Приведены результаты исследований химического и изотопного составов водной и газовой фаз уникального месторождения холодных углекислых минеральных вод Мухен. Полученные значения δ18О, δD, δ13CTIC и данные по геолого-гидрогеологическому строению территории показывают, что источником водных растворов являются метеорные воды, в то время как углекислый газ имеет глубинный генезис, а каналами поступления газа являются многочисленные региональные тектонические нарушения. Расчеты равновесий в системе вода-порода выявили, что низкоминерализованные воды верхнего горизонта (HCO3-Ca-Mg) недосыщены по отношению ко всем карбонатным минералам, монтмориллонитам, алюмосиликатам и пересыщены каолинитом, в то время как высокоминерализованные воды нижнего горизонта (НСО3-Na) пересыщены кальцитом, доломитом, всеми глинистыми минералами и недосыщены по отношению к основным алюмосиликатам. Разработана концепция формирования углекислых минеральных вод, которая показывает, что длительное взаимодействие в системе вода-порода-углекислый газ и масштабное образование вторичных минералов вызывают высокую минерализацию вод нижнего горизонта (до 14 г/л), их геохимический тип (НСО3-Na) и необычный изотопный состав (δ18О - 25.2 ‰, δD - 69.0 ‰).
