Geothermal.uzГеотермальная энергия в Узбекистане Поиск по сайту

Главная / Исследования

Статья в журналеОткрытый доступ

Происхождение и гидрогеохимическая эволюция минеральных вод Джеты-Огуза (Иссык-Кульский бассейн, Тянь-Шань)

Origin and Hydrogeochemical Evolution of Jety-Oguz Mineral Waters (Issyk-Kul Basin, Tien Shan)

Ekaterina I. Baranovskaya1, Natalia A. Kharitonova1, George A. Chelnokov2, Farid S. Salikhov3, Irina A. Tarasenko4

  1. Faculty of Geology, Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia
  2. Heat and Mass Transfer Laboratory, Geological Institute of the Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia
  3. Department of Mathematics and Natural Sciences, Branch of Lomonosov Moscow State University, Dushanbe, Tajikistan
  4. Laboratory of Hypergene Processes Geochemistry, Far East Geological Institute, Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences, Vladivostok, Russia
PDF1,7 МБ Цитировать

https://doi.org/10.3390/w18010075

Water, vol. 18, no. 1

Дата26 декабря 2025

Выпуск75

Языканглийский

ЛицензияCC BY 4.0

ИздательMDPI

Ключевые данные

  • Курортная скважина MW-01: 32,0 °C, минерализация 12,8 г/л, pH 7,7; Cl 7 517 мг/л, Na 2 605 мг/л, Ca 2 005 мг/л; вода Na–Ca–Cl.
  • Микроэлементы в MW-01: Sr 43,4 мг/л, Si 23,7 мг/л, B 11,3 мг/л, Li 5,5 мг/л, Br 1,6 мг/л; Cl/Br 4 584.
  • Температура резервуара MW-01: по кварцу 102,4 °C, Na–K 80,2 °C, K–Mg 67,0 °C, Mg–Li 80,3 °C, Na–K–Ca 160,2 °C; в целом около 105 °C.
  • Глубина циркуляции при градиенте 32 °C/км: около 3,0 км (MW-01), до 2,0 км (родник MW-04), до 0,8 км (скважины в аллювии MW-02 и MW-03).
  • Минеральные воды: δ¹⁸O от −13,4 до −10,8‰, δ²H от −91,5 до −77,8‰; растворенный газ — 97–100% азота.
  • Родник MW-04 (17,9 °C, 1,8 г/л): от 8,5% (по хлору) до 10,6% (по минерализации) глубинного флюида.

Аннотация

This article presents a comprehensive study of the nitrogen-radon thermal mineral waters of the Jety-Oguz area, located in the southeastern part of the Issyk-Kul intermountain artesian basin (Northern Tien Shan). Based on new data from chemical and isotopic (δ18O, δD) analyses of natural waters (lake, river, and mineral) and the chemical composition of the water-bearing rocks, we identify the formation mechanisms of mineral waters with diverse composition, total dissolved solids (TDS), and temperature. Three main genetic types have been identified: (1) saline, high-TDS (up to 12.8 g/L) chloride sodium-calcium thermal waters (up to 32 °C). These waters are of meteoric origin and circulate within Middle Carboniferous carbonate rocks, acquiring their unique composition at depths of up to 3.0 km, where reservoir temperatures reach ~105 °C; (2) chloride-sulfate sodium-calcium waters (0.5 g/L, fresh, 22 °C), formed in alluvial deposits within the zone of active water exchange; and (3) low-TDS (1.8 g/L, brackish) waters of mixed composition, resulting from the mixing of a deep fluid with infiltrating meteoric waters. Isotopic data confirm a meteoric origin for all studied waters, including the high-TDS thermal types. The chemical composition diversity is attributed to several processes: mixing between the deep, high-TDS fluid and low-TDS infiltration waters, intense dissolution of evaporite rocks, and water–rock interaction. These findings are crucial for understanding the genesis of mineral waters in the Tien Shan intermountain basins and provide a scientific basis for their sustainable balneological exploitation.

Аннотация на английском языке из статьи. Авторская аннотация воспроизводится на условиях лицензии CC BY 4.0. Аннотация дана на английском языке.

Ключевые слова

  • термальные минеральные воды
  • химический состав
  • стабильные изотопы (δ18O; δD)
  • межгорные артезианские бассейны
  • Джеты-Огуз
  • Иссык-Куль
  • Северный Тянь-Шань

Простыми словами

Е.И. Барановская и Н.А. Харитонова (геологический факультет МГУ имени М.В. Ломоносова), Г.А. Челноков (Геологический институт РАН), Ф.С. Салихов (филиал МГУ имени М.В. Ломоносова в Душанбе) и И.А. Тарасенко (Дальневосточный геологический институт ДВО РАН) изучают азотно-радоновые термальные минеральные воды Джеты-Огуза на юго-востоке Иссык-Кульского межгорного артезианского бассейна в Кыргызстане. Участок лежит на высоте около 2 050 м, в 25–30 км к югу от озера Иссык-Куль и примерно на таком же расстоянии от Каракола. Бассейн заполнен мезо-кайнозойскими континентальными отложениями мощностью до 5,0 км, лежащими на складчатом нижнепалеозойском фундаменте. Воды выходят на правом берегу реки Джеты-Огуз из трещиноватых среднекаменноугольных известняков северного крыла Джеты-Огузской брахиантиклинали, ядро которой сложено протерозойскими сланцами и гранитами. Санаторий использует их для ванн и питьевого лечения.

В 2023–2024 годах авторы отобрали четыре пробы минеральных вод (курортная скважина, две скважины в аллювии и родник), три пробы озерной, четыре речной воды и одну пробу дождя, определили основные ионы, микроэлементы, δ¹⁸O и δ²H, а также изучили пять образцов пород. Курортная скважина (MW-01) дает хлоридную натриево-кальциевую воду с температурой 32,0 °C и минерализацией 12,8 г/л; в ней 43,4 мг/л стронция, 23,7 мг/л кремния, 11,3 мг/л бора, 5,5 мг/л лития и 1,6 мг/л брома, отношение Cl/Br — 4 584. Две скважины в аллювии дают пресную хлоридно-сульфатную натриево-кальциевую воду с температурой 22,0 °C (0,5 г/л), родник — солоноватую воду с температурой 17,9 °C (1,8 г/л). Растворенный газ на 97–100% состоит из азота. Значения δ¹⁸O в минеральных водах составляют от −13,4 до −10,8‰, δ²H — от −91,5 до −77,8‰; все точки лежат на глобальной линии метеорных вод или рядом с ней, то есть все воды метеорного происхождения, а три менее минерализованные питаются в основном талыми снеговыми водами высокогорья.

Для курортной воды кварцевый геотермометр дает температуру резервуара 102,4 °C (Na–K — 80,2 °C, K–Mg — 67,0 °C, Mg–Li — 80,3 °C, Na–K–Ca — 160,2 °C). На диаграмме Гиггенбаха эта вода лежит близко к зоне полного равновесия, и авторы оценивают температуру ее формирования примерно в 105 °C. При среднегодовой температуре воздуха 6 °C, геотермическом градиенте 32 °C/км и нейтральном слое на глубине 22 м это означает циркуляцию до глубины около 3,0 км; вода родника циркулирует до 2,0 км, воды аллювия — до 0,8 км. Расчеты смешения по хлору и минерализации дают в роднике 8,5–10,6% глубинного флюида. Глубинная вода недонасыщена галитом, гипсом, ангидритом и целестином, что авторы объясняют продолжающимся растворением эвапоритов. Стронций в ней поступает из фораминиферовых известняков, литий и бор — из пород фундамента с биотитом и турмалином.

Авторы выделяют три типа вод: глубинные термальные воды бальнеологической ценности (курортная скважина), смешанные воды, перспективные для питьевого лечения (родник), и неглубокие пресные подземные воды, пригодные для хозяйственно-питьевого и сельскохозяйственного водоснабжения. Источники Джеты-Огуза описаны и среди минеральных вод Северного Кыргызстана в работе Дюшембиевой и Бактыяр кызы (2026).

Рисунки (2)

Карта рельефа Иссык-Кульской котловины между хребтами Кунгей Ала-Тоо и Терскей Ала-Тоо: пробы озерной воды L-01–L-03, речной R-01–R-04, проба дождя P-01 и минеральные воды MW-01–MW-04 к юго-востоку от озера у реки Джеты-Огуз; на врезке — положение района на северо-востоке Кыргызстана
Рис. 1. Положение района исследований и точек отбора проб на участке Джеты-Огуз (Иссык-Кульский бассейн, Тянь-Шань). Источник: Ekaterina I. Baranovskaya et al. (2025), CC BY 4.0, Baranovskaya et al. (2025), рис. 1, CC BY 4.0.
Разрез A–A′ через палеозойский фундамент, каменноугольные известняки и палеоген-неогеновый чехол, рассеченные разломами: питание за счет осадков и три типа вод с диаграммами состава — глубинная термальная вода курортной скважины (12,8 г/л, 32 °C), смешанная вода родника (1,8 г/л, 18 °C) и неглубокая вода аллювия (0,5 г/л, 22 °C)
Рис. 17. Концептуальная схема формирования и циркуляции минеральных вод на участке Джеты-Огуз. Источник: Ekaterina I. Baranovskaya et al. (2025), CC BY 4.0, Baranovskaya et al. (2025), рис. 17, CC BY 4.0.

Как цитировать

Ekaterina I. Baranovskaya, Natalia A. Kharitonova, George A. Chelnokov, Farid S. Salikhov and Irina A. Tarasenko (2025). Origin and Hydrogeochemical Evolution of Jety-Oguz Mineral Waters (Issyk-Kul Basin, Tien Shan). Water, vol. 18, no. 1, 75. https://doi.org/10.3390/w18010075