Геологическая деятельность подземных вод

Подземные воды - часть гидросферы Земли и предмет изучения гидрогеологии. Для подземных вод, как и для других полезных ископаемых, подсчитываются запасы и производится учёт их расходования. Химизм подземных вод является критерием для поисков некоторых полезных ископаемых. Тёплые и горячие подземные воды могут использоваться в целях теплофикации и энергетики. Но в нашем курсе больше внимания уделяется деятельности подземных вод как фактора денудации и меньшее - вопросам их происхождения, условий залегания, динамики.

По поводу происхождения подземных вод существует несколько гипотез. Первая - гипотеза Мариотта (начало XVIII в.) - инфильтрационная, согласно которой атмосферные воды попали внутрь путём просачивания по порам и трещинам горных пород. Вторая гипотеза - конденсационная, или гипотеза "подземной росы", выдвинутая в 1877 г. немецким учёным О.Фольгером. Имеется в виду проникновение в грунт водяных паров, которые затем, сгущаясь, переходят в жидкое состояние. Эта гипотеза хорошо объясняет происхождение горизонтов пресных вод в пустынях и полупустынных областях. Третья гтпотеза была высказана известным австрийским геологом Э.Зюссом, отметившим возможность поступления водяных паров непосредственно из магмы, при её остывании в недрах земной коры. Эти воды Зюсс называл ювенильными, т.е. девственными, не участвовавшими ещё в круговороте воды на поверхности Земли, в противовес водам вадозным, "блуждающим" в поверхностном круговороте. Во внутренних частях земной коры могут оказаться и "седиментационные воды" - погребённые при осадконакоплении морские воды.

В настоящее время установлено, что подземные воды могут образоваться всеми указанными способами.

Вода может находиться под землёй в свободном и химически связанном состоянии. Химически связанная вода входит в состав минералов в виде конституционной, кристаллизационной и гидратной воды. Эти типы воды являются предметом изучения минералогии, т.к. представляют собой составные части минералов.

Химически несвязанная вода может присутствовать в виде гигроскопической, плёночной, капиллярной и гравитационной воды. Когда говорят о подземных водах, то имеют в виду воды гравитационные. Только они практически доступны для эксплуатации и служат объектом изучения гидрогеологии. Гравитационная вода содержится в крупнопористых породах, с порами более 1 мм в диаметре. В таких порах вода начинает перемещаться под влиянием силы тяжести даже при неполном их заполнении. Только эти воды и являются практически свободными, т.к. капиллярные, а особенно плёночные воды, хотя и слабо, но всё же связаны с породой.

Важнейшие гидрогеологические свойства горных пород - водопроницаемость и влагоёмкость. Водопроницаемость определяется наличием пустот в породе, т.е. пористостью у зернистых пород и скважистостью или трещиноватостью у пород массивных. По степени водопроницаемости горные породы разделяют на 5 категорий (по другим данным на 3). Плотные глины пропускают воду в таком ничтожном количестве, что их практически можно отнести к водоупорным. Влагоёмкостью горных пород называют их способность вмещать и удерживать определённое количество воды при данных температуре и давлении.