4 роки тому
Немає коментарів

Sorry, this entry is only available in
Російська
На жаль, цей запис доступний тільки на
Російська.
К сожалению, эта запись доступна только на
Російська.

Воды, в которые я вступаю, не пере­секал еще никто.

Данте. Божественная комедия

Легче изучить движение спутников Юпитера, чем течение воды.

Галилео Галилей

В каждой науке есть разделы, вокруг которых идут по­стоянные споры. Для гидрогеологии это прежде всего комплекс вопросов, касающихся формирования подземной гидросферы. Вот некоторые на них: как появилась вода в Земле? по каким законам она там движется? как диаг­ностировать первоисточники подземных вод? сколько вре­мени они находятся в земных недрах? Мы уже знаем, что разрешить их пытались давно. Тем не менее до сих пор нет однозначного ответа, который бы не вызвал воз­ражений оппонентов.

«Всякий раз, когда имеешь дело с водой, прежде всего обратись к опыту, а потом уже рассуждай» — эти слова были сказаны великим естествоиспытателем, ху­дожником и мыслителем Леонардо да Винчи. Сохраняют они свою силу и в наши дни. Отсутствие представитель­ной информации является главной причиной существо­вания множества различных концепций происхождения и движения внутриземных вод. На сей счет даже шутят: «Два гидрогеолога — три мнения».

Широко используемый традиционный термин «подзем­ные воды» менее точен, чем только что приведенное сочетание «внутриземные воды». Об этом уместно ска­зать сейчас, поскольку термин «подземные воды» имеет прямое отношение к родословной воды: он восходит к взглядам древнегреческого философа Платона, согласно которым Земля будто бы плавает на воде, заполняющей огромный подземный резервуар Тартар; воду вгоняют туда ветры из моря или же она просачивается через почву. Бездна Тартар, полная вечной тьмы, как полагал Платон, питает источники и реки. В значительной мере на допу­щениях основывались и более поздние представления о появлении воды в недрах Земли (Аристотель, Сенека, А. Кирхер), хотя они и отвергали идею Тартара.

Попытки заменить укоренившийся термин «подземные воды» на более точные эквиваленты («внутриземные воды», «подпочвенные воды», «воды литосферы» и т. д.), к сожалению, успеха не имели. Традиция есть традиция!

В последние годы удалось «просветить» подземную гидросферу. Исследователи стали располагать, в частно­сти, информацией о возникновении гидросферы и законах движения воды в земной коре.

Возникновение гидросферы неразрывно связано с раз­витием Земли как планеты. Вода появилась одновременно с горными породами 4—5 миллиардов лет назад. Совет­ский геохимик академик А. П. Виноградов, объясняя механизм появления воды, сравнивал его с зонной плав­кой, применяемой в технике для разделения металлов различного удельного веса. Подобная выплавка, по его мнению, происходила в результате разогревания вещества мантии и разделения его на две фазы: тугоплавкую — дуниты и легкоплавкую — базальты. В ходе процесса к периферии Земли устремились флюиды — наиболее лету­чие компоненты базальтовой магмы, из которых и обра­зовалась вода.

Точка зрения Виноградова основывается на общепри­нятой в космогонии гипотезе образования нашей планеты из рассеянного космического вещества с последующим постепенным разогревом первоначально холодной Земли и обособлением в ее наружной части сферических оболо­чек, одной из которых и является гидросфера. Однако есть и другие взгляды: согласно им гидросфера образова­лась на поверхности изначально горячей Земли при кон­денсации космического вещества. В таком случае она должна иметь космическое, а не внутриземное происхож­дение. Эту концепцию разделяет ряд исследователей (В. М. Гольдшмидт, В. И. Ферронский и другие), хотя широкого признания она не получила.

Итак, принято считать, что мантия — первоисточник воды на Земле. В ней содержится, как правило, не вода, а водород, который способен при соединении с кислоро­дом образовывать воду. Сгенерированная из кислорода и водорода в недрах Земли вода называется ювенильной. Потенциальные водные ресурсы мантии составляют 20•1018 тонн. В соответствии с расчетами, на образование гидросферы пошло 3,4•1018 тонн воды, из которых 1•1018 тонн распалось на кислород и водород или уле­тучилось в космическое пространство, а 2,4•1018 тонн (и это согласуется с данными табл. 3) осталось в гидро­сфере. Если соотнести массу выделившейся воды и вес земной коры (он равен 47•1018 тонн), то получится, что выплавленные мантией породы должны были содержать 7% воды. Примерно такое же количество водяного пара выделяют продукты современных вулканических извер­жений, то есть эта цифра может считаться своего рода константой для подземной гидросферы.

В небольшом количестве вода на Землю попадала и попадает из космоса. Однако по сравнению с мантией из этого источника поступило воды на четыре порядка меньше, буквально «капля в океане». Гораздо больше воды Земля теряет в космос. Фактически мантия — глав­ный источник воды на Земле.

Подземная гидросфера — в ней вода в значительной мере связывалась породами — стала формироваться рань­ше наземной. Только порции поднимающейся воды, ко­торые достигали поверхности Земли, положили начало Мировому океану.

Основная часть воды из мантии, по-видимому, выбро­шена в течение первого миллиарда лет геологической истории. Вначале выделялись восстановленные флюиды, среди которых преобладали водород и водородные соеди­нения. Наиболее вероятный механизм образования Н2О — окисление водорода при его взаимодействии с силиката­ми, окислами и вообще кислородсодержащими породами.

Увеличение количества воды привело к изменению строения земной коры, например к образованию гранит­ного и осадочного слоев, становлению Мирового океана, появлению атмосферы. Изменился и состав флюида — он стал окисленным.

Если в архее, то есть 2 и более миллиарда лет тому назад, вода из мантии «просачивалась» равномерно сквозь земную кору, участвуя в ее преобразовании, то в после­дующее время восходящий поток все больше приурочи­вался к ослабленным зонам — разломам и интрузиям. Полтора миллиарда лет назад, на рубеже архея и про­терозоя, породы благодаря воздействию воды достигли близкой к современной плотности, сочетающейся с хруп­костью. Кроме ювенильных вод все большее значение в верхних горизонтах стали приобретать так называемые вадозные (дословно «блуждающие») воды, которые обя­заны своим появлением процессам осадконакопления в морских бассейнах, инфильтрации и регулярному круго­вороту воды в природе. Объем высвобождаемой воды в послеархейское время заметно снизился. Скорее всего, уже в протерозое он не превышал количества ювенильных вод, поступающих из недр в настоящее время, то есть 0,1—1,0 кубических километров в год.

Облик подземной гидросферы создавался постепенно. О составе первичного водного раствора известно мало. Тем не менее есть основания полагать, что в нем было гораздо больше углерода и некоторых металлов, чем в современном Мировом океане. Количество хлора и брома не изменилось, а вот содержание сульфатов резко воз­росло. Сущность изменения заключалась в сохранении солей с повышенной растворимостью и удалении элемен­тов, переходящих в труднорастворимые соединения.

На эволюцию состава подземных вод большое влияние оказал Мировой океан. При наступлениях и отступле­ниях моря очень много солей морской воды оставалось в породах. Недаром некоторые исследователи, в том чис­ле известные советские ученые В. А. Сулин и Е. В. По­сохов, высокую минерализацию и специфический хлорид-ный кальциевый состав рассолов глубоких горизонтов бассейнов пластовых вод считают наследием прошлых геологических эпох, когда в морской воде кальций доми­нировал над натрием. В свою очередь, подземный и по­верхностный сток выносили в Мировой океан не меньше солей. Так начал функционировать солеобмен между океа­ном и подземной гидросферой.

Колоссальная водная масса Мирового океана слабо реагирует на воздействие окружающей среды. Он дли­тельное время остается инертным, отражая в своем составе геологические условия предыдущих эпох. Правда, во второй половине XX века на его составе начинает замет­но сказываться загрязнение.

Механизм транспортировки воды из мантии в верхние горизонты и на поверхность Земли еще окончательно не известен. Многое здесь проясняет система взглядов, по­лучившая название «новой глобальной тектоники» и очень быстро завоевавшая популярность. Остановимся на ее гидрогеологической интерпретации.

Вследствие растягивающих усилий на дне океанов и поверхности Земли образуются рифты — глубокие ослаб­ленные зоны, которые уходят «корнями» в мантию. Наи­более протяженные рифтовые зоны отмечаются в срединно-океанических хребтах (рис. 7). По ним поднима­ется вверх вещество мантии. Поскольку в результате раздвижения дна океана литосферные плиты погружаются под континент, в местах погружения (их называют зонами Беньофа — Зав аридного) происходит обезвожива­ние серпентинитов с высвобождением громадного количе­ства воды. Эта вода частично поступает через вулканы на поверхность или в океан. При обезвоживании на боль­ших глубинах она выжимается вверх сквозь континен­тальную кору, участвуя в формировании гранитного слоя и образовании минеральных ассоциаций. Наконец, какая-то ее часть возвращается обратно в мантию.

Принципиальная схема появления воды из мантии с позиций новой глобальной тектоники

Принципиальная схема появления воды из мантии с позиций новой глобальной тектоники

Так рисуется появление воды с позиций новой гло­бальной тектоники. Эта концепция полностью не рас­крывает картины движения воды, но во многом подтверж­дает ранее высказывавшиеся предположения о существо­вании активных дрен мантии. Более того, по таким флюидопроводникам(например, через континентальные рифты) могут проникать на значительные глубины вадозные воды.

Интересную попытку объяснить характер обезвожи­вания земной коры сделал G. М. Григорьев в своей гипотезе о дренажной оболочке (рис. 8). Степан Макарович отводит воде роль главной движущей силы в эволюции земной коры.

Схема движения воды в земной коре по представлениям С. М. Григорьева

Схема движения воды в земной коре по представлениям С. М. Григорьева

Дренажная оболочка, по представлениям Григорьева, располагается между изотермами 374 и 450°С в основании континентальной коры, отвечая базальтовому слою. Вы­ше нее наблюдаются нисходящие токи воды и водных растворов, которые, достигнув дренажной оболочки, вы­тесняют кверху пар. Разгрузка из дренажной оболочки происходит на дне океана в области его сочленения с кон­тинентом. Действительно, в таких местах образуются вул­каны и месторождения полезных ископаемых, появление которых автор гипотезы связывает с деятельностью дре­нажной оболочки.

В свое время гипотеза Григорьева вызвала сенсацию. Она привлекает доступностью, простотой, но во многом противоречит фактам, поэтому сомнения в возможности функционирования дренажной оболочки весьма основа­тельны.

Глубина погружения поверхностных вод через ослаб­ленные зоны достигает 5—8 километров, при этом дви­жущей силой американский гидрогеохимик Д. Уайт счи­тает не столько гидростатический напор, сколько раз­личие в плотности: «тяжелые» холодные воды стремятся вниз и вытесняют вверх «легкие» горячие воды. Подоб­ный механизм хорошо объясняет образование термальных источников, выносящих на поверхность тепло земных глубин.

Двоякую роль играет и внедряющаяся в земную кору магма. По мере подъема она выделяет воду, но при опре­деленных условиях также связывает ее или, действуя как поршень, «засасывает» в трещины — каналы из вме­щающих пород.

О формах движения воды. Вся наличная информация о появлении и транспортировке воды из мантии — она была приведена в самом сжатом виде — указывает на су­ществование в земной коре разветвленных систем глу­бинного стока и дренажа. Вода находится там в постоян­ном движении. В геологической истории Земли она не­прерывно генерировалась на разных уровнях (в мантии и земной коре) и в различных потоках (региональных и локальных). Вследствие высокой растворяющей способ­ности ей выпала роль универсального переносчика хи­мических элементов как при выносе их из мантии, так и при перераспределении внутри земной коры. Насколько велика растворяющая способность воды в условиях боль­ших глубин и давлений, свидетельствует такой факт: на границе с мантией она в 3 раза выше, чем у земной поверхности. Кроме того, вода выполняет и функцию пе­реносчика тепла.

Приведенные в эпиграфе к этой главе слова Галилея сказаны четыре столетия назад применительно к движе­нию воды в потоке. Но они хорошо отражают современ­ное состояние изученности водообмена в земных глуби­нах: пути перемещения здесь воды мы не можем опреде­лить с такой точностью, как протяженные орбиты не­бесных тел. А ведь подземные воды находятся от нас на расстоянии всего нескольких метров или первых кило­метров. Разве это не парадокс?

Рассмотрим формы движения воды.

Когда я был студентом, в конце 40-х годов, в гидро­геологии господствовала концепция наличия на больших глубинах так называемой зоны «застойного водного ре­жима». Даже странно, но сторонники этой точки зрения, несмотря на хорошо известный принцип «все течет, все изменяется», сумели многим внушить представление об «относительном покое» в глубоких водоносных горизон­тах. Отдельные гидрогеологи до сих пор придерживаются этой концепции.

Дальнейшие исследования отчетливо показали, что формы движения воды в земной коре разнообразны. Привлекая известные слова поэта, можно сказать, что здесь «покой нам только снится», поскольку вода всегда и всюду движется. Это не только механическое переме­щение, интенсивность которого с глубиной действительно снижается, но также физические, химические, биологиче­ские и другие виды движения. Поэтому было бы неверно сводить движение воды лишь к перемещению под дейст­вием силы тяжести. За многообразием движения нельзя не видеть единства, взаимосвязи и взаимообусловленности его видов. Тут следует говорить о единой геологической форме движения воды в земной коре как о разновидности геологической формы движения материи.

Необходимость выделения геологической формы дви­жения материи обосновали в конце 50-х годов философ Б. М. Кедров и геолог М. М. Одинцов, по определению которых она представляет способ существования мине­ральных и вообще неорганических веществ. Ее нельзя сводить к простой сумме физических, химических или биологических форм. Она представляет качественно осо­бую форму, ей свойственны свои собственные законы дви­жения и развития, пока еще недостаточно изученные.

Геологическая форма движения воды имеет сложную природу, будучи важнейшей составляющей геологической формы движения материи. Она выражается и в переме­щении воды сквозь горные породы, и в движении вместе с веществом земной коры при различных геологических процессах, и в переходе из одного фазового или физиче­ского состояния в другое. Неотъемлемая черта этой фор­мы движения — непрерывное взаимодействие с породами, газами и живым веществом, при котором вода, переме­щаясь и влияя на их состав и свойства, постоянно изме­няется и сама.

Профессор С. Л. Шварцев различает три разновидно­сти геологической формы движения воды:

метеогенная, наблюдаемая в приповерхностной части земной коры и характеризующаяся преобладанием ин­фильтрации, но сопровождающаяся и другими видами движения (например, переходом воды из свободного со­стояния в связанное, жидкой фазы в парообразную или твердую и т. д.):

литогенная, когда перенос воды связан главным обра­зом с литификацией пород, т. е. высвобождением ее из связанного состояния, что имеет место на глубинах;

магматогенная, которая типична для гидротермальных систем, расположенных вблизи магматических очагов.

Виды такого движения воды обусловлены преимуще­ственно изменением высоких температур, давления и га­зонасыщенности (выделение из магматического расплава, переход из парообразного в жидкое состояние и т. д.).

Пока изучены далеко не все виды геологической фор­мы движения воды. Познать во всем многообразии зако­ны движения воды в недрах Земли — одна из главнейших задач гидрогеологии и смежных наук.

Первоисточники подземных вод. Подземные воды, вы­водимые родниками или вскрываемые скважинами, по своей природе вторичны. Первоисточники воды «переработны» в ходе геологической истории. Знать же их не­обходимо, поэтому говорят о генетическом облике под­земных вод, который обусловлен исходными разновид­ностями и характеризует долю участия каждой из них в изучаемом образце.

Поскольку подземная гидросфера «питается» и с по­верхности, и из земных глубин, подземные воды могут быть разделены на экзогенные, т. е. проникшие с поверх­ности, и эндогенные, которые поступают из глубин. Иног­да их называют так, как это делал Э. Зюсс, именовавший первые — вадозными, а вторые — ювенильными.

Для сравнения объема тех и других укажем, что если количество ежегодно выносимой из мантии эндогенной воды оценивается ориентировочно в 0,1—1,0 кубический километр, то лишь в зону интенсивного водообмена с по­верхности суши в результате инфильтрации попадает приблизительно 10 000 кубических километров воды в год. Общее же количество образующихся экзогенных вод в несколько раз больше.

Схема генетической классификации подземных вод, приведенная на рис. 9, включает далеко не все, а только основные разновидности подземных вод. Например, в ней отсутствуют некоторые виды подземных вод, генерируе­мые в земной коре (скажем, органогенные).

Начнем с экзогенных вод. Они делятся на метеоген­ные, то есть воды атмосферного происхождения, и талас­согенные — морского происхождения. При такой трактов­ке акцент делается на первоисточник ресурсов: пресные воды суши, тесно связанные с атмосферой, и соленые воды морских бассейнов, основа которых — Мировой оке­ан. Однако в гидрогеологических построениях чаще прибегают к разграничению по способу проникновения вод в горные породы, выделяя инфильтрогенные воды, про­сочившиеся с поверхности в уже сформировавшуюся по­роду, и седиментогенные воды, сохранившиеся в породах с момента осадкообразования или являющиеся продуктом литогенеза (при уплотнении и обезвоживании пород).

Из-за различных принципов разделения названные категории экзогенных подземных вод не вполне совпа­дают. Эти различия следует иметь в виду при пользова­нии изображенной на рис. 9 схемой, в которой учтены оба диагностических признака экзогенных подземных вод: пути попадания в недра Земли и первоисточник водных ресурсов.

Генетическая классификация подземных вод

Генетическая классификация подземных вод

Инфильтрогенные воды образуются из наземных вод атмосферного происхождения (дождевых, снеговых, речных и озерных), то есть в основном, за исключением вод, просочившихся на дне морей в прибрежные части суши, они относятся к метеогенным. Этот генетический тип вод является основой подземной ветви гидрологического кру­говорота воды. Проникает она в недра Земли путем про­сачивания в жидкой фазе или в виде конденсации водя­ного пара в приповерхностных условиях, что и позволяет различать соответствующие генетические разновидности. Лишь очень небольшая часть метеогенных вод (воды озерных бассейнов, захороненных с осадками) относится к седиментогенным. Инфильтрогенные воды и воды ат­мосферного происхождения — фактически одно и то же. В наше время эти воды все больше и больше становятся техногенными, так как формируются в ряде мест под влиянием производственной деятельности человека.

Основная масса инфильтрогенных вод, конечно же,— результат просачивания метеорной влаги. Но и конденса­ция водяных паров играет существенную роль в пополне­нии ресурсов подземных вод. Вообще, она оказывает влияние даже на питание рек, особенно в таежной зоне.

Еще А. В. Лебедев, изучая процессы конденсации во­дяных паров в почве, установил, что по сравнению с инфильтрацией они хотя и дают меньше влаги, тем не менее весьма ощутимы — в Одессе на них приходится до 20% естественного восполнения подземных вод. Полу­чение конденсационных вод для целей водоснабжения практикуется с глубокой древности. На рубеже XIX и XX веков конденсаторы стали использоваться в городах Крыма. Например, конденсатор, построенный инженером Ф. И. Зибольдом на вершине горы в Феодосии, в 1912 го­ду давал до 0,3 литра воды в сутки от 1 кубического метра гальки, из которой слагался конденсатор. На не­которых морских островах, где отсутствуют подземные воды, конденсаторы — практически единственный источ­ник получения питьевой воды, если не считать опресни­телей, которые пока дают очень дорогую воду.

Возобновление подземных вод в результате конденса­ции влаги требует таких условий: во-первых, значитель­ное колебание температуры на поверхности почвы; во-вторых, наличие разности давлений водяных паров воз­духа и водяных паров в конденсаторах; в-третьих, размер, форма, расположение и «начинка» конденсатора (лучшей «начинкой» служат щебенистый грунт или трещиноватые породы).

При соответствующем подборе оптимальных условий гидрогеолог В. В. Климочкин в горных массивах Забай­калья и аллювиальных равнинах Якутии получал в сред­нем литр воды в сутки с квадратного километра площади. Другими словами, подземный сток местами лишь в два-три раза превышает долю конденсационных вод.

Седиментогенные воды, которые иногда называют ис­копаемыми, погребенными или реликтовыми, долго не соприкасались с атмосферой, иными словами, длительное время были исключены из гидрологического круговорота воды и участвовали в геологическом круговороте. Они были увлечены в недра Земли при осадкообразовании в виде остаточных растворов или отжаты при уплотнении горных пород. Одновозрастные с вмещающими породами воды называются сингенетическими («син» — одновремен­но). Есть и другой вид — эпигенетические («эпи» — после) воды, то есть отжатые в процессе литогенеза из перекры­вающих или подстилающих толщ, затем мигрировавшие из более молодых осадочных пород в более древние или, наоборот, из древних в молодые. Они «моложе» или «древнее» вмещающих пород; главная же их особенность в том, что они образовались после седиментации.

Поскольку осадконапление с захоронением ископаемых вод происходит главным образом в морских бассейнах, почти все седиментогенные подземные воды по происхож­дению талассогенные. Исключение составляют метеоген­ные подземные воды, увлеченные с осадками из пресно­водных озерных бассейнов.

Магматогенные воды, правильнее именуемые мантий­ногенными,— это те воды, которые впервые вступают в круговорот воды. Молекулы такой воды генерируются в мантии, земной коре или магме из водорода и кислорода. По способу проникновения из мантии и глубоких частей земной коры они образуют вулканические воды, отщеп­ляемые от магмы по мере ее подъема и остывания, и сквозьмагматические газово-жидкие растворы, которые представляют сплошной восходящий поток из очагов, где зарождается магма. Последняя разновидность вызывает, например, гранитизацию.

Метаморфогенные воды в той или иной степени свя­заны с экзогенными и эндогенными первоисточниками, они появляются в ходе метаморфизма за счет связанной воды осадочных или магматических пород. Обезвоживание минералов идет обычно вблизи магматических очагов или на больших глубинах, причина его — повышение темпе­ратуры и давления. Такие воды снова (восстановленные из осадочных пород) или впервые (возрожденные из маг­матических пород) вступают в гидрологический кругово­рот. Источник метаморфогенных вод — кристаллизацион­ная вода минералов или газово-жидкие включения в них. Нередко процессы дегидратации (например, при переходе гипса в ангидрит) могут иметь региональный характер, продолжаться длительное время и вызывать образование крупных скоплений подземных вод.

Из названных нами генетических разновидностей в «чистом» виде, пожалуй, встречаются только просочив­шиеся (с ними обычно имеют дело на глубинах до 2 ки­лометров) да сингенетические (в молодых артезианских бассейнах, недавно вышедших из-под уровня моря) воды. Остальные разновидности, как правило, мы находим в смеси с другими, преимущественно просочившимися, во­дами, поскольку сразу после образования они смешива­ются. У некоторых ученых наличие магматогенных вод вообще вызывает сомнение.

Тенденция исторического развития подземных водо­носных систем сводится к вытеснению седиментогенных и магматогенных вод просочившимися сверху метеорными водами. Иногда в замещении участвуют и метаморфоген­ные воды. Поэтому даже в глубоких горизонтах платфор­менных впадин или очагах вулканической деятельности находится смесь подземных вод различного происхожде­ния. К ней, например, относятся так называемые гидро­термы — нагретые рудоносные растворы, формирующиеся из магматогенных, инфильтрогенных, седиментогенных и метаморфогенныхразновидностей подземных вод. Точно так же смешанное седиментационно-инфильтрационное происхождение обычно имеют рассолы глубоких горизон­тов осадочных толщ. Это, разумеется, не исключает об­наружения гидротерм в той или иной степени ювениль­ного происхождения, а среди глубоких горизонтов осадоч­ной оболочки — седиментогенных вод.

Нептун или Плутон? Когда речь заходит о седименто­генных и магматогенных водах, вспоминаются естество­испытатели прошлого. Уже они называли сторонников морского происхождения воды в Земле «нептунистами» (от Нептуна — бога морской стихии). Их противников, находивших у подземных вод магматическое начало, стали именовать «плутонистами» — в честь владыки подзем­ного мира Плутона.

Сейчас спор между защитниками той и другой точек зрения направлен в русло поисков диагностических при­знаков. Тем не менее встречаются крайние взгляды. Уже отмечалось, что идеи Э. Зюсса сравнительно недавно воз­родил на новой основе упоминавшийся уже В. Ф. Дерп­гольц, взгляды которого применительно к подземным во­дам глубоких горизонтов (так называемой «гидрохлоро­сфере») в последнее время разделяют некоторые гидро­геологи. Есть и последовательные «нептунисты», к числу которых принадлежат, скажем, профессор Е. В. Посохов и доктор наук Е. А. Басков — мои старые знакомые по дискуссии о происхождении концентрированных рассолов Сибирской платформы.

Рассолы Сибирской платформы и их аналоги — пробный камень для шлифовки представлений о появле­нии воды в глубоких горизонтах соленосных толщ. Они своеобразны по составу, в котором преобладают хлориды кальция и содержатся в повышенных количествах многие химические элементы — калий, стронций, бром и т. д. Степень минерализации их самая высокая — солей в них бывает больше, чем воды, подчас 600 граммов в литре (рис. 10).

Кристаллизация солей из предельно насыщенного рассола...

Кристаллизация солей из предельно насыщенного рассола…

Так вот эти рассолы, в особенности их состав, Дерп­гольц и его сторонники связывают с привносом веществ из мантии. И для этого, кажется, есть основания: в конце палеозоя — начале мезозоя на Сибирской платформе про­исходили грандиозные излияния трапповой магмы. Вместе с ней поступали в осадочный чехол магматогенные воды и продукты вулканической деятельности, которые могли сформировать «гидрохлоросферу».

У Посохова и Баскова взгляды, кстати, далеко не одинаковы: первый считает такие рассолы наследием древних «хлор-кальциевых» морей, а второй, вслед за М. Г. Валяшко, И. К. Зайцевым и другими «нептуниста­ми»,— продуктом преобразования «обычной» морской во­ды, хотя они сходятся в том, что рассолы одновозрастны с вмещающими соленосными породами. С этих позиций хлоридные кальциевые рассолы Сибирской платформы можно считать и неизменен­ным реликтом бассейнов осад­конакопления, и «маточной» рапой, сгущенной в процессе галогенеза до стадии выпаде­ния калийно-магнезиальных солей (табл. 5), в которой за­тем магний был эквивалентно заменен на кальций породы. Основания для первой и второй точек зрения, таким образом, имеются. Более то­го, приуроченность концентрированных рассолов исключительно к регионам с мощными соленосными толщами заставляет считать галогенез первоисточником таких рас­солов.

Наконец, большая группа гидрогеологов — среди них автор этих строк — усматривает тут смесь вод различного генезиса, в которой ископаемые рассолы в той или иной степени замещены проникшими с поверхности водами; в них наверняка также есть метаморфогенные и ювениль­ныекомпоненты. Седиментогенно-инфильтрогенные гипо­тезы не менее разнообразны, но объединяет их то, что они не отрицают в начальной стадии влияния ионно-со­левого комплекса бассейнов осадконакопления на рас­солы и в то же время учитывают последующее их преоб­разование в системе вода — порода, обязанное главным образом деятельности инфильтрогенных вод.

Точно так же противоречивы взгляды на происхожде­ние термальных вод в областях современного вулканизма или неотектонической активизации. Одни защищают юве­нильный генезис, другие — инфильтрационный, третьи большую роль отводят метаморфическим компонентам.

Кто же прав? Почему такое разнообразие мнений? Да потому, что пока нет надежных показателей разграниче­ния первоисточников таких вод. В каждой из точек зрения акцент делается лишь на какие-то определенные кри­терии, но не учитываются другие, порой не менее важ­ные. Поэтому в основе диагностики должен быть комплекс методов, хотя и в этом случае — а такой подход наиболее объективен — еще не получается однозначный ответ на поставленный вопрос; Нептун или Плутон?

Диагностика генетического облика подземных вод опи­рается прежде всего на палеогидрогеологические рекон­струкции, цель которых — воссоздать историю подземной гидросферы, в частности конкретных бассейнов подземных вод. Задача, прямо скажем, трудная, так как следы гид­рогеологической истории бывают стерты последующими преобразованиями. Поистине по осколку приходится вос­станавливать фреску.

Тем не менее без исторического анализа невозможно понять закономерности формирования подземных вод, их связь с геологическими процессами и осмыслить со­временную гидрогеологическую обстановку.

«Настоящее — ключ к понимаю прошлого» — таков принцип актуализма, лежащий в основе палеогидрогеоло­гических реконструкций. Иначе говоря, на примере со­временной деятельности подземных вод воссоздаются процессы, имевшие место в далеком прошлом. При этом обязательно следует обращать внимание на эволюцию геологических процессов, то есть изменение их интен­сивности и направленности во времени.

Нельзя механически пользоваться принципом актуализма. Выдающийся советский геолог академик А. Л. Ян­шин в последние годы успешно развивает идею эволюции геологических процессов, что представляет одну из важ­нейших проблем теоретической геологии. Эволюция гео­логических процессов находит выражение в неповторимом своеобразии прошлых геологических эпох, изменении со­става гидросферы, характера осадочного породообразования и метаморфизма, принципиально новых обстановках тек­тономагматической активизации. Наблюдаются и необра­тимые явления (развитие биосферы, радиоактивный рас­пад и т. д.).

Когда речь заходит об эволюции геологических про­цессов, необходимо учитывать, что на протяжении геоло­гической истории менялись не физико-химические зако­номерности, которые по крайней мере в последние 500—1000 миллионов лет были одинаковыми, а эволю­ционировали условия их реализации на поверхности и в недрах Земли. Неизменными эти процессы можно счи­тать (да и то условно!) лишь для относительно коротких отрезков геологической истории. Вот это-то и дает воз­можность использовать принцип актуализма.

Как показали А. И. Семихатов и А. А. Карцев, в об­щем случае развитие подземной водоносной системы про­исходит циклически. Гидрогеологический цикл — отрезок истории, который включает такие этапы:

седиментационный — погружение, осадконакопление и отжатие из осадков седиментогенных вод;

инфильтрационный — поднятие резервуара и внедре­ние инфильтрогенных вод;

магматический (точнее тектономагматический) — обра­зование расколов, внедрение магмы и отщепление магма­тогенных вод.

Цикл бывает неполным, в частности, магматический этап встречается реже двух первых. Питание недавно высвободившегося из-под уровня моря бассейна пласто­вых вод показано на рис. 11.

Схема питания "молодого" бассейна пластовых вод

Схема питания “молодого” бассейна пластовых вод

На первый цикл накладывается второй, третий… Ре­зервуар подземных вод, вначале развивающийся как еди­ное целое, может распасться на участки, которые будут развиваться разными путями. Нередко отжатие ископа­емых вод в глубоких горизонтах продолжается при кон­тинентальном режиме, а верхние горизонты в это время вовлекаются в инфильтрационный водообмен. Сложное воздействие оказывают тектонические перестройки.

Чтобы проследить изменения во времени, приходится учитывать, с одной стороны, условия протекания геологи­ческих процессов в прошлом и, с другой,— следы геоло­гической деятельности подземных вод. Для установления их генетического облика прежде всего проводится структурно-палеогидрогеологический анализ. Уже он в первом приближении позволяет судить, как развивалась рассмат­риваемая подземная водоносная система.

Далее прибегают к палеогидрогеодинамическому ана­лизу, который по интенсивности водообмена в прошлом раскрывает количественные соотношения между водами разного генезиса, поступавшими в резервуар. Иногда удается достаточно точно рассчитать процентное содер­жание той или другой разновидности. Например, В. В. Аверьев определил, что в гидротермальной системе Долины Гейзеров на Камчатке доля ювенильной состав­ляющей достигает 25%, а В. Н. Корценштейн установил преобладание инфильтрогенных вод в глубоких горизон­тах бассейнов Предкавказья и Средней Азии. Можно определить и объем дегидратанионных вод, высвобождаю­щихся, например, при переходе гипса в ангидрит или минерала монтмориллонита в гидрослюды. На Сибирской платформе выделившаяся при обезвоживании гипса прес­ная вода очень сильно разбавила маточную рапу.

Другой метод — использование палеогидрогеохимиче­ских данных. В качестве показателей здесь служат рас­творенные в воде специфические химические элементы и их отношения друг к другу. Широкое применение по­лучили, в частности, натрий-хлорный и хлор-бромный коэффициенты.

Названные показатели нельзя считать бесспорными, как не является однозначным даже такой критерий, как возраст подземных вод.

Понятие «возраст подземных вод» сформулировал А. М. Овчинников, подразумевая под ним среднее время пребывания воды в земных недрах. В глубоких горизон­тах это понятие относится к смеси вод и характеризует разбавление одних генетических разновидностей другими.

Довольно точно датируется с помощью радиогенных изотопов время пребывания подземных вод в верхних горизонтах: по тритию — до 50 лет, радиоуглероду — до 25 тысяч лет, и т. д. В глубоких горизонтах возраст вод измеряется миллионами лет. Тогда для его определения используют гелиево-аргоновое отношение растворенных газов, оно отражает интенсивность водообмена.

…Передо мной оттиск статьи А. М. Овчинникова, ко­торый я получил незадолго до его смерти. В жизни Александр Михайлович был очень общительным челове­ком, самую сложную научную идею всегда облекал в остроумную форму. На оттиске его рукой начертано: «Возраст подземных вод определить легче, чем возраст женщины». И автор не преувеличивал: тритиевый метод датирует возраст подземных вод с точностью до 1—2 лет.

Тритиевый метод успешно был применен при прогно­зировании водопритоков в Северо-Муйский тоннель — самое большое сооружение на БАМе. Этот тоннель инте­ресен во многих отношениях, главным образом по слож­ности геолого-гидрогеологической обстановки. Вода к гор­ным выработкам поступает из многочисленных разломов сверху и снизу: в первом случае она очень холодная, в последнем — ее температура превышает 40°С. Водопритоки огромные, порой носят катастрофический характер.

С помощью определения трития установлено, что хо­лодные воды наиболее мощных зон разломов, по которым приподнята центральная часть Северо-Муйского хребта, питаются преимущественно в весенне-летнее время — они имеют возраст меньше одного года. Реки и озера в фор­мировании водопритоков к горизонтальным выработкам пока не участвуют. Что же касается терм, то они отлича­ются от поверхностных и холодных подземных вод более низкой концентрацией трития — их возраст исчисляется десятилетиями. Эта информация позволила дополнить традиционные методы прогноза водопритоков к горным выработкам.

Продолжительность водообмена в глубоких горизонтах определяется только ориентировочно. Тут важно другое. Если возраст вод и пород совпадает, то мы имеем дело с ископаемыми водами. Чем возраст вод меньше, тем сильнее разбавление просочившимися водами. В арте­зианских бассейнах, подвергшихся тектоническим пере­стройкам, ископаемые воды чаще всего вытеснены пол­ностью.

При изучении подземных вод глубоких горизонтов ис­пользуются главным образом стабильные изотопы, сла­гающие молекулу воды: данные по изотопному составу водорода и кислорода оказывают неоценимую помощь в диагностике генетического облика подземных вод. Пред­ставительную информацию об источнике растворенных веществ содержат изотопы гелия, углерода, серы, строн­ция, кремния, радиоактивных элементов.

Изотопы водород-2 (дейтерий; и кислород-18 несут в себе информацию о происхождении молекулы воды и отражают ее геологическую историю. Их содержание в исследуемом образце подземных вод позволяет сравни­тельно быстро найти исходную генетическую разновид­ность. Правда, надо обязательно учитывать возможное фракционирование и изотопный обмен в подземной гид­росфере.

На рис. 12 показан изотопный состав первоисточни­ков подземных вод в виде трех эталонов: за исходный состав инфильтрогенных вод приняты метеорные воды, содержание дейтерия и кислорода-18 в которых на зем­ной поверхности изменяется от тропиков к полюсам по закону прямой линии; эталоном ископаемых вод служит стандарт среднеокеанической воды; гипотетический обра­зец ювенильной воды получен американскими геохими­ками по результатам изучения проявлений вещества глу­бинных зон Земли.

Диаграмма изотопного состава водорода и кислорода подземных вод различного генетического облика

Диаграмма изотопного состава водорода и кислорода подземных вод различного генетического облика

Нанесем теперь на диаграмму результаты определе­ния дейтерия и кислорода-18 в изучаемых образцах под­земных вод (см. рис. 12). Ископаемые воды сохранились в сравнительно молодых бассейнах. Упомянутые выше концентрированные рассолы Сибирской платформы распо­лагаются между эталонами ископаемых и инфильтроген­ных вод, представляя, таким образом, смесь этих перво­источников. Смесью являются также фумаролы и кон­денсаты вулканических извержений на Камчатке и Ку­рилах. А вот в формировании ресурсов термальных вод Прибайкалья ювенильпаясоставляющая, кажется, не при­нимала участия.

Когда мне пришлось посетить Чехословакию, то, ко­нечно же, я побывал на знаменитом курорте Карловы Вары и отобрал из здешних термальных источников пробы воды на изотопный анализ. Ведь именно «Карлсбадскому шпруделю», как тогда называли главный ис­точник Карловых Вар, Э. Зюсс приписывал ювенильное происхождение. С нетерпением ждал я изотопных опре­делений. Мнение великого геолога не подтвердилось. Тер­мы Карловых Вар, как это можно видеть из рис. 12 и табл. 6, оказались поверхностного происхождения — по концентрации дейтерия и кислорода-18 они не отличают­ся от наземных вод района и ничего общего не имеют с гипотетическим стандартом ювенильных вод. На мете­орную их природу указывает также наличие в углекислых водах трития, достигающее 10—15 тритиевых единиц.

Однако ювенильное происхождение в термальных водах могут иметь некоторые компоненты их состава — угле­кислота, сульфат, гелий, фтор, стронций и т. д. И не только на Камчатке или в Карловых Варах. В термах Прибайкалья, как свидетельствуют изотопные определе­ния, гелий появился главным образом из мантии.

Изотопный состав воды и растворенных веществ — действенный инструмент для диагностики генетического облика подземных вод. С его помощью гидрогеологи по­лучили возможность решать задачи, которые не доступны другим методам. И не только гидрогеологические, но и задачи общегеологического плана.

Академик А. В. Сидоренко и кандидат геолого-мине­ралогических наук Ю. А. Борщевский, исходя из концеп­ции о ведущей роли экзогенных процессов в эволюции вещества земной коры, считают, что наземная гидросфера и литосфера находились уже 1000 миллионов лет назад в изотопно-кислородном равновесии. Именно вода оказы­вает решающее влияние на изотопный состав кислорода и других химических элементов осадочно-метаморфических пород. Земная кора, согласно их построениям, представляет открытую систему в отношении метеорных и морских вод, которые, проникая на глубины в несколько километров, активно участвуют как в гидротермальном рудообразовании, так и во многих других эндогенных процессах — метаморфизме, гранитизации и т. д. Други­ми словами, в земной коре происходит не только обмен «легких» изотопов кислорода поверхностных вод с «тя­желыми» изотопами больших глубин, но и непрекращаю­щийся обмен вещества, в особенности водообмен, который скорее всего распространяется вплоть до мантии. Во вся­ком случае, он активно себя проявляет в зоне мета­морфизма.

…Недавно я увидел у своего хорошего друга на книж­ной полке «Легенды и мифы Древней Греции». Взял книгу почитать внуку. Вот как там описывается появле­ние Земли и Неба.

Вначале существовал лишь вечный, безграничный, темный Хаос. С него все началось, в том числе произо­шла и богиня Земли — Гея. Широко раскинулась она, могучая, дающая жизнь всему, что находится на Земле. Гея породила голубое Небо — бога Урана, который воца­рился в мире.

Уран — дед Зевса — был у древних греков олицетво­рением начала, наделяющего Землю теплом и влагой, посредством которых пробуждаются творческие силы Земли.

Так все возвращается на «круги своя». Во второй половине XX века на новой фактологической основе подтвердилась казавшаяся наивной легенда древних гре­ков относительно роли незаслуженно забытого бога Ура­на. Ему, то есть проникшим сверху экзогенным водам, принадлежит ведущая роль в геологических процессах, а ресурсы подземных вод, как мы видели, даже в цар­стве Плутона в значительной мере сформированы за счет вод метеорного происхождения.

И если уж мыслить мифическими категориями, то мы должны вспомнить богиню ключевой воды и источников. Была, оказывается, у древних римлян и такая. Звали ее Венилия, она была женой Нептуна.

Зональность подземной гидросферы. Одна из основных закономерностей, характерных для Земли,— зональность. Она проявляется, например, в ее сферическом строении. Гидросфера — одна из таких оболочек. Четкая зональность наблюдается в подземной гидросфере и характерна для подземных вод.

Синтез знаний о строении земной коры и мантии по­зволяет дать общую схему изменения фазового (лед — вода — пар) состояния Н2О по мере углубления в земные недра. В соответствии с представлениями гидрогеологов из Геологического института АН СССР (Ф. А. Макарен­ко, В. И. Кононов и другие) подземная гидросфера со­стоит из следующих слоев, представляющих собой гидро­физические зоны:

слой «твердой» воды — ограничивается гидроизотер­мой фазового перехода «лед — вода» и имеет мощность до километра или несколько больше;

слой «жидких структурированных» вод — заключен между изотермами фазовых переходов «лед — вода» и «во­да — пар», охватывает 80% земной коры. Температура достигает 450°, а давление 25 кбар. Мощность изменяется от 80 (области докембрийской складчатости) до 8 километ­ров (островные дуги). В областях современного вулка­низма нижняя граница этого слоя может располагаться на меньших глубинах; и

слой уплотненного флюида — располагается между изотермами 450 и 700°. Здесь водородные связи непроч­ны и молекулы воды становятся свободными. Благодаря высоким давлениям (до 50 кбар), флюид находится в уп­лотненном состоянии. Мощность 3—80 километров, а мак­симальная глубина достигает 160 километров, но под островными дугами не превышает 11 километров.

Рассмотренная зональность верна для свободных вод. Формы существования физически и химически связанных вод также определяются термодинамическими парамет­рами. С глубиной количество связанных вод уменьшает­ся, и уже в слое уплотненного флюида они полностью переходят в свободное состояние, за исключением неко­торой части кристаллизационных и конституционных вод, удерживаемых до температуры 700—1000°С.

Подземные воды принадлежат слою жидких «струк­турированных» вод, который по особенностям воздействия на него физико-географических, геологоструктурных и термодинамических условий весьма разнороден.

Для подземных вод характерно обособление естествен­но-исторических зон в зависимости от широты местности и абсолютной отметки залегания. Поэтому различают: широтную (климатическую) зональность, присущую главным образом подземным водам приповерхностной ча­сти, и вертикальную (геологическую) зональность, которая прослеживается сверху вплоть до глубоких го­ризонтов подземных вод. Вертикальная зональность мо­жет быть глубинной — в бассейнах пластовых вод или высотной — в массивах трещинных вод.

Не касаясь широтной зональности, которая зависит исключительно от географической широты местности, со­средоточим внимание на вертикальной зональности — за­кономерности, определяющей особенности размещения подземных вод в земной коре.

С поверхности вглубь Земли уменьшаются трещино-ватость и пористость горных пород, что отчетливо сказы­вается на скорости движения подземных вод и интенсив­ности возобновления их ресурсов. Изменяются также сте­пень минерализации, ионно-солевой и газовый состав, температура подземных вод. На эту закономерность пер­вым обратил внимание В. И. Вернадский, а систематиза­ция сведений о таких изменениях позволила советским гидрогеологам Н. К. Игнатовичу, Б. Л. Личкову и Ф. А. Макаренко создать учение о вертикальной гидро­геологической зональности. Рассмотрим зональность бас­сейнов пластовых вод, на примере которых вертикальные изменения видны значительно лучше, чем в резервуарах трещинных вод.

По гидрогеодинамическим особенностям в бассейнах пластовых вод различают следующие вертикальные зоны:

интенсивного (активного) водообмена, глубина кото­рой достигает 0,3—0,5 километра и отвечает региональ­ному эрозионному врезу; для нее характерны наиболее высокие скорости движения подземных вод (средний темп возобновления ресурсов оценивается годами и сто­летиями) и тесная связь с поверхностными водами;

затрудненного (замедленного) водообмена, находящая­ся ниже базисов дренирования, где вследствие уменьша­ющейся трещиноватости и пористости пород скорости движения понижены (темп водообмена — десятки и сотни тысяч лет) и связь с поверхностными водами затруднена;

весьма затрудненного (пассивного) водообмена, распо­лагающаяся в наиболее глубоких частях впадин (глубже 1,5—2 километров) и отличающаяся возобновлением ре­сурсов подземных вод в масштабе геологического времени (темп водообмена — миллионы лет).

Отсюда вывод: крупные скопления подземных вод надо ожидать на сравнительно небольших глубинах в зоне интенсивного водообмена, то есть преимущественно среди крупнозернистых, обломочных или трещиноватых пород.

По степени минерализации и ионно-солевому составу подземных вод в вертикальном разрезе земной коры различаются три гидрогеохимические зоны:

верхняя — пресных вод (минерализация менее 1 грам­ма на литр) мощностью обычно 0,3—0,6 километра и с преобладанием в составе вод гидрокарбонат-иона;

промежуточная — соленых вод (с минерализацией 1— 35 граммов на литр), в составе которых часто домини­рует сульфат-ион; и

нижняя — рассолов высокой минерализации (более 35 граммов на литр) преимущественного хлоридного состава.

Пригодные в качественном отношении для целей во­доснабжения питьевые пресные воды, таким образом, располагаются в верхней части разреза, а глубже они сменяются минерализованными водами.

С глубиной меняется и газовый состав подземных вод: газы воздушного происхождения (кислородно-азот­ные) постепенно заменяются газами глубинной обстанов­ки, в которой могут формироваться скопления углеводо­родов. Что же касается температуры, то она по верти­кали возрастает: в глубоких горизонтах крупных арте­зианских бассейнов и областях активного вулканизма температура подземных вод значительно превышает 100°С. В этом же направлении изменяются содержание и формы существования живого вещества в подземной гидросфере.

Нет правил без исключения. В вертикальной зональ­ности подземных вод они также есть и называются ано­малиями. Аномалии нарушают общую закономерность, будучи связаны с различного рода отклонениями: в фильт­рационных свойствах пород, наличием источника раство­ренных веществ или водовыводящего разлома. Гидрогео­логические аномалии часто представляют месторождения пресных или минеральных вод.

Природу вертикальной зональности подземных вод долгое время не удавалось выяснить. Назывались многие причины. Попытки связать ее, например, с гравитацион­ными силами Земли не имели успеха: этим можно объяснить особенности, но не все виды зональности в целом.

Направленность у перечисленных видов зональности одинакова — смена поверхностных условий глубинными. Поэтому причины, ее вызывающие, должны заключать в себе совокупность природных факторов и отражать про­тивоборство разнонаправленных тенденций. На это мог обратить внимание ученый, мыслящий оригиналь­но, масштабно и диалектически. Такой была недавно скончавшаяся доктор геолого-минералогических наук В. А. Кротова, успешно разрабатывавшая теоретические и философские проблемы гидрогеологии. Вертикальную зональность подземных вод Валентина Артемьевна пони­мала как результат длительной борьбы двух противопо­ложно направленных начал: поверхностного, пред­ставляющего комплекс физико-географических, биологи­ческих и других экзогенных факторов и связанного с внедрением вод инфильтрации в недра Земли, выносом химических элементов из пород, низкими температурами и давлениями, и глубинного, складывающегося из воздействия эндогенных факторов и характеризующегося хорошей закрытостью недр, уплотненностью пород, на­коплением в подземных водах химических элементов, вы­сокими температурами и давлениями.

Взаимодействию этих двух начал подчинены все виды вертикальной зональности подземных вод, да и подзем­ной гидросферы в целом. Если попытаться перевести это на язык мифологии, то можно сказать, что в основе вер­тикальной зональности находится противоборство Урана и Плутона, которые не могут одолеть друг друга. Тут-то и кроется причина появления гидрогеологической зо­нальности.

Классификация подземных вод. В зависимости от це­левого назначения существуют различные классификации и группировки подземных вод — общие и специализиро­ванные. К общим относится, в частности, их генетическая классификация (см. рис. 9) и классификация по так называемым «условиям залегания». Эта терминология, несмотря на явную ошибочность, к сожалению, укорени­лась. На самом деле — мы об этом уже говорили — под­земные воды не «залегают», а движутся. Поэтому пра­вильнее называть последнюю классификацией по харак­теру размещения подземных вод в земной коре.

Специализированные классификации (по составу, ми­нерализации, напору и т. д.) мы рассматривать не будем — это не наша задача. Уделим внимание лишь наи­более общей и, наверное, самой важной классификации подземных вод — по характеру их размещения в зем­ной коре.

Подобных схем на протяжении столетия предлагалось несколько десятков. G накоплением знаний о воде земных недр классификации совершенствовались. Однако и рань­ше и теперь сам подход к выделению подземных вод был двояким: в одних классификациях к подземным водам относились все воды земных недр (О. Мейнцер, Н. И. Тол­стихин), в других — собственно подземные воды (А. Доб­ре, И. Гааз, С. Н. Никитин, Ф. П. Саваренский, О. К. Лан­ге, А. М. Овчинников).

Что считать подземными водами? Мы уже называли их свободными водами Земли. Наиболее обоснованным, пожалуй, остается определение Ф. П. Саваренского, ко­торое было дано в 1935 году. К подземным водам в соб­ственном смысле он относил «капельно-жидкую воду, заполняющую пустоты и поры в горных породах, спо­собную к перемещению в них и вытеканию или извлече­нию из них». Аналогичное определение имеется в госу­дарственных стандартах некоторых европейских стран. Да и вообще только так понимают подземные воды, ко­гда говорят об их движении, составе или использовании в хозяйственных целях. Другого понимания нет. Это оп­ределение прочно вошло в науку и практику, к нему трудно добавить что-либо менее спорное.

Если придерживаться изложенного определения, то применительно к размещению подземных вод в земной коре с общегеологических позиций прежде всего следует различать подземные воды суши и подземные воды, на­ходящиеся под морскими или океаническими акватория­ми. Вся гидрогеология прошлого — это гидрогеология су­ши. «Морскую» гидрогеологию только начинают изучать. Раньше в классификациях такое различие совсем не учитывалось. В предлагаемой классификации (табл. 7) на нем базируется разделение групп — подземных вод суши и подземных вод под морями и океанами.

Различием отделов служит степень насыщения горных пород свободной водой с выделением на континентах зоны аэрации и зоны насыщения. Типы — «подвешенные» (по О. К. Ланге), безнапорные и напорные — выделены на основе гидравлических признаков. Классы характери­зуют основные разновидности подземных вод по размещению в земной коре. На континентах это — верховодка, грунтовые воды, артезианские воды (находятся под гид­ростатическим напором) и глубинные воды (испытывают воздействие геостатического давления и эндогенных сил). Последнюю разновидность раньше также не выделяли, хотя необходимость ее обособления совершенно очевидна, поскольку она установлена как в глубоких частях осадоч­ных толщ артезианских бассейнов, так и в разломах глу­бокого заложения.

В морях и океанах различаются два класса подзем­ных вод — связанные гидравлически с континентом и не связанные с ним. Первые — аналоги артезианских вод, вторые — глубинных, хотя субмаринные условия на те и другие накладывают свой отпечаток.

Кроме классов подземных вод, в таблице 7 приведе­ны и подклассы, характеризующие водно-коллекторские свойства пород. Опущены особые условия — они для тер­ритории СССР определяются наличием многолетнемерз­лых пород и современного вулканизма. Не исключено выделение в особые условия подземных вод арид­ной зоны.

Предлагаемая классификация подземных вод опира­ется на классические схемы С. Н. Никитина (1900 год), О. Мейнцера (1923 год), О. К. Ланге (1931 год) и А. М. Овчинникова (1949 год). В ней по возможности учтена новейшая информация о распределении подзем­ных вод в земной коре.

Значение этой классификации не столько теоретиче­ское, сколько практическое, хотя научная новизна вряд ли вызывает сомнение. Главное — она позволяет более целенаправленно, с учетом современного уровня знаний о разновидностях подземных вод изучать гидрогеологи­ческиезакономерности как для суши, так и для океана.