Геологическая деятельность подземных вод Печать
Автор naturalscience.ru   

К подземным относятся воды, находящиеся в недрах Земли в жидком, парообразном и твердом состоянии и заполняющие поры, пустоты и трещины в горных породах. По происхождению различают воды:

инфильтрационные, образованные в результате проникновения атмосферных осадков в толщу горных пород;

конденсационные, образованные из влаги атмосферного влажного воздуха, проникающего в почву или выходящие на дневную поверхность породы, обычно в засушливых областях;

седиментогенные, образованные в результате захоронения вод морского происхождения, высокоминерализованные и сильно измененные под влиянием давления и температуры;

межаморфогенные, образованные в результате дегидратации под действием температуры и давления минералов, содержащих в своем составе воду.

Вода в горных породах может находиться в парообразном, жидком и твердом состоянии, в связном (кристаллизационная, конституционная, гигроскопическая, пленочная и капиллярная вода) и свободном (гравитационная) виде.

Гравитационная вода содержится в порах пород, может перемещаться и выполнять механическую и химическую работу, поэтому собственно эта вода и является подземной.

Водноколлекторские свойства горных пород определяются:

пористостью, выражаемой отношением объема всех пор к объему всей породы: n = np / n × 100%; водопроницаемостью, зависящей от пористости, с наибольшей у галечников, гравия, крупных песков, закарстованных известняков и сильвио трещинных пород. Водоупорными являются глины, тяжелые суглинки, сцементированные и массивные породы.

Различают подземные воды принадлежащие к зонам аэрации и насыщения.

В зоне аэрации различают воды:

почвенные, связанные с инфильтрацией атмосферных осадков и различных поверхностных вод;
верховодку - воды, образующиеся на небольшой глубине, задерживающиеся линзами и прослоями водоупорных пород.
В зоне насыщения различают воды:

грунтовые, залегающие на первом водоупорном горизонте, из - за отсутствия водоупорной кровли подпитывающиеся атмосферной влагой;
межпластовые воды (ненапорные) - залегают между двумя водоупорными толщами с областями питания, значительно удаленными от водоносного горизонта и выходят на поверхность. Режим грунтовых вод из-за сезонных колебаний подвержен значительным колебаниям. В сельской местности - источник водоснабжения. Верхняя граница грунтовых вод - уровень или зеркало грунтовых вод. Порода, насыщенная водой, называется водоносным горизонтом. По направлению уклона местности подземные воды движутся под действием собственного веса по порам и трещинам. Разгрузка происходит в пониженных участках в виде исходящих источников (родников).
напорные подземные воды (артезианские) залегают между двумя водоупорными толщами, насыщают весь водоносный горизонт и обладают гидростатическим напором. Большие скопления напорных вод - артезианские бассейны, находятся обычно в прогибах. При снятии напора вода поднимается выше уровня грунтовых вод. Артезианские воды способны образовывать восходящие источники, «бьющие ключи». Не загрязнены. Область питания находится на значительном расстоянии от области распространения.
Различают пояса:

пояс сезонных колебаний температур подземных вод;
ниже - пояс постоянных температур неизменных в течении всего года;
еще ниже - температура повышается с глубиной: холодные - до 20 ° С; теплые - 20 - 42 ° С; горячие (или термальные) > 42 ° С (Пятигорск > 27 ° С).
По степени минерализации различают (В. И. Вернадский): пресные (сухой остаток до 1 г/л), солоноватые (1 - 10 г/л), соленые (10 - 50 г/л) и рассолы (50 - 550 г/л).

Жесткость подземных вод определяется наличием солей

CaSO4, MgSO2, NaCl и т.д.; щелочность - Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2, NaHCO3. Нейтральные воды - поровну Н+ и О Н-.

Разрушительная деятельность подземных вод проявляется главным образом в химическом разрушении и выщелачивании горных пород, что связано с содержанием в них кислорода, углекислоты, различных органических и неорганических веществ.

Совокупность геологических явлений, сопровождающихся растворением и размывом горных пород с образованием крупных полостей, называется карстом. Карстующиеся породы - известняки, доломиты, гипсы и ангидриты.

Формы карстового рельефа:

карры - углубления в виде борозд, канавок, образующие карровые поля. Карстовые воронки, колодцы наиболее распространены. В карстовых областях исчезают реки (в Башкирии река Янан - яма 40 км. под землей и 17 км. на поверхности). Воды образуют горизонтальные ходы и пещеры (самая крупная - Мамонтова, в США, штат Кентукки, до 100 км., в России - Четырдаг, Кунгурская пещера).

В результате наполнения поверхностными водами рыхлых пород образуются такие формы как:

оплывины - мелкие смещения, захвакывающие только верхнюю выветренную часть склонов. Происходит смещение - суглинки и супеси по глинам и специальным суглинкам. оползни - смещение горных пород более крупных масштабов по берегам рек, озер и морей, сложенных рыхлыми породами. Слои имеют наклон в сторону откоса. Образованию оползней способствуют дожди, землетрясения, подмывы рекой или прибоем и т. д. (берега Волги, Черного моря и т. д.).

Созидательная деятельность подземных вод.

Насыщение минеральными солями подземных вод приводит к выпадению их из раствора и образованию, например, из Са(НСО3)2 минерала арагонита. В пещерах образуются на стенах натечные корки, посреди - сталактиты и сталагмиты. Полости могут постепенно заполняться ими из вод, насыщенных кремниевой кислотой, образуя кремниевые туфы (гейзериты). В местах выхода на земную поверхность насыщенных углекислотой подземных вод откладывается углекислая известь в виде известкового туфа - травертина, а с Fе - массы бурого железняка.