Инфильтрационное направление

Гипотезы инфильтрогенного происхождения связывают формирование глубинных рассолов с существенным преобразованем состава относительно слабо минерализованных вод, поступивших с поверхности суб­аэралной части континентальной коры.

Инфильтрационное направление исходит из предположения, что рассолы являются результатом концентрирования растворенных минеральных солей. Увеличение минерализации связывается либо с подземным испарением и перераспределением влаги (М.Е.Альтовский, Уош­борн, Милис), либо с перераспределением минеральных компонентов, либо с выщелачиванием солей эвапоритовых толщ (М.А.Гатальский, Е.В.Пиннекер и др.). Первоначально причину токого преобразования видели только в простом удалении влаги из состава подземных вод вслед­ствие разложения воды, ее испарения или расходования на вторичное минералообразование. В частности возможность подземного испарения допускали В.И.Вернадский, В.А.Сулин, М.Е.Альтовский. Некоторые ученые допускали даже влияние перераспределения компонентов по плотности. Так К.В.Филатов видел в этом соответствие существующему увеличению плотности ионов:

- - Cl^- - Br^- - I^-

K⁺ - Na⁺ - Ca⁺² - Mg⁺²

О.Я.Самойлов и Д.С.Соколов связывали увеличение минерализации подземных вод с глубиной с трансляционным перемещением ионов солей и молекул воды вниз благодаря повышению энергии активации (по мере увеличения давления скорости миграции солей в сравнении со скоростями молекул воды увеличивается и их ионы концентрируются в нижних частях разреза). Эта гипотеза не подтверждается объективно суще­ствующими и повсеместно наблюдающимися закономерностями распределения анионов и катионов по глубине. Расчеты показывают, что скорость трансляционного перемещения хлора настолько малы, что не способны образовать рассолы из пресных и солоноватых вод.

Согласно этому направлению воды гидрохимических инверсий представляют собой гидрокарбонатно- кальциевые воды зоны гипергенеза, несколько изменившие свой состав вследствие катионного обмена.

С территории суши за счет инфильтрации и подземного стока поверхностные преимущественно пресные воды проникают в недра и, взаимодействуя с породами, меняют свой состав и становятся рассолами.

Исходные воды гидрокарбонатно-натриевые или сульфатно-натриевые. Хлоридно-магниевые воды представляют собой исключение.

Полагали, что чем больше и дольше взаимодействие с морским солевым комплексом пород, тем выше минерализация. Вода собирает соли вмещающих пород.

Процессы концентрирования:

Простое поглощение солевого морского комплекса пород. Но если вода мигрирует, то она и выносит соли из недр. Ее соленость не может подняться выше 2-7 (30-80) г/л.

Подземное испарение в условиях относительно низких температур.

Гидратация минералов

Дифференциация при фильтрации

Дифференциация вследствие диффузии

Радиологическое разложение влаги.

Возражения:

Седиментогенные

Иловые воды преимущественно морского генезиса погружаются в недра вместе с сингенетичными им осадками. Взаимодействуя с породами в условиях высоких температур и давлений они метаморфизуются до рассолов.

Исходные воды морские хлор-магниевые разной минерализации. В бассейнах развитого галогенеза исходные воды могут представлять собой насыщенные рассолы с минерализацией до 300-450 г/л.

Процессы концентрирования:

Как из морской воды получились хлор-кальциевые рассолы? Существует несколько гипотез превращения морских рассолов в подземные.

1. Рассолы изначально имели такой состав в древних морях (Посохов, 1969)

2. На стадии диагенеза вследствие удаления сульфатов сульфатредукцией и добавления Caприкатионном обмене:

MgSO₄ + 2C + 2H₂O « Mg(HCO₃)₂ + H₂S

CaSO₄ + 2C + 2H₂O « Ca(HCO₃)₂ + H₂S

2NaCl + Ca_погл. « 2 Na_погл. + CaCl₂

MgCl₂ + Ca_погл. « 2 Mg_погл. + CaCl₂

3. Вследствие обогащения вод кальцием при эпигенетическом взаимодействии с породами:

a) За счет ионной абсорбции и метасоматоза известняков, т.е. доломитизации, - седиментационно-диагенетический путь (Лебедев, Ходьков, Валуконис и др.)

b) За счет ионного обмена магния рапы на кальций породы - седиментационно-эпигенетический путь (Балашов, Валяшко, Зайцев и др.)

c) За счет растворения сульфатов и осаждению вторичных карбонатов (доломитов) с одновременным гидролизом алюмосиликатов.

Реакция Мариньяка:

2Ca(HCO₃)₂ + MgCl₂ «CaMg(CO₃)₂ + CaCl₂ + 2CO₂+ 2H₂O

Реакция Гайдингера:

2Ca(HCO₃)₂ + MgSO₄ «CaMg(CO₃)₂ + CaSO₄ + 2CO₂ + 2H₂O

Реакция С.Л. Шварцева:

CaCO₃ + CaSO₄+ MgCl₂ + 2C + H₂O « CaMg(CO₃)₂ + CaCl₂ + CO₂ + H₂S

d) Вследствие альбитизации силикатных минералов

Ca(Al₂Si₂O₈) + 2NaCl + 4SiO₂ « 2Na(AlSi₃O₈) + CaCl₂