Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. История изучения и использования минеральных подземных вод Якутии 7
1.1 Первые сведения о соляных ключах и состояние изученности минеральных подземных вод к началу XXI в 7
1.2 Обзор развития санаторно-курортной базы и применение лечебных вод в бальнеологической практике 13
Глава 2. Роль процессов криогенеза в формировании и распространении минеральных подземных вод территории 17
2.1 Краткая характеристика структурно-геологических условий 17
2.2 Криогенное преобразование гидрогеологических структур 24
2.3 Влияние процессов криогенеза на формирование химического состава и минерализации подземных вод 30
Глава 3. Оценка особенностей распространения минеральных подземных вод 37
3.1 Восточно-Сибирская гидроминеральная область 38
3.1.1 Нюйско-Джербинский гидроминеральный район 39
3.1.2 Березовский гидроминеральный район 42
3.1.3 Кемпендяйский гидроминеральный район 45
3.1.4 Абалахский гидроминеральный район 48
3.1.5 Мало-Ботуобинский гидроминеральный район 57
3.1.6 Далдьшо-Алакитский гидроминеральный район 61
3.2 Алданская гидроминеральная область 68
3.2.1 Чульманский гидроминеральный район 70
Глава 4. Характеристика основных бальнеологических типов подземных вод территории 80
4.1 О принципах типизации минеральных лечебных подземных вод 80
4.2 Группа сульфатных минеральных вод 83
4.3 Группа хлоридных соленых вод и рассолов 92
4.4 Группа бромных хлоридных минеральных вод 98
4.5 Группа сульфидных минеральных вод 101
4.6 Группа гидрокарбонатных пресных холодных вод 106
4.7 Группа азотных термальных вод 107
Глава 5. Оценка потребности, современное состояние и перспективы использования подземных минеральных лечебных вод Якутии 110
5.1 Оценка потребности населения Якутии в санаторно-курортном лечении 110
5.2 Современное состояние и перспективы использования минеральных лечебных подземных вод 117
Заключение 123
Список использованной литературы 124
Приложения 144
- Криогенное преобразование гидрогеологических структур
- Далдьшо-Алакитский гидроминеральный район
- Группа хлоридных соленых вод и рассолов
- Современное состояние и перспективы использования минеральных лечебных подземных вод
Введение к работе
Актуальность темы. Исследования охватывают якутскую часть Сибирской платформы, территория которой составляет 66% площади Якутии, где проживает 92% ее населения. Перспектива вовлечения местных гидроминеральных ресурсов в бальнеологическую практику, учитывая большую удаленность региона от известных российских курортов и здравниц, имеет большое значение. В связи с этим особую актуальность приобретают исследования, направленные на выявление закономерностей распространения и особенностей формирования химического состава подземных минеральных лечебных вод на территории республики и их бальнеологической типизации.
Объект исследования: Подземные минеральные лечебные воды якут> ской части Сибирской платформы.
Цель работы: выявить основные закономерности распространения, бальнеологические типы и перспективы использования минеральных лечебных подземных вод якутской части Сибирской платформы.
Задачи:
охарактеризовать основные этапы изучения минеральных подземных вод в регионе;
провести анализ имеющихся сведений о степени влияния процессов криогенеза на формирование минеральных подземных вод;
'- оценить мерзлотно-гидрогеологические условия распространения минеральных лечебных подземных вод в регионе;
составить карту минеральных подземных вод якутской части Сибирской платформы в масштабе 1: 2 500 000;
выявить бальнеологические группы и произвести типизацию минеральных лечебных подземных вод;
оценить потребность населения Якутии в санаторно-курортном лечении.
Фактические материалы. В работе использованы результаты изучения мерзлотно-гидрогеологических условий территории Якутии, проводимых с участием автора кафедрой мерзлотоведения геологоразведочного факультета Северо-Восточного федерального университета им. М.К. Аммосова (СВФУ) с 1985 г. (№ ГС01880067929), а также фондовые материалы Института мерзлотоведения им. П.И. Мельникова СО РАН (ИМЗ СО РАН), Государственного комитета по геологии и недропользованию РС(Я), Территориального фонда геологической информации РС(Я), Якутского областного совета профессиональных союзов (ЯОСПС) и других организаций, а также опубликованные данные.
Автором были исследованы минеральные родники в бассейнах рек Пеледуй (Ленский р-н), Олекма (Олекминский р-н), Мал. Нахот (Южная Якутия), ист. Сытыган-Сылба (Оймяконский р-н), а также минеральные подземные воды Центральной Якутии. Химические анализы выполнялись в аналитических лабораториях ИМЗ СО РАН, Института земной коры Сибирского отделения РАН (ИЗК СО РАН), в гидрогеохимической лаборатории кафедры мерзлотоведения СВФУ, Институте геохимии и физики минералов Академии наук УССР (ИГФМ АН УССР).
Научная новизна:
впервые составлена карта минеральных подземных вод для территории якутской части Сибирской платформы в масштабе 1:2 500 000;
предложеча типизация подземных минеральных вод рассматриваемой территории и впервые выделено 19 их бальнеологических типов;
впервые комплексно обоснована возможность использования минеральных лечебных подземных вод Якутии в санаторно-курортном лечении с учетом анализа заболеваемости населения республики;
выделены районы, имеющие перспективу практического применения бальнеологических ресурсов в регионе.
Защищаемые положения:
Основные: закономерности распространения минеральных лечебных подземных вод на территории якутской части Сибирской платформы связаны с особенностями мерзлотно-гидрогеологических условий и, прежде всего, со степенью промороженности гидрогеологических структур и закрытостью их от инфильтрационного питания.
Криогенная метаморфизация химического состава подземных вод и трансформация гидрогеологической обстановки, происходящие в процессе глубокого промерзания горных пород на рассматриваемой территории, способствуют формированию специфических бальнеологических типов минеральных подземных вод.
Высокая потребность населения Якутии в бальнеологическом лечении свидетельствует о важности развития местной санаторно-курортной отрасли на основе использования минеральных лечебных подземных вод республики.
Практическая значимость. Проведенные исследования позволяют наметить новые перспективные районы и способствовать оптимизации поисков и разведки месторождений минеральных лечебных подземных вод в регионе.
Апробация работы. Основные положения диссертаций представлены в 9 публикациях автора, а также изложены в научно-технических отчетах. Результаты исследований были доложены автором на XI, XIII и XIX со-
вещаниях по подземным водам Сибири и Дальнего Востока (Чита, 1985; Томск, 1991; Тюмень, 2009); на VII Конференции молодых ученых ИМЗ СО РАН (Якутск, 1986); на Научно-практической конференции «Социально-экономические проблемы развития Севера в условиях научно-технического прогресса» (Якутск, 1987); на XIV Конференции молодых научных сотрудников по геологии и геофизике Восточной Сибири (Иркутск, 1990); на Республиканской научно-практической конференции «Актуальные вопросы курортологии и физиотерапии на Севере» (Якутск, 2010).
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения и списка использованной литературы, включающего 275 наименований. Объем текста составляет 154 с, в том числе 29 таблиц, 12 рисунков и 3 приложения.
Автор признательна чл.-кор. РАН, д.г.-м.н., проф. Е. В. Пиннекеру, который определил мои научные изыскания в отношении изучения минеральных подземных вод криолитозоны. За многолетнюю помощь в проведении исследований, большое внимание и высокую требовательность к работе автор выражает благодарность своему научному руководителю, д.г.-м.н., проф. В.В. Шепелеву. В процессе исследований автору постоянно помогали советами и консультациями д.г.-м.н., проф. О.Н. Толстихин, д.г.-м.н. М.Н. Железняк, а также сотрудники кафедры мерзлотоведения ГРФ СВФУ, лаборатории подземных вод криолитозоны ИМЗ СО РАН и лаборатории ГИС-картографии БГФ СВФУ. Всем им автор выражает искреннюю благодарность.
Криогенное преобразование гидрогеологических структур
Многолетнее промерзание горных пород, начавшееся в северных районах Евразии около 1,5-2,0 млн. лет назад, имело пульсационный характер развития, поскольку общее похолодание климата сопровождалось периодическими потеплениями (термохронами) [Калабин, 1960, 1972, Баранов, 1963, Общее мерзлотоведение, 1974, Граве и др., 1975, Геокриология ..., 1989, ] Последнее наиболее масштабное похолодание климата наблюдалось около 18-20 тыс. лет назад. В результате этого на всей площади исследуемого региона была сформирована сплошная криолитозона значительной мощности [Балобаев, 1991].
В голоценовое время около 8-5 тыс. лет назад отмечалось глобальное потепление климата, в период которого в южных и центральных частях региона происходило протаивание многолетнемерзлых пород сверху и образование субаэральных таликов. В южных районах Сибирской платформы многолетнемерзлые породы на отдельных площадях протаяли полностью. Около 5 тыс. лет назад это потепление климата завершилось и началось промерзание оттаявших горных пород. Подобная динамичность климата обуславливает сложность строения криолитозоны и специфичность различных процессов криогенеза.
Формирование и развитие многолетнемерзлых толщ существенным образом отразилось на изменении гидрогеологических структур криолитозоны. Глубокое промерзание горных пород вызвало сокращение областей их питания и водоемкости, исключило из кругооборота огромные массы воды, изменило гидродинамическую обстановку вследствие формирования криогенных напоров при промерзании водоносных горизонтов и комплексов либо, напротив, образование дефицита напоров при деградации многолетнемерзлых пород и т.д.[Формирование..., 1992]
Изучением особенностей криогенного преобразования гидрогеологических структур криолитозоны, в том числе и на территории Сибирской платформы, занимались в разное время многие исследователи. Обобщающие сведения по этому вопросу содержатся в монографических работах Н.И. Толстихина (1941), В.М.Пономарева (1950), Н.В.Губкина (1952), П.Ф.Швецова (1951, 1968), Н.А.Вельминой (1970), О.Н.Толстихина (1965, 1974), Н.Н.Романовского (1983), С.М.Фотиева (1965, 1978, 2009), СВ. Алексеева (2009), В.Е.Глотова (2009) и др., а также в ряде коллективных и картографических обощений (Гидрогеология СССР, т.ХХ, 1974; Карта мерзлотно-гидрогеологического районирования ..., 1983; Мерзлотно-гидрогеологические условия..., 1984; Проблемы геокриологии, 1998, Подземные воды Центральной Якутии..., 2003 и др.) Анализ имеющихся сведений о криогенном преобразовании гидрогеологических структур, свидетельствует о том, что в условиях прерьшистои и островной криолитозоны основные их черты существенно не меняются, т.е. они сохраняют присущие им особенности. В условиях же сплошного распространения криолитозоны влияние многолетнего промерзания на гидрогеологические структуры становится весьма значительным. Общие черты преобразований, которые претерпевают отдельные типы гидрогеологических структур под воздействием глубокого и сплошного их промерзания представляются в следующем виде.
Криогенное преобразование гидрогеологических массивов и адмассивов, характерной особенностью которых является наличие зоны региональной экзогенной трещиноватости (до 100-200 м.), оценивается по соотношению мощности многолетнемерзлых пород с мощностью данной зоны. В связи с этим, выделяются следующие мерзлотно-гидрогеологические ситуации.
1. Высокогорные гидрогеологические массивы и адмассивы, зона региональной трещиноватости которых полностью проморожена. Подобные гидрогеологические массивы и адмассивы промерзали, будучи глубоко дренированными в силу большой расчлененности рельефа, т.е. формирование многолетнемерзлых пород происходило очень интенсивно. В гидрогеологических массивах и адмассивах с такой мерзлотной обстановкой возможны лишь локальные скопления подземных вод, приуроченные к незначительным по емкости трещиноватым зонам разломов и подрусловым таликам. Таким образом, эти структуры в подобной геокриологической обстановке как бы потеряли своё первоначальное гидрогеологическое значение и перешли в иную фазу развития. В связи с этим они получили название криогеологических массивов и адмассивов.
2. Среднегорные гидрогеологические массивы и адмассивы, зона региональной трещиноватости которых полностью проморожена. Промерзание подобных гидрогеологических массивов и адмассивов было медленным и постепенным ввиду высокой обводненности зоны региональной трещиноватости горных пород и замедленного подземного стока. Образование многолетнемерзлых пород в этих условиях шло от дренированных водоразделов к речным долинам и сопровождалось криогенным отжатием подземных вод в том же направлении. В связи с этим промерзание горных пород в речных долинах происходило менее интенсивно и сопровождалось формированием зоны мерзлотной дезинтеграции. Такие зоны отмечаются во многих речных долинах, представляя собой элементарные линейные гидрогеологические структуры. Существование их во многом предопределило своеобразие рассматриваемых гидрогеологических массивов и адмассивов, региональная трещиноватость которых сменилась широко распространенными линейными придолинными зонами повышенной трещиноватости. Формирование последних связано не столько с тектоническими факторами, сколько с особыми условиями многолетнего их промерзания и локализацией подземного стока в таликах речных долин, в пределах которых могут циркулировать как межмерзлотные, так и подмерзлотные воды.
3. Высоко- и среднегорные массивы и адмассивы, зона региональной трещиноватости которых проморожена не полностью. В подобных гидрогеологических массивах и адмассивах мощность многолетнемерзлых пород не превышает мощность зоны региональной экзогенной трещиноватости. Влияние маломощной криолитозоны в этом случае проявляется лишь в том, что она способствует сокращению области питания подземных вод, локализации их разгрузки и формированию криогенных водоупоров. Однако существование многочисленных инфильтрационных и инсоляционных сквозных таликов обеспечивают достаточно надежное питание подмерзлотных вод, что позволяет сохранить подобным гидрогеологическим массивам и адмассивам присущие им основные свои черты.
Криогенное преобразование адартезианских бассейнов, которые, в отличие от гидрогеологических адмассивов, характеризуются центростремительной направленностью подземного стока, происходило в условиях высокой обводненности горных пород, а значит менее интенсивно. В зависимости от степени промерзания этих структур выделяются следующие характерные мерзлотно-гидрогеологические ситуации.
1. Адартезианские бассейны, зона региональной экзогенной трещиноватости которых проморожена полностью на большую глубину, намного превышающей глубину вреза речной сети. По мерзлотно-гидрогеологической обстановке такие адартезианские бассейны аналогичны глубоко промороженным массивам и адмассивам. Подземные воды в таких адартезианских структурах могут локализоваться только в сквозных таликах речных долин, а также в тектонически нарушенных зонах.
2. Адартезианские бассейны, зона региональной трещиноватости которых проморожена, но мощность многолетнемерзлых пород сопоставима с глубиной вреза речной сети или меньше ее. Адартезианские бассейны с подобной мерзлотно-гидрогеологической обстановкой в геоморфологическом отношении приурочены к плато и плоскогорьям, сложенным дислоцированными осадочными породами. Глубина расчленения рельефа составляет 300-400 м. Становление и развитие криолитозоны в таких условиях привело к возникновению в ее основании зоны вторичной криогенной трещиноватости пород или зоне криогенной дезинтеграции. Мощность этой зоны относительно невелика и обычно не превышает 10-15 м. Глубже по разрезу водоносность пород резко снижается. Развитие единой подмерзлотной трещиноватой зоны в результате процессов промерзания и протаивания позволила выделить такие адартезианские бассейны в особый тип мерзлотно-гидрогеологических структур - криогенный бассейн напорных трещинных вод или сокращенно - криогенный напорный бассейн. Подобные бассейны отмечаются в пределах гидрогеологических складчатых областей.
3. Адартезианские бассейны, зона региональной трещиноватости которых не проморожена полностью. Основные черты таких адартезианских бассейнов не отличаются от аналогичных структур, расположенных вне криолитозоны. Отличие заключается лишь в том, что подмерз л отные воды, развитые ниже подошвы многолетнемерзлых пород, могут приобретать криогенный напор, а питание их осуществляется не повсеместно, а лишь по локальным сквозным таликовым зонам. Последние могут быть приурочены не только к речным долинам, но и к водораздельным пространствам, ввиду небольшой мощности многолетнемерзлых пород.
Далдьшо-Алакитский гидроминеральный район
Далдьшо-Алакитский район расположен в пределах Оленекского криоартезианского бассейна и Анабарского криогеологического массива и характеризуется сплошным распространением многолетнемерзлых пород, мощностью до 300-350 м. и зоной охлажденных ниже 0С горных пород (до 1500 м.), а также высокой (2,2-4,1 Вт/(мК) их теплопроводностью и крайне низким (21-27 мВт/м2) внутриземным тепловым потоком. В результате сформировалось уникальное тепловое поле, характеризуемое низкими температурами земных недр и малыми градиентами (Балобаев, 1991].
Первые сведения о мощности криолитозоны в исследуемом районе получены в 60-е гг. XX в. По результатам геотермических наблюдений в Мархинских скважинах №№ 1, 2 установлено, что зона отрицательных температур горных пород достигает 1450 м. [Мельников, 1966]. В дальнейшем сотрудниками Института мерзлотоведения СО РАН были получены обширные данные о температуре и мощности криолитозоны региона [Балобаев и др., 1983; Климовский, Готовцев, 1994]. Геотермические наблюдения выполнены в скважинах, пробуренных как в кимберлитовых трубках («Удачная», «Зарница», «Сытыканская», «Юбилейная», «Айхал»), так и во вмещающих осадочных породах. В результате проведенных исследований установлено, что температура пород изменяется от -2,9 до -8,75 С, а мощность криолитозоны варьирует от 720 до 1100 м. (табл. 3.5).
Севернее р. Далдын имеются данные о мощности многолетнемерзлых толщ по региональным профилям г. Удачный - pp. Молодо и Оленек - пос. Жиганск. Установлено, что мощность многолетнемерзлой толщи испытывает резкие хаотичные колебания, амплитуда которых достигает нескольких сотен метров [Якупов и др., 1984; Калинин, Якупов, 1989]. Эти колебания контролируются различной минерализацией подмерзлотных соленых вод и рассолов, а также теплопроводностью горных пород. Предельные оценки мощности современной криолитозоны, геотермического градиента и среднегодовой температуры мерзлых пород района составляют соответственно 1580 м., 0,0054 С/100 м., -8,5 С.
Мощность пресной зоны подземных льдов изменяется от 30 (в днищах долин) до 180 м. (на водоразделах). До глубины 130-150 м. состав подземных льдов как в пределах кимберлитовых трубок, так и во вмещающих толщах гидрокарбонатный или хлоридно-гидрокарбонатньш кальциево-магниевый и магниево-кальциевый. Минерализация их не превышает 100-400 мг/дм .Сульфаты практически отсутствуют. С глубины 160-180 м. состав подземных льдов изменяется на гидрокарбонатно-хлоридньш, а минерализация увеличивается до 1,0 г/дм3. Содержание сульфат-иона составляет 15-25 мг/дм3, появляется бром (1-2 мг/дм3). Ниже по разрезу химический состав подземных льдов становится исключительно хлоридный кальциево-магниевый и магниево-кальциевый. Содержание сульфат-иона изменяется от 30 до 1135 мг/дм3, а брома - от 5 до 56 мг/дм3. В пределах трубки «Удачная» в химическом составе подземных льдов преобладают сульфаты кальция. Характерной особенностью льдосодержащих трещин является выполнение их гипсом, кальцитом, пиритом. Химический состав подземных льдов, содержащихся в кимберлитовых трубках и во вмещающих породах, практически однотипен.
В вертикальном разрезе зоны затрудненного водообмена также выделяются два пояса: 1) соленых вод и слабых рассолов хлоридного натриево-магниево-кальциевого состава верхнекембрийского водоносного комплекса с минерализацией от 31,1 до 203,3 г/дм3 и 2) крепких и весьма крепких рассолов, объединяющий подземные воды средне-, нижнекембрийского и верхнепротерозойского водоносных комплексов. Минерализация последних изменяется от 223,6 до 404,3. Ведущим анионом является хлор, а среднее содержание сульфат- и гидрокарбонат-иона составляет 0,34 и 0,33 г/дм3 соответственно. Концентрация брома варьирует от 2,33 до 6,47 г/дм3. Среди катионов преобладает кальций (рис. 3.8).
Основание платформы в пределах Далдьшо-Алакитского гидроминерального района представлено метаморфизованными комплексами пород от архея до нижнего протерозоя. Внутренняя структура кристаллического фундамента окончательно оформилась на рубеже 1,5-2 млрд. лет назад. Образование осадочного чехла происходило разновременно. Наиболее древние отложения чехла имеют возраст от нижнего рифея до венда [Геология..., 1981; Геология, гидрогеология..., 1986]. Детально вопросами гидрогеологического районирования и стратификации разреза данного района занимались гидрогеологи Амакинской ГРЭ АК «АЛРОСА», Института земной коры СО РАН, Института мерзлотоведения СО РАН которыми был обобщен и опубликован полученный обширный фактический материал [Геология, гидрогеология..., 1986, Алексеев С, Алексеева , 1997, Алексеев С, 2000, Дроздов, 2003, 2005, Климовский и др. 1962, 2002, Кононов и др., 2007, 2009]. По стратиграфическому принципу гидрогеологический разрез района подразделяется на четыре водоносных комплекса: верхнекембрийский, среднекембрийский, нижнекембрийский и протерозойский, а также выделены обводненные зоны кимберлитов и трапповых интрузий.
Верхнекембрийский водоносный комплекс распространен повсеместно и приурочен к карбонатным разностям отложений моркокинской и мархинской свит. Породы комплекса представлены глинистыми и карбонатными разностями. Глубина вскрытия подмерзлотных вод комплекса зависит от геоморфологических особенностей территории и возрастает с северо-запада на юго-восток от 90 (в долинах рек) до 700 м. (на водоразделах) (рис. 3.9).
Подземные воды верхнекембрийского комплекса представлены хлоридными натриево-магниево-кальциевыми солеными водами и рассолами. Минерализация их изменяется от 31 до 203 г/дм3 при среднем значении 90 г/дм3.
Среднекембрийский водоносный комплекс приурочен к глинисто-карбонатным отложениям низов чукукской свиты верхнего кембрия и карбонатным отложениям среднего кембрия. Кровлей комплекса служат карбонатно-глинистые плотные и непроницаемые отложения мархинской свиты верхнего кембрия. По типу пластов-коллекторов и гидродинамическим параметрам в разрезе вьщелено три водоносных горизонта. Подошва среднекембрийского водоносного комплекса сложена плотными органогенными известняками удачнинской пачки среднего кембрия. Подземные воды имеют величину напора над кровлей 310-350 м. Пьезометрические их уровни устанавливаются на глубинах от 164 до -180 м. абс. и характеризуются незначительным уклоном в юго-западном направлении. Подземные воды комплекса представлены хлоридными кальциевыми рассолами с минерализацией до 403 г/дог.
Нижнекембрийский водоносный комплекс приурочен к карбонатным отложениям куонамской свиты. В интервале глубин 1390-1537 м. среди переслаивающихся преимущественно плотных известняков и доломитов находятся пласты-коллекторы трещинного типа, характеризующие высокую водообильность комплекса. Гидравлическая связь между нижнекембрийским и вышележащими водоносными комплексами не изучена Рассолы имеют хлоридный кальциевый состав и минерализацию около 400 г/дм3.
Верхнепротерозойский водоносный комплекс приурочен к слаботрещиноватым карбонатным и глинисто-карбонатным породам верхней части старореченской свиты. Выше его кровли (2260 м.) залегают плотные известняки эмяксинской и маныкайской свит нижнего кембрия. Мархинской опорной скважиной № 1 рассолы вскрыты на глубинах 1810 и 1833 м. Подземные воды комплекса характеризуются величиной напора над кровлей 1650-2100 м. и имеют хлоридный кальциевый состав с минерализацией около 400 г/дм .
Кроме охарактеризованных комплексов в районе распространены обводненные зоны траппов и кимберлитов, имеющие различную морфологию и размеры. Они являются своеобразными гидрогеологическими «окнами», через которые возможна гидравлическая связь между водоносными комплексами. Проницаемость зон обусловлена главным образом трещиноватостью пород. В настоящее врех\ія установлено наличие прямой гидравлической связи первой обводненной зоны кимберлитов с верхнекембрийским водоносным комплексом, а также второй обводненной зоны кимберлитов со среднекембрийским водоносным комплексом. Подземные воды обладают единой величиной напоров, идентичны по составу и минерализации. Гидравлическая связь между первой и второй обводненными зонами не изучена Гидрогеохимические условия этого района убедительно не объясняются известными гипотезами формирования рассолов, в том числе и процессами криогенной метаморфизации подземных вод [Борисов, Дзюба, Сердюков, 1982].
К Даддыно-Алакитскому гидроминеральному району автором отнесен и Анабарский криогеологический массив, представляющий собой гидрогеологическую структуру, в пределах которой зона региональной трешиноватости проморожена полностью (до глубины более 200 м.). Считается, что ниже по разрезу ее сменяют толщи морозных безводных пород. Подземные воды могут быть встречены только в слое сезонного оттаивания и в несквозных таликах, приуроченных к долинам рек [Фотиев и др., 1973; Кирюхин, Н. Толстихин, 1987; Мерзлотно-гидрогеологические..., 1984]. Однако результаты гидрогеологических исследований последних лет, вьшолненных на флангах Анабарского криогеологического массива, свидетельствуют о возможном наличии здесь пресных подмерзлотных подземных вод. Примером этого может служить территория уникального месторождения редкометальных руд — плутон Томтор, расположенное около 180 км. к востоку от Анабарского щита. Скважинами на глубинах 166-414 м. здесь были вскрыты пресные напорные подмерзлотные воды [Солопанов, Толстов, 1996]. Кроме того, не исключена возможность формирования рассолов в кристаллических породах данного массива в периоды трансгрессий моря. Таким образом, в пределах Анабарского криогеологического массива, вероятно, можно выделить альтернативные типы строения криогенной толщи, характеризующихся сочетанием мерзлых, морозных и водоносных горных пород.
Группа хлоридных соленых вод и рассолов
Хлоридные подземные соленые воды и рассолы имеют наибольшее распространение в пределах Якутской части Сибирской платформы. Связаны они, в основном, с соленосными толщами и в мерзлотно-гидрогеологическом отношении приурочены к Якутскому и Тунгусскому артезианским бассейнам.
Появление сульфатов кальция в хлоридных натриевых водах вызвано смешением их с сульфатными кальциевыми водами верхней части разреза. В хлоридных подземных водах, разбавленных грунтовым или поверхностными водами, присутствуют гидрокарбонаты кальция [Ломоносов, 1964].
Соленые хлоридные натриевые подземные воды обычно азотные по газовому составу, что обусловлено их циркуляцией в зоне свободного водообмена. Формирование инфильтрационных вод связано с процессами выщелачивания и растворения соленосных пород (Кемпендяйские, Багинские и др. источники). Отношение г Na / гСГ обычно превышает 0,87. Специфические; компоненты отсутствуют. Среди этих минеральных вод выделены следующие 4 их типа: Ергенинский; Ленский, Оленекский.и Кемпендяйский.
Ергенинский тип — сульфатно-хлоридные кальциево-натриевые и натриево-кальциевые воды с минерализацией 5-8 г/дм3 (таблица 4.7 ). Подземные воды этого типа вскрыты рядом скважин (Русско-Реченская, Нижне-Амгинская и др.). В долине р.Наманы выше пос. Мякимдя, известны родники с водой следующего состава (Ломоносов, Л 967):
Ленский тип — гидрокарбонатно-хлоридные натриевые соленые воды с минерализацией 6-10 г/дм3 (таблица 4.8). Это воды выщелачивания верхней части разреза соленосных осадочных пород, сформированные в условиях окислительно-восстановительной обстановки. В газовом составе присутствует азот и углекислый газ.
Источники минеральных подземных вод данного типа известны в долине руч. Пеледуй, р.Лены. Водопроявление в долине ручья Гадалы (бассейн руч. Пеледуй) имеют следующий состав (Черепанова, 1986):
Оленекский тип — хлоридные натриевые воды с минерализацией до 35 г/дм3 (таблица 4.9). Подземные воды этого типа бьши вскрыты скв. Р-50 на Оленекской площади на глубине 633-675 м., в песчаных породах пермского возраста. В мерзлотно-гидрогеологическом отношении эти минеральные воды приурочены к Оленекскому криоартезианскому бассейну. Множество источников подземных вод, характеризующихся подобным составом, автором изучены в долине руч. Пеледуй (Нюйско-Джербинский артезианский бассейн) [Шепелев, Толстихин и др, 1990, Шепелев, Грачев и др., 1990]. Выявлено месторождение минеральных подземных вод в районе г. Нюрба следующего состава [Жирков, Зубков, Жиркова, 1977]
Подземные воды характеризуются однородностью химического состава, специфические компоненты практически отсутствуют. Согласно бальнеологического Заключения Томского Научно-исследовательского института курортологии и физиотерапии подземная вода скважины №2 г. Нюрба является природной минеральной питьевой лечебно-столовой водой. По минерализации и основному ионно-солевому составу она является среднеминерализованной хлоридной натриевой со слабощелочной реакцией водной среды (табл. 4.9). Воды данного типа обычно применяют при заболеваниях органов пищеварения, болезни кишечника, печени, желчного пузыря, желчевыводящих путей, а также при болезнях эндокринной системы и нарушениях обмена веществ (сахарной диабет, нарушения обмена липопротеидов и солевого обмена).
Кемпендяйский тип — азотные хлоридные натриевые рассолы с минерализацией 80-320 г/дм3 (табл. 4.10). В мерзлотно-гидрогеологическом отношении подземные воды этого типа приурочены к Кемпендяйскому криоартезианскому бассейну. Значительный разброс по степени минерализации этих вод отражает уровень их взаимодействия с метеогенными водами. По степени минерализации, условиям формирования источники Кемпендяйских соляно-купольных дислокаций не имеют равных себе на территории РФ. Выходы хлоридных натриевых рассолов на поверхность в условиях сплошного развития многолетнемерзлых пород обусловлены наличием участков пересечения долин рек и сводовых частей антиклинальных структур, где наблюдаются зоны интенсивной трещиноватости. Особенность, характерная для этого типа, заключается в том, что при значительно высокой минерализации, содержание микрокомпонентов незначительно (Вг — 3 мг/дм3). Подробное опробование и описание Кемпендяйских источников произвел И.С.Ломоносов (1963 г.). Наиболее минерализованные подземные воды приурочены к сводовым частям соляно-купольных структур (Кемпендяйской, Багинской и др.), сложенных отложениями девонского возраста. Здесь зафиксированы источники, имеющие минерализацию 255-317 г/дм3 азотные хлоридного натриевого состава. Типичный химический состав кемпендяйских источников, выраженный формулой М.Курлова имеет следующий вид: С/98,2 \SQ41,73НС03 0,06 330,0 JVa98,82 Gz0,93 Mg23K0,02
Источники интенсивно газируют. Состав свободно выделяющегося газа следующий: азот и редкие газы - 91 %, метан - 6%, углекислый газ - 2,5%, кислород - 0,5%.
В формировании минеральных подземных вод рассматриваемого типа, залегающих в основном в пределах верхнего гидрогеодинамического этажа, основную роль играют процессы выщелачивания и растворения каменной соли.
Крепкие рассолы, имеющие минерализацию 184-251 г/дм3, приурочены к надсолевым отложениям нижнего кембрия (на глубине 200-600 м.), представленных галогенно-карбонатными породами. Ниже по разрезу распространены рассольные минеральные воды с повышенным содержанием брома и йода, относящиеся к другому типу.
Слабые и весьма слабые рассолы приурочены к нижнекембрийским отложениям и образуют множество источников. Они имеют хлоридный натриевый состав, но меньшую минерализацию — 50-85 г/дм .
Современное состояние и перспективы использования минеральных лечебных подземных вод
Исследование и использование гидроминеральных ресурсов является составной частью основных направлений современной гидрогеологической науки и практики, в связи с все возрастающей потребностью в этих ресурсах в различных областях и сферах промышленности, медицины и народного хозяйства [Алексеев С, Болдовский, Букаты и др., 2003].
На территории республики известно около 200 проявлений минеральных подземных вод. По данным территориального агентства по недропользованию по РС(Я) на государственном балансе состоит пять месторождений минеральных подземных вод («Мало-Нахотское», «Надежда», «Нюрбинское», «Ленские зори», «Нежданинское» (Восточная Якутия) и два месторождения лечебных грязей («Абалах» Мегино-Кангаласского, «Мохсоголлох» Сунтарского районов). Суммарные эксплуатационные запасы минеральных подземных вод составляет 950 м3/сутки. Прогнозные ресурсы минеральных подземных вод оцениваются в 5 тыс. м3/сутки.
Всего в республике имеется в настоящее время 29 цехов по розливу питьевой и минеральной воды, из них в г. Якутске - 10. В республиканском реестре продукции, подлежащей государственной регистрации- состоит 31 наименований питьевой и минеральной воды, расфасованной в емкости, в том числе по г. Якутску - 12. Свидетельство о государственной регистрации продукции оформлено лишь на 6 видов питьевой и минеральной воды (по данным УФС Роспотребнадзор по РС(Я), 2006 г.)
Республика Саха (Якутия) характеризуется экстремальными природно климатическими условиями, располагаясь в зоне распространения многолетнемерзлых пород и низкой степенью транспортно-коммуникационной инфраструктуры. Всё это приводит к удорожания инвестиционной и хозяйственной деятельности. Демографический и производственный потенциал сконцентрирован в трех основных районах: Западной, Южной и Центральной Якутии, специализирующиеся на одной-двух отраслях экономики. В соответствии со Стратегией [Концепция ..., 2007] экономическое развитие Якутии будет сконцентрировано в этих трех районах, а также будет создан новый промышленный район -Северо-Восточная Якутия. Реализация крупных инвестиционных проектов должно привести к пространственной и отраслевой диверсификации1 экономики республики, повышению ее устойчивости и эффективности.
Недостаточная изученность минеральных подземных вод, отсутствие научных проработок медицинских показаний их применения, слабая осведомленность населения о наличии природных лечебных факторов, привели к тому, что фактически жители Якутии не обеспечиваются собственными гидроминеральными ресурсами.
В 1979 г. в Якутии работала выездная комиссия Центрального Совета по управлению курортами профсоюзов ВЦСПС под руководством д.г.-м.н., проф. В.В.Иванова. В «Заключении о развитии санаторно-курортных учреждений, розлива минеральных вод и использовании в лечебных целях гидроминеральных ресурсов ЯАССР» отмечено, что имеющиеся ценные минеральные подземные воды не используются, даны рекомендации по созданию бальнеосанаториев, составлен перечень первоочередных гидрогеологических работ. В 1982 г. вышло постановление Правительства республики «О мерах по дальнейшему улучшению санаторно-курортного лечения и отдыха трудящихся и развитию сети здравниц профсоюзов», в котором изложены конкретные мероприятия по созданию собственной санаторно-курортной базы в Якутии. Важным шагом для решения вопроса использования ресурсов явилось принятие постановления Правительством Республики Саха (Якутия) от 30.08.2007 г. N 371 «Об утверждении Положения о признании территорий лечебно-оздоровительными местностями и курортами республиканского значения».
Предлагаются следующие зоны освоения гидроминеральных ресурсов: Западная Якутия (Ленский, Мирнинский, Сунтарский, Нюрбинский, Верхневилюйский, Вилюйский, Оленекский районы); Южная Якутия (Нерюнгринский, Олекминский и Алданский районы); Центральная Якутия (территория, подчиненная администрации г.Якутска, Мегино-Кангаласский, Усть-Алданский, Чурапчинский и Намский районы, Вилюйская группа районов) (табл.5.7) [Шепелев и др., 2009, Черепанова, 2009].
В Западной Якутии выявлены уникальные по своему составу весьма разнообразные минеральные подземные воды, которые частично испоьзуются. Так, минеральные хлоридные натриевые воды в районе г. Мирный, вскрытые скв. № 14, нашли применение в лечебной практике. Разработаны соотношения, схемы, методика и последовательность их назначения как лечебной, лечебно-столовой и столовой воды, а также для наружного использования. Разработаны принципы организации микрополиклиник и дневных стационаров, где с большой эффективностью можно использовать мирнинскую минеральную подземную воду. [Емельянова, Сафонова, 2000; Емельянова, Сафонова, 2002].
В Западной Якутии распространены хлоридные натриевые бромные минеральные подземные воды, обогащенные сульфидами. Среднее Приленье особо богато минеральными водопроявлениями. Практически в любом пункте Ленского района подземные минеральные воды могут быть получены буровыми скважинами в количестве, достаточном для организации крупного курорта и бутылочного розлива [Шепелев, Сафина, 2005]. Так, вода, вскрытая скважиной в г. Ленске, имеет свыше 32 показаний для лечебного использования.
В Сунтарском улусе расположены Кемпендяйские, Багинские, Кюндяйские и Табасындские источники, которые по своим бальнеологическим свойствам аналогичны водам известных курортов, как Усолье-Сибирское, Усть-Кут и др. В Нюрбинском улусе в бассейне р. Ыгыатта еще в 70-е гг. прошлого столетия было разведано месторождение лечебно-столовых хлоридных кальциево-натриевых минеральных подземных вод. Это месторождение минеральных подземных вод достаточно исследовано и ставится вопрос добычи их для промышленного розлива.
В Центральной Якутии с 1935 г. уже используются лечебные грязи озера Абалах, имеющие высокий бальнеологический эффект. Близ озера пробурены скважины, состав воды которых позволяет отнести ее к минеральной лечебной. Исследования, проведенные Проблемной научно-исследовательской лаборатории физиологии и патологии пищеварения (ПНИЛ) и кафедрой госпитальной терапии медицинского института Северо-Восточного Федерального унивеситета им. М.К.Аммосова подтвердило их бальнеологическую ценность, получен хороший эффект для лечения больных желудочно-кишечных заболеваний [Сафонова, Емельянова, Платонова, 2006]. Представляет интерес сульфидные подземные воды вскрытые скважинами в пос. Табага, г. Покровск и др., что свидетельствует о широком площадном распределении минеральных подмерзлотных вод этой группы.
В Южной Якутия в Нерюнгринском районе эксплуатируется Мало-Нахотское месторождение минеральных лечебно-столовых вод с эксплуатационными запасами 550 м3/сут. В пределах этого месторождения имеется участок «Термальный», минеральные воды которого в совокупности с Мало-Нахотскими водами повышают эффективность лечебного использования. Вблизи Мало-Нахотского месторождения в 1992 г. разведано, но не эксплуатируется месторождение минеральных лечебно-столовых вод «Надежда» с запасами 60 м3/сут. Эти два месторождения - мощная база обеспечения населения минеральной водой, рекомендованной при хронических заболеваниях печени и желчевыводящих путей, нарушении обмена веществ, при хронических гастритах с высокой кислотностью, язвенной болезни желудка и 12-ти перстной кишки, хроническом панкреатите, колите, методика использования которых разработана якутскими учеными-медиками [Емельянова, Сафонова, 2000].
В Олекминском улусе также установлена перспективность территории для поисков и разведки минеральных подземных вод. По предварительному бальнеологическому заключению Томского научно-исследовательского института курортологии и физиотерапии вода источника на руч. Солянка является минеральной питьевой лечебно-столовой.
