ТЕРМОМИНЕРАЛЬНЫЕ ВОДЫ ДАГИНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ (ОСТРОВ САХАЛИН): ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ И УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ

Abstract

Ссылка для цитирования: Ершов В.В., Никитенко О.А., Жарков  Р.В. Термоминеральные воды Дагинского месторождения (остров Сахалин): физико-химические параметры и условия формирования // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2023. – Т. 334. – № 3. – С. 104-118. Актуальность исследования определяется активной эксплуатацией в настоящее время гидротермальных систем как альтернативного источника энергии, использующего возобновляемые энергетические ресурсы, для извлечения редких металлов, развития экологического, лечебно-оздоровительного и экстремального туризма. Выявление типов гидротермальных месторождений, геологических условий и закономерностей их образования и современной деятельности необходимо для правильной оценки их практического использования. На севере о. Сахалин известно Дагинское термоминеральное месторождение, гидрогеохимические особенности которого пока слабо изучены. Цель: получить новые данные о физико-химических параметрах термоминеральных вод Дагинского месторождения и провести сравнительный анализ гидрогеохимических особенностей его разных участков (Северного, Центрального, Южного), а также предложить механизм, объясняющий происхождение и закономерности формирования химического состава исследуемых вод. Объект: термоминеральные воды Дагинского месторождения (о. Сахалин). Методы. Химико-аналитические исследования термоминеральных вод выполнены в Центре коллективного пользования Института морской геологии и геофизики Дальневосточного отделения Российской академии наук. Значения удельной электрической проводимости исследуемых вод определялись кондуктометрическим методом, рН – потенциометрическим методом. Поверхностные температуры вод в термоминеральных источниках измерялись с помощью цифрового термометра. Определение концентраций Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Li+, Cl–, SO42–, NO2–, NO3–, Br– проводилось методом высокоэффективной жидкостной хроматографии, концентраций HCO3– и CO32– – титриметрическим методом, концентраций B и Si – спектрофотометрическим методом. Содержание органического и неорганического углерода, а также общего азота определялось методом высокотемпературного каталитического окисления. Пластовые температуры термоминеральных вод рассчитывались с помощью гидрохимических геотермометров – K-Mg, Na-K, Mg-Li, Na-Li, SiO2. Представлены результаты современных гидрогеохимических исследований Дагинского месторождения, проведенных в период с 2014 по 2019 гг. Установлено, что в пределах месторождения наблюдается пространственная гидрогеохимическая неоднородность, которая выражается в различии физико-химических показателей термоминеральных вод – поверхностных температур, величине общей минерализации, концентрации некоторых компонентов ионно-солевого состава – на разных его участках (Северном, Центральном и Южном). Воды на трех участках имеют одинаковый Cl-Na состав, но на Южном и Центральном участках они имеют более высокие концентрации Na+, HCO3–, Si, а на Северном – K+, Ca2+, Mg2+, SO42–, B. Воды источников Северного участка характеризуются также более высокой минерализацией (в 2–8 раз) и более низкими значениями поверхностных температур (в основном на 10–15 °С) по сравнению с водами источников Южного и Центрального участков. На основании полученных гидрогеохимических данных предложена модель формирования термоминеральных вод Дагинского месторождения, включающая в себя три «конечных члена». Согласно этой модели, формирование исследуемых вод происходит в результате смешения зрелых солоноватых подземных вод Северо-Сахалинского артезианского бассейна, предположительно развитых в нижней части нутовской свиты, с современными пресными метеорными водами при их инфильтрации в области питания артезианского бассейна, а также солеными морскими водами Ныйского залива в зоне разгрузки термоминеральных вод. Доля пресных инфильтрационных вод метеорного генезиса в термоминеральных водах может составлять от 15 до 80 %, доля морских вод – до 30 %. Существенное влияние на химический состав исследуемых вод оказывают процессы в системе «вода–порода–газ–органическое вещество»: сульфатредукция, катионный обмен и сорбция-десорбция. Расчетные пластовые температуры для Дагинского месторождения составляют преимущественно 60–100 °С, что соответствует глубине их циркуляции примерно 2–3 км.