Típusai víz kőzetek és ásványok
A felszín alatti található kőzetek, és a nagy földalatti üregek magmakamrák alkotnak földalatti hidroszférában. Minden alatti víz kapcsolódik, bár ez a kapcsolat elvégzett geológiai időben. Ellentétben a földi hidroszféra földalatti vizekbe heterogén, és a szerkezete nagyon bonyolult. A földkéreg víz és vizes oldatok találhatók kőzetek különböző formákban különböző körülmények között, és így a különböző típusú víz különböztetünk meg.
Víz litoszféra szinte teljesen koncentrálódik osadochnoporodnyh medencék. A víz térfogata lévő üledékes kőzetek becsült VF Derpgoltsem más kutatók körülbelül 200 millió kilométert, és kristályos 3. Breed - 800 millió köbméter 3. Víz és vizes oldatok a sziklák, amelyek részei a vizes héj a világon, a vízgőz formájában a levegőben lévő és a talaj, része az élő szervezetek, részt vesz a különböző geológiai folyamatok kialakulását bizonyos ásványi anyagok, üledékes és magmás kőzetek és sok ásványi anyag.
Köztudott, hogy az olaj, a gáz és a kísérő vizeken előforduló kebelén telítve a pórusok, üregek, barlangok, repedések sziklák. Rocks, amely képes az folyadékok úgynevezett porodami- gyűjtők. Fajok nem tudnak átjutni maga folyadékok úgynevezett szorítsák ágy vagy szorítsák ágy. Jó kollektorok talajvíz kvaterner konszolidált üledékek - fluvioglacial hordalékos kavics és homok és homokkő, mészkő és töredezett magmás kőzetek. Szorítsák ágy agyag, mudstone, sűrű mészkő, dolomit.
Pórusterének kőzetek jellemzik két fő paraméter:
- porozitású - frakció üres tér a teljes kőzettérfogatnak,% -ban kifejezve, vagy frakciói egység;
- permeabilitás - a képesség, hogy áthaladjon egy szikla folyadékok és gázok jelenlétében nyomáskülönbség. Egység 1 Darcy permeabilitás = 1 vagy m 2 12 m 2 kg.
- Nagyon nagy áteresztőképességű - kavics, sóder, homok, intenzív karszt sziklák
- Nagy áteresztő képességű - durva szemcsés, durva szemcséjű homok, repedezett kőzetek;
- Áteresztő - inequigranular agyagos homok, homokkő, márga, slabozakarstovannye fajtája;
- Alig áteresztő - Boulder vályog, sandy clay, mudstone, mészkő nezakarstovannye;
- Nagyon rosszul átjárható - agyag netreschinovatye sűrű, hatalmas sziklák magmás és üledékes;
- Szinte áthatolhatatlan - sűrű agyag gipsoangidritovye rétegek, sót.
A víztartalom a pórusokat és üregeket rock létezik különböző aggregált állapotok - folyékony, szilárd (jég), és a szuperkritikus gőz. A kapcsolat jellegétől, folyékony víz van osztva egy szabad kapacitás független formák mozgása, a különböző attól függően, az adott típusú vízzel kapcsolatos, nem képesek önálló formák mozgása, átmenet nélkül, hogy szabad állapotban.
Szerint a legújabb osztályozási rendszerek kerülnek felosztásra a szabad víz: víz gőz (pára), a szabad gravitációs víz (folyadék), a kapilláris (mentes folyékony vagy lazán összekapcsolt), víz a szuperkritikus állapotban, a víz szorpciós zárt (szerinti Kartseva AA) ( ábrát), a víz a szilárd állapotban.
Rendszer fajta víz a vadose zónában
Övezet: I - levegőztetés; II - kapilláris béren kívüli; III - telítettség; 1 - egy darab szikla; 2 - a vízmolekulák gőz formában; 3 - részecskék hiányos higroszkóposság; 4 - higroszkópos részecskék (a), lazán összekapcsolt vagy fólia (b) és gravitációs (c) víz; 5 - részecskéket adszorbeált (a), a fólia (b), kapilláris Butt (a) vizet; 6 - beszivárgó víz; 7 - loop összehangolás rétegvastagság a mozgás során a víz részecskék A részecskékké B egy vékony film; 8- kapilláris víz.
A víz a gőzfázisban, valamint más komponenseket tartalmazza a talaj atmoszférájában, létezik olyan molekulák H2 O (komplexek H2 O) a levegőben kitöltő üregek kőzetek hiányos a telített folyékony vagy gőz-víz elegyet (gőz hydrotherms) kialakítva túlhevített (több mint 100 ° C) alatti megoldások egy éles csökkenést a nyomás. A felső részén a litoszféra gőz esik az atmoszferikus levegő, vagy van kialakítva elpárologtatásával talajvíz (intrasoiled bepárlás). A szabad mozgását molekulák a gőz megfelelően elvégzett a változás a vízgőz a területeken, amelyek nagyobb rugalmasságot a részek kisebb rugalmassági (teljes telítési zóna), vagy hőmérséklet-változás iránya 100% relatív nedvességtartalom mellett egy hiányos telített zónában. Bizonyos körülmények miatt a vízgőz lecsapódása felszínén kőzetek, víz képződik. Ez a fajta víz tartalmazhat vizet abszorbeáló víz - vízgőz felszívódik a levegő. Ez nem tartozik a gravitáció, nem továbbítja a hidrosztatikus nyomás nem oldó, befagyasztja -78 ° C-on, és ez nem érhető el, hogy a növények hevítve 100-105 ° C-on teljesen eltávolítjuk.
Szabad gravitációs víz - víz a csepegtető-folyékony állapotban, a permeábilis kőzetek sverhkapillyarnyh pórusok továbbítja hidrosztatikus nyomás, tartalmaz oldott sók és gázok, mindig mozgásban alatt a gravitációs erő vagy a hidrosztatikai nyomáskülönbség. Mineralizáció a néhány gramm, akár 35 g / dm 3 alatti hőmérsékleten nulla gravitációs víz megfagy, és tartalmazza a kőzetek, a üregek a jég formájában, jégkristályok, rétegek, szerepét játssza cement.
Kapiltrnaya szabad vagy lazán összekapcsolt víz megtölti a kapilláris pórusokat és tölti fel azokat a teljes adási hidrosztatikus nyomást és az az intézkedés alapján a gravitáció, és a nem teljes töltet amelyet csak az erők a víz felületi feszültsége (meniszkusz erő).
A víz a szuperkritikus állapotban - a víz egy hőmérséklet és a nyomás meghaladja a kritikus. A tiszta víz a kritikus hőmérséklete 374 ° C, nyomás - 2,2 x 10 4kPa. A nagy koncentrációjú oldott anyagok kritikus hőmérséklet emelkedik 450 ° C-on, és a nyomást 3,5 x 10 4kPa. Hőmérsékleten és nyomással meghaladja a kritikus sebessége a molekulák mozgása a H2 O közel van a sebesség a gázmolekulák, azaz akkor feltételezhetjük, hogy nincs különbség a folyadék és a gáz. Azáltal, hogy csökkenti a nyomás a szuperkritikus víz bejut a folyadék vagy gőz, térfogatuk növelésére 1,5-2-szer (Fundamentals geológiai. T. I. 1980).
Szorpciós-zárt víz - csepegtető-folyékony víz (töltse főleg agyag), izolált az ömlesztett víz telítési a kőzetrétegek csatlakoztatva, vagy tompa, vízzel (AA Kartseva, 1972). A fizikai tulajdonságok a kapilláris, szorpciós-zárva, és a szabad gravitációs víz gyakorlatilag nincs különbség.
Kapcsolódó nevezett víz, különféleképpen felületéhez kapcsolódott az ásványi váz (részecskék) vagy kőzet része a kőzetalkotó ásványok és több, mint 40% az összes víz a kőzet. Kötött víz a felületen marad ásványi szemcsék molekuláris adhéziós erők és hidrogénkötések réteget képez több száz átmérőjét a vízmolekula elektrosztatikus erők és a felületi feszültség erők, és az úgynevezett fizikailag kötött víz. Kötött vizet subkapillyarnye néhány teljes egészében kitölti a pórusokat, és a pórusok falai vannak a nagy átmérőjű csatornák. A víz sűrűsége 1,2-1,4 g / cm 3. Úgy különbözik annak tulajdonságai a szabad víz. kötött vizet mozgás irányába esik az elektromos potenciál. Ez megfagy közeli hőmérsékleten -4 ° C-on A kötött víz van osztva lazán összekapcsolt és szorosan kötött (lazán kötött), mind fizikailag, mind kémiailag kötött.
Között fizikailag kötött víz elválasztjuk: erősen kötött vagy adszorbeált; vagy lazán kötött liosorbirovannuyu; kapilláris, ozmotikus tompa és vizet (EM Sergeev et al.).
A lazán kötődő (liosorbirovannaya) vízzel engedelmeskedik liosorbtsii ütközési erők, filmet képez a falakon a üregek (hártyás visszatartott víz molekuláris erők) mozog folyékony formában a filmen belül irányába alacsonyabb koncentrációban, és nem továbbítja a hidrosztatikus nyomás. A sűrűsége közel a sűrűsége a szabad víz (lásd alább).
Megtalálni a víz a sziklák
1 - a vízmolekulák; 2 - vízfilm; 3 - mentes víz; 4 - rock részecskék
Ozmotikus víz képződik a külső széle szorosan kötődnek vízfilm miatt behatolása vízmolekulák a talajból megoldások viszonylag magas koncentrációjú kationok a részecske felületén, és függ az ozmotikus erők következtében. A feloldódási képessége alacsony mobilitási közel a mobilitást a szabad víz, a tulajdonságok és a szerkezete, nem különbözik a szabad víz gyengén kötött Rock részecskék.
Kapilláris víz tartott kapilláris pórusok és repedések az intézkedés alapján ásványi csontváz meniszkusz erők (felületi feszültség). A teljes telítettség őket képes továbbítani a hidrosztatikus nyomás, a részleges töltő őket engedelmeskedik meniszkusz erők képesek mozogni, mivel a hőmérséklet-különbség (a hideg a hő), só, hogy feloldódjon, és vándorolnak. A fagyáspont alatt 0 ° C-on (-6 és -19 ° C-on). különböztetünk meg:
- kapilláris atomizált (tompa) a képződött vizet a csomópontokban az ásványi szemcsék;
- kapilláris-szuszpendáljuk vízben, amely során képződő átszivárognának a talajfelszín a kapilláris üregek a talajréteg és finom kőzet (homok, egyenletes vastagságú), és birtokában felületi feszültség erők a „felfüggesztett” állapotban, anélkül, hogy a felső határ elérése teljes telítettségi határ;
- self-kapilláris vagy kapilláris-emelt víz van, amelyet az emelkedő víz hatására a felületi feszültség erők kapilláris üregek fölé szabad szintje a felszín alatti, hogy kialakítsuk a talajvíz a kapilláris rojtok. A magasság emelkedés a víz mérete határozza meg az üregek a szerkezet a pórustér kőzetek diszperzitás. A homok az megegyezzen átlagosan 50 cm, és a homokos vályog és agyag képződmények 2-3 m. Ez a víz áthalad hidrosztatikus nyomás, ne mozduljon a gravitációs erő a számos különböző tulajdonságok a szabad víz. Ez nem fagy meg a hőmérsékletet -12 ° C-on Kémiailag kötött vizet tartalmaz a kompozíció az ásványi anyagok ellentétben ezek a formák a víz fizikailag kapcsolódnak. Ahhoz, hogy távolítsa el a kémiailag kötött vizet az ásványi, meg kell melegítjük körülbelül 200 ° C, ami ahhoz vezethet, hogy felbomlása az ásványi. Ezek közül a víz elválasztjuk: kristályosítással, alkotmányos, zeolit, vagy vakuoláris elzáródott, a víz.
Kristályosítás (kristályos hidrát) vizet tartalmaz a kristályrácsban az ásványi anyagok egy állandó mennyiségű, például, ez része a gipsz CaSO 4 - 2H2 O, hidroxidok CaO * H2 O, stb Meg lehet távolítani a kristályrács az ásványi nélkül teljes megsemmisítése az ásványi és az átmenet. egyik formából a másik (CaSO 4 anhidrit gipsz →. → illit, montmorillonit).
Alkotmányos víz szilárdan beágyazva az ásványi kristályrácsban csak megjelent a teljes pusztulását ásványok hőmérsékleten 450-500 ° C-on
Zeolit ásványi anyagok a vízben mennyiségben nem állandó (például zeolitok, SiO2 Opal * NH2 O), ásványi anyagok, földpátok megközelíti, de különbözik a rácsszerkezet (volumetrikus csontváz szilícium-oxigén és alumínium-csoportok). A zeolit utal kapcsolódó vizet a közbenső rétegben osztástávolsága agyagásványok (montmorillonit, illit) és nevezett közbenső réteg (inter-packet) víz. A mennyiség lehet akár 24 tömeg% ásványi (montmorillonit). Melegítés vagy a nyomás növelésével ez áll megváltoztatása nélkül a szerkezet a ásványi anyagok.
Ez foglal egy különleges víz lévő ásványi anyagok formájában zárványok egy teljesen zárt üregek (elzáródott vagy vakuoláris víz).
Vakuoláris (elzáródott) Víz - csepegtető-folyékony víz formájában zárványok egy teljesen zárt üregek (vakuólumok). Szerint a tulajdonságok közel van a nyílt víz, mert tartalmaz, és oldott anyagok.
Így a víz különböző formákban kitölti a pórusokat és üregeket rock, beburkolja az egyes ásványi részecskék és behatol az összes szilárd ásványi anyagot. Nem található áteresztő sziklák, és a vízzáró. Összetevői a víz-tartalmú üledékes kőzet alkotnak egy rendszer, amely tartalmaz alrendszerek:
- szilárd fázisú - a csontváz, cement, csere komplex;
- folyékony fázis - a víz, vizes oldatok, olajos;
- gázfázisú (AA Kartseva).
A szabad víz vizes oldatok, amelyek úgy tekinthetők, mint az oldószer-rendszer - oldott anyag.