Equilibrium of underground brines of western part of Tunguska artesian basinand minerals of enclosing rocks | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta – Tomsk State University Journal. 2012. № 364.

Equilibrium of underground brines of western part of Tunguska artesian basinand minerals of enclosing rocks

This article describes the results of calculation of equilibria of brines in the western part ofthe Tunguska artesian basin with the most renowned carbonate, sulfate, chloride and aluminosilicate minerals. The diagrams are made ofthe degree of saturation of the brines of suprasalt, salt-bearing and subsalt formations with host rock minerals most common in thegeological context of the study area. Underground brines in the study area occur ranging from depths of 500 m stratigraphically confinedto the deposits of the Riphean, Vendian, Cambrian, Ordovician, Silurian, Permian and Triassic periods. In total 128 samples wereexamined with salinity brines from 107 to 528 g/dm3. Among them are the most common brines of sodium chloride, sodium, calcium,calcium-sodium, calcium and less common brines of sodium and magnesium by the classification of S.A. Shchukarev. The calculationof the activities of the components of the aqueous solution was carried out using the software package HydroGeo allowing the use of KSPitzer model designed specifically for highly mineralized waters and brines. Minerals most frequently occurring in the of the sectionunder study (carbonate (calcite, magnesite, dolomite, strontianite, siderite), sulfate (gypsum, celestite), chloride (halite, sylvite) andsome aluminosilicates) have been chosen for charting the degree of saturation. Brines are mostly in equilibrium with calcite anddolomite. Undersaturation of carbonate brines is usually connected with low pH values. The balance of brine with gypsum is not oftenobserved due to the low content of SO42- in the samples, which is connected with its reduction to hydrogen sulfide. The saturation ofhalite brine to the point of equilibrium is observed only in samples with salinity of more than 370 g/dm3 and high concentrations ofsodium and chlorine. The studied brines are in equilibrium with hydroxide (gibbsite), mica (muscovite) and clay (kaolinite, illite,montmorillonite), but not in equilibrium with the primary aluminosilicate minerals. The main factor controlling the degree of saturationof the brines with the primary aluminosilicates is alkaline reserve defined in these conditions by the degree of enrichment of the CO2solution and the current state of the carbonate system. The system 'underground brine - the rock' is in equilibrium-non-equilibrium,which determines the continuity of the interaction of rocks with water, sedimentation of some minerals and dissolution of others.Secondary mineral formation controls the concentration of cations in the solution, so the brine continues to dissolve the primaryaluminosilicate minerals. It was found that despite the high concentration of dissolved substances, prolonged contact time of brines withrocks, they will never reach equilibrium with the primary aluminosilicates. The main reason for this is secondary mineral formation andneutralization of alkalinity by mineral and organic acids.

Download file
Counter downloads: 15

Keywords

подземные рассолы, равновесие, взаимодействие, горная порода, геохимия, underground brines, equilibrium, interaction, rock, geochemistry

Authors

NameOrganizationE-mail
Sidkina Yevgeniya S.Tomsk Department of Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics, SB RAS; National Research Tomsk Polytechnic UniversitySidkinaES@yandex.ru
Novikov Dmitriy A.Trofimuk Institute of Petroleum Geologyand Geophysics, SB RAS (Novosibirsk); Novosibirsk State UniversityNovikovDA@ipgg.nsc.ru
Shvartsev Stepan L.National Research Tomsk Polytechnic University;Tomsk Department of Trofimuk Institute of Petroleum Geologyand Geophysics, SB RAStomsk@igng.tsc.ru
Всего: 3

References

Шварцев С.Л. Взаимодействие воды с алюмосиликатными горными породами. Обзор // Геология и геофизика. 1991. № 12. С. 16-50.
Дривер Дж. Геохимия природных вод. М. : Мир, 1985. 440 с.
Геологическая эволюция и самоорганизация системы вода - порода : в 5 т. Т. 1: Система вода - порода в земной коре: взаимодействие, кинетика, равновесие, моделирование / под ред. С.Л. Шварцева. Новосибирск : Изд-во СО РАН, 2005. 244 с.
Гаррелс Р.М., Крайст Ч.Л. Растворы, минералы, равновесия. М. : Мир, 1968. 368 с.
Букаты М.Б., Шварцев С.Л. Равновесие высокоминерализованных подземных рассолов с эвапоритовыми минералами // Советская геоло- гия. 1983. № 8. С. 114-123.
Филипцов Ю.А. Геологическое строение рифейских прогибов западной части Сибирской платформы // Геология и минерально-сырьевые ресурсы Сибири. 2011. № 4. С. 30-47.
Конторович А.Э., Сурков В.С., Трофимук А.А. Геология нефти и газа Сибирской платформы. М. : Недра, 1981. 552 с.
Мельников Н.В., Килина Л.И., Воробьев В.Н. и др. Геология и нефтегазоносность Лено-Тунгусской провинции // Труды СНИИГГиМСа. М. : Недра, 1977. Вып. 228. 205 с.
Букаты М.Б. Рекламно-техническое описание программного комплекса HydroGeo. Номер гос. регистрации алгоритмов и программ во Всероссийском научно-техническом информационном центре (ВНТИЦ) № 50200500605. М. : ВНТИЦ, 2005. 7 c.
Сидкина Е.С. Гидрогеологические условия юго-западной части Тунгусского бассейна // Известия ТПУ. 2011. № 1, т. 319. С. 183-186.
Букаты М.Б. Гидрогеологическое строение западной части Сибирской платформы // Геология и геофизика. 2009. № 11. С. 1201-1217.
Вожов В.И. Подземные воды Тунгусского бассейна. М. : Недра, 1977. 104 с.
Гидрогеология нефтегазоносных областей Сибирской платформы / под ред. В.И. Вожова. Новосибирск, 1982. 136 с.
Вожов В.И. Гидрогеологические условия месторождений нефти и газа Сибирской платформы. М. : Недра, 1987. 204 с.
Шварцев С.Л., Пиннекер Е.В., Перельман А.И. и др. Основы гидрогеологии. Т. 3: Гидрогеохимия. Новосибирск : Наука, 1982. 286 с.
Анциферов А.С. Гидрогеология древнейших толщ Сибирской платформы. М. : Недра, 1989. 176 с.
Басков Е.А. Минеральные воды и палеогидрогеология Сибирской платформы // Труды ВСЕГЕИ. Новая серия. Т. 254. М. : Недра, 1977. 148 с.
Вожов В.И. Подземные воды и гидроминеральное сырье Лено-Тунгусской нефтегазоносной провинции. Новосибирск : СНИИГГиМС, 2006. 209 с.
Алексеев С.В. Криогидрогеологические системы Якутской алмазоносной провинции. Новосибирск : Гео, 2009. 319 с.
Шварцев С.Л. Химический состав и изотопы стронция рассолов Тунгусского бассейна в связи с проблемой их формирования // Геохимия. 2000. № 11. С. 1170-1184.
Шварцев С.Л. Источники кальция, стронция и бария крепких и сверхкрепких рассолов хлоридно-кальциевого типа // Геология и геофизика. 1973. № 6. С. 23-30.
Букаты М.Б. Равновесие подземных рассолов Тунгусского бассейна с минералами эвапоритовых и терригенных фаций // Геология и геофизика. 1999. Т. 40, № 5. С. 750-763.
Крайнов С.Р., Рыженко Б.Н., Швец В.М. Геохимия подземных вод (Теоретические, прикладные и экологические аспекты). М. : Наука, 2004. 677 с.
Валяшко М.Г. Геохимические закономерности формирования месторождений калийных солей. М. : Изд-во МГУ, 1962. 397 с.
Пиннекер Е.В. Рассолы Ангаро-Ленского артезианского бассейна. М. : Наука, 1966. 332 с.
 Equilibrium of underground brines of western part of Tunguska artesian basinand minerals of enclosing rocks | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta – Tomsk State University Journal. 2012. № 364.

Equilibrium of underground brines of western part of Tunguska artesian basinand minerals of enclosing rocks | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta – Tomsk State University Journal. 2012. № 364.

Download file