Первые результаты комплексных изотопно-гидрогеохимических исследований Новобибеевского проявления радоновых вод

Dmitry A. Novikov, Fedor F. Dultsev, Anastasia A. Maksimova, Aleksandr N. Pyryaev, Aleksey N. Fage, Albina A. Khvashchevskaya, Anton S. Derkachev, Anatoliy V. Chernykh

Результат исследования: Научные публикации в периодических изданияхстатьярецензирование

Аннотация

Актуальность исследования заключается в получении первых изотопно-геохимических данных о природных водах и вмещающих горных породах Новобибеевского проявления радоновых вод.
Цель: изучить особенности химического состава природных вод и водовмещающих пород и получить первые сведения по активности 222Rn и изотопному составу δD, δ18O, δ13С.Методы. Лабораторное изучение химического состава методами титриметрии, ионной хроматографии, масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой проводилось в ПНИЛ гидрогеохимии ИШПР ТПУ. Определение комплекса величин δD, δ18O, δ13СDIC вод и растворенного неорганического углерода (Dissolved Inorganic Carbon (DIC)) проводилось в центре коллективного пользования ИГМ СО РАН с помощью прибора Isotope Ratio Mass Spectrometer FinniganTM MAT 253, снабженного приставками пробоподготовки H/Device (для определений δD) и GasBench II (для определений δ18O и δ13СDIC). Измерение содержаний 222Rn в водах проводилось на комплексе «Альфарад плюс» в лаборатории гидрогеологии осадочных бассейнов Сибири ИНГГ СО РАН. Геофизические исследования проводились с применением электроразведочной аппаратуры Скала-48 с 48 электродами и шагом между ними 5 м, по электроразведочной схеме Шлюмберже. Разделение данных на однородные геохимические совокупности выполнено с помощью коэффициентов Са/Na, Са/Mg, Ca/Si, Mg/Si, Na/Si. Для выявления степени концентрирования химических элементов в природных водах были рассчитаны коэффициенты концентрации = 𝑥 и водной миграции (по А.И. Перельману) 𝐾𝑥1 = 𝑚𝑥∙100.𝑛𝑥 𝑎∙𝑛𝑥Результаты. Выполнены комплексные изотопно-геохимические исследования радоновых вод Новобибеевского проявления. Радоновые воды (активность 222Rn до 429 Бк/дм3) в основном характеризуются HCO3 Mg-Ca составом с величиной общей минерализации от 385 до 818 мг/дм3 и содержанием кремния от 5,77 до 13,30 мг/дм3. Геохимические параметры среды варьируют от восстановительной до окислительной обстановки с величинами Eh от -81,2 до +212,7 мВ; pH от 6,6 до 7,5 и O2раств. от 1,62 до 7,89 мг/дм3. Подземные воды были разделены на две геохимические совокупности: 1) трещинно-жильные воды гранитоидов с отношениями Ca/Si 11,49; Mg/Si 2,48; Na/Si 1,25; Si/Na 0,87; Ca/Na 10,02; Ca/Mg 4,76; rNa/rCl 8,79 и SO4/Cl 4,35 и 2) воды зоны региональной трещиноватости гранитоидов в условиях антропогенного влияния с отношениями Ca/Si 16,43; Mg/Si 2,21; Na/Si 2,21; Si/Na 0,62; Ca/Na 9,84; Ca/Mg 9,95; rNa/rCl 0,89 и SO4/Cl 1,78. Поверхностные воды в условиях техногенной нарушенности по составу SO4-HCO3 Na-Mg-Ca с величиной общей минерализации от 385 до 461 мг/дм3 и содержанием кремния от 5,02 до 9,60 мг/дм3. Геохимические параметры среды отвечают окислительной обстановке с величинами Eh от +107,8 до +145,6 мВ; pH от 7,8 до 8,6 и O2раств. от 6,49 до 14,38 мг/дм3. Активность радона в водах не превышает 39 Бк/дм3. Поверхностные воды реки Ояш характеризуются в основном HCO3 Na-Mg-Ca составом с величиной общей минерализации от 407 до 466 мг/дм3 и содержанием кремния от 1,22 до 2,87 мг/дм3. Геохимические параметры среды отвечают окислительной обстановке с величинами Eh от +120,1 до +150,0 мВ; pH от 8,4 до 8,5 и O2раств. от 7,45 до 9,53 мг/дм3. Активность радона в речных водах варьирует от 1 до 12 Бк/дм3. С ростом общей минерализации в радоновых водах концентрируются Li, Cr, Zn, Br, Sr и U. На спектре их распределения наиболее высокие содержания (мг/дм3) закономерно установлены у: Si до 8,85, Mn до 0,22, Fe до 0,34, Sr до 0,77 и Ba до 0,13, поскольку водовмещающие породы представлены биотитовыми гранитами, порфировидными и оливиновыми долеритами. В водах в большей мере накапливаются Br, I, Se, Te, Re и U, а наибольшей миграционной способностью в этих условиях отличаются I, Se, Br, Te, Re, U, B, Sr и Mo. Изотопный состав (δD от -139,4 до -112,5 ‰ и δ18O от-18,9 до -14,4 ‰) и расположение точек на диаграмме δD=f(δ18O) указывает на метеорное происхождение всех изученных вод. Полученные значения δ13CDIC варьируют в диапазоне от -14,2 до -10,0 ‰ при содержании DIC от 3,4 до 8,7 ммоль/дм3. Основным источником водорастворенной углекислоты является почвенная углекислота смешанного состава.
Переведенное названиеINITIAL RESULTS OF THE INTEGRATED ISOTOPE-HYDROGEOCHEMICAL STUDIES OF THE NOVOBIBEEVO OCCURRENCE OF RADON-RICH WATERS
Язык оригиналарусский
Номер статьи6
Страницы (с-по)57-72
Число страниц16
ЖурналBulletin of the Tomsk Polytechnic University, Geo Assets Engineering
Том333
Номер выпуска1
DOI
СостояниеОпубликовано - 2022

Ключевые слова

  • Genesis of waters
  • Granites
  • New radon water occurrence Novobibeevskoe
  • Radon
  • Radon waters
  • Stable isotopes
  • The Novosibirsk Region
  • West Siberia

Предметные области OECD FOS+WOS

  • 2.05 ТЕХНОЛОГИЯ МАТЕРИАЛОВ
  • 1.07 ПРОЧИЕ ЕСТЕСТВЕННЫЕ И ТОЧНЫЕ НАУКИ
  • 1.05 НАУКИ О ЗЕМЛЕ И СМЕЖНЫЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ

ГРНТИ

  • 02 ФИЛОСОФИЯ

Fingerprint

Подробные сведения о темах исследования «Первые результаты комплексных изотопно-гидрогеохимических исследований Новобибеевского проявления радоновых вод». Вместе они формируют уникальный семантический отпечаток (fingerprint).

Цитировать