Предыдущая страница реферата | 1  2  3 | Следующая страница реферата

Впадина Каспийского моря (территория, занятая акваторией моря) вытянута в меридиональном направлении. Длина ее около 1200 км, а ширина - около 320 км. Общая масса воды в Каспийском море достигает 0.8·1020 г, а средняя глубина - 160 м.

Баланс подземных вод осадочного чехла Южной мегавпадины Каспийского бассейна, 1020г. Римскими цифрами обозначены: I - Каспийское море, II - плиоцен-четвертичный осадочный комплекс, III - доплиоценовый осадочный комплекс.

Баланс подземных вод осадочного чехла Каспийской впадины. Римскими цифрами обозначены: I - Прикаспийская синеклиза; II - Туранская плита; III - область альпийской складчатости Среднего Каспия; IV - область альпийской складчатости Южного Каспия; V - Каспийская впадина. Легенда сверху вниз - масса вод, захваченных в ходе седиментацией, выделившихся при эволюции осадочного чехла, сохранившихся в осадочном чехле.

Современный ориентировочный баланс природных вод литосферы. 1 - масса природных вод, содержащихся в отдельных звеньях гидросферы и оболочках земной коры; 2 - перенос свободных природных вод, г/год; 3 - переход природных вод из свободного в связанное состояние, г/год; 4 - переход природных вод из связанного в свободное состояние, г/год.

(Степенные показатели в певом столбце: 2, 21, 21, 20, 20, 20)

На территории, занимаемой современным Каспием, выделяются три основных геолого-структурных элемента: в северной части - юг Прикаспийской синеклизы, в центральной - Скифско-Туранская плита, на западе и юге - зона альпийской складчатости. Последняя в свою очередь делится на Северо-Западную, примыкающую к восточной оконечности Большого Кавказа, и Южную, представляющую собой крупную мегавпадину на базальтовом основании.

Это районирование и легло в основу приближенной оценки масс подземных вод в осадочном чехле Каспийского бассейна. Мощность пород в нем колеблется от 5-6 км в зоне Скифско-Туранской плиты до 30 км в Южной мегавпадине. За нижнюю границу осадочных отложений приняты разновозрастные породы консолидированного фундамента.

Для количественных расчетов построена приближенная пространственная модель Каспийского осадочного бассейна. По ней были оценены средние мощности, объем и масса пород осадочного чехла для главных геолого-структурных элементов.

Для расчета количества воды в осадочном чехле Каспия использовалась методика, о которой мы рассказали выше. Большинство параметров (особенно значение пористости горных пород различных типов) получены по результатам бурения в пределах Дагестана, т.е. в непосредственной близости от Каспия. Из довольно приближенных расчетов следует, что в осадочной толще Каспийского бассейна содержится примерно 11.9·1020г связанных и свободных подземных вод, из которых на последние приходится 7.4·1020г, что практически на порядок превышает массу воды Каспийского моря (0.8·1020 г). Причем подавляющая часть этих вод (5.3·1020г) сосредоточена в Южно-Каспийской впадине [4].

Геологическая история Каспийской впадины тесным образом связана с развитием океанических и морских бассейнов, и в первую очередь Тетиса. Эволюция Южного Каспия была сопряжена с морской седиментацией [5]. В Среднем и Северном Каспии же существовали отдельные перерывы в морском осадконакоплении. Однако они не сыграли значительной роли в формировании осадочной толщи, и поэтому для наших расчетов можно допустить, что основная масса осадочного чехла формировалась в присутствии природных поверхностных вод. Осаждаясь, минеральное вещество захватывает значительное количество физически связанных вод [6].

За время существования впадины осадочными породами при седиментации захвачено более 40.7·1020г свободных и физически связанных вод. Из них 7.4·1020г сохранились до настоящего времени. Большая же часть (33.3·1020г) в ходе эволюции впадины выделилась и поступила обратно в океанические и морские акватории (табл.3). В пределах Северного и Среднего Каспия составляющие баланса невелики и сравнительно близки друг другу. Резко выделяется Южный Каспий, на долю которого приходится примерно 2/3 массы подземных вод. В осадочной толще Южной мегавпадины Каспия за 185 млн лет эволюции было аккумулировано 24.9·1020г свободных и физически связанных подземных вод. В процессе развития бассейна 19.6·1020 г возвращено обратно, причем 6.2·1020г из них приходится на последние 5 млн лет.

Если распределить всю массу воды, выделившуюся из верхнего этажа осадочной толщи Южного Каспия, на площади современного Каспия, то за 5 млн лет должен был образоваться слой мощностью 1.68 км. Расчет носит, конечно, условный характер, так как в действительности в течение рассматриваемого отрезка времени Каспий имел иную, чем в современную эпоху, площадь акватории, иногда большую, а иногда меньшую.

Попробуем также оценить суммарный подъем уровня Каспия за то же среднеплиоцен-четвертичное время. Для этого были использованы кривые изменения уровня Каспия, построенные Ю.Г.Леоновым с коллегами по сейсмостратиграфическим данным [7]. Было зафиксировано 23 достаточно длительных этапа подъема уровня продолжительностью от 20 до 600 тыс. лет, с амплитудой от 10 до 580 м.

Суммарная величина всех подъемов уровня Каспия за 5 млн лет равна 1.8 км, т.е. достаточно близка к слою подземных вод, выделившихся из среднеплиоцен-четвертичных отложений только Южной впадины за тот же период.

Но необходимо иметь в виду несовпадение акваторий бассейна Каспия в прошлом и настоящем. Кроме того, источником свободных и связанных вод осадочного чехла Каспия могут быть и потоки, часть которых захоранивается в процессе эволюции осадочного бассейна и таким образом уже входит в водный баланс моря. И наконец, рассматриваемые колебания уровня имеют макрохарактер, а многочисленные микроколебания, длительностью от нескольких до десятков лет, зависящие не только от климатических, но и других факторов, в том числе и разгрузки подземных вод осадочного чехла, в расчетах не учитываются.

Если допустить существование общепринятого седиментогенного режима в Каспийском бассейне, то средние темпы выделения подземных вод из верхнего этажа осадочной толщи Южного Каспия за последние 5 млн лет должны составить 0.1·1015г/год. Однако как недавно показал В.И.Дюнин, в современных осадочных бассейнах вертикальные массопотоки подземных вод преобладают над горизонтальными, что мы, по-видимому, и наблюдаем в пределах Каспия.

Высокой скоростью осадконакопления в Южной котловине Каспия объясняется разуплотнение глинистых пород уже на сравнительно небольших (~2 км) глубинах и формирование аномально высоких пластовых давлений, создающих своеобразный гидродинамический режим осадочной толщи. В осадочном чехле Каспия в отличие от других подобных районов зона разуплотнения пород существует и на больших глубинах. Она установлена в Южной котловине на глубинах 7-13 км [8]. Средняя ее мощность ~4 км, а при 10% пористости эта область должна содержать ~0.6·1020 г воды, что близко к массе воды в современном Каспии. По-видимому, это и есть тот резерв, который при благоприятных условиях может разгружаться в акваторию Каспия. Масса же этих вод на четыре порядка больше массы воды, определяющей ежегодный подъем (начиная с 1978 г.) моря (1.1·1016 г/год).

Какие же выводы можно сделать из приведенных наблюдений и расчетов? Подземные воды, выделяющиеся из осадочного чехла Южного Каспия, вносят определенный вклад в подъем его уровня. Но скорее всего они только одна из многих составляющих. Полностью объяснить подъем уровня в течение длительного времени они все же не могут.

Подводя итог всему вышесказанному, отметим, что масса подземных вод в земной коре достаточно велика, и они с разной скоростью участвуют в постоянном круговороте. Обычно в научной и особенно научно-популярной литературе рассматривают круговорот подземных вод зоны активного водообмена (гидрогеологический в нашей классификации), с которым связаны как проблемы водоснабжения, так и развитие большинства экзогенных геологических процессов. Но оказывается, что не меньшее значение имеют и массопотоки подземных вод более глубоких горизонтов. При определенных тектонических процессах они могут приводить к поступлению значительных масс воды в моря, регулируя (в случае замкнутости последних) их уровень, как это возможно происходит на Каспии.

Литература

1. Ронов А.Б. Осадочные оболочки Земли. М., 1988.

2. Ронов А.Б., Ярошевский А.А. // Геохимия. 1976. №12. С.1763-1795.

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: шпаргалки по математике транспорт реферат, компьютерные рефераты.





Предыдущая страница реферата | 1  2  3 | Следующая страница реферата