CC BY
27
УДК 556.314
ИЗОТОПНЫЙ СОСТАВ (б18О, бй, б13С, 534S) ПОДЗЕМНЫХ ВОД ТЕРРИТОРИИ ТОРЕЙСКИХ ОЗЕР (ВОСТОЧНОЕ ЗАБАЙКАЛЬЕ)
Лепокурова Олеся Евгеньевна12,
Дребот Валерия Витальевна12,
1 Томский филиал Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН, Россия, 634055, г. Томск, пр. Академический, 4.
2 Национальный исследовательский Томский политехнический университет, Россия, 634050, г. Томск, пр. Ленина, 30.
Актуальность работы связана с проблемой дефицита пресных водных ресурсов аридных областей, решение которой невозможно без понимания условий и механизмов формирования состава вод в природной обстановке.
Цель: на основе новых данных о стабильных изотопах воды (518О, 5D), растворенного углерода и серы (513С, 634S) дополнить информацию о генезисе и условиях формирования подземных вод.
Объекты: подземные воды верхней динамической зоны района Торейских озер (Восточное Забайкалье) - родники, колодцы и скважины глубиной до 70 м, частично речные и озерные воды.
Методы: изотопные исследования воды и растворенных С и S были выполнены на масс-спектрометре Finnigan-MAT 252 (Германия) в аналитическом центре ДВГИ ДВО РАН; макрокомпонентный состав вод - современными стандартными методами: титриметрическим, потенциометрическим, фотометрическим, атомно-абсорбционной спектрометрией с пламенной атомизацией и пламенной атомно-эмиссионная спектрометрией в ИПРЭК СО РАН.
Результаты. Приведены новые данные по изотопному составу (Н и О) подземных вод верхней гидродинамической зоны района Торейских озер, а также растворенных С и S. Отмечается высотная зональность в их распределении. На основе полученных результатов, а также данных по озерным, частично метеорным водам, сделаны выводы о генезисе и условиях формирования: воды инфильтрационные с небольшим влиянием испарительных процессов (смешение с озерными водами). Отмечен достаточно однородный изотопный состав подземных вод, несмотря на различия в химическом составе. Не выявлены связи между изотопным составом и соленостью, основными ионами и рН в пределах подземных вод, но общая эволюция состава в направлении «атмосферные-подземные-озерные воды» характеризуется увеличением общей минерализации, рН и обогащением изотопами 180,2Н, 13С.
Ключевые слова:
Подземные воды верхней динамической зоны, изотопный состав, Торейские озера, Восточное Забайкалье, генезис.
Введение
Проблеме формирования химического состава подземных вод в условиях аридного климата уделяется все больше внимания в связи с дефицитом пресных водных ресурсов и необходимостью рационального их использования, особенно в условиях возрастающей антропогенной нагрузки. Пресные подземные воды зачастую являются единственным питьевым источником в таких регионах. При этом все чаще ученые привлекают для данных целей изотопные исследования, которые позволяют решать различные научные и прикладные задачи, кроме генезиса и возраста вод [1-6] это также: выявление источника засоления [7-9], наличия испарения [10], влияния климатических изменений [11], источника питания или возможности смешения с поверхностными [1, 3, 4, 9, 11-15] и морскими водами [7, 9, 16, 17], влияния взаимодействия системы вода-порода [5, 16], наличия антропогенного загрязнения [10], установление направления и скорости движения вод [13, 18], первоисточников растворенных в воде веществ [4, 12] и т. д., чаще эти задачи вытекают одна из другой, их трудно дифференцировать и они решаются в комплексе [1, 3-5, 9-13].
В качестве объекта исследования нами выбраны подземные воды верхней динамической зоны территории Торейских озер, относительно хорошо уже нами изученные на химический состав [19-21]. Район юго-восточного Забайкалья характеризуется одновременно как резко континентальным засушливым климатом, так и существующей проблемой содового засоления вод, являясь при этом развитым сельскохозяйственным регионом. Кроме того, эта территория широко известна своими многочисленными и разнообразными по составу солёными озерами, химический и изотопный состав которых был детально изучен С.В. Борзенко в работах [22-24]. Однако, как показано в наших предыдущих исследованиях [19, 20], химический состав подземных вод отличается не меньшим разнообразием уже на первых этапах взаимодействия системы вода-порода, начиная с первых метров глубины. Здесь, в пределах сравнительно небольшой площади, благодаря засушливому климату, существующим геолого-геоморфологическим условиям, наличию трещиноватых вулканогенных структур, обеспечивающих смешение вод, при непрерывном взаимодействии системы вода-порода сформировались разные типы подземных вод [20]. Все они
20
DOI 10.18799/24131830/2021/9/3350
отличаются по химическому составу, pH и солёности, а также степени удаленности от озер. В рамках исследования условий формирования состава данных вод на первый план встала задача детального изучения стабильных изотопов, ранее здесь не изученных, как наиболее информативных при выявлении генезиса вод, роли испарительного концентрирования, а также наличия смешения с поверхностными и озерными водами.
Таким образом, цель настоящего исследования -уточнение условий и основных процессов, контролирующих формирование подземных вод в аридной зоне юго-восточного Забайкалья на основе данных о стабильных изотопах воды (5 О, 5D), растворенного углерода и серы (513C, 534S).
Методы исследования
Отбор проб был проведен в летние периоды с 2017 по 2019 гг. совместными усилиями сотрудников Томского филиала Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука Сибирского отделения Российской академии наук (ТФ ИНГГ СО РАН) и Института природных ресурсов, экологии и криологии Сибирского отделения Российской академии наук (ИПРЭК СО РАН, г. Чита). При этом основной акцент был сделан на опробовании подземных вод, однако без изучения озёрных и речных вод исследование было бы не полным. Всего на изотопный состав, но не на все виды анализов, отобрано: 1 проба речных вод (р. Борзя), 8 проб озер и 37 подземных (родники, колодцы и скважины глубиной до 70 м). Также для построения локальной линии метеорных вод использовались данные по пресным поверхностным водам региона из работ [23, 24].
Химический состав вод был определен в аттестованной лаборатории геоэкологии и гидрогеохимии ИПРЭК СО РАН титриметрическим (CO32-, HCO3-, SO4 , Cl-), потенциометрическим (F ), фотометрическим (Si, Р) методом, а также атомно-абсорбционной спектрометрией с пламенной атомизацией (Са2+, Mg2+) и пламенной атомно-эмиссионная спектрометрией (Na+, К+). pH, Eh и температура воды определялись на месте in situ с помощью мультиметра AMTAST AMT03 (США). Общая минерализация была определена расчетным методом как сумма ионов. Изотопные исследования воды были выполнены в Аналитическом центре Дальневосточного геологического института Дальневосточного отделения Российской академии наук (ДВГИ ДВО РАН) на масс-спектрометре Finnigan-MAT 252 (Германия). Результаты приводятся в промилле (%о) относительно стандарта SMOW для 5 О, 5D; PDB для 513C и CDT для 534S. Погрешность анализа 1а по кислороду ±0,15 % и по водороду ±12 %, по углероду и сере ±0,1 %. Определены 33 518О и 5D, 32 513C и 5 О гидрокарбонат-иона (НСО3- + СО3) и 9 5 S в сульфатах (SO4 ) и 1 в S2.
Обзорная карта района исследований со схемой опробования была подготовлена с помощью программного пакета ArcGIS с использованием данных о высотах SRTM.
Объект исследования
Район исследования расположен на юго-востоке Забайкальского края практически на стыке трех стран: России, Монголии и Китая, простираясь в пределах от 49° до 51° с.ш. и от 114° до 117° в.д., и является частью Государственного природного биосферного заповедника «Даурский», который с 2017 г. в составе российско-монгольского объекта «Ландшафты Даурии» внесен в список Всемирного наследия ЮНЕСКО. Рельеф территории в большей степени представлен Торейской впадиной неправильно-изометрической формы, большая часть которой занята бессточными озёрами Барун-и Зун-Торей [25], а также российской частью их водосбора, и охватывает площадь порядка 10000 км2. В целом же район является частью Улдза-Торейской высокой равнины восточного Забайкалья, которая простирается за пределы Российской Федерации на территорию Монголии с абсолютными отметками рельефа от 600 м и выше. Участки заповедника, расположенные вблизи Торейских озёр, относятся к Монгольской степной провинции (Восточномонгольская подпро-винция) и генетически связаны со степными центрально-азиатскими ландшафтами Монголии [26].
51°
50°
Рис. 1. Обзорная карта района исследования со схемой
отбора проб природных вод Fig. 1. Map showing case study region and sampling locations along with the water type assigned to each sample
Удаленность района от морей и океанов, его положение внутри огромного материка, а также влияние азиатского антициклона зимой и сложная орография определяют континентальность и засушливость климата, а значит на процесс формирования химического состава вод оказывает влияние испарение, ускоряющее процессы взаимодействия воды с породой. К ещё одной особенности Даурского климата можно отнести чередование засушливых и влажных периодов, приводящее в прошлом к почти полному пересыханию Тореев, например, в 1903-1904, 1921-1922 и 1944-1947 гг., а наибольшие наполнения их отмечены в 1963-1965 и 1993-1995 гг. [27]. Предпоследняя фаза аридизации наблюдалась до 1981 г., сменившись затем фазой увлажнения [28]. Все это говорит о высокой степени влияния климатических условий на со-
стояние как поверхностных водных объектов, так и неглубоко залегающих грунтовых вод.
Согласно геологическому строению впадина сложена песчано-глинистыми маломощными отложениями, перекрывающими эффузивно-осадочные меловые породы, выходящие на дневную поверхность в районе озер. Район исследований приурочен к Восточно-Забайкальской гидрогеологической складчатой обла-
сти (структура 2-го порядка). На основе данных о типе циркуляции вод, гидродинамическомом режиме и возрасте вмещающих пород выделяются водоносные комплексы с пластово-поровыми подземными водами, а также трещиными, трещинно-пластовыми, трещин-но-карстовыми и напорными. Существующая локальная трещиноватость вулканогенных структур обеспечивает смешение озерных, речных и подземных вод.
Таблица 1. Химический состав природных вод района Торейских озер, мг/л
Table 1. Chemical composition of natural waters in the area of Torey lakes, mg/L
Водные объекты Water body Точка опробования Sampling point pH Eh СО2 CO32- HCO3- SO42- Cl- Са2+ Mg2+ Na+ К+ М*
Атм. осадки Precipitation 1P 6,09 145 2,64 <0,3 3,66 0,95 0,87 0,38 0,03 1,49 0,29 0,01
2P 6,5 - <0,4 <0,3 9,76 3,1 3,52 0,69 0,7 5,98 0,68 0,03
3P 6,8 - <0,4 <0,3 22,2 5,8 6,13 1,48 1,5 11,4 1,05 0,05
6P 4,98 - 17,4 - 4,28 4,5 1,72 1,03 0,35 0,34 0,73 0,02
р. Онон/Опоп river 1R 7,4 155 3,52 <0,3 50,3 10 1,78 11,3 2,2 6,3 1,22 0,09
р. Борзя/Borzya river 2R 8,18 100 0,15 <0,3 298 18,8 6,6 35,7 17,9 49,1 4 0,48
Подземные воды/Groundwaters I тип, пресные HCO3 (Ca, Na, Mg)/I type, fresh waters HCO3 (Ca, Na, Mg)
3G 8,47 41 <0,4 12 427 21,3 23,9 33,2 40,1 67,4 3,83 0,56
14G 8,1 -45 <0,4 <0,3 353 39,6 7,3 42,7 27,4 49,6 1,13 0,55
18G 7,7 110 <0,4 <0,3 310 28 17,1 41,9 28,5 38,6 2,48 0,5
19G 8 -27 <0,4 <0,3 415 44,9 11,7 22 55,7 52,3 1,58 0,63
20G 8 67 <0,4 <0,3 361 16,3 11,6 21,8 41,8 35,6 1,07 0,52
21G 7,9 1,51 <0,4 <0,3 358 47,6 45,4 54,3 37,7 52,4 2,45 0,62
22G 8,1 -98 <0,4 <0,3 317 26,5 5,9 27,6 28,3 49,6 2,26 0,48
5G 8,32 -44 <0,4 18 342 65 17,5 25,6 28,7 89,7 3,25 0,51
6G 8,38 100 <0,4 18 342 20,6 10,1 14 33 68,8 11,7 0,46
7G 8,34 -73 <0,4 18 305 24,6 21,9 26,8 22,8 73,3 6,72 0,43
16G 7,9 92 <0,4 <0,3 376 30,4 6,6 24,2 20,5 93 1,45 0,58
23G 7,78 148 <0,4 <0,3 461 87,1 85,5 93,9 76,2 17,2 3,3 0,85
24G 7,68 208 <0,4 <0,3 284 5,54 16,1 32,6 19,4 44,2 1,07 0,43
25G 8,55 -11 <0,4 <0,3 415 163 80,6 56,9 56,2 95,4 1,5 0,78
29G 7,6 101 9,9 - 310 13,6 5,6 56,4 20 21,5 2,46 0,38
30G 7,74 122 13 - 517 10,7 5,15 73,2 43,1 29,7 2,66 0,63
34G 7,9 138 5,5 - 262 10 4,97 38,9 24,5 24,8 0,69 0,28
35G 7,53 105 17,2 - 412 119 75 79,2 40,7 82,5 2,46 0,72
36G 7,7 143 6,16 - 370 69,3 23,9 64,7 22,5 74,9 1,8 0,54
37G 7,46 -15 12,5 - 265 33,5 9,87 62,8 19 14,9 1,69 0,33
38G 7,41 170 8,8 - 272 19,1 3,5 50,1 22,4 22,6 0,81 0,32
39G 7,8 102 5,06 - 181 5,03 2,55 46,9 5,96 6,89 0,56 0,17
II тип, солоноватые HCO3 (SO4-CI) Na/II type, brackish waters HCO3 (SO4-CI) Na
1G 8,78 -127 <0,4 12 702 436 160 27 51,9 437 7,3 1,75
2G 8,74 71 <0,4 12 824 450 343 27,2 75,6 583 12,5 2,25
4G 8,67 -121 <0,4 36 720 343 207 27,5 38,9 465 13,5 1,8
8G 8,32 -46 <0,4 6 311 53,8 11,7 4,55 4,64 135 2,66 0,46
9G 8,7 -130 <0,4 21,1 787 1126 445 116 219 523 1,67 3,15
10G 8,5 -80 <0,4 15 453 32,6 21,3 26,9 34,1 119 2,3 0,61
11G 6,18 21 2710 <0,3 1866 15,6 24,3 253 81,6 302 13,5 2,5
12G 8,3 115 <0,4 <0,3 318 277 178 50,5 80,6 149 19,5 1,11
13G 8,2 172 <0,4 <0,3 485 117 55 37,4 22,4 181 2,15 0,93
15G 8,9 19 <0,4 <0,3 1348 890 1034 36,4 52,2 1452 10,7 4,87
17G 8,1 37 <0,4 <0,3 309 127 81,5 45,7 31,3 114 1,55 0,73
26G 8,24 -122 7,48 <0,3 394 96,3 65,6 37,9 32,5 137 2,7 0,67
31G 7,99 100 9,24 - 483 210 23,5 137 42,3 49 10 0,91
32G 7,8 173 9,46 - 552 49,7 17,9 30,1 34 136 2,78 0,74
33G 8,3 184 0,44 - 456 78 50,5 34,7 36,1 146 1,83 0,73
Озерные воды/Lakes 2L 9,05 58 <0,4 6 654 125 229 12,5 4,47 423 18,5 1,56
3L 8,95 84 <0,4 51 779 145 253 7,02 2,99 537 5,11 1,81
4L 9,03 94 <0,4 21 529 65,7 131 16 10,2 260 40,5 1,08
5L 9,74 -30 <0,4 3630 4819 5375 6310 1,59 85,3 10910 390 31,6
6L 9,48 75 <0,4 129 522 176 780 4,57 2,67 863 3,32 2,53
7L 9,99 -69 <0,4 3240 2775 1263 3287 6,3 3,34 6233 31,3 17,4
8L 9,74 15 <0,4 5010 4056 8634 12399 3,12 6,6 17410 193 48,1
9L 9,65 55 <0,4 10560 7320 17916 45650 2,81 3,09 48729 232 131
Примечания: М* — Минерализация, «—» — данные отсутствуют.
Note: M* — Mineralization of water, «—» — data are not available.
При исследовании химического состава природных вод района установлено [21], что в направлении атмосферные [20]-речные-подземные-озерные воды увеличиваются соленость (от 10 мг/л до 120 г/л) и значение рН (от 5,0 до 9,9), накапливается Si (до 130 мг/л), из макрокомпонентов сначала превалируют Ca +, Mg +, HШ3-, затем №+, HШ3- и С03 -, и далее №+, SO42- и С1-. Также в этом направлении увеличиваются концентрации некоторых микрокомпонентов. Общее описание по каждому объекту представим ниже, данные по составу приведены в табл. 1.
Атмосферные осадки района относятся к ультрапресным (10-50 мг/л), слабокислым (рН 5-6,5), сложного катионного и анионного состава водам, но в основном преобладают НС03- и №+.
Речные воды (реки Онон и Борзя) характеризуются низкой минерализацией (10-47 мг/л) и слабощелочной средой (рН 7,4-8,2), по составу гидрокарбонатные кальциево-натриевые.
Подземные воды верхней гидродинамической зоны отличаются большим разбросом значений рН и солености. Мы выделили условно два типа вод: 1) с минерализацией 0,17-0,85 г/л и рН 7,4-8,5, по составу HCO3, но сложного катионного состава (Са, №, Mg) и 2) с минерализацией 0,61-4,87, рН 7,8-8,9, по составу в основном НС03-№ (резко из катионов превалирует натрий), реже в анионном составе появляются SO4 - и С1- (HCOз-SO4-Na, HCOз-a-Na).
Озерные воды отличаются еще большим разбросом солености - от 1 до 131 г/л, но достаточно узким диапазоном рН - от 8,9 до 9,9. Состав при этом очень разнообразен: анионный варьирует - HCO3, Cl-SO4, SO4-Cl, С1, в катионном преобладает всегда №.
Подробнее состав воды представлен в [20].
Результаты исследования и их обсуждение
В питании подземных вод могут участвовать воды различного генезиса: прежде всего, метеорные (атмосферные и речные), а также, среди поверхностных, озерные, кроме того, седиментационные, магматоген-ные и прочие. В изучаемых условиях можно исключить глубинные источники. Интерес больше представляет вклад озерных вод в питание подземных.
Величины 5D и 5 О подземных вод варьировали в достаточно узком интервале значений - от -101 до -70 %о и от -13,7 до -8 %о соответственно (табл. 2). Хотя мы по химическому составу и разделили воды на два типа, по изотопному составу особые отличия не были выявлены, и даже средние значения практически идентичны. Диапазон вариаций изотопного состава озерных вод отличный от подземных - от -4,3 до 1,5 % для кислорода и от -49 до -18 % для водорода.
При нанесении полученных данных на график зависимости 5D и 518О (рис. 2) можно сделать следующие выводы. Большая часть подземных вод территории имеет метеорный генезис, о чем свидетельствует их распределение вдоль локальной (LMWL) [29] и глобальной (GMWL) линий метеорных вод (на этом участке они практически совпадают).
Таблица 2. Изотопный состав природных вод района Торейских озер и водорастворенных веществ, %
Table 2. Isotopic composition of natural waters in the Torey Lakes area and water soluble substances, %
Водные объекты Water body Точка опробования Sampling point Вода Water Гидрокарбонат-ион Hydrocarbon ate ion Сульфат- ион Sulfate ion
S 0 s О ю S 0 s Q to m e и ю S 0 s p H Q 0 m tb
р. Борзя Borzya river 2R - - -13,2 21,9 -
Подземные воды/Groundwaters I тип, пресные HCO3 (Ca, Na, Mg) I type, fresh waters HCO3 (Ca, Na, Mg)
3G -12,7 -95 - - -
14G - - -9,6 19,1 -
18G - - -12,3 18,4 -
19G - - -11 19,5 -
20G - - -10,7 19,2 -
21G - - -12,2 18,1 -
22G - - -11 19,5 -
5G -12,3 -92 - - -
6G -8 -72 - - -
7G -12 -95 - - -
16G - - -10,2 19 -
23G - - -12,2 19 -
24G - - -12,1 18,1 -
25G -12,1 -96 - - -
29G -11,9 -83 -13,7 20,8 8,3
30G -11 -79,1 -9,2 22,2 -
34G -13,1 -98,6 -10,1 19,3 -
35G -13,6 -101,4 -8,9 17,8 -
36G -13,7 -100,7 -9,3 18,4 -
37G -12,4 -89,1 -13 19,1 -
38G -12,5 -89,6 -10,7 19,4 -
39G -12,7 -91 -10,8 19,3 -
II тип, солоноватые HCO3 (SO4-Cl) Na II type, brackish waters HCO3 (SO4-Cl) Na
1G -11,1 -85 - - -
2G -11,3 -89 - - -
4G -11,4 -88 - - -
8G -11,9 -90 - - -
9G -11,9 -96 - - -
10G -11,9 -97 - - -
11G -12,1 -95 - - -
12G - - -13,8 19,8 -
13G - - -9,1 20,2 -
15G - - -9,5 19,6 -
17G - - -9,9 19,5 -
26G -12,4 -98 - - -
31G -8,9 -69,8 -13,6 24,3 -
32G -13,7 -96,5 -10,6 18,8 -
33G -13,2 -92,8 -8,5 20,1 -
Озерные воды/Lakes 2L -2,8 -30 - - -
3L -1,7 -28 -7,6 27 3,5
4L -4,3 -49 -6,6 26,3 -
5L -1,48 -44 2,1 27,6 8,9
6L -2,4 -34 -6,9 26,8 11,1
7L 1,46 -18 -2,2 29,3 14,5
8L -1,4 -32 -1,5 27,2 3,3
9L -1,28 -37 -0,6 28,4 7,1
Примечания: «-» - данные отсутствуют. Note: «-» - data are not available.
£
о -20 -40 -60
Q
-80
-100 -120
/
тип
Я
4J> под
ф во!ы..... lakes
С? V
Ш смешение с/mixing with озерными?/ lakes?
' II тип
подземные воды
-140
-15 -10 -5 0 5
6180, %о
Подземные воды 1-го типа /1 type groundwater ф Подземные воды 2-го типа / II type groundwater Рис. 2. Распределение изотопов Ни O в подземных и
озерных водах района Fig. 2. Distribution of H and O isotopes in groundwater and lakes of the study region
Исключение составляют две фигуративные точки, отклоненные по линии метеорных вод вверх, и одна даже с небольшим (1,4 %) кислородным сдвигом. Объяснение этого будет чуть ниже. Если исключить эти точки, то диапазон изменений величин 5D и 518О для подземных вод будет еще уже: от -101 до -79 % и от -13,7 до -11,1 %о соответственно.
Озерные воды, несмотря на питание их метеорными водами, в результате испарительных процессов, а именно изотопно-обменных реакций при фазовом переходе «вода-пар», приобретают тяжелый изотопный состав, при этом линия тренда имеет более пологий наклон (рис. 2), т. е. величина 518О больше утяжеляется, чем 5D. Этот уклон характерен для открытых водоемов, склонных к испарению [29], в результате которого в пар переходят более легкие изотопы воды.
Две выше описанные аномальные фигуративные точки подземных вод как раз попадают на линию смешения метеорных и озерных вод (рис. 2). При этом данные пробы отличаются относительно невысокими значениями минерализации (0,46 и 0,91 г/л) и рН (8,4 и 8,0).
Рис. 3. Соотношение S18O природных вод района Торейских озер с их рН (а) и соленостью (б) (условные обозначения - на рис. 2)
Fig. 3. Ratio of S18O of natural waters of the Torey Lakes region with pH (a) and salinity (b) (for legend see Fig. 2)
Если, в принципе, сравнивать величину 5 O (можно и 5D, но первая будет более выразительна) всех вод с показателями общей солености и кислотно-щелочными условиями, то можно увидеть следующую картину (рис. 3). При общей эволюции «воды зоны активного водообмена - озерные воды» тенденция очевидна: увеличивается минерализация и рН вод, утяжеляется изотопный состав воды. Однако, если рассматривать только подземные воды, такая зависимость не так очевидна, видимо, из-за недостаточной представительности выборки. При этом на графиках опять выделяются две аномальные точки, попадающие на линию смешения с озерными водами (рис. 3), но только по 5180, по 5D несильно выделяются.
Были исследованы зависимости изотопного состава вод от их пространственного расположения. Латеральная зональность ничего не показала, поскольку террито-
рия небольшая и расположены водные объекты достаточно близко. Немного проявилась высотная изотопная зональность. В предыдущих работах указывалось [23], что с уменьшением высоты и продвижением вод от областей питания в сторону озер увеличивается соленость и щелочность. Соответственно в этом же направлении увеличиваются значения 5180 и 5D (рис. 4).
Изотопный состав углерода гидрокарбонат-иона указывает на генезис водорастворенного углерода, особенно это актуально для широко здесь распространенных содовых вод. Источник может быть атмосферный (~ от -11 до -5 %), биогенный (~ от -30 до -12 %о), в результате разложения карбонатный пород (~ от -2 до 2 %о), мантийный и магматический (~ от -4 до -8 %о) (интервалы значений 813С варьируют у разных исследователей, здесь приведены наиболее встречаемые по мнению авторов).
550
-15 -10 -5 0 -ПО -90 -70 -50
ô180, %о 5D, %«
а) б)
Рис. 4. Соотношение изотопного состава кислорода (а) и водорода (б) воды с гипсометрическим положением водных объектов района Торейских озер (условные обозначения — на рис. 2) Fig. 4. Ratio of water oxygen (a) and hydrogen (b) isotopic composition with the elevation of water bodies in the Torey Lakes region (for legend see Fig. 2)
Тяжелым 5 С выделяются озерные воды территории от -7,6 до 2,1 %%, что указывает на основной вклад атмосферной СО2. Данные подтверждают полученную ранее информацию по изотопному составу углерода соседних озер [23] и близость их состава к морским водам [30, 31]. В то время как гидрокарбонат рек легче (-13,2 %) и характерен для пресноводных водоемов [32, 33]. Значения 513С(НСОз) подземных вод варьируют в интервале от -13,8 до -8,5 %, что указывает на биогенный источник, но с некоторым утяжелением из-за еще имеющегося влияния атмосферного СО2 (воды неглубокие), а возможно, и озерных вод. Разные по химическому составу два ти-
па подземных вод по 513С идентичны. В общей эволюции с увеличением концентрации иона НСО3- возрастает величина 513С, т. е. утяжеляется изотопный состав углерода (рис. 5, а).
Гидрокарбонат-ион всех природных вод района обогащен О в среднем на 20-30 %: для подземных вод в интервале от 17,8 до 24,3 % (чуть тяжелее для II типа), для озер - от 26,3 до 29,3 %. Очевидно, что при его формировании происходит фракционирование кислорода с переходом тяжелого изотопа в карбонатные ионы, а затем и во вторичные карбонаты. При этом, как видно из рисунка 5, б, 5 О(НСОэ) наследует изотопный состав воды.
Рис. 5. Зависимость ё13С (НСО3 ) природных вод района Торейских озер от содержания НСО3 (а) и ё18О (НСО3 )
от 818О (б) (условные обозначения - на рис. 2) Fig. 5. Dependence of 813С (НСО3) of natural waters of the Torey Lakes region on the content of HCOf (a) and S180 (НСО3-) on S180 (b) (for legend see Fig. 2)
Изотопные определения сульфатных форм серы позволяют оценить различные биогеохимические процессы, происходящие в водах [34-36]. Более широкие вариации 53^ сульфатов (от 3,3 до 17,5 %) - в озерах, и в среднем большее обогащение тяжелым изотопом указывает на наличие бактериальной
редукции сульфата, которая в континентальных водоемах сопровождается существенным разделением изотопов серы крайних членов цепи ее превращения [37, 38]. Для подземных вод характерны достаточно однородные (от 5,8 до 8,8 %) и легкие значения 534Б, что указывает на отсутствие сульфатредукции.
Таким образом, интерпретация результатов изотопных анализов всегда необходима в комплексе с другими исследованиями, например, как в данном случае, геолого-гидрогеологическими и геохимическими данными. По изотопным данным воды и водо-растворенной серы на состав подземных вод верхней динамической зоны процессы испарения и смешения с озерными водами не оказывают сильного влияния, за исключением двух точек отбора (т. е. менее 10 %). Однако по химическому составу вод мы уже наблюдаем эти процессы: воды более минерализованы (до 5 г/л), разнообразны по составу, в основном преобладает сода. Изотопный состав водорастворенного углерода гидрокарбонат-иона оказался более чувствителен к процессу смешения с поверхностными водами, очевидно, с озерными (другие источники здесь невозможны, учитывая геолого-гидрогеологические условия). Значения 513C(HCO3) значительно тяжелее, чем характерно для атмосферных и речных вод региона. Поэтому мы можем утверждать, что на формирование состава подземных вод по изотопно-геохимическим данным оказывают влияние и процессы испарительного концентрирования, и процессы смешения с озерными водами (т. е. водами, подвергающимися испарению) в начальной стадии. А в целом воды имеют типичный для подземных вод верхней зоны инфильтрационный генезис.
Выводы
Проведенные исследования по изотопному составу подземных вод верхней динамической зоны (до 70 м) района Торейских озер позволили детализировать генезис и условия их формирования. Результаты оказались следующими.
1. Значения 5D и 5 О подземных вод в условиях аридного климата варьируют в узком интервале, большинство: от -101 до -79 %% и от -13,7 до -11,1 % соответственно, что указывает на метеогенный или инфильтрационный генезис (точки полностью ложатся на локальную линию метеорных вод). Только менее 10 % исследованных проб попадают на линию смешения с более утяжеленными (особенно по кислороду) озерными водами, в образовании которых активное участие принимают процессы испарительного концентрирования.
2. Высотная зональность проявилась в утяжелении значений 5D и 518O при продвижении подземных вод от областей питания в сторону разгрузки -Торейских озер. В этом же направлении увеличивается соленость и щелочность вод. Латеральная зональность в силу небольшой площади территории не проявилась.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Use of multiple age tracers to estimate groundwater residence times and long-term recharge rates in arid southern Oman / T. Müller et al. // Appl. Geochemistry. - 2016. - V. 74. - P. 67-83.
2. Understanding the salinisation process for groundwater in an area of south-eastern Australia, using hydrochemical and isotopic
3. Изотопный состав водорастворенной серы SS подземных вод достаточно однородный (от 5,8 до 8,8 %%) и легкий и указывает лишь на отсутствие сульфатредукции, характерной для озерных вод.
4. Величина 513C гидрокарбонат-иона подземных вод оказалась более чувствительна к выявлению смешения с поверхностными озерными водами. Значения варьируют в интервале от -13,8 до -8,5 % и явно указывают на участие в формировании HCO3- двух источников углекислоты: легкой биогенной и утяжеленной атмосферной (других источников по геолого-гидрогеологическим условиям не должно быть). По имеющимся изотопным данным атмосферных, речных и озерных вод территории все указывает на участие в формировании HCO3- последних.
5. Диапазон изменения концентрации 18О в гидрокарбонат-ионе - от 17,8 до 24,3 %, что тяжелее водного на 20-30 %. При формировании НСО3-иона происходит фракционирование кислорода с переходом тяжелого изотопа в карбонатные ионы, а затем и во вторичные карбонаты. В целом величина S180(HC03) всех природных вод территории наследует изотопный состав воды, что еще раз говорит об инфильтрационном генезисе и отсутствии влияния глубинных вод или карбонатных пород на формирование состава вод.
6. Несмотря на достаточно разнообразный химический состав подземных вод, по изотопному составу они оказались практически идентичными. При этом каких-либо зависимостей от солености, химического состава, рН в пределах подземных вод не было четко выявлено (возможно, выборка недостаточно представительная). Однако при совместном рассмотрении с озерными водами видна общая эволюция состава природных вод региона: при движении вод от областей питания в сторону озер утяжеляются значения S180, SD, S13C, параллельно с ростом солености и рН.
7. При рассмотрении генезиса и условий формирования подземных вод аридного климата нельзя опираться только на изотопные данные, необходима комплексная изотопно-гидрогеохимическая оценка, которая предоставит наиболее достоверные результаты.
Авторы выражают благодарность и.о. заведующего лабораторией геоэкологии и гидрогеохимии ИПРЭК СО РАН д.г.-м.н. Светлане Владимировне Борзенко за помощь в организации полевых исследований и научные консультации.
Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 20-35-90040 и проекта фундаментальных научных исследования Российской академии наук № 0331-2019-0026.
evidence / D.A. Bennetts et al. // J. Hydrol. - 2006. - V. 323. -№ 1-4. - P. 178-192. 3. Identifying sources of groundwater in the lower Colorado River valley, USA, with S18O, SD, and 3H: implications for river water accounting / B.E. Guay et al. // Hydrogeol. J. - 2006. - V. 14. -№ 1-2. - P. 146-158.
4. Geochemical and isotopic evolution of groundwater in the Wadi Watir watershed, Sinai Peninsula, Egypt / M.A. Eissa et al. // Environ. Earth Sci. - 2014. - V. 71. - № 4. - P. 1855-1869.
5. Abdeldjebar T., Mohammed H., Messouad H. Origin and age of the surface water and groundwater of the Ouargla basin-Algeria // Energy Procedia. - 2019. - V. 157. - № 2018. - P. 111-116.
6. Environmental isotopic study on the recharge and residence time of groundwater in the Heihe River Basin, northwestern China / Z. Chen et al. // Hydrogeol. J. - 2006. - V. 14. - № 8. - P. 1635-1651.
7. A hydrogeochemistry and multi-isotope (Sr, O, H, and C) study of groundwater salinity origin and hydrogeochemcial processes in the shallow confined aquifer of northern Yangtze River downstream coastal plain, China / Q. Zhao et al. // Appl. Geochemistry. -2017. - V. 86. - P. 49-58.
8. Identifying the seasonal variability in source of groundwater salinization using deuterium excess- a case study from Mewat, Haryana, India / G. Krishan et al. // J. Hydrol. Reg. Stud. - 2020. -V. 31. - P. 1-15.
9. Genesis of salinized groundwater in Quaternary aquifer system of coastal plain, Laizhou Bay, China: geochemical evidences, especially from bromine stable isotope / Y. Du et al. // Appl. Geochemistry. - 2015. - V. 59. - P. 155-165.
10. Geochemical and isotope evidence for groundwater mineralization in a semi-arid river basin, Sri Lanka / S. Senarathne et al. // Appl. Geochemistry. - 2021. - V. 124. - P. 1-10.
11. Zhu B.Q., Ren X.Z., Rioual P. Geological control on the origin of fresh groundwater in the Otindag Desert, China // Appl. Geochemistry. - 2019. - V. 103. - P. 131-142.
12. Delineation of groundwater flow and estimation of lake water flushing time using radium isotopes and geochemistry in an arid desert: the case of Badain Jaran Desert in western inner Mongolia (CHN) / Y. Lixin et al. // Appl. Geochemistry. - 2020. - V. 122. -P. 1-9.
13. Aggarwal P.K., Gat J.R., Froehlich K.F.O. Isotopes in the water cycle: past, present and future of a developing science. - Springer Science & Business Media, 2006. - 382 р.
14. Hydrochemical and isotopic assessment for characterizing groundwater quality and recharge processes under a semi arid area: Case of the Haouz plain aquifer (Central Morocco) / S. Kamal et al. // J. African Earth Sci. - 2021. - V. 174. - P. 1-17.
15. Origin of the Crescent Moon Spring in the Gobi Desert of northwestern China, based on understanding groundwater recharge / C. Su et al. // J. Hydrol. - 2020. - V. 580. - P. 1-13.
16. Groundwater recharge and salinization in the arid coastal plain aquifer of the Wadi Watir delta, Sinai, Egypt / M.A. Eissa et al. // Appl. Geochemistry. - 2016. - V. 71. - P. 48-62.
17. Herczeg A.L., Dogramaci S.S., Leaney F.W.J. Origin of dissolved salts in a large, semi-arid groundwater system: Murray Basin, Australia // Mar. Freshw. Res. - 2001. - V. 52. - P. 41-52.
18. Multi-tracer approach for assessing complex aquifer systems under arid climate: case study of the River Tata catchment in the Moroccan Anti-Atlas Mountains / L. Heiß et al. // Appl. Geochemistry. - 2020. - V. 120. - P. 1-17.
19. Borzenko S., Drebot V., Fedorov I. Chemical composition and formation conditions of NaHCO<inf>3</inf> type of waters in the eastern Transbaikalia // E3S Web of Conferences. - 2019. - V. 98. - 01005.
20. Borzenko S.V., Drebot V.V., Fedorov I.A. Main formation conditions of soda-type groundwater: a case study from southeastern Transbaikal region (Russia) // Appl. Geochemistry. -2020. - V. 123. - P. 1-16.
21. Дребот В.В., Лепокурова О.Е. Оценка подвижности химических элементов в системе базальты - природные воды - вто-
ричные отложения территории Торейских озер (Восточное Забайкалье) // Геологическая эволюция взаимодействия воды с горными породами: материалы IV Всероссийской научной конференции с международным участием. - Улан-Удэ, 17-20 Августа 2020. - Улан-Удэ: БНЦ СО РАН, 2020. - P. 335-338.
22. Борзенко С.В. Основные условия формирования химического состава вод соленых и солоноватых озер восточного Забайкалья // Геохимия. - 2020. - V. 65. - № 12. - P. 1212-1230.
23. Borzenko S.V., Shvartsev S.L. Chemical composition of salt lakes in East Transbaikalia (Russia) // Appl. Geochemistry. - 2019. -V. 103. - P. 72-84.
24. Борзенко С.В. Изотопный состав вод солёных озёр восточного Забайкалья // Доклады Академии наук. - 2019. - V. 488. -№ 2. - P. 176-180.
25. Синица С.М. Торейская и Восточно-Торейская впадины (стратиграфия, палеонтология, палеореконструкции) // Ученые записки Забайкальского государственного университета. - 2015. - V. 1. - № 60. - P. 129-138.
26. Биосферный заповедник «Даурский» / О.К. Кирилюк и др. / под ред. О.К. Крилюк. - Чита: Экспресс-издательство, 2009. -104 p.
27. Замана Л.В., Борзенко С.В. Гидрохимический режим соленых озер юго-восточного Забайкалья // География и природные ресурсы. - 2010. - № 4. - P. 100-107.
28. Баженова О.И. Современная динамика озерно-флювиальных систем Онон-Торейской высокой равнины (Южное Забайкалье) // Вестник Томского государственного университета. -2013. - V. 371. - P. 171-177.
29. Ферронский В., Поляков В.А. Изотопия гидросферы Земли. -М.: Научный Мир, 2009. - 632 p.
30. Clark I. Groundwater geochemistry and isotopes // Groundwater Geochemistry and Isotopes. - Boca Raton: CRC Press, Taylor & Francis Group, 2015. - 456 p.
31. Юдович Я.Э., Кетрис М.П. Соотношения изотопов углерода в стратисфере и биосфере: четыре сценария // Биосфера. -2010. - V. 2. - № 2. - P. 231-246.
32. Галимов Э.М. Геохимия стабильных изотопов углерода. - М.: Недра, 1968. - 226 p.
33. Гуцало Л.К. Формирование подземных вод и газов земной коры по изотопным данным: автореф. дис. ... д-ра. наук. - СПб., 1997. - 98 p.
34. Sulfur cycling in a stratified euxinic lake with moderately high sulfate: Constraints from quadruple S isotopes / A.L. Zerkle et al. // Geochim. Cosmochim. Acta. - 2010. - V. 74. - № 17. - P. 4953-4970.
35. Insight into the mechanisms of denitrification and sulfate reduction coexistence in cascade reservoirs of the Jialing River: Evidence from a multi-isotope approach / G. Cui et al. // Sci. Total Environ. - 2020. - V. 749. - P. 141682.
36. A multiple isotope (H, O, N, C and S) approach to elucidate the hydrochemical evolution of shallow groundwater in a rapidly urbanized area of the Pearl River Delta, China / X. Li et al. // Sci. Total Environ. - 2020. - V. 724. - P. 137930.
37. Борзенко С.В., Замана Л.В. Восстановленные формы серы в рапе содового озера Доронинское (восточное Забайкалье) // Геохимия. - 2011. - № 3. - P. 268-276.
38. Borzenko S.V., Zippa E.V. Isotopic composition and origin of sulfide and sulfate species of sulfur in thermal waters of Jiangxi Province (China) // Aquat. Geochemistry. - 2019. - V. 25. -№ 1-2. - P. 49-62.
Поступила 15.07.2021 г.
Информация об авторах
Лепокурова О.Е., доктор геолого-минералогических наук, директор и ведущий научный сотрудник Томского филиала Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН; профессор отделения геологии Инженерной школы природных ресурсов Национального исследовательского Томского политехнического университета.
Дребот В.В., младший научный сотрудник Томского филиала Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН; аспирант, инженер-исследователь отделения геологии Инженерной школы природных ресурсов Национального исследовательского Томского политехнического университета.
UDC 556.314
ISOTOPIC COMPOSITION (ö180, ÖD, Ö13C, ö34S) OF GROUNDWATERS IN THE AREA OF TOREY LAKES (EASTERN TRANSBAIKAL REGION)
Olesya E. Lepokurova12,
Valeriia V. Drebot12,
1 Tomsk Branch of Trofimuk Institute of Petroleum-Gas Geology and Geophysics of SB RAS, 4, Academichesky avenue, Tomsk, 634055, Russia.
2 National Research Tomsk Polytechnic University, 30, Lenin avenue, Tomsk, 634050, Russia.
The relevance of the work is associated with the problem of fresh water resources shortage in arid regions, the solution of which is impossible without understanding the conditions and mechanisms of water's chemical composition formation in the natural environment. The aim of the research is to supplement information on the origin and conditions of groundwater's formation using the basis of new data on water's stable isotopes (5180, 5D) and dissolved carbon and sulfur (513C, 534S).
Study objects are groundwaters of the upper dynamic zone of the Torey Lakes (eastern Transbaikal region) - springs, boreholes and wells depth (no more than 70 m), partly rivers' and lake's waters.
Methods. Isotopic studies of water and dissolved C and S were carried out using an isotope mass spectrometer Finnigan-MAT 252 (Germany) at the fEgI FEB RAS Analytical Centre; water's chemical composition - using modern standard methods: potentiometric titration, atomic absorption, flame emission, potentiometric method, titration method at the INREC SB RAS.
Results. New data on the isotopic composition (H and O) of groundwater in the upper dynamic zone of the Torey Lakes area, as well as dissolved C and S are presented. Altitudinal zonality is noted in isotope's distribution The conclusions related to the origin and formation conditions were presented based on the results obtained, as well as the data on partially lake's and meteoric waters: water of infiltration with little influence of evaporation processes (mixing with lake waters). A fairly uniform isotopic composition of groundwater was noted, despite the differences in chemical composition. No relationships were found between isotopic composition and salinity, basic ions and pH within groundwater, however, the general evolution of the composition in the direction of «atmospheric-groundwaters-lake waters» is characterized, in addition to the increase in salinity and pH, by enrichment in isotopes 180,2H, 13C.
Key words:
Upper dynamic zone groundwater, isotopic composition, Torey lakes, eastern Transbaikal region, origin.
The authors appreciate Svetlana V. Borzenko, Dr. Sc., acting for the head of the laboratory of geoecology and hydrogeochemi s-try at the 1EREC SB RAS, for assistance in field works and scientific advice.
The research was financially supported by the RFBR within the scientific project no. 20-35-90040 and the project of fundamental scientific researches of the Russian Academy of Sciences no. 0331-2019-0026.
REFERENCES 7. Zhao Qi, Su X., Kang Bo, Zhang Yan, Wu X., Liu M. A hydrogeo-
1. Müller Th., Osenbrück K., Strauch G., Pavetich S., Al-Mashaikhi K.S., chemistry and № O H and C) study°f f™^
Herb C., Merchel S., Rugel G., Aeschbach W., Sanford W. Use of lalinity orfn and M™^!™1 Processes m the shallow ^
..■ . . 4 4-4 j 4 j 4- j fined aquifer of northern Yangtze River downstream coastal plain,
multiple age tracers to estimate groundwater residence times and _ . ^ , . ® ,„ . n/
long-Penn .charge rates .arid soutüern Oman. Appüet Geo- g. K^PSGXS Yadav B.K.,
chemistry, 2016, vol.74, pp. 67-83. , ' , ' T ,, ' ,, . ' „ '
2. Bennetts D.A., Webb J. A., Stone D.J.M., Hill D.M. Understand- " u gh S7 ^ , 7 A V™" K ing the salinisation process for groundwater in an area of south- Identifying the seasonal variability in ^ra °f groundwater sali. a 4 r ■ i. a i. ■ i i ■ 4 ■. nization using deuterium excess- a case study from Mewat, Harya-
eastern Australia, using hydrochemical and isotopic evidence.
Journal of Hydrology, 2006, vol. 323, no. 1-4, pp. 178-192. na, Journal of Hydrology: Regional Studies, 2020, vo1 31,
3. Guay B.E., Eastoe C.J., Bassett R., Long A. Identifying sources of _ pp. ., T „, TT ..,,..„....
, 4 ■ 4, , n , j n ire» -tusion 9. Du Ya., Ma T., Chen L., Shan H., Xiao C., Lu Yu, Liu C., Cai H.
groundwater in the lower Colorado River valley, USA, with o18O, .',.., , . „ ' _
Genesis of salinized groundwater in Quaternary aquifer system of oD, and 3H: implications tor river water accounting. Hydrogeolo- ,,■ . ■. ■.
t i onni ii a it ijc ico coastal plain, Laizhou Bay, China: geochemical evidences, espe-
gy Journal, 2006, vol. 14, no. 1-2, pp. 146-158. . ^ ' . /'. 6
4. Eissa M.A., Thomas J.M., Heishey R.L., Dawoud M.I., Pohll G., ^ 9from J^™ stable isotope. Applied Geochemistry, 2015,
Dahab K.A., Gomaa M.A., Shabana A.R. Geochemical and isotop- ,„ vo . ' pp. 5 T . , T,,„T. _ . ....
,4- r , , ■ .■ ,,,4- 4 11 c' 10. Senarathne S., Jayawardana J.M.C.K., Edirisinghe E.A.N.V.,
ic evolution of groundwater in the Wadi Watir watershed, Sinai
Peninsula, Egypt. Environmental Earth Sciences, 2014, vol. 71. ChandraJith R. G^ta™^ uo^ rotfe»» for groundwater
mineralization in a semi-arid river basin, Sri Lanka. Applied Geo-no. 4, pp. 1855-1869. chemist 2021 vol 124 1 10
5. Abdeldjebar T., Mohammed H., Messouad H. Origin and age of ,, - 4 ^ . , ppi - \ ■ , , , ■ ■
the surface water and groundwater of the Ouargla basin-Algeria. 11. Zto B.Q., Rf ^ P. G^T^ C0"ír0l ^ of
Energy Procedia, 2019, vol. 157, no. 2018, pp. 111-116. ^i.groundw9atevrolln1(the China. Applied Geo-
6. Chen Z., Nie Zh, Zhang G., Wan Li., Shen J. Environmental iso- ,„ cemlsfy.' , vo . ,pp , ' TT „, _
topic study on the recharge and residence time of groundwater in 11 L™ Yi, X'T1 Lu, N Hongpenf W flKe Ch^
Yongpeng Ya., Luxuan Li. Delineation of groundwater flow and
the Heihe River Basin, northwestern China. Hydrogeology Jour-
estimation of lake water flushing time using radium isotopes and
geochemistry in an arid desert: the case of Badain Jaran Desert in western inner Mongolia (CHN). Applied Geochemistry, 2020, vol. 122, pp. 1-9.
13. Aggarwal P.K., Gat J.R., Froehlich K.F.O. Isotopes in the water cycle: past, present and future of a developing science. Springer Science & Business Media, 2006. 382 p.
14. Kamal S., Sefiani S., Laftouhi N.E., Mandour A. El, Moustadraf J., Elgettafi M., Himi M., Casas A. Hydrochemical and isotopic assessment for characterizing groundwater quality and recharge processes under a semi arid area: case of the Haouz plain aquifer (Central Morocco). Journal of African Earth Sciences, 2021, vol. 174, pp. 1-17.
15. Su Ch., Wang Y., Ge Sh., Li Zh., Li J. Origin of the Crescent Moon Spring in the Gobi Desert of northwestern China, based on understanding groundwater recharge. Journal of Hydrology, 2020, vol. 580, pp. 1-13.
16. Eissa M.A., Thomas J.M., Pohll G., Shouakar-Stash O., Hershey R.L., Dawoud M. Groundwater recharge and salinization in the arid coastal plain aquifer of the Wadi Watir delta, Sinai, Egypt. Applied Geochemistry, 2016, vol. 71, pp. 48-62.
17. Herczeg A.L., Dogramaci S.S., Leaney F.W.J. Origin of dissolved salts in a large, semi-arid groundwater system: Murray Basin, Australia. Marine and Freshwater Research, 2001, vol. 52, pp. 41-52.
18. Heiß L., Bouchaou L., Tadoumant S., Reichert B. Multi-tracer approach for assessing complex aquifer systems under arid climate: case study of the River Tata catchment in the Moroccan Anti-Atlas Mountains, Applied Geochemistry, 2020, vol. 120, pp. 1-17.
19. Borzenko S., Drebot V., Fedorov I. Chemical composition and formation conditions of NaHCO3 type of waters in the eastern Transbaikalia. E3S Web of Conferences, 2019, vol. 98, pp. 1-5.
20. Borzenko S.V., Drebot V.V., Fedorov I.A. Main formation conditions of soda-type groundwater: A case study from south-eastern Transbaikal region (Russia). Applied Geochemistry, 2020, vol. 123, pp. 1-16.
21. Drebot V., Lepokurova O. Otsenka podvizhnosti khimicheskikh elementov v sisteme bazalty - vtorichnye otlozheniya territorii To-reyskikh ozer (Vostochnoe Zabaikale) [Assessment of the mobility of chemical elements in the basalt-natural waters-secondary deposits system in the Torey lakes area (Eastern Transbaikalia)]. Geo-logicheskaya evolyutsia vzaimodeystviya vody s gornymi poroda-mi. Materialy IV Vserossiyskoy nauchnoy konferentsii s mezhdu-narodnym uchastiem [Water-rock interaction: geological evolution. Proc. of the fourth all-Russian scientific conference with international participation]. Ulan-Ude, BSC SB RAS Publ., 2020. pp. 335-338.
22. Borzenko S.V. Principal parameters controlling water composition in saline and brackish lakes in eastern Transbaikalia. Geochemistry international, 2020, vol. 58, no. 12, pp. 1356-1373.
23. Borzenko S.V., Shvartsev S.L. Chemical composition of salt lakes in East Transbaikalia (Russia). Applied Geochemistry, 2019, vol. 103, pp. 72-84.
24. Borzenko S.V. Isotopic composition of water of salt lakes in eastern Transbaikalia. Doklady akademii nauk, 2019, vol. 488, no. 2, pp. 176-180. In Rus.
25. Sinitsa S.M. Toreyand East-Torey Basins (Stratigraphy, Paleontology, Paleoreconstruction). Scholarly Notes of Transbaikal State University, 2015, vol. 1, no. 60, pp. 129-138. In Rus.
26. Kirilyuk O.K., Kirilyuk V.E., Goroshko O.A., Sarayeva L.I., Sinitsa S.M., Borodina T.I., Tkachenko E.E., Brinikh V.A. Bi-osferny zapovednik «Daurski» [State nature biosphere reserve «Daursky»]. Chita, Express-publishing house, 2009. 104 p.
27. Zamana L.V., Borzenko S.V. Hydrochemical regime of saline lakes in the southeastern Transbaikalia. Geography and Natural Resources, 2010, vol. 31, no. 4, pp. 370-376.
28. Bazhenova O.I. Current dynamics of fluvio-lacustrine systems of Onon-Torei high plain (southern Transbaikalia). Tomsk State University Journal, 2013, vol. 371, pp. 171-177. In Rus.
29. Ferronsky V.I., Polyakov V.A. Izotopiya gidrosfery Zemli [Isotops of the Earth's hydrosphere]. Moscow, Nauchny Mir Publ., 2009. 632 p.
30. Clark I. Groundwater geochemistry and isotopes. Boca Raton, CRC Press, Taylor & Francis Group Publ., 2015. 456 p.
31. Yudovich Ya.E., Ketris M.P. Relationships of carbon isotopes in the sedimentary shell and the biosphere: four scenarios. Biosfera, 2010, vol. 2, no. 2, pp. 231-246. In Rus.
32. Galimov E.M. Geokhimiya stabilnykh izotopov ugleroda [Geochemistry of stable isotopes of carbon]. Moscow, Nedra Publ., 1968. 226 p.
33. Gutsalo L.K. Formirovanie podzemnykh vod i gazov zemnoy kory po izotopnym dannym. Avtoreferat Dis. Kand. nauk [Formation of groundwater and gases of the earth's crust according to isotopic data. Cand. Diss. Abstract]. St-Petersburg, 1997. 98 p.
34. Zerkle A.L., Kamyshny A., Kump L.R., Farquhar J., Oduro H., Arthur M.A. Sulfur cycling in a stratified euxinic lake with moderately high sulfate: Constraints from quadruple S isotopes. Geochimica et CosmochimicaActa, 2010, vol. 74, no. 17, pp. 4953-4970.
35. Cui G., Li X., Yang M., Ding Sh., Li Q., Wang Y., Yang Zh., Ding Hu. Insight into the mechanisms of denitrification and sulfate reduction coexistence in cascade reservoirs of the Jialing River: Evidence from a multi-isotope approach. Science of the Total Environment, 2020, vol. 749, pp. 1-10.
36. Li X., Tang Ch., Cao Y., Li D. A multiple isotope (H, O, N, C and S) approach to elucidate the hydrochemical evolution of shallow groundwater in a rapidly urbanized area of the Pearl River Delta, China. Science of the Total Environment, 2020, vol. 724, pp. 1-13.
37. Borzenko S.V., Zamana L.V. Reduced forms of sulfur in the brine of saline-soda lake Doroninskoe, eastern Transbaikal region. Geochemistry International, 2011, vol. 49, no. 3, pp. 253-261.
38. Borzenko S.V., Zippa E.V. Isotopic composition and origin of sulfide and sulfate species of sulfur in thermal waters of Jiangxi Province (China). Aquatic Geochemistry, 2019, vol. 25, no. 1-2, pp. 49-62.
Received: 15 July 2021.
Information about the authors
Olesya E. Lepokurova, Dr. Sc., head of laboratory, Tomsk Branch of Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics of SB RAS; professor, National Research Tomsk Polytechnic University.
Valeriia V. Drebot, junior research associate, Tomsk Branch of Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics of SB RAS; postgraduate student, research engineer, National Research Tomsk Polytechnic University.
