Исследователи из Томского филиала Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН, а также Геологического института им. Н.Л. Добрецова СО РАН (Улан-Удэ), Института природных ресурсов, экологии и криологии СО РАН (Чита) и Института комплексного анализа региональных проблем ДВО РАН (Биробиджан) получили новые данные по химическому и газовому составу термальных источников центральной части Байкальской рифтовой зоны и выявили их геохимические особенности.

Полученные данные позволили оценить температуры термальных вод на глубине, что в перспективе позволит использовать ресурсы терм для теплоэнергоснабжения удалённых районов. Результаты исследования послужат основой для решения фундаментальной научной проблемы о формировании состава и бальнеологического потенциала этих вод. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Geothermics.

Байкальская рифтовая зона — глубинный разлом земной коры протяжённостью около 2000 километров, в пределах которого наблюдаются следы активной вулканической деятельности и располагаются источники термальных вод. Химический состав и физические свойства таких вод напрямую определяют их практическую ценность. Например, воды с повышенным содержанием фтора, кремния и других биоактивных компонентов применяются в лечебных целях. Кроме того, термы можно использовать для получения энергии. Происхождению и формированию состава терм Байкальской рифтовой зоны посвящено большое количество работ, однако некоторые вопросы остались нерешёнными или требуют детального рассмотрения, например, распространение различных видов органических соединений в термах, процессы вторичного минералообразования, а также возраст терм.

Отбор проб Аллинского источника

Исследователи взяли пробы из 15 термальных источников Байкальской рифтовой зоны, измерили их температуру, кислотно-щелочные свойства, окислительно-восстановительный потенциал и электропроводность, а также проанализировали химический и газовый состав.

Результаты исследования показали, что воды имеют температуру от 20 °C до 76 °C и по газовому составу делятся на два типа: азотные и смешанные азотно-метановые. Большинство источников были слабощелочными и содержали много сульфатов и натрия. При этом, чем более щелочным был источник, тем меньше была его минерализация. В целом по химическому составу авторы выделили три типа вод — с преобладанием сульфатов и натрия; с преобладанием сульфатов, карбонатов и натрия; а также с преобладанием сульфатов, кальция и натрия.

Основываясь на результатах статистического анализа, авторы показали, что минерализация терм увеличивается в основном за счёт накопления сульфатов и натрия в воде. Кроме того, исследователи выявили положительную корреляцию между количеством карбонатных ионов и концентрациями хлора и фтора в воде. Это позволяет предположить, что в их накоплении участвуют схожие процессы.

При этом авторы считают, что химический состав термальных вод является результатом взаимодействия воды с горными породами и, отчасти, смешения с холодными водами. Так, в источниках, где смешения с холодными водами практически не выявлено (например, в Гаргинском с температурой 74 °C), содержание таких компонентов как фтор и кремний оказалось выше. Концентрации фтора здесь достигали 20 миллиграммов в литре, а кремния — 118 миллиграммов в литре. В источниках с выраженным смешением (например, Алгинском с температурой всего 20 °C) эти показатели были значительно ниже: 3,4 миллиграмма в литре для фтора и 54 миллиграмма в литре для кремния.

Елена Зиппа наблюдает выход свободного газа на Сеюйском термальном источнике

Результаты проведённого статистического анализа говорят об участии различных процессов в формировании термальных вод, включая процессы растворения и осаждения минералов горных пород, смешение с холодными водами, влияние геотермического градиента и другие.

«Полученные результаты станут только начальным и основополагающим этапом масштабного исследования, направленного на выявление и объяснение процессов и механизмов формирования уникальных по составу термальных вод Байкальской рифтовой зоны. Эти термы — уникальный природный объект, изучение которого вносит вклад в развитие фундаментальной гидрогеохимии. Понимание процессов и механизмов их формирования позволит также рассуждать о рудообразующем потенциале этих вод. Наряду с ценностью для фундаментальной науки, результаты исследования имеют и прикладной характер. Новые данные о составе терм и результаты оценки глубинных температур позволят эффективнее использовать ресурсы вод в бальнеологических и теплоэнергетических целях. Последнее особенно важно для удалённых населённых пунктов Республики Бурятия», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Елена Зиппа, кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник лаборатории гидрогеохимии и геоэкологии Томского филиала ИНГГ СО РАН.

Источник: пресс-служба РНФ.

Новости Российской академии наук в Telegram →