Термальные воды

ТЕРМАЛЬНЫЕ ВОДЫ (французским Thermal — тёплый, от греч. therme — тепло, жар* а. thermal water; н. Thermalwasser; ф. eaux thermales, eaux thermominerales; и. aguas termales) — подземные воды с температурой 20°С и более. Температура 20°С условно принята за границу между холодными (менее подвижными) и термальными (более подвижными) водами, поскольку при этой температуре вязкость воды, определяющая её подвижность, составляет 1 сПз (1•10^-3 Па•с). Глубина залегания изотермы 20°С в земной коре зависит от климатической зональности: в районах развития многолетнемёрзлых пород — 1500-2000 м, в субтропиках до 100 м, в зоне тропиков изотерма 20°С выходит на поверхность. В пределах каждой зоны наблюдается рост температуры термальных вод с глубиной, который определяется геолого-структурными особенностями района и связанными с этим гидрогеотермическими условиями. Выделяют четыре типа теплового режима термальных вод: низкий с геотермическим градиентом до 1°С/100 м, плотностью теплового потока 30-40 мВт/м²; умеренный — соответственно 1-2°С/100 м, 40-50 мВт/м²; повышенный — 2-3°С/100 м, 50-60 мВт/м²; высокий — более 3°С/100м, свыше 60 мВт/м². Низкий тепловой режим наблюдается в основном на территории древних щитов и древних складчатых систем, умеренный — в пределах древних артезианских платформенных областей, повышенный — в артезианских областях эпипалеозойских плит и связанных с ними межгорных впадин и прогибов, а также в гидрогеологических районах альпийской складчатости, где развиты системы разрывных тектонических нарушений. Высокий тепловой режим связан с участками артезианских бассейнов (разгрузка термальных вод из глубоких частей бассейнов) и гидрогеологическими складчатыми районами, испытавшими интенсивное неотектоническое воздействие. Наиболее чётко термоаномалии выражены в областях современного вулканизма.

Термальные воды составляют большую часть вод подземной гидросферы. Температура вод на нижней границе земной коры может достигать 500-600°С, а в зонах магматических очагов, где преобладают пары воды и продукты её диссоциации, до 1000-1200°С. В артезианских бассейнах молодых плит на глубине 2000-3000 м скважинами вскрываются воды с температурой 70-100°С и более. В районах древних щитов температура на глубине 5-6 км не превышает 60-70°С. В областях неотектонических нарушений (Альпы, Кавказ, Тянь-Шань, Памир, Гималаи и др.) глубокие термальные воды выходят на поверхность в виде горячих источников с температурой до 90-100°С, а в районах современного вулканизма — в виде гейзеров и паровых струй. Скважины глубиной 1000-1500 м, пройденные в зоне разгрузки паровых струй, вскрывают пароводяные смеси и пары с температурой до 200-300°С (Паужетское месторождение на Камчатке, Большие гейзеры в США, Уайракей в Новой Зеландии, Лардерелло в Италии и др.).

Химический, газовый состав и минерализация термальных вод разнообразны: от пресных и солоноватых гидрокарбонатных, гидрокарбонатно-сульфатных, гидрокарбонатно-хлоридных, кальциевых, натриевых, азотных, углекислых и сероводородных до солёных и рассольных хлоридных натриевых, кальциево-натриевых, азотно-метановых и метановых, местами сероводородных. Рассольные термальные вод генетически связаны с эвапоритами. Для биохимических процессов, протекающих в зоне термальных вод, характерный температурный порог 50°С — начало свёртывания белка, хотя жизнедеятельность некоторых видов бактерий возможна и при больших температурах. На состав термальных вод оказывают влияние процессы регионального эпигенеза, развивающегося в зоне повышенных и высоких температур, когда происходит перекристаллизация породообразующих минералов и протекают активные реакции обмена между нагретыми водными растворами и породой. Повышение температуры с глубиной приводит к освобождению физически связанной воды, увеличению фильтрационной способности горных пород. С термальными водами связаны процессы минералообразования, формирования месторождений (см. Гидротермальные месторождения).

Термальные вод ыслужат объектом добычи и переработки с целью использования в народном хозяйстве. Классификация термальных вод по температуре зависит от их практического применения. В бальнеологии термальные вод подразделяются на тёплые (субтермальные) — 20-35°С, термальные (горячие) — 35-42°С и очень горячие (гипертермальные) — свыше 42°С. В группе термальных вод для теплоэнергетического использования выделяются воды низкопотенциальные с температурой до 70°С, среднепотенциальные- от 70 до 100°С и высокопотенциальные — свыше 100°С (в т.ч. слабоперегретые — 100-150°С, значительно перегретые — 150-250°С и весьма перегретые — 250-375°С). Значительно и весьма перегретые термальные вод используются в основном для выработки электроэнергии. Термальные воды с температурой 70-150°С широко используются для теплоснабжения жилых и производственных зданий, для плавательных бассейнов, обогрева тепличных комбинатов, в технологических целях. На базе месторождений термальных вод функционируют многих крупные курорты, имеющие мировое значение. К ним относятся Кавказские Минеральные Воды (Железноводск, Ессентуки, Пятигорск) и Цхалтубо, Сочи-Мацеста, Боржоми (СССР), Виши (Франция), Висбаден и Наухайм (ФРГ), Карлови-Вари (ЧСФР) и др. О способах эксплуатации месторождений термальных вод см. в ст. Гидрогеотермальное месторождение, Геотермальные ресурсы и Минеральные воды.