Isotope-hydrogeochemical features of the Belokurikha field radon waters

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The purpose of the work is to carry out integrated isotope-geochemical studies of the mineral waters of the Belokurikha deposit. The methods of titrimetry, ion chromatography, inductively coupled plasma mass spectrometry (ICPMS) have been used in the laboratory investigation of the chemical composition of waters. The isotope composition of oxygen, hydrogen and carbon in dissolved carbon dioxide has been studied with the help of the Isotope Ratio Mass Spectrometer FinniganTM MAT 253 equipped with the attachments for sample preparation H/Device (to analyze the δD ratio) and GasBench II (to analyze δ18O and δ13СDIC ratios). There are two aquifers at the deposit. The first nonartesian aquifer comprises loose sediments of the Quaternary age. The second artesian aquifer includes the granites of the upper Paleozoic age with the different fracture degree: from monolith to loosened. Three groups of waters are distinguished on the basis of geochemical coefficients: fracture-vein waters bedded in weathered granites; groundwaters of the zone of rare earth mineralization and background composition; surface waters of the Belokurikha river. The isotope data on oxygen and hydrogen provide evidence that the production aquifers of the Belokurikha field are fed through the infiltration of meteoric waters, with the feeding shift to winter precipitation. The paper provides the first data of the integrated isotope-hydrogeochemical studies of nitric-siliceous low-radon thermal waters of the Belokurikha deposit. The composition of these waters is HCO3-SO4 Na and SO4-HCO3 Na with the total dissolved salts value ranging from 198 to 257 mg/dm3. The waters are characterized by alkaline pH of 8.6–9.6, silicon content ranging from 19.8 to 24.6 mg/dm3, and they are referred to the fracture-vein waters of the Upper Paleozoic granites. 222Rn activity is up to 359 Bq/dm3. The ratios of δD (from -126.9 to -102.7 ‰) and δ18O (from -17.5 to -14.2 ‰) in the studied waters indicate their atmospheric origin. The values of δ13СDIC vary from -9.7 to -25.6 ‰ and point to the biogenic origin of carbon.

About the authors

A. A. Khvashchevskaya

National Research Tomsk Polytechnic University

Email: garibova@yandex.ru

Yu. G. Kopylova

National Research Tomsk Polytechnic University

Email: unpc_voda@mail.ru

D. A. Novikov

Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics

Email: NovikovDA@ipgg.sbras.ru

A. N. Pyrayev

V.S. Sobolev Institute of Geology and Mineralogy

Email: pyrayev@gmail.com

A. A. Maksimova

Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics

Email: rock.nastaya64@gmail.com

A. S. Derkachev

Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics

Email: a.derkachev@g.nsu.ru

A. A. Redin

Belokurikha Resort JSC

Email: anatoliy-redin@yandex.ru

References

  1. Посохов Е.В., Толстихин Н.И. Минеральные воды (лечебные, промышленные, энергетические). Л.: Недра, 1977. 240 с.
  2. Вериго Е.К., Гусев В.К., Быкова В.В. Заельцовское месторождение радоновых вод // Новые данные по геологии и полезным ископаемым ЗападнойСибири / отв. ред. Г.А. Селятицкий. Вып. 14. Томск: Изд-во Том. ун-та, 1979. С. 47–51.
  3. Новиков Д.А., Сухорукова А.Ф., Корнеева Т.В. Гидрогеология и гидрогеохимия Заельцовско-Мочищенского проявления радоновых вод (юг Западной Сибири) // Геодинамика и тектонофизика. 2018. Т. 9. № 4. С. 1255–1274. https://doi.org/10.5800/GT-2018-9-4-0394
  4. Novikov D.A., Korneeva T.V. Microelements in radon waters of the Zaelsovsky field (the southern part of West Siberia) // Journal of Physics: Conference Series. 2019. Vol. 1172. P. 012096. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1172/1/012096
  5. Novikov D.A., Dultsev F.F., Chernykh A.V. Role of water-rock interactions in the formation of the composition of radon waters of the Zaeltsovsky field (the southern part of West Siberia) // Journal of Physics: Conference Series. 2020. Vol. 1451. P. 012007. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1451/1/012007
  6. Novikov D.A., Dultsev F.F., Kamenova-Totzeva R., Korneeva T.V. Hydrogeological conditions and hydrogeochemistry of radon waters in the Zaeltsovsky-Mochishche zone of Novosibirk, Russia // Environmental Earth Sciences. 2021. Vol. 80. P. 216. https://doi.org/10.1007/s12665-021-09486-w
  7. Корнеева Т.В., Новиков Д.А. Формы миграции химических элементов в радоновых водах месторождения «Горводолечебница» (г. Новосибирск) // Труды Ферсмановской научной сессии Геологического института Кольского научного центра Российской академии наук. 2020. № 17. С. 287–291. https://doi.org/10.31241/FNS.2020.17.054
  8. Булатов А.А., Копылова Ю.Г., Джабарова Н.К., Рычкова К.М., Аракчаа К.Д., Хващевская А.А.. Новые сведения о составе радоновых вод (Шивелигское месторождение) // Курортная база и природные лечебно-оздоровительные местности Тувы и сопредельных регионов. 2013. № 1. С. 154–161.
  9. Минеева Л.А., Аракчаа К.Д., Кызыл О.М. Физикохимическая характеристика минеральных вод месторождений Шумак и Чойган // Известия Иркутского государственного университета. Науки о Земле. 2016. Т. 17. С. 115–134.
  10. Елисеев В.А. Радоновые азотно-термальные воды Алтая // Вопросы курортологии, физиотерапии и лечебной физической культуры. 2010. № 5. С. 38–40.
  11. Новиков Д.А., Копылова Ю.Г., Вакуленко Л.Г., Сухорукова А.Ф., Пыряев А.Н.. Изотопно-геохимические особенности проявления слаборадоновых вод «Инские источники» (юг Западной Сибири) // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2021. Т. 332. № 3. С. 135–145.
  12. Новиков Д.А., Сухорукова А.Ф., Корнеева Т.В., Каменова-Тоцева Р.М., Максимова А.А., Деркачев А.С.. Гидрогеология и гидрогеохимия месторождения радоновых вод «Каменское» (г. Новосибирск) // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2021. Т. 332. № 4. С. 192–208.
  13. Новиков Д.А., Дульцев Ф.Ф., Сухорукова А.Ф., Максимова А.А., Черных А.В., Деркачев А.С. Радионуклиды в природных водах Новосибирской городской агломерации // Геологическая эволюция взаимодействия воды с горными породами: материалы IV Всерос. науч. конф. с междунар. уч. Улан-Удэ, 2020. С. 134–138.
  14. Новиков Д.А., Вакуленко Л.Г., Сухорукова А.Ф. Геохимия системы вода – порода проявления слаборадоновых вод «Инские источники» (юг Западной Сибири) // Геологическая эволюция взаимодействия воды с горными породами: материалы IV Всерос. науч. конф. с междунар. уч. Улан-Удэ, 2020. С. 88–92.
  15. Дергунов А.Б. Структуры зоны сочленения Горного Алтая и Западного Саяна. М.: Наука, 1967. 227 с.
  16. Craig H. Isotopic variations in meteoric waters // Science. 1961. Vol. 133. Iss. 3465. P. 1702–1703. https://doi.org/10.1126/science.133.3465.1702
  17. Chafouq D., Mandour A.E., Elgettafi M., Himi M., Chouikri I., Casas A. Hydrochemical and isotopic characterization of groundwater in the Ghis-Nekor plain (northern Morocco) // Journal of African Earth Sciences. 2018. Vol. 139. P. 1–13. https://doi.org/10.1016/j.jafrearsci.2017.11.007
  18. Newman C.P., Poulson S.R., Hanna B. Regional isotopic investigation of evaporation and water-rock interaction in mine pit lakes in Nevada, USA // Journal of Geochemical Exploration. 2020. Vol. 210. P. 106445. https://doi.org/10.1016/j.gexplo.2019.106445
  19. Ферронский В.И., Поляков В.А. Изотопия гидросферы Земли. М.: Научный мир, 2009. 632 с.
  20. Zhang J., Quay P.D., Wilbur D.O. Carbon isotope fractionation during gas-water exchange and dissolution of CO2 // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1995. Vol. 59. Iss. 1. P. 107–114.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».