68163

Геохімія ртуті у підземних водах геологічних структур північно-західної частини Донецької складчастої споруди

Автореферат

География, геология и геодезия

Окрім того присутність ртуті у підземних водах може бути причиною важких неінфекційних хронічних захворювань у населення. Через все це дослідження геохімічних особливостей ртуті у підземних водах геологічних структур північнозахідної частини Донецької складчастої споруди є дуже актуальною науковопрактичною проблемою.

Украинкский

2014-09-19

269.5 KB

2 чел.

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

ІНСТИТУТ ГЕОЛОГІЇ І ГЕОХІМІЇ ГОРЮЧИХ КОПАЛИН

Безрук Катерина Олександрівна

УДК 550.4+556.3 (477.61/62)

Геохімія ртуті у підземних водах геологічних структур північно-західної частини

Донецької складчастої споруди

Спеціальність 04.00.02 – геохімія

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата геологічних наук

Львів – 2011


Дисертацією є рукопис.

Робота виконана у Харківському національному університеті імені В.Н. Каразіна.

Науковий керівник:

доктор геолого-мінералогічних наук, професор

Суярко Василь Григорович

професор кафедри видобування

нафти і газу та геотехніки

Полтавського національного технічного

університету імені Юрія Кондратюка

Офіційні опоненти:

доктор геологічних наук

Крюченко Наталія Олегівна

провідний науковий співробітник,

Інститут геохімії, мінералогії

та рудоутворення  НАН України

кандидат геолого-мінералогічних наук

Зінчук Ігор Миколайович

старший науковий співробітник,

Інститут геології та геохімії

горючих копалин НАН України

Захист відбудеться « 31 » березня  2011 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради __Д.35.152.01_ в Інституті геології та геохімії горючих копалин НАН України

за адресою: Україна, 79060 м. Львів-60, вул. Наукова, 3а.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Інституту геології та геохімії горючих копалин НАН України

за адресою: Україна, 79060 м. Львів-60, вул. Наукова, 3а.

Автореферат розісланий    « 23 »   лютого 2011 р.

Вчений секретар спеціалізованої Вченої ради

_Д.35.152.01_

кандидат геологічних наук

Радковець Н.Я.


ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми

В підземних водах регіону серед цілого комплексу важких металів ртуть займає провідне місце. Цей елемент є гідрогеохімічним показником різноманітних геологічних процесів і явищ (тепломасоперенос, розломна тектоніка, ендогенне гідротермальне зруденіння, поклади вуглеводнів та ін.). Окрім того, присутність ртуті у підземних водах може бути причиною важких неінфекційних (хронічних) захворювань у населення.

Через все це дослідження геохімічних особливостей ртуті у підземних водах геологічних структур північно-західної частини Донецької складчастої споруди є дуже актуальною науково-практичною проблемою.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Науково-практичні розробки, що містяться у дисертації, отримані в процесі виконання за участі автора тематичних робіт в Українському науково- дослідному інституті природних газів (УкрНДІгаз) НАК «Нафтогаз України» (м. Харків), пов’язаних з прогнозуванням зон, сприятливих для газонагромадження в умовах Донбасу (№  реєстрації 33.357/2004-2005); визначенням скупчень вуглеводнів на геологічних структурах північно-західної частини Донбасу (№ реєстрації 34.453/2006-2006); вивченням впливу на довкілля нафтогазових свердловин та нафтопроводів (№ № реєстрації: 34.347/2007-2007, 34.437/2008-2008, 34.908/2008-2009).

Дисертаційна робота виконана на кафедрі гідрогеології Харківського національного університету (ХНУ) імені В.Н. Каразіна та пов’язана з науковими програмами, у яких автор приймала безпосередню участь. Результати цих досліджень висвітлено у наукових статтях, виступах на конференціях, а також включено до курсу «Гідрогеохімія», що дисертантка читала на кафедрі гідрогеології геолого-географічного факультету ХНУ імені В.Н. Каразіна та навчального посібника "Гідрогеохімія (геохімія підземних вод)" (автори В. Суярко та К. Безрук). Вони постійно використовуються у навчальному процесі та при проведенні науково-дослідних робіт в УкрНДІгазі, ХНУ імені В.Н. Каразіна та у інших наукових та навчальних закладах.

Мета і завдання дослідження. Мета роботи – встановити геохімічні особливості ртуті у підземних водах геологічних структур північно-західної частини Донецької складчастої споруди.

В межах поставленої мети вирішено такі основні завдання:

  •  встановлено закономірності розподілу ртуті у підземних водах регіону;
  •  виявлено особливості фізико-хімічних умов міграції ртуті у підземних водах;
  •  з’ясовано особливості формування водних ореолів розсіювання ртуті навколо зон гідротермальної мінералізації;
  •  виявлено зв’язок гідрогеохімічних ртутних аномалій з проявами вуглеводнів.

Об'єкт дослідження – ртуть у підземних водах геологічних структур північно-західної частині Донецької складчастої споруди.

Предмет дослідження – геохімічні особливості поведінки ртуті у різних геохімічних типах підземних вод регіону.

Методи дослідження. Відбір проб води на ртуть проводився із природних (джерела, струмки) та штучних (свердловини, колодязі, гірничі виробітки) водопунктів. Визначення вмісту ртуті у водних пробах проводилися за допомогою дитизонового та атомно-абсорбційного методів аналізу. Аналітичні роботи виконано у хімічних лабораторіях Виробничого геологічного об’єднання (ВГО) «Донбасгеологія» та Державного геолого-розвідувального підприємства «Донецьк-ДГРП» (м. Артемівськ), Українського науково-дослідного інституту природних газів «УкрНДІгаз» (м. Харків), Кримського відділення УкрДГРІ (колишній Інститут мінеральних ресурсів – ІМР), м. Сімферополь).

Наукова новизна одержаних результатів:

  1.  Вперше встановлено, що формування контрастних гідрогеохімічних аномалій ртуті у розсолах вилуговування нижньопермської галогенної товщі Бахмутської улоговини, а також знахідки кристалів кіноварі у галіті на ділянках розвитку тектоногенного соляного карсту можуть бути ознакою існування тут наскрізьформаційних флюїдних потоків, пов’язаних з тектонічною активізацією розломів.
  2.  На основі експериментальних досліджень вперше для регіону доведено, що інтенсивність вилуговування іонів ртуті з різних термокристалічних форм кіноварі є зворотньо пропорційною температурі їхньої кристалізації та міцності кристалічних ґраток.
  3.  З’ясовано, що просторовий збіг гідрогеохімічних аномалій ртуті з проявами вуглеводнів в регіоні (що спостерігається як на ртутних, так і нафтогазових родовищах) зумовлюється не лише міграцією ртуті та вуглеводнів по спільних каналах масопереносу в зонах глибинних розломів, а й спільними джерелами їх генерації.

Практичне значення одержаних результатів:

  1.  На підставі вивчення типу і складу підземних вод регіону встановлено вірогідні форми міграції в них ртуті.
  2.  Визначення можливих розмірів водних ореолів розсіювання ртуті навколо різних термокристалічних форм кіноварної мінералізації дозволяє попередньо прогнозувати мінералогенічні типи ртутного зруденіння за гідрогеохімічними критеріями.
  3.  З’ясування особливостей просторового співпадіння гідрогеохімічних аномалій ртуті з проявами вуглеводнів дає підстави використовувати присутність елемента у підземних водах як ознаку скупчень нафти та газу.
  4.  Встановлені закономірності розподілу гідрогеохімічних аномалій ртуті, що найчастіше приурочені до ділянок неотектонічної активізації зон розломів (Центрально-Донецького, Корульско-Дронівського, Петровсько-Кременівського, Криворізько-Павлівського та ін.) та древніх осередків розвантаження термальних мінералоутворювальних розчинів, дозволяють використовувати елемент як індикатор сучасного тепломасопереносу.
  5.  Використання ртуті як індикатора вуглеводневих покладів, дозволило за участі дисертантки виявити площі з продуктивними горизонтами газу у південній частині Кальміус-Торецької улоговини.
  6.  Встановлення районів формування гідрогеохімічних аномалій ртуті дозволяє виявляти території екологічного ризику.

Особистий внесок автора. Фактичний матеріал був зібраний автором (понад 1 тис. хімічних аналізів підземних вод) впродовж 2005-2009 рр. за результатами робіт ВГО «Донбасгеологія», «Донецьк-ДРГП», «УкрНДІгазу», Донецького національного технічного університету (ДНТУ).

Самостійно автор відібрала 224 проби підземних вод і гірських порід і провела експериментальні та дослідно-методичні роботи з вивчення міграції ртуті у системі «порода-вода». Автор провела геолого-геохімічні дослідження регіону і побудувала карти та графіки розподілу ртуті у підземних водах (побудова карт та графіків здійснена на базі програм: Adobe Illustrator, Adobe Photoshop, MapInfo, Corel Draw. Математична обробка результатів проводилась за допомогою програм Excel та Statistica.

Апробація результатів досліджень. Результати досліджень, що викладені у дисертації, доповідалися та обговорювалися на Міжнародній науково-технічній конференції “Прикладна геологічна наука сьогодні: здобутки та проблеми” (Київ 2007), на Всеукраїнській науково-практичній конференції «Проблеми й перспективи розвитку академічної та університетської науки» (Полтава 2009), на Міжнародній науковій конференції «Регіон-2010: стратегія оптимального розвитку» (Харків 2010), а також під час навчання в аспірантурі з відривом від виробництва (2006-2009 рр.) на Вчених радах факультету та засіданнях кафедри гідрогеології.

Публікації. За темою дисертації опубліковано 11 наукових праць з них 8 статей у фахових виданнях затверджених «Переліком ВАК України»

Структура та об’єм дисертації. Дисертація загальним обсягом 169 сторінок складається зі вступу, 6 розділів, висновків і містить 19 рисунків та 13 таблиць. Список використаних літературних джерел включає 195 найменувань.

Автор висловлює щиру подяку колективу кафедри гідрогеології геолого-географічного факультету ХНУ імені В.Н. Каразіна за сприяння у роботі над дисертацією і особисто професору І.К. Решетову та старшому викладачу В.В. Сухову. Дисертант також вдячна професору КНУ ім. Т.Шевченка В.М. Загнітку та гідрогеологу О.В. Суярко за надані поради і консультації. Особливу вдячність автор висловлює науковому керівнику дисертаційної роботи доктору геол.-мін. наук, професору В.Г. Суярку за постійну увагу та допомогу у виконанні дисертаційної роботи.


ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У першому розділі охарактеризовано сучасний стан вивчення ртуті у підземних водах регіону. Детально проаналізовано літературні джерела та фондові матеріали, присвячені цій проблемі.

Сучасні уявлення про особливості геохімії ртуті у підземних водах геологічних структур північно-західної частини Донецької складчастої споруди пов’язані з іменами Н. Дащенко (1967, 1968, 1970), О. Суярко (1968, 1970, 1973, 1975-1976, 1979, 1982), А. Едельмана (1968), Є. Пономарьова (1978, 1983), В. Суярка (1975-1976, 1979, 1981, 1982, 1985, 1988-1990, 1991,1996-1997, 1999, 2000, 2005, 2006) та інших дослідників.

Ртуть, як один з основних рудних елементів Донецької металогенічної зони, здавна приваблювала увагу багатьох гідрогеологів та геохіміків. У підземних водах регіону вона детально вивчалася з 1960-х років. Проте багато питань, що стосуються особливостей геохімії, закономірностей міграції та концентрації ртуті у підземних водах регіону залишалося без відповіді. Це і спонукало автора до виконання дисертаційної роботи з даної тематики.

Другий розділ присвячено методиці дослідження.

Для визначення вмісту ртуті у підземних водах регіону було застосовано атомно-абсорбційний та дитизований методи дослідження. Експериментальні дослідження з визначення інтенсивності розчинення-вилуговування кристалів різних термокристалічних форм кіноварі проводили на атомно-абсорбційному фотометрі “Сатурн – М” з чутливістю n·10-5 мг/дм3 у хімлабораторії “Донецьк-ДРГП” (м. Артемівськ). Вміст ртуті, що знаходиться у різних комплексних сполуках вивчався екстракційно-фотоколориметричним дитизоновим методом, який ґрунтується на реакції з дитизоном. Визначення ртуті у воді в хімлабораторії ВГО «Донбасгеологія» було у межах n·10-5 – n·10-6 мг/дм3.

За допомогою комп’ютерних програм та математичної статистики (Excel та Statistica) проведено обробку аналітичних даних щодо вмісту ртуті та інших хімічних елементів у підземних водах регіону. За допомогою сучасних графічних комп’ютерних програм (Adobe Illustrator, Adobe Photoshop, CorelDraw, MapInfo) побудовано карти розподілу ртуті у підземних водах та проведено оконтурення водних ореолів розсіювання. Отже, поданий у дисертації аналітичний матеріал, що став підставою для вивчення геохімії ртуті у підземних водах регіону, отримано на основі єдиного методичного підходу.

Третій розділ присвячено геологічній характеристиці північно-західної частини Донецької складчастої споруди (ДСС), що включають Бахмутську, Кальміус-Торецьку улоговини та антиклінальні структури північно-західної частини її палеозойського виступу (Дружківсько-Костянтинівську) і частково, Головну (Горлівську) антикліналі. Регіон, що структурно збігається із Західно-Донецьким грабеном (Гавриш, 1969), на заході по Криворізько-Павлівському розлому межує з Дніпровсько–Донецькою западиною (ДДЗ). Це аргументується, головним чином тим, що на захід від розлому переважають субплатформні, а на схід – субгеосинклінальні умови розвитку. Якщо розглядати територію досліджень на геологічних розрізах, то у палеозойському розрізі це північно-західна частина ДСС, а у мезозойському – північно-східне замикання ДДЗ. На відміну від складчастого Донбасу, осадова товща регіону менше дислокована тектонічними порушеннями. Тут розвинуті солянокупольні структури і досить повно представлені галогенні (пермські) та мезокайнозойські формації.

Регіон розчленований докембрійськими діагональними та палеозойськими субширотними розломами, з якими пов’язана і основна гідротермальна ртутна мінералізація (Микитівське рудне поле – МРП, Дружківсько-Костянтинівський ртутний та Слов’янський ртутно-поліметалічний рудопрояви). Розломи визначають блокову будову регіону, межі окремих геологічних структур, локалізацію гідротермального зруденіння та покладів вуглеводнів, а також розташування довгоживучих осередків тепломасопереносу, в межах яких фіксуються новітні і сучасні тектонічні рухи, висхідне розвантаження теплового потоку вод глибокого формування та ендогенних газів (серед яких часто присутня і пара ртуті).

Бахмутська та Кальміус-Торецька улоговини заповнені осадовими породами, які утворюють палеозойський, мезозойський та кайнозойський структурні поверхи. Палеозойські породи загальною потужністю до 15-17 км, представлені відкладами девонської (туфи, пісковики, солі), кам’яновугільної (пісковики, алевроліти, аргіліти, вапняки, вугілля) та пермської (пісковики, алевроліти, солі) систем. Мезозойські породи потужністю до 1500 м належать до осадових утворень тріасу, юри і крейди (пісковики, вапняки, алевроліти, глини, доломіти, крейда). Кайнозойські відклади палеогенового (піски, алевроліти, пісковики, глини, мергелі), неогенового (піски, глини) і четвертинного (суглинки, глини, піски) віку мають загальну потужність до 150 м.

У межах території досліджень виділяються такі водоносні комплекси: четвертинний; неоген-палеогеновий; мергельно-крейдяної товщі верхньої крейди; верхньокрейдяний, нижньокрейдяний та юрський; тріасовий; зони вилуговування галогенних відкладів нижньої пермі; піщано-глинистих відкладів нижньої пермі та карбону, а також девонський (корінних виходів якого на території досліджень не встановлено). Всі вони є складовими Донецького водонапірного басейну, що представлений тут Бахмутсько-Торецьким та Центральним (в межах Головної антикліналі) гідрогеологічними районами (В. Суярко, І. Решетов, 2001).

Складність гідрогеологічних умов регіону зумовлюється як його тектонічною порушеністю, так і різноманітністю літологічного складу водовмісних порід. Живлення водоносних горизонтів та комплексів, що залягають неглибоко, відбувається за рахунок атмосферних опадів і перетоку вод із верхніх горизонтів. Зі збільшенням глибини у їхньому живленні зростає роль напірних вод глибоких горизонтів, висхідне розвантаження яких часто відбувається по гідродинамічно відкритих розривних порушеннях.

У четвертому розділі розглянуто формування хімічного складу підземних вод регіону. Формування хімічного складу підземних вод північно-західної частини Донецької складчастої споруди розглядалося у роботах О. Бабінця, І. Солякова, І. Вовка, В. Суярка, В. Терещенка, М. Дробнохода та багатьох інших дослідників.

Внаслідок геологічної еволюції регіону (включно з Бахмутською і Кальміус-Торецькою улоговинами) у його надрах сформувалися підземні води різного хімічного складу – від гідрокарбонатних кальцієвих до хлоридних натрієвих, мікроелементний і газовий склад, а також мінералізація та рН яких змінюються у широких межах. В інфільтраційних геогідрогеодинамічних системах (передусім – у зоні вільного водообміну) переважають інфільтрогенні, нейтральні, маломінералізовані гідрокарбонатні та гідрокарбонатно-сульфатні води. Високомінералізовані води і розсоли сульфатно-хлоридного та хлоридного натрієвого складу, що притаманні елізійним та термогідродинамічним системам з ускладненим водообміном, розвантажуються по гідродинамічно відкритих зонах розривних порушень.

Формування хімічного складу підземних вод визначається процесами, які відбуваються у земній корі в залежності від дії різних фізико-хімічних факторів. У водах зон тектонічних порушень північно-західної частини ДСС (Центрально-Донецький, Північно-Донецький, Корульсько-Дронівський, Петровсько-Кремінський розломи, Селидівський, Центральний, Пантелеймонівський, Дружківсько-Костянтинівський, Алмазний насуви та ін., а також антиклінальних структур – Дружківсько-Костянтинівська, Слов’янська, Головна (Горлівська) Дронівська, Артемівська, Петровська, Торсько-Дробишівська та ін., з якими пов’язані прояви сучасної тектонічної активізації) встановлено підвищені вмісти елементів глибинного генезису (He, Ar, Li, Rb, Cr, Hg та ін.). Вміст Hg тут складає 0,03-0,0035 мг/дм3.

В синклінальних та антиклінальних мезозойських структурах регіону існують різні схеми формування гідрогеохімічної вертикальної зональності.

У приповерхневих частинах синкліналей (до глибин 50-100 м) формуються нейтральні (рН 6,8-7,2) гідрокарбонатні кальцієві (магнієві, натрієві) води з мінералізацією 0,5-1,5 г/дм3 та сульфатно-гідрокарбонатні з мінералізацією до 2,0-3,0 г/дм3, глибина залягання яких іноді досягає 800-1000 м. З глибиною відбувається їхня зміна на сульфатно-хлоридні, а потім і на високомінералізовані (до 30 г/дм3 і вище) хлоридні натрієві води, що формуються на глибинах понад 1000-1500 м завдяки підтоку по розломах палеозойських розсолів, гравітаційному розшаруванню, збільшенню температури та суттєвому зниженню швидкостей фільтрації.

На більшості антиклінальних структур регіону гідрогеохімічна зональність формується за іншою схемою. Прісні гідрокарбонатні води часто відсутні у склепіннях цих структур. Тут, за рахунок окислення гідротермальних сульфідних мінералів, на глибині перших десятків метрів можуть формуватися сульфатні та сульфатно-гідрокарбонатні води різного катіонного складу. Хлоридні натрієві води з підвищеною (до 10,0-20,0 г/дм3) мінералізацією іноді зустрічаються у верхній (іноді до 100 м) частині розрізу в зонах впливу гідродинамічно відкритих розломів (Дружківсько-Костянтинівська антикліналь, Червонооскольский, Святогірський, Краснопавлівський, Біляївський та ін. куполи) де спостерігається їхнє висхідне розвантаження по розривних порушеннях (з формуванням гідрогеохімічної інверсії) (рис. 1.). Часто до цього призводить і різке збільшення дії геодинамічних напруг на водовмісні породи внаслідок новітніх та сучасних тектонічних рухів.

Рис. 1. Схематичний гідрогеохімічний розріз через Дружківсько-Костянтинівську антикліналь; хімічний склад підземних вод у свердловині: 1 – НСО3-Са, Mg, 2 – НСО3-SO4-Са, Mg, Na, 3 – SO4-HCO3-Ca, Mg, Na, 4 – Cl-HCO3-Na, 5 – Cl-Na; 6 – мінералізація; г/дм3; 7 – ізотерма, tоС; 8 – розривні тектонічні порушення; 9 – гідрогеологічні свердловини.

Води четвертинного водоносного комплексу мають гідрокарбонатний різнокатіонний склад з М 0,5-2 г/дм3 та рН 7,0-7,2. Характерними мікроелементами у них є Br, B, Zn, Pb, F. Гідрокарбонатні та гідрокарбонатно-сульфатні води неоген-палеогенових відкладів (М 0,5-5,0 г/дм3, рН 6,8-7,4) часто вміщують Br, B, F, (As, Cu), N2, H2S. Води водоносного комплексу мергельно-крейдяної товщі, що характеризується гідрокарбонатним кальцієвим складом, невисокою мінералізацією (0,5-2,5 г/дм3) та нейтральними значеннями рН (6,8-7,2), вміщують Br, As, Cu, Zn, Hg, Pb, Ni. Гідрокарбонатно-сульфатні води різнокатіонного складу водоносного комплексу піщаних верхньокрейдяних, нижньокрейдяних та юрських відкладів з М 1,0-6,0 г/дм3 і рН 6,7-7,6, серед мікрокомпонентів вміщують F, Br, B, Zn, Cu; NO2, NO3. Водоносні горизонти тріасового комплексу з водами від гідрокарбонатного-сульфатного до хлоридного натрієвого складу з М 1,0-16,00 г/дм3 і рН 6,8-8,3 характеризуються підвищеним вмістом Br, As, Hg, B, F, Co, Ni. Води водоносного комплексу зони вилуговування галогенних відкладів нижньої пермі на ділянках, де солі вилуговані, мають сульфатний та сульфатно-хлоридний склад з М 0,4-7,8 г/дм3 і рН 6,9-7,8. У зоні сучасного вилуговування солей вони хлоридні натрієві з М 10,00-40,00 г/дм3 та рН 7,8-8,5. І ті, і інші характеризуються вмістом таких мікроелементів як Br, B, F, J, Rb, Hg, Li, Cs. У водоносних комплексах піщано-глинистих відкладів нижньої пермі та карбону з водами від гідрокарбонатного, гідрокарбонатно-сульфатного та сульфатно-хлоридного до хлоридного натрієвого складу з М від 0,5 г/дм3 до 320 г/дм3 і рН 6,8-9,2 присутні – B, F, Pb, Zn, Hg, As, Cu, Ba, Sr, Br, H2S, CO2, CH4, H2 та інші мікроелементи і гази глибинної генерації.

Таким чином, як показали результати досліджень, ртуть є характерним мікроелементом для вод мергельно-крейдяного, тріасового водоносного комплексів а також для зони вилуговування галогенних відкладів нижньої пермі та піщано-глинистих відкладів нижньої пермі й карбону. У водах четвертинних неоген-палеогенових нижньокрейдяних та юрських відкладів ртуть зустрічається рідко і часто має антропогенне походження. Проте інколи у водах верхніх горизонтів утворюються природні гідрогеохімічні аномалії. Це пояснюється наявністю висхідного розвантаження високомінералізованих вод глибоких горизонтів палеозою, які впливають на хімічний склад підземних вод верхніх водоносних горизонтів та комплексів.

У п'ятому розділі розглянуто геохімічні особливості ртуті у підземних водах регіону.

На основі аналізу геологічного розвитку регіону та результатів вивчення хімічного складу газово-рідинних включень у гідротермальних мінералах різними авторами (В. Калюжний, 1975; І. Зінчук, 1979; Д. Возняк, 2007; та ін.) виявлено основні палеогідрогеохімічні особливості збагачення ртуттю геологічних структур регіону. Встановлено, що надходження ртуті у підземну гідросферу з осередків її глибинної генерації пов’язане з тектонічною активізацією Центрально-Донецького, Корульсько-Дронівського, Петрівсько-Кремінського та інших глибинних розломів. В зонах розломів періодично діють довгоживучі осередки тепломасопереносу, одним з важливих компонентів якого є ртуть. Визначено, що формування основного ртутного зруденіння регіону відбувалося у передкайнозойську, ларамійську фазу альпійського тектогенезу, коли склалися сприятливі структурні, гідродинамічні, геотермічні та геохімічні умови для відкладення кіноварі мінералоутворювальними гідротермами.

Розглянуто геохімічні властивості та особливості водної міграції ртуті, для якої характерними є надзвичайна проникненість та висока міграційна здатність.

Дослідженнями особливостей міграції ртуті у різних фізико-хімічних умовах підземних вод регіону встановлено, що вони залежать від величини рН (рис. 2), мінералізації (рис. 3), макро- та мікрокомпонентного складу.

Рис. 2. Графік залежності концентрацій ртуті від рН підземних вод

Рис. 3. Графік залежності концентрацій ртуті від мінералізації підземних вод

Різноманітність форм водної міграції ртуті забезпечує їй значне поширення у різних геохімічних типах підземних вод (табл. 1).


Таблиця 1

Вірогідні форми міграції ртуті у різних геохімічних типах підземних вод північно-західної частини Донецької складчастої споруди

(за літературними та нашими дослідженнями)

Геохімічний тип води

рН

Форми міграції ртуті

1

HCO3 (Ca, Mg)

6,8-7,2

[Нg(ОН)2], [НgОН]+, [CH3Hg]+

2

HCO3 - Na

7,8-9,0

НgС102, HgJ+, НgF20, НgВr+ Нg(ОН)+, Нg(ОН)02, Нg(НS)3-, НgS22-, НgS2H, Н2Нg2, [CH3Hg]+

3

SO4-HCO3 (Na-Ca-Mg, Na-Ca)

6,7-7,4

[НgОН]+, НgS2H, Нg(SH)2, [CH3Hg]+

4

SO4 (Ca-Na-Mg)

5,4-7,6

HgCl°2, НgS2H-, Нg(SH)2, НgBr42-, НgJ42-, HgS22

5

SO4-Cl (Na-Ca-Mg, Na-Ca)

6,5-7,8

НgС102, НgС13-, НgСl42-, HJ+, НgJ42-, НgF20, НgВr+ Нg(НS)3-, НgS22-, НgS2H, Н2Нg2, [CH3Hg]+, (СН3)2Hg+

6

Cl-Na

7,6-9,5

НgС102, НgС13-, НgСl42-, HJ+, НgJ42-, НgF20, НgВr+, Н2Нg2, [CH3Hg]+, (СН3)2Hg+

Найрухливіші комплексні сполуки ртуті (галоїдні, гідроксильні, тіосульфатні, гідроксилсульфатні, гідроксилхлоридні та ін.) утворюються у лужних (рН > 8,0) водах. У нейтральному (рН 6,8-7,2) і кислому (рН 6,5-3,0) середовищах міграція ртуті ускладнюється через формування тут малорухливих, важкорозчинних комплексних сполук елемента з органікою та сірководнем. Наявність Н2S зумовлює існування потужного геохімічного бар’єру, на якому за певних умов відбувається випадіння ртуті з розчину у вигляді кіноварі.

Джерела надходження ртуті у підземні води можуть бути як природними (первинними – мантійно-коровими і вторинними – з гірських порід та мінералів) так і штучними (антропогенними). Природні гідрогеохімічні аномалії елемента із вмістом ртуті до n·10-3 мг/дм3 залежно від глибини знаходження джерела генерації, утворюються внаслідок двох протилежних за спрямованістю процесів – привнесення та винесення мінеральної речовини і флюїдів підземними водами. Привнесена по розломах глибинна ртуть утворює «гіпогенні» гідрогеохімічні аномалії, а винесена з гірських порід зони гіпергенезу – «гіпергенні» водні ореоли розсіювання (В. Суярко, 1986, 1996, 2006).

Розроблено основні принципи формування гідрогеохімічних аномалій ртуті, згідно з якими гіпогенні аномалії пов’язані з зонами тектонічно активізованих глибинних розломів, в межах яких відбуваються процеси сучасного тепломасопереносу.

На північно-західній частині Донецької складчастої споруди високі концентрації ртуті встановлено у підземних водах купольних структур, що простягаються уздовж Центрально-Донецького розлому: Новотроїцької (0,008-0,031 мг/дм3), Корульської (0,003-0,022 мг/дм3), Новодмитрівської (0,003-0,005 мг/дм3), Камишувахської (0,002-0,008 мг/дм3), Берекської (0,005-0,013 мг/дм3). У зоні Петровсько-Кремінського розлому аномально-високі вмісти ртуті виявлено у водах Петровської антикліналі (0,002-0,005 мг/дм3), а також Мечебілівського (0,003-0,006 мг/дм3), Краснопавлівського (0,002-0,016 мг/дм3) та ін. куполів. Висококонтрастні ореоли елемента встановлено у підземних водах Краснооскольського (0,003-0,007 мг/дм3), Лозовеньківського (0,003-0,017 мг/дм3), Шебелинського (0,005-0,012 мг/дм3) куполів. Аномалії ртуті з найбільшими концентраціями елемента виявлено в ореольних водах Микитівського рудного поля (до 0,021-0,055 мг/дм3), Слов’янського (0,01-0,026 мг/дм3) та Дружківсько-Костянтинівського (до 0,012-0,053 мг/дм3) рудопроявів. Висококонтрастні ореоли ртуті встановлено у зонах Вісьового (0,02-0,04 мг/дм3), Мар’ївського (0,01-0,03 мг/дм3) та Центрального (0,01-0,05 мг/дм3) розломів. Контрастні аномалії елемента зафіксовано у підземних водах Торсько-Дробишевської (0,006 мг/дм3), Дронівської (0,005 мг/дм3), Бантишевської (0,03 мг/дм3) брахіантикліналей. Менші за площею та контрастністю гідрогеохімічні ореоли ртуті спостерігаються на Кремінському куполі (до 0,0007 мг/дм3) та у багатьох інших місцях. Основною особливістю просторового положення гідрогеохімічних ореолів ртуті є чітка приуроченість до зон регіональних розломів.

Гідрогеохімічні аномалії ртуті з концентраціями 0,005-0,05 мг/дм3, що закономірно розподіляються вздовж регіональних глибинних розломів, просторово збігаються з довгоживучими осередками тепломасопереносу, які часто характеризуються наявністю в породах гідротермальної мінералізації. Внаслідок сучасної тектонічної активізації у їхніх межах відбувається висхідне розвантаження теплового потоку, ендогенних газів та вод глибокого формування, мікроелементною складовою яких часто є ртуть. Водні ореоли розсіювання утворюються і навколо зон кіноварної мінералізації, що знаходиться у палеозойських, теригенно-карбонатних комплексах антиклінальних структур (Горлівської 0,021-0,055 мг/дм3, Дружківсько-Костянтинівської до 0,012 – 0,053 мг/дм3, Слов’янської 0,01-0,026 мг/дм3 та ін.). Гідрогеохімічні аномалії ртуті із концентраціями до 0,015 мг/дм3 чітко трасують зони флюїдопровідних розломів.

Встановлено, що контрастні гідрогеохімічні аномалії ртуті (до n·10-2 мг/дм3) формуються у розсолах вилуговування нижньопермської галогенної формації і у водах надсольових мезо-кайнозойських комплексів центральної частини Бахмутської улоговини на ділянках розвитку тектоногенного соляного карсту (де будь-які прояви кіноварної мінералізації в породах відсутні). Це дозволяє припустити вірогідність існування тут наскрізьформаційних флюїдних потоків, що можуть формуватися у зоні геологічно закритого субмеридіонального Селидівсько-Матроського розлому. Внаслідок геодинамічних напруг, зумовлених тектонічними посувами, у колекторах різних донижньопермських товщ виникають умови для формування ділянок підвищених пластових (флюїдних) тисків (АВПТ). Завдяки цьому у галогенній товщі цілком могли утворюватися зони міжкристалічного розущільнення, достатнього для проникнення ртутьвмісних флюїдів. Подібні процеси у різних, включно з ДДЗ, регіонах викликають активізацію тепломасопереносу, що сприяє створенню умов формування наскрізьформаційної системи, одним із наслідків діяльності якої є "проштовхування" молекулярно-дифузійного потоку рухливих ртутьвмісних флюїдів навіть і через такий потужний флюїдотрив як галогенна товща нижньої пермі (О. Лукін, 1997).

Вперше для регіону експериментально встановлено та теоретично обґрунтовано інтенсивність переходу ртуті у водний розчин з різних термокристалічних форм кіноварі. Температура формування кіноварі зумовлює і морфологію її кристалів. При кристалізації кіноварі з відносно високотемпературних (200-150оС) гідротермальних розчинів її кристали мають стовбчастий габітус, середньотемпературних (150-120оС)–ромбоедричний, а низькотемпературних (120-60 оС) – таблитчастий. Відомо, що твердість кіноварі є прямо пропорційною щільності кристалічної гратки мінералу, а та, у свою чергу – температурі її утворення. За даними експериментальних досліджень автора, об’єм вилуговування іонів ртуті у лужний (рН 10) водний розчин з високо-, середньо- та низькотемпературних кристалів кіноварі (відповідно 2-7.10-5, 6.10-5-1.10-4, 8-9.10-4 мг/дм3) є зворотньо пропорційним температурі їхнього утворення та, відповідно, міцності кристалічної ґратки. Це означає, що найбільші за площею водні ореоли розсіювання ртуті формуються навколо ділянок кіноварної мінералізації з найнижчою температурою утворення, а найменші – з найвищою.

У шостому розділі розкрито практичне значення гідрогеохімічних аномалій ртуті.

Гідрогеохімічні аномалії ртуті мають важливе діагностичне значення. По-перше, вони вказують на процеси сучасного тепломасопереносу і дозволяють визначити зони активізації розломних структур. Це, стосується, насамперед, ділянок перетину різноспрямованих розривних структур і зон гідротермального зруденіння (Горлівська та Дружківсько-Костянтинівська антикліналі, Слов’янський купол та ін.). По-друге – участь ртуті у гідротермальних процесах робить її надійним гідрогеохімічним елементом-індикатором різних типів захованого гідротермального зруденіння (і передусім – ртутного), а міграція ртуті по спільних з вуглеводнями тектонічних каналах фільтрації, які знаходяться у зонах довгоживучих розломів дозволяє використовувати елемент як гідрогеохімічний індикатор прогнозування скупчень вуглеводнів. І по-третє – аномалії ртуті у підземних водах вказують на серйозну екологічну небезпеку, оскільки цей елемент є одним з найшкідливіших для організму людини.

Встановлені кореляційні зв’язки між ртуттю та деякими хімічними елементами в ореольних водах ртутних родовищ Микитівського рудного поля (В 0,84; F 0,55; As 0,43; Sb 0,41; Zn 0,36 ), ртутного рудопрояву Дружківсько-Костянтинівської (B 0,68; As 0,41; Sb 0,39) та ртутно-поліметалевого рудопрояву Слов’янської (F 0,5; As 0,33; B 0,31) антикліналей, а також у водах зон глибинних розломів регіону дозволили виділити пошукові гідрогеохімічні асоціації елементів-індикаторів ртутного (Hg, As, B, F, Sb) і поліметалевого (Zn, Pb, Ba, Hg) гідротермального зруденіння та ділянок сучасної тектонічної активізації глибинних розломів (Hg, He, CO, CO2, H2, H2S, Ar, CН4).

Встановлений в регіоні просторовий збіг гідрогеохімічних аномалій ртуті з проявами вуглеводнів зумовлюється не лише їхньою спільною фільтрацією по одних і тих же тектонічних каналах, а й спільними джерелами генерації. Це дозволяє пояснити присутність ртуті у нафтогазових родовищах регіону (Співаківське, Шебелинське, Краснопавлівське, Біляївське та ін.), а різних форм вуглеводнів – у родовищах і рудопроявах ртуті (Микитівське рудне поле, Дружківсько-Костянтинівська антикліналь, Слов’янський купол). Присутність ртуті спостерігається і у підземних водах багатьох інших геологічних структур України і світу.

Просторовий збіг гідрогеохімічних ореолів ртуті з концентраціями до n·10-3 мг/дм3 і проявів вуглеводнів у вигляді газів, бітумів та ін., що зумовлюється не лише їхніми спільними шляхами міграції, а й подібними умовами нагромадження у земній корі дозволяє використовувати ртуть у підземних водах в якості гідрогеохімічного індикатора нафтогазових покладів у асоціації: Hg, He, B, J, Br.

Вивчено аномалії ртуті у підземних водах, як можливого фактору неінфекційної захворюваності населення. Ртуть – токсичний елемент I класу небезпеки, що при надходженні у організм людини спричиняє важкі захворювання кістяку, центральної та периферичної нервової системи, системи виділення, печінки, кровоносної, респіраторної, статевої, генної, серцево-судинної систем та ін. Забруднення ртуттю підземних вод може мати локальний чи регіональний характер і бути пов’язаним як з природними так і з антропогенними джерелами. Останнє має істотне значення у промислових вузлах території досліджень (Донецько-Макіївський, Горлівсько-Дзержинський та ін.). У забруднених ртуттю районах рівні неінфекційної захворюваності виявилися значно вищими, ніж в цілому по регіону. Проведений аналіз показав, що, можливою причиною цього є високий вміст ртуті у підземних водах (при ГДК – 0,5 мкг/дм3, вміст ртуті у десятки і сотні разів вищій). Результати проведених досліджень дозволяють прогнозувати наслідки негативного впливу ртутного забруднення на здоров’я людей і вчасно вживати заходів з охорони підземних вод.

ВИСНОВКИ

Основні результати проведених досліджень зводяться до наступного:

  1.  Вперше на основі аналізу геологічного розвитку регіону та результатів дослідження хімічного складу газово-рідинних включень у гідротермальних мінералах, отриманих різними авторами, встановлено основні палеогідрогеохімічні етапи збагачення ртуттю геологічного середовища. Встановлено, що надходження елемента у підземну гідросферу з осередків його глибинної генерації пов’язане з тектонічною активізацією регіональних глибинних розломів.
  2.  З’ясовано, що міграція ртуті у підземних водах регіону визначається їх геохімічними особливостями. Зі зростанням мінералізації та лужності вод концентрація ртуті в них підвищується, що свідчить про збільшення її рухливості. Мінімальним вмістом елемента характеризуються прісні, нейтральні гідрокарбонатні (кальцієві, магнієві) води, а максимальним – високомінералізовані, лужні хлоридні натрієві розсоли, великою кількістю лігандів, з якими ртуть, вірогідно, утворює рухомі комплексні сполуки (НgС102, НgС13-, НgСl42-, HJ+, НgF20, Нg(НS)3-НgS22-, [НgОН]+ та ін).
  3.  Вперше для регіону встановлено, що формування контрастних (до 0,01 мг/дм3) гідрогеохімічних аномалій ртуті у розсолах вилуговування нижньопермської галогенної товщі Бахмутської улоговини, а також знахідки кристалів кіноварі у галіті на ділянках розвитку тектоногенного соляного карсту можуть бути ознакою прояву тут наскрізьформаційних флюїдних потоків. Вони зумовлені періодичною активізацією раньопалеозойського геологічно закритого Селидівсько-Матроського субмеридіанного розлому вздовж нього і формуванням довгоживучих осередків тепломасопереносу.
  4.  Вперше для регіону експериментально доведено, що інтенсивність вилуговування іонів ртуті з різних термокристалічних форм кіноварі є зворотньо пропорційною температурі кристалізації мінералу та міцності кристалічної ґратки. Різні термокристалічні форми кіноварі: низькотемпературні (120-60оС), середньотемпературні (150-120 оС) та високотемпературні (200-150 оС) характеризуються відповідно таблитчастим, ромбоедричним та стовпчастим габітусом кристалів. Найстійкішими до дії водних розчинів є стовпчасті кристали, навколо яких формуються найменші за розмірами гідрогеохімічні ореоли ртуті. Виявлена закономірність має велике практичне значення при проведенні гідрогеохімічних пошуків для попереднього прогнозування можливих типів ртутного зруденіння.
  5.  На основі наукових розробок В. Суярка (1986) розроблено просторово-генетичні схеми формування природних гідрогеохімічних ореолів розсіювання ртуті, які залежно від спрямованості процесів привносу або виносу мінеральної речовини, поділяються на «гіпогенні» та «гіпергенні». Якщо формування перших пов’язане з виносом ртуті з глибинних зон земної кори, то других – з руйнуванням (вилуговуванням та розчиненням) ртутної мінералізації підземними та інфільтраційними водами в зоні гіпергенезу (вільного водообміну).
  6.  Доведено, що просторовий збіг гідрогеохімічних аномалій ртуті з проявами вуглеводнів (що спостерігається на більшості як ртутних, так і нафтогазових родовищ) зумовлюється спільністю не лише шляхів їхньої міграції, а й джерел генерації. Присутність ртуті у водах нафтогазових родовищ (Співаківське, Шебелинське, Краснопавлівське, Біляївське та ін.), а вуглеводнів у водах родовищ та рудопроявів ртуті (Микитівське рудне поле, Дружківсько-Костянтинівська антикліналь, Слов’янський купол) дозволяє використовувати елемент як гідрогеохімічний індикатор при пошуках нафтогазових покладів.
  7.  Визначено можливість використання водних ореолів розсіювання ртуті для картування зон тектонічно активізованих розломів, довгоживучих осередків тепломасопереносу, прогнозування захованого гідротермального зруденіння. Про це свідчить як закономірне поширення гідрогеохімічних ореолів елемента вздовж зон регіональних розломів, так і його входження до асоціацій гідрогеохімічних елементів-індикаторів, що вказують на процеси сучасного тепломасопереносу (Hg, He, CO2, H2, H2S, Ar, CН4), а також на вірогідну присутність кіноварної (Hg, As, B, F, Sb) та ртутно-поліметалевої (Zn, Pb, Ba, Hg) гідротермальної мінералізації у гірських породах.
  8.  Встановлено, що високі концентрації ртуті у підземних водах є причиною неінфекційної (хронічної) захворюваності у населення Донецької області, що ілюструється просторовим збігом ареалів захворювань з гідрогеохімічними аномаліями елемента.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ РОБІТ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

  1.  Суярко В.Г. Особливості формування газогеохімічної зональності у Північно-Західному Донбасі / В.Г. Суярко, К.О. Безрук // Вісник Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна. Серія «Геологія. Географія. Екологія». –  № 736, 2006. – С. 67-72. (Особистий внесок – аналіз матеріалу щодо виявлення газогеохімічної зональності).
  2.  Суярко В.Г. Особливості міграції ртуті в різних геохімічних типах підземних вод (на прикладі Донбасу) / В.Г. Суярко, К.О. Безрук // Вісник Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна. Серія «Геологія. Географія. Екологія». – № 753, 2006. – С. 35-39. (Особистий внесок – інтерпретація даних, щодо знаходження різних форм ртуті в залежності від геохімічного типу води, рН, мінералізації).
  3.  Суярко В.Г. Про сліди можливої вертикальної міграції ртуті через галогенні товщі (на прикладі північно-західних околиць Донбасу) / В.Г. Суярко, К.О. Безрук // Вісник Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна. Серія «Геологія. Географія. Екологія». – № 769, 2007. – С. 36-37. (Особистий внесок – визначено можливий механізм проникнення ртуті через галогенні товщі).
  4.  Суярко В.Г. Можливості використання підземних і шахтних вод Донбасу як гідромінеральної сировини / В.Г. Суярко, І.К. Решетов, К.О. Безрук // Екологія довкілля та безпека життєдіяльності. – № 3 (39), 2007. – С.7-12. (Особистий внесок – інтерпретація розподілу ртуті у підземних і шахтних водах Донбасу).
  5.  Безрук К.О. Факторы и процессы распространения азотного загрязнения в подземных водах северо-западных окраин Донбасса / Безрук К.О. // Вісник Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна. Серія «Геологія. Географія. Екологія». – № 804, 2008. – С. 7-11.
  6.  Суярко В.Г. Формування та закономірності розповсюдження природних аномалій ртуті у підземних водах / В.Г. Суярко, К.О. Безрук // Вісник Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна. Серія «Геологія. Географія. Екологія». – № 804, 2008. – С. 68-69. (Особистий внесок – виявлено джерела аномалій ртуті у підземних водах).
  7.  Безрук К.О. Ртуть у підземних водах – як фактор неінфекційної захворюваності населення (на прикладі Донецької області) / К.О. Безрук // Вісник Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна. Серія «Геологія. Географія. Екологія». – № 864, 2009. – С. 199-204.
  8.  Безрук К.О. Зв'язок ореолів ртуті у підземних водах з тектонічною активізацією глибинних розломів північно-західних околиць Донбасу / К.О. Безрук // Вісник Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна. Серія «Геологія. Географія. Екологія». – № 882, 2009. – С. 6-8.
  9.  Безрук К.О. Геохімічні особливості ртуті у підземних водах Донбассу // Матеріали міжнародної науково-технічної конференції «Прикладна геологічна наука сьогодні: здобутки та проблеми». – Київ: УкрДГРІ, 2007. – С. 106.
  10.  Безрук К.О. Про генетичні типи гідрогеохімічних аномалій ртуті (на прикладі Донбасу) // Всеукр. науково-практична конференція «Проблеми й перспективи розвитку академічної та університетської науки»: Тез. доп. – Полтава: ПолтНГУ, 2009. – С. 184.
  11.  Суярко В.Г. Вплив шкідливих компонентів підземних вод Дніпровсько-Донецького артезіанського басейну на організм людини / В.Г. Суярко, О.О. Сердюкова, О.А. Улицький, К.О. Безрук // Регіон 2010: стратегія оптимального розвитку: матеріали науково-практичної конференції з міжнародною участю. – Харків. ХНУ імені В.Н. Каразіна, 2010 – С. 337-339. (Особистий внесок – встановлено вплив аномалій ртуті та азотистих сполук у підземних водах на захворювання населення).

АНОТАЦІЯ

Безрук К.О. «Геохімія ртуті у підземних водах геологічних структур північно-західної частини Донецької складчастої споруди». – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата геологічних наук за спеціальністю 04.00.02 – геохімія. – Інститут геології і геохімії горючих копалин НАН України. – Львів, 2011.

Дисертацію присвячено геохімічним особливостям ртуті у підземних водах геологічних структур північно-західної частини Донецької складчастої споруди. Встановлено, що розподіл елемента чітко контролюється зонами глибинних розломів, з якими пов’язані як давні, так і сучасні осередки тепломасопереносу. З’ясовано, що міграція ртуті залежить від геохімічних особливостей підземних вод. Виявлено, що ртуть за певних умов може проникати і через потужні галогенні флюїдотриви. Побудовано схеми формування гідрогеохімічних ореолів ртуті навколо ділянок кіноварної мінералізації з різною температурою утворення. Встановлено, що присутність ртуті у підземних водах можна використовувати як прогнозний геохімічний індикатор нафтогазових покладів, ділянок тектонічної активізації зон розломів, захованого гідротермального зруденіння. Доведено, що високі концентрації ртуті у підземних водах є можливим чинником захворювання населення.

Ключові слова: підземні води, ртуть, міграція, геологічні структури, геохімічна аномалія, вуглеводні, гідротермальна мінералізація, ореол розсіювання, осередок тепломасопереносу, тектонічна активізація, ендогенні флюїди.

АНОТАЦИЯ

Безрук К.О. "Геохимия ртути в подземных водах геологических структур северо-западной части Донецкой складчатой структуры". - Рукопись.

Диссертация на соискании ученой степени кандидата геологических наук по специальности 04.00.02 – геохимия. – Институт геологии и геохимии горючих ископаемых НАН Украины. – Львов, 2010.

Диссертация посвящена геохимии ртути в подземных водах северо-западной части Донецкого складчатого сооружения. Регион, который сложен палеозойскими, мезозойскими и кайнозойскими породами является частью Днепровско-Донецкого авлакогена. Здесь сформировался водонапорный бассейн, в котором присутствуют водоносные горизонты и комплексы от четвертичного до девонского. Установлено, что распределение ртути в подземных водах контролируется зонами долгоживущих глубинных разломов, с которыми связаны процессы древнего и современного тепломассопереноса в земной коре. Доказано, что миграция элемента в подземных водах определяется их геохимическими особенностями. Наблюдается увеличение концентраций ртути с увеличением минерализации и щелочности раствора, а также в присутствии ионов хлора, брома, йода, гидроксил-иона и других лигандов, с которыми элемент образует устойчивые легкоподвижные комплексные соединения. Рассмотрены природные и антропогенные источники ртути в подземных водах и приведены критерии выделения гипогенных и гипергенных ореолов рассеяния элемента.

Построены схемы формирования гидрогеохимических ореолов ртути вокруг участков киноварной минерализации с различной температурой образования: вокруг низкотемпературных кристаллических форм киновари формируются большие, а вокруг высокотемпературных – меньшие по размерам водные ореолы рассеяния. Эта закономерность может быть использована как поисковый признак гидротермального оруденения киновари с различной температурой образования. Доказано, что пространственное совпадение водных ореолов ртути и проявлений углеводородов обусловлено их совместной миграцией по одним и тем же тектоническим каналам фильтрации, какими являются зоны глубинных разломов. Установлена возможность использования водных ореолов рассеяния ртути для картирования зон разломов, долгоживущих очагов тепломассопереноса, прогнозирования скоплений нефти и газа, а также скрытого гидротермального оруденения. Проведенные исследования свидетельствуют о том, что территории повышенной неинфекционной заболеваемости населения пространственно совпадают с гидрогеохимическими аномалиями ртути.

Ключевые слова: подземные воды, ртуть, миграция, геологические структуры, геохимическая аномалия, углеводороды, гидротермальная минерализация, ореол рассеивания, очаг тепломассопереноса, тектоническая активизация, эндогенные флюиды.

SUMMARY

Bezruk K.O. "Geochemistry mercury in underground waters of geological structures of northwest part of Donetsk rugosited structure". – Manuscript.

The dissertation for а Candidate’s degree in geology by speciality 04.00.02 – geochemistry. – Institute of Geology and Geochemistry of Combustible Minerals of the National Academy of Sciences of Ukraine. – Lviv, 2011.

The dissertation is devoted to features of distribution, migration and use of mercury in underground waters of geological structures of northwest part of Donetsk rugosited structure. It is established, that distribution of an element is precisely supervised by zones of deep breaks, with which connected both ancient and modern fires heat-mass transportation. It is found out, that migration of mercury depends on geochemical features of underground waters. It is constructed models of formation of hydrogeochemical auras of mercury around of sites cinnabar mineralization with different temperature of education. Spatial concurrence of displays of hydrocarbons and water auras of mercury is established. That allows to use an element as the geochemical indicator of oil-and-gas adjournment. It is proved, that high concentration of mercury in underground waters which exceed maximum permissible concentration is a probable factor of not infectious disease the population.

Key words: underground waters, mercury, migration, geological structures, geochemical anomaly, hydrocarbons, hydrothermal mineralization, aura of dispersion, the center heat-mass transportation, tectonic activization, endogenic fluid.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

44296. Разработка Web- приложения «Такси«Люкс» 1.61 MB
  База данных представляет собой структурированную совокупность данных. Эти данные могут быть любыми-от простого списка предстоящих покупок до перечня экспонатов картинной галереи или огромного количества информации в корпоративной сети
44297. Анализ взаимосвязи социально-психологической адаптации и агрессивности у детей, проживающих в детском доме и семье 315 KB
  Социально-психологические особенности детей проживающих в детском доме и семье . Организация и методы исследования по выявлению взаимосвязи социально-психологической адаптации и агрессивности у детей проживающих в детском доме и семье . Проблема социально-психологической адаптации детей воспитывающихся в детском доме имеет свои особенности которые требуют подробного изучения. Что касается детей проживающих и воспитывающихся в семье то здесь также существует проблема социально-психологической адаптации и...
44298. Исследование процесса волнового диспергирования газа в жидкости 7.52 MB
  Полученные результаты Рисунок 2  Зависимость расхода воды через диспергатор от давления воды 1  внутренняя подача газа dк=7 мм dотв=28 мм диспергатор старого поколения; 2  внешняя подача газа dк=5 мм dотв=20 мм диспергатор нового поколения Рисунок 3  Пример обрабатываемой фотографии с отмеченной базовой линией Рисунок 4  Вид экрана компьютера в процессе обработки фотографии Рисунок 5  Зависимость среднего диаметра воздушных пузырьков от давления воды на выходе из насоса при расходе воздуха Qг = 05...
44299. Эстетическое и физическое воспитание спортсменов юниоров по спортивным бальным танцам 164.5 KB
  В этой книге были рассмотрены вопросы: Препрасьон О спортивной психологии Кто такой психолог и чем он занимается Причины проблем Что нужно знать чтобы стать первым Как работать с книгой Из чего складывается индивидуальность танцора Информация для тренеров и родителей танцоров О слухах сплетнях интригах и раздорах О недостатках тренерской работы Что значит танец для тех кто на него смотрит и для тех кто его танцует Закон успешной тренировки Что тренировать Закон мышечной памяти Закон восприятия ритма О зрительной...
44300. Повышение эффективности отладки DVM 431 KB
  Параллельные программы и их отладка Существующие средства отладки системы DVM сильно замедляют выполнение программы и используют большое количество памяти для накопления трассировки. Также в отладчике системы DVM отсутствуют средства достаточно быстро и эффективно указывающие на конструкции программы для которых имеет смысл рассматривать подробную трассировку. В настоящей работе предлагаются новые возможности позволяющие пользователю системы DVM в определённых случаях отлаживать свои программы с гораздо меньшими требованиями к памяти и...
44302. Распараллеливание многоблочных задач для SMP-кластера 329.5 KB
  Подавляющее большинство программ для систем с распределенной памятью в настоящее время разрабатываются в модели передачи сообщений (MPI). Языки, поддерживающие модель параллелизма по данным (HPF, Fortran-DVM, C-DVM), значительно упрощают разработку программ, но их использование очень ограничено
44304. Бухгалтерский учет, анализ и аудит. Методические указания 184.5 KB
  Выбор конкретных тем дипломных работ студентами осуществляется добровольно на кафедрах, за которыми они закреплены. Задача преподавателей на этом этапе - прокомментировать темы дипломных работ, интересующие студентов, помочь им выбрать тему с учетом способностей и склонностей. Тема дипломной работы должна быть посильной для студента