Движения воды горных породах. Движения воды горных породах
 Скачать 0.78 Mb.
|
|
Движения воды горных породах Горных породах есть не только подземные воды и их трещинах есть и всегда содержится вода в парообразном, жидком или твердом состоянии. Существуют различные классификации видов воды в горных породах. 1. Вода в состоянии пара. 2. Физически связанная вода. 3. Свободная вода. 4. Вода в твердом состоянии. 5. Вода в кристаллической решетке минералов. Вода в состоянии пара Эта вода заполняет свободную часть пор в зоне аэрации. Зоной аэрации принято называть самую верхнюю часть земной коры, заключенную между дневной поверхностью и зеркалом грунтовых вод. Под влиянием изменения температуры и давления парообразная влага может превращаться в капельножидкое состояние — конденсироваться или, наоборот, жидкая вода превращается в парообразное состояние. Тем самым парообразная влага в породах находится в постоянном динамическом равновесии с другими видами воды и с парами воды в атмосфере. Физически связанная вода Такая вода присуща преимущественно глинистым породам; в скальных и раздельно зернистых породах она практического значения не имеет. Подразделяется на (1)прочно связанную, или адсорбированную, и (2)рыхло или слабо связанную воду. Молекулы воды и катионы, непосредственно ориентированные поверхностью частицы, прочно связаны с ней; эту воду нельзя отделить от частицы даже силами в несколько тысяч атмосфер, и она перемещается в порах породы только в виде пара. Ее называют прочно связанной, или адсорбированной. (1) Рыхлосвязанная (пленочная) образуется в результате дополнительной к максимальной гигроскопичностью сорбции молекул воды при соприкосновении твердых коллоидных частиц почвы с жидкой водой. (2) Свободная вода Свободная вода делиться на два: капиллярная и гравитационная. Капиллярная вода заполняет капиллярные пустоты в породах; она поднимается от уровня подземных вод вверх по капиллярным пустотам под действием силы поверхностного натяжения на границе раздела воды и воздуха, образуя выше уровня подземных вод зону капиллярного насыщения и отделяясь от зоны аэрации капиллярной каймой. Гравитационная вода — подземная вода, движущаяся в порах и трещинах горных пород под действием силы тяжести. Гравитационная вода обладает всеми свойствами, присущими обычной воде: растворяющей способностью, передает гидростатическое давление, оказывает при движении механическое воздействие на породы. Вода в твердом состоянии При температуре пород ниже пуля гравитационная и часть связанной воды замерзает и содержится в породах в виде кристаллов льда или ледяных прослоев и жил. Кристаллы льда цементируют отдельные минеральные частицы, превращая рыхлые породы в твердые. Свойства пород, сцементированных льдом, резко отличны от свойств талых пород. Вода в кристаллической решетке минералов делиться на три: конституционная, кристаллизационная и цеолитная вода. Конституционная вода входит в состав кристаллической решетки минералов в виде ионов Н+ и ОН-, участвуя в их строении, например Са(ОН). При разрушении кристаллической решетки минералов выделяются водород и гидроксил, которые связываются и образуют молекулы воды. Выделение конституционной воды при нагревании каждого минерала происходит в определенном температурном интервале (обычно выше 300° С) и сопровождается поглощением тепла. Кристаллизационная вода участвует в строении кристаллической решетки некоторых минералов в виде молекул воды в строго определенных количествах (например, в гипсе СаSO2НО, в мирабилитеNаSО10НО). Эта вода, как и конституционная, выделяется из минералов при строго определенной для каждого минерала температуре (ниже 300° С) и сопровождается поглощением тепла, что и позволяет определять исследуемый минерал при помощи термического анализа. Цеолитной водой называется вода, содержащаяся в минералах цеолитах. Цеолиты - довольно обширная группа в основном водных алюмосиликатов кальция или натрия каркасного строения с чрезвычайно развитой внутренней сетью каналов, заполненных слабо связанными с основной структурой минерала молекулами воды. Целиотной вода Конституционная вода Конституционная вода |