Журнал гидрогеологии и гидрологической инженерии

Длительное взаимодействие воды и горных пород в Богемском меловом бассейне (Центральная Европа): полевые исследования и моделирование

Иван Бруски, Ян Сембера и Томас Пачес

Разработаны две модели обратимого и необратимого взаимодействия вода-минерал для моделирования геохимической эволюции старых подземных вод в водоносных горизонтах сеноманских и туронских песчаников в Богемском меловом бассейне в Центральной Европе. Кинетические константы растворения и константы равновесия обратимых реакций являются результатами лабораторных экспериментов, опубликованных в литературе. Рассчитаны реактивные поверхности минералов. Модель имитирует эволюцию химического состава подземных вод, возраст которых был получен из изотопных данных. Результаты сравниваются с химическим составом подземных вод вдоль траектории преобладающего потока. Модель представляет взаимодействие между подземными водами и песчаниками, содержащими кварц, аморфный кремнезем, смесь глинистых минералов, кальцит и следы остаточных полевых шпатов. Три процесса взаимодействия воды и породы - это необратимое растворение полевых шпатов и равновесие карбоната, алюминия и кремнезема. Состав подземных вод в сеноманском водоносном горизонте с напорным уровнем грунтовых вод является результатом геохимической эволюции за последние 26 000 лет, тогда как подземные воды в туронском водоносном горизонте со свободным уровнем грунтовых вод представляют собой смесь старых грунтовых вод и современных вод, инфильтрованных с поверхности. Предложенные модели применимы к напорным водоносным горизонтам с остаточной матрицей горных пород, полученной из гранитных пород, разложившихся в результате выветривания без смешивания вод разного возраста.