45. Особенности формирования химического и газового состава термальных вод вулканических областей

Обычно под термальными водами понимают воды с температу­рой более 20 "С. Существует несколько классификаций подзем­ных вод по температуре.

Химический и газовый состав термальных вод очень сложен, что обусловлено взаимодействием в системе «вода — порода — газ (пар)» при повышенных температурах.

В вулканических районах выделение паров й газов достигает иногда грандиозных размеров.

Существует несколько классификаций термальных вод по их газовому и химическому составу.

Ниже приводится характеристика геохимических типов термальных вод по данным В. И. Кононова

сероводорогно-углекислые гидротермы (паро-гидротермы) помимо H₂S и С0₂, также НС1, HF, S0₂ и другие газы. T до 700º, М— 35 г/кг, состав S0₄, Cl-SO*, реже CI; рН низкий. Катионный состав сложен — преобладают Fe, Al, Н, NH. В этом типе гидротерм отмечаются и уникальные воды с рН 0,2—0,5 и М>500 г/кг, Cl-Na состава (Данакильская впадина, выполненная толщей эвапоритов).

Углекисло-водородные парогидротермы встре­чены в океанических рифтах и в зонах их примыкания к кон­тинентальным структурам. Помимо Н₂, присутствуют С0₂, HaS, N₂ и другие С0₂-Н₂ термы, заклю­ченные в базальтах океанической коры. На континен­те— это маломинерализованные (<1 г/л), слабощелочные во­ды с повышенным содержанием Si0₂ и преобладанием S0₄, HCOs и Na.

Углекислые парогидротермы. t от 180 до 350 °С и М ниже 1 г/л; НСОз или SO4-НСОз состав. Там, где развиты эвапоритовые толщи (Солтон-Си в Калифорнии) минерализация высокотермальных углекис­лых вод достигает 305 г/кг.

Азотно-углекислые парогидротермы и гидротермы. Это щелочные воды с Eh от 0 до 250 мЕ. Парогидротермы с t=180—200ºформируются в зо­нах глубоких тектонических нарушений, имеют HCOs-Na или S0₄-Na состав с М до 1,5 г/л и рН=9. В районах совр.вулканизма Cl-Na состав с М 1—6 г/л (Долина Гейзеров и Паужетка на Камчат­ке). Азотно-углекислые гидротермы с температурой на выходе от 30 до 100 º имеют небольшую (менее 3 г/л) минерализацию и пестрый анионный состав, а среди катионов преобладает Na.

Азотные термы, в основном щелочные (рН 8— 10), на глубине ~2 км имеют температуру до 150º. По хим. составу,— пестрые (HCOa, S0₄ или О). Типичным представителем азот­ных НСОз-Na вод являются маломинерализованные (<1 г/л) щелочные (рН л*8) гидротермы. На Камчатке при­мерами азотных терм служат Паратунские,. Начикинские и дру­гие источники. Азотные Cl-Na термы по сравнению с SO* и НСОз водами распространены менее широко. Их минерализа­ция может достигать 35 г/кг.

Метановые и азотно-метановые терм. воды. развиты в молодых краевых и внутренних про­гибах. Их распространение подчиняется общей гидрогеохимиче­ской и газовой зональности: в периферических и верхних частях артезианских бассейнов термальные воды, как правило, пресные или солоноватые (до 10 г/л), азотные (иногда с примесью С0₂ и H2S), S04-HCOrNa и НСОз-Na состава. В глубоких частях артезианских бассейнов встречаются N2-CH4 и СН* воды Cl-Na и Cl-Na-Ca типа с повышенным содержанием Т, Вг и других ценных микрокомпокентов. Температура этих вод на глубине их залегания изменяется от менее 50 до более 200 *С, рН=*5—9, Eh = от —250 до 0 мВ.

Процессы формирования состава термальных вод имеют не­которые особенности, связанные с температурным фактором. Одна из них заключается в фазовых переходах подземных вод, происходящих обычно в приповерхностных зонах разгрузки гид­ротерм.Вторая особенность заключается в активном тепловом воздействии на вмещающие породы (термометаморфизм), при котором происходит глубокая переработка пород и переход в раствор газов, макро- и микро­компонентов. Вскипание высоко­температурных вод, сопровождающееся парообразованием и дегазацией, происходит лишь в приповерхностных условиях при снижении давления и сохранении высокой температуры.При этом компоненты вещественного состава гидротерм пе­рераспределяются между паровой и жидкой фазами; в послед­ней возрастает концентрация солей. Конденсат пара имеет низ­кую минерализацию и HCOa-Na или SO^-Na состав.