Минеральные воды

Лечебные минеральные  воды в зависимости от их специфики  оказывают комплексное воздействие  на организм человека – термическое (температурное), химическое, терапевтическое  и механическое.      

Температурное воздействие  лечебной воды на организм при приеме ванн – самое сильное и главное  ее свойство. Холодные минеральные  воды с температурой до 20       

Химическое раздражение  – одно из основных и продолжительных  воздействий минеральных вод  на организм. Интенсивность такого воздействия усиливается при  приеме ванн с повышенной минерализации  воды. В минеральных водах она  не должна превышать 12-15 г/л. Например, минерализация Кисловодского Нарзана  изменяется от 1,5 до 6 г/л, вод  Ессентуков не превышает 9 г/л.      

Минеральные воды при  наружном (ванны, души, ингаляции) и  внутреннем (питьё) применении благотворно  воздействуя на нервные окончания  и кровеносную систему повышают реактивность организма, улучшая обменные процессы органов пищеварения, деятельность желудочно-кишечного тракта и других внутренних органов, убыстряют выведение  вредных компонентов.      

Одна и та же минеральная  вода в виду наличия в ее составе  различных солей, микроэлементов и  газов по-разному влияет на организм человека, оказывая на него благотворное воздействие при различных заболеваниях. Например, воды, содержащие поваренную соль, т.е. хлориды натрия (Талицкие, Нальчиковские, Минские) благотворно действуют на органы пищеварения; хлориды кальция способствуют противовоспалительным процессам и положительно влияют на нервную систему; хлориды магния способствуют расширению кровеносных сосудов. Сульфатные воды – в основном желчегонные и слабительные. Присутствие соды в воде (Боржоми) понижает кислотность.      

Однако многие минеральные  воды имеют сложный состав и оказываю на организм человека разнообразное  действие. Например, соляно-щелочные воды типа ессентукских, железноводских и челкарских представляют собой своеобразное сочетание двух типов вод, обладающих противоположным физиологическим воздействием. Эти воды в равной мере полезны при заболевания желудка как с повышенным, так и с пониженной кислотностью.

Терапевтическая активность многих минеральных вод связана  с наличием в их составе микроэлементов – Fe, As, Co, I, Br, органических кислот и др. Они входят в состав ряда веществ, жизненно важных для организма, таких как гемоглобин (Fe, Co), некоторые гормоны (Zn), ферменты (Fe, Mn, Cu и др.), витамины (Co). Поэтому, например, железистые воды благотворно влияют на процессы кроветворения, йодистые – улучшают работу щитовидной железы и печени, бромные нормализуют центральную нервную систему.       

Важное бальнеологическое  значение имеет газовый состав минеральных  источников. Особенно ценны воды, насыщенные углекислотой, сероводородом и радоном.       

Механическое действие минеральных вод связано с  давлением ее массы на тело (ванны, души, купание). Это воздействие можно  усилить растиранием и направлением воды под определенным давлением (душ  Шарко). [5]      

Таким образом, минеральные  воды широко используются в народном хозяйстве. В основном они ценны  в бальнеологическом плане, т.к. оказывают  на организм человека лечебное действие всем комплексом растворенных в них  веществ. А наличие в них специфических  биологически-активных компонентов  (  и др.) и особых свойств определяет часто методы их лечебного использования. [1]   

 

 

      ГЛАВА 2: Закономерности распространения минеральных вод.       

2.1 Условия залегания  и миграции минеральных вод.      

Распространение минеральных  вод определяется сложным сочетанием геологоструктурных, гидрогеологических, геохимических и геотермических условий их формирования. Основными из них являются:

1)      литология и коллекторские свойства горных пород;

2)      фациальные условия и особенности геологической истории бассейнов, в которых происходило накопление осадочных отложений, а также палео- и современные гидрогеологические условия, определяющие степень промытости осадочных пород;

3)      наличие молодых магматических процессов и особенно – современного вулканизма, вызывающих интенсивный термометаморфизм горных пород;

4)      интенсивность и характер неотектонических движений и, в частности, существование молодых открытых тектонических разрывов;

5)      геотермический режим, изменяющийся в различных геологических структурах и географических зонах в весьма широких пределах от нормального до резко аномального – «вулканогенного» (в сфере влияния молодых магматических очагов) и «криогенного» (в областях многолетней мерзлоты);

6)      наличие на некоторой глубине в осадочных отложениях биохимических, микробиологических процессов. [6]       

Известный французский  специалист по рудным месторождениям и минеральным водам Л. де Лонэ (1899г.) высказал следующее положение, отражающее господствующее в то время представление: «…термальные источники, как и вулканы, с которыми они связаны общностью происхождения, приурочены к наиболее молодым дислокациям земной коры (к складчатым районам и глубоким разломам) и локализованы в достаточно ограниченных зонах земной коры, где эти явления развиты». Но вместе с тем он выделял две категории минеральных источников: жильные и пластовые. Первые – представляют жильные термальные воды, мигрирующие по трещинам, вторые – связаны с пластовыми термальными горизонтами, которые могут питать естественные минеральные источники или вскрываться артезианскими скважинами.       

Наиболее широко распространенным случаем появления  термальных источников является наличие  тектонического нарушения, которое  пересекается эрозионным понижением рельефа (долиной, ложбиной, ущельем и т.д.).       

Из классификации  тектонических нарушений, приведенной  в учебнике геологии И.В. Мушкетова, видно, что с трещинами обычно связывались выходы термальных вод:      

1)   диаклазы;

2)      складки;

3)      сбросы;

4)      жилы и дайки изверженных пород;

5)      металлоносные жилы.       

Каждый тип иллюстрировался  характерным примером. Для первого  случая приводились углекислые источники  Эмса (Германия), второго – Ивердон и Баден (Швейцария), третьего – Виши (Франция), четвертого Баньер-де-Люшон (Пиренеи – Франция), пятого – Пломбьер (Вогезы).      

В 1931 году А.М. Овчинников в докладе «Геологические структуры  районов минеральных вод» на IВсесоюзном гидрогеологическом съезде в Ленинграде произвел систематизацию условий выхода на поверхность минеральных вод. Было выделено три основных типа:

I – платформенные области, как наиболее простые, где минеральные воды образуют пластовые горизонты и появляются на поверхности в результате: 1) искусственного вскрытия путем бурения скважинами или колодцами (Сольвычегодск, Белая Горка, Старая Русса и др.); 2) наличие тектонических разрывов типа сбросов, флексур и т.п. в сочетании с глубокой эрозии (Краинские минеральные воды, Сергиевские и др.) .

II – пограничные области между платформами и складчатыми сооружениями, где минеральные воды приурочены: 1) к зонам поперечных трещин (район КМВ, Центральное плато Франции и др.); 2) к участкам, осложненным интрузиями, например типа лакколитов КМВ, в которых вода может изливаться, и по концентрическим разломам.

III – складчатые сооружения: 1) районы преимущественного распространения складчатых тектонических форм – антиклиналей и синклиналей. Выходы минеральных вод приурочены к осевым частям складок, а также к участкам развития тектонических трещин различных систем (диагональных и др.).      

Опыт работ на минеральных водах показал необходимым  тщательный  геолого-структурный анализ районов минеральных вод с детальным изучением трещиноватости горных пород. В горных породах, разбитых различными системами трещин, можно выделить наиболее водообильные зоны открытых трещин, сопряженных с системами закрытых трещин. Следует подчеркнуть большое гидрогеологическое значение поперечных и диагональных зон тектонических деформаций и трещин, являющихся зонами растяжения, т.е. представляющих системы открытых трещин.      

При проведении буровых  работ можно хорошо заметить как по-разному взаимодействующих скважины, заложенные на участках, различных по степени трещеноватости пород. В истории буровых работ в целях разведки минеральных вод были случаи, когда три скважины, заложенные в скальных породах по треугольнику с расстоянием сторон около 100 м, дали минеральную воду, а центральная, четвертая скважина, заложенная в центре треугольника, была почти безводной. При равномерной трещеноватости (литоклазы) и пористости пород таких случаев ожидать трудно.      

Наиболее характерными комплексами пород, с которыми связаны  минеральные воды, являются:

1)      Карбонатные – известняки или доломиты, разбитые трещинами и  закарстованные на выступающих участках. С толщами карбонатных пород связаны такие минеральные воды, как углекислые воды типа нарзана, сероводородные воды Мацесты, радоновые воды Цхалтубо, термальные воды Пиесчаны в Словакии, Будапешта и др.

2)      Чередующиеся песчано-глинистые отложения, образующие так называемый флиш. С этими толщами связано формирование гидрокарбонотно-натриевых вод боржомского типа – Боржоми, Виши, Дилижан и другие, а также вод хлоридно-гидрокарбонатно-натриевого состава.

3)      Вулканогенные, туфогенные породы, представляющие накопления туфов, туфобрекчий и туфопесчанников, часто перемежающиеся с покровами и потоками лав. С этими толщами связаны многие гидросульфатные термальные воды Кавказа (Тбилиси, Абастумани и др.), а также некоторых других областей.

4)      Массивы изверженных пород, представляющие большое разнообразие форм, начиная от небольших даек, лакколитов и кончая крупными батолитообразными телами. В таких массивах, разбитых трещинами, развиты слабо минерализованные азотные термы, местами с повышенной радиоактивностью (например, термы Белокурихи, приуроченные к гранитному массиву у северного подножия Алтая, Родопский массив в Болгарии и др.).       

Большое значение в  распространении минеральных вод  различных типов имеют геотектонические условия. В настоящее время принято  различать три крупных геотектонических элементов: I – щиты или выступы древнего кристаллического фундамента, сложенные кристаллическими или метаморфическими породами;  II – платформы, сложенные осадочными отложениями, обычно слабо смятыми и несогласно залегающими на кристаллическом фундаменте (кровля которого находится на различных глубинах);  III – геосинклинали – подвижные, различно дислоцированные участки земной коры, сложенные комплексами самых разнообразных пород – осадочных, магматических, метаморфических.       

В пределах указанных  выше главнейших геотектонических элементов  выделяются структуры более мелкие, которые усложняют картину распространения  минеральных вод (поднятия, прогибы, антеклизы, синеклизы, валы, купола и т.д.).       

В процессе геологической  истории, в зависимости от особенностей седиментации, процессов диагенеза  и эпигенеза и условий миграции подземных вод в прошлые времена  в пределах бассейнов подземных  вод создается гидрогеохимическая зональность, которая, несмотря на некоторые  общие черты, проявляется в различных  бассейнах по-разному. Такие бассейны подземных вод, включающие: области  современной инфильтрации атмосферных  вод и создание напора; области  распространения водоносных горизонтов (в том числе и горизонтов минеральных  вод) и области стока или разгрузки  получили наименование водонапорных систем.       

А.М.Овчинников выделяет 6 типов водонапорных систем:

1)      крупные артезианские бассейны платформенных областей;

2)      средние артезианские бассейны краевых, предгорных прогибов и межгорных котловин;

3)      малые артезианские бассейны, часто наложенные на другие водонапорные системы;

4)      водонапорные системы трещинных вод в выступающих массивах кристаллических и метаморфических пород;

5)      сочлененные бассейны горных сооружений;

6)      большие бассейны и потоки грунтовых вод, имеющие характер субартезианских бассейнов и склонов.       

В пределах основных водонапорных систем выделяются системы (бассейны) второго, третьего порядков. Выделение водонапорных систем, сопоставление  их с геоморфологическими элементами, бассейнами поверхностного стока позволяет  оконтурить гидрогеологические районы, которые обычно показываются на картах гидрогеологического районирования. Таким образом, гидрогеологические районы, как, например, КМВ, Сочи – Мацестинский, Боржомский могут рассматриваться как бассейны подземных вод, включающие области питания и разгрузки и приуроченные к одной или нескольким геологическим структурам или к части структуры, отличающейся характерной зональностью подземных вод, которая создалась в процессе исторического развития района.       

Минеральные воды встречаются  во всех типах геологических структур. На выступах древнего докембрийского фундамента они развиты в трещиноватых зонах, преимущественно в коре выветривания массивных пород или на участках тонкого чехла рыхлых отложений. Платформенные области представляют крупные артезианские бассейны с  хорошо выраженной гидрогеохимической зональностью, с водами широкого диапазона  минерализации и разнообразного состава. Аналогичные условия наблюдаются  и в артезианских бассейнах межгорных  впадин  и сопряженных бассейнов складчатых областей.      

В краевых частях бассейнов, начиная непосредственно  от области питания, располагаются  зоны маломинерализованных инфильтрационных вод, обычно гидрокарбонатно-кальциевого  типа. Далее следует зона гидрокарбонатно-натриевых  или сульфатно-натриево-кальциевых вод. За ней идет переходная зона смешанных  гидрокарбонотно-хлоридно-натриевых вод или сульфатно-хлоридных вод и, наконец, зона хлоридных вод, представляющая собой область наиболее древних высокоминерализованных вод бассейна.      

Маломинерализованные  воды в верхних артезианских горизонтах образуются при наличии непосредственной связи с поверхностью и во внутренних частях бассейна, если при этом существуют благоприятные гидродинамические  условия.