Минеральные воды

      Температура является  решающим фактором в формировании геохимических особенностей гидротерм, поскольку от нее зависят физико-химические свойства воды. Она влияет не только на характер, интенсивность и направление взаимодействия вод и пород, но под воздействием температур происходит выпаривание подземных вод и увеличение их минерализации.

      Величина температуры  определяет фазовые переходы, свойства  и структуру воды, течение биохимических  реакций и скорость химических  реакций. Для биохимических процессов  характерным порогом является 50 С – начало свертывания белков и замирания органической жизни, хотя жизнедеятельность некоторых видов бактерий возможна и при больших температурах.

      Изменение температуры  сказывается на вязкости воды. Единица вязкости – сантипуаз  – определена при температуре 20 С. При охлаждении воды до 0 вязкость воды достигает 1,789 сантипуаза, а при нагревании до 100 С уменьшается до 0,284 сантипуаза. С температурными условиями тесно связаны степень подвижности воды и проницаемость пород. В результате повышения температуры с глубиной освобождается физически связанная вода и увеличивается пористость горных пород и их фильтрационная способность.

     Таким образом, в  процессе передвижения подземных вод из верхних, холодных, горизонтов  в нижние, нагретые, температура выступает в роли косвенного фактора преобразования химического состава вод. По мере опускания подземных вод под воздействием температурного градиента некоторые соли, выпадая в осадок, постепенно уходят из раствора и заменяются такими солями, для которых высокотемпературная обстановка более благоприятна. В связи с этим изменяется химический тип воды. Хотя некоторые типы вод (например, хлоридные натриевые) могут существовать в очень широком диапазоне температур, тем не менее, для каждой температурной зоны характерен свой особый химический состав. [2]

 

      1.6 Использование  минеральных вод и их действие  на организм человека.

      Минеральные воды  имеют очень широкое применение. Их используют и для выпарки ценных компонентов, и в качестве освежающих, хорошо утоляющих жажду столовых напитков, и на курортах для питьевого лечения, ванн, купаний в лечебных бассейнах, всевозможных душей, а так же для ингаляций и полосканий горла. Во внекурортной обстановке пользуются  водами, разлитыми в бутылки. [1]

      Оздоравливающее  действие минеральной воды на  организм человека, ее лечебные  свойства известны людям с  глубокой древности. Лечебные  водные процедуры, по свидетельству  дошедших до нас письменных памятников, широко применялись в медицине Древней Греции, Рима, Индии, Египта, Перу, Грузии. Древнегреческий врач Гиппократ (ок. 460 – ок.370 лет до н.э.) пытался объяснить действие минеральных вод на организм человека. Действие целебных интересовало и гениального ученого средневековья Абу-Али Ибн Сину (Авиценна). Однако, в то время в полной мере оценить целебные свойства минеральных вод люди не могли и этим ловко пользовались священнослужители, приписывая их свойства божественной силе.

      В настоящее время лечебные подземные воды используются исключительно широко. На Кавказе, в Средней Азии, Казахстане и других районах прославлены целебные источники были известны давно. Первая в Росси здравница была открыта по указанию Петра I в 1718 году на «марциальных» (железистых) источниках в Карелии. Первые же исследования минеральных вод страны связаны с именем великого русского ученого М.В. Ломоносова, который выделял «лекарственные» воды и «врачующие» источники. Уже во второй половине XVIII века бала создана «география» лечебных вод России.

      На территории  бывшего СССР более 7,5 тыс. минеральных  источников, около 500 бальнеологических  курортов. Они весьма разнообразны  по вещественному и газовому  составу вод, по характеру воздействия  на организм человека. На территории России и бывших стран СНГ имеются виды лечебных вод, известные во всем мире. Минеральные углекислые воды Кисловодска, Ессентуков, Железноводска, Боржоми, Арзни, сероводородные – Сочи – Мацесты, Усть-Качинска (Пермская область), Талги (Дагестан), радоновые Пятигорска, Цхалтубо, железистые – Марциальные, Полюстровские, Трусковца и многие другие пользуются мировой славой.

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 С благодаря хорошей теплопроводности, соприкасаясь с телом человека, отнимает у него тепло, быстро снимает утомление, усталость, апатию. Холодная лечебно-пищевая вода усиливает работу кишечника. Теплые воды с температурой 20-37 С, наоборот быстро отдают тепло телу, оказывая на него физически полезное действие.

      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 I Всесоюзном 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.