Гидрогеохимя. Учебник для вузов

Изложены физико-химические основы геохимии подземных вод, описаны процессы формирования их состава. Рассмотрены геохимия питьевых, минеральных и промышленных вод, гидрогеохимическая зональность и геологическая роль подземных вод. Даны принципы гидрогеохимических поисков различных полезных ископаемых. Уделено внимание охране подземных вод от загрязнений и изменению их качества под влиянием инженерно-хозяйственной деятельности человека. Освещены научные основы и методы гидрогеохимического моделирования и прогнозирования.

Для студентов геологоразведочных вузов и факультетов, обучающихся по специальности «Гидрогеология и инженерная* геология».

Разработка новых методов решения научных и практических задач в различных областях гидрогеологии, выполнение больших объемов разнообразных гидрогеологических производственных работ требуют все более полных знаний по основным направлениям гидрогеологии, среди которых важное место занимает гидрогеохимия. Быстрый рост потребления подземных вод для различных нужд народного хозяйства, вовлечение в сферу использования солоноватых, соленых вод и рассолов приводят к повышению требований к их качественной характеристике.
Курс «Гидрогеохимия» дает основы тех знаний, которые необходимо иметь инженеру-гидрогеологу для решения разнообразных задач, связанных с изучением химического состава подземных вод.
Без глубоких знаний вещественного состава подземных вод, процессов его формирования и изменения под влиянием естественных и искусственных факторов в настоящее время невозможно серьезно решить практически ни одного вопроса гидрогеологии. Среди этих вопросов следует назвать поиски, разведку и эксплуатацию месторождений пресных и солоноватых подземных вод, используемых для хозяйственно-питьевого водоснабжения и орошения; более полное комплексное использование промышленных теплоэнергетических вод; углубленное изучение минеральных лечебных вод; дальнейшую разработку и внедрение гидрогеохимического метода поисков рудных и нефтегазовых месторождений; развитие нового перспективного метода подземного выщелачивания для разработки месторождений полезных ископаемых; прогноз как естественных гидрогеохимических процессов и явлений» так и возникающих в результате инженерно-хозяйственной деятельности человека. Без гидрогеохимических знаний нельзя решать современные экологические вопросы охраны подземных вод, поскольку цель такой охраны — сохранение подземных вод оптимального химического- состава и поэтому гидрогеохимические исследования являются ведущими в комплексе эколого-гидрогеологических работ.
Все эти вопросы могут решаться на высоком научно-методическом уровне, если специалисты овладеют всеми .имеющимися средствами и методами современной геохимии подземных вод. Поэтому целью настоящего 'учебника является систематическое изложение курса гидрогеохимии, введенного в типовые учебные планы вузов.
При написании учебника авторы использовали многолетний опыт преподавания этой дисциплины в Московском геологоразведочном институте, отечественный и зарубежный опыт гидрогеохимических исследований, а также результаты собственных работ в области геохимии подземных вод. В книге помимо традиционных вопросов большое внимание уделено новым методам гидрогеохимии, которые позволяют получать количественное решение многих важных научных и прикладных задач гидрогеологии. Среди этих методов прежде всего следует назвать компьютерное геохимическое моделирование, основанное на использовании достижений химической термодинамики, физико-химической гидродинамики и кинетики, дающих возможность создавать принципиальные количественные модели гидрогеохимических систем.
Главы 2—8 и 15 написаны С. Р. Крайновым, глава 1 — В. М. Швецом, главы 9—14, введение и заключение —совместно.Авторы полагают, что настоящий учебник необходим не только студентам, но и гидрогеологам, геологам, геохимикам и другим специалистам, использующим в своих исследованиях знания о геохимии подземных вод. Авторы будут признательны всем лицам и организациям за замечания и пожелания, которые можно присылать в Московский геологоразведочный институт по адресу: 117873, Москва, ул. Миклухо-Маклая, 23, кафедра гидрогеологии.
Геохимия подземных вод (гидрогеохимия)—сравнительно молодая научная отрасль, родившаяся на стыке гидрогеологии и геохимии и входящая в цикл геологических наук. Становление и развитие гидрогеохимии связаны с именем выдающегося ученого-естествоиспытателя акад. В. И. Вернадского, который впервые научно сформулировал содержание геохимии природных вод в докладе, прочитанном в 1929 г. в Российском минералогическом обществе, «О классификации и химическом составе природных вод».
Гидрогеохимия изучает вещественный состав подземных вод, процессы его формирования, историю и миграцию химических элементов в подземной гидросфере. Задачи геохимического изучения подземных вод в наши дни чрезвычайно разносторон-ни. Они включают изучение геохимической истории подземных вод как природного явления, играющего исключительно большую роль в жизни человека, в истории земной коры и особенно подземной части биосферы. Еще акад. А. П. Карпинский — первый президент АН СССР — в 1931 г. говорил, что вода — это самое драгоценное полезное ископаемое на Земле. Гидрогеохимия дает объективную оценку качества подземных вод с точки зрения их целевого использования как питьевых и технических, лечебных минеральных, промышленных и термальных вод. Гидрогеохимия изучает подземные воды как фактор формирования, разрушения и поисковый признак месторождений различных полезных ископаемых — цветных и редких металлов, нефти, газа и др., как фактор, определяющий инженерно-геологические свойства горных пород и среду нахождения инженерных сооружений. В последние годы данные геохимии подземных вод активно используются в качестве предвестников землетрясений, как фактор литогенеза и под-земной химической эрозии горных пород, как основа при решении задач региональной динамики подземных вод.
Столь широкая научная и практическая проблематика гидрогеохимических исследований исходит из особой роли природных вод в истории Земли, о чем писал В. И. Вернадский в своем фундаментальном труде «История природных вод» .[3]. В этой работе В. И. Вернадский систематизировал накопленный к 30-м годам фактический материал по химическому и газовому составу подземных вод, взяв за основу классификации условия нахождения воды в природе, ее физическое состояние, концентрацию солей, газовый состав, преобладание тех или иных химических элементов. <...>