Минеральные, промышленные и термальные воды
Гидрогеология СССР, глава 4
Термальные воды как комплексное полезное ископаемое могут быть использованы: 1) для теплоснабжения (отопление и горячее водоснаб-жение), а в отдельных случаях и получения электроэнергии; 2) в лечебных целях; 3) как источник получения ценных химических продуктов; 4) для различных технологических нужд (сушка, мойка и т. п.). Не во всех районах распространения термальные воды могут быть использо-ваны по всем перечисленным направлениям. Чаще всего они применяются в лечебных целях и в этих случаях должны рассматриваться как минеральные. Выше было отмечено, что потребности в минеральных во-дах чаще всего сравнительно невелики.
В тех случаях, когда термальные воды используются в качестве хи-мического сырья, они рассматриваются как промышленные воды. В на-стоящем разделе рассмотрим в основном возможность использования термальных вод по первому из выделенных направлений.
Общие сведения, распространение термальных вод
К термальным водам относятся подземные воды, имеющие температуру от 20~ С и выше.
Эта температурная граница может служить разделом между менее подвижными (вязкими) холодными водами и более подвижными (ме-нее вязкими) термальными водами.
Для практических целей можно принять классификацию подземных вод по температурному признаку, приведенную в табл. 33.
Таблица 33
Классификация подземных вод по температурному признаку
В дальнейшем изложении мы будем пользоваться приведенной в табл. 33 классификацией. Следует отметить, что термальные воды (т. е. воды с температурой от 20 до 100~ С) в пласте и при выходе на поверхность земли находятся в жидкой фазе, тогда как перегретые воды (т. е. воды, нагретые до температуры сыше 100~ С) в термодинамиче-ских условиях пласта находятся, как правило, в жидкой фазе, а при вы-ведении их на поверхность дают пароводяные смеси и пары. Изотерми-ческая поверхность в 20~ С в зависимости от геотермических условий верхних частей земной коры залегает на различных глубинах - от 200 - 300 м на юге Советского Союза (например, в пределах Скифской плиты) до 1200 - 1500 м в области развития многолетнемерзлых пород (напри-мер, на севере Сибирской платформы).
Охарактеризуем основные закономерности распространения тер-мальных вод в пределах СССР. В результате проведенных в последние годы организациями Министерства геологии СССР и Академии наук СССР гидрогеотермических исследований установлено, что термальные воды распространены в геолого-структурных областях двух типов - платформенных и складчатых.
В пределах платформенных областей развиты пластово-поровые и пластово-трещинные термальные воды, в складчатых областях - тре-щинно-жильные воды (только в межгорных впадинах термальные воды приобретают пластово-трещинный или пластово-поровый характер).
Краткая характеристика закономерностей распространения тер-мальных вод дается в укрупненном плане, применительно в основном к схеме гидрогеологического районирования, приведенной в гл. I на-стоящей работы. Исключение составляют районы Скифской платфор-менной области (Западно-Крымский, Азово-Кубанский и Восточно-Предкавказский), которые по принятому районированию отнесены к Крымско-Кавказской складчатой области, но при характеристике термальных вод рассматриваются как отдельная платформенная об-ласть. Кроме того, при описании Восточно-Европейской платформенной области рассматривается ряд примыкающих к ней артезианских бас-сейнов, относящихся к Тимано-Уральской гидрогеологической складча-той области.
Наибольшую площадь термальные воды занимают в пределах Западно-Сибирской платформенной артезианской области, где они развиты в трех основных водоносных комплексах мезозоя.: апт-сеноманском, неокомском и юраком; практический интерес представляют первые два. В апт-сеноманском комплексе, распростра-ненном почти на всей площади бассейна и залегающем на глубине от 200 до 1300 м (при мощности, изменяющейся от 100 до 800 м, реже бо-лее), заключены термальные воды, имеющие температуру в пластовых условиях от 20 до 60~ С. При вскрытии скважинами эти воды дают са-моизлив с температурой на устье 35 - 45~ С, редко более; напоры вод на большей площади бассейна превышают поверхность земли на 20 - 40 м. Минерализация и состав вод изменяются в направлении с юга на север (от областей питания к областям стока): от азотных в основном: гидрокарбонатных натриевых с минерализацией до 1 ,г/л на юге (Кол-пашево, Купино, Ипатово и др.) до метановых хлоридных натриевых с минерализацией до 10 - 15 г/л на севере (Тара, Викулово, Сургут и др.). Расходы скважин при самоизливе достигают 5 - 15 л/с, редко более.
По данным испытания нефтеразведочных скважин, скважин на пресные, термальные, минеральные и йодные воды, водопроводимость во-доносных пород комплекса изменяется от 20 до 200 м2/сут, причем на-ибольшая ее величина отмечается в полосе, протягивающейся от Ку-пино через Тару на Сургут, т. е. в центральной.части бассейна, где ком-плекс имеет наибольшую мощность.
Неокомский водоносный комплекс развит почти на той же площади, что и аптсеноманский; он залегает на глубинах от 300 до 1800 м, реже более, имеет мощность от 200 до 1000 м. Комплекс заключает термаль-ные воды, имеющие в пластовых условиях температуру от 20 до 95~ С. При вскрытии скважинами воды самоизливаются, избыточные напоры превышают поверхность земли на 20 - 60 м. В ряде скважин при дли-тельном самоизливе температура воды достигает 65 - 70~, редко более (Колпашево, Омск, Тобольск и др.).
В неокомском водоносном комплексе, как и в апт-сеноманском ми-нерализация термальной воды увеличивается с юга на север в направлении общего потока подземных вод глубоких горизонтов бассейна: от 1 - 3 г/л на юге и востоке (Ипатово, Колпашево и др.) до 15 - 25 г/л на севере (Омск, Тобольск, Тара, Сургут и др.). Состав вод также изме-няется от азотного гидрокарбонатного натриевого до метанового хло-ридного натриевого. К этому комплексу в центральных частях бассейна приурочены нефтегазоносные залежи и йодные воды. Коллекторские свойства пород неокома непостоянны вследствие изменчивости литоло-гического состава и мощности водовмещающих пород. Дебиты скважин при самоизливе изменяются от 5 до 10 л/с, редко более. Водопроводи-мость пород, по данным испытания скважин, пройденных при разведке нефтяных месторождений, термальных, минеральных и йодных вод, ко-леблется от 20 до 60 м2/сут, в отдельных случаях повышаясь до 80 - 100 м2/сут. Почти во всей центральной части бассейна водоносный комплекс имеет водопроводимость 40 - 60 м2/сут, лишь в Ханты-Мансий-ском районе вследствие преобладания среди пород комплекса глини-стых разностей этот показатель снижается до 10 - 20 м2/сут и более.
Юрский водоносный комплекс, залегающий на складчатом фунда-менте, имеет изменчивую мощность - от 100 до 1000 м и более. Наи-большая глубина залегания отмечается в центральных частях бассейна где она часто превышает 2500 м. Температура вод в пластовых усло-виях достигает 100 - 150~ С в более погруженных северных частях бас-сейна, но при вскрытии их скважинами редко составляет на устье 65 - 70~С (Омск).
Почти на всей площади развития юрский комплекс заключает мета-новые хлоридные натриевые термальные воды, минерализация которых изменяется от 5 - 10 г/л на периферии до 50 г/л, редко более в центре. Вскрываемые скважинами термальные воды комплекса самоизлива-ются с небольшими расходами, обычно менее 5 л/с. На ряде участков не удается вызвать самоизлив вследствие плохих коллекторских свойств пород комплекса, обусловливающих слабый водоприток к скважинам.
На территории Скифской платформенной области развиты разновозрастные водоносные комплексы с термальной водой. В ее западной причерноморской части термальные воды приурочены к песчано-глинистым отложениям палеогена, карбонатным и терриген-ным породам мела и юры, причем юрский водоносный комплекс распро-странен лишь на юге Молдавии (Преддобруджинский прогиб). Залега-ют термальные воды на глубине от 300 - 500 до 3000 м (в Преддобруд-жинском прогибе несколько глубже). В палеогеновом и верхнемеловом комплексах содержатся солоноватые и соленые термальные воды. На-поры вод не всегда достигают поверхности земли. Водообильность пород незначительная и скважины самоизливают с расходами от 1 - 3 л/с до долей литра в секунду. В нижнемеловои и юрском водоносных ком-плексах содержатся в.основном рассольные хлоридные натриевые тер-мальные воды. Напоры вод местами не достигают поверхности земли, а дебиты скважин редко превышают 1 л/с. Вследствие плохих фильтра-ционных свойств коллекторов, сказывающихся на дебитах скважин, температура вод, поднятых на поверхность, редко превышает 30 - 40~ С, хотя в условиях пласта температура достигает 70 - 90~ С.
В равнинном Крыму термальные воды содержатся в водоносных комплексах миоцена, палеогена, верхнего и нижнего мела и юры, разви-той только в предгорной части. Миоценовый комплекс содержит слабо-термальные солоноватые воды; при опробовании дебиты скважин обыч-но небольшие. В карбонатных и терригенных отложениях палеогена заключены в основном соленые хлоридные натриевые воды. В централь-ных частях Крыма из скважин обычно самоизливается слаботермальная вода с дебитами до 1 л/с; на Тарханкуте в зоне дислокаций дебит скважин местами повышается до 15 л/с, а температура воды достигает 60~ С и более (Глебовская площадь).
Верхне- и нижнемеловые водоносные комплексы, сложенные карбо-натными и терригенными отложениями мощностью до 800 - 1000 м, рас-пространены на всей площади равнинного Крыма, прослеживаясь и се-вернее его. В этих отложениях заключены термальные воды от солоно-ватых на юге (Саки, Евпатория) до рассольных на севере (Геническ). При вскрытии скважинами эти воды самоизливаются, дебиты скважины при самоизливе колеблются от 1 до 10 л/с, местами увеличиваясь до 20 л/с, а температура на устье изменяется от 30 - 40~ С (Саки, Евпа-тория) до 60 - 70~ С (Тарханкут, Геническ). Водопроводимость моло-вых пород, определенная по данным опробования скважин водозабора Саки - Евпатория и нефтеразведочных скважин, достигает в верхнеме-ловом комплексе 30 м2/сут, в нижнемеловом 40 м2/сут.
В юрском водоносном комплексе вскрываются слаботермальные (до 40~ С) солоноватые воды, при самоизливе которых дебит скважин изменяется от 2 до 10 л/с, реже более.
В пределах восточных районов Скифской артезианской области распространены в основном те же водоносные комплексы с термальной водой, что и в ее западных районах.
Неогеновые водоносные комплексы с термальной водой (в основ-ном акчагыл-апшеронский, чокрак-караганский) развиты в пределах Азово-Кубанского и Восточно-Предкавказского артезианских бассейнов. Сложены они песчано-глинистыми и в меньшей степени карбонатными породами, имеют значительную мощность (до 500 - 1000 м каждый) и содержат термальные воды от пресных до соленых, в наиболее погру-женных частях (3500 - 4000 м) до слаборассольных (Караман). На-поры вод превышают поверхность земли на 20 - 100 м, реже более. Скважины самоизливают с дебитами от 5 до 20 л/с, а температура воды на устье достигает 50 - 70~С (Махачкала), местами увеличивается до 90 - 100~С (Кизляр, Ханкала). Особенно водообильны чокрак-караган-ские водоносные горизонты в пределах Дагестана и Чечено-Ингуше-тии. Здесь водопроводимость чокракских и караганоких отложений до-стигает 150 - 200 м2/сут и более (Махачкала, Избербаш, район Гроз-ного и др.).
Палеогеновые водоносные комплексы (хадум-майкопский и палео-цен-эоценовый) развиты повсеместно и содержат термальные воды от солоноватых (на юге) до слаборассольных (центральные районы Пред-кавказья), преимущественно метановые хлоридные натриевые. При вскрытии скважинами воды самоизливаются с расходами от 5 до 15л/с, температурой на изливе до 90~С (Георгиевск, Черный рынок и др.).
Верхнемеловой и нижнемеловой водоносные комплексы, вскрывае-мые на глубине 1000 - 2000 м и более, на большей площади развития содержат соленые и рассольные метановые хлоридные натриевые тер-мальные воды; скважины при самоизливе вод имеют расходы в преде-лах 5 - 15 л/с, причем дебиты уменьшаются в направлении с юга на-север. На юге, в полосе, протягивающейся вдоль предгорий, распростра-нены термальные воды от пресных до солоноватых и соленых. Темпе-ратура воды на устье колеблется от 50 - 80~ С в южных районах при-глубине горизонта 1000 - 2500 м (Черкесск, Нальчик) до 100~ С и не-сколько более в центральных районах при глубине 2500 - 3.000 м (При-кумск, станица Прасковейская), Водопроводимость коллекторов мело-вых комплексов редко превышает 100 м2/сут, обычно значительно мень-ше (20 - 60 м2/сут).
В терригенно-карбонатных соленосных отложениях юры заключены рассольные (до 160 г/л и более) метановые хлоридные натриевые термальные воды, имеющие на юге избыточные напоры до 100 - 150 м и более; в северном Прикаспии напоры снижаются до уровня земли. Расходы скважин при самоизливе в том же направлении уменьшаются от 15 до 1 л/с, температура воды при самоизливе обычно не превы-шает 40 - 60~ С.
Следует отметить, что в Предкавказском районе отложения от нео-гена до юры являются нефтегазоносными.
В Туранекой платформенной артезианской об-ласти термальные воды приурочены в основном к мезозойским кар-бонатным и терригенным отложениям, в верхней юре - соленосным породам.
В Сырдарьинском артезианском бассейне, в северной части Чуй-ского бассейна, в бассейнах Кызылкумской зоны поднятий и Бухаро-Каршинском гидрогеологическом районе развиты в основном пресные и солоноватые воды, заключенные в альб-сеноманском водоносном ком-плексе, залегающем на глубине от 500 до 2000 м. Из скважин, вскрываю-щих эти воды, происходит самоизлив воды с расходами от 2 до 15 л/с, редко более, с температурой воды на устье от 40 до 60~ С и несколько выше. Примерно такие же гидрогеотермические условия наблюдаются на п-ове Мангышлак, на участках, примыкающих с севера и юга к го-рам Каратау.
Во всех перечисленных районах водопроводимость коллекторов мелового водоносного комплекса колеблется от 20 до 100 м2/сут, ме-стами больше, чаще изменяется в пределах 30 - 60 м2/сут.
На остальной площади Туранской области в меловых отложениях развиты соленые и рассольные термальные воды с небольшими расхо-дами и температурой на изливе, редко превышающей 50 - 60~ С.
В юрском водоносном комплексе заключены термальные воды от рассольных до крепких рассолов (до 350 г/л и более). Высокая мине-лизация вод вызывает быструю закупорку устьев скважин выпадаю-щими солями из самоизливающихся вод.
Отмечается следующая общая закономерность: в западной части Туранской артезианской области (к западу от Аральского моря) в во-доносных комплексах мезозоя содержатся главным образом соленые и рассольные термальные воды, с которыми контактируют газовые и неф-тяные залежи; в восточной части области распространены в основном пресные и солоноватые термальные воды, газовые и нефтяные залежи отсутствуют.
В системах артезианских бассейнов Восточно-Европейской и Во-сточногСибирской гидрогеологических платформенных областей тер-мальные воды относятся к рассольным (вплоть до крепких рассолов) и, как правило, при вскрытии не самоизливаются. При откачке дебиты скважин очень низкие (до 1 - 2 л/с) при значительных понижениях.
На площади Восточно-Европейской плаформенной артезианской области термальные воды распространены по-всеместно, за исключением ее западной части, где вследствие неболь-шой мощности осадочного чехла термальные воды не встречены.
На большой площади артезианской области основным водоносным комплексом с термальной водой является девонский, сложенный терри-генно-карбонатной соленреной толщей. В нем заключены воды с мине-рализацией от 100 до 250 г/л и более, температурой на глубине пласта до 60~ С. В вышележащих каменноугольных отложениях заключены слаботермальные рассолы. Пермский водосносный комплекс, развитый в пределах Печорской, Каспийской, Днепровско-Донецкой впадин, Пред-уральского прогиба, содержит рассольные термальные воды.
На севере Печорской системы бассейнов, в Балтийско-Польском и Каспийском артезианских бассейнах развиты термальные соленые и рассольные воды в мезозойских отложениях (от триаса до мела). Во всех перечисленных районах из-за плохих фильтрационных свойств во-довмещающих пород дебиты скважин при откачках не превышают 1 - 2 л/с, обычно они меньше. Вследствие этого полученная рассольная во-да почти нигде не имеет температуру более 40~ С, хотя местами и под-нимает с глубин, (превышающих 2500 м. На большей глубине темпера-тура воды в ряде районов достигает 75 - 85~ С (Нарьян-Мар, глубина 3500 м; Доброгостов, г. Долина, глубина 2500 - 3000 м; Новоузенская разведочная площадь, глубина 2700 - 3000 м и др.).
На илощади Восточно-Сибирской платформенной ар-тезианской области основная масса термальных вод приурочена к соленосным кембрийским отложениям. Воды относятся к рассольным (минерализация до 350 - 450 г/л), как травило, при вскрытии скважина-ми не самоизливаются, и вследствие плохих фильтрационных свойств по-род дебиты скважин при откачках незначительные (доли литра в секун-ду), при понижениях, достигающих десятки метров. На глубине 2500 - 3000 im температура в пластовых условиях достигает 50 - 75~ С. В юрских и меловых отложениях восточной части Якутского артезианского бассей-на (Вилюйская синеклиза и прилежащий к ней Приверхоянский прогиб) термальные воды, вскрытые скважинами, слабо самоизливаются, при этом дебиты скважин составляют 1 - 2 л/с. Минерализация вод изме-няется от 20 до 90 г/л. На глубине пласта температура достигает 75 - 85~ С (Усть-Вилюйские скважины, глубина 2550 - 2850).
Перейдем к характеристике термальных вод, распространенных в разновозрастных гидрогеологических складчатых областях. Среди них выделяются интенсивной термальной деятельностью Камчатский и Ку-рильский районы современного вулканизма, относимые к области кай-нозойской (камчатской) складчатости.
В Камчатском гидрогеологическом районе наи-более крупные термальные источники и пароводяные струи сосредото-чены в пределах Восточно-Камчатского поднятия, где находятся все действующие вулканы Камчатского полуострова. Все термальные ис-точники связаны с крупными зонами разломов, рассекающих толщи вулканогенно-осадочных пород.
Температура воды наиболее крупных источников колеблется от 60 до 100~ С, а дебиты их от 10 до 30 л/с (Пара/Цунские, Киреунские, Апапельские, Малкинские, Двухъюрточные и др.). Минерализация воды источников чаще менее 1 г/л, состав от гидрокарбонатно-сульфатного до хлоридного натриевого с содержанием кремнекислоты до 80 - 100 мг/л. Парогидротермы в естественных выходах имеют температуру 100~ С и несколько более (Паужетские, Жировские, Узонские, Семя-чинские и др.), состав их хлоридный натриевый, минерализация 3 - 5 г/л. При вскрытии скважинами температура пароводяных смесей уве-личивается до 150 - 200~ С (Паужетские, Бол. Банные).
На Курильских островах наибольшее практическое значе-ние имеют парогидротермы, выходы которых связаны с крупными зо-нами разломов (Горячий Пляж и др.). Эти парогидротермы по тем-пературе, составу и минерализации сходны с камчатскими.
Крупные термальные источники встречены в Корякско-Камчат-ском поднятии, где они связаны с крупными тектоническими наруше-ниями (Олюторский, Тымлатский, Паланский, Панкратовский, Ру-саковский источники). Температура источников достигает 40 - 95~С, дебиты 15 - 50 л/с, редко более. По составу и минерализации они близки к источникам Восточно-Камчатского поднятия.
Межгорные артезианские бассейны (Западно- и Центрально-Кам-чатский, Анадырский, Пенжинский и др.) в гидрогеотермическом отно-шении почти не изучены и о термальных водах этих бассейнов судить в настоящее время трудно. По данным редкой сети нефтеразведочных скважин, здесь можно встретить слаботермальные воды.
К кайнозойской складчатости относится складчатая структура С а-халинской гидрогеологической области, где в межгор-ных артезианских бассейнах, выполненных палеогеновыми и неогено-выми терригенными отложениями, распространены термальные воды, вскрываемые глубокими нефтеразведочными скважинами. Основными водоносными комплексами с термальной водой являются миоценовые и плиоценовый комплексы. Мощность песчаниковых горизонтов в этих комплексах изменяется от десятков метров до 100 м и более.
В наиболее крупном Северо-Сахалинском и связанным с ним Па-ронайском артезианских бассейнах развиты гидрокарбонатные и хло-ридные натриевые термальные воды с минерализацией от 1 до 20 г/л, местами более. В скважинах глубиной 2700 - 3300 м температура вод в пластовых условиях достигает 100~ С и более, а при самоизливе на устье она составляет 50 - 70~ С, при этом дебиты скважин равны 3 - 5 л/с.
Водопроводимость пород по отдельным комплексам колеблется от 20 до 60 м2/сут, редко больше.
К кайнозойской (альпийской) гидрогеологической складчатой об-ласти относятся структуры, протянувшиеся вдоль южных границ стра-ны (от Карпат до Памира): Карпатская и Крымско-Кавказская, Ко-петдаг-Большебалханская и Памирская гидрогеологические складча-тые области.
В Карпатской области термальные воды вскрываются скважинами в Мукачевоком и Солотовинском межгорных бассейнах, выполненных миоценовыми терригенными соленосными отложениями. В связи с этим здесь преобладают соленые и рассольные хлоридные натриевые тер-мальные воды, расходы которых при самоизливе редко превышают 1 л/с, а температура 35~ (Вышково, Залуж и др.). В мегантиклинории Карпат термальные воды не встречены.
В Горном Крыму термальные воды в практически значимых коли-чествах также отсутствуют. Из Ялтинской скважины с глубины 1300 м, вскрывшей сланцы таврической свиты, произошел самоизлив рассоль-ной хлоридной натриевой воды с температурой до 27~ С, дебит скважи-ны составлял 0,2 л/с.
В пределах Большого Кавказа термальные источники выходят вдоль тектонических нарушений и обычно имеют температуру от 20 до 50~ С, дебиты их не превышают 1 - 2 л/с, а минерализация воды чаще всего бывает не более 1 г/л. По составу вода источников гидрокарбо-натно-сульфатная натриевая и лишь местами хлоридная натриевая с минерализацией до 5 г/л (Кармадон, Горячий Ключ).
На Малом Кавказе развиты в основном углекислые воды, с темпе-ратурой от 20 до 50~ С, лишь источники Джермука и Исти-Су имеют температуру 65 - 70~ С. По составу вода в основном гидрокарбонатная натриевая. Дебиты источников небольшие, но при разбуривании участ-ков их выхода суммарный дебит скважин доходит до 15 л/с (Бор-жоми, Джермук, Анкаван и др.).
В Аджаро-Триалетской гидрогеологической складчатой зоне и в Талыше имеются азотные и азотно-метановые хлоридные натриевые (Массалинские, Ленкоранские, Астаринские источники) и хлоридно-ги-дрокарбонатно-сульфатные натриевые (Тбилисские источники) термы. Минерализация вод от 1 до 20 г/л. При вскрытии скважинами воды самоизливаются с расходами от 5 до 30 л/с и более; температура воды составляет 40 - 65~ С. К Малому Кавказу тяготеют Нахичеванский и Араратский межгорные артезианские бассейны, выполн-енные миоцено-выми соленрсными, в основном глинистыми, отложениями с тонкими песчаными слоями. Нефтеразведочные скважины глубиной до 2500 - 3300 м вскрывают соленые и рассольные термальные воды, расходы ко-торых при самоизливе, как правило, не превышают 1 л/с.
В межгорном Восточно- Причерноморском (Рион-ском) артезианском бассейне основным водоносным ком-плексом с термальной водой является неокомский, сложенный карбо-натными породами, залегающими на глубине от 1000 до 2500 м и более. Глубокими скважинами (2000 - 3200 м), пробуренными в северной ча-сти. Рионского бассейна, выводятся на поверхность земли пресные суль-фатно-хлоридные (и гидрокарбонатные) натриевые высокотермальные воды с температурой на изливе от 70 до 100~ С и расходами от 10 до 50 л/с (Менджи, Зугдиди), редко до 80 л/с (Охурей). В Мегрельской зоне тектонических нарушений скважины глубиной 800 - 1000 м вскры-вают воды с температурой до 80~ С, напорами до. 80 - 150 м выше поверх-ности земли, дебитами при самоизливе до 40 л/с (Цаиши, Накалакеви).
В юго-западной части этого бассейна минерализация вод из нижне-мелового комплекса увеличивается до 3 - 20 г/л и более, состав изме-няется на хлоридный натриевый, дебиты скважин не превышают 15 л/с, температура воды на изливе 80~ С (Челадиди, Квалони). В восточной части бассейна нижнемеловой водоносный комплекс залегает на глу-бине 500 - 1500 м, и скважинами на дневную поверхность выводятся со-лоноватые воды с температурой до 45~ С, дебитами 3 - 7 л/с (Квибиси, Квемо-Симонети, Аргвети и др.). Водопроводимость пород нижнемело-вого водоносного комплекса колеблется от 20 до 300 м2/сут, местами более.
В остальных водоносных комплексах (юрском, верхнемеловом, па-леогеоновом, неогеновых) заключены минерализованные термальные воды (в соленосном юрском вплоть до рассолов); коллекторские свой-ства пород значительно хуже, чем у нижнемелового комплекса, поэтому расходы скважин при самоизливе обычно не превышают 3 - 5 л/с.
В Курииском межгорном артезианском бассейне, также входящем в Кавказский район, термальные воды на доступных глубинах заключены в третичных терригенных отложениях. На большей площади распространения эти отложения содержат соленые и рассоль-ные воды, при вскрытии самоизливающиеся с небольшим расходом. Ос-новным водоносным комплексом счтермальной водой на востоке бас-сейна является плиоценовый (продуктивная толща), с которым свя-заны все нефтяные и газовые месторождения Азербайджана. Лишь в юго-западной части Куринского бассейна (Кировобадская зона) выяв-лены пресные и солоноватые термальные воды в апшеронском и акча-гульском водоносных комплексах. В майкопском водоносном комплексе здесь содержатся соленые воды с минерализацией до 20 г/л. Скважины глубиной от 600 до 2500 м выводят самоизливающиеся воды с расхо-дами до 10 л/с, редко более (Барда, Мир-Башир и др.). Температура воды на устье скважин колеблется от 30 до 65~ С. Водопроводимость по-род изменяется от 20 - 30 м2/сут (майкопский комплекс) до 40 - 80 м2/сут (апшеронский комплекс).
В 3ападно-Туркменском межгорном артезиан-ском бассейне развиты водоносные комплексы с термальной водой в апшеронских, акчагыльских и красноцветных отложениях. Основной водоносный комплекс приурочен к красноцветной песчано-глинистои толще мощностью до 1500 - 2000 м. К ней приурочены основные нефтяные месторождения района. Термальные воды, вскрываемые на глубине от 100 до 4000 м, рассольные (до 200 г/л и более), при самоизливе име-ют температуру до 50 - 80~ С и дебиты до 20 л/с, реже более.
В гидрогеологической складчатой зоне Копет-Дага, прилежащей к Западно-Туркменскому бассейну, термальные воды выходят на по-верхность земли в виде источников вдоль разлома, ограничивающего северный фас Копет-Дага (Арчман, Коу и др.). Воды источников прес- ные и слабосолоноватые, хлоридно-сульфатно-гидрокарбонатные нат-риевые, температура до 35~ С; дебиты источников колеблются от 50 до 150 л/с.
Район Памира входит в область альпийской складчатости. Здесь в глубоких ущельях по крупным зонам разлома, секущим дислоциро-ванные древние изверженные и метаморфические породы, выходят тер-мальные источники, чаще всего с пресной водой, нагретой до 60 - 72~ С. Среди этих источников выделяются две группы: азотные, которые встре-чаются в центральной и юго-восточной частях района, и углекислые, расположенные главным образом в юго-западной его части. Расходы источников от 2 до 15 л/с (Джиландинский, Яшкульский, Иссык-Бу-лакский, Гарм-Чашминский, Лянгарокий и др.).
Состав воды азотных источников преимущественно сульфатно-ги-дрокарбонатный натриевый, углекислых - гидрокарбонатный натрие-вый (и натриево-кальциевый).
В области мезозойской складчатости отмечаются выходы термаль-ных источников. В ряде артезианских бассейнов, приуроченных к меж-горным впадинам, скважинами вскрываются термальные воды с не-значительными дебитами. Расположена эта область на востоке нашей страны, протягиваясь от Северного Ледовитого океана до Японского моря и отделяясь от гидрогеологической области кайнозойской (кам-чатской) складчатости мощным Чукотско-Катазиатским вулканоген-ным поясом, который рассматривается как наложенная структура, воз-никшая в позднемезозойское время. К этому поясу также приурочены выходы термальных источников, сходных по составу с источниками об-ласти мезозойской складчатости. Наиболее мощными из терм этого обширного района являются источники Чукотского полуострова в В е р-хояно-Чукотской гидрогеологической складчатой области, имеющие температуру до 60 - 80~ С и расходы от 5 до 70 л/с (Чаплинский, Сенявинский, Мечигменский, Кукуньский и др.). Состав воды всех чукотских источников хлоридный натриевый, минерализация изменяется от 1,5 до 40 г/л.
В Охотском секторе вулканогенного пояса известен ряд источников с температурой воды от 40 до 90~ С (Таватумский, Мотыклейский, Бе-ренджинский, Тальский). Наиболее нагреты воды Тальского источника (90~С). Суммарный расход двух скважин, пройденных в пределах ис-точника, достигает 10 л/с. Другие источники имеют расходы, близкие к указанному.
В Приморском секторе вулканогенного пояса, принадлежащего Сихотэ-Алинс-кой гидрогеологической области, имеются редкие азотные термы, нагретые до 30 - 55~ С (Анненские, Тумнинские, Ван-Гоусские), с расходами от 1,5 до 7 л/с. Состав их в основном гидрокар-бонатный натриевый, Минерализация воды менее 1 г/л. Межгорные бас-сейны (Олойский, Зырянский), приуроченные к Колымскому массиву, в гидрогеотермическом отношении совершенно не изучены. Межгорные впадины Сихотэ-Алинской гидрогеологической складчатой области (Суйфунекая, Приханкайская, Средне-Амурская) и приуроченные к ним артезианские бассейны выполнены значительно. литифицирован-ными и дислоцированными меловыми породами, перекрытыми сверху относительно маломощным чехлом рыхлых кайнозойских отложений. Глубина до фундамента впадин редко достигает 2000 м. По.данным не-многочисленных глубоких скважин (до 1100 - 1250 м) отмечены очень слабые водопритоки пресных и солоноватых вод. Темепратура воды на забоях глубоких скважин не превышала 35~ С.
Термальные воды широко распространены в обширной гидрогеоло-гической складчатой области герцинид Азиатского пояса, протягиваю-щегося в пределах Советского Союза от западных отрогов Тянь-Шаня до Алтая и от Забайкалья до Охотского побережья.
Наибольшее число термальных источников отмечено в Т я н ь -Шаньской складчатой области, выходы их связаны с крупны-ми зонами разломов. Температура воды в этих источниках изменяется от 30 до 90~ С, дебиты родников - от 3 до 50 л/с (Ходжа-Оби-Гарм, Оби-Гарм, Иссык-Ата, Ак-Су, Алма-Арасан и др.). Минерализация вод, как правило, не превышает 1 г/л, состав сульфатно-хлоридный натриевый, лишь в единичных источниках отмечается хлоридный натриевый состав и минерализация от 3 до 13 г/л (Джеты-Огуз, Явроз).
К Тянь-Шаньской гидрогеологической области приурочен ряд сложно построенных межгорных бассейнов, наиболее крупными из них являются Южно-Таджикский, Ферганский и Илийский. В первом тер-мальные воды в основном заключены в палеогеновой и меловой соле-носных терригенно-карбонатных толщах. Неогеновые отложения, сло-женные красноцветными в основном глинистыми отложениями, в осе-вых частях Сурхан-Дарьинской, Кафирниганской, Вахшской и Куляб-ской синклиналей имеют мощность до 4000 м, содержат маломощные водоносные горизонты с соленой водой. В юрских соленосных породах заключены рассольные воды. Основной разведуемый комплекс здесь палеогеновый, мощность его достигает 400 м. Скважины, пройденные до глубины 2000 м, вывели на земную поверхность из палеогеновых пород самоизливающиеся воды с температурой 25 - 50~ С и расходами 2 - 15 л/с, реже более. В краевых частях структур минерализация тер-мальных вод колеблется от 5 до 50 г/л, увеличиваясь с погружением пород до 200 г/л и более. По составу воды метаново-азотные и метано-вые хлоридные натриевые. Примерно такую же температуру и состав имеют воды, которые выводятся скважинами из мелового водоносного комплекса общей мощностью до 900 м. В Душанбинском районе мине-рализация вод обычно не превышает 10 г/л, а дебиты скважин три са-моизливе достигают 10 - 15 л/с при температуре воды на устье, равной 40 - 60~ С; на юге бассейна воды рассольные.
В Ферганском бассейне в неогеновых, палеогеновых, меловых и юрских отложениях на большей площади их распространения заключе-ны соленые и рассольные термальные воды, которые выводятся глубо-кими (от 1200 до 3800 м) скажинами. Воды самоизливающиеся, с тем-пературой на изливе 40 - 70~ С, расходами 1 - 5 л/с (в неогеновом гори-зонте до 15 л/с), лишь в краевых частях бассейна в отдельных струк-турах, в зонах тектонических нарушений дебиты скважин при самоиз-ливе достигают до 30 л/с, воды солоноватые с температурой 35 - 40~ С (юрский комплекс, Джалал-Абад).
В Илийоком артезианском бассейне (Джаркентская часть) мезо-зойские отложения (от триаса до мела) содержат термальные воды, са-моизливающиеся с расходом до 30 - 75 л/с, с температурой от 50 до 95~ С. Глубина вскрытия этих вод колеблется от 1200 до 2700 м. Воды пресные и слабосолоноватые, от гидрокарбонатных до хлоридных нат-риевых.
В Алма-Атинской части Илийского бассейна скважины глубиной до 3100 м вскрывают в неогеновых и палеогеновых отложениях слабоводообильные прослойки с термальной водой от пресной до рассольной (до 55 г/л в Алма-Атинской скважине).
В Иссык-Кульском бассейне к палеогеновым и неогеновым отложе-ниям приурочены соленые и рассольные термальные воды. Опробова-ние глубоких скважин показало различную водообильность пород.
Балхаш-Алакульский и Зайсанский межгорные артезианские бас-сейны имеют сравнительно небольшую (около 1.000 - 1500 м) глубину до фундамента (в Ферганском и Таджикском - до 8 - 10 км, в Илий-ском - 4 - 6 км). В неогеновых и палеогеновых отложениях, выполняю-щих эти бассейны, вскрываются пресные и солоноватые термальные воды. В Балхаш-Алакульском бассейне расходы самоизливающихся скважин достигают 10 л/с, а температура воды на изливе 30 - 50~ С. В Зайсанском бассейне водообильность пород незначительная. Меловые и юрские отложения, наличие которых можно предполагать в указан-ных бассейнах, скважинами не вскрыты и степень их водоносности не-известна.
В гидрогеологических складчатых областях За-байкалья и Приамурья имеется ряд термальных источников, нагретых до 45 - 70~ С (Кыринский, Былыринский, Альский, Тырмин-ский, Кульдурский). Дебиты источников обычно не превышают 5 л/с. Выведенные двумя скважинами термальные воды на Кульдурском ме-сторождении имеют температуру 72 - 73~ С, суммарный расход до 22 л/с. Вода источников пресная азотная, от гидрокабонатного до гидрокарбо-натно-хлоридно-сульфатного натриевого состава.
В многочисленных межгорных артезианских бассейнах этого рай-юна, выполненных террйгенными и вулканогенными отложениями юры, мела и кайнозоя и имеющих структуру грабенов, гидрогеотермические условия изучены очень слабо. Судя по данным испытания скважин глу-биной до 2800 м, пройденных в наиболее крупном по размерам Зейско-Буреинском бассейне, дебит скважин, вскрывших меловые породы, ока-зался ничтожно малым, равным десятым и сотым долям метра в секун-ду. Температура воды на глубине 2500 - 2800 м не превышала 75~ С, минерализация увеличивалась от 1,4 г/л на глубине 750 м до 2,5 г/л на тлубине 2000 м. По составу воды гидрокарбонатно-хлоридные натрие-вые. Такие же коллекторские свойства пород можно ожидать и в других межгорных артезианских бассейнах, сходных по типу слагающих их пород с Зейско-Буреинским артезианским бассейном.
Гидрогеологическая область Байкальской рифто-вой зоны представляет собой одну из крупнейших рифтовых зон мира. Она включает систему грабенов, заложенных в неогене и продолжав-ших развиваться в четвертичное время. К ним приурочен ряд артези-анских бассейнов. Грабены ограничены системой молодых разломов, с, которыми связаны выходы многочисленных термальных источников (до 60 источников). Температура воды источников колеблется от 20 до -82~ С, расходы - от 1 до 85 л/с, минерализация редко достигает 1 г/л. Химический состав воды изменяется от гидрокарбонатно-сульфатного до сульфатно-хлоридного натриевого. Наиболее крупными и нагретыми источниками являются Могойский, Аллинский, Баунтовский, Хакусский, Питателевский, Котельниковский, Умхейский, Гаргинский, Горячинский и др.
К Селенгинскому, Тункинскому, Баргузинскому и другим межгор-ным артезианским бассейнам, в основном выполненным террйгенными отложениями неогена, приурочены пресные и солоноватые термальные воды. В Селенгинском бассейне из скважин с глубины 1800 - 2900 м самоизливались воды с дебитами до 3 л/с и температурой на устье 50 - 75~С. В Тункинском бассейне в зоне тектонического нарушения из сква-
жины с глубины 750 - 900 м получен самоизлив воды в количестве 2 - 8 л/с с температурой на устье 38 - 41~ С, с глубины 1500 - 1900 м расход при самоизливе уменьшился до 0,6 л/с. В Баргузинском бассейне из скважины с глубины 900 м дебит при самоизливе вод был небольшим, а температура составляла 22~ С.
В Саян о -Алтай с к о - Е ни сей с к ой гидрогеологиче-ской складчатой области в районе Западного и Восточного Саян, относящихся к области каледонской складчатости, имеется ряд азотных и углекислых термальных источников, выходящих вдоль круп-ных тектонических нарушений. Температура воды азотных источников наиболее высокая - от 40 до 83~ С (Тейрыс, Абаканский, Уш-Белдыр-ский), расходы - от 1 до 12 л/с. Последняя цифра относится к наиболее нагретому Уш-Белдырскому источнику, каптированному несколькими скважинами. Вода пресная, сульфатно-гидрокарбонатная натриевая.. Углекислые источники (Изиг-Суг, Хойто-Гол и др.) расположены вблизи четвертичного вулкана, температура воды от 30 до 42~ С, рас-ход до 17 л/с, минерализация до 2,5 г/л, по составу воды относятся к гидрокарбонатным натриевым.
На Алтае известно всего три термальных источника, самый круп-ный из них Белокурихинский. Скважинами глубиной до 525 м здесь выведены термальные воды с температурой до 42~ С, с суммарным де-битом скважин до 12 л/с. Воды пресные, сульфатно-гидрокарбонатные натриевые.
Межгорные бассейны Саяно-Алтайско-Енисейской области (Ми-нусинский, Тувинский, Рыбинский, Кузнецкий) выполнены в основном отложениями девона, карбона и перми (Тувинский, кроме того, поро-дами силура), содержат главным образом рассольные хлоридные нат-риевые термальные воды с минерализацией до 250 - 320 г/л; только к карбоновым.и нижнепермским отложениям Кузнецкого бассейна приурочены соленые воды. Опробование нефтеразведочных скважин глубиной до 2900 м показало низкие коллекторские свойства пород (в основном опробовались средне- и верхнедевонские водосодержа-щие отложения Минусинского бассейна и карбоновые с пермскими - в Кузнецком бассейне), вследствие чего расходы скважин при откач-ках достигали всего 0,5 - 1 л/с при понижениях уровня в несколько десятков метров. Наибольшая температура воды (80 - 82~ С) была от-мечена на глубине 2800 - 2850 м.
Прогнозные эксплуатационные ресурсы термальных вод
В соответствии с приведенной выше краткой характеристикой рас-пространения термальных вод на территории Советского Союза наме-чены перспективные районы (рис. 4), где термальные воды могут найти практическое применение, а в пределах этих районов выделены основ-ные водоносные комплексы с термальной водой и подсчитаны эксплуа-тационные ресурсы этих вод.
При выделении перспективных районов принимались во внимание следующие гидрогеотермические показатели: глубина залегания основ-ных водоносных комплексов с термальной водой, коллекторские свой-ства пород, температура, минерализация и состав воды. Кроме того, учитывались технико-экономические показатели, которые позволяют оценить экономическую эффективность использования термальных вод в народном хозяйстве.
Известно, что для использования термальных вод в качестве ис-точника тепловой энергии термальные воды должны обладать значительными эксплуатационными ресурсами (десятки и сот-ни литров в секунду), при этом чем ниже температура воды, тем большее количество ее требуется для покры-тия определенных тепловых нагрузок. При оценке пер-спектив использования термальных вод следует учиты-вать, что при строительстве геотермальных установок значительная доля капитальных затрат падает на буро-вые работы.
Наиболее перспективными следует считать те райо-ны, где наиболее высокий геотермический градиент, что позволяет вскрывать воды с достаточно высокой темпе-ратурой на сравнительно небольших глубинах, термаль-ные воды при вскрытии их скважинами дают самоизлив с достаточно большими дебитами и по составу и минера-лизации пригодны для эксплуатации.
Рис. 4. Карта перспектив использования термальных вод СССР. Составил Б. Ф. Маврицкий.
Перспективные районы использования термальных вод от пресных до соленых с температурой от 40 до 120~ С: 1 - в мезозойских отложениях артезианских бассейнов; 2 - то же, в отложениях мезозоя и кайнозоя; 3 - то же, в отложениях кайнозоя; 4 - районы с ограниченной перспективой использования термальных вод (с низкими тем-пературами - 20 - 40~ С или с рассольным характером минерализации высоконагретых вод); б - бесперспективные районы; 6 - районы с отсутствием термальных вод в оса-дочном чехле бассейнов. Перспективные районы использования термальных вод трещинных систем: 7 - современного вулканизма (температура 40 - 200~ С); 8 - вне райо-нов современного вулканизма (температура 40 - 100~ С). Районы: 9 - с ограниченными перспективами использования; 10 - бесперспективные; И - с невыясненными перспек-тивами: а - В пластовых системах, 6 - в трещинных системах. Площади с возможной производительностью водозаборов (в л/с): 12 - до 50; 13 - 50 - 100; 14 - 100 - 200; 15 - 200 - 300; 16 - более 300. Границы: 17 - районов с различной перспективностью; 18 - площадей с самоизливающимися водами; 19 - развития многолетнемерзлых по-род. Сплошные тонкие линии - геолого-структурные границы
Следует подчеркнуть, что наибольшие величины гео-термического градиента свойственны платформенным артезианским областям и межгорным артезианским бас-сейнам, выполненным мезо-кайнозойскими отложения-ми. В пределах этих структур геотермический градиент достигает 3~С на 100 м; а часто и более. Для платфор-менных артезианских областей и межгорных бассейнов, выполненных палеозойскими отложениями, величина геотермического градиента не выше 2,5~ С на 100 м, ча-сто меньше.
Таким образом, в пределах платформенных артези-анских областей и межгорных артезианских бассейнов перспективными следует считать районы, где величина геотермического градиента близка к 3~С на 100 м или больше 3~С на 100 м. Обычно в этих районах термаль-ные воды при вскрытии скважинами самоизливаются, в то время как в пределах древних платформ самоизлива не наблюдается.
При подсчете эксплуатационных ресурсов учитыва-лись термальные воды с минерализацией не выше 35 г/л.
Только после накопления достаточного опыта приме-нения минерализованных термальных вод будет начата эксплуатация месторождений с рассольными водами.
Приведенные выше соображения касались в основ-ном термальных вод пластового типа. Из числа районов, где развиты термальные воды трещинно-жильного типа, к перспективным следует отнести те, что характеризуют-ся интенсивными термопроявлениями, связанными с тек-тоническими движениями альпийского этапа.
Таким образом, среди перспективных районов по ус-ловиям залегания и циркуляции термальных вод выде-ляются две группы:
1) районы, расположенные в гидрогеологических складчатых областях, испытавших интенсивное воздей-ствие новейших тектонических движений и связанных с ними явлений вулканизма. Здесь термальные воды име-ют локальное развитие и относятся к трещинно-жильно-му типу;
2) районы эпипалеозойских платформенных артезианских обла-стей и межгорных артезианских бассейнов, выполненных мезо-кайно-зойскими осадками, с площадным распространением пластово-поровых и пластово-трещинных термальных вод.
К перспективным районам первой группы относятся районы со-временного вулканизма Камчатской и Курильской гидрогеологических складчатых областей, гидрогеологические складчатые области Тянь-Шаня, Байкала, Памира, Чукотско-Катазиатского вулканогенного по-яса и некоторые другие.
Из числа перспективных районов второй группы можно выделить следующие: на Западно-Сибирской платформенной артезианской об-ласти площади развития термальных вод к югу от 60~ с. ш. и особенно южнее Транссибирской железной дороги; на Туранской платформен-ной артезианской области - Бухаро-Каршинский гидрогеологический район, Сырдарьинский бассейн, систему бассейнов Кызылкумской-.зоны поднятий, отдельные участки в Мангышлакском и Устюртском райо-нах; на Скифской платформенной артезианской области - районы рав-нинной части Крыма и Предкавказья. Среди межгорных бассейнов сле-дует выделить Восточно-Черноморский (Рионский), отдельные участки Куринского, Ферганского и Таджикского бассейнов, Джаркентский, Се-ленгинский, Тункинский бассейны, артезианские бассейны о. Сахалина и некоторые другие.
В платформенных артезианских областях месторождения термаль-ных вод имеют столь большие размеры (тысячи и десятки тысяч квад-ратных километров), что в их пределах могут быть выделены эк-сплуатационные участки, характеризующиеся определенным геолого-структурным строением, гидрогеологическими условиями и технико-эко-номическими показателями. В некоторых районах из-за недостаточной их гидрогеотермической изученности трудно установить точные гра-ницы месторождений термальных вод. Это связано также с очень по-степенным изменением качественных показателей термальных вод и глубин их залегания (например, на площади Западно-Сибирской плат-форменной артезианской области).
В гидрогеологических складчатых областях месторождения тре-щинно-жильных термальных вод имеют четко выраженные границы и по размерам редко превышают 1 км2. Лишь некоторые месторождения в районах современного вулканизма занимают площади в несколько квадратных километров.
Типизация месторождений термальных вод по геолого-структур-ному признаку с учетом источников формирования их эксплуатцион-ных ресурсов приведена в гл. I. В этой типизации были выделены ме-сторождения артезианских бассейнов платформенного типа, межгор-ных впадин и месторождения кристаллических массивов складчатых областей, районов современного вулканизма. При этом два первых типа представляют пластовые, а два последних - трещинно-жильные место-рождения. Выявленные общие закономерности распространения и усло-вий залегания термальных вод на территории СССР позволяют по-дойти к разработке ряда более дробных типизации по параметрам, оп-ределяющим целесообразность освоения месторождений. К таким по-казателям относятся глубина, условия залегания, температура тер-мальных вод, возможные расходы водозаборов, минерализация вод, положение статического уровня.
По температуре все месторождения могут быть подразделены на слаботермальные (20 - 50~ С), термальные и высокотермальные (50 - 100~С) и с перегретыми водами (более 100~С).
По дебитам водозаборов месторождения могут быть подразделены на малодебитные (менее 50 л/с), среднедебитные (50 - 100 л/с) и высоко-дебитные (свыше 100 л/с). При этом для месторождений трещинно-жильного типа эти расходы будут соответствовать возможным эксплу-атационным запасам всего месторождения при самоизливе воды; на месторождениях пластового типа указанные величины соответствуют расходам стандартных водозаборов, расположенных на площади 25 км2, состоящих из пяти скважин, при понижении динамического уровня до 100 м ниже поверхности земли и расчетном сроке эксплуатации 10 тыс. сут.
По минерализации воды выделяются месторождения пресных вод (до 1 г/л), солоноватых (1 - 10 г/л) и соленых (10 - 35 г/л). Месторож-дения с рассольными термальными водами, как отмечено выше, отно-сятся к забалансовым.
По характеру самоизлива вод месторождения могут быть самоиз-ливающиеся не газирующие, самоизливающиеся газирущие и дающие из скважин извержение пароводяной смеси.
Наконец, по глубине залегания термальных вод месторождения мо-гут быть подразделены на ряд категорий. В пределах артезианских бас-сейнов платформенных и складчатых гидрогеологических областей можно выделить месторождения с водоносными комплексами, зале-гающими относительно неглубоко (до 1500 м), глубоко (от 1500 до 2500 - 3000 м) и на предельно допустимых по гидрогеотермическим и технико-экономическим показателям глубинах (от 2500 - 3000 до 3500 м). На месторождениях трещинно-жильного типа в гидрогеологи-ческих складчатых областях глубина залегания обычно колеблется от 150 до 200 м, реже до 300 м, в районах современного вулканизма она составляет до 500 м, реже больше.
Следует подчеркнуть, что наиболее распространенными месторожде-ниями как пластового, так и трещинно-жильного типов являются слабо-термальные и термальные. Месторождения с перегретыми водами (тем-пература воды свыше 100~ С) имеют практическое значение в основном в районах современного вулканизма (Камчатка, Курильские острова) и относятся к трещйнно-жильному типу. Месторождения с перегретыми водами пластового типа встречаются редко, лишь в пределах Предкав-казья и Рионской впадины. На таких месторождениях, как Кизлярское, Очемчирское, Прасковейское (на последнем минерализация вод намного превышает 35 г/л), скважинами глубокой свыше 3000 м выводятся воды и пароводяные смеси с температурой от 100 до 115~ С, редко до 120~ G.
Для определения практического значения термальных вод в народ-ном хозяйстве важно иметь представление об общих эксплуатационных ресурсах термальных вод и запасах тепла, заключенных в этих водах, в пределах выделенных перспективных районов.
Особенности методики региональной оценки эксплуатационных ре-сурсов термальных вод рассмотрены в гл.1. Результаты оценки ресур-сов перспективных районов в артезианских бассейнах платформенных и складчатых областей приведены в табл. 34.
К настоящему времени не для всех перечисленных районов удалось получить достаточно полные и надежные данные о прогнозных запасах термальных вод. Это объясняется главным образом неодинаковой изу-ченностью и неравномерной разбуренностью отдельных районов. Для ряда участков оказалось недостаточно фактических данных о коллектор-ских свойствах водоносных комплексов, по ним приняты расчетные вели-чины водопроводимости и пьезопроводности по аналогии с соседними, более изученными участками, находящимися в сходных геологических и гидрогеологических условиях. При ограниченной информации о гадродинамических параметрах водонапорных систем использованы схематизи-рованные данные. Все это определенным образом отразилось на полно-те и достоверности проведенных расчетов.
Таблица 34
Эксплуатационные ресурсы термальных вод пластового типа по отдельным районам СССР
Водоносный комплекс | Прог-нозные ресур-сы, | Темпера-тура тер-мальных вод, ~С | Прогнозные запасы тепла, млн. Гкал/год (при к.п.д. = 0,5) |
|
Западно-Сибирская платформенная ар-тезианская область | Апт-альбсеноманский | |||
Южные районы (к югу от 58~ с. ш.) | Неокомский | |||
Северный район (к северу от | Апт-альб-сеноманский | |||
Неокомский | ||||
Туранская платфор-менная артезидн-ская область | ||||
Сырдарьинский артезианский бассейн | Альб-сеноманский, нео-комский | |||
Бухаро-Хивинский район Аму-дарьинского сложного арте-зианского бассейна | Альб-сеноманский | |||
Артезианский бассейн Кы-зылкумской зоны поднятий | ||||
Южно-Мангышлакский и Се-веро-Устюртский сложные артезианские бассейны | Альб-сеноманский | |||
Скифская платфор-менная артезиан-ская область | ||||
Северо-Крымский артезиан-ский бассейн | ||||
Азово-Кубанский артезиан-ский бассейн | Палеоген-неогеновые | |||
Восточно-Предкавказский ар-тезианский бассейн | Палеогеновые, неоге-новые, меловые | |||
Межгорные артезиан-ские бассейны | ||||
Восточно-Черноморский (Ри-онский), Алазанский | Неокомский, палеоге-новые, неогеновые | |||
Куринский и Кусаро-Диви-ченский | ||||
Южно-Таджикский | Меловые, палеогено-вые, неогеновые | |||
Ферганский | Неогеновые (частично меловой) | |||
Джаркентский | От триасового до ме-лового возраста | |||
Баргузинский, Селенгенский, Тункинский | Неогеновые | |||
О. Сахалин | В основном неогено-вые | |||
Примечания: 1. Кроме автора в подсчете прогнозных ресурсов принимали участие Г. К. Антоненко и И. С. Отман. 2. Запасы термальных вод с температурой 40 - 60~ С составляют 195 м3/с, с температурой 60 - 80~ С - 34 м3/с, с температурой 80 - 100~ С - 5 м3/с.
Как видно из табл. 34, выявленные эксплуатационные ресурсы тер-мальных вод месторождений пластового типа составляют около 235 м3/с, при этом более 75% приходится на Западно-Сибирскую артезианскую область. Основным источником формирования эксплуатационных ресур-сов на месторождениях пластового типа являются естественные (упру-гие) запасы, в межторных артезианских бассейнах определенное значе-ние имеют привлеченные естественные ресурсы. Модули эксплуатацион-ных ресурсов в различных перспективных районах изменяются от 0,05 до 0,2 л/с на 1 км2.
Как отмечено выше, эксплуатационные ресурсы термальных вод в горно-складчатых областях, подсчитаны по данным разведочных работ, а там, где поисково-разведочные работы не проводились, они опреде-лены по величине естественной разгрузки термальных вод с учетом коэф-фициента увеличения расходов при разбуривании. Этот коэффициент принимался равным 2 - 3, т. е. минимальным из получаемых на практике при проведении разведочных работ!
Как показали данные разведки многочисленных месторождений тер-мальных вод трещинно-жильного типа, естественная рагрузка этих вод, как правило, во много раз (до 10 - 20 раз и более) меньше запасов тер-мальных вод, которые выявляются пр,и проведении разведочных работ (Горячинок, Кульдур, Исти-Су, Паужетка, Паратунка и многие другие месторождения). Температура воды на глубине выше, чем на выходе источников.
Таблица 35
Эксплуатационные ресурсы термальных вод трещинно-жильного типа по перспективным районам
Прогнозные ресурсы | Темпера-тура вод, | Запасы тепла, млн. Гкал/год (при к. п. д.=0,5) |
||
парогидро- |
||||
Камчатская гидрогеологическая складчатая | ||||
Курильская гидрогеологическая складчатая | ||||
Байкальская гидрогеологическая складча- | ||||
Складчатая гидрогеологическая зона Тянь- | ||||
Складчатые гидрогеологические зоны Боль- | ||||
шого и Малого Кавказа, Талыша, Пами- | ||||
ра, Саян, Приамурья, Чукотки, района | ||||
вулканогенного пояса | ||||
Данные расчета эксплуатационных ресурсов термальных вод горно-складчатых областей (месторождений трещинно-жильного типа) сведены в табл. 35 (по Камчатке при подсчете ресурсов парогидротерм были ис-пользованы материалы Института вулканологии СО АН СССР). Как следует из этой таблицы, выявленные прогнозные эксплуатационные ре-сурсы термальных вод горно-складчатых областей составляют всего 7 м3/с, а парогидротерм - 5 т/с. Из сопоставления данных табл. 34 и 35 следует, что прогнозные эксплуатационные ресурсы термальных вод пластового типа во много раз превышают ресурсы термальных вод тре-щинно-жильного типа. Это определяет основное практическое значение того и другого типов месторождений и методику проведения геологораз-ведочных работ на термальные воды.
В таблицах 36 и 37 приведены возможные дебиты групповых водо-заборов на месторождениях пластового и трещинно-жильного типов. Эти данные более четко определяют возможные масштабы использова-ния термальных вод для различных целей.
На основе приведенных в табл. 36 данных о возможных расходах водозаборов и температуре воды оценена прогнозная теплопроизводи-тельность водозаборов на месторождениях термальных вод пластового типа. Результаты определений сведены в табл. 38.
Теплопроизводительность месторождений термальных вод трещинно-жильного типа с температурой вод до 100~ С может колебаться от 1 до 70 - 75 Гкал/ч. Таким образом, теплопроизводительность водозабо-ров термальных вод на месторождениях пластового и трещинно-жиль-ного типов в перспективных районах имеет диапазон от 1 до 75 Гкал/ч. Только на месторождениях парогидротерм в районах современного вул-канизма теплопроизводительность водозаборов может составлять сотни гигакалорий в час, и на базе таких месторождений могут работать элек-тростанции мощностью в тысячи и десятки тысяч киловатт.
Выявленные эксплуатационные ресурсы термальных вод имеют различную ценность с точки зрения их практического освоения и могут быть подразделены на две категории: ресурсы первоочередного освоения и ресурсы более отдаленной перспективы освоения.
Первая категория ресурсов должна удовлетворять ряду показателей, из которых основными являются: 1) достаточно высокая водопрово-димость коллекторов (от 30 - 50 м2/сут и более), обеспечивающая высо-кие расходы водозаборов; 2) температура воды на изллве выше 40~ С;
3) относительно невысокая минерализация воды (не более Юг/л);
4) отсутствие или незначительное солеотложение в трубопроводах при эксплуатации; 5) низкая коррозионная активность воды.
Термальные воды, .удовлетворяющие перечисленным показателям, при их практическом использовании, как правило, не будут требовать применения водотеплоойменных устройств и решения специальных во-просов сброса и захоронения отработанных термальных вод, что повысит экономическую эффективность эксплуатации таких вод.
Из общих прогнозных запасов термальных вод, составляющих около 250 м3/с, указанным требованиям удовлетворяют запасы, определяемые в 80 м3/с. Из этого количества более 70 м3/с составляют термальные воды пластового типа, развитые, как правило, на уже обжитых площа-дях или в интенсивно осваиваемых районах.
Примерное распределение запасов первой очереди освоения по от-дельным районам дано в табл. 39.
Из числа указанных в табл. 36 месторождений термальных вод пла-стового типа по возможным расходам водозаборов, температуре воды на изливе и ее минерализации могут быть рекомендованы для первооче-редного освоения месторождения Предкавказья, Очамчирское, Мегрель-ское (Зугдидское). Из числа месторождений трещинно-жильного типа (табл. 37) в первую очередь должны быть освоены наиболее крупные ме-сторождения парогидротерм Камчатки и Курильских островов (Семя-чинско-Узонское, Мутновско-Жировское, Кошелевское, Паужетское, Киреунокое, Горячий Пляж и др.)- Большую практическую ценность имеют и другие месторождения термальных вод трещинно-жильного типа, на-пример Байкальской рифтовой зоны.
В настоящее время ГКЗ СССР по сумме всех категорий утверждены эксплуатационные запасы термальных вод и парогидротерм по 15 место-рождениям и участкам, находящимся в Грузии (семь участков), Север-ном Кавказе (четыре участка), на Камчатке (четыре участка), немногим более 3 м3/с термальных вод и 0,25 т/с парогидротерм. Таким обра-зом, степень изученности выявленных прогнозных ресурсов составляет всего около 1,5%.
На базе разведанных запасов ларогадротерм построена и работает Паужетская ГеоТЭС мощностью до 5 МВт и намечается строительство Южно-Курильской ГеоТЭС. Термальные воды используются для отопле-ния, горячего водоснабжения и хозяйственно-бытовых нужд в ряде горо-дов, сельских поселков, курортов. Термальными водами отапливаются Паратунское, Ханкальское, Тернаирекое; Охурейское и другие теплично-парниковые хозяйства общей площадью свыше 20 га.
Для более широкого применения термальных вод в народном хо-зяйстве требуется широкое развитие геологоразведочных работ. Следует ускорить проведение разведочных работ на Камчатке, где освоение теп-ла, заключенного в термальных водах и парогидротермах, может стать основой энергетики и теплоснабжения этого удаленного района и позво-лит обходиться без привоза дорогостоящего топлива. Разведочные ра-боты должны быть усилены в Предкавказье, в Грузинской ССР, в юж-ных районах Западной Сибири и ряде районов Узбекистана и Казах-стана. В полупустынных районах равнинной части Узбекистана, Ман-гышлака и Устюрта термальные воды уже находят и в дальнейшем най-дут еще большее практическое применение. В этих районах, ощуща-ющих недостаток в питьевой и технической воде, термальные воды по качеству относятся к питьевым или близки к «им, поэтому использова-ние их уменьшит водный дефицит. На базе термальных вод можно орга-низовать горячее водоснабжение, сеть бальнеолечебшщ, построить бани, прачечные, плавательные бассейны, теплично-парниковые хозяйства и др.
Технико-экономические расчеты, выполненные ЦНИИЭП инженер-ного оборудования Госгражданстроя СССР (Локшин, 1969) по ряду ос-ваиваемых объектов (Махач-Кала, Ханкала, Зугдиди, Цаиши, Черкесск, Тобольск и др.), показали достаточно быструю окупаемость капиталь-ных затрат на строительство объектов отопления, горячего водоснабже-ния на базе термальных вод. В зависимости от размеров геотермального объекта годовая прибыль составляет от 100 до 500 тыс. руб., экономятся десятки тысяч тонн угля и миллионы кубических метров водопроводной воды в год. Сроки окупаемости капиталовложений обычно не превы-шают пяти лет. .
Зарубежный и отечественный опыт использования термальных вод показывает, что чем многообразнее и на более совершенном техническом уровне утилизируются все полезные свойства воды, тем выше экономи-ческая эффективность эксплуатации данных месторождений.
Таблица 36
Гидрогеотермическая характеристика типичных месторождений термальных вод пластового типа
Месторождение | Основные водоносные комплексы с термальной водой | Ориентиро-вочная глуби-на скважин, м | Водопрово-димость, м2/сут | Избыточные напоры, м | Температура, ~С | Минерали-зация, | Расчетные расходы стандартных водозаборов, |
||||
Западно-Сибирская артезианская платформенная область | |||||||||||
Колпашевское | Неокомский и апт-сеноманский | ||||||||||
Барабинско-Купинское | |||||||||||
Омско-Тарское | |||||||||||
Тобольское | Неокомский | ||||||||||
Тюменское | |||||||||||
Сургутское | Неокомский и апт-сеноманский | ||||||||||
Туранская артезианская платформенная область Равнинная часть Узбекистана | |||||||||||
Ташкентское | Альб-сеноманский | ||||||||||
Бухарское | |||||||||||
К аршин с кое | |||||||||||
Мангышлак и Устюрт | |||||||||||
Шевченковское | Альб-сеноманский | ||||||||||
Тенгинское | |||||||||||
Тигенское | |||||||||||
Скифская артезианская платформенная область Равнинный Крым | |||||||||||
Сакско-Евпаторийское | Неокомский | ||||||||||
Белогорское | |||||||||||
Джанкойское | Дат-эоценов ый | ||||||||||
Предкавказье | |||||||||||
Майкопское | Меловой и третичный | ||||||||||
Черкесское | Альб-сеноманский | ||||||||||
Нальчикское | |||||||||||
Грозненское | Чокрак-караганский | ||||||||||
Моздокское | |||||||||||
Прохладненское | |||||||||||
Махач-Кал инское | |||||||||||
Кизлярское | |||||||||||
Артезианские бассейны межгорных впадин Восточно-Черноморский (Рионский) артезианский бассейн | |||||||||||
Мегрельское. | Heoкомский | ||||||||||
Очамчирское | |||||||||||
Куринский а | зтезианский С | ||||||||||
Кировобадское | Майкопский, акчагыльский, апшеронский | ||||||||||
Джаркентский артезианский бассейн | |||||||||||
Панфиловское | Меловой, частично юрский и триасовый | ||||||||||
Артезианские бассейны о. Сахалин | |||||||||||
Северо-Сахалинское | Неогеновый | ||||||||||
Паронайское | |||||||||||
* За стандартный принят водозабор площадью 25 км2, состоящий из пяти скважин. Подсчет расходов проведен по формуле большого колодца исходя из условий: расчетное понижение равно избыточному; полюс понижения на 100 м ниже поверхности земли; коэффициент пьезопроводности - 105 м2/сут, расчетный период эксплуата-ции - 10 тыс. сут, радиус большого колодца - 400 м
Таблица З7
Характеристика основных месторождений термальных вод трещинно-жильного типа
Район, месторождение | Ориенти-ровочная глубина скважин, м | Минера-лизация, г/л | Темпера-тура, ~С | Разведанные и прогнозные запасы, л/с (для паро-гидротерм, кг/с) |
Талыш, Алашинское | ||||
Тянь-Шань, Иссык-Атинское | ||||
Памир, Джиландинское | ||||
Саяны, Уш-Бельдырское | ||||
Байкальская система | ||||
Могойское | ||||
Питателевское | ||||
Горячинское | ||||
Аллинское | ||||
Сейюйское | ||||
Буреинский массив, Кульдурское | ||||
Чукотско-Охотский сектор вулканогенного | ||||
пояса, Чаплинское | ||||
Таватумское | ||||
Тальское | ||||
Камчатка | ||||
Паланское | ||||
Киреунское | ||||
Семячинско-Узонское | ||||
Паужетское | ||||
Кошелевское | ||||
Больше-Банное | ||||
Мутновско-Жировское | ||||
Паратунское | ||||
Налычевское | ||||
Малкинское | ||||
Эссовское | ||||
Курилы, Горячий Пляж |
* Месторождения разведанные.
** Месторождения разведуемые.
Широкое развитие гелогоразведочных работ на термальные воды диктуется значительными потребностями тепла в пределах вышеуказан-ных перспективных районов. Эти потребности, по данным института «Теплоэлектропроект» и НИИ овощного хозяйства, составляют для ком-мунально-бытовых нужд и сельского хозяйства более 120 млн. Гкал/лод, а к 1980 г. возрастут примерно до 150 млн. Ткал/год. Если принять, что лишь 50% теплового потенциала термальных вод будет полезно использовано, то и в этом случае за счет термальных вод можно покрыть зна-чительную часть указанной потребности в тепле.
Для использования глубинного тепла Земли в промышленных мас-штабах должны быть значительно расширены против современного уровня разведочные работы на выявленных месторождениях термальных вод, отнесенных к категории первоочередного освоения. Одновременно с рас-ширением разведочных работ необходимо планировать строительство объектов теплоснабжения на разведанных запасах термальных вод.
Таблица 38
Возможная теплопроизводительность водозаборов на месторождениях пластового типа
Примечание. При расчетах коэффициент полезного использования тепла принят рав-ным 0,5.
Таблица 39
Распределение по районам прогнозных запасов термальных вод первоочередного освоения
Возраст водовмещающих пород | Мине-рали-зация, г/л | Темпера-тура воды, ~С | Прогнозные запасы |
||
тепла, млн Гкал/год (к. п. д.=0,5) |
|||||
Термальные воды пластового типа | |||||
Западная Сибирь (Ново-сибирская, Омская, Павлодарская области, | |||||
Алтайский край) | Альб-сеноман и неоком | ||||
Сырдарьинский (Кзыл-Ординская, Ташкент-ская, Чимкентская об- | |||||
Альб-сеноман | |||||
Бухаро-Хивинский | |||||
Кзыл-Кумский | |||||
Южно-Мангышлакский и Северо-Устюртский | Альб-сеноман | ||||
Равнинный Крым | |||||
Западное Предкавказье (Краснодарский край) | Мел, палеоген, неоген | ||||
Центральное Предкав-казье (Ставропольский край) | |||||
Восточное Предкавказье (Ставропольский край, Дагестанская, Кабар-дино-Балкарская и Че-чено-Ингушская авто-номные республики) | Мел, палеоген, неоген | ||||
Рионский (Грузинская | |||||
Алазанский | |||||
Куринский (Кировобад-ская обл.) | Неоген, мел | ||||
Ферганский | |||||
Джаркентский (Алма-Атинская и Талды-Курганская области, Казахская ССР) | От триаса до мела | ||||
Селенгинский (Бурятская АССР) | |||||
Сахалинский | |||||
Термальные воды трещинно-жильного типа | |||||
Камчатка | |||||
Курильские острова | |||||
Прибайкальский (Бурят-ская АССР) | |||||
ТЕРМАЛЬНЫЕ ВОДЫ (французским Thermal — тёплый, от греч. therme — тепло, жар* а. thermal water; н. Thermalwasser; ф. eaux thermales, eaux thermominerales; и. aguas termales) — подземные воды с температурой 20°С и более. Температура 20°С условно принята за границу между холодными (менее подвижными) и термальными (более подвижными) водами , поскольку при этой температуре вязкость воды, определяющая её подвижность, составляет 1 сПз (1.10 -3 Па.с). Глубина залегания изотермы 20°С в земной коре зависит от климатической зональности: в районах развития многолетнемёрзлых пород — 1500-2000 м, в субтропиках до 100 м, в зоне тропиков изотерма 20°С выходит на поверхность. В пределах каждой зоны наблюдается рост температуры термальных вод с глубиной, который определяется геолого-структурными особенностями района и связанными с этим гидрогеотермическими условиями. Выделяют четыре типа теплового режима термальных вод: низкий с геотермическим градиентом до 1°С/100 м, плотностью теплового потока 30-40 мВт/м 2 ; умеренный — соответственно 1-2°С/100 м, 40-50 мВт/м 2 ; повышенный — 2-3°С/100 м, 50-60 мВт/м 2 ; высокий — более 3°С/100м, свыше 60 мВт/м 2 . Низкий тепловой режим наблюдается в основном на территории древних щитов и древних складчатых систем, умеренный — в пределах древних артезианских платформенных областей, повышенный — в артезианских областях эпипалеозойских плит и связанных с ними межгорных впадин и прогибов, а также в гидрогеологических районах альпийской складчатости , где развиты системы разрывных тектонических нарушений. Высокий тепловой режим связан с участками артезианских бассейнов (разгрузка термальных вод из глубоких частей бассейнов) и гидрогеологическими складчатыми районами, испытавшими интенсивное неотектоническое воздействие. Наиболее чётко термоаномалии выражены в областях современного вулканизма.
Термальные воды составляют большую часть вод подземной гидросферы . Температура вод на нижней границе земной коры может достигать 500-600°С, а в зонах магматических очагов, где преобладают пары воды и продукты её диссоциации, до 1000-1200°С. В артезианских бассейнах молодых плит на глубине 2000-3000 м скважинами вскрываются воды с температурой 70-100°С и более. В районах древних щитов температура на глубине 5-6 км не превышает 60-70°С. В областях неотектонических нарушений (Альпы, Кавказ , Памир, Гималаи и др.) глубокие термальные воды выходят на поверхность в виде горячих источников с температурой до 90-100°С, а в районах современного вулканизма — в виде гейзеров и паровых струй. Скважины глубиной 1000-1500 м, пройденные в зоне разгрузки паровых струй, вскрывают пароводяные смеси и пары с температурой до 200-300°С (Паужетское месторождение на Камчатке, Большие гейзеры в , Уайракей в Новой Зеландии, Лардерелло в Италии и др.).
Химический, газовый состав и минерализация термальных вод разнообразны: от пресных и солоноватых гидрокарбонатных, гидрокарбонатно-сульфатных, гидрокарбонатно-хлоридных, кальциевых, натриевых, азотных, углекислых и сероводородных до солёных и рассольных хлоридных натриевых, кальциево-натриевых, азотно-метановых и метановых, местами сероводородных. Рассольные термальные вод генетически связаны с эвапоритами . Для биохимических процессов, протекающих в зоне термальных вод, характерный температурный порог 50°С — начало свёртывания белка, хотя жизнедеятельность некоторых видов бактерий возможна и при больших температурах. На состав термальных вод оказывают влияние процессы регионального эпигенеза , развивающегося в зоне повышенных и высоких температур, когда происходит перекристаллизация породообразующих минералов и протекают активные реакции обмена между нагретыми водными растворами и породой. Повышение температуры с глубиной приводит к освобождению физически связанной воды , увеличению фильтрационной способности горных пород . С термальными водами связаны процессы минералообразования, формирования месторождений (см. Гидротермальные месторождения).
Термальные вод ыслужат объектом добычи и переработки с целью использования в народном хозяйстве. Классификация термальных вод по температуре зависит от их практического применения. В бальнеологии термальные вод подразделяются на тёплые (субтермальные) — 20-35°С, термальные (горячие) — 35-42°С и очень горячие (гипертермальные) — свыше 42°С. В группе термальных вод для теплоэнергетического использования выделяются воды низкопотенциальные с температурой до 70°С, среднепотенциальные- от 70 до 100°С и высокопотенциальные — свыше 100°С (в т.ч. слабоперегретые — 100-150°С, значительно перегретые — 150-250°С и весьма перегретые — 250-375°С). Значительно и весьма перегретые термальные вод используются в основном для выработки электроэнергии. Термальные воды с температурой 70-150°С широко используются для теплоснабжения жилых и производственных зданий, для плавательных бассейнов, обогрева тепличных комбинатов, в технологических целях. На базе месторождений термальных вод функционируют многих крупные курорты, имеющие мировое значение. К ним относятся Кавказские
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Термальные и минеральные воды
Введение
1. Налычевские ключи
2. Источники Желтые (Желтореченские)
3. Таловые источники
4. Источники Шайбные
5. Краеведческие источники
6. Вершинские минеральные источники
7. Кехкуйские (Китхойские) термоминеральные источники
8. Дзендзурское фумарольное поле (Верхне-Дзендзурские источники)
9. Аагские источники
10. Изотовские источники
11. Шумные источники
12. Чистинские (Чистые) источники
13. Корякские нарзаны
Заключение
Список литературы
Введение
Термальные воды -- подземные воды с температурой выше 20° С, нагретые теплом глубинных зон земной коры.
Их использование в хозяйственных целях может быть довольно разнообразным, что обуславливает важность исследования условий их формирования, географии распространения источников, их хозяйственного значения и как уже существующих, так и возможных экологических проблем, связанных с их использованием.
Целью данной работы является систематизация данных о формировании, пространственном размещении и хозяйственном использовании термальных вод, а также об экологических проблемах, с ними связанных.
При достижении цели были выполнены следующие задачи:
Изучение литературных источников и ресурсов Интернета, содержащих в себе данные о формировании, географии распространения и хозяйственном использовании термальных вод;
Проведение системного анализа полученной информации;
Выявление по литературным источникам основных экологических проблем, связанных с использованием термальных вод;
Предложение некоторых мер по мониторингу и охране термальных вод.
При написании данной работы автор столкнулся с тем, что данная тема разработана в литературе только для отдельных регионов, и в тоже время недостаточно разработана для других. А исследования на глобальном уровне, которое требовалось от данной работы, практически отсутствуют.
1. Налычевские ключи
Налычевские ключи- самые крупные на Камчатке горячие углекислые источники. Они расположены в центре парка, в истоках реки Налычевой, в котловине, обрамленной невысокими горными хребтами со всех четырёх сторон. Здесь благоприятный микроклимат, богатая растительность, незабываемые ландшафты. На речных террасах раскинулись высокотравные луга и поляны сухой тундры. У подножий сопок, обступивших котловину, луга сменяются парковым лесом каменной берёзы. За низкими грядами лесистых водоразделов выступают скалистые вершины хребтов и снежные конусы вулканов.
Область разгрузки гидротерм занимает площадь более 2 км2. Выходы источников сосредоточились у подножия горы Круглая (Большой котёл), на левобережной пойме р. Горячей (Горячереченские) и на пойме р. Жёлтой (Желтые или Желтореченские источники).
Термальная площадка "Котёл" получила название по травертиновому куполу с воронкой на вершине, заполненной когда то водой, бурлящей от сильных газовых струй. Отложения источников (гидроокислы железа, карбонаты кальция) образовали здесь огромный травертиновый щит с отлогим куполом в северной части. На поверхности находится только меньшая часть щита, около 50000 м2, вся его южная часть - около 300000 м2, перекрыта слоем почвы и вулканического пепла толщиной более метра. Мощность травертинов достигает 10 м, общий объем - 1,5-2 млн. м3.
На северной и северо-западной периферии щита из травертинов и в термальном болоте выходит несколько десятков небольших горячих источников, дающих начало ручью Термальному. Дебит отдельных источников до 0,5 л/с, максимальная температура - 75°. В теле купола образуются полости диаметром до полуметра и глубиной более 3 м, затопленные горячей водой. С запада и юго-запада купол окружен теплыми болотами. Видимый дебит источников котла сейчас не превышает 7 л/с. Очевидно, что большая часть термальной воды разгружается в образованные ранее отложения и в виде мощного нагретого грунтового потока стекает в сторону р. Горячей. На вершине купола находится пересохшая воронка диаметром 5 м и глубиной 1,5 м. В 1931 г., по наблюдениям Б.И. Пийпа, воронка до краев была заполнена бурлящей водой с температурой 72°. К 1951 году уровень воды опустился на 0,8 м, а к 1961 - на 2,5 м, температура при этом упала до 64°. К 1985 году котел полностью пересох. Естественный процесс деградации был ускорен влиянием скважин, пробуренных в 1959 г. в непосредственной близости.
В 1958-59 годах с целью разведки бороносных вод, считавшихся тогда стратегическим сырьем, были пройдены 4 скважины, расположенные по створу от котла на юго-восток до р. Горячей. Скважины дали ценную гидрогеологическую информацию о природе Налычевских терм.
Скважина № 1 (70 м севернее котла) вскрыла водоносные трещины на глубинах 25, 57 и 105 м и дала самоизлив с дебитом до 3 л/с и температурой 75°С.
Скважина № 2 вскрыла водоприток в интервале 40-160 м и была брошена в режиме аварийного фонтанирования с максимальным дебитом 75 л/с при температуре 68°С. Попытки заглушить скважину были безуспешными, т.к. вода пошла по затрубному пространству. На месте скважины образовалась воронка. К 1992 г. дебит сократился до 6 л/с. Излив с постепенным снижением дебита продолжался до 1994 г.
Сейчас на месте скважины осталась воронка с горячей водой с подземным стоком. Изливавшаяся в течение трех десятков лет вода образовала в бывшем березовом лесу поляну размером 20000 м2 покрытую железистым травертином слоем до 1 м. За 30 лет отложено около 3000 м3 осадков. По существу идет формирование нового травертинового щита. Через 1000 лет его объем мог бы приблизиться к объему естественного щита.
Скважина № 3 уже на глубине первых метров встретила безнапорные воды с температурой 40° (грунтовый поток от котла), а на глубине 134 м вскрыты воды с температурой 58°, начался самоизлив из скважины. Дебит скважины был низкий - менее 3 л/с.
Скважина № 4 у реки Горячей на глубине 4,5 м вскрыла теплую воду. На глубине 9 м температура достигла 40°. При углубке до 20 м уровень воды в скважине поднялся, а температура упала до 10°. Скважина была остановлена.
Результаты бурения, подтвержденные данными геофизических исследований, показывают, что основная разгрузка термальных вод, главным образом скрытая, происходит в районе Котла, откуда горячий грунтовый поток направлен к реке Горячей, где на протяжении километра на пойменной террасе наблюдаются выходы термальных вод.
Обильное отложение разнообразных травертинов - отличительная особенность термальных источников Большого Котла. Это охристые оранжево-бурые осадки, содержащие большое количество железа и мышьяка, отлагающиеся вблизи выхода вод, и слоистые и натечные карбонатные отложения коричневато-желтого цвета почти сырые на периферии щита. Отложение травертинов происходит в связи с дегазацией и охлаждением термальных вод при выходе на поверхность. Сначала выпадают железисто-мышьяковистые, а затем и карбонатные осадки. Идёт формирование мышьяковых руд.
Химический состав травертинов приведен в таблице № 3. Кроме того, спектральным анализом в железистых осадках обнаружены сурьма, германий, иттербий, барий, стронций, в карбонатных осадках - никель, молибден, сурьма, барий, стронций, ванадий.
Горячереченские источники. Ниже устья руч. Котельного левобережная надпойменная терраса подходит близко к реке, оставляя узкую, редко более 50 м полоску поймы. Здесь на протяжении 1 км у подножия террасы и на поверхности поймы множество горячих источников, которые концентрируются в 5 относительно обособленных групп. Все они похожи друг на друга. Слабые источники образуют небольшие мелкие водоемы и короткие теплые ручьи, впадающие тут же в холодную речку. Вокруг них термальные болота или сухие галечниковые термальные площадки с угнетенной растительностью. Русла ручейков зарастают зелеными термофильными водорослями, галька по берегам покрыта выцветами белых солей. Максимальная температура - 54° замерена в источнике самой верхней группы. Преобладают температуры 40-45°. Суммарный видимый дебит источников ~34 л/с. (Расход отдельных групп от 4 до 14 л/с.) Скрытая разгрузка в реку и речные отложения до 70 л/с.
По химическому составу это разбавленные и несколько видоизмененные воды источников Большого Котла и скважины № 2. Минерализация вод постепенно уменьшается от верхней к нижней группе источников от 3,5 до 1,3 г/л.
По всем данным эти источники являются разгрузкой приповерхностного грунтового потока термальных вод от восходящих источников в районе Большого Котла.
2. Ис точники Желтые (Желтореченские)
На правом берегу р. Желтой в 600 м от устья, у подножия надпойменной террасы расположена термальная площадка размером 150х80 м. Здесь отсутствует кустарник, заросли шеломайника сменяются низкой травой, дикими луком, мхами, отдельные участки полностью лишены растительности, пересыхающие русла ручьев и галечник покрыты белыми выцветами солей. У западной оконечности площадки, в стенке углубления диаметром 6 м и глубиной 0,4 м, заполненной теплой водой, выбивают несколько небольших грифонов с температурой 42°. Выделяются редкие пузырьки газа. Поверхность воды затянута пленкой термофильных водорослей, здесь берет начало ручей. Берега водоема и ручья сложены травертинами желтого и темно-бурого цвета. По составу вода мало отличается от воды скважины № 2 у Большого Котла. Минерализация здесь выше, чем на р. Горячей. Суммарный дебит источников 5 л/с, скрытая разгрузка - до 20 л/с.
На берегу р. Горячей, между устьями реки Желтая и руч. Свежего находится самая отдаленная группа термальных источников. Сильно заболоченный прогретый участок с рассредоточенными выходами гидротерм тянется здесь вдоль реки на 300 м. Во многих местах под тонкой дерниной с ярко-зеленой травой скрыта жидкая желто-оранжевая масса, похожая на глинистый раствор с температурой до 39,8°. Холодные ручьи, берущие начало под структурной террасой, сложенной ледниковыми отложениями, нагреваются в термальном болоте до 30-32°. Расход теплых ручьев - 1-3 л/с. Хорошо выраженные термальные грифоны есть только в истоке самого южного ручья. Температура воды в них 36°. По составу вод эти источники почти одинаковы с Желтыми. Две эти группы источников относятся к отдельному очагу разгрузки гидротерм Налычевского типа, связанному с разломной зоной, вдоль которой выработана долина р. Желтой.
3. Таловые источники
Таловые источники(название дано Б.И. Пийпом, открывшим источники в 1934 г.) находятся в 6 км севернее Налычевских, в левом борту р. Порожистой в 2,5 км от ее впадения в р. Шайбную. Источники выходят на отметках 390-400 м вдоль кренного склона долины четырьмя изолированными группами. Самой интересной во всех отношениях является, конечно, восточная группа - "Таловый Котел". Возможно это самая живописная группа источников Парка. На обширной поляне, окруженной густым березовым лесом контрастно выделяются два ярко-оранжевых травертиновых купола высотой от подножия до места примыкания к склону 13 м и диаметром 45 м каждый. Двадцатиметровое пространство между куполами и их подножия заболочены. По поверхности куполов стекают теплые ручейки, теряющиеся в болотах. Они берут начало в источниках выше куполов или на их склонах. Это воронкообразные углубления или трещины, заполненные прозрачной водой с температурой до 32°. Источники слабо газируют. Суммарный видимый дебит этих источников - 4 л/с. Ясно, что скрытый сток значительно больше.
В 250 м западнее куполов находится небольшое, 20 м в диаметре, болотце с лужами теплой (28°) воды. В 250 м далее в изгибе склона над сухой поверхностью террасы приподнята заболоченная, заросшая густой травой термальная площадка диаметром ~70 м, на которой выходят более десятка источников с температурой 27-28°. Они имеют вид луж с плоским дном, покрыты оранжевым осадком, с воронками, из которых выбивают струи воды. С площадки стекают ручьи, исчезающие в галечнике через 50-100 м. В их руслах отлагаются оранжевые травертины.
В 350 м юго-западнее находятся два источника с температурой 33 и 38° (максимальная для Таловых источников). Они выходят в выемках склона в больших теплых лужах, дно которых покрыто оранжевой илистой массой, а поверхность затянута желтой пленкой термальных водорослей. Эти источники также дают начало ручью с травертиновым руслом, который также теряется в галечнике.
Суммарный дебит Таловых источников около 6 л/с. Часть термальных вод разгружается в речные отложения и образует грунтовый поток термоминеральных вод, направленный в сторону Шайбных источников.
Вода Таловых источников, в отличие от Налычевских, имеет приятный солоноватый вкус. По химическому составу они отличаются мало. Источники куполов имеют максимальную минерализацию (5,8 г/л), почти в два раза больше, чем источники с максимальной температурой (3,2 г/л). Из специфических лечебных компонентов они содержат кремнекислоту, мышьяковистую и метаборную кислоту. Спектральным анализом в них обнаружены скандий, фосфор, марганец, медь. Сравнивая современное состояние источников с описаниями 1937, 1954, 1960 гг. можно утверждать, что они находятся в стадии угасания.
4. Источники Шайбные
Источники Шайбныерасположены на правом берегу р. Шайбной, в 500 м выше впадения в нее р. Порожистой. Здесь на поверхности I речной террасы и под ее обрывистым склоном вытекают минеральные источники с температурой 16-19°, обильно отлагающие оранжево-бурый осадок гидроокислов железа и мышьяка. Также как и на Таловых источниках бросается в глаза несоответствие низкого дебита источников и большого количества их отложений. Охристыми осадками слоем до 1,5 м покрыта площадь более 2500 м2. Значительно большие площади скрыты под почвой. Источники имеют вид плоскодонных водоемов диаметром до 5 м с воронкообразными углублениями, из которых выбивают слабые газирующие грифоны, заболоченных участков, бессточных газирующих воронок. Основной источник с дебитом 0,3 л/с выходит у кромки террасы. Стекая по склону, вода отлагает конус выноса из охристых осадков шириной у подножия 10 м. Суммарный видимый дебит источников "2-2,5 л/с.
Состав воды источников отличается от Таловых и Налычевских по существу только величиной минерализации. Не отличается и состав охристых отложений. термальный минеральный вода лечение
Севернее, на протяжении 2 км у подножия I террасы, отмечены выходы минерализованных (до 1 г/л) источников с температурой 8° и дебитом 1-1,5 л/с. Скорее всего именно они являются дериватами Таловых терм, а Шайбные источники представляют собой самостоятельные выходы, связанные с пересечением разломных зон вдоль рек Шайбной и Порожистой.
5. Краеведческие источники
Название источников и первое описание принадлежит П.Г. Новограбленову, посетившему их в 1929 году. Источники выходят по обоим берегам р. Таловая в 2 км выше устья. Они прослеживаются в заболоченной пойме на протяжении 100 м. Пойма расширяется в месте выхода источников до 50 м, прогрета и во многих местах лишена растительности. Надпойменная терраса поросла березовым лесом. Возле выхода источников аллювиальные пески и галечники сцементированы темно-бурыми известково-железистыми отложениями терм. Источники представляют собой сочащиеся выходы или плоскодонные неглубокие блюдцеобразные бассейны с мелкими грифонами и выходами газа в дне. Поверхность воды в бассейнах и отдельных источниках зарастает рыжевато-бурыми термофильными водорослями.
Температура источников 45-53°. Выше по течению за поворотом реки на правом берегу находится термальное болото с источником с температурой 25°. 50 лет назад температура в этой точке по замерам Б.И. Пийпа была 57°. Видимый дебит Краеведческих источников ~7 л/с. Скрытая разгрузка терм прослежена геофизическими методами вдоль долины реки выше и ниже источников, она достигает 20 л/с.
Вода источников горько-соленая. Ее химический состав подобен составу Налычевских терм, но отличается значительно большей, до 8 г/л, минерализацией (максимальная для всех терм района). Краеведческие источники, как и источники на р. Горячей, не отлагают травертины. Возможно, что они также являются разгрузкой термального грунтового потока, а коренные выходы скрыты под рыхлыми отложениями.
6. Вершинские минеральные источники
Вершинские минеральные источникибыли исследованы В.Е. Донченко в 1991 г. во время гидрогеологической съемки. Они находятся в долине реки Желтая, в 4 км от устья. Выходы минеральных вод приурочены к зоне термально-измененных (окварцованных, пиритизированных, алунитизированных) пород на контакте с интрузивным массивом. Источники имеют вид слабогазирующих грифонов в железистых травертинах и рассредоточенного высачивания минеральных вод, отлагающих охристые осадки. Температура выходов 4-5°, дебит 1-1,5 л/с. Вода прозрачная, кисловатая, приятная на вкус. Это углекислая, железистая, слабоминерализованная вода сульфатно-кальциевого состава. Она резко отличается как по составу, так и по бальнеологическим свойствам от всех остальных Налычевских вод. Источники легко доступны и могут дополнить и без того широкий спектр минеральных вод района.
Верхне-Таловские источники расположены в верховьях р. Таловая, в 700 м от перевала в долину р. Чаявой. Здесь на левом берегу реки, в непосредственной близости от русла, находятся два грифона размером 2х3 м и 0,5 м и глубиной до 1 м. Источники образовали конус из железистых травертинов. По его поверхности вода стекает в реку. Температура воды 6,5°, дебит ~0,3-0,5 л/с. Вода прозрачная кисловатая с железистым привкусом. Это сульфатно-кальциевая слабокислая железистая вода с минерализацией ~2 г/л. По составу, условиям разгрузки и формирования эти источники сходны с Вершинскими и также могут быть отнесены к лечебно-столовым водам.
7. Кехкуйские (Китхойские) термоминеральные источники
Кехкуйские (Китхойские) термоминеральные источникиизвестны с времен П.Т. Новограбленова. Им уделили внимание почти все последующие исследователи района. Они примечательны тем, что как по составу вод, так и по геологическим условиям формирования объединяют черты терм Налычевской котловины и Шумнинской площади. Кехкуйские источники, как и Налычевские, формируются в приконтактной зоне древнего интрузивного массива, а их выходы, как и выходы Аагских, Шумнинских, Корякских источников, контролируются мощным региональным разломом северо-западного направления (Китхойский разлом).
Источники разгружаются в долине р. Кехкуй, у подножия вулкана Купол в 7,3 км западнее его вершины. Выходы термальных вод с температурой от 20 до 33° наблюдаются на обоих берегах реки на протяжении 200 м. Основные выходы сосредоточены на отрезке ~100 м. Источники в виде небольших слабогазирующих грифонов и в виде рассредоточенных линейных выходов располагаются в уступе или на поверхности трехметровой террасы. Они дают начало теплым ручьям и образуют "ванны" диаметром до 5 м и глубиной 0,5 м. Ванны зарастают пленкой бурых термофильных водорослей. Источники отлагают светло-серые карбонатные травертины и железистые осадки. В обрыве правобережной террасы обнажаются древние травертины мощностью 0,5-1 м, что говорит о длительном существовании источников.
Дебиты отдельных источников не превышают 0,5 л/с. Суммарный расход "7-9 л/с. Состав вод приведен в таблице 1 № 11. Это термальные, углекислые, минерализованные (3-5 г/л) гидрокарбонатно-хлоридные натриевые, борные минеральные воды. В отличие от Налычевских в них очень мало мышьяка, и они могут использоваться как "столовые" воды.
Источники находятся в стороне от наиболее популярных туристических троп. Их безусловно высокая бальнеологическая и рекреационная ценность занижается на фоне расположенных поблизости более эффектных и доступных Налычевских гидротерм.
8. Дзендзурское фумарольное поле (Верхне-Дзендзурские источники)
Первое упоминание об этих термах сделано в работе Б.И. Пийпа (1937), наиболее подробное описание - в отчете В.Е. Донченко (1991).
Фумаролы расположены в разрушенном кратере на юго-западном склоне вулкана Дзендзур, в 2 км от вершины. Фумарольная площадка диаметром ~20 м находится в 50 м от края современного базальтового лавового потока, она сложена песчано-глинистыми породами (продукты газотермальной переработки). У края площадки из глыбовых развалов с шумом вырывается парогазовая смесь и фонтан водяных брызг. Из под глыб выбиваются источники различной температуры. Вода собирается в ручей, стекающий в воронку диаметром "10 м, заполненную зеленоватой мутной водой. Через дно воронки выделяется газ (на 96% СО2) с запахом сероводорода. Температура и дебиты ручья и источников меняются в зависимости от интенсивности снеготаяния и поверхностного стока.
Вода в воронке и источниках суть типичные фумарольные термы поверхностного формирования: сильнокислая (рН ~ 3) слабоминерализованная, сульфатная, железо-алюминиево-водородная. Это поверхностные воды, насыщенные фумарольными газами. Связь этих терм с Налычевскими или Нижне-Дзендзурскими (за северной границей парка) не ясна. Они представляют научный и познавательный интерес. Посещаются туристами. В бальнеологии такие воды не используются.
9. Аагские источники
Аагские источникинаходятся в верховьях левого истока р. Чистой. Они обнаружены и впервые описаны в 1962 г. вулканологом Е.А. Вакиным. Выходы термальных и минеральных вод прослеживаются в русле и по берегам реки на протяжении километра. В местах выходов вод обильно отлагаются ярко-оранжевые осадки гидроокислов железа. В русле реки обнажены очень прочные конгломераты, состоящие из валунов андезита и липарита с туфовым цементом, пропитанным гидроокислами железа.
Выделяются две группы источников: "Верхняя" - с многочисленными мелкими грифонами минеральных вод с температурой 5-11° и, в 300 м ниже, "Нижняя" - с более крупными термальными источниками с температурой до 39°.
Источники выбивают из руслового валунника, образуя ручейки и цепочки ступенчатых бассейнов, на дне и по берегам которых отложился слой оранжевого вязкого осадка, или формируют характерные конусы из тех же осадков высотой до 1 м с воронками на вершинах, из глубины которых переливается вода и поднимаются пузыри газа (почти чистый СО2). Несколько термальных грифонов нижней группы располагаются на крутом берегу на высоте до 3 м над рекой. Дебиты отдельных источников не превышают 0,2 л/с. Суммарный дебит 15-17 л/с.
Вода источников относится к чрезвычайно редкому и ценному в бальнеологическом отношении гидрокарбонатно-магниевому типу. Она сильно газонасыщенная, кисловатая и приятная на вкус. Вода холодных источников Верхней группы содержит очень много железа. Такой тип воды вообще уникален.
Источники находятся в стороне от троп, путь к ним преграждают густые заросли стланика. Они почти не посещаются.
10. Изотовские источники
Так эти источники названы в отчете Б.В. Ковалева (1958) и вполне оправданно. Только такой настойчивый исследователь как Е.М. Изотова мог решиться проникнуть в непроходимое ущелье верховьев р. Шумной. В ее отчете (1954) описаны два термальных источника в средней части ущелья.
У подножья вулканического хребта долина р. Шумной резко сужается, русло переходит в узкую щель с вертикальными стенками, выше которой река падает со скального уступа двадцатиметровым водопадом. Выше водопада река течет в ущелье с крутыми, в правом борту обрывистыми, скалистыми стенками. Только в низовьях ущелья есть отдельные участки валунно-галечниковой поймы.
Выходы термальных вод встречаются в ущелье на протяжении 4 км. Самые нижние, с температурой 43° наблюдаются в уступе водопада. Это струйки, выбивающие из тонких трещин в андезитовых лавобрекчиях, слагающих уступ. Источники в ущелье имеют вид теплых "ванн" в русловом галечнике, из которых вытекают короткие ручейки, или газирующих грифонов на вершинах небольших конусов, сложенных оранжевыми железистыми отложениями термальных вод. Галечник в местах выходов вод сцементирован гидроокислами железа. Максимальная температура - 51° отмечена в средней части ущелья. Всего насчитывается более десятка источников. Дебит отдельных выходов не превышает 0,5 л/с, суммарный дебит может быть оценен в 10-15 л/с.
В верховьях ущелья, в 4 км от Корякского перевала существует небольшая группа холодных минеральных источников, аналогичных Корякским нарзанам. Это минерализованные (до 3 г/л) слабокислые гидрокарбонатно-сульфатные кальциево-магниевые углекислые воды с высоким содержанием кремнекислоты. Изотовские источники обладают очень ценными бальнеологическими свойствами, но в настоящее время доступны только для хорошо подготовленных посетителей.
11. Шумные источники
Шумные источникивпервые упомянуты в отчете Е.М. Изотовой в 1954 г. Они расположены на правом берегу р. Шумной, в 1,6 км юго-восточнее высоты 966. Источники труднодоступны и посещаются редко.
На участке разгрузки источников река выходит из узкой щели в андезитовых скалах и долина резко расширяется. Коренные склоны и поверхность единственной террасы покрыты вулканическим песком и крупнокаменистыми осыпями. Сильногазирующие низкодебитные источники с температурой 10-20° выходят из вертикальных трещин в коренном берегу, на поверхности надпойменной террасы, в уступе террасы, в пойме и даже в русле реки. Общая площадь участка с выходами вод и газа достигает 17000 м2. Газ и вода источников имеют сильных запах сероводорода, из нее осаждается самородная сера. Русла ручьев, валуны и галька покрыты рыхлой светло-желтой коркой серы, вулканический песок вблизи выходов сцементирован серой. Источники на поверхности террасы кроме того отлагают оранжевый охристый осадок, образующий небольшие бугорки. В коренном берегу и в уступе террасы отмечены выходы самородной серы, которая цементирует песок, образует корки, натеки и целые прослои мощностью до 10 см. Это свидетельства более мощной разгрузки, существовавшей здесь в прошлом. Суммарный дебит источников (их около десятка) составляет 1-3 л/с. Несмотря на резкий запах, вода источников приятна на вкус.
12. Чистинские (Чистые) источники
Эта небольшая, но очень эффектная и интересная во многих отношениях группа источников расположена в верховьях самого правого истока р. Чистой у южного подножья сопки с очень крутыми склонами, сложенной экструзией андезито-дацитов (высота 966). Обнаружил источники Б.В. Ковалёв в 1958 г. На участке выходов источников река (ручей) течет по почти горизонтальной площадке размером 50х30 м, покрытой галечниками и вулканическим песком, сцементированными во многих местах самородной серой. Восточная (верхняя) часть площадки покрыта слоем серы, образовавшей сухой бугор высотой до полуметра. Источники находятся в основном на левом берегу. В центре площадки расположены два мощных грифона - круглые воронки диаметром 50-70 см с песчаным дном, через которое с бурлением выбивает вода с большим количеством газа. Температура в грифонах 8°. У кромки серного бугра источники образуют короткие ручьи. Выходы газа с водой есть также и на правом берегу, и в русле ручья. Все источники интенсивно отлагают серу. Ощущается запах сероводорода. Суммарный видимый дебит источников 1-1,5 л/с, температура 8°, скрытая разгрузка - 15-17 л/с.
Вода имеет "нарзанный" (сульфатно-кальциевый) состав. Она очень сильно газирована и приятна для питья. Состав воды и газа дан в табл. 1, 2. От всех остальных источников Чистинские воды отличаются очень низкой (219 мг/л) минерализацией. По-видимому они имеют мофетное происхождение: пресные приповерхностные воды насыщаются газом восходящих струй.
Источники активно посещаются туристами.
13. Корякские нарзаны
У северного подножия Корякского вулкана, в верховьях правых истоков р. Шумная и истока р. Правой Налычевой расположена большая группа холодных (10-15°) минеральных источников. Источники впервые исследованы вулканологом Ю.П. Масуренковым в 1963 г.. Многочисленные высокодебитные (литры в секунду) источники рассредоточены на площади более 4 км2. Источники выходят в отлогих бортах неглубоких оврагов, отлагая охристые осадки гидроокислов железа. Они имеют вид небольших плоскодонных водоемов, грифонов в крутостенных углублениях или выходов из трещин в сцементированных песках и валуннике, которые дают начало целым ручьям минеральной воды. Выше области современной разгрузки под молодыми вулканическими шлаками залегают такие же осадки и сцементированные гидроокислами железа пески, что говорит о длительном существовании источников.
Суммарный дебит источников может превысить 50 л/с. Вода источников приятна на вкус, она относится к ценному редко встречающемуся гидрокарбонатно-магниевому типу углекислых вод.
Через источники проходит туристическая тропа, идущая с Авачинского перевала на Налычевские ключи. Ранним летом это излюбленное место отдыха спортсменов-лыжников - снег здесь лежит до конца июня.
Право-Шумнинские источники обнаружены и описаны при геологической съемке с 1987 г. геологом В.М. Филоновым. Они находятся в 1,5 км выше устья р. Правой Шумной. Разгрузка вод идет на протяжении 750 м по обоим берегам реки в виде слабых линейных выходов и небольших источников, образующих ручейки и "ванны". Температура воды 18°, суммарный дебит ~5 л/с. Минерализация вод ~2 г/л. Состав гидрокарбонатно-сульфатный магниево-кальциевый с повышенным содержанием железа. Вода прозрачная, без цвета и запаха, солоноватая, приятная на вкус. Источники интересны только как самые северные выходы минеральных вод Шумнинской площади. Из-за относительной недоступности не посещаются. В районах менее богатых минеральными водами они могли бы иметь бальнеологическое значение.
Заключение
Термальные воды являются важным природным ресурсом.
Знание особенностей их формирования позволяет предполагать наличие термальных источников на достаточно обширных пространствах суши, что значительно расширяет ареал их использования в различных отраслях хозяйства.
Использование термальных вод для лечения болезней началось уже достаточно давно. Соответственно в данной области на данный момент разработано значительное количество методик применения термальных вод. Этому способствует и различная их температура, и различный вещественный состав в разных регионах планеты.
Однако возможности использования термальных источников этим не ограничиваются. Довольно широко последнее время термальные воды используются для получения тепловой и электрической энергии. Пока что в ГеоТЭС работают только в районах выхода горячих вод с температурой чуть менее 100єС (Исландия, Новая Зеландия, Камчатка, США). Однако в перспективе возможно использование и вод с меньшей температурой. Получение энергии на ГеоТЭС не даёт отходов и, следовательно, не загрязняет окружающую среду. Развитие подобных производств в современном мире является приоритетным. Но обширное использование термальных вод привело к их истощению, а быстрое развитие промышленности в целом и интенсификация сельского хозяйства посредством использования всё новых видов удобрений загрязнению. Поэтому, как и любой другой вид исчерпаемых природных ресурсов, термальные воды нуждаются в разумном и экономном использовании. А как любые другие подземные вод - в мониторинге состояния, защите от загрязнений и очистке.
Список литературы
1. Климентов П.П. Кононов В.М. Методика гидрогеологических исследований - М.,1978.
2. Овчинников А.М. Общая гидрогеология - М., 1955.
3. Плотников Н.И. Поиски и разведка пресных подземных вод - М., 1985.
4. Всеволжский В.А. Основы гидрогеологии - М., 2007.
5. Кирюхин В.А., Коротков А.И., Павлов А.Н. Общая гидрогеология. Учебник для вузов - М., 1988.
6. Зекцер И.С. Подземные воды как компонент окружающей среды - М., 2001.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Общие сведения о минеральных водах, их геохимические типы. Классификация и условия формирования термальных вод. Геохимическая оценка способности химических элементов к накоплению в подземных водах. Применение и способы использования промышленных вод.
реферат , добавлен 04.04.2015
Геотермальная энергетика: современное состояние и перспективы развития. Гидрогеотермические исследования; основные месторождения термальных и минеральных вод. Прогнозная оценка ресурсов Республики Дагестан, методы газонефтяных поисков и разведки.
курсовая работа , добавлен 15.01.2011
Минеральные воды, их происхождение, физические свойства и химический состав. Геоэкологическая характеристика восточных районов Вологодской области. Оценка экологического состояния минеральных вод региона. Перспективы по использованию минеральных вод.
дипломная работа , добавлен 12.08.2017
Минеральные воды, их происхождение, физические свойства и химический состав. Геоэкологическая обстановка восточной части Вологодской области, типы почв, рельеф и климат. Процентное содержание различных типов минеральных вод районов, уровень минерализации.
дипломная работа , добавлен 27.10.2017
Условия возникновения болот и география их распространения. Исследование классификации болот отечественными и зарубежными учеными. Основные направления использования болот в хозяйственной деятельности. Экологические показатели болотных торфяных ресурсов.
курсовая работа , добавлен 21.03.2016
Значение подземных вод в природе, особенности их охраны. Общие понятия выходов подземных вод на земную поверхность и их классификация. Способы использования подземных вод для нужд народного хозяйства. Питьевые, минеральные, промышленные и термальные воды.
реферат , добавлен 30.03.2016
Понятие и территории распространения субмаринных вод, их отличительные особенности. Основные факторы, влияющие на процессы формирования и движения данных вод. Эксплуатация субмаринных источников, сферы их использования и главные источники энергии.
доклад , добавлен 25.05.2012
Пресные и минеральные лечебные воды в недрах Вологодской области. Основные водоносные горизонты: триасовый, пермский, каменноугольный. Классификация вод по общей минерализации. Профилактории и санатории Вологодской области. Промышленные минеральные воды.
реферат , добавлен 06.03.2011
Классификация подземных вод в соответствии с видом хозяйственного использования: пресные, минеральные лечебные и промышленные, а также термальные. Типы ресурсов: естественные, искусственные, привлекаемые, источники и основные факторы их формирования.
презентация , добавлен 17.10.2014
Расчет мертвого объема водохранилища, ежедневных расходов и уровней воды. Поперечный профиль плотины, расчет коэффициента запаса устойчивости, крепления верхового откоса, паводкового и турбинного водосборов. Гидротехнические расчеты по водохранилищу.
Скважины, где добываются минеральные воды, составляют отдельную группу источников подземных вод. Минеральная вода отличается повышенным содержанием активных элементов минерального происхождения и особыми свойствами, обусловливающими их лечебное воздействие на человеческий организм. Минеральные воды Крыма различны по солевому (ионному) у. газовому составу: некоторые из них термальные -- теплые и горячие (термы). Они представляют значительный интерес как в научном, так и в практическом отношении. Воды могут быть использованы в качестве питьевых лечебных вод и в бальнеологических целях. Однако пока они используются еще в малой степени. По геолого-структурным условиям и составу присутствующих в недрах Крымского полуострова минеральных к термальных вод выделены три крупные гидрогеологические области:
А. Гидроминеральная складчатая область горного Крыма с преимущественным развитием сульфатных и хлоридных, частью термальных (в глубине) минеральных вод, газирующих азотом, в подчиненном значении метаном, сероводородом и редко углекислотой.
Б. Керченская гидроминеральная область распространения сероводородных, азотных и метановых холодных вод в третичных и нижележащих отложениях (в отдельных источниках содержится углекислота).
В. Гидроминеральная область равнинного Крыма сероводородных, азотных, метановых и смешанного газового состава солоноватых и соленых вод, холодных в верхних и термальных в глубоких частях артезианских бассейнов.
Термальные и гипертермальные (с температурой свыше 400 С) воды залегают в регионах с активной подземной вулканической деятельностью. Термальные воды используются в качестве теплоносителя для систем отопления жилых домов и промышленных зданий и на геотермальных электростанциях. Отличительной особенностью термальных вод считается повышенное содержание минералов и насыщенность газами.
Термальные воды выходят на поверхность в виде многочисленных горячих источников (температура до 50-90 °С), а в районах современного вулканизма проявляют себя в виде гейзеров и паровых струй (здесь скважинами на глубине 500-1000 м вскрываются воды с температурой 150-250 °С), дающих при выходе на поверхность пароводяные смеси и пары (Паужетка на Камчатке, Большие Гейзеры в США, Уайракей в Новая Зеландии, Лардерелло в Италии, гейзеры в Исландии и др.).
Химический, газовый состав и минерализация Термальные воды разнообразны: от пресных и солоноватых гидрокарбонатных и гидрокарбонатно-сульфатных, кальциевых, натриевых, азотных, углекислых и сероводородных до солёных и рассольных хлоридных, натриевых и кальциево-натриевых, азотно-метановых и метановых, местами сероводородных.
Издавна Термальные воды находили применение в лечебных целях (римские, тбилисские термы). В СССР пресные азотные термы, богатые кремнекислотой, используют известные курорты - Белокуриха на Алтае, Кульдур в Хабаровском крае и др. ; углекислые Термальные воды- курорты Кавказских Минеральных Вод (Пятигорск, Железноводск, Ессентуки), сероводородные - курорт Сочи-Мацеста. В бальнеологии Термальные воды подразделяют на тёплые (субтермальные) 20-37 °С, термальные 37-42 °С и гипертермальные св. 42 °С.
В районах современного и недавнего вулканизма в Италии, Исландии, Мексике, СССР, США, Японии работает ряд электростанций, использующих перегретые Термальные воды с температурой свыше 100 °С. В СССР и др. странах (Болгария, Венгрия, Исландия, Новая Зеландия, США) Термальные воды применяют также для теплоснабжения жилых и производств. зданий, обогрева теплично-парниковых комбинатов, плавательных бассейнов и в технологических целях (Рейкьявик полностью обогревается теплом Термальные воды). В СССР организовано теплоснабжение микрорайонов гг. Кизляра, Махачкалы, Зугдиди, Тбилиси, Черкесска; обогреваются теплично-парниковые комбинаты на Камчатке, Кавказе. В теплоснабжении Термальные воды делятся на слаботермальные 20-50 °С, термальные 50-75 °С. высокотермальные 75-100 °С.
Минеральные воды Крыма весьма разнообразны по газовому и химическому составу и температуре. Они могут использоваться в лечебных и профилактических целях, а также в качестве сырья для промышленности. Выделяются следующие области распространения минеральных вод:
азотных, азотно-метановых и метановых вод артезианских бассейнов Равнинного Крыма;
азотных и метаново-азотных вод Горного Крыма;
азотных и азотно-метановых вод Керченского полуострова с локаль ным проявлением углекислых вод.
Минеральные воды вскрываются, как правило, скважинами в отложениях от среднемиоценового до палеозойского возраста. Разведано 5 месторождений,запасы минеральных вод по которым утверждены Государственной комиссией (ГКЗ): Сакское слабощелочных хлоридно - натриевых вод (2 участка), Евпаторийское типа морских (2 участка), Евпаторийское субтермальных вод, Феодосийское сулъфатно-хлоридно-гидрокарбонатно-натриевых (2 участка), Чокракское (2 участка) (рис.14).Сведения о запасах этих месторождений и их освоении приводятся в таблице 8.
Таблица 8. Сведения о запасах минеральных вод, числящихся на
государственном балансе (по данным "Геоинформ" на 01.01.2000г.)
|
Название месторождений |
Состояние запасов м 3 /сут |
Отбор за 1999г. ТЫС.М 3 |
Эксплуатирующая организация |
||||
|
Сакское: участок Сакский 1 участок Сакский 2 Евпаторийское(мор) участок Городской участок Пионерский |
96,87 54,40 23,28 7,52 |
АО"Укрпроф-здравница" АО"Укрпроф-здравница" |
|||||
Продолжение таблицы 8.
|
Евпаторийское(тер) участокЕшисрийжда участок гожюзойского водоносного горизонта Чокракское: участок Северный участок Южный Феодосийское: участок Западный участок Восточный |
Неэкспл. Неэкспл. Не экспл. 10,0 |
АО"Укрпроф-здравница" АО"Укрпроф-здравница" АО"Укрпроф-здравница" |
|||||
|
Всего по АР Крым |
Разведанные запасы минеральных вод по этим пяти месторождениям составляют 20,8 тыс. м 3 /сутки. Эксплуатируется 7 участков. Отбор минеральных вод в 1999 г. составил 264,59 тыс. м 3 или в среднем 724,9 м 3 /сутки. Кроме того, разведано еще 6 месторождений, запасы по которым апробированы НТС ПГО "Крымгеология" и "Днепрогеология". Сведения по этим месторождениям приводятся в таблице 9.
Таблица 9.
Сведения по месторождениям минеральных вод, запасы по которым апробированы НТС производственных предприятий.
|
Месторождения |
№ протокола НТС и дата утверждения запасов |
Количество запасов м 3 /сутки |
Использование |
|
|
Алмазное Аджи-Су Лечебное-Грушевка Белоглинское |
ПГО"Крым-геология" ПГО"Днепро-геология",№1173 от 3.06.1969г. ПГО"Крым- геология",№ 80 от 12.09.1970г. ПГО"Днепро-геология",№ 77 от 8.10.1970г. |
220 прогнозные |
Пансионат "Алмазный" Разлив воды "Евпаторийская" Лечебница "Черные воды" Не эксплуатируется Не эксплуатируется |
Продолжение таблицы 9.
Кроме того, ГГП "Крымгеология" оценены прогнозные ресурсы минеральных вод по 5 водоносным горизонтам Крыма. Сведения о прогнозных ресурсах минеральных вод приводятся в таблице 10.
Таблица 10.
Сведения о прогнозных ресурсах минеральных вод.
Данные таблицы 10 свидетельствуют о больших перспективах выявления в Крыму новых месторождений минеральных вод, поскольку прогнозные ресурсы (151Д тыс. м 3 / сутки) являются резервом для этого. В процессе геологоразведочных работ выявленно и учтено 33 перспективных площадей и проявлений минеральных вод (рис. 14).
Отдельно учитывается Новоселовское месторождение термальных вод фис.14), запасы которых исчисляются в 8412 м 3 /сутки, в том числе разведанные 3912 m 3 /сутки. Они также являются минеральными водами, поскольку содержат в составе йод, бром и бор в количествах, достаточных для отнесения их к данному в иду подземных вод. Термальные воды частично используются для лечебных душей
и ванн. В ближайшей перспективе они должны найти более широкое применение как топливно-энергетическое сырье.
При проведении поисково-разведочных робот на нефть и газ в 50-70 г. г., был накоплен большой фактический материал по глубоким водоносным горизонтам, который свидетельствует о перспективности Крымского полуострова на выявление новых месторождений термальных вод. В 80-90 годы в процессе дальнейших геологоразведочных и тематических работ выявлены основные перспективные водоносные горизонты (комплексы), дана их гидрогеологическая и гидрогеотермическая характеристика. Основной перспективный объект на термальные воды - базальная пачка нижнего мела, представленная преимущественно прибрежно-морскими и субконтинентальными отложениями (песчаниками, алевролитами, гравеллитами).
В Предгорье эти породы выходят на дневную поверхность. В Равнинном Крыму они погружаются до глубины 4,0-4,5 км, достигая максимальных глубин 5,5-6,0 км на западе Тарханкутского полуострова. Коллекторские свойства водовмещающих пород уменьшаются по мере их погружения. Максимальные их значения зафиксированы на Новоселовской и Октябрьской площадях (рис.14), где на глубинах 1,0-2,3 км вскрыт дельтовый комплекс мощностью до370 м, что позволяет получать притоки самоизливом до 4925 м /сут. (скв. 35 Октябрьская). В Равнинном Крыму воды данного горизонта напорные, давление на устья скважин 5-15 атм. Температурный режим определяется преимущественно глубиной залегания пород. Максимальные значения температур воды зафиксированы на западе Тарханкутского полуострова -180-190° С. На Центрально-Крымском поднятии температура воды варьирует в пределах 50-90° С. Воды горизонта минерализованные, по мере продвижения на север содержание солей увеличивается от 1,1 (скв. 38 Октябрьская) до 71,7 г /дм 3 (скв. 5 Геническая).
Второй перспективный водоносный комплекс приурочен к отложениям палеогена, которые на Северо-Сивашской площади представлены преимущественно песчаниками и алевролитами, залегающими на глубине 1400-1800 м. Воды напорные, давлени на устья скважин 4-6 атм. Дебиты скважин при самоизливе достигают 2440 м 3 /сут. (скв.15 Стрелковая). Температура пластовых вод 51-78°С, минерализация - 25-33 г/дм 3 . Воды содержат промышленные концентрации йода (до 30 мг/дм 3).
На Новоселовской, Октябрьской и Северо-Сивашской площадях проведены гидрогеологические исследования с целью подсчета запасов тешюэнергических вод с применением геоциркуляционных систем (ЩС). Результаты этих работ позволяют оценить потенциальные запасы в количестве 40 тыс. м 3 /сут. с теплоэнергетическим потенциалом 1200 Гкал/сут. (таблица 11).
Таблица 11.
Гидрогеологическая и теплоэнергетическая характеристика перспективных водоносных горизонтов термальных вод.
|
Наименование площадей |
Данные по водоносным горизонтам |
Тепловая мощность |
||||
|
Возраст Тлубина залегания,м |
Дебит скважин, |
Температура воды на устье, 0 С |
Потенц. запасы, м 3 /сут |
Тепловой потенциал, |
||
|
Бовоселшская Октябрьская Северо-Сивашская |
К| пс 900-1400 Кугс 1000-2400 |
47-69 55-85 45-72 |
17210 17860 5680 |
От 1,35 до 3,60 От 1,08 до 6,92 От 1,20 до 3,30 |
||