1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Известия РАН. Серия географическая
  4. T. 87, № 8, 2023

Известия РАН. Серия географическая, 2023, T. 87, № 8, стр. 1258-1274

Геохимия родниковых вод бассейнов рек Мзымта и Сочи, южный склон Кавказского хребта

П. С. Лесникова a, *, Л. В. Захарихина a, Ю. С. Литвиненко b, С. Г. Шевелев c, Г. В. Варельджян c

a Федеральный исследовательский центр “Субтропический научный центр Российской академии наук”
Сочи, Россия

b ООО “ЭкоГеоЛит”
Москва, Россия

c Кавказский государственный природный биосферный заповедник им. Х.Г. Шапошникова
Сочи, Россия

* E-mail: lesnikovaps@yandex.ru

Поступила в редакцию 06.02.2023
После доработки 20.07.2023
Принята к публикации 22.09.2023

Аннотация

На южном склоне Кавказского хребта изучен химический состав вод 31 родника. Родники расположены в бассейнах рр. Мзымта и Сочи. Здесь развиты как водоносные трещиноватые карбонатные породы, так и водоупорные аргиллиты и магматические породы. Кроме того, для района характерно развитие зон минерализаций и месторождения термальных сероводородных вод. Выделено четыре типа вод: I) гидрокарбонатные кальциевые, II) гидрокарбонатно-сульфатные кальциево-магниевые, III) гидрокарбонатно-сульфатные кальциево-натриевые, IV) гидрокарбонатно-хлоридно-сульфатные кальциевые. За счет геохимических особенностей региональных горных пород все типы вод характиризуются повышенными содержаниями Se и редкоземельных элементов (РЗЭ) и пониженными концентрациями Tl, Zr, Th, Fe. Первый тип связан с трещиноватыми карбонатными породами и из-за их хорошей растворимости и водопроницаемости отличается от других типов вод повышенными концентрациями Se и РЗЭ в 2.3 и 2.6 раз соотвественно. Второй тип, рапространенный преимущественно в аргиллитах, отличается относительно пониженными содержаниями Se, РЗЭ и других элементов, что обусловлено меньшей водопроницаемостью и растворимостью аргиллитов в сравнении с карбонатными породами. Для третьего типа характерно дополнительное присутсвие в составе избыточных элементов Ва, Li, Rb и B, что связано с влиянием месторождения гидротермальных минеральных вод. Магматические породы, как самые слабоводопроницаемые и менее богатые химическими элементами, чем аргиллиты, влияют на образование подземных вод с самыми низкими концентрациями элементов. Слабоводопроницаемость магматических пород подтверждаются анализом, выполненным с применением гидрогеохимической диаграммы Гиббса, указывающим на то, что на формирование этих вод налагается фактор атмосферных осадков. РЗЭ для всех типов вод характеризуются сходным фракционированием, наследованным от горных пород региона (средние РЗЭ > тяжелые РЗЭ > легкие РЗЭ). Общее количество редкоземельных элементов и закономерности их фракционирования могут быть использованы в качестве надежного критерия для интерпретации и типизции подземных пресных вод.

Ключевые слова: химический состав родников, бассейны рек Мзымта и Сочи, микроэлементы

Список литературы

  1. Белонин М.Д., Голубева В.А., Скублов Г.Т. Факторный анализ в геологии. М.: Недра, 1982. 269 с.

  2. Богуш И.А., Черкашин В.И. Металлогения юрских осадочных комплексов Кавказа // Сб. статей по материалам научно-практической конференции, посвященной памяти заслуженного геолога РФ Д.А. Мирзоева. Труды Института геологии ДНЦ РАН. 2012. № 58. С. 7–13.

  3. Борисов В.И. Реки Кубани. Краснодар: Кубан. кн. изд-во, 2005. 120 с.

  4. Воробьев С.А. Программный пакет комплексной обработки геолого-геохимических данных Gold Digger. Документация и описание. М.: МПР, 2000. 50 с.

  5. Газеев В.М., Гурбанов А.Г., Кондрашов И.А. Палеогеновая базальт-трахитовая формация Западного Кавказа: геохимическая специфика, вопросы петрогенезиса, геодинамическая типизация, металлогения // Геология и геофизика Юга России. 2018. № 4. С. 18–32.

  6. Де Уист Р. Гидрогеология с основами гидрологии суши. М.: Мир, 1969. Т. I. 312 с.

  7. Дрожжина К.В. Особенности природно-климатических условий бассейна реки Мзымта для целей рекреационной деятельности // Молодой ученый. 2013. № 5. С. 196–198.

  8. Захарихина Л.В., Шарафан М.В. Поведение редкоземельных элементов в почвенно-растительном покрове урболандшафтов г. Сочи // Вестн. Камчатской региональной ассоциации Учебно-научный центр. Серия: Науки о Земле. 2021. № 2 (50). С. 48–58. https://doi.org/10.31431/1816-5524-2021-2-50-48-58

  9. Карелина Е.В., Марков В.Е., Блоков В.И. Перспективность Краснополянского района города Сочи на благороднометалльное оруденение // Вестн. РУДН. Серия: Инженерные исследования. 2017. № 18 (4). С. 497–504.

  10. Крайнов С.Р., Рыженко Б.Н., Швец В.М. Геохимия подземных вод: Теоретические, прикладные и экологические аспекты / отв. ред. Н.П. Лаверов. М.: ЦентрЛитНефтеГаз, 2012. 672 с.

  11. Курлов М.Г., Собкевич А.И. Опыт классификации сибирских целебных минеральных вод, согласно их химическому составу. Томск: Изд. Том. губ. отд-ния гос. изд-ва, 1921. 52 с.

  12. Лаврищев В.А., Пруцкий Н.И., Семенов В.М. и др. Государственная геологическая карта Российской федерации масштаба 1 : 200 000. Серия Кавказская. Лист К-37-V. Изд. 2-е. СПб., 2002.

  13. Малышев А.И. Сера в магматическом рудообразовании. Екатеринбург: Институт геологии и геохимии УрО РАН, 2004. 189 с.

  14. Методические основы гидрогеологического районирования территории СССР / ВНИИ гидрогеологии и инж. геологии / сост. Л.А. Островский и др. М.: Недра, 1990. 238 с.

  15. Овчинников А.М. Условия формирования мацестинских сероводородных вод // Тр. Лабор. гидрогеол. пробл. АН СССР. 1949. Т. 2. С. 1958.

  16. Павлов А.Н. Естественное разубоживание минеральных вод Мацесты // Записки Горного института. 1965. Т. 48. № 2. С. 92–97.

  17. Плюснин А.М., Замана Л.В., Шварцев С.Л., Токаренко О.Г., Чернявский М.К. Гидрогеохимические особенности состава азотных терм Байкальской рифтовой зоны // Геология и геофизика. 2013. Т. 54. № 5. С. 647–664.

  18. Посохов Е.В. Формирование химического состава подземных вод. Л.: Гидрометеорологическое издательство, 1966. 258 с.

  19. Пруцкий Н.И., Юбко В.М., Деркачева М.Г. и др. Государственная геологическая карта Российской Федерации. Гидрогеологическая карта и литологическая карта поверхностей дна акваторий Черного и Каспийского морей. Масштаб 1 : 1000000. Серия Скифская. Лист К-37. Изд. 3-е. СПб., 2011

  20. Савенко В.С. Биофильность химических элементов и ее отражение в химии океана // Вестн. Моск. ун-та. Серия. 5. География. 1997. № 1. С. 3–7.

  21. Соловов А.П. Геохимические методы поисков месторождений полезных ископаемых. М.: Недра, 1985. 70 с.

  22. Харитонова Н.А. Углекислые минеральные воды северо-востока Азии: происхождение и эволюция. Автореф. дис. … д-ра геолого-минерал. наук. Томск: ФГБУН Дальневосточный геологический институт ДВО РАН, 2013. 46 с.

  23. Челноков Г.А., Харитонова Н.А., Брагин И.В., Асеева А.В., Бушкарева К.Ю., Лямина Л.А. Геохимия редкоземельных элементов в водах и вторичных минеральных отложениях термальных источников Камчатки // Вестн. Моск. ун-та. Серия 4. Геология. 2020. № 1. С. 88–96. https://doi.org/10.33623/0579-9406-2020-1-88-96

  24. Шварцев С.Л. Гидрогеохимия зоны гипергенеза. М.: Недра, 1998. 365 с.

  25. Apollaro C., Fuoco I., Bloise L., Calabrese E., Marini L., Vespasiano G., Muto F. Geochemical modeling of water-rock interaction processes in the Pollino National Park // Hindawi Geofluids. 2021. Art. 6655711. https://doi.org/10.1155/2021/6655711

  26. Beyene G., Aberra D., Fufa F. Geochemical quality analysis of groundwater in Jimma Zone, Oromia, National Regional State, Ethiopia // J. Environmental and Occupational Science. 2017. Vol. 6. P. 67–73. https://doi.org/10.5455/jeos.20170815094011

  27. Embaby A., Razack M., Lecoz M., Porel G. Hydrogeochemical Assessment of Groundwater in the Precambrian Rocks, South Eastern Desert, Egypt // J. Water Resource and Protection. 2016. Vol. 8 (3). P. 293–310. https://doi.org/10.4236/jwarp.2016.83025

  28. Gibbs R.J. Mechanisms Controlling World Water Chemistry // Science, New Series. 1970. Vol. 170. № 3962. P. 1088–1090.

  29. Grigoriev N.A. Average concentrations of chemical elements in rocks of the upper continental crust // Geochemistry International. 2003. Vol. 41. № 7. P. 711–718.

  30. Gromet L.P., Dumek R.F., Haskin L.A., Korotev R.L. The “North American shale composite”: Its composition, major and trace element characteristics // Geochim. Cosmochim. Acta. 1984. Vol. 48. P. 2469–2482.

  31. Haskin L.A., Haskin M.A., Frey F.A., Wildman T.R. Relative and absolute terrestrial abundance’s of the rare earths / Origin and Distribution of the Elements. Pergamon Press, 1968. P. 889–912.

  32. Hem J.D. Study and interpretation of the chemical characteristics of natural water. Water Supply Paper 2254. Charlottesville: Geological Survey Publ., 1985. 263 p.

  33. Jie C., Hui Q., Yanyan G., Haike W., Maosheng Z. Insights into hydrological and hydrochemical processes in response to water replenishment for lakes in arid regions // J. of Hydrology. 2020. Vol. 581. Art. 124386. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2019.124386

  34. Kharitonova N.A., Chelnokov G.A., Bragin I.V., Chudaev O.V., Shand P., Funikova V.V. Major and trace element geochemistry of CO2-rich groundwater in the volcanic aquifer system of the Eastern Sikhote-Alin (Russia) // Environ Earth Sci. 2020. Vol. 79. Art. 55. https://doi.org/10.1007/s12665-019-8697-y

  35. Kharitonova N.A., Vakh E.A., Chelnokov G.A., Chudaev O.V., Aleksandrov I.A., Bragin I.V. Ree geochemistry in groundwater of the Sikhote Alin fold region (Russian Far East) // Russian J. Pacific Geology. 2016. Vol. 10. № 2. P. 141–154. https://doi.org/10.1134/S1819714016020032

  36. Liang Z., Chen J., Jiang T., Li K., Gao L., Wang Z., Li S., Xie Z. Identification of the dominant hydrogeochemical processes and characterization of potential contaminants in groundwater in Qingyuan, China, by multivariate statistical analysis // RSC Adv. 2018. Vol. 8 (58). P. 33 243–33 255. https://doi.org/10.1039/c8ra06051g

  37. Litvinenko Yu.S., Zakharikhina L.V. Geochemistry and Radioecology of Waters and Bottom Sediments of the Mzymta River, the Black Sea Coast // Geochemistry International. 2022. Vol. 60 (4). P. 379–394. https://doi.org/10.31857/S0016752522030049

  38. Marandi A., Shand P. Groundwater chemistry and the Gibbs Diagram // Applied Geochemistry. 2018. Vol. 97. P. 209– 2012. https://doi.org/10.1016/j.apgeochem.2018.07.00

  39. Sajil Kumar P.J., James E.J. Identification of hydrogeochemical processes in the Coimbatore district, Tamil Nadu, India // Hydrological Sciences J. 2018. Vol. 61 (4). P. 719–731. https://doi.org/10.1080/02626667.2015.1022551

  40. Sarikhani R., Ghassemi Dehnavi A., Ahmadnejad Z., Kalantari N. Hydrochemical characteristics and groundwater quality assessment in Bushehr Province, SW Iran // Environ. Earth Sci. 2015. Vol. 74. P. 6265–6281. https://doi.org/10.1007/s12665-015-4651-9

  41. Shajedul I., Golam M. Hydro-geochemical evaluation of groundwater for irrigation in the Ganges River basin areas of Bangladesh // Research Square. 2021. https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-161359/v1

  42. Taucare M., Daniele L., Viguier B., Vallejos A., Arancibia G. Groundwater resources and recharge processes in the Western Andean Front of Central Chile // Science of the Total Environment. 2020. Vol. 722. Art. 137824. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.137824

  43. Zakharikhina L.V., Rudev P.V., Paltseva A.V. Chemical composition and morphology of the Mediterranean mussel, Black Sea coast of Russia // Marine Pollution Bulletin. 2022. Vol. 179. Art. 113692. https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2022.113692

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Известия РАН. Серия географическая

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал