Палеогеографические условия формирования сульфатных железистых вод на юго-восточном склоне Фенноскандинавского щита на примере «Марциальных вод» (Карелия)

Аннотация

В западной части Онежской палеопротерозойской структуры формируются редкие для Карелии пресные сульфатные высокожелезистые (Fe²⁺ до 100 мг/дм³) подземные воды. Целью исследований является обоснование модели формирования химического состава воды месторождения за счет решающего влияния древних продуктов окисления сульфидов в составе неглубоко залегающих шунгитсодержащих пород. Палеогеографические реконструкции предполагают, что сульфатная зона окисления сформировалась в период последнего оледенения, ее сохранности способствовали дефицит жидких осадков в морозных условиях и быстрое поднятие уровня подземных вод при потеплении климата. Запас окисленных форм сульфидов в водовмещающих породах оказался настолько велик, что сульфатные железистые воды и в настоящее время имеют значимую по объему локальную разгрузку. В статье отражены результаты многолетних гидрогеологических и изотопно-геохимических исследований на месторождении минеральных вод "Марциальные воды". Состав воды формируется за счет смешения вод разного возраста – основной вклад дают современные воды инфильтрационного происхождения и небольшую долю все еще вносят талые воды, сформировавшихся при таянии мерзлоты. Присутствие реликтовой воды доказано наблюдениями за содержаниями дейтерия и кислорода-18 и других изотопных трассеров – ³He/⁴He, ²⁰Ne/⁴He, ²³⁴U/²³⁸U и δ¹³C. Архивные данные и современные наблюдения обнаруживают исчерпание реликтовой ледниковой компоненты растворителя и ее замену современными атмосферными водами. При этом химический тип подземной воды не изменился, что указывает на значительный запас доступных к растворению сульфатов железа во вмещающих породах.

Ключевые слова:

Марциальные воды, подземные воды, палеоклимат, сульфаты