§ 9. Трещинные воды

Скальные горные породы (изверженные, метаморфические и осадочные) разбиты системой трещин различного происхождения. В изверженных породах трещины впервые возникают в период остывания расплавленной магмы и называются трещинами отдельности; размеры их ничтожно малые (волосные) и поэтому значительного количества подземных вод в них не содержится.

В верхней части земной коры под действием выветривания в скальных породах образуются трещины выветривания, иногда значительных размеров (до нескольких сантиметров в поперечнике). Глубина этих трещин определяется мощностью наиболее интенсивной зоны выветривания и, как правило, не превышает нескольких десятков метров.

В зависимости от физико-географических и геологических условий, а также от состава скальных пород в трещинах выветривания может заключаться то или иное количество подземных вод, которые могут быть безнапорными и напорными. Сильная трещиноватость, а следовательно, и большая водообильность присущи обычно гранитам, известнякам и другим породам.

Тектонические трещины также служат путями циркуляции подъемных вод. Сбросы нередко сопровождаются зонами раздробленных пород, по которым подземные воды циркулируют более свободно. Воды и тектонических трещинах земной коры называются жильными. Жильные воды могут на пути своего движения пере­секать горизонты порово-пластовых и пластово-трещинных вод, в результате чего образуются смешанные воды. Если напор в трещин­ных водах больше, чем в пластовых, последние будут питаться трещинными водами, и наоборот. Нередко тектонические трещины являются путями, по которым происходит перелив напорных подземных вод из одного порово-пластового или пластово-трещинного водоносного горизонта в другой. Это имеет место в Донбассе, где благодаря наличию многочисленных тектонических нарушений водо­носные горизонты, приуроченные к трещиноватым песчаникам и известнякам, имеют вид разобщенных блоков, занимающих различное гипсометрическое положение. Сообщение между отдельными водоносными горизонтами — блоками осуществляется по тектоническим трещинам.

К глубоким трещинам в земной коре приурочены многие минеральные и термальные источники. Воды подобных источников иногда выносят на поверхность земли в растворенном виде элементы, не встречающиеся в подземных водах, циркулирующих в верхних зонах земной коры.

§ 10. Карстовые воды

Карстом называется совокупность явлений, связанных с деятельностью подземных вод и выражающихся в выщелачивании горных (известняков,

доломитов, гипса и др.) и образовании в них пустот (каверн, каналов, пещер и т. п.), а также своеобразных форм рельефа. В СССР имеется много

Рис. 9. Тектонические трещины, измененные карстовыми процессами1- известняки; 2- сланцы; 3- песчано-глинистый материал

районов, где карстовые явления хорошо выражены. В пределах Русской равнины карст известен в Калужской, Тульской и Горьковской областях вдоль правобережья р. Оки, в Ленинградской и Новгородской областях, в районе Самарской Луки, на Уфимском плато, на водо­разделе между реками Северной Двиной и

Онегой, на Урале, в Крыму, на Кавказе, в Средней Азии, в Сибири по р. Ангаре и в других местах.

Известняки, доломиты и гипсы в большинстве случаев водопроницаемы только по трещинам, с которыми и связано в основном развитие карста (рис. 9).

Вблизи склонов, особенно крутых, тектонические трещины бывают расширены выветриванием и в результате других причин, что приводит к увеличению поступления воды в породы и ускоряет фильтрацию, а следовательно, и растворение пород. Поэтому вблизи склонов развитие карстовых пустот идет особенно интенсивно.

В районах распространения карста рельеф имеет своеобразное строение. На поверхности образуются воронки, слепые овраги, поноры, котловины, полья, а внутри закарстованного массива пород возникают пустоты различного размера и формы — подземные каналы, пещеры, галереи, русла, по которым и циркулируют подземные воды.

В карстовых районах поглощение атмосферных осадков проис­ходит очень быстро через трещины и воронки. Образующиеся подобным путем подземные воды называются инфлюационными. Бели подземная вода полностью заполняет все сечение канала, то в нем создается гидростатическое давление, благодаря которому вода из канала по трещинам может подняться вверх.

В закарстованных породах наблюдается как бы два этажа подземных вод: верхний в виде разрозненных потоков, приурочен­ных к наиболее разработанным путям, и нижний, где заполнены все пустоты и трещины пород и подземные воды образуют сплош­ной поток, движущийся в горизонтальном направлении, часто образуя на склонах постоянно действующие источники, режим кото­рых зависит в основном от климатических факторов.

Проведение выработок в закарстованных и трещиноватых по­родах связано с большими трудностями. Иногда гидрогеологиче­ские условия месторождений в карстовых районах не позволяют вести разработку полезных ископаемых ниже уровня подземных вод. Например, разработка флюсовых известняков и доломитов на Щелковских карьерах под Москвой до последнего времени ведется только выше уровня подземных вод.

В практике строительства и эксплуатации карьеров известны случаи прорыва карстовых вод даже в тех случаях, когда выработками не вскрывались непосредственно раскарстованные поро­ды. Примером может служить прорыв напорных вод из девонских известняков на Богословском угольном карьере в 1945 г.

Поэтому при ведении горных работ как подземным, так и открытым способом в районах распространения трещиноватых, особенно закарстованных пород, необходим детальный анализ гидро­геологических условий месторождения в целях учета их при проектировании горных работ и разработке полезных ископаемых.