Уран в подземных водах Северного Казахстана

Abstract

Актуальность работы заключается в выявлении особенностей распределения радиоактивных элементов в подземных водах Северного Казахстана. Цель: обобщение имеющихся данных по геохимии подземных вод и распределению в них урана и радона на примере северных районов Республики Казахстан. Методы. Обобщение многолетних гидрогеохимических исследований и составление электронного банка данных по территории Северного Казахстана. Лабораторное изучение химического состава подземных вод проводилось в Проблемной научно-исследовательской лаборатории гидрогеохимии Инженерной школы природных ресурсов Томского политехнического университета. Измерение содержаний 222Rn в водах проводилось на комплексе «Альфарад плюс» в лаборатории гидрогеологии осадочных бассейнов Сибири Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН. Результаты. Изучены подземные воды разновозрастных водоносных горизонтов, распространенных на территории Северного Казахстана (Северо-Казахстанская урановорудная провинция). Установлены две геохимические совокупности подземных вод. Первая характеризуется доминированием в составе вод HCO3- и Mg2+, а вторая - Cl- и Na+. Изменение состава и рост величины общей минерализации с 0,1 до 49 г/дм3 в направлении с севера на юг указывают на развитие процессов континентального засоления. В природных водах первой группы содержания урана изменяются от 0,065 до 16000 мкг/дм3 и активность радона от 4 до 3885 Бк/дм3. Для хлоридных натриевых вод второй совокупности концентрации могут достигать 32500 мкг/дм3, а активность радона составляет 6-59 Бк/дм3, поскольку эманирующий коллектор (гранитоиды) расположен севернее - на расстоянии 80-100 км. Закономерно источниками урана выступают гранитоидные массивы изучаемого региона. Их дренирование речной сетью приводит к его выносу и концентрированию на геохимических барьерах в подземных водах неоген-четвертичного водоносного горизонта. Такое распространение радиоактивных элементов связано с высокой миграционной способностью урана в растворе в форме уранил-иона в окислительных геохимических обстановках

Relevance. The need to dentify the characteristics of the distribution of radioactive elements in the groundwater of Northern Kazakhstan. Aim. Generalization of available data on the geochemistry of groundwater and uranium and radon distribution in them using the example of the northern regions of the Republic of Kazakhstan. Methods. Generalization of longterm hydrogeochemical research and compilation of an electronic data bank on the territory of Northern Kazakhstan. A laboratory study of the chemical composition of groundwater was carried out at the Research Laboratory of Hydrogeochemistry of the School of Natural Resources Engineering of Tomsk Polytechnic University. Measurements of 222Rn contents in waters were carried out using the Alfarad Plus complex in the Laboratory of Hydrogeology of Sedimentary Basins of Siberia, Institute of Geology and Geography, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences. Results. The groundwater of aquifers of different ages, distributed in the territory of Northern Kazakhstan (North Kazakhstan uranium province), was studied. Two geochemical sets of groundwater were identified. The first is characterized by the dominance of HCO3- and Mg2+ in the water composition, and the second by Cl- and Na+. A change in composition and an increase in the value of total mineralization from 0,1 to 49 g/dm3, in the direction from north to south, indicate the development of continental salinization. In natural waters of the first group, uranium content varies from 0.065 to 16000 μg/dm3 and radon activity from 4 to 3885 Bq/dm3. For sodium chloride waters of the second set, concentrations can reach 32500 μg/dm3, and radon activity is 6-59 Bq/dm3, since the emanating reservoir (granitoids) is located to the north - at a distance of 80-100 km. Naturally, granitoid massifs of the studied region are sources of uranium. Their drainage by the river network leads to its removal and concentration on geochemical barriers in the groundwater of the Neogene-Quaternary aquifer. This distribution of radioactive elements is associated with the high migration ability of uranium in solution in the form of uranyl ion in oxidizing geochemical conditions