Лекция №11. Основные принципы гидрогеологического районирования
Гидрогеологические структуры
Принципы гидрогеологического районирования территории
Краткая гидрогеологическая характеристика Пермского края
1. ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ СТРУКТУРЫ – название геологических структур, с которыми связаны тип, характер распространения и накопления подземных вод, условия их залегания, режим, запасы, ресурсы и т.д. Вода в силу своей подвижности заполняет геологическое пространство по трещинам, пустотам, порам и не может самостоятельно образовывать пространственные структуры. Поэтому правильнее говорить не о гидрогеологических, а о тектонических или геологических структурах, с которыми связаны резервуары, горизонты, комплексы и зоны подземных вод. Структуры тектонические 1 порядка - материки, океаны и зоны переходные между ними. Структуры тектонические 2 порядка - платформы (например, Восточно-Европейская), области складчатые (Алтае-Саянская), области геосинклинальные (Курило-Восточнокамчатская), в пределах океанов -талассократоны, пояса срединно-океанические. Структуры тектонические 3 порядка - в складчатых областях - складчатые системы (Уральская), срединные массивы (Омолонский), межгорные впадины; на платформах - антеклизы, синеклизы, авлакогены и др. Гидрогеологические структуры, соответствующие синеклизам и антеклизам выделяются соответственно в качестве артезианских бассейнов и артезианских сводов. Гидрогеологические структуры складчатых областей выделяются в качестве гидрогеологических складчатых областей (например, Уральская) с гидрогеологическими массивами, адмассивами, адартезианскими бассейнами, адартезианскими сводами. Гидрогеологические массивы представлены трещинными водами пород преимущественно магматического происхождения. Адструктуры представлены водами трещинного типа преимущественно в метаморфических и метаморфизованных породах.
2. Региональная гидрогеология занимается изучением закономерностей условий формирования, залегания, распространения подземных вод, а также их качества, количества в различных регионах территории России.
Под гидрогеологическими районами понимают территории, характеризующиеся общностью гидрогеологических условий. Выделение таких районов и составляет сущность гидрогеологического районирования, которое проводится в разном масштабе, с учетом разных факторов и целей.
Гидрогеологическое районирование территории позволяет познавать региональные гидрогеологические закономерности. В основу районирования положены в основном геолого-структурные признаки (литолого-фациальные, геоморфологические, тектонические, физико-географические), которые и определяют условия накопления, распространения, залегания, состав и минерализацию подземных вод в том или ином регионе. Выделяют области распространения различных типов бассейнов подземных вод по условиям скоплений: пластовых вод (артезианских и субартезианских), трещинных вод, трещинных и карстовых вод, трещинных и пластовых вод в отрицательных морфоструктурах, трещинных и пластовых вод в положительных морфоструктурах, трещинных и пластовых вод в вулканогенных супербассейнах.
Первые четыре типа бассейнов могут быть субаквальными (находящимися или образовавшимися под водой) или субаэральными (находящимися или образовавшимися в воздушной среде).
Гидрогеологическое районирование может предусматривать как раздельное районирование артезианских и грунтовых вод (аналитическое), так и комплексное. Комплексное районирование, применяемое обычно при обзорном и мелкомасштабном описании районов, основано на геолого-структурном принципе. При таком подходе рассматривают все воды района. Это соответствует принципу единства природных вод, поэтому в данном разделе принято комплексное структурно-гидрогеологическое районирование, которое учитывает таксономическую схему водоносных горизонтов, комплексов и этажей в геологическом пространстве, их вертикальные и горизонтальные подразделения.
На территории бывшего СССР выделены 19 крупных гидрогеологических областей, связанных с платформенными и горно-складчатыми сооружениями (рис.). В пределах платформенных областей выделяют районы первого и второго порядков (бассейны), приуроченные к щитам древних платформ и складчатым системам, составляющим фундамент молодых платформ, к краевым структурам платформ, к внутриплатформенным структурам (синеклизам, прогибам, антеклизам, валам). В гидрогеологических горно-складчатых сооружениях различают: области распространения бассейнов трещинных вод орогенной зоны с интенсивно восходящими движениями, области распространения бассейнов трещинных и трещинно-пластовых вод орогенной зоны, характеризующейся слабыми восходящими движениями, области распространения бассейнов трещинно-пластовых вод альпийского и тихоокеанского поясов с различной направленностью и интенсивностью движений. В гидрогеологических горно-складчатых областях также выделяют районы первого и второго порядков (бассейны), связанные с горными массивами, межгорными впадинами и склонами.
Рис. Схема гидрогеологического районирования: 1—границы и индексы гидрогеологических областей, 2—граница между современными океаническими и континентальными бассейнами подземных вод, 3—границы распространения многолетнемерзлых пород, 4—предполагаемые границы преимущественно сплошного распространения многолетнемерзлых пород. Гидрогеологические области платформ: I—Восточно-Европейсхая (Русская), III—Тураяская, VIII—Западно-Сибирская, X Восточно-Сибирская. Океанические платформы: XVII—Нансена; XVIII—Восточная (Гиперборейская). Гидрогеологические складчатые области: II—Карпатская и Крымско-Кавказская; IV—Копетдагско-Болыпе-балданская, V—Тяньшаньско-Джургаро-Памирская, ТУ - Центральноказахстансхая, VII— Тимано-Уральская, IX—Саяно-Алтайско-Енисейская, XI—Восточно-Сибирская, XII—Зейско-Буреинская, XIII—Сихоте-Алннская, XIV—Верохоянско-Чукотская, XV—Корякско-Камчатско-Курильская, XVI—Сахалинская. XIX—Таймырская
3. Территория Пермского края входит в Восточно-Европейскую гидрогеологическую область (Восточно-Русский артезианский бассейн) и Тимано-Уральскую гидрогеологическую складчатую область (Уральская область трещинных, трещинно-карстовых и трещинно-жильных вод).
Восточно-Русский артезианский бассейн расположен в Волго-Уральской антеклизе, Предуральском и Пачелмском прогибах и на восточном склоне Воронежской антеклизы. Фундамент в бассейне залегает в основном на глубине 1—5 км и только в Предуралье - на глубине 10км. В Восточно-Русском артезианском бассейне выделяются бассейны второго порядка: Волго-Камский, Сурско-Хоперский и Предуральский. В них широко развиты водоносные комплексы пермских, каменноугольных, девонских, вендских и верхнепротерозойских отложений. Пермские образования включают галогенные толщи. Все отложения содержат соленые воды и рассолы (до 300 г/л). Менее распространены верхнепермские, мезозойские и кайнозойские отложения, но в них содержатся пресные водоносные горизонты, широко используемые для водоснабжения. Бассейн богат промышленными рассолами (йод, бром и др.), минеральными лечебными водами типа «Ижевск».
Уральская область трещинных, трещинно-карстовых и трещинно-жильных вод характеризуется распространением грунтовых вод в трещинноватой зоне выветривания скальных пород. Воды грунтовые пресные и ультрапресные, дающие источники в понижениях рельефа. В этой области выделяются структуры второго порядка: бассейны трещинно-карстовых и трещинных вод Западно-Уральской зоны складчатости (в породах верхнего и среднего палеозоя); бассейны трещинно-жильных и трещинных вод Тагильско-Магнитогорского прогиба, Восточно-Уральского поднятия и Восточно-Уральского прогиба (в породах среднего и нижнего палеозоя); бассейны трещинных вод Централъноуралъского поднятия (в породах нижнего палеозоя и протерозоя).
В Западно-Уральской зоне складчатости преобладают карбонатные закарстованные породы, карст проявляется до глубины 300—400 м, а в Кизеловском районе до 1000 м. Трещинно-карстовые воды, питаемые атмосферными осадками и водами рек, разгружаются в долинах рек и шахтах в виде источников с дебитом до 25 л/с. Среднегодовые притоки воды в шахты Кизеловского угольного бассейна достигают 150—550 м3/ч. В зонах тектонических разломов резко возрастают водопритоки в шахты (1000—2000 м3/ч). В зонах антиклиналей, выходящих на поверхность, карстовые процессы менее интенсивно развиты и доходят до глубины 200—300 м, дебиты источников не превышают 30 л/с. Метаморфические и осадочно-вулканогенные породы нижнего палеозоя, кембрия и протерозоя, выходящие в ядрах антиклинальных поднятий, содержат трещинные воды в зоне выветривания, мощность которой достигает 30—60 м. Воды во всех породах пресные, гидрокарбонатные кальциевые и только в зонах тектонических разломов в девонских отложениях выходят солоноватые и соленые воды с сероводородом.
Использование и охрана подземных вод самостоятельно!!!