1. Введение [Предмет и задачи гидрогеохимии, её место среди других наук, структура, основные этапы развития. Области применения гидрогеохимических данных]

Природные воды – физико-химическая система, состоящая из воды и растворенных в ней веществ, существующих в определенных термодинамических условиях

Одной из основных задач гидрогеохимии является изучение закономерностей формирования состава и его изменения при переходе из одного состояния в другое.

Принципы, на которых построена гидрогеохимия:

все воды земли едины

вода занимает основную долю земной коры

вода участвует во всех процессах, протекающих в земной коре и других сферах

подземные воды возобновляемый ресурс, поэтому так важно знание источников восполнения запасов с определенным качеством.

Геохимия подземных вод – гидрогеохимия – сравнительно молодая научная отрасль, возникшая на стыке гидрогеологии и геохимии и входящая в цикл геологических наук. Становление и развитие гидрогеохимии связано с именем выдающегося ученого В.И.Вернадского. В чём разница между понятиями “гидрохимия” и «гидрогеохимия»?

“Гидрогеохимия”, или геохимия подземных вод изучает их вещественный состав, процессы его формирования, историю и миграцию химических элементов в подземной гидросфере. Задачи геохимических исследований подземных вод включают историю подземных вод как природного явления, играющего исключительно большую роль и в жизни человека, и в истории земной коры и особенно подземной части биосферы. Гидрогеохимия рассматривает подземные воды как фактор формирования, разрушения и поисковый признак месторождений различных полезных ископаемых, как фактор, определяющий инженерно-геологические свойства горных пород и среду нахождения инженерных сооружений. В последние годы данные геохимии подземных вод активно используются в качестве предвестников землетрясений, а также как фактор литогенеза и подземной химической эрозии горных пород, как основа при решении задач региональной динамики подземных вод.

В.И.Вернадский в свое время сформулировал положение «Все воды земли – едины!», понимая под этим единство водных масс земной коры, находящееся в сложном динамическом равновесии, которое определяется сложными системами взаимодействия вода→–-порода→–-газ→–живое вещество. Это позволяет рассматривать геохимию подземных вод как часть химии природных вод.

Важнейшая теоретическая проблема гидрогеохимии – формирование химического и газового состава подземных вод. Она составляет основу при решении многих теоретических проблем в науках о Земле, а также прикладных проблем использования подземных вод, их влияния на экологическое состояние среды, особенно в результате загрязнения. Это, прежде всего оценка качества питьевых и технических вод. САНПИН ГОСТ нормирует многие макро-и микрокомпоненты питьевых вод, что увеличивает значимость гидрогеохимических исследований в проблеме обеспечения населения водами хозяйственно- питьевого назначения геохимия минеральных лечебных вод также является частью гидрогеохимии. Геохимические проблемы комплексного извлечения из промышленных вод ценных компонентов рассматриваются в геохимии промышленных подземных вод. Получил широкое внедрение в практику гидрогеохимический метод поисков полезных ископаемых (рудопоисковая и нефтегазопоисковая гидрогеохимия). Познание процессов взаимодействия вод с вмещающей средой необходимо при применении нового прогрессивного метода разработки полезных ископаемых – подземного растворения. Особо важная роль геохимии подземных вод в решении экологических проблем (эколого-гидрогеологические работы).

Структурно-вещественные связи гидрогеохимии и других наук о Земле

Науки, связанные с исследованиями водных систем: гидрология, лимнология, потомология, гидрометеорология, гляциология, гидрогеология, гидротехника, бальнеология, гидрохимия.

Гидрогеохимия тесно связана с другими дисциплинами из цикла наук о Земле, особенно с теми, предмет изучения которых либо вещественный состав твердых объектов взаимодействия с водными массами (геохимия, литология, петрография, минералогия) и гидрохимией, потому что очевидна связь химического состава подземной воды и речной или дождевой, которая фильтруется в недра, гидрогеологией и гидрологией; с литологией и петрографией, потому что вода взаимодействует с породами, которые (например, кварцевый песок и каменная соль) совершенно по–разному растворяются и обогащают воду химическими элементами; с минералогией, так как минералы растворяются подземной водой и кристаллизуются из неё в недрах (так называемые вторичные или катагенетические минералы), и во всех случаях изменяется состав воды.

В гидрогеохимических исследованиях широко используются данные тектоники. Тектонические движения влияют на пути и скорость движения воды, что способствует смешению вод разных типов, изменению условий взаимодействия с породами и в конечном итоге – химического состава вод. Говоря о связи гидрогеохимии с тектоникой, приведём такой пример. Ещё в 1925 г. гидрогеолог И.И. Никшич заметил приуроченность термальных источников Туркмении к тектонической границе Туранской плиты и складчатых сооружений Копетдага. Позднее было получено много фактов о специфичности состава подземных вод в зонах тектонических разломов и других тектонических границ. Можно привести более неожиданные примеры взаимодействия гидрогеохимии и с другими науками, например, с палеонтологией. Обогащение морской воды определёнными химическими соединениями в местах разгрузки подземных вод на дно моря может приводить к вспышкам жизнедеятельности одних и гибели других организмов.

Однако гидрогеохимия прочно занимает своё место среди других наук о Земле, так как ни одна из них, не ставит перед собой цель исследования процессов формирования химического состава подземных вод .