Подземные воды зоны многолетнемерзлых горных пород

03.07.2018
По классификации Н.Н. Романовского, подземные воды криолитозоны подразделяются на пять типов: надмерзлотные, межмерзлотные, внутримерзлотные, подмерзлотные и воды сплошных таликовых зон.

Надмерзлотные воды залегают над ММП, которые служат для них водоупором. По условиям залегания и режиму надмерзлотные воды подразделяют на следующие виды.

1. Сезоннопромерзающие воды распространены повсеместно и приурочены к деятельному слою. Они замерзают зимой и оттаивают летом. Питаются эти воды в основном за счет атмосферных осадков, а разгрузка происходит в речных долинах, оврагах и других понижениях рельефа в виде многочисленных источников. Сезоннопромерзающие воды обычно слабо минерализованные, ультра-пресные с минерализацией до 0,1 г/л. По химическому составу они изменяются от хлоридно-гидрокарбонатно-натриевых до гидрокарбонатно-кальциевых.

2. Сезоннополупромерзающие воды встречаются на участках покрытия водоносного талика деятельным слоем, сложенным хорошо проницаемыми породами. В этом случае в нижней части деятельного слоя вода сохраняется в жидкой фазе, благодаря чему обладает напором. По химическому составу близки к первым.

3. Сезоннонепромерзающие воды связаны с несквозными таликами, мощность которых меньше мощности многолетнемерзлых пород, поэтому они не проникают до горизонтов межмерзлотных и подмерзлотных вод и не могут служить между ними связующим звеном. Талики образуются в результате отепляющего действия поверхностных вод на многолетнемерзлые породы. Они могут располагаться в поймах и на низких террасах речных долин, под озерами и в конусах выноса у подножия горных склонов.

Важное значение имеют подрусловые талые воды, приуроченные к руслам рек и ручьев. Питаются они за счет инфильтрации атмосферных осадков и частично речных вод, поэтому обладают слабой минерализацией. Воды подрусловых таликов имеют сток в течение года и в северных частях криолитозоны с ними связаны основные запасы фунтовых вод, употребляемых для водоснабжения. По составу воды пресные, солоноватые и даже соленые. Состав воды меняется — от гидрокарбонатно-кальциевого до сульфатно-магниевого.

Межмерзлотные и внутримерзлотные воды


Межмерзлотные воды — это воды, находящиеся в слоях, ограниченных сверху и снизу толщами MМП. Внутримерзлотные воды — воды в виде линз и прослоев, ограниченных ММП со всех сторон. Существование межмерзлотных вод в жидкой фазе объясняется их динамикой: непрерывным движением, сохраняющим от промерзания и минерализацией. Эти воды могут быть безнапорными и напорными. Разфужаются они в виде источников, образующих наледи. Межмерзлотные воды могут существовать и в твердой фазе в виде залежей подземного льда разной формы и мощности. По минерализации эти воды могут быть пресными и солоноватыми, а под перемерзающими озерами могут формироваться линзы воды с высокой минерализацией.

Подмерзлотные воды


Эти воды залегают ниже подошвы ММП, по отношению к которым они подразделяются на: контактирующие — залегающие непосредственно под зоной ММП; неконтактирующие — отделенные от подошвы ММП водоупорными породами (в этом случае они обладают напором); глубинные — отделенные от мерзлой толщи сотнями метров. Питание этих вод осуществляется за счет атмосферных осадков, надмерзлотных, межмерзлотных и поверхностных вод под крупными реками и озерами. Областями разгрузки служат моря, озера, долины рек, овраги, зоны тектонических нарушений.

В большинстве случаев подмерзлотные воды являются напорными. Химический состав их зависит от состава вмещающих пород, условий питания и глубины залегания водоносных горизонтов. По температуре и химизму выделяются воды пресные и соленые с положительной температурой (> 0 °С); воды соленые и рассолы (криогалинные) с отрицательной температурой. Глубина залегания под-мерзлотных вод увеличивается с юга на север, достигая в центральных и северных районах 300—600 м и более.

Воды сквозных таликов


По условиям формирования, положению в рельефе, роли в водообмене толики под разделяются на три типа.

1. Метеогенные — поглощающие талики, питающие межмерзлотные и подмерзлотные воды при небольшой мощности (до первых десятков метров) промороженных пород.

2. Тектогенные — поглощающие и выводящие талики, способствующие связи над-, меж- и подмерзлотных вод при значительной мощности промороженных пород (десятки и сотни метров). Обычно они связаны с обводненными разломами и зонами контактов между породами различной проницаемости.

3. Термогенные (гидротермальные) талики, образующиеся на участках теплового потока из недр Земли, в районах активного вулканизма. Эти талики являются выводящими и разгружающими подмерзлотные воды при максимальной мощности промороженных пород (до тысяч метров). В выводящих сквозных таликах химический состав вод зависит от степени минерализации подмерзлотных вод. В этих таликах могут встречаться и пресные, и соленые воды.