Подземная гидросфера - Евгений Викторович Пиннекер

до 0,3 литра воды в сутки от 1 кубического метра гальки, из которой слагался конденсатор. На некоторых морских островах, где отсутствуют подземные воды, конденсаторы — практически единственный источник получения питьевой воды, если не считать опреснителей, которые пока дают очень дорогую воду.

Возобновление подземных вод в результате конденсации влаги требует таких условий: во-первых, значительное колебание температуры на поверхности почвы; во-вторых, наличие разности давлений водяных паров воздуха и водяных паров в конденсаторах; в-третьих, размер, форма, расположение и «начинка» конденсатора (лучшей «начинкой» служат щебенистый грунт или трещиноватые породы).

При соответствующем подборе оптимальных условий гидрогеолог В. В. Климочкин в горных массивах Забайкалья и аллювиальных равнинах Якутии получал в среднем литр воды в сутки с квадратного километра площади. Другими словами, подземный сток местами лишь в два-три раза превышает долю конденсационных вод.

Седиментогенные воды, которые иногда называют ископаемыми, погребенными или реликтовыми, долго не соприкасались с атмосферой, иными словами, длительное время были исключены из гидрологического круговорота воды и участвовали в геологическом круговороте. Они были увлечены в недра Земли при осадкообразовании в виде остаточных растворов или отжаты при уплотнении горных пород. Одновозрастные с вмещающими породами воды называются сингенетическими («син» — одновременно). Есть и другой вид — эпигенетические («эпи» — после) воды, то есть отжатые в процессе литогенеза из перекрывающих или подстилающих толщ, затем мигрировавшие из более молодых осадочных пород в более древние или, наоборот, из древних в молодые. Они «моложе» или «древнее» вмещающих пород; главная же их особенность в том, что они образовались после седиментации.

Поскольку осадконакопление с захоронением ископаемых вод происходит главным образом в морских бассейнах, почти все седиментогенные подземные воды по происхождению талассогенные. Исключение составляют метеогенные подземные воды, увлеченные с осадками из пресноводных озерных бассейнов.

Магматогенные воды, правильнее именуемые мантийногенными, — это те воды, которые впервые вступают в круговорот воды. Молекулы такой воды генерируются в мантии, земной коре или магме из водорода и кислорода. По способу проникновения из мантии и глубоких частей земной коры они образуют вулканические воды, отщепляемые от магмы по мере ее подъема и остывания, и сквозьмагматические газово-жидкие растворы, которые представляют сплошной восходящий поток из очагов, где зарождается магма. Последняя разновидность вызывает, например, гранитизацию.

Метаморфогенные воды в той или иной степени связаны с экзогенными и эндогенными первоисточниками, они появляются в ходе метаморфизма за счет связанной воды осадочных или магматических пород. Обезвоживание минералов идет обычно вблизи магматических очагов или на больших глубинах, причина его — повышение температуры и давления. Такие воды снова (восстановленные из осадочных пород) или впервые (возрожденные из магматических пород) вступают в гидрологический круговорот. Источник метаморфогенных вод — кристаллизационная вода минералов или газово-жидкие включения в них. Нередко процессы дегидратации (например, при переходе гипса в ангидрит) могут иметь региональный характер, продолжаться длительное время и вызывать образование крупных скоплений подземных вод.

Из названных нами генетических разновидностей в «чистом» виде, пожалуй, встречаются только просочившиеся (с ними обычно имеют дело на глубинах до 2 километров) да сингенетические (в молодых артезианских бассейнах, недавно вышедших из-под Уровня моря) воды. Остальные разновидности, как правило, мы находим в смеси с другими, преимущественно просочившимися, водами, поскольку сразу после образования они смешиваются. У некоторых ученых наличие магматогенных вод вообще вызывает сомнение.

Тенденция исторического развития подземных водоносных систем сводится к вытеснению седиментогенных и магматогенных вод просочившимися сверху метеорными водами. Иногда в замещении участвуют и метаморфогенные воды. Поэтому даже в глубоких горизонтах платформенных впадин или очагах вулканической деятельности находится смесь подземных вод различного происхождения. К ней, например, относятся так называемые гидротермы — нагретые рудоносные растворы, формирующиеся из магматогенных, инфильтрогенных, седиментогенных и метаморфогенных разновидностей подземных вод. Точно так же смешанное седиментационно-инфильтрационное происхождение обычно имеют рассолы глубоких горизонтов осадочных толщ. Это, разумеется, не исключает обнаружения гидротерм в той или иной степени ювенильного происхождения, а среди глубоких горизонтов осадочной оболочки — седиментогенных вод.

Нептун или Плутон! Когда речь заходит о седиментогенных и магматогенных водах, вспоминаются естествоиспытатели прошлого. Уже они называли сторонников морского происхождения воды в Земле «нептунистами» (от Нептуна — бога морской стихии). Их противников, находивших у подземных вод магматическое начало, стали именовать «плутонистами» — в честь владыки подземного мира Плутона.

Сейчас спор между защитниками той и другой точек зрения направлен в русло поисков диагностических признаков. Тем не менее встречаются крайние взгляды. Уже отмечалось, что идеи Э. Зюсса сравнительно недавно возродил на новой основе упоминавшийся уже В. Ф. Дерпгольц, взгляды которого применительно к подземным водам глубоких горизонтов (так называемой «гидрохлоросфере») в последнее время разделяют некоторые гидрогеологи. Есть и последовательные «нептунисты», к числу которых принадлежат, скажем, профессор Е. В. Посохов и доктор наук Е. А. Басков — мои старые знакомые по дискуссии о происхождении концентрированных рассолов Сибирской платформы.

Рассолы[2] Сибирской платформы и их аналоги — пробный камень для шлифовки представлений о появлении воды в глубоких горизонтах соленосных толщ. Они своеобразны по составу, в котором преобладают хлориды кальция и содержатся в повышенных количествах многие химические элементы — калий, стронций, бром и т. д. Степень минерализации их самая высокая — солей в них бывает больше, чем воды, подчас 600 граммов в литре (рис. 10).

Рис. 10. Кристаллизация солей из предельно насыщенного рассола Балыхтинской скважины 5 (юг Сибирской платформы).

Стадии кристаллизации: а — осадок при температуре +20 °C, б — то же при снижении температуры до +10 °C, в — то же, при охлаждении до 0 °C. Над осадком слой рассола с плавающими кристаллами солей (г), сверху нефтяная пленка (0).

Так вот эти рассолы, в особенности их состав, Дерпгольц и его сторонники связывают с привносом веществ из мантии. И для этого, кажется, есть основания: в конце палеозоя — начале мезозоя на Сибирской платформе происходили грандиозные излияния трапповой магмы. Вместе с ней поступали в осадочный чехол магматогенные воды и продукты вулканической деятельности, которые могли сформировать «гидрохлоросферу».

У Посохова и Баскова взгляды, кстати, далеко не одинаковы: первый считает такие рассолы наследием древних «хлор-кальциевых» морей, а второй, вслед за М. Г. Валяшко, И. К. Зайцевым и другими «нептунистами», — продуктом преобразования «обычной» морской воды,