Гидрогеология от «Химбур». Прогнозные карты
Любая наука начинается с философии. С пустопорожнего трепа о предмете, его предназначении и сути. Из словесной шелухи через теории, подтверждаемые практикой, рождается Знание.
Ни один геологический процесс, от извержения вулкана до формирования современного рельефа, не обходится без участия воды. Вода была на Земле всегда, ее следы повсюду. Все, что нас окружает, так или иначе, создано Водой.
Знание о Воде для понимания мира первично!
Геология – профессия романтическая. У каждого геолога-поисковика хоть раз в жизни появляется мечта. Стереть с лица Земли какой-нибудь занюханный городишко, своим непотребным видом, закрывающим великолепное обнажение, или выжечь напалмом растительность, мешающую изучать скалы. Уловив флюиды геологов, Михаил Веллер, по случаю, изрек: «Прекрасен город Париж, особенно за штурвалом стратегического бомбардировщика!».
Цивилизованный мир, спасаясь от геологической напасти, изобрел компьютер. Лучшие математики и программисты создали электронную игрушку, чтобы геологи, наконец, удовлетворили свое любопытство. Заглянули бы в загадочное подземное царство Аида, прокатились бы по речке Стикс на лодчонке Харона и вернулись к живым, добыв Знание.
Вот только процесс запуска электронной игрушки не прост, но результат стоит того!
Игра в карты
Нас часто спрашивают, откуда мы знаем каким будет химический состав воды на том или ином участке, и очень удивляются, когда прогноз сбывается. Иногда нас называют волшебниками. Приятно!
А ларчик просто открывается.
Надо пробурить десяток-другой скважин, отобрать кернышки, найти воду, просчитать абсолютные отметки водоносных пластов, взять пробы на химический анализ, разобраться, что к чему относится, все перепроверить, отследить изменения химсостава, выявить наименее минерализированные воды, нанести информацию на топографическую карту (рис. 1), оцифровать ее, набить файлы, а потом нажать кнопочку на компьютере.
Компьютер пошуршит своими электронными мозгами и выплюнет 25 листочков, на каждом из которых поверх топографической карты нанесет концентрацию и распространение по территории того или иного химического элемента. Для наглядности еще и цветом выделит, и изолинии проведет. Для примера четыре таких листочка показаны на рис.2.
Комплект из 25 карт, отражающий содержание в водах различных элементов и веществ в одном водоносном пласте на определенной территории, и есть те самые легендарные крупномасштабные прогнозные карты «Химбур».
К слову сказать, на территории, представленной на рис.1, выявлено 8 водоносных пластов в интервале глубин от 0 до
Пользоваться такими картами легко. Если Вы живете в точке А, то химический состав воды, в данном случае на глубине
А еще можно попросить компьютер табличку нарисовать (Рис. 3), для этого другую кнопочку нажать надо.
Если Вы не можете выбрать, где купить участок в точке А или В, то достаточно посмотреть табличку (рис. 3), и выбор в пользу точки В станет очевидным.
Мы не случайно решили показать наши прогнозные карты. Для понимания процессов происходящих под землей нужны иллюстрации, а лучших картинок, чем реальные карты, не найти.
Терки профессионалов
Был случай в Новгородской земле в средине 90-х. Держали братки карьер, белоснежный кварцевый песок добывали. Сверху все выбрали, до воды добрались. Что делать? Драгу притащили, давай из-под воды песочек намывать. Сделали круг по карьеру, зима настала. Весной по новой начали. Вдруг, как по волшебству, золотые самородки поперли, по форме как слипшиеся шарики!
Компетентные органы тут как тут. Братков выгнали, геологов позвали, откуда, мол, золотишко? Те только руками развели. С точки зрения традиционной геологии, объяснить подобное чудо невозможно, геологических предпосылок для появления золота нет.
А если попробовать с нетрадиционной? Допустить, что золото существует в ионной форме и может мигрировать с водами на многие десятки километров?
Ведь что произошло?
Братки, выкопав карьер и вскрыв подземные воды, обеспечили контакт воды с атмосферным кислородом, то есть создали условия для протекания окислительных химических реакций, а расшевелив драгой и взбаламутив пески, они активировали центры кристаллизации, спровоцировав переход золота из ионной формы в молекулярную.
Братки, сами того не подозревая, создали то, что в геологии называется гидрогеохимическим барьером.
Механизмы и условия перехода различных элементов из водных растворов в осязаемое состояние до сих пор не изучены.
Как образуются покровные корочки водоносных пластов? Что заставляет ионы Ca, Mg, CO3, SiO2, переходить в молекулярное состояние и образовывать карбонатный или силикатный цемент? Почему образование покровных корочек всегда начинается с центров кристаллизации, по форме напоминающих слипшиеся шарики, которые мы можем наблюдать и сегодня, например, в долине реки Ящеры, вблизи Толмачево (рис.4)?
А что происходит с ионами металлов - серебра, цинка, хрома? Существуют ли природные гидрогеохимические барьеры, и если да, то, что они собой представляют?
Вопросов больше чем ответов…
Игра в карты. Продолжение
Откроем секрет.
Карты, которые мы демонстрируем, относятся к водоносному пласту, где живут удивительные по качеству воды, родившиеся в недрах Ижорского плато. Их отличительным признаком является полное отсутствие железа и марганца.
И вдруг, в области С, (рис. 5), мы видим появление железисто – марганцевого потока, движущегося, судя по изменению концентраций, в северном направлении. Чем Вам не речка Стикс?
Признаемся, когда мы впервые построили эти картинки, то были удивлены. Ближайший пласт с железисто-марганцевыми водами расположен выше исследуемого на 5-
Самым простым способом выяснить это, было бы пригнать экскаватор и выкопать ямку глубиной в
Пришлось компьютеру новые задачи ставить, просить его подземные рельефы смоделировать. Мы время тоже зря не теряли, машину буровую загнали, да дырочку подозрительную расковыряли. Интересно ведь! Заодно и компьютер проконтролировали, пока он, бедный, пыжился да возмущенно лампочками моргал.
Трудился компьютер не зря, результат вышел что надо!
Он нарисовал две поверхности (рис. 6).
Верхняя – рельеф ордовикских отложений. Так, по слухам, выглядело дно морское много миллионов лет назад. Сегодня эта поверхность спрятана под двенадцатиметровой толщей девонских и четвертичных отложений, и, по совместительству, является ложем водоносного пласта железисто - марганцевых вод. В центре видна гигантская воронка, куда и устремляется водный поток (направление движения обозначено красными стрелочками).
Нижняя поверхность – рельеф водоносного пласта с безжелезистыми водами, о котором, собственно, и идет речь в настоящей статье. Безжелезистые воды (выделены голубым цветом, направление движения черными стрелочками) как будто скатываются с плоскогорья, образуя симпатичный подземный водопадик и устремляются в долину, охватывая полукольцом небольшое углубление, образованное нисходящим потоком железисто - марганцевых вод. В долине оба потока смешиваются (желтое пятнышко с черными и красными стрелочками), что, строго говоря, приводит к рождению нового водоносного пласта с уникальными по химическому составу водами.
Обнаружить такое местечко не каждому гидрогеологу дано. А если понаблюдать за изменениями статических уровней, да сделать дополнительные химические анализы, то можно убедиться, что временами ток воды бывает не только сверху вниз, но и снизу вверх. Вполне можно за кандидатскую диссертацию садиться. С умным названием.
Но мы люди не честолюбивые. Нам другое интересно.
Игра в карты. Макрокомпоненты
Любая горная порода – химически устойчивое соединение, правда, до тех пор, пока не повстречается с водой. Вода – субстанция домовитая, запасливая. Пообщавшись с породой, она обязательно отщипнет от нее какой-нибудь иончик, утащит его в неведомые дали и переотложит в одной ей понятной комбинации, в тайном месте, образовав новую горную породу. И думают потом геологи, откуда что берется?
Однако, вернемся к прогнозным картам.
Посмотрим, что происходит с алюминием, когда в безжелезистые воды с шумом и треском падает с подземных небес железисто-марганцевая река (рис. 6, рис. 7).
При контакте безжелезистых и железисто-марганцевых вод, концентрация ионов алюминия резко возрастает (рис. 7, розовое пятнышко), хотя в исходных водах содержание алюминия ничтожно мало.
Учитывая, что в водоносном пласте, о котором идет речь, достаточно высокое фоновое содержание растворенного кислорода (рис. 8, справа), а также силикат-ионов (рис.8, слева), не исключено образование оксидов и (или) силикатов алюминия.
Не являемся ли мы, случайно, свидетелями зачатия будущего месторождения руд алюминия, каких-нибудь бокситов, а может даже и драгоценных камней, например, гранатов?
Предвкушая реакцию маститых геологов на наши кощунственные слова, заметим, прежде чем с умным видом смешно надувать щеки, вспомните, дорогие товарищи, про золотые новгородские шарики!
Коль скоро речь зашла о силикат-ионах, или, как модно сейчас выражаться, о силикатной жесткости, обратим внимание на то, что в области С (рис. 8, слева), там, где наблюдается интенсивное движение вод, концентрация силикат-ионов резко падает.
Несколько лет назад в «Обзоре гидрогеологической и гидрогеохимической обстановки в окрестностях озера Колпанского» мы высказали гипотезу, что изменение карбонатной жесткости напрямую зависит от скорости водообмена, или, что то же самое, от скорости движения вод.
По-видимому, это утверждение справедливо и для силикат-ионов. К сожалению, мы не так давно измеряем этот параметр, поэтому выявленную зависимость оставляем пока на уровне гипотезы.
Что же касается карбонатной жесткости, то, благодаря многочисленным наблюдениям, никаких сомнений в том, что она зависит от скорости водообмена у нас не осталось. Дополнительным подтверждением являются карты, изображенные на рис. 9.
Именно там, где происходит интенсивное движение вод (область С), карбонатная жесткость минимальна, а там, где скорость потока замедляется (северная часть карты), концентрация карбонатов, как кальция, так и магния, резко возрастает.
Похоже, что изменение карбонатной жесткости служит надежным поисковым признаком для выявления всевозможных разломов, карстовых и суффозионных аномалий.
Терки профессионалов. Продолжение
Если посмотреть на рис. 6 и сопоставить его с картами рис. 9, то можно обнаружить, что воды, пришедшие из известняков и доломитов Ижорского плато, выносят преимущественно карбонат магния, который, продолжает путешествовать с водами на значительные расстояния. Карбонат кальция, наоборот, далеко от места своего рождения не уходит. Он стремится при каждом удобном случае зацепиться в породе.
И если обогащенная кальцием водичка надумает выйти в хорошо отсортированные в процессе таяния ледника четвертичные пески, то начинается скоротечный процесс образования известковистых песчаников. При наличии в воде железа и кислорода новообразованные песчаники окрашиваются в красноватые оттенки и по внешнему виду ничем не отличаются от красноцветных девонских песчаников.
Как известно, ледниковые отложения определяются и датируются по включениям гранитоидов. И вот - ситуация. Приезжает буровая бригада на отбор керна. Достают породы с включениями гранита. Под ними красноцветные песчаники. Потом опять породы с включениями гранита. Что пишет геолог в полевом журнале? Ледниковые (четвертичные) отложения. Девонские отложения. Следы древнего (второго, пятого, десятого…) оледенения. А как еще объяснить то, что видишь своими глазами?
Геологу даже в голову не приходит, что он имеет дело с одним единственным оледенением и современным, по геологическим меркам, гидрогеохимическим процессом.
Палеонтологам тоже подстава. Попадет в песочки какая-нибудь современная ракушка, заместится кальцитом, найдут ее палеонтологи в таких вот «девонских» песчаниках, и будут на весь мир кричать, что такой-то вид столько-то миллионов лет существует. Еще и радиоуглеродный метод датирования приплетут. Да только кто его делал?
На самом деле возраст таких «девонских» песчаников - от силы шесть тысяч лет, а может и того меньше.
Не так давно мы провели эксперимент. Выбрали на окраинах Ижорского плато пару укромных родничков с повышенным содержанием карбоната кальция, положили в один из них свежесрезанную веточку ивы, в другой кусочек мха, и оставили ровно на год. Что с ними произошло, показано на рис. 10 и рис.11.
Веточка ивы после годового купания в карбонатном источнике. Внизу слева видна структура древесины, полностью замещенная кальцитом.
Мох, пролежавший в карбонатном источнике один год.
Как видите, вода способна здесь и сейчас, прямо у нас под носом, создавать новые горные породы, в данном случае известняки, с фантастической скоростью.
Игра в карты. Галогены
Галогены, при смешивании двух водных потоков с различными химическими составами, ведут себя своеобразно (рис. 12).
Хлор и йод – аристократы, водятся в чистых безжелезистых водах, сожительствовать с железисто-марганцевыми водами не спешат. Хлор осторожен, тормозит на дальних подступах к бурлящему котлу, где рождается речка Стикс (область С, рис.12, рис. 7). Йод любопытен. Остановился на краю котла, и стоит как вкопанный, с брезгливостью взирая на бром, который бьется в конвульсиях в центре событий. Фтор, свой парень, без комплексов, ему в любых водах хорошо. Лишь слегка потеснился, не мешая брому садомазохизмом заниматься.
В рельефе водоносного пласта каждый галоген свое место знает (рис. 13).
Хлор и йод, как и положено аристократам, расположились на горочке, поближе к подземному солнышку. Стражник-бром, закованный в железисто-марганцевые латы, обосновался в ямке, под горочкой, обозначая границу владений и охраняя спокойствие знати. А фтор, хитрец, и в доме аристократов уютное гнездышко свил, и вниз под горочку дорожку проложил.
Для информации. Все, без исключения, галогены придают водам тот или иной специфический запах. Как пахнет хлор, известно каждому, кто хоть раз купался в бассейне, или заходил в больничный туалет. Если пахнуло океанской свежестью – это йод. Резкий «технический» запах у брома. А как пахнет фтор, мы и сами не знаем, чем-то кисленьким.
Игра в карты. Восстановители
В роли заградотряда, держащего оборону во второй линии фронта вокруг котла вечной битвы безжелезистых и железисто-марганцевых вод (область С), выступает аммиак (рис. 14, слева). Его задача - не дать брому покинуть поле брани (рис. 12). В тылу аммиачного подразделения расположился ударный батальон с грозным названием гидразин (рис.14, справа).
Мы не случайно перешли на военную риторику.
Гидразин – сильнейший восстановитель, обладающий способностью вытеснять кислород из химических соединений. Широкой публике он известен исключительно как чудовищно токсичный компонент ракетного топлива. Начав мерить этот параметр и обнаружив его в водах, мы тоже грешили на военных, но по мере накопления данных, поняли, что они не причем.
Гидразин – природное соединение, по-видимому, какая-то гидрогеохимическая трансформация аммиака. В подземных водах Ленинградской области он встречается повсеместно, на разных глубинах, иногда в опасных концентрациях.
На сегодняшний день вразумительных разъяснений, даже на уровне гипотез, о происхождении гидразина в водах ни от геологов, ни от геохимиков, ни от просто химиков, мы получить не смогли.
Коль речь зашла о восстановителях, грех не вспомнить школьные опыты на уроках химии. Помните, когда в пробирку с мутной жижей впрыскивают капельку аммиака, и, словно по волшебству, стенки пробирки покрываются серебром? Нам еще говорили, что зеркала так делают.
Способность восстанавливать металлы из химических соединений до «чистого» состояния, и есть главная особенность восстановителей.
Игра в карты. Восстановители и металлы (серебро и цинк)
В полном соответствии с химической доктриной, появление в водах сильных восстановителей в лице аммиака и гидразина, приводит к резкому нарастанию концентраций цинка и серебра. Командует парадом, по-видимому, гидразин (рис. 15).
В водах Ленинградской области гидразин и серебро встречаются, как правило, в паре. Любовь их обоюдна, чем выше концентрация одного, тем выше другого. И если Вам предлагают испить серебряной водички из какого-нибудь святого источника, будьте готовы получить свою порцию токсина. Может в этом и заключается святость?
Игра в карты. Серебро и цинк
Наша любовь к двум волшебным металлам, серебру и цинку – безгранична. О них, несколько лет назад, уже шла речь в «Обзоре гидрогеологической и гидрогеохимической обстановки в окрестностях озера Колпанского».
Серебро и цинк, учитывая слабощелочную реакцию окружающих вод (ph > 7), образуют природный гальванический элемент. Так как вмещающие породы являются хорошей электропроводящей средой, то не исключено протекание постоянного электрического тока, а, следовательно, и возникновение постоянного электромагнитного поля (рис. 16). Оно, в свою очередь, может спровоцировать образование электрохимического барьера, на котором будут оседать или синтезироваться самые разные вещества и минералы.
Глядя на картинку рис.17 так и хочется подключить электрическую лампочку к клеммам щелочного серебряно-цинкового аккумулятора. Надо полагать, гореть такая лампочка, в человеческом измерении времени, будет вечно.
Может это и есть альтернативный источник энергии?
Если кто-нибудь осуществил бы эту идею, то что сказал бы Чубайс, рыжий мелкий пакостник из белорусского эпоса, своему известному однофамильцу, возглавляющему ныне какой-то комитет с глупой приставкой нано-? Интересно, показал бы он свой розовый язык?
Игра в карты. Серебро, цинк, никель, медь, хром
Если включить воображение, то можно увидеть, что металлы образуют вокруг нисходящего потока железисто-марганцевых вод (рис. 18, область С) неширокое сплошное полукольцо.
Внутри полукольца концентрации металлов максимальны.
Стадные настроения не разделяет только никель, но и он, по-видимому, связан с остальными металлами электромагнитной веревочкой (линия DE, рис. 19).
Не знаем, есть ли взаимосвязь, но азимутальное направление линии DE, совпадает по направлению с сетью региональных разломов и трещин.
О странных отношениях с галогенами (рис. 18, рис. 12) так и хочется написать детский хулиганский стишок.
Медь водит шуры-муры с Йодом,
а Хром, красавец, с осторожным Хлором.
Серебро ласкает и Йод, и Бром,
а Цинк, к Йоду с Бромом, добавил Фтор.
Никель, скромняга, все жмется вдали,
по жизни с Йодом ему по пути.
А если Вы вдруг, не верите нам,
сравните рисунки, трамтарарам!
Металлы живут в чистых безжелезистых водах (рис.20, рис.5, рис. 6).
В рельефе водоносного пласта (рис. 20) они заняли оборону на гребне подземного водопадика, заняв господствующие высоты, но ни один из них, за исключением серебра, на дерзкую наступательную операцию в тылу железисто-марганцевых войск, не отважился.
Послевкусие
От обилия картинок рябит в глазах. Требуется обобщение … и еще одна картинка.
Что мы имеем?
Мы имеем два водных потока, безжелезистых и железисто-марганцевых вод. Их контакт приводит к возникновению реальной, географически локализованной области в рельефе водоносного пласта, внутри которой происходит смешивание вод. При этом наблюдаются интересные малоизученные процессы и явления, приводящие к появлению смешанных вод с новым химическим составом. Область, где происходят эти чудеса по праву можно назвать гидрогеохимическим барьером.
На качественном уровне это выглядит так (рис.21):
В область смешивания поступают безжелезистые и железисто-марганцевые воды (голубое и зеленое пятнышко), каждая со своим набором химических элементов.
Внутри области некоторые элементы - железо, марганец, карбонаты кальция и магния, силикат-ионы, кислород, фтор, меньшая часть серебра - пребывают в состоянии динамического равновесия, существуют, так сказать, в режиме «что пришло, то ушло» (желтый прямоугольничек). Именно они определяют химический состав смешанных вод (желтое пятнышко).
Другие элементы - бром, хлор, йод, аммиак, гидразин, медь, цинк, хром, никель, большая часть серебра - пределов области смешивания не покидают (розовый кружочек).
Вопрос маститым геологам и другим светилам.
Что происходит с элементами в розовом кружочке, учитывая их непрерывный приток вместе с исходными водами?
Наше предположение, дилетантов и фантазеров, следующее.
Вышеназванные элементы оседают и концентрируются в покровной корочке или глинистом ложе водоносного пласта, или, чем черт не шутит, в виде самородков, в водопроводящем канале. Деваться им больше некуда.
Можно еще короче. Идет гидрогеохимическое формирование маленького месторождения цветных металлов.
Мертвые соединения живой материи
Обычно на небольших глубинах мы имеем дело с инфильтрационными водами, или водами просачивания, которые образуются за счет атмосферных осадков - дождевых и талых вод. Перед тем, как попасть под землю, они проходят слой чернозема, где сосредоточено 99.9 % Жизни.
Жизнь организована экономно. Все живое вещество вовлечено в непрерывный круговорот. Кто-то гибнет, распадается на молекулы, и именно из этих молекул возникает новый организм. Однако, некоторые ходовые химические соединения, входящие в состав живого вещества (нитраты, нитриты, фосфаты, цианиды и некоторые другие), постепенно изнашиваются, и, за ненадобностью, исключаются из круговорота живой материи. Будучи изгнаны, они растворяются инфильтрационными водами и попадают под землю.
За миллионы лет существования Жизни сложился глобальный механизм утилизации непригодного для дальнейшего использования органического вещества. В качестве вечного двигателя этой системы выступают подземные воды. В их компетенции сбор, гидрогеохимическая переработка и складирование в земных недрах отработанного органического материала. Конечным продуктом переработки являются новообразованные или гидрогеохимически измененные горные породы.
Возможно, одним из таких продуктов является нефть. Вынос отработанного органического материала и его переработка на каком-нибудь гидрогеохимическом барьере может привести к образованию нефтяного месторождения. Учитывая, что процесс утилизации и переработки органического вещества идет постоянно, можно предположить, что запасы нефти возобновляемы.
Так как тема образования нефтей для Ленинградской области не очень актуальна, попробуем посмотреть, как происходит процесс глобальной утилизации в конкретной точке, с помощью самых распространенных, отвергнутых Жизнью, соединений. В нашем распоряжении - цианиды, циануровая кислота, фосфорные соединения, нитраты и нитриты. Перед тем, как вернуться к прогнозным картам сделаем несколько замечаний.
В поведении вышеназванных соединений есть закономерность. Самые высокие концентрации наблюдаются в первом и втором от дневной поверхности водоносных пластах. По мере удаления от места появления, как в пределах водоносного пласта, так и с глубиной, их содержание монотонно убывает, достигая некоторых фоновых значений.
Цианиды и циануровая кислота. Когда мы обнаружили эти вещества в водах вблизи кладбищ и скотомогильников, у нас сложилось впечатление, что мы имеем дело с разложившимися до атомарного состояния трупами. Богатое воображение, помноженное на романы Агаты Кристи, вызывало стойкую ассоциацию приставки циано-, с мистическими трупными ядами. Прошло много лет, сделаны сотни анализов, выявлены закономерности появления этих компонентов в водах, а ощущение присутствия атомарных покойников осталось.
Фосфаты и фосфор. В неорганической химии считается, что фосфор в природе в «чистом» виде не встречается. Поэтому для нужд химических лабораторий разработаны тесты для определения общего фосфора в составе всех соединений, и отдельно, для определения фосфат-ионов, как самой распространенной формы существования фосфора. В первом приближении можно считать, что фосфат-ионы дают количественную оценку той части фосфора, которая связана кислородом.
Нитраты и нитриты. Главным поставщиком этих соединений в подземные воды является сам человек. Нитраты, и особенно нитриты, - самые надежные индикаторы загрязнений водоносных пластов сточными и канализационными водами.
Игра в карты. Цианиды, циануровая кислота, фосфаты, нитраты
Ничего странного в поведении вышеперечисленных веществ не наблюдается.
Живут они в безжелезистых водах, приходящих из трещиноватых известняков Ижорского плато. Трещинные воды, как известно, тесно связаны с дневной поверхностью, поэтому появление и закономерное снижение концентрации по мере удаления от места рождения внутри водоносного пласта, вполне ожидаемо (рис. 22). Любовные игрища двух водных потоков (область С) особого влияния на рассматриваемые соединения не оказывают.
Игра в карты. Фосфор
На первый взгляд бескислородные фосфорные соединения, как и положено веществам, ведущим свою родословную от биоорганических процессов, имеют тенденцию к снижению концентрации по мере удаления от источника их появления. Но в северо-западной части карты, в отличии от фосфатов, их содержание резко нарастает (рис.23, слева).
Место, где это происходит, нам хорошо известно. Там зафиксированы максимальные концентрации гидразина и серебра. (рис. 15, рис. 23, справа).
Не относится ли фосфор к числу элементов, обведенных розовым кружочком, о которых идет речь в главе «Послевкусие»?
Игра в карты. Нитриты
Появление нитритов на прогнозных картах, прямехонько в бурлящем котле истока реки Стикс (рис 24, область С), как бельмо на глазу. Ни красоты, ни преемственности.
Нитриты – верный показатель сброса канализационных вод через колхозный септик (статья «Канализация»).
Но как сточные воды попали на глубину
Ответ на этот вопрос заслуживает отдельной главы.
Терки профессионалов, или сказ про то, как маленькое пятнышко нитритов приводит к большим обобщениям
От поставленной задачи объяснить то, не знаю что, компьютер аж поперхнулся. Он долго моргал непонимающими лампочками, пока уяснил, чего от него хотят. Пыхтел-пыхтел, но пути миграции нитритов отыскал! И картинку выдал, просто загляденье!
Мы слегка изменили вертикальный масштаб, чтобы вписаться в габариты стандартного листа, но сохранили шкалу абсолютных высотных отметок (рис. 25, слева), совместив которые, можно легко восстановить исходную картинку,
Ход компьютерной мысли изящен и прост. Он построил совмещенные по координатам следующие поверхности: исследуемого водоносного пласта, ордовикских и девонских отложений, а также современного рельефа (рис. 25). Оказалось, что на всех поверхностях, одна под другой, расположились гигантские воронки, образующие единый, вертикально восходящий водопроводящий канал, по внешнему виду напоминающий трубу или Вавилонскую башню.
По этому каналу, выходящему практически на дневную поверхность, и скатились наши ненаглядные нитриты из единственного на всю округу колхозного септика (рис. 25, точка К), в бурлящий котел истока реки Стикс (рис. 24, область С). На своем пути (рис.25, белые стрелочки), они не только испортили воды, циркулирующие в водопроводящем канале, но и оставили свои следы еще в пяти водоносных пластах, расположенных в ледниковых и девонских отложениях.
Хорошее, однако, наглядное пособие об экологической безопасности колхозных септиков получилось!
Но речь не о септиках, а о водопроводящем канале. Посмотрим, что это за Вавилонская башня нарисовалась.
По данным разведочного бурения, тело канала сложено интенсивно обводненными горными породами – песками, трещиноватыми песчаниками, разрушенными алевролитами, мергелями. Раз есть вода, есть и гидрогеохимические процессы. Через некоторое время пустоты между частицами пород, по которым циркулирует вода, учитывая ее минерализацию, заполнятся карбонатным или силикатным цементом. И превратится наш водопроводящий канал в сплошной монолит.
Надо полагать, такой канал на территории Ленинградской области не один. Были они в прошлом, есть сейчас, будут и в будущем. Подобные объекты, в силу разных, по сравнению с вмещающими породами, физических свойств (плотность, влажность, электропроводность и т.п.), будут выглядеть инородными телами. И всегда будут представлять собой великолепную геофизическую аномалию. Да не простую, а «аномалию трубчатого типа».
Как только прозвучали эти слова, сразу вспомнились результаты геофизических съемок двадцатилетней давности. Тогда геофизики галопом проскакали по территории Ленинградской области, и влет выявили тысячу геологических аномалий, из них порядка сотни «трубчатого типа». Гидрогеологи, по-видимому, в интерпретации геофизических данных не участвовали, а геологам и в голову не пришло, что в подавляющем большинстве случаев они имеют дело с необычными гидрогеологическими объектами – восходящими или нисходящими, бывшими или действующими, водопроводящими каналами.
Зато в чью-то большую голову пришла мысль, что эти аномалии, из-за схожести форм, являются алмазоносными кимберлитовыми трубками. И алмазы действительно нашлись, на контакте каких-то девонских отложений. По странному стечению обстоятельств, девонскими отложениями оказались хорошо сцементированные высокоабразивные песчаники. Есть великое подозрение, что бурильщиков достало пилить эти неподатливые породы твердосплавным инструментом, и в ход пошли прочные, сделанные еще в СССР, алмазные коронки. Похоже, в лаборатории, где анализировали минеральный состав керна, вместе с буровым шламом попали и выпавшие из этих коронок алмазы. Они и стали источником многочисленных слухов и легенд о несметных богатствах Ленинградской области.
Алмазная лихорадка не закончилась до сих пор. С тупым упорством продолжается разбуривание хлипких причудливых туловищ геофизических аномалий, без каких бы то не было ощутимых результатов. Все кто принимал участие в таких работах отмечали высокую обводненность разбуриваемых пород. Но самое смешное, что никто и никогда не отбирал проб воды на химический анализ, не говоря уже о более серьезных гидрогеологических исследованиях. А жаль!
Если вдруг большинство геофизических аномалий трубчатого типа окажутся вертикальными водопроводящими каналами, пересекающими несколько водоносных пластов, то будет упущена возможность выявления гидрогеохимических барьеров. А ведь на них могут оседать или синтезироваться многие ценные минералы, включая редкие металлы. И, чем черт не шутит, может и отыщется укромная подземная кладовая, набитая, если не алмазами, то золотыми сверкающими шариками.
Правда, выявить гидрогеохимические барьеры в кишках водопроводящих каналов, из-за высокой скорости движения вод, очень не просто. Наш скромный опыт подсказывает, а рисунки 7, 12, 13, 15, 18, 19, 20 подтверждают, что гидрогеохимические процессы развиваются не внутри тела водопроводящего канала, а в непосредственной близости от него. Но в чреве канала, набитого железом и марганцем, всегда найдется место светлому путеводному пятнышку, способному привести к великим открытиям.
Сложение столбиком
Древние точно поняли сущность подземного мира. Там есть место всему. Бурлящему Стиксу и молчаливому Харону, несметным сокровищам всесильного Аида и стратегическому бомбардировщику Веллера, и даже нашим прогнозным картам.
+
Прогнозные карты пригодны не только в качестве реквизита для выступлений в роли волшебников перед старыми бабушками. С их помощью можно выявить едва уловимые связи химических элементов и глобальных геологических процессов. Проанализировав только один комплект прогнозных карт, мы узнали, что:
+
Резкое изменение концентраций железа и марганца связано с перетоками вод различных химических составов, а изменение карбонатной и силикатной жесткости свидетельствует об интенсивности водообменных процессов. По этим параметрам могут быть выявлены места геологических нарушений - разломов, карстовых, суффозионных и других аномалий.
+
Наличие в водах сильных восстановителей, таких как аммиак и гидразин, в сочетании с серебром и цинком, может привести к возникновению природного электрического диполя, создающего искажение естественного электрического поля Земли, что, в свою очередь, способствует появлению электрохимического барьера.
+
Резкое разделение галогенов, обычно мирно сосуществующих в водах, может свидетельствовать о наличии гидрогеохимического барьера, где гидрогеохимические процессы протекают с наибольшей интенсивностью.
+
Необычное поведение химических соединений, связанных с живой материей, может помочь выявлению источников загрязнений, а также путей миграции инфильтрационных вод.
=
По этому, далеко не полному списку гидрогеологических и гидрогеохимических признаков, отраженных в прогнозных картах, можно выявлять не только ареалы обитания наименее минерализированных вод, но и нащупывать границы залежей многих полезных ископаемых.
Надеемся, мы смогли красочно рассказать о работах, которые ведет «Химбур». Исследования продолжаются …
О сколько нам открытий чудных
Готовит просвещенья дух
И опыт, сын ошибок трудных
И гений, парадоксов друг,
И случай, бог изобретатель.