TY - JOUR

T1 - Первые результаты комплексных изотопно-гидрогеохимических исследований Новобибеевского проявления радоновых вод

AU - Novikov, Dmitry A.

AU - Dultsev, Fedor F.

AU - Maksimova, Anastasia A.

AU - Pyryaev, Aleksandr N.

AU - Fage, Aleksey N.

AU - Khvashchevskaya, Albina A.

AU - Derkachev, Anton S.

AU - Chernykh, Anatoliy V.

N1 - Новиков Д.А., Дульцев Ф.Ф., Максимова А.А., Пыряев А.Н., Фаге А.Н., Хващевская А.А., Деркачев А.С., Черных А.В. Первые результаты комплексных изотопно-гидрогеохимических исследований Новобибеевского проявления радоновых вод // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2022. – Т. 333. – № 1. – С. 57-72.

PY - 2022

Y1 - 2022

N2 - 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 = 푥 и водной миграции (по А.И. Перельману) 퐾푥1 = 푚푥∙100.푛푥 푎∙푛푥Результаты. 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.

AB - 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 = 푥 и водной миграции (по А.И. Перельману) 퐾푥1 = 푚푥∙100.푛푥 푎∙푛푥Результаты. 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.

KW - Genesis of waters

KW - Granites

KW - New radon water occurrence Novobibeevskoe

KW - Radon

KW - Radon waters

KW - Stable isotopes

KW - The Novosibirsk Region

KW - West Siberia

KW - Genesis of waters

KW - Granites

KW - New radon water occurrence Novobibeevskoe

KW - Radon

KW - Radon waters

KW - Stable isotopes

KW - The Novosibirsk Region

KW - West Siberia

UR - http://www.scopus.com/inward/record.url?scp=85124734511&partnerID=8YFLogxK

UR - https://www.elibrary.ru/item.asp?id=47947427

UR - https://www.mendeley.com/catalogue/643345fb-2532-351a-bc93-31e837170c89/

U2 - 10.18799/24131830/2022/1/3447

DO - 10.18799/24131830/2022/1/3447

M3 - статья

AN - SCOPUS:85124734511

VL - 333

SP - 57

EP - 72

JO - Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов

JF - Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов

SN - 2500-1019

IS - 1

M1 - 6

ER -