Найдена причина аномально малого количества элементов в щелочных термальных водах

Ученые из Китая и России выяснили, как взаимодействие воды с горными породами и его продолжительность влияют на состав термальных вод. Выдвинутые учеными предположения позволят лучше понять, как вода взаимодействует с породами и как формируются подземные воды, в частности термальные, а также помогут найти новые минеральные источники. Результаты исследования, которое поддержано грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Applied Geochemistry.

Ученые проводили исследования источников термальных вод, находящихся в китайской провинции Цзянси. Быстроизменяющиеся параметры водной среды изучали на месте, а химический, газовый и изотопный состав — в лабораторных условиях. Ранее ученые исследовали схожие родники в Забайкалье. После экспедиции они сопоставили данные из китайских и российских источников.

Азотные и углекислые термальные воды обогащены азотом и углекислым газом соответственно, и их минерализация, кислотность и набор компонентов разнятся. Изучение проб показало, что в азотных термальных водах в провинции Цзянси минеральных веществ немного, но при этом они слабощелочные или щелочные. Такая закономерность нехарактерна для большинства типов природных вод: чем больше щелочи в природной воде, тем больше в ней содержится минеральных веществ. До экспедиции томских ученых это явление объяснить не удавалось.

«Мы считаем, что причина явления кроется во взаимодействии термальных вод с горной породой. Вопрос механизмов и процессов формирования термальных вод мы рассматриваем с точки зрения принципиально новой концепции геологической эволюции системы "вода — порода — газ". В рамках данной концепции формирование состава термальных вод связано с определенным этапом геологической эволюции системы, находящейся в равновесно-неравновесном состоянии», — рассказала один из авторов исследования, аспирант Томского политехнического университета Елена Зиппа.

Щелочность азотных термальных вод ученые объясняют взаимодействием воды с алюмосиликатами — минералами, содержащими алюминий, кремний и кислород. «Значения pH непрерывно растут из-за отсутствия нейтрализующих кислот в азотных термах. Щелочная обстановка и высокие температуры ускоряют процессы вторичного минералообразования, следовательно, элементы не накапливаются в растворе, а тут же связываются новыми минералами. Таким образом, соленость азотных терм не растет», — поясняет Елена Зиппа.

Углекислые воды образуются иначе: содержащаяся в воде кислота делает среду более кислой, что не способствует появлению новых минералов, поэтому углекислые воды лучше накапливают минеральные вещества.

Исследование поможет ученым продвинуться в понимании процессов рудообразования, связанных с термальными водами. Информацию о газовом и химическом составе термальных вод, собранную во время экспедиции, в дальнейшем можно использовать для разведки минеральных источников и создания курортов в России и за рубежом.

Работа проводилась совместно с учеными из Томского политехнического университета, Томского филиала Института нефтегазовой геологии и геофизики имени А.А. Трофимука СО РАН, Восточно-Китайского технологического университета и Института природных ресурсов, экологии и криологии СО РАН.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.