Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Подземные минеральные воды Приморья

ВАК РФ 04.00.06, Гидрогеология

Автореферат диссертации по теме "Подземные минеральные воды Приморья"

2 7 МАП 1397

На правах рукописи

ЧЕЛНОКОВ Алексей Николаевич

ПОДЗЕМНЫЕ МИНЕРАЛЬНЫЕ ВОДЫ ПРИМОРЬЯ (распространение, ресурсы и особенности формирования)

Специальность 04.00.06-1идрогеология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Владивосток 1997

Работа выполнена в Приморском государственном геологическом предприятии "Гидрогеологическая экспедиция" и Дальневосточном геологическом институте ДВО РАН

Научные руководители: доктор геолого-минералогических наук,

член-кор. РАН, профессор Е.В.Пиннекер

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических

Ведущая организация: Комитет по геологии и использованию

недр Приморского края "НРИМОРГЕОЛКОМ*

Защита диссертации состоится "10" июня 1997 г. в 14 часов на заседании диссертационного Совета Д 003,07,02 в Институте земной коры СО РАН

Адрес: 664033 г.Иркугск, ул.Лермонтова; 128=

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Иркутского научного центра СО РАН (в здании ИЗК СО РАН)

Автореферат разослан _|<|

кандидат геолого-минералогических наук

О.ВЛудаев

наук

И.СЛомоносов

кандидат геолого-минералогических наук

Ю.Н.Диденков

Ученый секретарь диссертационного Совета кандидат геолога - минер алогкч ее кн к наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Гидрогеологическое изучение минеральных вод Приморья продолжается уже более века. Документы фиксируют результаты первых химических анализов, произведенных в прошлом столетии на Ш маковских источниках, открытых при прокладке трассы Транссиба. Дальнейшие исследования связаны с экспедициями Дальневосточного геологического управления, Центрального института курортологии и физиотерапии, Приморского геологического управления и выполнялись Макеровым А.Я., Богатковым Н.М., Сычевой А.Н., Авдеевой А.Б., Юшакиным Е.П., многими другими. Результаты этих работ легли в основу заключений о характере распространения и составе минеральных вод в Приморье. Детальное изучение месторождений началось в 6090 годы. В это время разведаны крупные месторождения углекислых минеральных вод и азотных терм. Исследования проводили Г.С.Вартанян, Е.П.Юшакин, А.Н.Челноков и другие. Завершением цикла работ последних лет явилась региональная оценка прогнозных ресурсов подземных минеральных вод, выполненная Гидрогеологической экспедицией под руководством и при непосредственном участии автора.

Минеральные подземные воды Приморского края рассматривались в сводной работе по гидрогеологии края (Гидрогеология СССР, Т. XXV, 1969), в работах А.Б.Авдеевой (1976), В.В.Иванова (1977), А.П.Карасевой (1977), В.А.Княжева (1981), Е.А.Титовой (1974) и др. По материалам 60-х годов проведена типизация минеральных вод и их районирование. Под редакцией В.В.Иванова (1964; 1968), Л.А.Яроцкого (1976), Г.С.Вартаняна (1981) составлены мелкомасштабные карты минеральных вод СССР. Распространению и формированию минеральных вод посвящены труды ЦНИИ курортологии и физиотерапии (1981, 1987), Института медицинской климатологии и восстановительного лечения СО РАМН (Лучанинова, 1991). Однако во всех этих работах выделялись только углекислые минеральные и азотные термальные воды, а большая группа подземных вод, имеющих повышенную минерализацию или содержащих специфические бальнеологические компоненты не рассматривалась.

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ. Полученный на территории . Приморья уникальный фактический материал, после обобщения, позволяет выявить закономерности распространения и формирования минеральных вод. Это особенно важно для Дальнего Востока России, где Приморье обладает огромным потенциалом природных лечебных ресурсов, важнейшей составляющей которого являются подземные минеральные воды. Актуальность изучения условий образования минеральных вод вызвана не только практическим (обеспечение гидроминеральной базы санаториев, курортов и заводов розлива, охрана минеральных вод от загрязнения и истощения), но и научным интересом. Исследование химического и изотопного состава различных типов минеральных вод позволяет по новому взглянуть на формирование подземных вод крупного и слабоизученного в гидрогеохимическом отношений региона.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Целью настоящей работы является типизация минеральных вод по составу и условиям формирования; создание схемы распространения и оценка прогнозных ресурсов подземных минеральных вод Приморья.

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ. 1. Определение областей 'распространения минеральных вод.

2. Изучение химического и изотопного состава, выделение и классификация различных типов минеральных вод.

3. Анализ природных факторов и выяснение основных особенностей формирования минеральных вод по наиболее изученным и разведанным месторождениям.

4. Оценка прогнозных ресурсов минеральных вод.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ включали: а) полевые

маршруты с целью картирования очагов разгрузки минеральных вод на территории Приморья; поисковое и разведочное бурение гидрогеологических скважин, опытно-фильтрационные работы; гидрогеохимическое опробование различных водопунктов; б) полевые и лабораторные исследования химического, изотопного и газового состава минеральных вод; в) теоретические разработки, включающие установление закономерностей распространения минеральных вод различных генетических типов и анализ условий их формирования, как основы для прогнозной оценки ресурсов.

ХАРАКТЕР ИССЛЕДОВАНИЙ, ВКЛАД В РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ. Данная работа является итогом многолетних

исследований. Автор, работая в Гидрогеологической экспедиции, как основной исполнитель сам обработал и написал ряд отчетов и статей или принимал в их составлении непосредственное участие. Региональная оценка прогнозных ресурсов минеральных вод Приморья выполнена автором в качестве главного гидрогеолога экспедиции и непосредственного исполнителя. Маршрутные и другие гидрогеологические исследования проведены в различных районах, где выявлены ранее неизвестные проявления минеральных вод.

Фактический материал получен автором в результате полевых работ Гидрогеологической экспедиции при проведении региональных исследований, поиск;«, разведке и оценке эксплуатационных запасов на месторождениях Горноводное, "Ласточка", Чистоводное, Ракопское, Нижние Лужки; обследовании большинства проявлений минеральных вод Приморского края в экспедиционных исследованиях, выполненных при участии автора Дальневосточным геологическим институтом ДВО РАН, Институтом медицинской климатологии и восстановительного лечения СО РАМН в 1975-1996 гг.

В процессе работы привлекались материалы производственных отчетов М.Н.Агаркова, Н.М.Богаткова, Г.С.Вартаняна, И.Г.Возняковской, М.С.Дмитриевой,

В.М.Скрипко, Б. И.Ч ел исковой, Е.П.Юшакина и других исследователей, которым автор выражает глубокую признательность. Химические и другие виды анализов выполнены в лабораториях Приморгеолкома и Гидрогеологической экспедиции химиками-аналитиками В.П.Шпит, Ф.М.Рынковой, а непосредственно на источниках гидрогеологами М.В.Дружининой, Б.И.Челноковой, а также получены при совместной работе с О.В.Чудаевым, В.А.Чудаевой, Т.П.Луценко, М.Эдмунде, П.Шанд с применением новейших методик и современной аппаратуры.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ И ПУБЛИКАЦИИ. Результаты исследований и основные положения диссертации докладывались на научно-техническом Совете Приморгеолкома в 1994г, на ученом Совете Дальневосточного геологического института ДВО РАН в 1995 г, на научно-практической конференции "Перспективы развития бальнеолечения в Дальневосточном регионе", на 8 международном симпозиуме "Water- rock nterection" в 1995 г., 6-ой Мсхсдупародной Гольадпмитоиской конференции в

Гейдельберге, на III международном междисциплинарном научном симпозиуме "Закономерности строения и эволюция геосфер" в 1996 г, на региональной ассамблее "Здоровье населения Дальнего Востока" в 1997 г. По теме диссертации опубликовано 15 печатных работ. Две из них коллективные монографии "Стратегия территориального развития рекреации и туризма в Приморском крае" (раздел "Лечебно-оздоровительные ресурсы") и "Здоровье населения Приморского края" (раздел "Минеральные воды и лечебные грязи Приморского края").

НАУЧНАЯ НОВИЗНА.. Впервые для Приморья произведена региональная типизация, установлены закономерности и выделены области распространения минеральных вод в пределах Сихотэ-Алиня и его обрамления. Определены условия формирования и размеры возможных месторождений. Выделены новые типы минеральных вод: азотные (азотно-метановые) соленые гидрокарбонатные натриевые, натриево-кальциевые, а также хлоридные кальциево-натриевые с минерализацией 1-20 г/дм3. На основании изотопных определений оценен генезис вод.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ. Результаты работы нашли отражение в оптимизации методики поисков, разведки, оценке эксплуатационных запасов и прогнозных ресурсов месторождений минеральных вод, выполняемых Гидрогеологической экспедицией, практической работе эксплуатирующих минеральные воды организаций. Полученные закономерности использовались при выделении округов горно-санитарной охраны месторождений. Принципы типизации месторождений и проявлений могут быть применены в других районах, со сходными гидрогеологическими условиями.

ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ. 1. Наиболее характерным типом подземных вод являются холодные углекислые и азотные термальные воды, распространенные и пределах зоны мезозойской и кайнозойской тектонической активизации Сихотэ-Алинской геосинклинальной складчатой системы и Ханкайского срединного массива. При этом в осевых частях Сихотэ-Алиня формируются малые месторождения, а по периферии - со значительными ресурсами. Одновременно выявлены различные типы азотных, азотно-метановых вод с повышенной минерализацией (соленых), кремнистые, железистые и радоновые воды.

2. На основе изотопных и гидрохимических методов исследовании генезис термальных и углекислых под трактуется с позиций преобразования вод метеорного происхождения при их взаимодействии с вмещающими горными породами. Основные ресурсы минеральных вод приурочены к активным зонам тектонических нарушений.

3. По результатам исследований произведена региональная оценка прогнозных ресурсов различных типов минеральных вод Приморья и выполнен подсчет запасов на отдельных месторождениях,

4. Воды малой минерализации железистые и кремнистые формируются на локальных участках по всей территории. В прибрежных частях, в следствие интрузий морских вод, отмечаются соленые хлоридные кальциево-натриевые и натриевые воды.

5. Впервые на территории Приморья выделена область локального распространения азотно-метановых содовых минеральных вод.

ОБЪЕМ И СТРУКТУРА РАБОТЫ. За исключением введения и заключения диссертация состоит из 5 глав, списка литературы из 124 наименований, содержит 165 страниц текста, рисунков и таблиц.

Автор благодарен научным руководителям - д. г.-м. н., членкор. РАН, профессору, Е.В.Пиннекеру, к. г-м. н. О.В.Чудаеву за методическую помощь, оказанную при составлении диссертации и плодотворную совместную работу; к. г. н. В.А.Чудаевой за проведение совместных исследований и консультации, Б.И.Челноковой за ценные замечания по существу вопроса и оформление материала, а также руководству Гидрогеологической экспедиции, Приморгеолкома, ИМКВЛ СО РАМН за поддержку и возможность использования фондов, д. б. н. М.И.Тиунову и к. б. н. Т.М.Тиуновой за дружеское участие и помощь в редактировании.

Глава I. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ ФОРМИРОВАНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ ВОД

Приморье - наиболее освоенная в экономическом лтпсшснии и ¡устоласелспиая часть Дальнего Востока.

В рельефе выделяются три области: Восточно-Маньчжурское нагорье занимающее 10% территории, абс. отм. 500 -700 м; горная страна Сихотэ-Алинь - 70% территории с абс. отм. 800-1000 м; Западно-Приморская равнина с абс. отм. 0-100 м разделяет эти возвышенные участки рельефа, и протягивается с юга на север параллельно основным хребтам Сихотэ-Алиня. С юга и востока Приморье омывается Японским морем.

Климат края отличается своеобразием. Зимой преобладаю! северные, северо-западные ветры и низкие температуры (-20° С), малая влажность воздуха. Воздушный поток направлен с материка. В апреле-мае направление ветра меняется на противоположное, влажность увеличивается Во второй половине лета погода теплая -+21° С. Среднегодовая температура воздуха для южных районов +5,7° С, для северных 40,1° С. Продолжительность безморозного периода 5 - 6,5 мес. Летом и осенью выпадает основной объем осадков (до 70 - 80%), обычно в виде ливневых дождей - тайфунов. Количество осадков неравномерно по площади и высоте от 450 до 1200 мм/год. Превышение объема осадков над испарением, преобладающий гидрокарбонатный к;ьтьциевый и натриевый химический состав атмосферных осадков способствуют преобладанию в регионе гидрскарбонатных подземных вод, а особенности рельефа создают благоприятные условия для формирования минеральных вод различного типа.

Глава 2. ГЕОЛОГО-ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ТЕРРИТОРИИ.

Юг Дальнего Востока имеет весьма сложные гидрогеологические условия. Выделяются три таксона 1 -го порядка, имеющие продолжение за пределами края (Рынков, 1988; Исупова, 1991ф). Это Сихотэ-Алинский и Маньчжурский гидрогеологический массивы, Приморский артезианский бассейн.

Сихотэ-Алинский гидрогеологический массив - наиболее крупный резервуар трещинных вод. Содержит напорные и безнапорные воды верхней трещиноватой зоны, трещинно-жильные, трещинно-пластовые воды осадочных, вулканогенно-осадочных, эффузивных и интрузнвных пород различного возраста. Поровые, пластово-поровые воды имеют подчиненное значение. Распространены в небольших межгорных кайнозойских впадинах и речных долинах, сложенных песками, гравийпиками.

галечниками, слабоуплотненными песчаниками, алевролитами, конгломератами.

Подземные воды формируется за счет инфильтрации атмосферных осадков на водоразделах и речных долинах. Разгрузка идет в понижения рельефа и в речные долины родниками. Региональный подземный сток направлен на юго-восток (бассейн Японского моря) и северо-запад (бассейн реки Амур). Величина стока зависит от проницаемости пород, обьема осадков и интенсивности водообмена. Фоновая минерализация подземных вод 0,05-0,3 г/дм3. В зонах разломов с глубиной минерализация подземных вод повышается до 0,3-0,5 г/дм-\ По составу в водах преобладают гидрокарбонаты, кальций, нагрий.

Наиболее крупные региональные разломы и структурные швы гидрогеологически пассивны. Сопровождающие их субпараллельные и секущие нарушения водоносны и играют роль локальных дрен. Основные активные разломы связаные с мезозойской и кайнозойской активизацией, сопровождавшейся излиянием базальтов, внедрением итрузий и образованием тектонических впадин, контролируют распространение азотных термальных и углекислых вод.

Приморский сложный артезианский бассейн поровых, порово-пластовых шторных ' и безнапорных вод приурочен к серии наложенных кайнозойских депрессий, протягивающихся в северовосточном направлении от Японского моря до р.Амур и разделяет Сихотэ-Алинский и Маньчжурский гидрогеологические массивы. Водовмещающие породы представлены песками, гравийниками, галечниками, песчаниками, алевролитами, конгломератами на глинистом цементе. Водоносные горизонты не выдержаны по площади и в разрезе, разделяются глинами, суглинками. Суммарная мощность отложений достигает 1000 и более метров. Грубообломочные водообилыше породы занимают 10 - 80% общей мощности разреза кайнозоя. В Приморском артезианском бассейне содержатся основные запасы пресных подземных вод края. Региональный сток южной части бассейна идет на юг, в Японское море; Северной - направлен в бассейн оз.Ханка и р.Амур. Атмосферные осадки и поверхностные воды рек являются основным источником питания подземных вод. Подземные воды имеют более высокую, по сравнению с Сихотэ-Алинским массивом, минерализацию (0.2-0.5 г/дм3), гилрокарбонатпые.

кальциевые, реже натриевые. На прибрежноморских участках -хлоридные, натриевые соленые. Нижний этаж бассейна представлен докайнозойскими литифицированными породами, содержащими трещинные и трещинно-жильные воды.

Маньчжурский гидрогеологический массив выделен в юго-западной части Приморья. Основная его часть находится за пределами России. Преобладают трещинные, трещинно-жильные воды осадочных, эффузивно-осадочных и интрузивных разновозрастных пород. Поровые воды имеют подчиненное значение и распространены в речных долинах и небольших межгорных депрессиях. Химический состав подземных вод, их условия формирования ничем существенным не отличаются от Сихотэ-Алиня, только интенсивность водообмена и активность разломной тектоники слабее, что привело к отсутствию здесь минеральных вод связанных с активными разломами.

Глава 3. РАСПРОСТРАНЕНИЕ МИНЕРАЛЬНЫХ ВОД Всего в Приморье выявлено и обследовано более 80 проявлений и месторождений подземных минеральных вод (Рис.1).

По газовому составу - основному показателю гидрогеохимической обстановки образования, нами выделено и изучено четыре группы подземных минеральных вод.

Углекислые холодные воды. Встречаются от морского побережья на востоке, до Приханкайской равнины на западе, от отрогов Сихотэ-Алиня на юге, до долины р.Амур на севере. Обследовано с гидрохимическим опробованием около 70 проявлений. Малые дебиты источников, скрытая разгрузка углекислых вод является региональной особенностью Приморья, которая затрудняет оценку ресурсов и изучение химического состава. В геологическом отношении область распространения углекислых вод совпадает с Сихотэ-Алинской геосинклинальной складчатой системой и восточной окраиной Ханкайского массива, которые в мсзо-кайнозое испытали тектоническую активизацию, сопровождавшуюся излиянием базальтов, внедрением интрузий, обновлением разломов. На пересечении Центрального Сихотэ-Алинского и Меридионального разломов сосредоточены Чугуевская и Ленинская группы источников минеральных вод, вдоль Арсеньевского разлома - Малиновский источник,

Шетухинская группа, Покроиское проявление. На юг и запад активность разломов затухает и углекислых вод не обнаружено.

На восточном побережье, в пределах развития эффузивов Восточно-Сихотэ-Алинского вулканического пояса, выходы углекислых вод на поверхность редки. Особенности локализации и состава вод этой территории отражает месторождение Горноводное. Находится в долине реки Солонцовая. Эрозионный врез создал благоприятные условия для проникновения углекислого газа в приповерхиостпую трещиноватую зону выветривания по крупным разломам, секущим кольцевые структуры, кальдеры проседания. По химическому составу воды гидрокарбона шые магниево- и натриево-кальциевые с минерализацией до 3.1 г/дм3, содержание СОз до 2,8 г/дм3. В результате длительных опытно-фильтрационных работ запасы оценены в 816 м3/еут.

В центральной части Сихотэ-Алиня находятся Ленинская, Чугуевская, Лужковская, Ариадненская группы источников. Дебиты родников 0,01 - 0,1 л/с, самоизлива скважин до 0,5-1,0 л/с. Минеральные воды содержатся в верхней трещиноватой зоне эффузивов мела, осадочных пород палеозоя, маломощных аллювиальных отложениях вблизи выходов разломов. Минерализация изменяется от 0,1 до 2,5 г/дм3, обычно менее 2 г/дм3, содержание С02 до 2,6 г/дм3, рН 4,0-6,8. Воды источников гидрокарбонатные машиево-кальциевые, натриево-кальциевые, кальциево-натриевые, железистые, кремнистые. Исключение представляет Николаевское проявление, где воды хлоридно-гидрокарбонатные. Ресурсы формируются в зоне с низкой водообильностыо и не превышают 25-100 м3/сут.

На западном склоне Сихотэ-Алиня находятся Алчанская, Шетухинская группы, Малиновский источник и Покровское проявление. Выходы углекислых вод тяготеют к серии разломов в эффузивно-осадочных, осадочных толщах палеозоя-мезозоя и гранитах. Дебиты родников 0,01-0,5 л/с, скважин 1,0 л/с. Воды гидрокарбонатные кальциевые, кальциево-натриевые, в смешанные по катионам. Минерализация от 0,5 до 3,3 г/дм3. Содержание С02 до 1,7 г/дм3. Ресурсы до 100-200 м3/сут но каждому проявлению.

В области сочленения Ханкайского массива с Сихотэ-Алипской складчатой системой, на бортах кайнозойских

Рис. 1 Минеральные воды Приморья

1 - область углекислых вод; 2 - область азотных термальных вод; 3 -область азотных (азотно-метановых) соленых вод; 4 - область с распространением только железистых, кремнистых, возможно радоновых вод; 5 - район предполагаемого распространения азотных терм; 6 -границы областей; 7 - границы районов; 8 - месторождения и проявления минеральных вод, номер по списку; 9 - месторождения лечебных грязен; 10 - азотные термы; 11 - углекислые поды; 12 - азотные (азотно-метановые) соленые воды; 13 - кремнист ые воды; 14 - железистые воды; 15 - радоновые воды; 16 - крупные разломы и структурные швы. Примечание: хлоридные натриевые воды прибрежных территорий на карге не показаны.

Номера на карте. Месторождения и проявления углекислых минеральных вод: 1 - Алтайская группа (Нижне-Даелгский, Верхне-Даелгский, Верхне-Хайсанский источники); 2 - Ласточка; 3 - Черная речка; 4 - Шмаковская группа, Шмакове кое месторождение (Северомедвежий, Нашчкин, Уссурокмй уч., Пасечный уч., Медвежий уч.,

1.1

Оегросоночннй Восточный, Осгр1>сопочный Западный, Каульский, Восгачно-Уссурский уч., Восгочно-Уссуреыш В горой, Востчио-Уссурекий Третий источники); 5 - Малиновский; 6 - Лриадненская фуппа (Ариадненский Первый, Ариадненский Второй); 7 - Сидатунская группа (Сяо-Нанцы, Хушун); 8 - Кочковатый, Садовый источники; 9 -Шетухинская группа (Большой ключ, Фабричный, Тяпшоу, Галый, Марьяновский, Неробинскпй Первый, Неробинскпй Второй); 10 -Покровский; 11 - Дмигриевское; 12 - Xopo.ibCi.uii; 13 - Чутуенскля группа (Курортный, Минеральный, Яблоневый, Рыпалов, Иванов); 14 -Лужковская фунпа (Нижние Лужки, Таежный, Николаевские); Ленинская группа (Нарзанный, Никитин, Китайский, Пуховсклй, Сре/же-Синанчинекпй, Порубскнй); 16 - Горноводное (Юрпшовский, Южный, Центральный и Северный уч., Церковный источник.); 17 - Ванчинская группа (Сита ищу, Рудничный, Чин туза); 1Н - Рлковекое; 19- -I луховское.

Месторождения и проявления азошых 'герм: 20 - Ампшская 1 руина (Ам1у, Сайои, Кхуп.ин); 21 — Чистоводненская 1рулпа (Горячий, Сухой, Прямушка Вторая, Синегорские, Чиеговодное).

Проявления азотных (азопш-мегановых) соленых вод: 22 -Спасское; 23 - Раздольненская 1рупна (Южный, Суйфунский, Борисовское); 24 - Царевская труппа (Речнца, скв. 25, с кв. 30); 25 -Анненс-кое; 26 - Хаеннское.

депрессий расположены месторождения Шмаковское, Ласточка, Дмтриевское, Раковское и др. Наиболее крупное - Шмаковское, приурочено к зонам дробления разломов и экзогенной трещиноватости палеозойских гранитов, аллювиальным четвертичным, неогеновым водоносным горизонтам. Вода имеет минерализацию до 3,5 г/дм3, гидрокарбонатшлй, преимущественно магииево-кальциевый состав. Насыщена СО2 (до 2-4 г/дм3), кремнекислотой (до 130 мг/дм3), ионами железа. Прогнозные ресурсы месторождения превышают 2,5 тыс. м3/сут.

Из микрокомпонентов в углекислых водах иногда повышено содержание Ми до 4,5 мг/дм3, Г- 4,5 мг/дм3. Максимальные содержания металлов фиксируются в водах в районах сульфидного оруденения (ист. Неробинскпй, Ян-Мугь-Хоуза: РЬ-0,16; 2п-7,10; Си-6,45; Мп- 11,25; А1-14,5 мг/дм3).

Спонтанные газы на 90-99% состоят из ССЬ. Присутствует примесь азота, реже кислорода.

Азотные термальные «оды. Воды с 1+20-36,5° С ныходят на двух участках в пределах Восточно-Сихотэ-Алинского вулканического пояса. Судзухинская (Чистоводнснскаи) группа тяготеет к при контактовой зон г позднемеловых грашпоидов с Сергеевским массивом. Распространение терм контролируется разломами, оперяющими и субпараллельными Цептрально-Сихотэ-Алимскому. На поверхности проявляются в виде нисходящих и восходящих родников в долинах рек и па склонах, вскрываются буровыми скважинами.

Чнсюводнснское месторождение расположено в долине р.Чистоводная. Температура вод на Верхних источниках 18-22° С, на Нижних 28-30,5° С. По химическому составу воды гидрокарбонатные, натриевые, слабощелочные - рИ 7,0-8,4. Минерализации 0,14-0,16 г/дм3. В водах повышены содержания И до 4 мг/дм3, кремниевой кислоты - до 60 мг/дм3, Ил до 490 Бк/л (Юшакин, 1975ф).

В этом же рулоне находятся еще несколько проявлений азотных терм - Синегорские, Горячий Ключ, Сухой и др. Все они имеют близкую температуру (до f30° С) и химический состав. Сопутствующие газы на 99% состоят из азота.

Другая область распространения термальных вод находится в нескольких сотнях километров к северу, в районе п.Амгу. Известны три источника, приуроченные к разломам и контактам интрузий гранитов, эффузинов мезо-кайнозойского возраста, в районах древних кальдер проседания и вулкано-тектонических депрессий. Родники выходят в бортах долин ручьев, имеют восходящий характер. Дебит составляет 0,5-1,5 л/с, 11 27-36,5° С. Воды пщюкарбонатные натриевые, слабощелочные с минерализацией 0,1-0,3 г/дм3. Ресурсы термальных вод определяются родниковым стоком и составляют 900-1000 м3/сут.

Азотные (азотно-метлновые) холодные соленые минеральные

воды.

На прибрежных участках выделены воды образовавшиеся при инфильтрации морских вод в водоносные горизонты, как в современных условиях, так и и период древних трансгрессий моря. Водовм;:щдющими являются рыхлообломочные и трещиноватые разновозрастные интрузивные, эффузивные, осадочные и метаморфические породы. Воды имеют площадное распространение и занимают верхнюю чаем, гидрогеологического

разреза до глубины 100-200 м. По составу хлоридиые, натриевые с минерализацией до 44 г/дм1". В зоне смешении с пресными подземными водами химический состав более сложный. В прибрежной оконечности Сихотэ-Алинского и Маньчжурского гидрогеологических массивов в трещиноватых эффузивах, гранитах, осадочных породах обнаружены подземные воды с минерализацией 1- 4 г/дм3 хлоридного кальциево-натриевого состава. В фундаменте Приморского артезианского бассейна в трещиноватых песчаниках и алевролитах триасового возраста на глубине 200-500 м вскрыты гидрокарбонатные натриевые воды с минерализацией 2-6 г/дм\ В 25 км к северу на глубине 2,4 км минерализация подземных вод составила до 10 - 20 г/дм3. В водах повышено содержание бора (65 мг/дм3), иногда фтора, железа. Других микрокомпонентов в аномальных количествах не отмечено. В песках, гравийниках и галечниках неогена Спасской и Ваш iмовской депрессий на глубине 70-400 м опробованы воды с минерализацией 1-3 г/дм3, гидрокарбонагпые, натриево-кальцпевые.

Состав газа изучен приближенно по данным каротажа и получен по пробам из скважин на сопредельных территориях в аналогичных условиях. Содержание азота 50- 70%, метана до 5010%.

Железистые, кремнистые и радоновые коды. Имеют локальное распространение на всей территории края. Железистые подземные воды вскрыт},] множеством скважин в лоровых и трещинных коллекторах самого различного возраста в зоне активного и затрудненного водообмена. Межгорные артезианские бассейны и аллювиальные отложения речных долин содержат огромные запасы минеральных вод подобного типа. Концентрации двухвалентного железа достигают 150 и более мг/дм3. Высокие содержания железа сопровождают и углекислые воды. Кремнистые воды с содержанием метакремнневой кислоты до 150 мг/дм3, как и железистые имеют широкое распространение. Углекислые минеральные воды также в большинстве железистые и кремнистые. Воды имеют различный химический состав и минерализацию.

По результатам анализа химического состава минеральных вод и сопутствующих газов произведена региональная типизация и составлена схема районирования (Таблица 1).

Глава 4. ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ ВОД Формирование минеральных вод рассматривается с двух позиций:

изучение факторов и процессов обуславливающих образование вод определенного химического состава и газонасыщенности;

- оценка ресурсов и запасов вод.

Углекислые минеральные воды. Исследования изотопного состава большинства проявлений покачали изменение концентрации дейтерия от -115 до -78%0, кислорода-18 от - 15,5 до -11%0. На графиках точки расположены вблизи линии метеорных вод Крейга и по отдельным группам источников и месторождений образуют хорошо различимые семейства (ЯЬапс! е1 а1., 1995). Сдвигов в сторону вод мантийного генезиса не наблюдаете,1!, что подтверждает их атмосферное происхождение. По единичным определениям соотношение 13С/12С близко к газам облаете!) современной вулканической деятельности (Камчатка). Концентрация 813С составляет -6.9%0. 5180 в углекислом газе -11,7%0. Наиболее вероятно мантийное происхождение С'О^ на завершающей стадии мофстной деятельности (Пиниекер и др., 1996).

Исходные воды характеризуются минерализацией до 0,5 г/дм3. По катионам преобладают щелочноземельные элементы. Водовмещающие породы не содержат легкорастноримых минералов, поэтому обогащение минеральных вод солями происходит за счет процессов выщелачивания силикатов и катионного обмена. Содержание СО» в водах активной зоны разлома достигает 4 г/дм3. Анализ показывает, что минерализация углекислых вод зависит в основном от интенсивности водообмена и в меньшей степени от состава пород. На неэкранироваиных месторождениях в горных центральных районах Сихстгэ-Алиня (эрозионный врез 300-500 м) воды имеют минерализацию менее 12 г/дм3. По направлению от водораздела к склонам глубина вреза уменьшается, водообмен более затруднен и минер;ишзация увеличивается достигая предельных величин 4-5 г/дм3. К;и ионный состав контролируется типом вмещающих пород. 'Гак гранты содержат гидрокарбонатные кальциевые, магниево-кальциевые йоды, а морские осадочные породы (песчаники, алевролиты.

глинисше сланцы), средние эффуишы - калыдиево-магниено-натриевые и кальциево-иатриевые воды.

По соотношению различных составляющих баланса выделено 4 типа месторождений. В Центральных, возвышенных частях Сихотэ-Алиня, преобладают трещинно-жильные неэкранированные месторождения, основные запасы которых определяются естественной разгрузкой минеральных вод и таза по разлому, емкостными характеристиками и водообильностыо верхней трещиноватой зоны. Запасы месторождений - до 100 м3/сут. На восточном и западном склонах Сихотэ-Алиня, Ханкайском массиве зона экзогенной трещиноватости более мощная, раскрытость п>ещш1 н нодообнльность выше, чем в предыдущем случае. С поверхности месторождения перекрыш глинами или верхняя часть зоны закол ьматирована продуктами выветривания. Масштабы месторождений больше (до 1000 м3/суг). На этой территории распространен второй тип экранированных "гидроинжекционных" месторождений. Сложноиостроенными месторождениями 3 и 4-го типов характеризуются кайнозойские депрессии и речные долины.

Азотные термальные воды. Формируются непосредственно в зонах разломов, обеспечивающих возможность глубинной циркуляции вод атмосферного происхождения на значительные глубины. По химическому составу азотные термы материковой части Дальнего Востока и Приморья очень близки. Это гидро карбонатные натриевые слабощелочные воды с малой минерализацией не более 0,4 г/дм3. Иногда имеют повышенное содержание фтора, кремниевой кислот. Все вышесказанное позволяет сделать вывод о довольно быстром водообмене. Изотопные исследования подтверждают атмосферное происхождение исходных вод. Глубина циркуляции при нормшп.ной геотермальной ступени составляет 1-1,5 км. Разломы не имеют проработанной мощной трещиноватой зоны. По результатам детальных исследований запасы месгорождепий азотных терм равны естественным ресурсам и определяются родниковым стоком.

Типизация минеральных вод Приморья

Таблица 1

Группа Класс Подкласс Тип, Проявление, месторождение Номер Дополнит.

минерализац. г/дм3 минеральных вод Приморья по карте компоненты

1 2 3 4 5 6 7

Ушекгалье НС03 Са, Ш;Са-Mg; Са-Ыа; Смешаные М<1 Шмаковское -уч.Восточно-Уссурский; Раковское; Хорольский; Ариадненская группа; Неробинские Самаркинская группа; Яблоневый; Ленинская группа; 4; 18; 12; 6; 9; 15 Ре; Н 2Я03

Ca-Mg-Na Na-Mg-Ca М1-2 Алчанская группа; Минеральный; Рыпалов; Сяо-Нанцы 1; 13; 7 НгЭЮз

М2-5 Ласточка 2

М2-3 Шмаковское-уч. Восточно-Уссурский; Глуховекое 4; 19 Ре; Н2ЗЮ3

Са-Ыа; Ыа-Са; Са-Ре М1-5 Покровекий;Нижние Лужки; Горноводное-уч. Юргановский; Рудничный 10; 14; 16 Ре; Н28Ю3

М8-Са; Са Дарасунский М1-5 Шмаковское- уч.Пасечный; уч. Медвежий; Дмитриевекое; Шетухинская группа; Курортный; Нарзанный; 4; 11; 9 13; 15; 16 Ре; Н^Юз

М1-3 Шмаковкское - уч.Уссурский; Хунтун 4; 7 Н2&03

НСОгС1 N3 М1-2 Николаевские 14

504 А^-Ре-Иа М<1 Шмаковское- Каульские 4 Ре; Н^СЬ

Таблица 1 (окончание)

1 2 3 4 5 6 7

Азотные термальные НС03 Na-Ca М<1 Судзухинекая (Чистоводненская); Амгинская группы 20; 21 Н25Ю3; Ля

нсо3 Ca-Mg-Na М1-5 Спасское 22

Na М1-6 Раздольненское; 23 В, Б

Азотные С1 Ыа М1-44 Суйфунский; Царевская группа, скв.ЗО и др. 23; 24

(азотно-метановые) Са-Иа; Ыа-Са М1-5 Царевская группа; Анненское 24; 25; 26

соленые НСОз-С1 Ыа М10-20 Борисовский 23

НСОз Са-М& МЕ-Са; Ca-Na-Mg Кремнистые М<1 Глазовское (Монастырская) Невское, Ивановское 4 НгИОз

Азотные

(азотно-метановые) Ре-Са Железистые М<1 Кайнозойские депрессии, аллювиальные отложения Локально по всей герритор. Ре

N3; Иа-Са Радоновые М<1 Чистоводное, холодные 21 Яп

Азотные (азотно-метановые) холодные соленые поды. Имеют различные условия формирования.

Хлоридные натриевые воды морского генезиса образовались в верхней части разреза на прибрежных равнинах и приустьевых участках речных долин. Инфильтрация морских вод происходила в периоды повышения уровня океана в кайнозое и наблюдается в настоящее время при приливах, ветровых нагонах. В формировании химического состава участвуют седиментационные воды, отжимаемые из морских или аллювиально-морских илов и глин. В водоносном горизонте происходит изменение состава вод. При взаимодействии с органическим углеродом увеличивается содержание гидрокарбонатов. Содержание сульфатов уменьшается за счет деятельности сульфатредуцирующих бактерий. Емкостные запасы минеральных вод составляют десятки тыс. м3/сут.

Хлоридные натриево-кальциевые воды образуются за счет с преобразования морских вод. Соотношение основных ионов близко к водам, распространенным по побережью Балтийского, Охотского морей.

Генезис гидрокарбонатных натриевых, кальциево-натриевых, натриево-кальциевых вод изучен недостаточно. По условиям формирования сходны с водами глубоких горизонтов нефтеносных провинций о.Сахалин, водами аридных областей. Водообмен в данных условиях затруднен, большую роль играют обменные процессы, взаимодействие вод с органическим углеродом, другие пути концентрирования. Емкостные запасы составляют сотни м3/сут.

Азотные (азотно-метановые) маломннерализованные железистые, кремнистые и радоновые воды. Формируются под действием процессов выщелачивания и эманации из водовмещающих пород. Атмосферные воды, проникая через зону аэрации растворяют железосодержащие минералы и окись кремния, силикаты с образованием гидрокарбонатов железа и кремнекислоты. Дальнейшая концентрация происходит в зоне питания- разгрузки, в нижних частях артезианских бассейнов. Большая часть подземных вод Приморья обогащена железом и кремнекислотой. Их минерализация изменяется в широких пределах, но обычно воды пресные и ультрапресные. В зонах весьма интенсивного водообмена и большого количества атмосферных осадков содержания железа минимальны, в зоне с

медленным движением подземных вод достигают 150 и более г/дм3. Запас),! и ресурсы вод этого типа значительны. Слаборадоновые води образуются в гранитах за счет вторичных эманации. Их ресурсы невелики.

Глава 5. ОПЫТ И ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ГИД PO М И П Е РАЛ ЬН Ы X Р НС У PCO В

Основой для опенки прогнозных ресурсов, является анализ опыта эксплуатации, гак как в нарушенном режиме проявляются наиболее важные составляющие баланса минеральных вод.

Эксплуатируются месторождения углекислых вод Шмаковское, Горноводное, Ласточка, Раковское, Нижние Лужки, источник Фабричный; азотных термальных вод - Чпстоводное, Амгу; азотных соленых вод - Раздольненское; азотных маломинерализованных кремнистых вод - Глазовское, Невское. Другие источники в различной степени используются населением для неорганизованного лечения.

Шмаковское месторождение обеспечивает минеральной водой крупный санаторно-курортный комплекс. Анализ графиков изменения уровня подземных вод за последние 30 лет показывает, что уровни подвержены сезонным колебаниям ir имеется тесная связь пресных вод верхней трещиноватой зоны и минеральных вод. Химический состав изменяется незначительно. Общий объем извлекаемых и самоизливающихся углекислых вод на Шмаковском месторождении достигает 400-500 м3/сут.

Месторождение Ласточка. Известно и эксплуатируется с 1910-16 годов. Величина водоотбора определяется потребностями завода розлива, по не превышает утвержденных запасов. Режим пресных и минеральных подземных вод района отражает общие закономерности. Химический состав вод за период эксплуатации изменялся не существенно.

Месторождение Горноводное. Углекислые минеральные воды применяются в краевой специализированной больнице, а также бутылируются на небольвюй линии розлива. Дебит водозабора не превышает 20 м3/сут. Амплитуда изменения уровня воды в эксплуатационной скважине составляет 1,0 - 1,2 м. Химический состав минеральных вод остается постоянным в разрезе года.

Месторождение Чистоводное. Азотные термы используются специализированной бальнеологической лечебницей с 30-х годов. Общий дебит самоизлива родников и скважин не превышает утвержденных запасов и составляет 250 - 290 м-/еут. По результатам наблюдений за режимом подземных термальных вод их расход незначительно возрастает в летне-осенний период. Температура Нижних источников стабильна во времени, а Верхних закономерно уменьшается на 2 - 4° зимой и повышается к лету, достигая максимума в июле-сентябре. Использование азотных термальных вод не нарушает естественные условия их разгрузки, термический и гидрохимический баланс района.

Метановые, азотно-метановые воды на Раздольненском проявлении эксплуатируются для розлива. Также разливаются кремнистые воды Глазовского проявления. Общий обьем извлечения минеральных вод отдельных типов не превышает 10 -30% прогнозных ресурсов (Таблица 2).

Таблица 2

Прогнозные ресурсы минеральных вод

Тип минеральных вод Прогнозные ресурсы тыс.м3/сут. Существующее использование, тыс.м3/сут.

Углекислые холодные 6,20 0,57

Азотные термальные 0,97 0,30

Азотные (азотно-метановые) соленые 95,70 0,01

Железистые, кремнистые более 10 0,1

Наиболее ценными в бальнеологическом отношении и перспективными для разведки и освоения являются гидрокарбонатные натриевые воды, как углекислые (Покровское и Алчанские), так и азотные соленые (Раздольненское); хлоридно-гидрокарбонатные натриевые (типа Ессентуки - Борисовское). За счет углекислых вод, можно решить проблему профилактического лечения во многих районах (Горноводное, Дмитриевское и др.).

23

ВЫВОДЫ

1. В Приморье впервые проведена типизация и выделены следующие основные гидрохимические типы минеральных вод -холодные углекислые; азотные (азотно-метановые) соленые; маломинерализованные железистые, кремнистые, радоновые; азотные термальные,

2. Минеральные подземные воды локализуются в определенных гидрогеологических областях. Углекислые холодные и азотные термальные тяготеют к зонам тектонической активизации Сихотэ-Алинской складчатой системы и Ханкайского массива. Азотные и азотно-метановые - приурочены к водоносным горизонтам на прибрежных морских участках, фундаменте и обрамлении наложенных кайнозойских депрессий Приморского артезианскою бассейна. Железистые и кремнистые имеют распространение на ограниченных участках на всей площади исследований, радоновые - на интрузиях кислого состава.

3. По результатам изотопного анализа дейтерия и кислорода-18 исходные воды азотных терм и углекислых вод, соленые воды имеют атмосферное происхождение. Минерализация, ионный состав зависят от состава вмещающих пород и интенсивности водообмена. Образование кремнистых, железистых вод связано с процессами выщелачивания.

4. Территория Приморья, благодаря сочетанию гидрохимических обстановок и гидрогеологическим условиям, обладает огромными запасами минеральных вод разнообразного состава, использование которых в настоящее время ограничено.

ОСНОВНЫЕ ОПУБЛИКОВАННЫЕ РАБОТЫ

I. Гидрохимия термальных вод Приморского края. Владивосток. 1995. 18 с.-Деп. во ВИНИТИ 21.12.1995. №513-1395. Соавторы: Чудаев О.В., Чудаева В.А., ЛуценкоТ.Н.

■2. High РС02 cold springs of the Primorye region, Easteni Russia //8-th Intenietion Simposium on Water-Rock Interaction, 11-25 August 1995. P. 397-402. V.Cliudaeva, T.Lutsenko, O.Chudaev, M.Edmunds, P.Shand.

3. Thermal water of Priniorye region, Easteni Russia //8-th Intemetional Simposiuni on Water-Rock Interection, 11-25 August 1995.

Р. 345-348. V.Chudaeva, O.Chudaev, T.Lutsenko, M.Edmunds, P.Shand.

4. Минеральные воды Приморского края, их прогнозные ресурсы и перспективы использования // Вопросы курортологии, физиотерапии и лечебной физической культуры. 1995. №4. С.30-32. Соавторы: Деркачева Л.Н., Иванов Е.М.

5. Природно-ресурсные предпосылки формирования комплексов рекреационного назначения Приморского края //Экология и безопасность жизнедеятельности. Общие проблемы. Материалы международной конференции по экологии и безопасности жизнедеятельности. Владивосток: МАНЭБ. 1994. С.99. Соавтор Деркачева Л.Н.

6. Оценка природной среды для медико-рекреационных целей // Конференция "Современные проблемы охраны окружающей среды в Сибири": Тез. докл. Новокузнецк. 1995. Соавторьг.Деркачева Л.Н., Веремчук Л.В., Кику П.В.

7. К вопросу о перспективах дальнейшего использования минеральных вод Дальнего Востока // Первичная профилактика и медицинская реабилитация больных ишемической болезнью сердца углекислыми мышьяковистыми водами. Материалы науч. прак. конф. посвященной 15-летию санатория "Синегорские минеральные воды".Владивосток. 1996. С.58-59.

8. Некоторые новые типы лечебных минеральных вод Приморского края // Первичная профилактика и медицинская реабилитация больных ишемической болезнью сердца углекислыми мышьяковистыми водами. Материалы науч. прак. конф. посвященной 15-летию санатория "Синегорские минеральные воды". Владивосток. 1996. С.59-60. Соавтор Челнокова Б.И.

9. Изменение качества и лечебных свойств минеральных вод Шмаковского месторождения за период эксплуатации // Первичная профилактика и медицинская реабилитация больных ишемической болезнью сердца углекислыми мышьяковистыми водами. Материалы науч. прак. конф. посвященной 15-летию санатория "Синегорские минеральные воды". Владивосток. 1996. С.60-62 .Соавтор Челнокова Б.И.

10. Раздел "Лечебно-оздоровительные ресурсы" // Монография. Стратегия территориального развития рекреации и туризма в Приморском крас. Владивосток. 1996.

11. Химический состав подземных вод месторождения Горноводное //III международный междисциплинарный симпозиум. Закономерности строения и эволюции геосфер: Тез. докл. Владивосток-Хабаровск. 1996. 4.II. С. 102-110. Соавторы: Чудаев О.В., Чудаева В.А., Луценко Т.Н.

12. Waters chemical composition in the lower part of the Tumangan river area // Internetional simposiuin on resources, environment and disaster in Tumenjiang area: Abstract volum. Changchun, China. 1996. P.56-57. Chudaev O.V., Cliudaeva Y.A.

13. The Mineral Waters of the Russian Far East // V.M. Goldschmit Conference: Journal of Conference Abstracts Volume 1(1). Cambridge Publications. 1996. P. 109. Cudaev O.V., Chudaeva V.A., W.M. Edmunds, P.Shand.

14. Рекреационное использование и охрана лечебных минеральных вод Приморского края // Здоровье населения Дальнего Востока. Владивосток. 1996. С.282-283. Соавтор Челнокова Б.И.

15. Раздел "Минеральные воды и лечебные грязи Приморского края" // Монография. Здоровье населения Приморского края. Владивосток. 1997. С. 68-80. Соавтор Челнокова Б.И.