Характеристика водоносных горизонтов

Особенностью Днепровского артезианского бассейна, также является в пределах Воронежского поднятия смена пояса пресных вод системой гидрохимических поясов с нарастающим числом гидрохимических зон -- солоноватых, соленых, рассолов Внутренняя часть бассейна характеризуется сложным гидрохимическим разрезом с зоной рассолов в основании.

Наличие в глубоких частях бассейна зоны весьма затрудненного водообмена благоприятно для сохранения здесь газовых и нефтяных месторождений.

Отмечается также высокая температура (80--90°) артезианских вод в глубоких частях бассейна. Горячие воды (150°) были вскрыты на глубине свыше 2700 м в северо-западной части артезианского бассейна. Минерализация их 320 г/л Дебит скважины 50 л/сек.

подземный вода гидрогеологический горизонт

4. ХАРАКТЕРИСТИКА ВОДОНОСНЫХ ГОРИЗОНТОВ

В пределах бассейна дебиты скважин обычно не превышают 14,4-24,80 м3/час при понижении уровня на 2,8--6,0 м от статического.

Подземные воды сенон-туронского водоносного горизонта характеризуются малой минерализацией и относятся к типу гидрокарбонатно-кальциевых вод.

В бассейне, где по зонам тектонических разломов происходит разгрузка высокоминерализованных вод палеозойских отложений, подземные воды сенон-туронского водоносного горизонта нередко обогащаются хлоридами натрия и приобретают четко выраженные черты хлоридно-натриевых вод с минерализацией до 4,2--6,4 г/л и более.

Так, например, в долинах р. Птичи, к югу от г. Глусска, в результате подтока минерализованных вод палеозойских отложений, подземные воды сенон-туронских отложений имеют относительно высокую минерализацию, достигающую 4,2 г/л и более (табл. 18) и относятся к типу хлоридно натриевых вод.

В скважине Речицкого района, расположенного вблизи зоны тектонических разломов, ограничивающих Припятскую впадину с севера, подземные воды сенон-туронских отложений относятся к хлоридно натриевому типу с минерализацией 6,4 г/л. Повышенная минерализация подземных вод сенон-туронских отложений наблюдается также в долине Случи, к югу от дер. Милевичи Лунинецкого района, в долине Припяти к югу от г. Петрикова, в долине Словечно к западу от ст.

Словечно и в ряде других пунктов, что свидетельствует о значительном влиянии разгружающихся минерализованных вод палеозойских отложений на формирование химического состава и общей минерализации подземных вод сенон-туронских отложений.

В санитарном отношении подземные воды сенон-туронского водоносного горизонта характеризуются высокими показателями, позволяющими считать качество этих вод безупречным.

В юго-восточных районах Могилевской, на востоке Гомельской и на западе Брестской областей водоносный горизонт сенон-туронских отложений играет большую роль в водном хозяйстве названных районов. Небольшая глубина залегания (50--100 м), относительно высокая водообильность и вполне удовлетворительное качество подземных вод сенон-туронского горизонта позволяют отнести его, на территории указанных районов, к числу основных водоносных горизонтов.

На территорииСеверной части Припятско-Днепровского артезианского бассейна и южного склона Белорусского гидрогеологического массива юрские отложения представлены пестрым комплексом пород, в составе которых выделяют две литологически различные толщи: нижнюю -- песчано-глинистую и верхнюю известняково-мергелистую. Песчано-глинистая толща мощностью от 6--8 до 100 м, сложена в основном глинами с прослоями песков и слабосцементированных песчаников.

Известняково-мергелистая толща мощностью от нескольких метров до 140 м имеет менее широкое распространение и сложена известняками и мергелями, с подчиненными прослоями песков и песчаников в верхней части разреза. Водовмещающими породами этой толщи являются трещиноватые разности песчаников и мелко-, среднезернистые пески. Мощность водовмещающих отложений колеблется в широких пределах, но в изменении ее не наблюдается той закономерности, с которой связано изменение общей мощности юрских отложений, обусловленное геоструктурными особенностями района. Резкие колебания мощности водовмещающих отложений вызываются фациальными изменениями юрских отложений, в результате которых водовмещающие отложения нередко уменьшаются в мощности или вовсе выклиниваются, замещаясь глинами. Вследствие частого выклинивания водоносных прослоев они не образуют сколько-нибудь выдержанного по простиранию водоносного горизонта. В пределах Припятско-Днепровского артезианского бассейна, подземные воды, заключенные в различных стратиграфических горизонтах юрских отложений, имеют спорадическое распространение и в отличие от западных районов водосодержащие породы характеризуются значительно меньшей водообильностью.

В местах глубокого погружения юрских отложений, как например, в восточной части Припятско-Днепровского артезианского бассейна, где юрские отложения погружаются на глубину до 320 м и более, подземные воды могут иметь более высокую минерализацию.

Триасовые отложения, представленные в основном глинами, являются практически безводными.

На территории Северной части Припятско-Днепровского артезианского бассейна они играют роль регионального водоупора, разделяющего подземные воды мезозойских и палеозойских отложений.

В отдельных пунктах Северной части Припятско-Днепровского артезианского бассейна в разрезе триасовых отложений были встречены маломощные и слабоводообильные водоносные прослои невыдержанного распространения.

В пределах Северной части Припятско-Днепровского артезианского бассейна подземные воды пермских отложений залегают на глубине от 471,5 до 923 м от поверхности земли. Погружение водоносных горизонтов, как и всей толщи пермских отложений, наблюдается с северо-запада на юго-восток; в этом направлении увеличивается и их мощность. У северо-западной границы распространения мощность их не превышает 135--200м.

Водосодержащие толщи песков и песчаников пермских отложении были опробованы в шести поисково-разведочных скважинах, расположенных в разных районах Припятской впадины. Подземные воды, заключенные в этих горизонтах, имеют высокую минерализацию, которая в зависимости от глубины залегания опробованных горизонтов изменялась от 38 до 145 г/л (табл. 24) и относится к типу хлоридно-натриевых вод (рассолов).

Водообильность водоносных горизонтов пермских отложений очень малая. При испытании скважин, доведенных до водоносных горизонтов, водовмещающими отложениями которых являются пески и песчаники, дебиты их не превышают 3,0--5,9 м3/час при понижении уровня на 60--55 м от статического. Пьезометрические уровни находятся на глубине 35--50 м от поверхности земли или на отметках 76,4--110,8 м абс. высоты.

Питание подземных вод пермских отложений происходит в краевых частях их распространения, в пределах западной и южной частей Белорусского гидрогеологического массива, а также на северной, окраине Украинского гидрогеологического массива за счет поступления подземных вод из вышележащих водоносных горизонтов. Каменноугольные отложения распространены на севере и северо-западе Украины, где они выполняют наиболее глубокую часть Припятско-Днепровского артезианского бассейна. Залегают отложения карбона на размытой поверхности, верхнего девона или непосредственно на кристаллических породах фундамента и перекрываются мощной толщей песчано-глинистых отложений перми и мезо-кайнозоя. Мощность карбона в зависимости от рельефа поверхности подстилающих пород верхнего девона изменяется в широких пределах. На солянокупольных поднятиях она варьирует от 0,0 до 100,0 м; в межкупольных понижениях мощность их достигает 679--1472 м и более. В общем же изменение мощности карбона наблюдается с запада на восток и от периферии к центру впадины.

В составе каменноугольных отложений в пределах Северной части Припятско-Днепровского артезианского бассейна выделяются средний и нижний отделы. Питание подземных вод карбона осуществляется по периферии бассейна за счет перетекания подземных вод из вышележащих водоносных горизонтов перми и мезо-кайнозоя.

Отложения фаменского яруса верхнего девона на территории распространены в пределах Северной части Припятско-Днепровского артезианского бассейна и северо-западной части Украины. Литологически они делятся на три толщи: надсолевую, верхнесолевую и межсолевую. Надсолевая толща представлена преимущественно глинами с подчиненными прослоями мергелей, доломитизированных известняков и доломитов. В нижней части надсолевой толщи встречаются прослои и пропластки гипса. Общая мощность надсолевых отложений колеблется от 20--150 до 550--750 м. Фильтрационная способность глин очень мала и в связи с этим прослои известняков и доломитов, залегающие в толще глин, являются безводными или содержат слабоводообильные горизонты.

В северо-западной части Припятской впадины водоносность надсолевых отложений отмечена лишь в самых верхних ее горизонтах. Водообильность верхних горизонтов надсолевой толщи в указанных пунктах оказалась ничтожно малой.

В юго-восточной части Припятско-Днепровского артезианского бассейна, непосредственно над солью залегает пачка серых песчаников с прослоями алевролитов и глин, обводненность надсолевых отложений больше, чем в северо-западной ее части. Подземные воды надсолевых отложений в этой части прогиба были опробованы в районе городов Мозыря, Ельска, Наровли и некоторых других пунктах.

Малой водообильностью надсолевые отложения характеризуются и в юго-восточной части Припятско-Днепровского артезианского бассейна.

В северной части Припятско-Днепровского артезианского бассейна, где надсоленосные отложения залегают на небольшой глубине (60 -- 120 м) и относительно промыты и выщелочены, подземные воды этих отложений имеют обычно малую минерализацию и относятся к типу гидро-карбонатно- кальциево-магниевых или хлоридно-гидрокарбонатно-суль-фатно-натриево- кальциевых вод, с минерализацией от 0,318 до 1,214 г/л. По мере погружения надсоленосных отложений под мощную толщу каменноугольных отложений промытость их становится меньшей и в связи с этим приуроченные к ним подземные воды переходят в высококонцентрированные рассолы, минерализация которых резко возрастает с глубиной.

Верхнесоленосная толща сложена каменной и калийной солями с тонкими прослоями зеленовато-серых глин, реже мергелей и глинистых известняков. Прослои песчаников встречаются главным образом в восточной части Припятско-Днепровского артезианского бассейна. Прослои глин, мергелей, глинистых известняков и песчаников в толще солей занимают обычно подчиненное значение, но на Заозерной структуре, а также в районах, расположенных к северу и северо-западу от Наровли и Ельска, терригенные и карбонатные породы составляют до 40--50% и более от общей мощности соленосной толщи.

Соленосные отложения являются водонепроницаемыми породами и поэтому с гидрогеологической точки зрения они вместе с надсоленосными отложениями могут рассматриваться как совершенный водоупор, достаточно выдержанный на всей площади Припятско-Днепровского артезианского бассейна. Взаимосвязь подземных вод, залегающих выше и ниже этого водоупора, может осуществляться лишь по тектоническим разломам или в прибортовых частях впадины, где соли выклиниваются и заме¬щаются терригенными и карбонатными, хорошо водопроницаемыми породами .

На территорииСеверной части Припятско-Днепровского артезианского бассейна подземные воды из отложений верхнесолевой толщи получены в Мозырской опор ной скважине и в нескольких поисково-разведочных скважинах н: Ельской структуре.

В терригенных прослоях, залегающих в нижни; горизонтах верхнесоленосной толщи, заключены рассолы хлоридно натриевого и хлоридно-кальциевого состава, с минерализацией около 314--335 г\л.

Характерной особенностью подземных вод низов верхнесолевой толщи является относительно малая степень их метаморфизации, чтс свидетельствует о связи рассолов с подземными водами вышележащих водоносных комплексов. Рассолы содержат большое количество брома йода, стронция и других микроэлементов.

Подземные воды верхней соленосной толщи имеют довольно высокую температуру, изменяющуюся не только с глубиной, но и по площади распространения.

Питание подземных вод верхней соленосной толщи происходит, по-видимому, в прибортовых частях впадины, где соли замещены хорошо водопроницаемыми терригенными и карбонатными породами, а также по зонам тектонических разломов, по которым происходит водообмен и перетекание подземных вод из вышележащих водоносных комплексов.

Межсолевая толща в северо-западной части Припятско-Днепровского артезианского бассейна, представлена в верхней своей части в основном ангидритами с подчиненными прослоями серых крепких доломитов, реже плотных известняков мощностью до 97,0 м.

В нижней части -- плотными доломитами, доломитизированными, часто кавернозными известняками и ангидритами с редкими прослоями глин и песчаников общей мощностью 9,1 -- 84,0 м.

Подземные воды фаменского яруса верхнего девона на территории Северной части Припятско-Днепровского артезианского бассейна не образуют сколько-нибудь выдержанных по мощности и простиранию водоносных горизонтов. Они залегают в виде линз и маломощных, часто выклинивающихся по простиранию прослоев разной мощности среди водонепроницаемых глин, солей и мергелей. Водоносные прослои и линзы, приуроченные к одним и тем же стратиграфическим горизон¬там, часто залегают на различных уровнях, в распределении которых не наблюдается никакой закономерности. Подземные воды, заключенные в рассматриваемых толщах, характеризуются различным химическим составом и минерализацией, изменяющейся по мере погружения этих отложений под мощную толщу каменноугольных отложений.

На территорииСеверной части Припятско-Днепровского артезианского бассейна отложения франского яруса литологически делятся на три толщи: верхнюю--' соленосную (ливенский и евлановский горизонты), среднюю -- карбонатную, сложенную доломитами, доломитизированными известняками и ангидритами с прослоями глин (евлановский, воронежский, петинский, семилукский и верхнещигровский горизонты) и нижнюю терригенную толщу, представленную песками и песчаниками нижнещигровского (швентойского) горизонта.

Соленосная толща франского яруса, являющаяся нижней соленос-ной толщей в разрезе верхнего девона Припятско-Днепровского артезианского бассейна, играет роль регионального водоупора, разделяющего подземные воды нижних горизонтов франского яруса и вышележащих отложений фаменского яруса верхнего девона.

Карбонатная толща франского яруса на территории Северной части Припятско-Днепровского артезианского бассейна залегает под соленосной толщей и поэтому носит название подсолевых отложений. Глубина залегания ее колеблется в весьма широких пределах, на северо-западной окраине бас¬сейна она варьирует от 79 до 233 м. В центральной его части глубина залегания этих отложений колеблется от 1614--2382 до 2344--2683 м. Мощность подсолевых отложений изменяется в меньших пределах.

В пределах Северной части Припятско-Днепровского артезианского бассейна карбонатная толща франского яруса содержит подземные воды и высококонцентрированные рассолы разного химического состава. Минерализация подземных вод и рассолов увеличивается по мере погружения их от периферии к осевой части артезианского бассейна. В северо-западной части Припятско-Днепровского артезианского бассейна, где глубина залегания отложений франского яруса не превышает 190--233, подземные воды относятся к типу гидрокарбонатных.

В пределахСеверной части Припятско-Днепровского артезианского бассейна водоносность швентойско-тартуских отложений малоизучена. Имеющиеся материалы позволяют указать, что гидрогеологические условия швентойско-тартуских отложений характеризуются весьма слабым или почти полным отсутствием водообмена с земной поверхностью, в связи с чем здесь формируются только высококонцентрированные рассолы разного химического состава и минерализации.

Швентойско-тартуский водоносный комплекс в пределах Северной части Припятско-Днепровского артезианского бассейна был опробован в интервале 2565--2578 и 2660--2665 м. На указанных глубинах содержатся высококонцентрированные рассолы хлоридно-натриевого и хлоридно-кальциевого типа с минерализацией до 354 г/л и температурой более 50° С.

Рассолы содержат большое количество брома (3821 мг/л), йода (31,0 мг/л) и стронция (1704 мг/л). При откачке, приток воды при понижении уровня на 441,0 м от статического не превышал в скважину составлял 12 мг/час при понижении уровня на 280 м от статического. В других скважинах, приток воды при понижении уровня на 441,0 м от статического не превышал 2,4 м3/час. Эти рассолы могут представлять интерес как сырье для химической промышленности.

5. закономерности распространения и формирования подземных вод Восточно-европейской платформы

Одной из глазных закономерностей размещения подземных вод Восточно-Европейской платформенной области является их зональность (гидродинамическая, гидрохимическая, гидротермическая и др.). Выявляются два взаимно связанных «геометрических» вида зональности подземных вод -- горизонтальная и вертикальная. Первая отчетливо выступает на картах грунтовых вод. Вторая четко фиксируется в артезианских бассейнах, и на гидрогеологических разрезах-профилях.

Формирование подземных вод происходило под воздействием комплекса физико-географических и геологических факторов на протяжении многих веков развития платформенной области, в связи с чем вертикальная зональность является унаследованной от прошлых эпох. Для современной земной поверхности характерна широтная зональность.

Примером влияния климатических факторов в прошлом и на современном этапе является возрастание глубины залегания изотермических поверхностей по меридиану в северном направлении, а по параллели -- с запада на восток.

Учитывая преобладающее влияние современных физико-географических факторов на верхнюю часть гидрогеологического разреза, представляется целесообразным раздельное описание зональности грунтовых. и артезианских вод.

Горизонтальная (широтная) зональность грунтовых вод

Вся северная часть Восточно-Европейской равнины входит в зону избыточного увлажнения, где широко развиты хорошо проницаемые аллювиальные и флювиогляциальные отложения, и пополнение грунтовых вод происходит почти исключительно за счет инфильтрации атмосферных осадков и талых вод. Южная часть (лесостепь и степи) входит в зону неустойчивого увлажнения. Здесь питание грунтовых вод происходит путем прямой инфильтрации, а также в результате конденсации и молекулярно-гравитационного перемещения влаги, особенно на участках более глубокого залегания грунтовых вод под покровом слабопроницаемых лёссовых пород. С севера на юг условия питания грунтовых вод ухудшаются как в связи с изменением климатической обстановки, уменьшением количества осадков (увеличение дефицита влажности воздуха и усиление способствующих испарению ветров), так и в результате увеличения мощности затрудняющих инфильтрацию покровных глинистых пород.

Под влиянием изменения физико-географических условий минерализация грунтовых вод постепенно возрастает с севера на юг, и пресные гидрокарбонатные воды севера и центральных районов (гумидная зона) на юге и юго-востоке замещаются водами солоноватыми смешанного состава (степная зона) и солеными водами сульфатного и хлоридного состава (аридная зона). В том же направлении в зависимости от геоструктурных, геоморфологических и климатических условий увеличивается глубина залегания уровня грунтовых вод от 0 до 20--50 и 80 м. Наименьшие глубины залегания грунтовых вод характерны для северной части равнины зоны избыточного увлажнения и для долин рек в зоне недостаточного увлажнения. Максимальные глубины наблюдаются в южной части равнины в районах развития лёссовидных суглинков и в пределах возвышенностей (Средне-Русская, Волыно-Подольская, Высокое Заволжье и Уфимское плато).

В пределах Восточно-Европейской равнины четко выделяются две области грунтовых вод: ледниковая и внеледниковая.

Ледниковая область, подвергавшаяся неоднократному оледенению {днепровское, московское, валдайское и др.), находясь в зоне избыточного увлажнения с низкой испаряемостью и с ландшафтом тундры и тайги, характеризуется распространением грунтовых вод преимущественно в морских суглинках, озерно-ледниковых, флювиогляциальных, зандровых, а также в аллювиальных отложениях долин крупных рек. На возвышенных участках доледникового рельефа ледниковые отложения отсутствуют или незначительны по мощности, и грунтовые воды содержатся в до четвертичных породах. В понижениях доледникового рельефа мощность ледниковых отложений достигает 200--300 м. Эрозионные врезы в ледниковой области обычно не превышают 10--20 м, что обусловливает близкое залегание грунтовых вод и слабую промытость пород. Здесь формируются преимущественно пресные гидрокарбонатные кальциевые воды.

Внеледниковая область, располагающаяся преимущественно в зоне засушливых степей, полупустыни и пустыни с недостаточным и неустойчивым увлажнением, характеризуется большим разнообразием геологического строения.

Грунтовые воды на большей части этой области приурочены к маломощной толще четвертичных (аллювиальные и морские пески, делювиальные и лёссовые суглинки) отложений и различным до четвертичным породам от плиоцена до докембрия включительно.

Внеледниковая область характеризуется глубоким эрозионным врезом до 100--150 м и более, что обусловливает глубокое залегание грунтовых вод и промытость пород по сравнению с ледниковой областью. Здесь формируются преимущественно грунтовые воды с повышенной и высокой минерализацией сульфатного и хлоридного состава.

В соответствии с этим на Восточно-Европейской равнине выделяется семь субширотных зон грунтовых вод. Четыре из них расположены в ледниковой области, три других -- во внеледниковой.

1. Зона надмерзлотных (сезонных) вод тундры Севера и неглубоких вод тундры Кольского полуострова распространена узкой полосой вдоль побережья Белого моря в пределах развития многолетней, преимущественно островной мерзлоты. Формируются они в различных четвертичных (аллювиальных, морских, озерно-аллювиальных) отложениях и дочетвертичных породах, где на глубине не более 1 м существуют лишь в теплое время года; водоупором служат обычно мерзлые грунты. Для этой зоны характерны обширные площади сплошного заболачивания.

Грунтовые воды, не замерзающие в течение всего года, развиты лишь на отдельных участках в аллювиальных и флювиогляциальных песках мощностью 5--10 м. В тундре Кольского полуострова грунтовые воды типа «верховодки» содержатся в маломощной толще опесчаненной морены или в верхней разрушенной зоне кристаллических пород. Воды ультрапресные с минерализацией до 0,06, реже до 0,1 г/л гидрокарбонатного кремниевого состава с большим содержанием органики. В прибрежной морской полосе вследствие привноса солей с моря химический состав грунтовых вод довольно пестрый.

2. Зона грунтовых вод ледниковой области с молодым рельефом последнего оледенения распространена в северной части Восточно-Европейской .равнины в зоне избыточного увлажнения с преобладанием ландшафта тайги, а в южной небольшой части -- смешанных лесов.

Неоднократные оледенения на этой территории почти полностью снивелировали доледниковый рельеф, лишь отдельные выступы древних структур, сложенных скальными дочетвертичными породами (Силурийское плато, Белозерское каменноугольное плато, выходы докембрийских кристаллических пород Кольского полуострова), сохранились в виде возвышенностей. На большей части территории преобладают молодые аккумулятивные формы рельефа, связанные с последним (валдайским) оледенением (моренные, зандровые и озерно-ледниковые равнины, холмистые краевые ледниковые образования-- конечные морены, камы, озы, друмлины).

По скоплениям грунтовых вод в этой части ледниковой области выделяются следующие подзоны:

а. Грунтовые воды на большей части территории формируются в линзах и прослоях песков и супесей в толще валунных суглинков, во флювиогляциальных и озерно-ледниковых песчаных отложениях валдайского, а в южной и юго-восточной частях московского оледенений. Развит преимущественно один горизонт морены валдайского оледенения.

Грунтовые воды донной морены валдайского оледенения, так же как и воды в тонких прослоях мелкозернистых песков озерно-ледниковых отложений, имеют спорадическое распространение и незначительные ресурсы. Глубина залегания от 2--3 до 10 м. Более обильные горизонты грунтовых вод содержатся в озовых и конечно-моренных песчаных холмах и грядах, перекрывающих верхнюю морену, но распространены они лишь .на отдельных участках. Обильный межморенный водоносный горизонт, залегающий между валдайской и московской моренами, развит лишь на участках погребенных доледниковых впадин. При наличии суглинистого покрова на обширных участках развития валдайской морены формирования выдержанных обильных горизонтов грунтовых вод в этих отложениях не происходит.

б. В пределах обширных аллювиальных и флювиогляциальных равнин в древних долинах рек Сев. Двины, Мезени, Онеги, Сухоны, Мологн и их крупных притоков, приуроченных к понижениям в дочетвертичном ложе, формируются мощные потоки грунтовых вод. Придолинные песчаные равнины являются главными путями стока поверхностных и грунтовых вод с окружающих моренных равнин. Близость грунтовых вод к поверхности земли (0--3 м) вызывает заболачивание на обширных площадях.

в. На участках древних возвышенностей (Силурийское, Каменноугольное и Белозерское плато), сложенных сильнотрещиноватыми закарстованными породами, формируются обильные карстово-пластовые, и трещинно-пластовые грунтовые воды, залегающие на глубине преимущественно от 5 до 25 м.

г. Грунтовые воды флювиогляциальных и озерно-ледниковых песчаных отложений в краевых ледниковых образованиях конечных морен и в донной морене, развитых к югу от Силурийского и Белозерского плато. Здесь древние возвышенности перекрыты толщей двух- и трех- моренным комплексом ледниковых отложений мощностью до 150--200 м, а на отдельных площадях до 300 м. В отличие от северной части ледниковой области здесь широко .распространены конечно-моренные гряды широтного и северо-восточного направлений. Водообильность отдельных горизонтов и глубина залегания грунтовых вод здесь резко изменяются даже на коротких расстояниях от нуля в межгрядовых понижениях, где воды, часто выступая на поверхность, сливаются с болотными водами, до 10--20 м в данной морене и до 30--50 м на вершинах холмов конечно-моренных гряд. Большие запасы грунтовых вод скапливаются в аллювиальных и флювиогляциальных песчаных отложениях в долинах рек Немана, Березины, Днепра, Верхней Волги и др., а также в мощных толщах зандровых песков по краю конечно-моренных Гряд.

д. Грунтовые воды в маломощных четвертичных отложениях на кристаллических породах Балтийского щита по северо-западной окраине ледниковой области, где кристаллические породы фундамента нередко выходят на поверхность. Здесь .развит один горизонт валдайской морены, озовые и конечно-моренные гряды. Эта часть территории входит в зону избыточного увлажнения с преобладанием ландшафта тундры, а в центральной и южной частях -- тайги.

На Кольском полуострове грунтовые воды формируются в аллювиальных и делювиальных отложениях и в коре выветривания -- элювия массивно-кристаллических пород и метаморфических сланцев. Глубина залегания уровня воды от 0 до 10, реже до 20 м. Значительных запасов воды здесь не образуется. В Карелии грунтовые воды формируются в коре выветривания массивно-кристаллических пород, в песчаных разностях маломощной толщи морены, в озоновых, конечно-моренных флювиогляциальных и аллювиальных песчаных отложениях с глубиной залегания уровня 0--2, реже до 10 м и более.

Следовательно, на обширной территории в ледниковой области с молодым ледниковым ландшафтом при наличии обильных осадков, низкой испаряемости и неглубокого эрозионного вреза на различных ее участках в виду различного литологического состава водовмещающих пород формируются грунтовые воды, неодинаковые по запасам и глубине залегания, однако все они пресные с минерализацией от 0,1 до 0,5 г/л, но с повышенным содержанием железа -- до 3--5 мг/л.

3. Зона грунтовых вод аллювиальных и флювиогляциальных отложений зандровых равнин (полесий) распространена вдоль южного края последнего оледенения в Припятском и Деснинском полесьях, Мещерской, Мокшинской, Унженско-Ветлужской и других низменностях и далее на северо-востоке в зандровых полях Притиманья. Мощные грунтовые потоки в песчано-гравийных аллювиально-флювиогляциальных отложениях, слагающих южные полесья (Припятское, Деснинокое), часто гидравлически связаны с водами дочетвертичных отложений. В Припятском полесье мощность единой водоносной песчаной толщи с уровнем воды почти у поверхности земли составляет около 200 м. На окских и волжских низменностях (Мещерской, Мокшинской, Ветлужской и др.) и в полосе северо-восточных равнин обводненная толща песчаных отложений мощностью до 20--30 м залегает на морене максимального оледенения.

Для всей зоны зандровых полесских равнин характерно неглубокое залегание зеркала грунтовых вод (0--3 м), наличие обширных болот и обилие озер. Грунтовые воды пресные (0,15--0,3 г/л), преимущественно гидрокарбонатные кальциевые, и лишь на отдельных участках, при подтоке минерализованных вод из глубоких водоносных горизонтов, минерализация грунтовых вод несколько повышается и соответственно изменяется их химический состав.

Зона грунтовых вод с древним ледниковым рельефом распространена к югу от полосы зандровых полесских равнин и простираются в виде двух языков (Днепровского и Донского), вклинивающихся во внеледниковую область открытых степей с недостаточным увлажнением. Грунтовые воды приурочены к нижней части покровных и лёссовых суглинков, реже с опесчаненным разностям морены, залегают на глубине 3--25 м, их ресурсы незначительны. На большей части территории воды пресные (до 1 г/л) гидрокарбонатные кальциевые, в южном и юго-восточном направлениях, в степной части, минерализация постепенно возрастает и воды переходят в сульфатные.

Зона грунтовых вод в маломощной четвертичной толще и в различных по литологическому составу отложениях дочетвертичного возраста на западе и северо-востоке внеледниковой области характеризуется неодинаковыми условиями в различных своих частях

а. Грунтовые воды в покровных, аллювиальных и делювиальных песчано-суглинистых отложениях и в дочетвертичных породах развиты на обширных площадях Волыно-Подольской, Средне-Русской, Приволжской возвышенностей, Вятско-Камских Увалов и плато -- Уфимского и Высокого Заволжья. Четвертичные отложения характеризуются незначительными ресурсами и минерализацией воды обычно до 1 г/л, тогда как в малых речных долинах воды аллювиальных отложений часто имеют повышенную минерализацию (до 10 г/л). Большое значение имеют грунтовые воды дочетвертичных отложений в районе Волыно-Подольской возвышенности, где они заключены преимущественно в песчано-глинистых отложениях неогена (сарматских, меотических, понтических, миоценовых); в южных частях Средне-Русской и Приволжской возвышенностей -- в песчаных отложениях мела и юры, в трещиноватых и закарстованных мергельно-меловых отложениях, в песках, песчаниках и опоках палеогена; в районах Уфимского плато, Вятско- Камских Увалов, плато Высокого Заволжья и северной части Приволжской возвышенности-- преимущественно в пермских пестроцветных песчано-глинистых и известняково-доломитовых отложениях. В пестроцветных породах в связи с их частой фациальной изменчивостью грунтовые воды распространены спорадически, их ресурсы незначительны, а в сильно закарстованных породах артинского, кунгурского и казанского ярусов в средне- и нижнекаменноугольных отложениях (на Самарской Луке) содержатся обильные карстовые воды, выходящие по долинам рек в виде мощных ключей. Грунтовые воды возвышенных плато, интенсивно дренируемых долинами рек, балками и оврагами, залегают на значительной глубине от поверхности земли (50--100 м), обычно они пресные гидрокарбонатные кальциевые. С повышенной и высокой 'минерализацией воды заключены в гипсоносных отложениях тортона на Волыно-Подольской возвышенности. Пресные воды в пермских отложениях приурочены преимущественно к верхней части разреза, наиболее промытой и расположенной выше современного уреза речной сети.

б. В аллювиальных и озерных отложениях в долинах крупных рек -Волги, Дона, Днепра, Камы, Вятки, Белой и их притоков формируются обильные грунтовые потоки в мощной толще песчано-гравийных и галечных отложений. Грунтовые воды аллювиальных отложений крупных речных долин с глубиной залегания 1--10 м обычно пресные (до 1 г/л), в малых речных долинах часто солоноватые (до 3 г/л) или соленые (до10 г/л).

в. Грунтовые воды в элювиальных, делювиальных отложениях и в коре выветривания дислоцированных осадочных пород распространены 'в районах Донбасса, Прикарпатья На плато и их склонах в элювиально-делювиальных отложениях и в лёссовых суглинках скапливаются грунтовые воды, которые образуют подвешенные горизонты типа «верховодки». Глубина залегания уровня воды изменяется от нескольких до 20 м и более, минерализация до 1 г/л и редко более.

6. Зона грунтовых вод в мощном покрове лессов и лёссовых пород в зоне недостаточного увлажнения (степь) также неоднородна.

а. На Азово-Черноморской низменности, в Степном Крыму, в пределах Полтавского лессового грунтовые воды приурочены к мощной толще лёссов и лёссовидных суглинков и супесей, залегающих на красно-бурых глинах. Воды часто не имеют сплошного зеркала и залегают на разных глубинах --от 0,5 до 5 м. В районе Сиваша от 20--50 до 80 м на других площадях. В лесостепной зоне преобладают пресные воды, преимущественно гидрокарбонатные. В области открытых степей с недостаточным увлажнением (к югуот линии Котовск-- Первомайск -- Кировоград -- Лозовая) в большинстве случаев воды солоноватые (1--3 г/л) различного химического состава-- гидрокарбонатные натриевые, сульфатные натриевые и реже сульфатные кальциевые; пресные воды здесь встречаются лишь по вершинам балок, под степными блюдцами и лиманами, где условия питания талыми водами наиболее благоприятны. Вдоль берегов Черного и Азовского морей и в районе Сивашей минерализация грунтовых вод возрастает до 3--4 г/л, вода преимущественно хлоридная натриевая, что связано с близостью моря, откуда с водной пылью в атмосферу поступает значительное количество солей.

Особое положение занимают площади развития сыртовых глин, где грунтовые воды отсутствуют, а напорные, заключенные в подсыртовых песках, залегают на значительной глубине.

б. Грунтовые воды в лёссах и лёссовидных суглинках и супесях, залегающих на кристаллических породах, развиты на обширной водораздельной площади между Днепром и Южным Бугом в пределах Украинского кристаллического щита. Однако постоянный горизонт грунтовых вод выдерживается лишь на широких водоразделах, где в основании залегают водоупорные глины. На участках, где лёссы залегают на кристаллических или водопроницаемых осадочных породах, они сдренированны, и грунтовые воды приурочены к трещиноватой толще кристаллических пород и их коре выветривания или к осадкам плиоцена. Глубина залегания уровня воды 5--25 м, минерализация 1--3 г/л и более.

7. Зона грунтовых вод морских и аллювиально-делювиальных равнин Прикаспия. Здесь воды содержатся в хвалынских и хазарских песчано-глинистых и аллювиальных, озерных и дельтовых песчано-суглинистых отложениях, залегая близко от поверхности земли (преимущественно 0--5 м на равнинах и 0--25 м на участках с эоловым рельефом). Характерно широкое развитие грунтовых вод с концентрацией хлоридных и сульфатных солей от 3 до 200 г/л. Пресные и солоноватые воды (до 1 и 1--3 г/л) формируются лишь .в виде линз, плавающих на соленых водах отдельных участков в понижениях рельефа (лиманах, межбарханных понижениях и вдоль русел Волги, Урала и их притоков), куда стекают атмосферные осадки и талые воды.

Таким образом, распространение и формирование грунтовых вод на Восточно-Европейской равнине тесно связано с зонами увлажнения и с ландшафтными зонами, которые получили отражение на схеме грунтовых вод.

Наиболее четко широтная зональность грунтовых вод в тесной связи с ландшафтной и климатической зональностью нашла отражение в степени минерализации и химическом составе грунтовых вод. Грунтовые воды питаются преимущественно атмосферными осадками и химический состав их формируется за счет выщелачивания из водоносных пород ионов кальция, магния и хлора. В северных и центральных районах, где выпадает большое количество осадков (до 600 мм и более), а испарение незначительное и горные породы наиболее выщелочены, развивается гидрокарбонатный тип грунтовых вод, причем минерализация воды обычно не превышает 0,5 г/л. Южнее, в зоне лесостепи и главным образом степи, где количество осадков уменьшается до 400 мм в год и породы промываются медленнее, формируются грунтовые воды сульфатного типа с минерализацией 1--3 гул. В южных и юго-восточных районах, в которых выпадает «малое количество осадков (до 240 мм), грунтовые воды преимущественно хлоридные с минерализацией до 10-- 24 г/л в Причерноморской низменности и до 150--200 г/л в Прикаспии.

В целом на территории Восточно-Европейской равнины по степени минерализации и преобладающему (эквивалентно) аниону выделяются пять гидрохимических зон грунтовых вод.

Зона ультрапресных гидрокарбонатных вод тундры (совпадающая с почленной тундровой зоной) с минерализацией до 0,2 г/л, с высоким содержанием кремнекислоты и органических веществ.

Зона пресных гидрокарбонатных кальциевых вод с минерализацией до 0,5 г/л, занимающая широкую полосу в гумидном поясе в условиях избытка влаги.

Зона пресных и слабосолоноватых (до 3 г/л) гидрокарбонатных, сульфатных и хлоридно-сульфатных вод, приуроченная к степной зоне, где испарение преобладает над осадками (переходный пояс от гумидного к аридному, в условиях которого происходит засоление грунтовых вод).

Зона пресных и солоноватых (до 10 г/л) сульфатных и хлоридных вод на морском побережье -- в Причерноморской и Азовской низменностях и в северной части Прикаспия.

Зона вод пестрой минерализации (от пресных до рассольных преимущественно хлоридных, реже сульфатных и гидрокарбонатных с минерализацией от 3--10 до 120 г/л и более), распространенных в Прикаспийской низменности, в зоне полупустыни и пустыни (аридный пояс), где испарение в несколько раз превышает 'количество осадков.

На фоне общей широтной зональности возможны отклонения, создающие микрозональность, связанную с рядом факторов: неоднородностью лито логического состава пород, взаимосвязью с поверхностными водами и глубокими водоносными горизонтами.

Вертикальная зональность

Закономерности зонального размещения артезианских вод наиболее четко выражены вертикальной зональностью в трех проявлениях-- гидродинамическом, гидрохимическом и гидротермическом.

Гидродинамическая зональность проявляется в уменьшении с глубиной скорости движения подземных вод и в ухудшении условий водообмена недр с поверхностью земли. При этом принято выделять следующие зоны: 1) верхняя зона свободного (активного) водообмена; 2) средняя зона затрудненного (замедленного) водообмена; 3) нижняя зона весьма затрудненного (весьма замедленного) водообмена.

В общем случае нижняя граница зоны свободного водообмена будет гипсометрически несколько ниже местного базиса эрозии. В пределах Восточно-Европейской платформы редкие возвышенности обычно не превышают 300--350 м абс, а отметки дна древних эрозионных врезов близки к нулю или несколько ниже его. Поэтому местный базис эрозии на большей части территории не будет значительно отличаться, от базиса эрозии, соответствующего здесь уровню периферийных морей. Таким образом, древние и современные эрозионные врезы, обусловливающие интенсивную циркуляцию подземных вод, будут в основном определять нижнюю границу зоны свободного водообмена (соответствующую верхней границе зоны затрудненного водообмена), гипсометрически близкой к отметкам от 0 до 100 м ниже уровня моря. Более глубокое погружение этой границы (до абс. отм. 100--250 м) может быть связано с тектоническими впадинами (Ладожское и Онежское озера) или с зонами тектонических нарушений, а также с морским побережьем.

В тех случаях, когда мульдообразование и строение отдельных частей артезианских бассейнов или наличие возвышенностей на выступах фундамента обеспечивают активную циркуляцию подземных вод под воздействием значительного гидростатического напора, мощность зоны свободного водообмена существенно увеличивается, а ее нижняя граница опускается до абс. отм. -- 400--500 м.

Можно предполагать, что глубина периферийных морей (до 500 м--¦ Баренцево и Балтийское, до 800 м -- Каспийское, до 2000 м -- Черное) будет близкой к нижней границе зоны затрудненного водообмена (или к верхней границе зоны весьма затрудненного водообмена), которая в северных артезианских бассейнах залегает примерно на абс. отм. около 1000 м, погружаясь в южном направлении до 1500 м в Харьковской мульде и до 2000 м в Причерноморской впадине

В зону свободного водообмена входят водоносные комплексы верхней части гидрогеологического разреза, относящиеся к различным по возрасту отложениям, развитым в пределах отдельных артезианских бассейнов и кристаллических массивов: почти всюду четвертичные, в Причерноморском бассейне -- неогеновые, в Днепровско-Донецком бассейне -- палеогеновые и мезозойские, в Средне-Русском баосейне -- мезозойские, частично палеозойские и верхнепротерозойские. На Балтийском и Украинском массивах и на Белорусском и Воронежском выступах фундамента -- архейские и протерозойские кристаллические породы.К зоне затрудненного водообмена относятся водоносные комплексы частично четвертичные и более древние в Прикаспийском бассейне; палеогеновые и мезозойские в Причерноморском и Польско-Литовском бассейнах; палеозойские в Восточно-Русском и Средне-Русском бассейнах.

Зона весьма затрудненного водообмена включает нижние гидрогеологические этажи (палеозойские и верхнепротерозойские водоносные комплексы) в бассейнах Прибалтийском, Средне-Русском, Восточно-Русском, Днецровско-Донецком.

Для зоны свободного водообмена характерна отчетливо выраженная зависимость положения зеркала грунтовых вод и распределения пьезометрических уровней артезианских вод от современного рельефа.

Вследствие привноса углекислоты с фильтрующимися атмосферными осадками и интенсивной циркуляции подземных вод в зоне свободного водообмена наиболее активно протекают процессы выщелачивания почво-грунтов и горных пород зоны аэрации, а также пород, слагающих водоносные горизонты (комплексы).

В зоне затрудненного водообмена замедляются процессы выщелачивания и растворения горных пород, стабилизируются минерализация и солевой состав подземных вод. Возможно, что в данной зоне проявляется катионный обмен в системе вода -- порода.

В условиях зоны весьма затрудненного водообмена, по-видимому, следует предполагать чрезвычайно малые скорости передвижения подземных вод. Вероятно, большее значение для данной зоны имеют вертикальные перемещения подземных вод по тектоническим трещинам под влиянием изостатических сил и уплотнения горных пород, а также перемещения в глубину тяжелых крепких рассолов.

Гидрохимическая зональность в общем случае проявляется в увеличении с глубиной минерализации подземных вод от пресных до рассолов и в изменении их состава -- от гидрокарбонатных кальциево-магниевых (реже натриевых) к сульфатным кальциевым водам неглубоких горизонтов (при наличии в геологическом разрезе гипсоносных или пиритизированных пород), а на большей глубине -- ,к хлоридным натриевым. В наиболее глубоких частях некоторых бассейнов хлоридные натриевые рассолы переходят в натриево-кальциевые, а местами ниже и в кальциево-натриевые.

По количеству и сочетанию различных зон в вертикальном разрезе платформенного чехла выявляется система гидрохимических поясов. Так, на кристаллических щитах и подземных выступах фундамента на Белорусской и Воронежской антеклизах в толще осадочных пород прослеживается гидрохимический пояс, включающий только одну зону пресных вод (до глубины эрозионного вреза на щитах и до фундамента в области плиты). С погружением фундамента к центру артезианских бассейнов в их разрезе последовательно появляются пояса соленых вод и рассолов с возрастающей по глубине минерализацией.

Сопоставление отдельных гидрохимических зон в гидрогеологическом разрезе платформы показывает малую абсолютную и относительную мощность верхней зоны пресных вод по сравнению с мощной зоной рассолов. На значительной части платформенной области мощность зоны пресных вод обычно менее 50 м, что связано с плохо дренируемыми низменными плоскими равнинами, с широким развитием гипсоносных или огипсованных отложений (триас, пермь, карбон, девон, силур, ордовик), с разгрузкой соленых вод глубоких горизонтов по тектоническим трещинам и древним глубоким эрозионным врезам. На хорошо промытых и интенсивно дренируемых возвышенных участках Силурийского плато в Прибалтике, Подмосковного каменноугольного плато, в мезо-Кайнозойских мульдах Днепровско-Данецкой впадины и восточного склона Токмовского свода, в районах многих возвышенностей Хибинской, Карельской, Вепеовской, Валдайской, Белорусской, Волыно-Подольской, Средне-Русской, Приволжской) мощность зоны пресных вод увеличивается до 200--300 м.

В зону пресных вод входят разновозрастные водоносные комплексы, выходящие на поверхность земли или относительно неглубоко залегающие. Нижняя граница зоны пресных вод в отдельных артезианских бассейнах пересекает водоносные комплексы четвертичных и более древних отложений. Нижняя граница зоны солоноватых и соленых вод также пересекает различные водоносные комплексы, преимущественно палеозойские. К зоне рассолов относятся палеозойские и верхнепротерозойские комплексы нижних гидрогеологических этажей во всех артезианских бассейнах.

Следует указать на некоторую зависимость распределения гидрохимических зон от условий циркуляции подземных вод и водообмена с поверхностью земли. В общей схеме гидрогеологического разреза Восточно-Европейской платформенной области к зоне свободного водообмена приурочены преимущественно пресные и солоноватые воды, к зоне затрудненного водообмена -- главным образом соленые воды и слабые рассолы, а к зоне весьма затрудненного водообмена -- исключительно рассолы. Вовлечение последних в верхнюю гидродинамическую зону может происходить путем вертикального подъема по тектоническим трещинам и через «гидрогеологические окна» (например, в древних долинах рек Немана, Шелоки, Волги, Камы, Белой и др., в Приильменской впадине, в районах Жигулевских, Кинельских, Саратовских дислокаций и т. п.), а также в процессе вытеснения рассолов по водоносному пласту противодавлением соленых и пресных вод, поступающих от открытых областей питания на возвышенностях (внутренних, периферийных и обрамляющих). Несмотря на переменные знаки эпейрогенических колебаний на протяжении геологической истории Восточно-Европейской платформы, результирующая этих движений и блоковых смещений фундамента обусловила последовательное и глубокое погружение всех синеклиз и сопряженных с ними прогибов, т. е. можно предполагать длительную относительную застойность зоны рассолов в наиболее глубоких частях артезианских бассейнов трещинных вод, чему способствовало наличие региональных водоупоров, сложенных галогенными и глинистыми породами (нижнепермские гипсы и ангидриты, нижнекембрийские и вендские глины и аргиллиты).

Гидротермическая зональность проявляется в закономерном увеличении с глубиной температуры подземных вод в соответствии с региональными изменениями геотермических условий. Являясь аккумуляторами тепла и отличаясь относительно слабой теплопроводностью, подземные воды несколько нивелируют геотермические градиенты и создают своего рода экран на пути эндогенного теплового потока.

В случае подъема по тектоническим трещинам глубоких напорных вод обычно создаются аномалии гидротермические, аналогично гидрохимическим, т. е. температурные аномалии могут указывать на очаги разгрузки подземных вод глубоких горизонтов.

Заключение

Территория Припятско - Днепровского гидрогеологического района изучена в гидрогеологическом отношении в результате выполнения большого объема буровых, съемочных и специальных гидрогеологических работ. По данным бурения водоносность пород охарактеризована на всей территории Украины, причем в Днепровско-Донецкой впадине, глубины некоторых скважин достигали 2500--3500 м.

Устанавливаемая на территории Украины климатическая зональность, а также зональность географических ландшафтов находит свое непосредственное отражение в особенностях распространения и накопления подземных вод.

На севере Украины, физико-географические факторы совместно с геологическими способствуют преобладанию в общем водном балансе процессов инфильтрации над испарением и поверхностным стоком, существуют наиболее благоприятные условия для формирования запасов подземных вод. Здесь имеются такие крупные артезианские бассейны, как Днепровско-Донецкий и Волыно-Подольский, в которых мощность зоны пресных вод достигает 400--700 м.

Из физико-географических факторов, оказывающих влияние на формирование подземных вод Украины, важное место принадлежит гидрографической сети, которая выполняет роль основных естественных дрен подземных вод. Подземное питание играет существенную роль для крупных рек, а также для многих рек Полесья. Здесь подземный сток составляет от 30 до 50% от среднего годового.

Обратный процесс поступления речных вод в горизонты подземных вод наблюдается в сравнительно короткий период весеннего половодья. Пополнение естественных запасов подземных вод за счет речных наиболее характерно для верхних водоносных горизонтов, режим которых в прибрежной зоне находится в тесной связи с режимом речных вод.

На условия формирования и режим подземных вод значительное влияние оказывает гидротехническое и водно-хозяйственное строительство. На орошаемых массивах засушливой зоны республики создаются специфические гидрогеологические условия. Фильтрация из водохранилищ и сети оросительных каналов вызвала существенные изменения условий питания, циркуляции и разгрузки подземных вод, обусловила на огромных площадях, повышение их уровней и образование водоносных горизонтов в ранее не обводненных пластах. В ряде случаев при этом происходит увеличение минерализации подземных вод.

Условия питания и дренирования подземных вод отличаются большим разнообразием в зависимости от физико-географических и геологических обстановок. Данные свидетельствуют о наличии питания подземных вод за счет атмосферных осадков на всей площади района, в том числе даже на водораздельных участках, покрытых слабопроницаемыми четвертичными суглинками. Об этом свидетельствует тот факт, что повсеместно независимо от сезонов года максимальные отметки зеркала первых от поверхности горизонтов располагаются в центральных частях водоразделов, откуда они снижаются к долинам, где происходит дренирование подземных вод.