Соотношение органических веществ и микрокомпонентов в подземных и шахтных водах Донбасса

Вода - постоянный спутник всех видов горючих ископаемых: нефти, газа, угля. На всем протяжении ее геологической истории - от момента захоронения древних илов до стадии формирования нефтегазоносных и угленосных пород вода тесно контактирует с ними, обогащается органическими и минеральными компонентами.

Водорастворенное органическое вещества (BPOB) играет важную роль в процессах мобилизации, миграции и концентрации ручных элементов в земной коре. Установлено, что не будет органических форм миграции приводит к заниженным результатам по содержанию тех или иных элементов в подземных водах. Роль растворенных органических компонентов подземных вод в геохимии микрокомпонентов изучена слабо. Поэтому нами была сделана попытка выяснить взаимоотношение между органическим веществом (ОВ) и микрокомпонентами (R, Sr, Li, SiO2, Fe, Al) подземных вод продуктивной толщи Донецкого угленосного бассейна. Объектом исследования стали такжe шахтные воды.

Поскольку изучение ВРОВ в Донбассе проводится впервые, попутно была поставлена цель выяснить, насколько быстро обогащается органическими соединениями пластовые воды, дренируемые горни ми выработками. Они попадает в чуждую для них окислительную рудничную атмосферу и по пути к центральному шахтному водосборнику несут с собой взвешенные органические и минеральные вещества, а также контактируют с почвой выработок, представленной чаще всего аргиллитами-кучерявчиками с высоким содержанием обугленной органики.

При действии воды на угли всех возрастов было установлено, что значительные количества OB вода извлекает только из торфа. Из бурых и каменных углей вода не извлекает органических соединений, иногда при взбалтывании с бурым углем вода приобретает желтый или слабокоричневый цвет из-за диспергированных гуминовых кислот и их солей. Растворения в этом случае не происходят.

Для общего представления о количестве OB в исследуемых водаx определялась перманганатная и иодатная окисляемости. Первая определяется в подземных водах Донбасса всеми производственными организациями и дает ориентировочное представление о количестве ВРОВ, что необходимо для оценки их качества для питьевого и хозяйственного водоснабжения; вторая обеспечивает практически полное окисление ОВ.

Для процессов миграции рудных элементов кислые воды являются благоприятной средой. В связи с этим в подземных водах исследовалась органические кислоты (гуминовые, нафтеновые и жирные).

Фенолы - арилоксипроизводные ароматических углеводородов обнаружены в водах нефтяных месторождении. Поскольку в Пластовых водах Донбасса нафтеновых кислот оказалось вольте, чем гуминовых, что не согласуется с общим представлением об CВ вод, контактирующих с нефтяники и угольными месторождениями, объектом исследования стали летучие и нелетучие фенолы, наличие которых в пластовых водах нефтяных и газовых месторождении в литературе рассматривается как гидрохимический показатель нефтегазоносности.

Как видно из таблицы величины иодатной окисляемости в подземных и шахтных водах больше, чек перманганатной, что свидетельствует о значительной степени обогащенности BPOB исследуемых вод легко- и трудно о кислящимися соединениями.

Подземные и шахтные воды Донбасса по содержание в них фенолов аналогичны с фоновыми водами Крымской нефтегазоносной провинции. Максимальное содержание нелетучих фенолов обнаружено вокруг газовых залежей, летучих - вокруг нефтяных. В подземных водах Донецкого угленосного бассейна нелетучих фенолов больше чем летучих.

При постановке вопроса о соотношении BPOB и микрокомпонентов на примере подземных и шахтных вод Донбасса предполагалось, что в природе должно происходить селективное влияние того или иного компонента OB на отдельный микрокомпонент, способствующее или противодействующее накоплении последнего в подземных водах.

Задача решалась путем составления графиков, по ординатам которых откладывались концентрации микрокомпонентов, а по оси абсцисс - содержание органической составляющей подземных и шахтных вод. В связи с тем, что данных по параллельным определениям BPOB и микрокомпонентов явно недостаточно, линии, проведенные на построенных графиках, не является статистически обоснованными, а отражают только тенденции к накопление некоторых микрокомпонентов в природных водах под воздействием могущественного фактора, каким является BPOB (рисунок).

Из графиков видно, что для калия, лития, стронция наличие OB, выраженное через 0иод и 0перм, положительно воздействует на их накопление, для кремнезема оказывает отрицательное влияние, что подтверждается другими работами. Пониженные концентрации кремнезема вокруг нефтегазовых залежей подмечены в Предкарпатском нефтегазоносном регионе, Днепровско-Донецкой впадине и др.

Проведенные нами исследования по содержании кремнезема в поровых растворах Центрального и Западного Донбасса также свидетельствует о более низких его концентрациях в угольных пластах по сравнению с углевмещающими породами.

Механизм снижения концентраций SiO2 при контактировании с нефтегазовыми и угленосными залежами, по-видимому, связан не столько с OB, сколько с осаждением его такими катионами, как Al3+, Fe5+. Как видно из работы, на растворимость SiO2 влияют pH среды и температура. С повышением температуры и pH более Э его растворимость резко возрастает. Заметно влияет на поведение SiO2 алюминий. Даже незначительные следы алюминия могут вызвать осаждение кремнезема, особенно в коллоидном состоянии.

Вокруг нефтяных и газовых залежей Днепровско-Донецкой впадины наблюдается повышение концентраций трехвалентных элементов: железа до 2000 иг/л, алюминия до 200-300 кг/л. К сожалению, данные различных авторов пo содержанию Fe и Al и SiO2 в этом регионе нельзя сопоставить. Пo подземным водам Донбасса нам удалось проследить закономерностъ.