Изотопно-гидрогеохимическая характеристика радоновых вод Белокурихинского месторождения

Цель данной работы заключалась в проведении комплексных изотопно-геохимических исследований минеральных вод Белокурихинского месторождения. Лабораторное изучение химического состава вод было выполнено методами титриметрии, ионной хроматографии, масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой. Изотопный состав кислорода, водорода и углерода водорастворенной углекислоты исследовался с помощью прибора Isotope Ratio Mass Spectrometer Finnigan^TM MAT 253, снабженного приставками пробоподготовки H/Device (для анализа отношений δD) и GasBench II (для анализа отношений δ¹⁸O и δ¹³С_DIC). На месторождении распространены два водоносных горизонта: первый безнапорный водоносный горизонт объединяет рыхлые отложения четвертичного возраста, второй напорный водоносный горизонт включает граниты верхнепалеозойского возраста различной степени трещиноватости – от монолитных до выветрелых. По геохимическим коэффициентам было выделено три группы вод: трещинно-жильные воды гранитов, залегающие в выветрелых гранитах; грунтовые воды зоны редкоземельной минерализации и фонового состава; поверхностные воды р. Белокурихи. Изотопные данные по кислороду и водороду свидетельствуют, что эксплуатируемые водоносные горизонты Белокурихинского месторождения имеют инфильтрационное питание метеорными водами со смещением акцента питания к осадкам зимнего периода. В работе представлены первые данные комплексных изотопно-гидрогеохимических исследований азотнокремнистых слаборадоновых термальных вод Белокурихинского месторождения. Воды имеют HCO₃-SO₄ Na и SO₄-HCO₃ Na состав с величиной общей минерализации от 198 до 257 мг/дм3 , характеризуются щелочными pH 8,6–9,6, содержанием кремния от 19,8 до 24,6 мг/дм³ и относятся к трещинно-жильным водам гранитов верхнего палеозоя. Активность ²²²Rn составляет до 359 Бк/дм³. Значения δD (от -126,9 до -102,7 ‰) и δ¹⁸O (от -17,5 до -14,2 ‰) изученных вод указывают на их метеорное происхождение. Значения δ¹³С_DIC варьируют от -9,7 до -25,6 ‰ и указывают на биогенное происхождение углерода.

1. Посохов Е.В., Толстихин Н.И. Минеральные воды (лечебные, промышленные, энергетические). Л.: Недра, 1977. 240 с.

2. Вериго Е.К., Гусев В.К., Быкова В.В. Заельцовское месторождение радоновых вод // Новые данные по геологии и полезным ископаемым ЗападнойСибири / отв. ред. Г.А. Селятицкий. Вып. 14. Томск: Изд-во Том. ун-та, 1979. С. 47–51.

3. Новиков Д.А., Сухорукова А.Ф., Корнеева Т.В. Гидрогеология и гидрогеохимия Заельцовско-Мочищенского проявления радоновых вод (юг Западной Сибири) // Геодинамика и тектонофизика. 2018. Т. 9. № 4. С. 1255–1274. https://doi.org/10.5800/GT-2018-9-4-0394

4. Novikov D.A., Korneeva T.V. Microelements in radon waters of the Zaelsovsky field (the southern part of West Siberia) // Journal of Physics: Conference Series. 2019. Vol. 1172. P. 012096. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1172/1/012096

5. Novikov D.A., Dultsev F.F., Chernykh A.V. Role of water-rock interactions in the formation of the composition of radon waters of the Zaeltsovsky field (the southern part of West Siberia) // Journal of Physics: Conference Series. 2020. Vol. 1451. P. 012007. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1451/1/012007

6. Novikov D.A., Dultsev F.F., Kamenova-Totzeva R., Korneeva T.V. Hydrogeological conditions and hydrogeochemistry of radon waters in the Zaeltsovsky-Mochishche zone of Novosibirk, Russia // Environmental Earth Sciences. 2021. Vol. 80. P. 216. https://doi.org/10.1007/s12665-021-09486-w

7. Корнеева Т.В., Новиков Д.А. Формы миграции химических элементов в радоновых водах месторождения «Горводолечебница» (г. Новосибирск) // Труды Ферсмановской научной сессии Геологического института Кольского научного центра Российской академии наук. 2020. № 17. С. 287–291. https://doi.org/10.31241/FNS.2020.17.054

8. Булатов А.А., Копылова Ю.Г., Джабарова Н.К., Рычкова К.М., Аракчаа К.Д., Хващевская А.А. [и др.]. Новые сведения о составе радоновых вод (Шивелигское месторождение) // Курортная база и природные лечебно-оздоровительные местности Тувы и сопредельных регионов. 2013. № 1. С. 154–161.

9. Минеева Л.А., Аракчаа К.Д., Кызыл О.М. Физикохимическая характеристика минеральных вод месторождений Шумак и Чойган // Известия Иркутского государственного университета. Науки о Земле. 2016. Т. 17. С. 115–134.

10. Елисеев В.А. Радоновые азотно-термальные воды Алтая // Вопросы курортологии, физиотерапии и лечебной физической культуры. 2010. № 5. С. 38–40.

11. Новиков Д.А., Копылова Ю.Г., Вакуленко Л.Г., Сухорукова А.Ф., Пыряев А.Н. [и др.]. Изотопно-геохимические особенности проявления слаборадоновых вод «Инские источники» (юг Западной Сибири) // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2021. Т. 332. № 3. С. 135–145.

12. Новиков Д.А., Сухорукова А.Ф., Корнеева Т.В., Каменова-Тоцева Р.М., Максимова А.А., Деркачев А.С. [и др.]. Гидрогеология и гидрогеохимия месторождения радоновых вод «Каменское» (г. Новосибирск) // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2021. Т. 332. № 4. С. 192–208.

13. Новиков Д.А., Дульцев Ф.Ф., Сухорукова А.Ф., Максимова А.А., Черных А.В., Деркачев А.С. Радионуклиды в природных водах Новосибирской городской агломерации // Геологическая эволюция взаимодействия воды с горными породами: материалы IV Всерос. науч. конф. с междунар. уч. Улан-Удэ, 2020. С. 134–138.

14. Новиков Д.А., Вакуленко Л.Г., Сухорукова А.Ф. Геохимия системы вода – порода проявления слаборадоновых вод «Инские источники» (юг Западной Сибири) // Геологическая эволюция взаимодействия воды с горными породами: материалы IV Всерос. науч. конф. с междунар. уч. Улан-Удэ, 2020. С. 88–92.

15. Дергунов А.Б. Структуры зоны сочленения Горного Алтая и Западного Саяна. М.: Наука, 1967. 227 с.

16. Craig H. Isotopic variations in meteoric waters // Science. 1961. Vol. 133. Iss. 3465. P. 1702–1703. https://doi.org/10.1126/science.133.3465.1702

17. Chafouq D., Mandour A.E., Elgettafi M., Himi M., Chouikri I., Casas A. Hydrochemical and isotopic characterization of groundwater in the Ghis-Nekor plain (northern Morocco) // Journal of African Earth Sciences. 2018. Vol. 139. P. 1–13. https://doi.org/10.1016/j.jafrearsci.2017.11.007

18. Newman C.P., Poulson S.R., Hanna B. Regional isotopic investigation of evaporation and water-rock interaction in mine pit lakes in Nevada, USA // Journal of Geochemical Exploration. 2020. Vol. 210. P. 106445. https://doi.org/10.1016/j.gexplo.2019.106445

19. Ферронский В.И., Поляков В.А. Изотопия гидросферы Земли. М.: Научный мир, 2009. 632 с.

20. Zhang J., Quay P.D., Wilbur D.O. Carbon isotope fractionation during gas-water exchange and dissolution of CO2 // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1995. Vol. 59. Iss. 1. P. 107–114.