на территории Припятского артезианского бассейна, на юге Беларуси, обнаружена уникальная высокоминерализированная (до 450 г/дм куб) хлориднo-магниево-кальциевая вода, названная "Беламином", оказывающая ярко выраженное противовоспалительное и анальгезирующее действие 2.Бромные и водобромные воды и рассолы (бромные воды и рассолы (минерализация до 100 г/л) – распространенны в восточной части Балтийского и западной части Оршанского гидрогеологических бассейнов, йодо-бромные рассолы (минерализация более 100 г/л) – развиты,в основном, в пределах Припятского бассейна и приурочены к верхнее- и среднедевонским водоносным комплексам.3.Сульфидные и сероводородные воды и рассолы. Известные проявления сероводородных рассолов локализуются в южной части Припятского гидрогеологического бассейна, в окрестностях города Ельскаю. 4.Железистые вод в Беларуси выделены в зоне сочленения Микошевическо-Житковического выступа и Припятского прогиба  и в пинских отложениях на северном склоне Микашевичско-Житковичского выступа.5.Радоновые воды в сводовой части Белорусской антеклизы. Воды напорные.6. Воды гипотетического состава и распространения.

              Происхождение и распространение различных видов минеральных вод определяются сочетанием геолого-структурных, гидрогеологических, геохимических и геотермических условий. Тем не менее, существует множество теорий формирования тех или иных минеральных вод.

              Наиболее признанной гипотезой происхождения подземных хлоридных вод и рассолов является седиметационная; формирование гидрокарбонатных натриевых вод обусловленно:обменными реакциями между ионами водорода водного раствора и ионами натрия алюмосиликата,биохимическим восстановление сульфата натрия, выведением из коллоидного комплекса обменных ионов натрия; образование сульфатных вод связывают  с растворением гипсоносных водовмещающих пород и окислением сульфидных минералов, в частности пирита; генезис сероводорода в рассолах и попутном газе Ельской площади в настоящее время связывают с процессами, протекающими в массе нефти при нагревании; концепция формирования железистых вод в общем виде передставляется гипотезой формирования водорастворённых ионов железа в следствие разрушения железосодержащих минералов водовмещающих пород в зоне кислородсодержащих пресных вод; проявление радоновых род связывается с эманацией радиоактивных элементов из трещиноватых зон выветривания кислых извержений пород фундамента; происхождение щелочных гидрокарбонатных вод  связывается с флюидодинамическими процессами и генезисом алюминий содержащего минерала давсонита.

ГЛАВА 3. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПОДЗЕМНЫХ ВОД РБ

3.1.Источники истощение и загрязнение подземных вод РБ

              По характеру воздействия на гидросферу различают приводящие к истощению водных ресурсов (водозаборы, осушительные мелиорации, водопонижение и др.) либо к накоплению их запасов (искусственное восполнение, орошение земель, подтоплении территории и др.). Однако в настоящее время в наибольших масштабах проявляется антропогенное загрязнение, важнейшими видами, которого являются сельскохозяйственное, коммунально-бытовое, промышленное, транспортное, а также связанное с военной деятельностью. Региональный характер имеет сельскохозяйственное загрязнение подземных, прежде всего грунтовых вод, а также радиоактивное загрязнение территории в результате аварии на ЧАЭС.

1.Осушительная мелиорация. В настоящее время осушено более 3 млн. га. Болот и заболоченных земель. Это привело к коренной перестройке процессов формирования режима и баланса подземных вод. На большей части существующих мелиоративных систем из-за их технического несовершенства не удается обеспечивать поддержания оптимальных уровней грунтовых вод. Как следствие,  в зоне Беларусского полесья в пределах мелиоративных систем переосушено от 20 до 60 % их площадей. Осушительные мелиорации оказывают существенное влиянме на формирование баланса грунтовых вод. При снижении их среднегодового уровня от 0,3-0,5 до 1,5-2 м происходит резкое сокращение испарения. Нфильтрация начинает преобладать над испарением, а боковой оток над притоком. Это обуславливает формирование слоя плдземного стока, величина которого в песчаных грунтах может достигать 100-130 м. Вследствие усиливается подземный сток в реки и их водность возрастает, а почвы испытывают острый дефицит влаги. В супесях это влияние не значительно.