Леции по общей геологии

Эрнс-Зюсс объяснил происхождение водных горизонтов в близи магматических очагов. Он доказал, что водные пары которые поступают от магматического очага на некотором расстоянии от него могут конденсироваться. Вода образованная таким способом получила название –ювелирная.

Физический состав подземных вод.

Вода может быть: химически связанной и свободным составляющем. Химически связанная вода входит в состав минералов и г.п. Кристаллизационная вода участвует в образовании кристаллической решетки. Конституционная вода входит в в состав г.п. Гедратная и циолитная.

Физический состав подземных вод в г.п. определяется различными факторами, главная из них температура и давление. Вода входящая в состав г.п. может быть:

гигроскопическая вода;

пленочная вода;

капиллярная вода;

гравитационная вода.

Гигроскопическая вода. Содержится в более влажных породах образуется из-за поров воды, которые проникают в поры и трещины породы. Данная вода осаждается на зерне породы или может быть отсорбирована зерном породы.

Пленочная вода. Образуется при увеличении капель на поверхности частицы, образует вокруг частицы пленку. Пленка удерживается силами молекулярного притяжения, как и в гигроскопической воде.

Капиллярная вода. Возникает при условии полного заполнения пор в породе, если диаметр пор не превышает одного миллиметра, то вода будет находится, под влиянием МКТ и сил поверхностного напряжения. Столбики воды, заполняющие капилляр ограничен сверху и снизу вогнутыми поверхностями (менисками). Каждый из менисков притягивает воду к себе, поэтому вода находится в неподвижном состоянии. Если отсутствует нижний мениск, вода поднимается вверх по капилляру и изливается на поверхность в виде источника. Если отсутствует верхний мениск, то вода уходит вниз по капилляру в более глубокие зоны литосферы.

Гравитационная вода. Содержится в крупно пористых г.п. При наличии пара в порах диаметром до одного миллиметра. В таких порах вода начинает перемещаться под влиянием силы тяжести. При полном заполнении пор вода течет в сторону уклона, только гравитационные воды считаются истинно свободными (когда говорят о подземных водах имеют в виду воды гравитационного происхождения).

Гидрогеологические свойства породю

К гидрогеологическим свойствам относятся:

Водопроницаемость

влагоемкость

пористость

Водопроницаемость ГП связана с пористостью и определяется в основном средними размерами пор. Если порода имеет полнокристаллическое строение то водопроницаемость ее может быть определена только опытным путем. Степень водопроницаемости принято характеризовать коэффициентом водопроницаемости или коэффициентом фильтрации (этот коэффициент указывает скорость с которой гравитационные воды просачиваются через породу с углом наклона в 45º литр/сутки). Порода степени водопроницаемости породы делятся на 5 групп:

хорошо водопроницаемые (галечник, крупнозернистые пески, сильно трещиноватые породы)

водопроницаемые (пески крупно-, средне-, мелкозернистые, трещеноватые породы)

слабоводопроницаемые (песчанник, супесь)

весьма слабоводопроницаемые или полупроницаемые (глинистый песчанник, суглинки, некоторые супеси)

непроницаемые (скальные породы)

Влагоемкостью называют способность вмещать и удерживать определенное кол-во воды при данных температуре и давлении. Различают:

максимальную или полную влагоемкость, которая определяется кол-вом всех видов воды содержащихся в породе при условии полного заполнения пор.

молекулярную, которая определяется кол-вом воды удерживаемой в породе силами молекулярного притяжения.

Разница между полной и молекулярной влагоемкостью называется водоотдачей.

Типы подземных вод и их динамика.

Порода условиям залегания, движения среди подземных вод можно выделить следующие типы:

Почвенные

Верховодка

Грунтовые

межпластовые

Почвенные воды располагаются в поверхностной зоне (до глубины проникновения дождевых осадков). Ниже зоны почвенных вод как правило сухие пласты горных пород. В толще этих пород могут присутствовать линзы образованные инфильтрационными водами – такие линзы называются верховодкой. В областях с влажным климатом над первым сверху водоупорным слоем обычно располагается постоянный водоносный горизонт) т.е. горизонт грунтовых вод). Грунтовые воды питаются за счет проникновения атмосферных осадков. Горизонт грунтовых вод сверху ограничен зеркалом грунтовых вод. Выше зеркала грунтовых вод располагается зона капиллярного поднятия. Межпластовые воды расположены между двумя водоупорными пластами (сложены сухими горными породами). Межпластовые воды с большим региональным напором называются артезианскими (залегают в виде дугообразного горизонта).