Ссылка для цитирования: Растворенные формы миграций гумусовых кислот в поверхностных водных объектах Ямало-Ненецкого автономного округа / О.Е. Лепокурова, И.С. Иванова, Н.С. Трифонов, Ю.В. Колубаева, Д.А. Соколов // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2022. – Т. 333. – № 5. – С. 56-69. Актуальность. Речные и озерные воды арктических районов Западной Сибири обогащены растворенными органическими веществами, прежде всего гумусовыми кислотами. Последние, как известно, характеризуются хорошей способностью образовывать устойчивые органоминеральные комплексы. При изучении формирования состава таких вод необходимо учитывать комплексные соединения, которые смещают равновесия в геохимических процессах (в растворении, выщелачивании, осаждении и соосаждении и др.) в сторону водной фазы, тем самым непосредственно влияя на состав вод. В случае гумусовых кислот накоплено достаточное количество термодинамических констант, что позволило полноценно провести численное моделирование. Цель: рассмотреть особенности распространения гумусовых кислот (фульво- и гуминовых кислот) в поверхностных водах региона и провести расчеты форм их миграции на основе имеющихся новых данных по химическому составу; изучить, в каком количестве и какие элементы связываются гумусовыми кислотами; есть ли отличия между различными водными объектами, относящимися к разным речным бассейнам; в конечном счете определить роль органического вещества, главным образом гумусовых кислот, в формировании химического состава вод. Объекты: поверхностные водные объекты тундровой и лесотундровой природных зон Ямало-Ненецкого автономного округа. Авторы постарались охватить основные стадии эволюции поверхностных вод в направлении просадка – крупные озера – реки, а также рассмотреть водные объекты разных водосборных бассейнов четырех основных рек – Таз, Пур, Обь, Надым. В итоге изучены 23 водотока (крупные и мелкие реки) и 24 водоема (20 озер разных размеров и 7 просадок). Методы: химический состав воды определялся стандартными методами в Проблемной научно-исследовательской лаборатории гидрогеохимии Томского политехнического университета, определение фульвокислот и гуминовых кислот проводилось методом титрования по учету бихромата, расходуемого на окисление углерода фульвогуминовых кислот. Формы миграции гумусовых кислот и химических элементов рассчитывались с использованием программного комплекса HydroGeo. Результаты. Изучены особенности распределения гумусовых кислот в направлении просадка–озеро–река основных водосборных бассейнов рек севера Западной Сибири. Впервые путем термодинамических расчетов определены растворенные миграционные формы гумусовых кислот относительно их концентраций, а также формы миграции основных ионов и микрокомпонентов с учетом содержания гумусовых кислот, то есть показано, какая их часть связывается в органоминеральные комплексы. Установлено, что соединения с фульвогуминовыми кислотами самые распространенные во всех описываемых водах, но максимальная их доля характерна для просадок. Определен ряд микроэлементов, максимально образующих органоминеральные формы: Cu, Ni, Mn, Li, Zn, Fe. Фульвокислоты более подвержены комплексообразованию. Полученные закономерности необходимо учитывать при рассмотрении условий формирования данных вод.

Ссылка для цитирования: Лепокурова О.Е., Трифонов Н.С., Домрочева Е.В. Миграционные формы основных ионов в подземных водах угленосных отложений Кузбасса с акцентом на соединения с гумусовыми кислотами (по результатам моделирования) // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2022. – Т. 333. – № 3. – С. 76-89. Актуальность. При изучении формирования состава вод, богатых органическим веществом, необходимо учитывать органоминеральные соединения, которые смещают равновесия в геохимических процессах (в растворении, выщелачивании, осаждении и соосаждении, сорбции, ионном обмене, окислении-восстановлении) в сторону водной фазы, тем самым непосредственно влияя на состав вод. Цель: провести расчеты форм миграций основных ионов и некоторых микрокомпонентов, с акцентом на органоминеральные комплексы, на основе имеющихся данных по составу вод, в том числе концентрациям фульво- и гуминовых кислот. Объекты: подземные воды пермских терригенно-угленосных отложений (кольчугинская свита) Нарыкско-Осташкинской площади, циркулирующие на глубинах 0,4–1,2 км в зоне замедленного водообмена, а также вышезалегающие пресные подземные зоны активного водообмена, речные и озерные воды. Методы. Химический и органический состав воды определялись стандартными методами в Проблемной научно-исследовательской лаборатории гидрогеохимии Томского политехнического университета, определение фульвокислот (ФК) и гуминовых кислот (ГК) проводилось методом титрования по учету бихромата, расходуемого на окисление углерода фульвогуминовых кислот. Формы миграции гумусовых кислот рассчитывались с использованием программного комплекса HydroGeo. Результаты. Путем термодинамических расчетов определены миграционные формы основных ионов и впервые гумусовых кислот, содержащихся в высоких концентрациях в природных водах Нарыкско-Осташкинской территории (Кузбасс). Установлено, что катионы мигрируют в простой ионной форме, но в зоне замедленного водообмена при высоких концентрациях гидрокарбонат-иона (содовые воды) значительную часть (до 50 %) начинают занимать их карбонатные формы. С фульвокислотами в значимых количествах (более 1 %) соединения образует лишь железо, но при определенных геохимических условиях. Сами гумусовые кислоты относительно своего содержания в водах в % соотношении хорошо связываются в комплексные соединения. Фульвокислоты почти полностью расходуются, отдавая предпочтение натрию, даже в кальциевых водах. Однако на общем содержании самого Na это мало отражается. Гуминовые кислоты в основном мигрируют с Mg и Ca, но чем более содовый состав вод, тем большее их количество остается в свободной форме.

Актуальность. При построении различных гидрогеохимических моделей бассейнов необходимы точные данные по температуре пластовых вод. В случае термальных вод, где замеры температур на глубине затруднены, давно используются расчетные или эмпирические выражение – геотермометры. Для пластовых вод осадочных бассейнов они редко используются, поскольку здесь температуры ниже, соленость вод и давление больше. Однако и здесь необходимо проверять данные глубинных термометров, точность которых сильно варьирует, и, в случае отсутствия данных по температуре или невозможности ее померять, достоверно их рассчитывать. Для этого необходимо подобрать наиболее подходящие в данных условиях геотермометры. Цель: оценить применимость геохимических геотермометров для пластовых вод Томской области при помощи решения следующих задач: анализа широкого набора применяемых геотермометров, расчёта по имеющейся базе данных химического состава вод несколько разновидностей, сопоставления этих расчетов между собой и между реально измеренными данными глубинных термометров, выделение и обоснование наиболее подходящих для конкретных условий. Объекты: пластовые воды Томской области, отобранные в процессе разработки нефтяных месторождений, в основном воды меловых и юрских отложений, глубиной от близ поверхностных условий до 4,5 км. Методы. При обработке базы данных по химическому составу пластовых вод использовались базовые статистические методы, в результате были отбракованы пробы с аномально высокими и аномально низкими концентрациями компонентов, а также не соответствующие закону электронейтральности. Формулы расчетов геотермометров взяты из многочисленных литературных источников. Результаты расчетов сравнивались с имеющими данными по реально измеренным температурам, между собой, с глубинами циркуляции вод и геотермическим градиентом региона. Результаты. Детально по многочисленным литературным источникам изучены разновидности геотермометров и условия их применения. Подобраны наиболее подходящие в данных условиях. В результате впервые рассчитаны 9 различных химических геотермометров по имеющейся базе данных химического состава пластовых вод Томской области. Показано, что классические геотермометры (Si, Na-K, Na-K-Ca, K-Mg) в данных водах не работают, плохо коррелируют с реально полученными данными глубинных термометров. Рекомендованы Mg-Li и Na-Li геотермометры, а также Na-K-Ca геотермометр с корректировкой по Mg. Благодаря этим геотермометрам заполнены пробелы в базе данных по 650 отсутствующим температурам. Делается вывод о необходимости в дальнейшем дорабатывать геотермометры для пластовых вод нефтяных месторождений с учетом более современных и точных данных. В качестве практического результата данной работы указывается возможность использования полученных температур при расчетах равновесий в системе «вода–порода» и других расчетах.

No abstract