Выпуск: 12 , Том: 333 , Год издания: 2022

Актуальность исследования заключается в получении актуальных изотопно-геохимических данных о природных водах и вмещающих горных породах проявления радоновых вод Седова Заимка. Цель: изучить особенности химического состава природных вод и водовмещающих пород и получить первые сведения по активности ²²²Rn и изотопному составу δD, δ¹⁸O, δ¹³С, ²³⁴U, ²³⁸U, ²²⁶Ra и ²²⁸Ra. Методы. Лабораторное изучение химического состава методами титриметрии, ионной хроматографии, масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой проводилось в ПНИЛ гидрогеохимии ИШПР ТПУ. Определение комплекса величин δD, δ¹⁸O, δ¹⁸СDIC вод и растворенного неорганического углерода (Dissolved Inorganic Carbon (DIC)) проводилось в центре коллективного пользования ИГМ СО РАН с помощью прибора Isotope Ratio Mass Spectrometer FinniganTM MAT 253, снабженного приставками пробоподготовки H/Device (для определений δD) и GasBench II (для определений δ¹⁸O и δ¹³СDIC). Измерение содержаний ²²²Rn в водах проводилось на комплексе "Альфарад плюс" в лаборатории гидрогеологии осадочных бассейнов Сибири ИНГГ СО РАН. Данные по общей β-активности вод, а также активностях ²³⁴U, ²³⁸U, ²²⁶Ra и ²²⁸Ra получены после предварительной радиохимической пробоподготовки на альфа-спектрометре ALPHA-ENSEMBLE-8 (Ametek, ORTEC, США); гамма-спектрометрической системе, скомпонованной на базе колодезного коаксиального HPGe ППД с низкофоновым криостатом EGPC 192-P21/SHF 00-30A-CLF-FA фирмы EURISYS MEASURES (Франция) и альфа-бета радиометре для измерения малых активностей УМФ-2000 с кремниевым детектором (НПО "Доза", Россия). Разделение данных на однородные геохимические совокупности выполнено с помощью коэффициентов Са/Na, Са/Mg, Ca/Si, Mg/Si, Na/Si. Результаты. Открыто проявление радоновых вод Седова Заимка, и впервые выполнены комплексные изотопно-геохимические исследования. Радоновые воды (активность ²²²Rn до 428 Бк/дм³) в основном характеризуются HCO₃ Mg-Na-Ca составом с величиной общей минерализации от 158 до 581 мг/дм³ и содержанием кремния от 4,34 до 30,84 мг/дм³. Геохимические параметры среды варьируют от восстановительной до окислительной обстановки с величинами Eh от -40,2 до +28,4 мВ; pH от 7,5 до 7,6 и O2_раств. от 2,99 до 5,24 мг/дм³3. Значения геохимических коэффициентов составляют: Ca/Na 77,17; Ca/Mg 6,63; Ca/Si 11,42; Mg/Si 1,48; Na/Si 0,92; Si/Na 15,34; rNa/rCl 2,12; SO₄/Cl 4,02, что закономерно указывает на процессы формирования химического состава радоновых вод во вмещающих породах преимущественно алюмосиликатного состава. Среди микрокомпонентов наиболее высокими средними содержаниями выделяются (мг/дм³): Si=17,77; Fe=1,18; Mn=0,16; Zn=0,020 и W=0,0036. Значимых коэффициентов концентрации микрокомпонентов не выявлено. Сильной миграционной способностью в растворе обладает Sr, средней - Si, Mn, Ba, Cs и U. Суммарная β-активность вод составляет 32 мБк/дм³. Содержания природных радионуклидов варьируют (мг/дм³): ²³⁸U от 3,91·10^-4 до 6,39·10^-4; ²³²Th от 6,02·10^-6 до 2,37·10^-5 и ²²⁶Ra от 6,66·10^-11 до 1,09·10^-10. ²³²Th/²³⁸U отношение в водах изменяется от 1,02·10^-2 до 3,71·10^-2, что является следствием окислительной геохимической обстановки, в которой торий не мигрирует. Уранизотопное отношение (γ) ²³⁴U/²³⁸U составляет 5,75 при активности изотопов урана (мБк/дм³): ²³⁴U (115±7), ²³⁸U (20±2), что указывает на неглубокую циркуляцию изученных вод. Активность изотопов радия в водах равна у ²²⁶Ra 70±7, а у ²²⁸Ra 51,8±3,9 мБк/дм³. Отношение ²²⁶Ra/²²⁸Ra в HCO₃ Mg-Na-Ca радоновых водах составляет 1,35. Изотопный состав радоновых вод (от -126,3 до -121,1 ‰ для δD и от -16,8 до -16,3 ‰ для δ¹⁸O) указывает на их метеорно-инфильтрационное происхождение. Изотопный состав углерода δ¹³CDIC указывает на биогенное происхождение углекислоты и ее участие в процессе карбонат-силикатного выветривания пород.