Министерство природных ресурсов Российской Федерации открытое акционерное общество “башкиргеология”

Вид материала

Книга

Содержание Западно-Уральская группа бассейнов пластово-блоковых и трещинно-карстовых вод Центрально-Уральская группа бассейнов

Подобный материал:

• Министерство природных ресурсов и экологии федеральная служба по надзору в сфере природопользования, 1265.77kb.
• Открытое акционерное общество "Машиностроительное производственное объединение им., 23.93kb.
• 1 Министерство природных ресурсов Российской Федерации, 92.07kb.
• Министерство природных ресурсов российской федерации государственная служба охраны, 1601.17kb.
• Во исполнение Указов Президента Российской Федерации от 9 марта 2004, 331.34kb.
• О состоянии и об охране окружающей среды, 62.59kb.
• Зарегистрирован: утвержден, 485.99kb.
• Открытое акционерное общество «Плещеницлес», 296.76kb.
• Решением внеочередного общего, 375.7kb.
• Утвержден Общим собранием акционеров Открытого акционерного общества, 408.31kb.

Западно-Уральская группа бассейнов

пластово-блоковых и трещинно-карстовых вод

Описываемая группа бассейнов выделена в пределах выхода на поверхность преимущественно карбонатных пород девона и карбона (D-C) в Западно-Уральской мегазоне внешней зоне складчатости. По существу  это выход на поверхность пород, залегающих под нижнепермскими отложениями в прогибе и на платформе. Преобладание в разрезе карбонатных пород, дислоцированных в складки и разбитых на отдельных участках дизъюнктивными нарушениями, обусловили распространение в их толще преимущественно трещинно-карстовых вод. Присутствие в разрезе карбонатно-глинистых, аргиллитовых и сланцевых пород в отдельных интервалах разреза предопределило существование в разрезе отдельных карбонатных толщ, подземные воды которых имеют независимую от смежных толщ гидравлическую поверхность, а на отдельных участках отмечается этажное расположение таких толщ (бассейн р. Б. Ик). В целом, для трещинно-карстовых вод характерна крайне неравномерная водообильность, устанавливаемая по большому диапазону колебания дебитов родников и их изменению в течение года, поглощению поверхностных водотоков и выходу их снова на поверхность в виде мощных карстовых родников. Общий диапазон дебитов родников в летне-осеннюю межень от сотых долей литра в секунду до первых кубических метров в секунду. Так, в бассейне р. Ай (район Южно-Уральских бокситовых рудников) родник "Шумиха" изменяет свой дебит от 912 л/с зимой до 3200 л/с в период половодья. Аналогичная картина водоносности пород имеет место в пределах Каратауского антиклинория, соседствующего с Западно-Уральской мегазоной внешней складчатости.

Центрально-Уральская группа бассейнов

трещинно-грунтовых и пластовых вод

Описываемая группа бассейнов в структурно-тектоническом отношении охватывает Центрально-Уральскую мегазону, сложенную дислоцированными осадочными и метаморфическими породами разнообразного состава с наличием интрузий основного состава. В орографическом отношении бассейны занимают наиболее высокие хребты западного склона Южного Урала и водораздельный хребет Уралтау. В гидрогеологическом отношении территория поднятия неоднородна и определяется литологией и условиями рельефа. В ее пределах выделены водоносные зоны трещиноватости определенных пород или их сочетаний, отличающихся от других групп пород.

Водоносная зона трещиноватости нижне-среднепалеозойских пород (PZ_1-2) выделена в пределах Зилаирского синклинория в песчаниково-алевролитово-сланцевых толщах, смятых в мелкие, часто изоклинальные складки и разбитых трещинами кливажа. Рельеф на площади развития этих пород представляет собой плоскогорье с пологоволнистой поверхностью обширных водораздельных пространств, расчлененных короткими, но глубокими долинами мелкой гидросети. При этом верховья этих долин имеют ложбинообразные замыкания, склоны которых постепенно переходят в водораздельные пространства. Подземные воды в этих условиях распространены на водораздельных поверхностях и в ложбинообразных замыканиях долин. Крутые склоны практически безводны. Глубина проникновения водопроводящих трещин обычно до 5060 м независимо от литологии. Местами при поинтервальных опробованиях скважин устанавливается увеличение водообильности пород в нижних интервалах по сравнению с верхними даже в интервалах 80110 м. Лучшие условия для накопления подземных вод на водораздельных пространствах, что подтверждается удельными дебитами скважин в среднем 0,197 л/с по сравнению с участками вблизи крутых склонов  в среднем 0,022 л/с. Многочисленные родники расположены в руслах гидросети в ложбинообразных замыканиях, часто заболоченных. Выходы их часто рассредоточены по руслу и мигрируют вниз и вверх по нему в зависимости от влажности периода. Дебиты колеблются от 0,01 до 0,3 л/с, редко из пачек кремнистых сланцев или кварцевых песчаников достигают летом 3-5 л/с.

Силурийско-девонский водоносный комплекс (S-D) выделен в разрезе преимущественно карбонатных пород, распространенных на западном крыле Зилаирского синклинория, Тирлянской и Юрюзанской синклиналей. Водоносность пород изучена до глубины 70-100 м. Для них характерна неравномерная водообильность, присущая всем карбонатным породам. Дебиты родников достигают 15 л/с. Удельные дебиты скважин для водоснабжения рабочего пос. Тирлянского 3 л/с. Предполагается, что подземные воды в толще карбонатных пород залегают в погруженных частях синклиналей являются напорными и минеральными.

Водоносная зона трещиноватости архейско-ордовикских пород (AR-O) охватывает основную часть Центрально-Уральской мегазоны. По характеру водоносности в ней целесообразно выделить три группы пород: 1) кварциты и кварцитовидные песчаники: 2) алевролиты, песчаники и сланцы и 3) известняки и доломиты. Первая группа развита преимущественно на гребнях наиболее высоких хребтов. Здесь породы разбиты трещинами на отдельные глыбы, которые спускаются вниз по склонам, образуя курумы. Глубина проникновения водопроводящих трещин достигает 100 м. Расположение пород на гребнях хребтов и глыбовый состав выветрелой зоны пород предопределяют интенсивное питание подземных вод за счет инфильтрации атмосферных осадков и частично за счет конденсации влаги из атмосферы при резких колебаниях температуры в течение суток. В результате этого в теплый период года вдоль основания гребней хребтов по контакту со сланцевыми толщами, развитыми на склонах хребтов и имеющими меньшую мощность зоны трещиноватости, отмечается обилие родников, которые резко изменяют свой дебит в зависимости от количества выпадающих осадков. В зимний период значительная часть этих родников не функционирует. Так, вблизи г. Бакал на склоне хр. Сука на протяжении 4,5 км выходят "Благие Ключи", дебит которых весной достигает 40 л/с, а зимой снижается до 34 л/с. При наличии на склонах над трещиноватой зоной пород глыбово-щебнисто-глинистого делювия воды в ней приобретают местный напор, который может обеспечить самоизлив вод, что отмечалось на хр. Шуйда и некоторых других точках.

Вторая группа пород занимает склоны хребтов и долин рек. Для нее характерна зона трещиноватости до глубины 3060 м и обычно слабая раскрытость имеющихся трещин, которые в сланцах особенно многочисленны. Поэтому породы обладают низкой водообильностью, которая на участках скопления на склонах глыбово-щебнисто-глинистого покрова мощностью до 3060 м, может повышаться за счет содержания подземных вод в глыбовых разностях при гидравлической связи вод в зоне трещиноватости и покрове. В таких случаях возможно наличие и напорных вод. Дебиты родников, выходящих из зоны трещиноватости или из-под элювиально-делювиальных отложений, 0,015 л/с. При этом родники с большим дебитом обычно приурочены к зонам трещиноватости вдоль разрывных нарушений. Удельные дебиты немногочисленных скважин обычно не превышают 0,03 л/с, в зонах разломов достигая 2 л/с.

В пределах хр. Уралтау, где наблюдается довольно частая перемежаемость описанных выше двух групп пород, различия в водоносности проявляются на коротких расстояниях.

Известняки, доломиты и магнезиты, как и в других районах, наиболее трещиноваты до глубины 70-100 м. Трещины и карстовые каналы обусловливают неоднородную, но в целом более высокую водообильность карбонатов по сравнению с окружающими породами. Второй особенностью карбонатных пород является более низкое положение уровня подземных вод по сравнению с уровнем в окружающих породах. В связи с этим полосы карбонатных отложений играют роль дрен для окружающих пород. В них формируются сосредоточенные потоки подземных вод, которые движутся в направлении к более глубоко врезанной гидрографической сети, где и разгружаются в виде родников. В меньшей мере разгрузка осуществляется на контакте карбонатных пород и сланцевых толщ, расположенных ниже по склону и создающих препятствия на пути трещинно-карстовых вод. Дебит родников колеблется от 0,02 до 3600 л/с и отличается непостоянством в течение года. Наиболее крупные родники зафиксированы в долине р. Сим до 600 л/с и в долине р. Миньяр севернее г. Миньяр (1803600 л/с).

Интрузивные породы развиты на ограниченных участках. Они представлены гранитами, сиенитами, габброидами и ультраосновными порода-ми. Из кислых интрузий (γ) небольшие (не отмеченные на рис. 6) массивы гранитов и сиенитов, а также габброидов находятся вблизи Златоуста, Кусы и Бердяуша. По имеющимся данным глубина развития водопроводящих трещин в массивах обычно до 40-60 м, а в зонах разломов - до 150 м и более. По причине нахождения массивов на высоких гипсометрических отметках в приводораздельной части они очень слабо водообильны. Дебиты родников в этих частях до 0,3 л/с, удельные дебиты скважин до 0,15 л/с. В окраинных зонах массивов дебит родников достигает 5-10 л/с, а удельный дебит скважин - 0,3 л/с (рудник "Магнитка"). На Кусинском месторождении титаномагнетита из массива габброамфиболитов водоприток в шахту глубиной 300 м при длине основного штрека около 1000 м не превышает 20 л/с.

Ультраосновные породы (Σ) занимают значительную площадь юго-западнее г. Белорецк и представлены горными массивами Крака. Центральные части этих массивов сложены дунитами и перидотитами, которые занимают уплощенные водораздельные пространства и радиально расходящиеся от них узкие гребни, разделенные крутосклонными долинами эрозионной сети. Трещинно-грунтовые воды имеются лишь на выположенных водораздельных поверхностях, по периферии которых вдоль бровок крутых склонов из-под обломков, редко из трещин выходят родники с дебитом 0,0050,3 л/с. Острые гребни и крутые склоны долин ручьев лишены подземных вод. Краевые части массивов сложены серпентинитами. Они слагают волнистые участки рельефа, на которых глубина залегания подземных вод 1015 м. Водообильность пород характеризуется дебитами родников 0,10,5 л/с, а в пониженных местах на контактах со сланцами  до 1 л/с.

Восточно-Уральская группа бассейнов трещинных,

трещинно-пластовых и пластовых вод

Описываемая группа бассейнов в структурно-тектоническом отношении выделяется в пределах Магнитогорской, Восточно-Уральской и Зауральской мегазон, которые сложены эффузивными, осадочными, метаморфическими и интрузивными породами, преимущественно палеозойского возраста. В соответствии с составом пород, отличающихся характером водоносности, ниже приводится их описание.

В рыхлых щебнисто-суглинистых элювиально-делювиальных отложениях мощностью до 10 м, в преимущественно глинистых породах неогена, развитых пятнами в южной части территории, содержатся грунтовые воды или воды спорадического распространения. В аллювиальных четвертичных отложениях долины реки Урал и ее правых притоков распространены водообильные аллювиальные отложения, площадь развития которых на схеме (рис. 6) по условиям масштаба не показана. Менее водообильны эти отложения в долинах левых притоков р. Тобол. Однако, во всех случаях роль подземных вод этих отложений очень велика, учитывая, что удельные дебиты скважин, как правило, превышают 1 л/с.

Меловые и палеогеновые (K - P) отложения, залегающие в эрозионно-тектонических впадинах на юге территории в бассейне р. Таналык, обводнены спорадически. Среднеюрские (J₂) отложения также спорадически обводнены.

Нижне-среднекаменноугольный водоносный комплекс (C_1-2) в разрезе карбонатных и карбонатно-терригенных пород кизильской и уртазымской свит и их аналогов развит в Магнитогорской мегазоне. Это наиболее водообильные породы мегазоны. На их базе осуществляется водоснабжение городов Магнитогорск, Сибай и ряда более мелких населенных пунктов. Глубина развития трещин и карстовых каналов достигает 200 м. Удельные дебиты скважин в ряде точек превышают 50 л/с. Восточнее долины р. Урал аналоги описанных свит распространены локально, а породы их имеют невысокую водообильность. Водопроводящие трещины развиты до глубины 50 м, ниже водоносны только зоны тектонического дробления пород. Водообильность пород низкая. Дебиты родников 0,2-2 л/с, удельные дебиты скважин 0,005-2,7 л/с (преимущественно до 0,06 л/с). Приток воды в шахты глубиной 170-200 м от 5 до 80 м³/ч. Терригенные отложения девона и карбона в пределах Магнитогорской и Восточно-Уральской мегазон распространены небольшими участками. Разрез представлен песчаниками, конгломератами, алевролитами, сланцами преимущественно глинистыми, неравномерно переслаивающимися и содержащими прослои известняков, мергелей и кремнистых сланцев. Подземные воды в трещиноватой зоне терригенных пород находятся до глубины 60 м, в известняках  до 150 м, в зонах разломов  до 200 м. Водообильность пород незначительная. Дебиты родников 0,1-2 л/с, удельные дебиты скважин 0-2 л/с (преобладают до 0,05 л/с). Наиболее водообильны известняки.

Карбонатные породы силура, девона и карбона являются наиболее водообильными, они образуют ряд мелких бассейнов трещинно-карстовых вод. Водоносные породы представлены известняками с прослоями глинистых сланцев, аргиллитов, песчаников, конгломератов и туффитов. Породы смяты в складки и разбиты разрывными тектоническими нарушениями. С поверхности карбонатные породы перекрыты глинистым чехлом до 5 м, но местами в древних карстовых воронках  до 45 м, а в триасюрских депрессиях песчано-глинистыми отложениями - до 100200 м.

Глубина подошвы трещинно-карстовой зоны в породах обычно до 60 м, в ядрах антиклиналей может достигать 150 м. Воды преимущественно безнапорные, в глубоких карстовых понижениях, выполненных глинистыми осадками, обладают местным напором. Водообильность крайне изменчива. Дебит родников 0,1-2000 л/с, удельный дебит скважин 0,02-50 л/с.

Водоносная зона ордовикско-нижнекаменноугольных пород (O-C₁) выделяется в вулканогенно-осадочных отложениях ордовика, силура, девона и нижнего карбона. Она имеет самое широкое распространение в рассматриваемой группе бассейнов. Породы представлены базальтами, андезибазальтами и их туфами, дацитами, риодацитами и их туфами, туфобрекчиями, туфопесчаниками и туфоконгломератами, подчиненное значение имеют известняки, зеленые сланцы, прослои и горизонты кремнистых и глинистых сланцев, яшмоидов. В целом для толщ характерна дислоцированность и фациальная изменчивость. Преобладающая глубина распространения водопроводящих трещин обычно до 50 м, в известняках и кремнистых сланцах до 100150 м, местами и более. Ниже 100 м на участках сильной раздробленности пород водоносные локальные зоны могут иметь гидравлическую связь между собой. Разнообразие литологии и сложность рельефа предопределяют широкий диапазон водообильности описываемых толщ. В целом дебит родников колеблется от 0,02 до 25 л/с с преобладаниями до 0,5 л/с, удельные дебиты скважины 0,005-10 л/с (преобладают до 0,5 л/с), наиболее водообильными являются известняки и кремнистые сланцы, а также зоны разломов. В Полтаво-Брединском районе водоотлив из шахты глубиной 200 м в карбоновых терригенно-угленосных отложениях от 5 до 80 м³/час.

Метаморфические породы ордовика, силура, девона и карбона отличаются разнообразием состава и распространены преимущественно в Восточно-Уральской и Зауральской мегазонах. Породы смяты в складки, раздроблены многочисленными разломами и часто прорваны интрузиями, жилами и дайками, которые местами образуют жильные поля. Глубина развития водопроводящих трещин в складках от 20 до 60 м, в известняках и кремнистых сланцах до 100 м и более, а в зонах тектонических разломов до 200300 м. Известняки в таких зонах обычно закарстованы до глубины 6070 м. Имеются локальные полосы развития карбонатных пород шириной до 1 км. Зоны дробления и полосы карбонатных пород благодаря повышенной водопроводимости и мощности являются естественными дренами для окружающих пород меньшей водопроводимости. При общем преимущественно безнапорном характере подземных вод в линейных зонах дробления при наличии сверху глинистых элювиально-делювиальных отложений или глинистой коры выветривания, воды имеют местный напор.

Водообильность описываемого комплекса пород в целом невысокая из-за преобладающего распространения по площади сланцев. Дебиты родников обычно не превышают 3 л/с, в зонах разломов и закарстованных карбонатных пород  до 30 л/с, удельные дебиты скважин обычно до 0,3 л/с, в пределах указанных зон  до 2 л/с.

Водоносная зона трещиноватости интрузий кислого и среднего состава (γ, δ) широко распространена в Восточно-Уральской группе бассейнов. Почти все интрузивные массивы расположены на возвышенных участках рельефа, что не способствует накоплению в них трещинно-грунтовых вод. В связи с этим центральные части массивов в отдельных местах практически безводны. Особенно слабо водообильны массивы гранитов позднепалеозойского возраста. В краевых частях массивы гранитов и габброидов, как правило, рассечены многочисленными дайками и жилами, которые в результате проявления позднепалеозойских тектонических подвижек оказались интенсивно трещиноватыми, что отразилось в повышении водообильности интрузий. В связи с этим в краевых частях массивов дебиты родников до 6,9 л/с, а удельные дебиты скважин  6 л/с при мощности вскрытой ими трещинной зоны пород до 100 м. Повышенной водообильностью отличаются и зоны тектонических разломов, затрагивающих интрузивные массивы.

Водоносная зона трещиноватости интрузий ультраосновного и основного состава (Σ, δ) выделяется на локальных участках развития перидотитовых и серпентинитовых тел. Наиболее протяженные участки развиты с восточной стороны Главного Уральского разлома. Водообильность зоны трещиноватости пород невысокая.