Тезисы докладаОткрытый доступ
Гидрогеохимия термальных вод межгорной впадины Тянь-Шаня
Hydrogeochemistry of thermal waters in the intermountain basin of the Tien Shan Region
- Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia
- Geological Institute, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia
https://doi.org/10.5194/egusphere-egu25-10533
Ключевые данные
- Температура воды в точках опробования 16,2–52,3 °C.
- Минерализация: 0,3–0,5 г/л в богатых CO₂ водах трещиноватых пород; 2,0–35,0 г/л в CO₂–N₂ и N₂–CH₄ водах под мощным осадочным чехлом.
- δ¹⁸O от −13,9‰ до −8,5‰; δD от −95,8‰ до −66,0‰.
- Температуры на глубине по ионно-солевым геотермометрам 21,4–144,8 °C.
Аннотация
This study presents new data on the chemical composition, content, and distribution patterns of stable oxygen and hydrogen isotopes in natural waters from the Issyk-Kul intermountain artesian basin. This area has significant balneological potential due to the abundance of mineral waters with diverse temperatures, chemical and gas compositions, and total dissolved solids (TDS). The uniqueness of this region lies in the coexistence of two distinct types of mineral waters: fissure-pore waters confined to intermountain artesian basins and fissure-vein waters associated with tectonic fault zones in rock massifs. The study is based on field research conducted in the Issyk-Kul basin, located in the Tien Shan region. The temperature of mineral waters at the sampling sites varies widely (16.2-52.3°C), as does TDS, which depends on the hydrogeological structure. CO₂-rich waters with low TDS (0.3-0.5 g/L) form within rocks and open fractures, while carbon dioxide-nitrogen or nitrogen-methane waters with TDS ranging from 2.0 to 35.0 g/L are associated with significant sedimentary cover thickness. A common pattern in anion composition is observed, as all mineral waters contain sulfate (SO₄²⁻) and chloride (Cl⁻) ions. Sodium (Na⁺) consistently predominates in the cationic composition. The content of stable isotopes of oxygen (δ18O) and hydrogen (δD) in the studied waters also varies significantly, from -13.9‰ to -8.5‰ for δ18O and from -95.8‰ to -66.0‰ for δD. Most data points on the δ18O-δD binary diagram align with the global meteoric water line, indicating an infiltration origin with a pronounced altitude effect. It was also established that the trace element composition of thermal waters serves as a marker for the hydrogeological conditions of their formation and circulation: waters from the sedimentary cover of intermountain artesian basins are enriched with Sr, Ba, Mn, B, Mo, and U, whereas waters from rocky massifs contain elevated concentrations of F, Rb, W, and Sc. The calculation of the water migration coefficient revealed a dependence of the accumulation rate of trace components on the type of host formation and the hydrogeological conditions of water formation. Ion-salt geothermometers were applied to estimate the deep formation temperatures of the mineral waters, revealing a broad range of values (21.4-144.8°C). These results reflect diverse formation conditions for the studied waters.
Тезисы из программы Генеральной ассамблеи EGU 2025. Авторская аннотация воспроизводится на условиях лицензии CC BY 4.0. Аннотация дана на английском языке.
Простыми словами
Екатерина Барановская и Наталья Харитонова (МГУ имени М.В. Ломоносова) и Георгий Челноков (Геологический институт РАН) приводят новые данные о химическом составе и стабильных изотопах кислорода и водорода природных вод Иссык-Кульского межгорного артезианского бассейна в Тянь-Шане, полученные в полевых работах в бассейне. Здесь вместе встречаются два типа минеральных вод: трещинно-поровые воды артезианского бассейна и трещинно-жильные воды тектонических зон в скальных массивах. Г-н Челноков и г-жа Харитонова — также авторы более широкого исследования термальных и холодных минеральных вод Тянь-Шаня и Памира.
Температура вод в точках опробования — от 16,2 до 52,3 °C. Богатые CO₂ воды с низкой минерализацией (0,3–0,5 г/л) формируются в скальных породах и открытых трещинах, а углекисло-азотные и азотно-метановые воды с минерализацией 2,0–35,0 г/л связаны с мощным осадочным чехлом. Все минеральные воды содержат сульфаты и хлориды, среди катионов всегда преобладает натрий. δ¹⁸O меняется от −13,9‰ до −8,5‰, δD — от −95,8‰ до −66,0‰. Большинство проб ложится на глобальную линию метеорных вод: воды имеют инфильтрационное происхождение с отчетливым высотным эффектом.
Микроэлементы указывают на условия формирования и циркуляции вод: воды осадочного чехла артезианских бассейнов обогащены Sr, Ba, Mn, B, Mo и U, воды скальных массивов — F, Rb, W и Sc. Ионно-солевые геотермометры дают глубинные температуры формирования 21,4–144,8 °C.
Как цитировать
Ekaterina Baranovskaya, Natalia Kharitonova and George Chelnokov (2025). Hydrogeochemistry of thermal waters in the intermountain basin of the Tien Shan Region. EGU General Assembly 2025, Vienna, 27 April–2 May 2025, EGU25-10533. https://doi.org/10.5194/egusphere-egu25-10533