Углекислые воды

Содержание растворенного СО₂ в углекислых водах изменя­ется в широких пределах, оно обычно составляет 1—3 г/л, но в глубоких горизонтах крупных месторождений углекислых вод может достигать 40 г/л. Соотношение между растворенной и свободной СО₂, выделяющейся при выходе углекислых вод на поверхность, колеблется в пределах 1—4. Газовый фактор (со­отношение между объемами газа и воды в 1 л) в углекислых водах обычно составляет 4—5, но может достигать 20.

Растворимость СО₂ в водах увеличивается с ростом давле­ния. Так, если в обычных условиях поверхности при 20°С раст­воримость СО₂ приблизительно составляет 1,7 г/л, то при дав­лении 5 МПа оно возрастает до 60 г/л. Эта цифра принципи­ально соответствует тем максимальным содержаниям СO₂, которые известны в настоящее время в подземных водах. Раст­воримость углекислоты в подземных водах уменьшается с рос­том их температуры. При этом воды разного химического соста­ва способны растворять различные количества углекислоты. В этом отношении существует следующий ряд: Н₂О>NaС1> >СаС1₂.

Ниже приводится отношение растворимости газов в 1 М растворе NaС1 к растворимости в воде при 70 °С (по А. Эллису):

Кроме углекислого газа эти воды обычно содержат комплекс других газов, который зависит от геолого-исторических особен­ностей структур и литолого-геохимических особенностей сла­гающих их пород. Так, для структур, сложенных осадочными породами, характерно сонахождение СО₂ с Н₂S, СН₄, а также с более сложными углеводородами (С₂Н₄, С₃Н₈); для районов современного магматизма корового типа — парагенезис СО₂, Н₂S, SО₂,SO₃, N₂, Не, NН₃, НСl, НF, СН₄ (и более сложные углеводороды). В зависимости от парагенетических ассоциаций газов среди углекислых вод выделяют собственно углекислые, азотно-углекислые, сероводородно-углекислые, водородно-угле-кислые, метано-углекислые, и т. д,

Для углекислых вод характерна значительная гамма органических веществ, включающих гуминовые и нафтеновые кислоты, фульвокислоты, фенолы, масла, нейтральные и кислые смолы, нефтяные углеводороды, при сумме C_орг до 40 мг/л. Максимальная величина минерализации таких вод может достигать 320 г/л, а температура ≥300°C.

Основными процессами формирования химического состава углекислых вод являются: растворение и выщелачивание водовмещающих пород, ионный обмен, взаимодействия с седиментационными и современными водами, окисление и восстановление элементов с переменной валентно­стью.

Важной особенностью углекислых вод является наличие в отдельных их геохимических типах высоких концентраций лития, рубидия, цезия, бора, мышьяка, сурьмы, германия, ртути, фто­ра.

Детальные исследования показали, что распределение Li, Rb, Cs, В, Аs, Sb, Gе в углекислых водах контролируется литолого-геохимическими особенностями водовмещающих пород