Связь химического и изотопного состава природных вод с новейшей тектонической структурой в районе оз. Глубокое (Московская область)

Abstract

Актуальность. Установление взаимосвязи между тектоникой и гидрогеологическими условиями является сложной задачей, для решения которой необходимо использовать комплексный подход. В статье рассматриваются геохимические особенности подземных вод, формирующихся на западе Московской области в районе озера Глубокое, приуроченного к так называемой Тростенской впадине. Целью работы является выявление изотопнохимических особенностей подземных вод, обусловленных влиянием новейшей тектонической структуры района. Методы. Мониторинг химического состава природных вод проводился с использованием метода ионной хроматографии на высокоэффективном ионном жидкостном хроматографе LC-20 и методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой на спектрометре Agilent 7700 х. Содержания стабильных изотопов кислорода (δ17О и δ18О) и водорода (δD) определялись методом лазерной спектроскопии по затуханию света с кольцевой многоходовой кюветой на анализаторе Picarro L2140i. Результаты и выводы. Проведенные исследования показали, что подземные воды подольско-мячковского водоносного комплекса в области развития Тростенской впадины характеризуются повышенной минерализацией, а также более высоким содержанием гидрокарбонатов и кальция, по сравнению с подземными водами, распространенными в периферийных частях области исследования. В пределах изучаемой структуры зафиксированы более высокие содержания микрокомпонентов (стронций, барий, скандий, рубидий и др.) Также к Тростенской впадине приурочены подземные воды, характеризующиеся более тяжелым изотопным составом (δ18O, δD, δ17O). Данные по отношению δ18O, δ2Н и δ17O в природных водах получены впервые для изучаемой территории. Вероятно, подземные воды в центральной и северо-западной части области исследования имеют более тяжелый сформированный изотопный состав, обусловленный поступлением вод в постледниковый период. Выявленная площадная неоднородность геохимического состава позволила установить влияние Тростенской впадины на формирование химического и изотопного состава подземных вод

Relevance. The tectonic factor affects the hydrogeological conditions. To assess the tectonics impact on hydrogeological conditions, it is necessary to use an integrated approach. The article considers the hydrogeochemical features of groundwater formed in the area of Lake Glubokoe in the Moscow region, confined to the so-called Trostenskaya depression. Aim. To identify the isotope-chemical characteristics of groundwater due to the effect of the latest tectonic structure of the area. Methods. The chemical composition of natural waters was monitored using ion chromatography on a high-performance ion liquid chromatograph LC-20 and inductively coupled plasma mass spectrometry on an Agilent 7700 x spectrometer. The contents of stable isotopes of oxygen (δ17O and δ18O) and hydrogen (δD) were determined by laser light attenuation spectroscopy with an annular multi-pass cuvette on a Picarro L2140i analyzer. Results and conclusions. The groundwater of the Podolsk-Myachkovsky aquifer complex in the area of development of the Trostenskaya depression is characterized by increased mineralization, as well as a higher content of bicarbonates and calcium, compared to groundwater common in the peripheral parts of the research area. Higher concentrations of micro-components (strontium, barium, scandium, rubidium, etc.) were recorded within the studied structure. Groundwater characterized by a heavier isotopic composition (δ18O, δD, δ17O) is also confined to the Trostenskaya depression. Data on the ratio of δ18O, δ2H and δ17O in natural waters were obtained for the first time for the studied area. It is likely that groundwater in the central and northwestern parts of the study area has a heavier formed isotopic composition due to the inflow of water in the postglacial period