Hidrogeoloji zonallıqlar

Hidrogeoloji zonallıqlar
Məlum olduğu kimi təbii şəraitdə sular ən çox hərəkət edən komponentlərdən biridir. Onların dağ süxurlarında hərəkətetmə sürətindən asılı olaraq üç zona qeyd olunur: sərbəst mübadilə, çətin mübadilə və çox çətin mübadilə zonası.

Suların dağ süxurlarında hərəkəti oraya daxil olan suların miqdarı, süxurların keçiriciliyi, qida mənbəyi ilə intişar nöqtəsi arasında olan hidravlik mailiyyətlə müəyyən edilir.

Ən çox su atmosfer çöküntüsü şəklində sərbəst mübadilə zonasına daxil olur (qrunt və artezian sularının kiçik ölçüdə yayıldığı sahələr). Çətin mübadilə zonasına mənsub olan laylar nisbətən dərində yatıb çox kiçik sahələrdə yer üzərinə çıxırlar. Bu laylara süzülən atmosfer çöküntülərinin miqdarı çox az olur: hudravliki mailiyyətin az olması səbəbindən sular çox yavaş hərəkət edirlər.

Daha dərində yatan horizontlar çox çətin mübadilə zonasına aid edilirlər. Bunlar ya tamamilə yer üzərinə çıxmırlar, ya da onların çıxışları arasındakı məsafə minlərlə kilometr təşkil edir. Bu səbəbdən həmin zonaya atmosfer çöküntülərinin daxil olması çox çətinləşir.

Yuxarıda deyilənlərə əsasən yer qabığında şaquli hidrogeoloji zonallıq ayrılır ki, bu da quruda olan artezian hövzələrinin çoxu üçün səciyyəvidir.

Yüksək dağ silsilələri ilə əhatə olunmuş artezian hövzələrinin şaquli zonallığı qurşaq şəkilli zonallıq ilə mürəkkəbləşir.

Bəzən hidravliki mailiyyətin çox olması səbəbindən şaquli hidrogeoloji zonallıq pozulur. Məsələn, çox çətin mübadilə zonası daha dərində az mübadilə zonası ilə əvəz olunur.

Məlum olduğu kimi suların kimyəvi tərkiblərinin formalaşması onların süxurlarla, atmosferlə, üzvi maddələrlə qarşılıqlı münasibəti şəraitində və həm də özlərinin daxilində gedən fiziki-kimyəvi proseslərin təsiri nəticəsində baş verir. Suların duz tərkiblərinin formalaşması hidrokimyəvi zonallığı əmələ gətirir. Hidrokimyəvi zonallıq yeraltı suların geokimyəvi tarixi ilə sıx vəhdət təşkil edir. Bununla belə suların hərəkət sürəti də onların kimyəvi tərkiblərinin dəyişməsində mühüm rol oynayır, bundan asılı olaraq süxurların da kimyəvi tərkibi dəyişir, yəni hidrogeoloji zonallıq hidrokimyəvi zonallıqla əvəz olunur.

Kontinental və dəniz mühitinin suların kimyəvi tərkiblərinin formalaşması üçün V.A.Sulinin təklif etdiyi sərbəst mübadilə mühitinə, yeraltı mühitin isə çətin və çox çətin mübadilə mühitinə uyğun gəldiyini hesab etmək olar.

Kontinental şəraitdə buxarlanmanın miqdarı atmosfer çöküntülərinin miqdarından azdır. Burada yeraltı minerallaşma dərəcəsinin azalması prosesi üstünlük təşkil edir. Dəniz mühitində isə buxarlanma miqdarının çox olması səbəbindən belə şəraitdə suların duzlarla qatılaşması prosesi gedir.

Suların kimyəvi tərkiblərinin formalaşmasında su və süxur arasında gedən kation mübadiləsi mühüm rol oynayır:

suda süxurda suda süxurda

Suların minerallaşma dərəcəsi azaldıqca bu bərabərlik sağa doğru yerini dəyişir və süxurlardan natriumun tamamilə çıxarılması ilə nəticələnir.

Minerallaşma dərəcəsinin azalması zamanı isə bu bərabərlik sola doğru dəyişir. Bu zaman kalsium və maqnezium tamamilə süxurlardan sıxışdırılıb çıxarılır və natrium gilləri əmələ gəlir.

Yuxarıda göstərilən prosesin bu və ya digər istiqamətdə getməsi çox zaman natriumun xlora olan nisbəti ilə xarakterizə oluna bilər. Minerallaşma dərəcəsi azaldıqca bu nisbət böyüyür və bəzi şəraitdə vahiddən böyük olur. Təcrübi olaraq bu əmsala suların əmələgəlmə göstəricisi kimi baxırlar. >1 olması suyun kontinental şəraitdə, <1 isə dəniz şəraitində əmələ gəlməsini göstərir. Əlbəttə, bu göstərici nisbi xarakter daşıyır.

Çökmə süxurların sularla aşınması üç mərhələdə gedir. Birinci mərhələdə süxurlardan asan həll olunan qələvi və qələvi torpaq metallarının xlorlu birləşmələri və həmçinin natrium-sulfat duzu yuyulur. Adətən yuyulmaya qədər gilli süxurlar natrium ilə zəngin olur. Odur ki, süxurlarda suyun minerallaşma dərəcəsi az olduqda suyun tərkibindəki kalsium və maqnezium süxurlara keçir. Yuyulma prosesini keçmiş sularda nisbi codluq əvvəlkinə nisbətən az olur (çox vaxt bu sularda vahidə yaxın olur).

Ikinci mərhələdə çətin həll olunan hipsin yuyulma prosesi gedir. Bu zaman suda olan natriumun süxurlarda qalan kalium və maqneziumla əvəzolunma prosesi davam edir və vahiddən böyük olur.

Sonuncu mərhələdə karbon qazının təsiri nəticəsində çöl şpatları və başqa alümosilikatların həll olma prosesi gedir. Bu mərhələdə süxurlarda olan natrium tamamilə sıxışdırılır, beləliklə də, tərkibində kalsium-hidrokarbonat olan sular əmələ gəlir.

Lakin süxurlarda natriumlu çöl şpatları olduqda suların tərkibində natrium-bikarbonat da iştirak edir. Axırıncının sularda mövcud olması isə kalsium-biokarbonatın həllolma qabiliyyətini azaldır.

Sərbəst mübadilə zonasının səciyyəvi cəhətlərindən biri süxurlarda olan natriumun kalium və maqneziumla əvəz olunmasından ibarətdir. Odur ki, bu zonada >1 nisbətli sular iştirak edir.

V.A.Sulinin təsnifatına görə bu sular əksərən natrium-hidrokarbonat və natrium-sulfat tipinə aid olub, kontinental mühiti xarakterizə edir.

Gec və ya tez, sərbəst mübadilə zonasının suları okean və dənizlərə tökülür. Bu zaman həmin sularda süxurlardan aşınmış xırda və iri diskers suspenziyalar və kolloidlər dəniz suyu ilə qatışır, onun minerallaşma dərəcəsini artırır. Gətirilmiş hissəciklərdə olan kalium və maqnezium natrium ilə əvəz olunur. Kalium həll olmayan kalium karbonat və pis həll olan kalsium-sulfat duzunu (hips) əmələ gətirir. Beləliklə, dəniz suyunda ion şəklində xlor, sulfat, natrium və maqnezium qalır, nisbətinin qiyməti azalır və maqnezium-xlor tipli su əmələ gəlir.

Kontinental tipli sularla gətirilən süxur hissəcicikləri, kalsium-karbonat və kalsium-sulfatın hidrokimyəvi çöküntüləri, həmçinin üzvi qalıqlar dəniz dibinə çökür və gələcək çökmə süxurların əsasını təşkil edir. Bu çöküntülərlə birlikdə dəniz suyu da məsamələrdə qalır (basdırılmış su).

Çöküntülərin litofikasiyası zamanı suların tərkibini dəyişə bilən başqa bir hidrokimyəvi şərait əmələ gəlir.

Suların yeraltı mühitdə formalaşmasının əsas cəhətlərindən biri sedimentasiya mənşəli lay sularının minerallaşma dərəcəsinin artması və oksidləşmə şəraitinin bərpaolma şəraiti ilə əvəz olunmasından ibarətdir.

Çökmə süxurların formalaşmasının birinci mərhələsində suların minerallaşması sedimentasiya sularının gilli süxurlardan sıxışdırılması nəticəsində baş verir. Gillər həll olmuş duzları özündə saxladığından oradan sıxışdırılan suyun minerallaşma dərəcəsi özündə qalan suyun minerallaşma dərəcəsindən az olur. Suların minerallaşma dərəcəsi artdıqda süxurlara əlavə olaraq natrium daxil olur, sular isə kalsium və maqnezium ilə zənginləşir. Çökmə süxurların yatım dərinliyinin və temperaturun artması nəticəsində yeraltında gedən buxarlanma prosesi suların minerallaşma dərəcəsini artırır. Minerallaşmanın artması nisbi codluğun artmasına təsir edir və nisbətinin qiyməti azalır. Bu zaman süxurlarda olan qələvi torpaq metallar tamamilə natrium ilə əvəz olunur.

Sedimentasiya sularının minerallaşma dərəcəsinin dəyişməsinə mühitin müxtəlifliyi də mühüm təsir göstərir (oksidləşmə şəraitinin bərpaolma şəraiti ilə əvəz olunması). Bərpaolma şəraitində süxurlarda olan üzvi maddələrlə sularda olan sulfatlar arasında axırıncıların mikrobioloji bərpaolma prosesi baş verir. İlk növbədə natrium-sulfat duzunun parçalanma reaksiyası gedir.

Əmələ gəlmiş natrium-bikarbonat kalsium və maqnezium ionları ilə qarşılıqlı münasibətə girir:

Bunun nəticəsində suyun nisbi codluğu azalır. Əgər bu proses çökmə süxurların basdırılmasının ilk vaxtlarında baş verirsə maqnezium-xlor tipli dəniz suyu natrium-hidrokarbonat tipinə keçə bilər. Lakin suyun minerallaşma dərəcəsinin artması və sulara əlavə olaraq kalsium və maqneziumun gəlməsi şəraitində natrium-hidrokarbonat tipi davamlı ola bilməz. Həll olmuş sulfatın bərpasından sonra hipsin bərpa prosesi gedir:

yəni hipsin bərpası zamanı sularda olan maqnezium kənar olur, onun yerini isə kalsium ionu tutur.

Beləliklə, dəniz suyunun minerallaşma dərəcəsinin artması (bərpaolma şəraitində) V.A.Sulin tərəfindən verilmiş və yeraltı şəraiti xarakterizə edən kalsium-xlor tipli suyun əmələ gəlməsinə şərait yaradır.

Adətən bu tip suyun yatım dərinliyi artdıqca nisbətinin qiyməti də artır ki, bu da Ca²⁺ ionunun gillərlə sıx əlaqəsini göstərir; yəni natrium əvvəlcə gillərdən maqneziumu, sonra isə kalsiumu çıxarır, sulfatların bərpası zamanı isə maqnezium dolomiti təşkil edir. Bundan əlavə, karbonatlı süxurlarda maqnezium kalsiumu da əvəz edə bilər:

Maqnezium hətta gillərin kristallik şəbəkəsinə də daxil ola bilər.