Северная Осетия

Минеральные воды верхнего течения реки Терек

Река Терек

Истоки реки Терек заложены за пределами Северной Осетии в ледниках и снежниках южного склона Бокового хребта и в ледниках и снежниках северного склона Главного Водораздельного хребта. Свое русло в истоках река проложила в Трусовском ущелье межгорной впадины называемой Центральной юрской депрессией, и южном склоне Бокового хребта.

Трусовское ущелье характеризуется обилием выходов холодных углекислых минеральных источников. Почти 86 процентов всех выходов источников верхнего течения р. Терек сосредоточено здесь. Общее количество источников около 80, средний дебит источника 6-105 л/сутки, или в сумме 4,7-106 л/сутки. Температура воды источников 5—7°С.

По химическому составу углекислые воды района можно разделить на две группы. К первой относятся гидрокарбонатные кальциевые с повышенным содержанием ионов натрия 20—27%-экв.) или ионов магния. Минерализация этих вод в среднем составляет 2,3—2,5 г/л. Вторую группу составляют гидрокарбонатно-хлоридно-натриево-кальциевые воды с минерализацией в среднем 3,4—3,6 г/л. Только один источник Абана имеет сульфатно-гидро-карбонатный класс группы кальция.

Количество источников первого типа преобладает и составляет около 86% к общему числу опробованных источников.

Некоторые углекислые источники Трусовского ущелья настолько водообильны, что на них построены небольшие мельницы, и энергия воды источника вращает мельничные жернова. Оставшиеся 14% углекислых минеральных источников в основном сосредоточены в районе сел. Казбеги на левом берегу р. Терек. Для обоснования экономической эффективности использования углекислых минеральных вод в народном хозяйстве необходимо иметь некоторые представления об их происхождении.

В отношении жидкой фазы углекислых минеральных вод Центрального Кавказа большинство исследователей придерживаются экзогенной гипотезы. Согласно этой гипотезе, атмосферные осадки частично талые, снеговые и ледниковые воды инфильтруются через почво-грунты в горные породы. В результате этого образуются почвенные и подземные инфильтрационные воды. Там они обогащаются ионами, газами и снова выходят на дневную поверхность в виде самоизливающихся углекислых минеральных источников.

Наибольшее количество самоизливающихся углекислых минеральных вод наблюдается в глинистых сланцах юрского возраста между Главным и Боковым хребтами. Эту обширную территорию гидрогеологи называют провинцией минеральных вод. Причем минеральные воды образуются в этой же провинции. Этому способствуют благоприятные гидрогеологические и гидрогеохимические условия в водовмещающих породах. По способу перемещения в водовмещающих породах подземные воды определяют как трещинные и трещинно-жильные.

Разнообразие химического состава и общей минерализации вод позволяет сделать предположение о том, что сплошного сообщающегося обводнения трещиноватых сланцев нет. Происходит разделение подземных вод на отдельные потоки и их изоляция друг от друга. Такой вывод вытекает из особенностей строения земной коры. Для провинции минеральных вод характерно сильное нарушение залегания пластов сланцев с опрокинутыми и изогнутыми складками.

Химический состав и минерализация воды источника является выражением условий циркуляции, т. е. свободного водообмена в водовмещающих породах. При ограничении свободного водообмена, ухудшении условий циркуляции в водовмещающих породах происходит повышение общей минерализации, а петрографический состав пород определяет химический состав и гидрохимический тип воды. Подтверждением вышесказанного может служить Кармадонское месторождение минеральных подземных вод. Здесь на небольшой площади, недалеко от ледника Майли, вытекает более 50 минеральных источников с разнообразным химическим составом и температурными свойствами. Кроме Верхнекармадонских, для углекислых минеральных вод провинции более характерна низкая температура. Самая высокая температура для них 9 или 12 градусов, в основном же температура вод ниже 9 и лежит в пределах 3—7 градусов.

Это обстоятельство позволяет предположить, что зона формирования для углекислых минеральных вод провинции одинаковая и имеет неглубокое залегание. По данным гидрогеологических исследований, областью формирования углекислых минеральных вод являются глинистые сланцы верхнего Лейаса.

О происхождении углекислого газа в минеральных водах существуют различные гипотезы. Одна из них, наиболее древняя, происхождение углекислого газа в минеральных водах и в виде сухих газовых струй связывает с поствулканической деятельностью в областях молодого вулканизма.

Приводим высказывания некоторых исследователей. Описывая слабоминерализованные углекислые воды верховья реки Харес, С. С. Кузнецов пишет: «Весьма вероятно, что нередко минеральные источники представляют простой выход этой фильтрационной воды, насыщенной лишь из глубины восходящим углекислым газом». А при описании Нижнекармадонских минеральных вод С. С. Кузнецов углекислый газ называет ювенильным составляющим этих терм. В. П. Ренгартен, описывая минеральные воды района Военно-Грузинской дороги, пишет, что «все места дробления и разлома являются наиболее удобными путями для подъема газов с глубины».

В 60-х годах нашего столетия некоторые исследователи придерживались гипотезы экзогенного происхождения углекислого газа. Одной из наиболее интересных являлась гипотеза А. А. Смирнова о подземном накоплении углекислого газа за счет термодиффузии. По мнению А. А. Смирнова , углекислые воды в горных областях формируются в условно открытых (с наличием условийй для движения газов и воды) неглубоких тектонических разломах и в «глубоких» изолированных карстовых каналах, пересекающих плотные невыветренные или маловыветренные породы горно-складчатых областей. Поглощающаяся водой углекислота восполняется из атмосферы и зоны окислительных реакций при непрерывном движении их в силу процесса термодиффузии. Далее он утверждал, что формирование углекислых вод в тектонических разломах горных областей происходит в милое время года. В холодное же время года углекислые воды в открытых разломах дегазируются. Согласно этому утверждению, углекислые минеральные воды в горных областях — явление сезонное.

Ранее мы высказывали свои сомнения относительно достоверности такой гипотезы, но тогда еще не располагали достаточным экспериментальным материалом. Работы, проведенные совместно с трестом «Севкавцветметразведка» в период с 1959 по 1961 год по изучению химического и газового состава минеральных вод Северной Осетии, позволили установить отсутствие факта дегазации углекислых минеральных вод в высокогорной зоне нашей республики. Для установления факта дегазации мы предложили тематической партии треста, возглавляемой Г. И. Герцем, провести круглогодичные наблюдения за динамикой углекислого газа. Наиболее тщательные наблюдения велись на источниках Тиб 1, Хасиевский 1, Зарамаг 1, Нар 1, Зака 2.

Для большей достоверности нашего предположения об отсутствии дегазации в холодное время года мы организовали дополнительные помесячные наблюдения за минеральным источником Казбеги 2 с апреля 1961 года по февраль 1962 года. При этом мы исходили из того, что областью формирования всех углекислых вод являются одни и те же породы, а водовыводящей системой на всем протяжении Центрального Кавказа служит зона тектонических разломов. Все это дает основание предполагать, что накопление углекислого газа в воде происходит из одного и того же источника.

Минеральный источник Казбеги 2 находится на левом берегу, почти в центре широкой троговой долины реки Терек, на высоте около 1700 м над уровнем моря, у грунтовой дороги, ведущей от Казбегского моста до каптажа Казбеги 1. Источник расположен приблизительно в трех километрах от места, вверх по течению реки Терек. Минеральная вода выходит в углублении несколькими грифонами и образует небольшое озеро. Озеро кипит от выделяющегося углекислого газа и образует ручеек, который проложил хорошо выработанное русло и, причудливо петляя, уходит на соединение с рекой Терек. Дно и камни вокруг ручья на расстоянии около 200—250 м от озера покрыто ржавым налетом гидроокиси железа. Далее ручей течет, продолжая свой путь по руслу, где ржавый налет на камнях мало заметен.

Каждый раз, по прибытии на место, мы приступали к изучению физических свойств воды. Определяли цвет, вкус, прозрачность, температуру воздуха и воды. При этом вода всегда имела полную прозрачность и бесцветность. Вкус воды кисловатый, приятный, освежающий. Температура воды, колебалась от 10,0°С при температуре воздуха более 18,0°С тепла до 9,5°С при температуре воздуха 4,0°С ниже нуля. Дебит воды не удалось замерить, но визуальное наблюдение показало постоянство этой важной величины.

Пробы брали ежемесячно (за исключением февраля и ноября) в бутыль, погружая ее в воду до дна озера в закрытом виде. У дна озера бутыль устанавливали у наиболее мощного грифона, после чего открывали ее и заполняли водой. Затем бутыль плотно закрывали каучуковой пробкой и в таком виде она доставлялась в город Владикавказ. Здесь ставили ее в холодильник до следующего утра. На второй день утром (между 7 и 8 часами) в лаборатории общей, неорганической и аналитической химии Горского сельскохозяйственного института производился химический анализ. Определялось содержание ионов гидрокарбонатных хлоридных и сульфатных. Гидрокарбонатный ион определяли титрованием соляной кислотой, в присутствии метилового оранжевого в качестве индикатора, хлор-ион-аргентометрическим методом по Мору. Качественная проба на содержание сульфатных ионов показала небольшое его количество, поэтому ограничились разовым определением этого иона. рН определяли мономером в лаборатории.

Летом источник часто посещают отдыхающие, особенно в воскресные дни. Сюда привлекает их не только приятный освежающий напиток, но изумительная красота местности, покрытые густой зеленью альпийской растительности горы. От Казбегского моста к источнику ведет хорошо утрамбованная грунтовая дорога. Другое дело зимой. Дорога на повороте от моста покрывается толстым слоем льда с наклоном к реке Терек. По льду не только нельзя проехать, но очень трудно пройти без специальной обуви. Далее за поворотом тоже нет тропы. Дорога лежит под снегом. Долина замирает. Не видно ни одного из многочисленных родников, которые так щедро изливаются из-под земли в летний период.

Среди царства льда и снега ручей из минерального источника вьется серебристой лентой на расстоянии около 100 метров от озера, а затем ныряет в снежный туннель и продолжает свой путь по его лабиринту.

В таких условиях непосредственное определение содержания углекислого газа в воде весьма трудно. Постоянство показателей рН, гидрокарбонат-иона и температуры воды позволяет без большой ошибки рассчитать содержание углекислого газа по методу О. А. Алехина. В основу этой методики положена зависимость между содержанием в растворе углекислого газа (С02), ионов водорода и гидрокарбоната (НСО) согласно уравнению первой степени диссоциации угольной кислоты.

В глубинах Земли углекислота, по-видимому, растворена в магматическом расплаве и в воде, которая является здесь более плотным веществом, чем в обычных условиях. В этой зоне основной миграционный процесс — движение магматических расплавов по глубинным разломам. Именно этими путями перемещаются к земной поверхности расплавы, увлекая с собой газообразные вещества. По мере продвижения к земной поверхности давление снижается, в результате чего растворенные газы переходят в свободное состояние и выделяются из магмы. Далее они могут самостоятельно двигаться по трещинам и разломам в толщах горных пород. Здесь их миграция заметно облегчается, так как осадочные породы более пористы и проницаемы, чем породы базальтовой и гранитной оболочек.

На основании изложенного и с учетом близости кровли магматического очага Казбегского вулканического пояса нам представляется наиболее вероятным предположить оба указанных пути накопления углекислоты в минеральных водах, расположенных в истоках рек Ирафа, Ардона, Фиагдона, Геналдона и Терека. Значительное снижение концентрации С02 с высотой местности, видимо, связано с удалением от области современного вулканизма, и, в связи с этим, уменьшением глубины тектонических разломов, а также с изменением минералогического состава, горных пород. Так, например, кристаллические породы Бокового хребта в районе Верхнего Кармадона, сравнительно богатые карбонатами, сменяются на севере сланцами юрской депрессии (районы Нижнего Кармадона и Ханиккома, в которых карбонаты присутствуют в незначительных количествах).

Далее, к северу по течению р. Терек, на южной окраине города Владикавказа, в районе Редант Северо-Осетинской комплексной геологической экспедицией из глубины около 1600—2600 метров путем бурения выведены сульфидные азотные воды, богатые физиологически активными компонентами с различной минерализацией и содержанием сероводорода.

Важно отметить, что в тех случаях, когда человек часто и по любому поводу раздражается, магний, содержащийся в организме, «сгорает». Вот, оказывается, почему у нервных, легко возбудимых людей нарушения работы сердечных мышц наблюдается значительно чаще. По данным В. И. Вернадского, у взрослого человека суточная потребность в магнии составляет 10 мг на каждый килограмм веса тела. У ребенка при увеличении веса на 1 кг в организме задерживается 25 мг магния. Усвоенный магний накапливается в печени. Затем значительная часть его из печени переходит в мышцы и кости. В мышцах магний участвует в активировании процессов анаэробного обмена углеводов. Магний содержится в нервной системе. Белое вещество головного мозга содержит больше магния, чем серое, спинной мозг — больше, чем головной. Магний имеет важное значение в деятельности центральной нервной системы. Он входит в состав важных ферментов. Можно было бы еще и еще говорить о важной роли магния в организме.

...