Форми руху зв’язаної води в морських глинистих осадах і глинистих породах

Abstract

Показано, що при ущільненні морських глинистих осадів видавлювання порових вод може проходити у двох різних режимах – фільтраційному або бароосмотичному, які в чистих глинах змінюють один одного за об’ємної вологості Wп = 40 %, що відповідає середньому значенню нижньої границі пластичності глин Wр . При фільтраційному режимі виділяється слабко зв’язана капілярна вода без зміни складу розчину. За умов бароосмотичного режиму виділяється майже прісна вода спочатку із залишків капілярних вод, а за Wп < 20 % – й осмотично зв’язана вода. У піскуватих і карбонатних глинах режим фільтрації може зберігатися аж до Wп ~ 27 %, але вже буде мати характер ультрафільтрації (часткове опріснення фільтрату). Міцно зв’язана адсорбована вода (Wп < 10 %) може виділятися лише за рахунок скорочення питомої поверхні глин при злипанні їхніх часток.

For a long time it is known that some porous waters of marine clay sediments with consolidation porosity below 40 % (then volumetric humidity Wn = 40 %) have mineralization 2–3 times as much as sea water itself. The reason of this mysterious dependence was ascertained only thirty three years later. This is a result of the spontaneous change in the concentration of porous waters at depths over 250 m, where hydrostatical pressure (Phyd ) exceeds osmotic pressure (Posm = 2.5 MPa) of the sea water and the osmotic head pressure arises (Po,h = Phyd – Posm > 0) which causes a specific baroosmotic flow of H2O molecules upwards. So, at great depths one should take into consideration the possibility of the transition from the filtration regime of water forcing out to the baroosmotic regime when mineralization of forced waters decreases, and of residual porous waters – increases, if incidentally porous waters reach the state of baroosmotic equilibrium (Po,h = 0) then their figurative points in the diagram M = f (Wp) must form a parabolic curve with maximum M = 90 % with Wn ~ 20 %. Nevertheless, it was not quite clear why the majority of porous waters with Wn < 40 % save invariable mineralization to Wn ~ 27 % or increase GT, but much weaker.