подземных вод

СПБГУАП группа 4736

бассейнов пластовых вод может быть назван и чехол крупных срединных

масс - «остаточных платформ» внутри складчатых регионов.

Ксистеме массивов относятся приподнятые цоколи древних платформ

-кристаллические щиты. Очевидно, сюда же принадлежат некоторые геосинклинальные системы, в пределах которых отсутствуют артезианские бассейны пластовых вод.

Но чаще крупное горно-складчатое сооружение, называемое геосин-

клинальной системой, как гидрогеологический резервуар представляет систему массивов и бассейнов подземных вод. В нее входят массивы трещинных и бассейны пластовых вод, причем последние имеют, как правило, подчиненное значение. Иногда щиты образуют также систему массивов и бассейнов подземных вод, если в их строении принимают участие наложенные впадины.

Крупнейшими геологическими телами, которые выделяются по структурным признакам и вещественному составу пород, являются платформы, занимающие устойчивые территории, и геосинклинали-

мобильные регионы складчатости в пределах горных сооружений. Как емкость подземных вод платформа представляет гидрогеологический кратоген, а геосинклиналь (складчатое сооружение) - гидрогеологический

«ороген» (Пиннекер, 1977). Термины «кратоген» как представление об устойчивости (по-гречески «кратос» - сила, крепость) и «ороген»- синоним складчатости и горообразования («орос» - гора) характеризуют крупнейшие подземные водоносные системы (см. рис. 3.3), хорошо различающиеся по истории подземных вод.

Гидрогеологический кратоген - сочетание систем бассейнов и систем массивов (иногда с наложенными бассейнами). Подобными емкостями подземных вод служат древние платформы. Но это понятие, вероятно, нельзя распространять на молодые платформы, выходы фундамента которых входят в геосинклинальные (складчатые) регионы. Ведь молодые платформы сами по себе представляют геосинклинали, перекрытые платформенным чехлом.

СПБГУАП группа 4736

Правильнее ограничиться выделением систем бассейнов пластовых вод.

К гидрогеологическому орогену относится резервуар подземных вод,

который включает часть планетарного подвижного пояса, т. е. совокупность геосинклинальных форм, связанных общностью структурного плана и возрастом создавшей их складчатости. Поэтому под гидрогеологическим орогеном надо понимать сочетание систем массивов и бассейнов подземных вод, образующих единые в геолого-структурном отношении территориально обособленные геосинклинальные (складчатые) регионы.

Емкости подземных вод - от мельчайших до крупнейших -

последовательно соподчинены (см. рис. 3.3.). Комплекс резервуаров низкого порядка дает емкость более высокого ранга. Однако прямое соподчинение наблюдается не всегда. Иногда в резервуар высокого ранга как самостоятельные таксономические единицы входят резервуары не следующего за ним порядка, а более низкого. Поэтому предлагаемую систематику нельзя рассматривать в качестве «прокрустова ложа». В каждом отдельном случае соподчиненность должна учитывать гидрогеологические особенности изучаемой территории.

Разграничение подземных водоносных систем на основе структурно-

вещественного принципа иногда требует учета и других факторов (климат,

рельеф, гидрография и т.д.). При сходном геологическом строении резервуары могут находиться в различных климатических зонах. Важную роль играют геоморфологические условия и характер гидрографической сети, определяющие положение водоразделов подземного стока. Только всесторонний анализ позволит верно оконтурить емкость подземных вод.

Перечисленные подземные водоносные системы относятся к континентальной части земной коры. В океанической части их градация будет иной. Строение континентов и дна океанов различается существенно.

В глобальном плане могут быть намечены континентальные, океанические и,

возможно - на первом этапе изучения, переходные резервуары подземных вод. Особо хочется отметить переходные резервуары, часть которых

СПБГУАП группа 4736

находится на суше, а другая - перекрыта морем или океаном. В такие подземные водоносные системы только начинают внедряться воды инфильтрации, замещая воды морского происхождения. В ряде мест к изучению переходных резервуаров уже приступили (Южно-Каспийский бассейн, шельф Северного моря и т.д.). Выяснение строения океанических резервуаров подземных вод - задача недалекого будущего.

Под дном океанов мощность осадочных отложений изменяется от 0,2

до 2 км. Имея пористость 15-35 %, эти породы содержат пластовые воды.

Ниже следует осадочно-вулканогенный (мощность 1-3 км) и базальтовый (до

5 км) слои, в которых отмечаются главным образом водоносные системы трещинно-жильного типа.

горный порода гидрогеологический

СПБГУАП группа 4736

Глава 4. Гидрогеологическая стратификация Прикаспийской впадины в пределах Астраханской области

Учитывая высокую степень хозяйственного освоения Нижневолжского региона и обусловленную этим сложную экологическую обстановку,

потребность различных отраслей народного хозяйства в гидрогеологической,

инженерно-геологической и геоэкологической информации крайне велика.

Для таких районов федеральной программой регионального геологического изучения недр Российской Федерации предусмотрено государственное гидрогеологическое картографирование масштаба 1:200 000 на новом научно-методическом и практическом уровне.

Решение широкого круга гидрогеологических задач при картографическом изучении территории должно основываться на региональных легендах гидрогеологических серий, представляющих собой упорядоченный перечень гидрогеологических подразделений, развитых в данном регионе, условных знаков и пояснений к ним, которые коррелируются в разрезе и по площади в границах региональных гидрогеологических структур.

Преобладающая часть территории Нижневолжской серии располагается на юго-востоке эпипротерозойской Русской платформы на стыке двух ее крупных структур: Воронежской антеклизы и Прикаспийской синеклизы.

Осадочный покров региона образуют карбонатно-терригенные,

карбонатные, сульфатно-галогенные породы палеозоя и преимущественно песчано-глинистые образования мезокайнозоя. Мощность осадочного чехла достигает 15-18 км (по геофизическим данным) в Прикаспийской синеклизе.

В пределах вала Карпинского осадочный чехол представлен мезо-

кайнозойскими образованиями мощностью 1-2 км.

СПБГУАП группа 4736

4.1 Основные гидрогеологические подразделения

Критериями выделения гидрогеологических подразделений являлись:

фациально-литологический состав пород, определяющий объем,

морфологию и границы гидрогеологических подразделений, характер и результаты взаимодействия и формирования ресурсов подземных вод, их качества, ландшафтных проявлений подземной гидросферы;

характер проницаемости горных пород, обусловливающий наличие или отсутствие в них гравитационных капельно-жидких вод;

характер гидравлической связи между смежными подразделениями;

гидрогеодинамические особенности;

постоянство или периодичность пребывания подземных вод в составе гидрогеологических подразделений.

Исходя из названных критериев, в легенде выделен следующий таксономический ряд гидрогеологических подразделений:

Водоносный горизонт (зона) - проницаемое гидрогеологическое тело,

постоянно содержащее подземные воды, и отличающееся гидрогеодинамическими особенностями, обусловленными фациально-

литологическим составом пород, характером питания, транзита и разгрузки подземных вод. Водоносная зона отличается от горизонта пространственной локализацией повышенной трещиноватости, включая наложенную -

тектоническую, экзогенную, и проницаемости пород.

Относительно водоносный горизонт (зона) - весьма слабопроницаемое гидрогеологическое тело, содержащее подземные воды в связанном виде и характеризующееся замедленной, преимущественно вертикальной фильтрацией при возникновении градиента напора между смежными водоносными горизонтами (зонами).

Относительно водоупорный горизонт (зона) - весьма слабопроницаемое гидрогеологическое тело, содержащее подземные воды в связанном виде и характеризующееся замедленной, преимущественно

СПБГУАП группа 4736

вертикальной фильтрацией при возникновении градиента напора между смежными с ним водоносными горизонтами (зонами).

Водоупорный горизонт - практически водонепроницаемое гидрогеологическое тело.

Водоносный (относительно водоносный) комплекс -

гидрогеологическое тело, состоящее из нескольких водоносных

(относительно водоносных) горизонтов и разделяющих их относительно водоупорных горизонтов.

Водоносный этаж - система водоносных горизонтов (и/или зон) и

комплексов, характеризующаяся общими условиями водообмена и формирования подземных вод. Водоносный этаж подстилается входящим в его состав региональным водоупором, повсеместно развитым в границах гидрогеологической структуры.

В таблице 4.1 приведены принятые условные обозначения распространенных по площади гидрогеологических подразделений на картах масштаба 1:200000 Нижневолжской серии.

Объем гидрогеологического подразделения может отвечать объему стратиграфического подразделения, составлять его часть или охватывать несколько смежных стратиграфических подразделений. Объединенному гидрогеологическому подразделению присваивается геологический индекс и название согласно "Инструкции по составлению и подготовке к изданию листов государственной геологической карты Российской Федерации масштаба 1:200 000 (М., 1995). Цвет на карте объединенных подразделений соответствует цвету нижнего стратиграфического подразделения (рис.4.2).

Водоносные горизонты и комплексы осадочного чехла

В гидрогеологическом отношении территория входит в Прикаспийский артезианский бассейн, приуроченный к одноименной впадине, осадочный чехол которой гидрохимическим комплексом соленосных отложений нижней

СПБГУАП группа 4736

перми делится на два гидрогеологических этажа - подсолевой и надсолевой.

Характерными особенностями бассейна являются огромные мощности водовмещающих образований, достигающие по данным геофизики 20-23 км,

молодой возраст верхних артезианских горизонтов (плейстоценовый и эо-

плейстоценовый), занимающие большие площади и имеющие широкое развитие зоны соляно-купольной тектоники.

Осадочные породы, развитые в пределах Прикаспийской впадины,

являются в разной степени водонасыщенными и проницаемыми и только галогенные кунгурские отложения образуют отчетливо выраженный водоупор, имеющий большое распространение. Водоупорами для юго-

западной части Прикаспийской впадины являются снизу вверх: мулинский,

тульский, верейский, кунгурский, верхне-среднетриасовые, верхнеюрский,

включая глины батского яруса, верхний мел.

Вюго-западной части наблюдается закономерное увеличение минерализации подземных вод с глубиной до подсолевого гидрогеологического этажа и характеризуется типом воды от гидрокарбонатно-натриевого до хлоркальциевого.

Внадсолевом этаже части бассейна выделяются два водонапорных яруса, изолированных друг от друга региональной водоупорной толщей акчагыльских глин: к верхнему ярусу относятся воды песчано-глинистых отложений четвертичного и плиоценового возраста, нижнему ярусу - воды терригенных, реже карбонатных отложений мезозоя и верхней перми.

Застойный режим подземных вод определяет их высокую минерализацию и газонасыщенность. Практически весь геологический разрез содержит воды,

которые классифицируются как минеральные.

В целом региональный сток в надсолевых водоносных комплексах направлен от бортовых зон бассейна к центру, местный - к местным очагам разгрузки, которые рассредоточены по всей площади бассейна, разгрузка осуществляется в Каспийское море, многочисленные разрывные нарушения в пределах соляных куполов, зоны региональных разломов и в речные долины.

СПБГУАП группа 4736

В западной части бассейна преимущественно палеогеновый региональный водоупор, развитый почти повсеместно, надежно изолирует мезо-кайнозойские водоносные комплексы и обусловливает затрудненные условия циркуляции подземных вод, высокую их минерализацию и значительную степень метаморфизации их химического состава.

Неоген-четвертичный водоносный комплекс юго-западной части Прикаспийской впадины включает в себя водоносные горизонты четвертичных и акчагыльских отложений. Коллекторами являются пески и песчаники, разгрузка вод осуществляется в речные долины крупных рек.

Общая минерализация увеличивается в восточном и северо-восточном направлениях и составляет до 10 г/л. Натрий-хлорный коэффициент больше единицы. По химическому составу воды от гидрокарбонатно-натриевого до хлормагниевого состава.

В пределах верхнего яруса верхнего гидрогеологического этажа выделяются водоносные горизонты современных аллювиальных, хвалыно -

хазарских, бакинских отложений, залегающие выше апшеронского водоносного комплекса. Горизонты и комплексы выдержаны по простиранию, с большим количеством глинистых прослоев.

Современные аллювиальные отложения и хвалыно-хазарские морские отложения содержат грунтовые воды. Грунтовые воды распространены повсеместно в дельтовой части и залегают на глубинах менее 3м,

водообильность горизонта небольшая, дебиты скважин составляют обычно 1

- 4 л/сек. По характеру и степени минерализации отличаются исключительной пестротой. Минерализация изменяется от 0,42 г/дм3 до 10,4

г/дм3, заметно увеличиваясь с глубиной. По химическому составу преобладают гидрокарбонатные натриево-кальциевые (до 1г/дм3) и

хлоридные магниево-натриевые (свыше 5г/дм3) воды.

Грунтовые воды хвалыно-хазарских отложений повсеместно распространены в степной части территории. Глубина залегания их 2 - 6м.

Водообильность горизонта низкая, дебиты скважин обычно 0,2 - 1 л/сек.

СПБГУАП группа 4736

Минерализация высокая, до 58 - 72 г/дм3. Химический состав стабилен -

хлоридные натриевые. На рисунках 4.3, 4.4 приведены схематические карта четвертичных образований и гидрогеологическая города Астрахани.

Грунтовые воды изолированы от нижележащих горизонтов выдержанной толщей глин бакинского возраста мощностью 40 - 50м. В

основании толщи бакинских глин встречаются песчаные прослои мощностью от 5 до 10см, содержащие высокоминерализованные воды (до 33,9 г/дм3)

хлоридного натриевого состава.

Водоносные комплекс апшеронских отложений распространён повсеместно. Подземные воды приурочены к песчаным прослоям в толще глин, число прослоев варьирует в пределах 7 - 8, мощность каждого от 4 до

40м. Воды высоконапорные, часто скважины самоизливают. Дебит скважин при самоизливе от 40м3/сут. Минерализация колеблется в пределах 15 -

45г/дм3. По химическому составу воды хлоридные натриевые, с

бальнеологическим содержанием йода и брома. Подстилается апшеронский водоносный комплекс толщей глин акчагыльского возраста мощностью 162 -

182м.

Палеогеновый водоносный комплекс содержит ряд горизонтов - это пески с прослоями песчаников палеоцена и эоцена. Воды с минерализацией от 3 до 35 г/л сульфатно-натриевого до хлоридно-натриевого состава;

натрий-хлорный коэффициент метаморфизации, в основном, больше единицы.

Водоносный комплекс верхнего мела - это воды сеноманского яруса,

представленного карбонатными породами, а также песчаными, содержит пресные и слабоминерализованные воды смешанных типов. В пределах юго-

западной части Прикаспийской впадины водоносный комплекс залегает на глубинах от 200 до 500 м. С удалением от прибортовой части на восток в область солянокупольных структур минерализация вод увеличивается до 50

г/л и более, содержание сульфатов и гидрокарбонатов изменяется. Натрий-

хлорный коэффициент больше единицы. В юго-западной части в отдельных

СПБГУАП группа 4736

случаях минерализация возрастает до 120 г/л.

Водоносный комплекс нижнего мела приурочен к терригенным отложениям аптского и альбского ярусов. Минерализация вод изменяется от

40 до 130 г/л. По химическому составу воды хлоркальциевые, имеют повышенное содержание сульфатов и, незначительное, гидрокарбонатов,

содержание йода 4 мг/л, брома 150 мг/л, натрий-хлорный коэффициент составляет от 0,7 до 0,9 (таблица 4.2).

Юрский водоносный комплекс связан с байосскими песчано-

алевритовыми отложениями. Воды хлоркальциевые, минерализацией 160-200

г/л с содержанием йода 6-10 мг/л, брома 100 мг/л. Натрий - хлорный коэффициент метаморфизации составляет 0,8-0,9.

В юго-западной части Прикаспийской впадины пермотриасовый водоносный комплекс представлен карбонатными и сульфатными отложениями. Воды пермотриасового водоносного комплекса относятся к крепким рассолам хлоркальциевого типа, минерализацией с большим разбросом значений от 30 г/л до 250 г/л и выше. Натрий-хлорный коэффициент составляет 0,55-0,88, брома в подземных водах пермотриаса содержится от 224 до 750 мг/л. На Астраханском своде содержание брома составляет 1237 мг/л.

Подземные воды, встречающиеся в солевом комплексе,

характеризуются различными формами залегания: в верхней и средней частях чаще встречаются линзовидные, а в нижней, приподошвенной как пластовые, так и линзовидные. Выделяют так же включения рапы с рассолоотдачей от единиц до десятков кубометров. Коллекторами в нижней части солевого комплекса, как правило, являются трещиноватые сульфатно-

карбонатные породы: ангидриты и доломиты, кавернозные сульфатные породы, терригенные и карбонатные прослои.

Соли практически непроницаемые и многое в формировании остаточных межсолевых линз зависит от структуры, текстуры и трещиноватости солей. Если солевой комплекс кунгурского яруса сложен