Способ определения возраста подземных вод

3 1503 СЗпрактически не происходит илн протекает крайне медленно, Например, всистеме БО - НгО период полуобменаизотопов кислорода при 10-25 С сос 5тавляет около миллиона лет. При повышении температуры скорость изотопногообмена резко увеличивается и при200 С приходит в равновесие системаЯО - Н Б эа 300 лет, система.Нг -Н О за 30 дней, асистема СО -СЙ 4остается заторможенной даже при 300 Сболее 10 тыс,лет, Определяя изотопный состав О,Я,С,Н соединений, растворенных в термальных водах, можно 15по системам, достигшим изотопногоравновесия, оценить минимальное время пребывания воды в нагретой зоне,а по системам, не достигшим изотопного равновесия, оценить реальное 2(1время пребывания воды в нагретойзоне,Способ осуществляется следующимобразом.Иэ горячих источников или разведочной скважины исследуемого районаотбирается проба воды, газа, замеряются температура и рН раствора, Иэчасти этой пробы осаждаются сульфатв виде ВаБО 4 и сульфид в виде СЙБ,иэ газовой фаэы вьщеляются и разделяются на индивидуальные компонентыНг, СН и СОг, В вьщеленных компонентах и в воде определяется изотопныйсостав водорода, кислорода, углеродаи серы, Если иэотопные системы Нг -3Н О и ЯО 4 -Н О при данных условияхнаходятся в равновесии, а системыН Я - БО и СН -СО не достигли рав, 40находилась в нагретой зоне более од-ного, но менее 300 лет, Для систем,не находящихся в изотопном равновесии, по формуле можно рассчитатьвремя нахождения воды в нагретойзоне,45Способ определения возраста подземных вод апробирован для термальнойсистемы Вайракей (Новая Зеландия)и для термальных рассолов впадиныАтлантик П (Красное море), 50 Для термальной системы Вайракейтемпература воды на глубине 10001300 м составляет 260-278 С, а рНраствора 6,5. Наиболее близкую кэтому значению температуру даетобменная система по водороду междуН и Н О (290 С). Это указывало наравновесное распределение изотопов волорода в этой системе. Все другиеизученные иэотопные системы показалиотсутствие изотопного равновесия,Иэотопное равновесие по водороду всистеме Н -НгО при параметрах системыустанавливается эа несколько месяцев,Время же полуобмена при параметрахтермальных вод системы Вайракей длясистемы НгБ - БО составляет 10 сут,Следовательно, равновесие может бытьдостигнуто только через 200 лет. Время нахождения воды в нормальной зонепорядка 100 лет,Во впадине Атлантик П температурарассола достигает 60 С, а рН 6,5В термальных рассолах впадины Атлантик П сульфаты показывают более высокое содержание Б, чем в морскойводе, Такое повышение величины о фЯв сульфате могло произойти толькопри частичном восстановлении сульфатов до сульфидов, Разница величин34 Б между сульфатом рассолов и сульфидами металлоносных осадков составляет 16%о.Такая разница соответствует равновесному восстановлениюсульфатов при 400 С, При такой температуре происходит быстрый иэотопныйобмен не только между соединениями,содержащими серу, но и кислорода между сульфатом и водой. При таком равновесии в избытке морской воды (о фО==0) кислород сульфата должен иметь3 0=+3/0 В современных рассолах БО 2имеет величину о 0=+7,5%оЭто значение значительно меньше того, которое следует ожидать при .равновесииБО с водой при 60 С (+23/оо)ПроФмежуточная величина 8 фО в сульфатеуказывает на то, что при 60 С произо.шел только частичный изотопный обменкислорода,Изменение изотопного состава кислорода сульфатов о ф 0 от+3 до+7,5/оо при температуре рассолов 60 С могло произойти эа 200-50 лет,формула изобретенияСпособ определения возраста подземных вод путем отбора пробы воды, проведения изотопного анализа с последующим расчетом возраста, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью определения времени пребывания подземных вод в термальной зоне, дополнительно измеряют температуру и рН пробы воды, используя полученные эна,Заказ 5083/56 Тираж 484 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Рауаская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 чения, определяют период полуобменаиэотопами для каждой иэ изотопфных систем СО -СН, 804-Н О, БО-НЯ, СНд-Н, последовательно вьщеляют из пробы Н, СН и СО в газовую фазу и осаждают серосодержащие соединения с последующим определением изотопного состава по О, Н, Б и С и факторов изотопного фракционирования изотопных 10 систем, а возраст Т термальных вод рассчитывают по формуле где 0 - фактор изотопного фракционирования в системах СО-СН,804 Н 0 804 НэЯ СН 4 Нйпри условии равновесия; Ы К - факторы изотопного фракционирования тех же систем приисходных условиях и в моментопределения соответственно.