Крошечные кристаллы закупоривают поры и ограничивают проникновение загрязняющих веществ в горные породы

Исследование, проведенное британскими учеными, впервые показало, что подвижность потенциально опасных загрязняющих веществ в кристаллических породах на протяжении длительных геологических периодов может быть сильно ограничена из-за наличия микроскопических кристаллов. Это означает, что движение загрязнений, вероятно, будет сосредоточено только в водонасыщенных трещинах.

Эти новые результаты проливают свет на сложную проблему миграции загрязнителей в течение чрезвычайно длительных периодов времени и должны улучшить нашу способность оценивать долгосрочные риски.

В исследовании, опубликованном в журнале Scientific Reports, были проанализированы образцы кристаллической (гранитной) породы из подземной системы в Японии. Результаты показывают, что во многих случаях важность процесса «диффузии в матрицу породы» может быть минимальной. Дополнительные анализы другой кристаллической системы (гранит Карнменеллис, Великобритания) подтвердили эти выводы.

Эта новая работа, основанная на изучении древних кристаллических систем в Японии и Великобритании, демонстрирует, что даже в течение длительных геологических периодов движение элементов внутри такой кристаллической породы действительно невелико. Во многом это связано с тем, что образование большого количества мелких кристаллов в процессе старения породы действует как уплотнитель, запечатывая мелкие поры и ограничивая доступ флюидов лишь несколькими миллиметрами породы, прилегающими к трещинам.

Профессор Рой Воджелиус, старший автор статьи, прокомментировал: «Мы стремились проверить, какой именно объем доступа флюидов к матрице этих пород мы можем обнаружить, и были поражены чрезвычайно ограниченным вовлеченным объемом. Но самым удивительным для нас было распределение крошечных кристаллов карбонатных минералов по всему тому, что мы обычно считаем однородным блоком кристаллической породы. Эти кристаллы кальцита закупоривают все мельчайшие поры, удерживая большую часть флюида в крупных трещинах без доступа к меньшим порам. Это эффективно блокирует доступ загрязняющих веществ к массиву породы, а значит, любое движение загрязнителей, вероятно, будет сосредоточено только в трещинах».