Инд. авторы: Хващевская А.А., Копылова Ю.Г., Новиков Д.А., Пыряев А.Н., Максимова А.А., Деркачев А.С., Редин А.А.
Заглавие: Изотопно-гидрогеохимическая характеристика радоновых вод белокурихинского месторождения
Библ. ссылка: Хващевская А.А., Копылова Ю.Г., Новиков Д.А., Пыряев А.Н., Максимова А.А., Деркачев А.С., Редин А.А. Изотопно-гидрогеохимическая характеристика радоновых вод белокурихинского месторождения // Науки о Земле и недропользование. - 2021. - Т.44. - № 2. - С.174-183. - ISSN 2686-9993. - EISSN 2686-7931.
Внешние системы: DOI: 10.21285/2686-9993-2021-44-2-174-183; РИНЦ: 46152150;
Реферат: rus: Цель данной работы заключалась в проведении комплексных изотопно-геохимических исследований минеральных вод Белокурихинского месторождения. Лабораторное изучение химического состава вод было выполнено методами титриметрии, ионной хроматографии, масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой. Изотопный состав кислорода, водорода и углерода водорастворенной углекислоты исследовался с помощью прибора Isotope Ratio Mass Spectrometer FinniganTM MAT 253, снабженного приставками пробоподготовки H/Device (для анализа отношений δD) и GasBench II (для анализа отношений δ18O и δ13СDIC). На месторождении распространены два водоносных горизонта: первый безнапорный водоносный горизонт объединяет рыхлые отложения четвертичного возраста, второй напорный водоносный горизонт включает граниты верхнепалеозойского возраста различной степени трещиноватости - от монолитных до выветрелых. По геохимическим коэффициентам было выделено три группы вод: трещинно-жильные воды гранитов, залегающие в выветрелых гранитах; грунтовые воды зоны редкоземельной минерализации и фонового состава; поверхностные воды р. Белокурихи. Изотопные данные по кислороду и водороду свидетельствуют, что эксплуатируемые водоносные горизонты Белокурихинского месторождения имеют инфильтрационное питание метеорными водами со смещением акцента питания к осадкам зимнего периода. В работе представлены первые данные комплексных изотопно-гидрогеохимических исследований азотнокремнистых слаборадоновых термальных вод Белокурихинского месторождения. Воды имеют HCO3-SO4 Na и SO4-HCO3 Na состав с величиной общей минерализации от 198 до 257 мг/дм3 , характеризуются щелочными pH 8,6-9,6, содержанием кремния от 19,8 до 24,6 мг/дм3 и относятся к трещинно-жильным водам гранитов верхнего палеозоя. Активность 222Rn составляет до 359 Бк/дм3. Значения δD (от -126,9 до -102,7 ‰) и δ18O (от -17,5 до -14,2 ‰) изученных вод указывают на их метеорное происхождение. Значения δ13СDIC варьируют от -9,7 до -25,6 ‰ и указывают на биогенное происхождение углерода.
eng: The purpose of the work is to carry out integrated isotope-geochemical studies of the mineral waters of the Belokurikha deposit. The methods of titrimetry, ion chromatography, inductively coupled plasma mass spectrometry (ICPMS) have been used in the laboratory investigation of the chemical composition of waters. The isotope composition of oxygen, hydrogen and carbon in dissolved carbon dioxide has been studied with the help of the Isotope Ratio Mass Spectrometer FinniganTM MAT 253 equipped with the attachments for sample preparation H/Device (to analyze the δD ratio) and GasBench II (to analyze δ18O and δ13СDIC ratios). There are two aquifers at the deposit. The first nonartesian aquifer comprises loose sediments of the Quaternary age. The second artesian aquifer includes the granites of the upper Paleozoic age with the different fracture degree: from monolith to loosened. Three groups of waters are distinguished on the basis of geochemical coefficients: fracture-vein waters bedded in weathered granites; groundwaters of the zone of rare earth mineralization and background composition; surface waters of the Belokurikha river. The isotope data on oxygen and hydrogen provide evidence that the production aquifers of the Belokurikha field are fed through the infiltration of meteoric waters, with the feeding shift to winter precipitation. The paper provides the first data of the integrated isotope-hydrogeochemical studies of nitric-siliceous low-radon thermal waters of the Belokurikha deposit. The composition of these waters is HCO3-SO4 Na and SO4-HCO3 Na with the total dissolved salts value ranging from 198 to 257 mg/dm3. The waters are characterized by alkaline pH of 8.6-9.6, silicon content ranging from 19.8 to 24.6 mg/dm3, and they are referred to the fracture-vein waters of the Upper Paleozoic granites. 222Rn activity is up to 359 Bq/dm3. The ratios of δD (from -126.9 to -102.7 ‰) and δ18O (from -17.5 to -14.2 ‰) in the studied waters indicate their atmospheric origin. The values of δ13СDIC vary from -9.7 to -25.6 ‰ and point to the biogenic origin of carbon.
Ключевые слова: hydrogen; carbon; Belokurikha deposit of mineral radon waters; the Altay-Sayan folded area; радоновые воды; стабильные изотопы кислорода; водорода; углерода; Белокурихинское месторождение минеральных радоновых вод; Алтае-Саянская складчатая область; radon waters; Stable isotopes of oxygen;
Издано: 2021
Физ. характеристика: с.174-183
Цитирование: 1. Посохов Е.В., Толстихин Н.И. Минеральные воды (лечебные, промышленные, энергетические). Л.: Недра, 1977. 240 с. 2. Вериго Е.К., Гусев В.К., Быкова В.В. Заельцовское месторождение радоновых вод // Новые данные по геологии и полезным ископаемым ЗападнойСибири / отв. ред. Г.А. Селятицкий. Вып. 14. Томск: Изд-во Том. ун-та, 1979. С. 47-51. 3. Новиков Д.А., Сухорукова А.Ф., Корнеева Т.В. Гидрогеология и гидрогеохимия Заельцовско-Мочищенского проявления радоновых вод (юг Западной Сибири) // Геодинамика и тектонофизика. 2018. Т. 9. № 4. С. 1255-1274. https://doi.org/10.5800/GT-2018-9-4-0394 4. Novikov D.A., Korneeva T.V. Microelements in radon waters of the Zaelsovsky field (the southern part of West Siberia) // Journal of Physics: Conference Series. 2019. Vol. 1172. P. 012096. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1172/1/012096 5. Novikov D.A., Dultsev F.F., Chernykh A.V. Role of water-rock interactions in the formation of the composition of radon waters of the Zaeltsovsky field (the southern part of West Siberia) // Journal of Physics: Conference Series. 2020. Vol. 1451. P. 012007. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1451/1/012007 6. Novikov D.A., Dultsev F.F., Kamenova-Totzeva R., Korneeva T.V. Hydrogeological conditions and hydrogeochemistry of radon waters in the Zaeltsovsky-Mochishche zone of Novosibirk, Russia // Environmental Earth Sciences. 2021. Vol. 80. P. 216. https://doi.org/10.1007/s12665-021-09486-w 7. Корнеева Т.В., Новиков Д.А. Формы миграции химических элементов в радоновых водах месторождения "Горводолечебница" (г. Новосибирск) // Труды Ферсмановской научной сессии Геологического института Кольского научного центра Российской академии наук. 2020. № 17. С. 287-291. https://doi.org/10.31241/FNS.2020.17.054 8. Булатов А.А., Копылова Ю.Г., Джабарова Н.К., Рычкова К.М., Аракчаа К.Д., Хващевская А.А.. Новые сведения о составе радоновых вод (Шивелигское месторождение) // Курортная база и природные лечебно-оздоровительные местности Тувы и сопредельных регионов. 2013. № 1. С. 154-161. 9. Минеева Л.А., Аракчаа К.Д., Кызыл О.М. Физикохимическая характеристика минеральных вод месторождений Шумак и Чойган // Известия Иркутского государственного университета. Науки о Земле. 2016. Т. 17. С. 115-134. 10. Елисеев В.А. Радоновые азотно-термальные воды Алтая // Вопросы курортологии, физиотерапии и лечебной физической культуры. 2010. № 5. С. 38-40. 11. Новиков Д.А., Копылова Ю.Г., Вакуленко Л.Г., Сухорукова А.Ф., Пыряев А.Н.. Изотопно-геохимические особенности проявления слаборадоновых вод "Инские источники" (юг Западной Сибири) // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2021. Т. 332. № 3. С. 135-145. 12. Новиков Д.А., Сухорукова А.Ф., Корнеева Т.В., Каменова-Тоцева Р.М., Максимова А.А., Деркачев А.С.. Гидрогеология и гидрогеохимия месторождения радоновых вод "Каменское" (г. Новосибирск) // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2021. Т. 332. № 4. С. 192-208. 13. Новиков Д.А., Дульцев Ф.Ф., Сухорукова А.Ф., Максимова А.А., Черных А.В., Деркачев А.С. Радионуклиды в природных водах Новосибирской городской агломерации // Геологическая эволюция взаимодействия воды с горными породами: материалы IV Всерос. науч. конф. с междунар. уч. Улан-Удэ, 2020. С. 134-138. 14. Новиков Д.А., Вакуленко Л.Г., Сухорукова А.Ф. Геохимия системы вода - порода проявления слаборадоновых вод "Инские источники" (юг Западной Сибири) // Геологическая эволюция взаимодействия воды с горными породами: материалы IV Всерос. науч. конф. с междунар. уч. Улан-Удэ, 2020. С. 88-92. 15. Дергунов А.Б. Структуры зоны сочленения Горного Алтая и Западного Саяна. М.: Наука, 1967. 227 с. 16. Craig H. Isotopic variations in meteoric waters // Science. 1961. Vol. 133. Iss. 3465. P. 1702-1703. https://doi.org/10.1126/science.133.3465.1702 17. Chafouq D., Mandour A.E., Elgettafi M., Himi M., Chouikri I., Casas A. Hydrochemical and isotopic characterization of groundwater in the Ghis-Nekor plain (northern Morocco) // Journal of African Earth Sciences. 2018. Vol. 139. P. 1-13. https://doi.org/10.1016/j.jafrearsci.2017.11.007 18. Newman C.P., Poulson S.R., Hanna B. Regional isotopic investigation of evaporation and water-rock interaction in mine pit lakes in Nevada, USA // Journal of Geochemical Exploration. 2020. Vol. 210. P. 106445. https://doi.org/10.1016/j.gexplo.2019.106445 19. Ферронский В.И., Поляков В.А. Изотопия гидросферы Земли. М.: Научный мир, 2009. 632 с. 20. Zhang J., Quay P.D., Wilbur D.O. Carbon isotope fractionation during gas-water exchange and dissolution of CO2 // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1995. Vol. 59. Iss. 1. P. 107-114.