/
Текст
том ВОРОНЕЖСКАЯ, КУРСКАЯ, БЕЛГОРОДСКАЯ, БРЯНСКАЯ, ОРЛОВСКАЯ, ЛИПЕЦКАЯ, ТАМБОВСКАЯ ОБЛАСТИ
МИНИСТЕРСТВО ГЕОЛОГИИ СССР ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ГИДРОГЕОЛОГИИ И ИНЖЕНЕРНОЙ ГЕОЛОГИИ (ВСЕГИНГЕО> ГИДРОГЕОЛОГИЯ СССР главный редактор А. В. СИДОРЕНКО ЗАМЕСТИТЕЛИ ГЛАВНОГО РЕДАКТОРА //. В. РОГОВСКАЯ, И. И ТОЛСТИХИН, В М ФОМИН ИЗДАТЕЛЬСТВО «НЕДРА» МОСКВА-1972
МИНИСТЕРСТВО ГЕОЛОГИИ СССР ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ ЦЕНТРАЛЬНЫХ РАЙОНОВ (ГУЦР) ГИДРОГЕОЛОГИЯ ССС Р том IV ВОРОНЕЖСКАЯ, КУРСКАЯ, БЕЛГОРОДСКАЯ, БРЯНСКАЯ, ОРЛОВСКАЯ, ЛИПЕЦКАЯ, ТАМБОВСКАЯ ОБЛАСТИ РЕДАКТОР ТОМА |д. С. соколов| ЗАМЕСТИТЕЛИ РЕДАКТОРА А. Т. БОБРЫШЕВ, М. Р. НИКИТИН, Е. Г. ЧАПОВСКИЙ ИЗДАТЕЛЬСТВО «Н Е Д Р А>М О С К В А 1 9 7 2
УДК 551 49(^70 3) Гидрогеология СССР Том IV Воронежская и смежные области Геологическое управление цен тральных районов М «Недра», 1971 499 с В работе обобщен систематизирован и подвергнут научному анализу большой фактический материал накопившийся в процессе выполнения многочисленных гидрогеологических н инженерно* геологических работ за последние 20—25 лет В первой части дается сжатое описание естественно исторических факторов (физико географических и геологе структурных) определяющих условия распространения и формирования подземных вод описываемой территории Во второй части при водится последовательное опт» аиие водоносных горизонтов и рассматриваются вопросы их режим 1, формирования и зональности а также гидрогеологического районирования Третья часть тома по священа вопросам оценки ресурсов подземных вод их охраны и роли в народном хозяйстве В этой части имеющей большое практическое и научное значение на основе анализа гидрогеологических условий территории и расчетов с применением ьлтодов моделирования намечены пути разрешения проблемы водоснабжения крупных промышленных центров и горнорудных предприятий в условиях мощных водопонижений на действующих и проектируемых открытых разработках железных руд, дается прогноз режима подземных вод на 1980 н 2000 гг Характеристике инженерно геологических -условий территории посвящена четвертая часть тома Работа иллюстрируется цветными картами масштаба 1 1 000 000 (гидрогеологической гео морфологической картами ресурсов под^емнь х вод и инженерно геологической) с гидрогеологиче скими разрезами колонкой Кроме того, приложен каталог опорных скважин вынесенных на гид- рогеологическую карту Книга рассчитана на гидрогеологов и геологов Таблиц 47 иллюстраций 100, список литературы — 486 названий РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ МОНОГРАФИИ «ГИДРОГЕОЛОГИЯ СССР» АФАНАСЬЕВ Т П АХМЕДСАФИН У М БАБИНЕЦ А Е БУАЧИДЗЕ И М ДУХАНИНА В И ЕФИМОВ А И ЗАЙЦЕВ Г Н ЗАЙЦЕВ И К КАЛМЫКОВ А Ф КУДЕЛИН Б И КЕНЕСАРИН Н А /МАККАВЕЕВ А А | МАНЕВСКАЯ Г А ОБИДИН Н И ПЛОТНИКОВ Н И ПОКРЫШЕВСКИИ о и ПОПОВ и в РОГОВСКАЯ Н В СИДОРЕНКО А В. СОКОЛОВ Д С I ТОЛС1ИХИН н и ФОМИН в м ЧАПОВСКИЙ Е Г. ЧУРИНОВ м в ЩЕГОЛЕВ Д И РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ IV ТОМА БАБУШКИН В Д БОБРЫШЕВ \ Т КРАВЧИНСКИЙ Ф И ЛЕОНЕНКО И Н НИКИТИН M Р СМИРНОВ Б Н (соколов д с ЧАПОВСКИЙ Е Г
ОГЛАВЛЕНИЕ Введение. Ф- И. Кравчинский (редактор А. Т. Бобрышев) 7 Часть первая ИСТОРИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ И ОСНОВНЫЕ ЕСТЕСТВЕННОИСТОРИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ И ХАРАКТЕР РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД (РЕДАКТОР И. Н. ЛЕОНЕНКО) Глава I. История гидрогеологических и инжеиерио-геологических исследова- ний Ф. И. Кравчинский, Б. Н. Смирнов (редактор А. Т. Бобрышев) 11 Глава 11. Физико-географические условия (редактор Б. И. Куделин) ... 28 Рельеф. Г. И. Раскатов...........................................28 Реки и озера. Г. И. Раскатов.....................................33 Климат. А. Т. Чуйкова............................................38 Почвы и растительность. В. Н. Гончарова..........................46 Глава 111. Геологическое строение (редактор С. М. Шик) Стратиграфия и литология. Д. И. Утехин...........................49 Тектоника. Д. Н. Утехин.........................................79 История геологического развития Д. Н. Утехин.....................87 Геоморфология, пеотектопика и история формирования рельефа. Г. И. Раскатов ..................................................91 Часть вторая ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД, ИХ ФОРМИРОВАНИЕ И ЗОНАЛЬНОСТЬ, ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ (РЕДАКТОР Е. Г. ЧАПОВСКИЙ) Глава IV. Воды четвертичных и неогеновых отложений. Н. И. Смирнова, Л. П. Викторова (редактор Б. Н. Смирнов)....................................108 Воды четвертичных отложений.....................................108 Воды неогеновых отложений .....................................129 Глава V. Воды палеогеновых отложений. Н. И. Смирнова, Л. П. Викторова (редактор Б. Н. Смирнов)....................................................135 Гл а ва VI. Воды меловых отложений. Л. Л. Чаповская (редактор Б. Н. Смир- нов) .......................................................................148 Глава VII. Воды юрских отложений. 3. М. Щадрина (редактор Б. Н. Смир- нов) .......................................................................177 Глава VIII. Воды триасовых, пермских и каменноугольных отложений. Б. Н. Смирнов (редактор А. Т. Бобрышев)........................190 Воды триасовых и пермских отложений...........................190 Воды каменноугольных отложений..................................192 Глава IX. Воды девонских отложений. Б. Н. Смирнов (редактор А. Т. Боб- рышев) .....................................................................218 Глава X. Воды докембрийских образований. Б. Н. Смирнов (редактор А. Т. Бобрышев).............................................................280 Воды верхнепротерозойских отложений.............................280 Воды протерозой-архейских образований.........................285 I лава XI. Формирование, зональиссть и естественный режим подземных вод. Формирование и зональность подземных вод. Г. Н. Плотникова, Л. А. Яроцкий (редактор Л. А. Яроцкий)......................................298 Некоторые закономерности многолетнего естественного режима подземных вод. В. А. Коробейников (редактор М. Р. Никитин) 311 Глава XII. Гидрогеологическое районирование. Б. Н. Смирнов (редактор А. Т. Бобрышев).............................................................321 Часть третья РОЛЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ, ИХ РЕСУРСЫ И ОХРАНА (РЕДАКТОРЫ В. Д. БАБУШКИН, А. Т. БОБРЫШЕВ) Глава XIII. Ресурсы пресных подземных вод и их использование .... 336 Естественные ресурсы подземных вод. 3. А. Коробейникова (ре- дактор Б. И. Куделин)...................................336 Современное использование подземных вод для водоснабжения. В. С. Плотников (редактор Ф. М. Бочевар)................343 Эксплуатационные запасы подземных вод. В. С. Плотников (ре- дактор Ф. М. Бочевер)....................................355
б ОГЛАВЛЕНИЕ Сопоставление естественных и эксплуатационных ресурсов подзем- ных вод, современного и перспективного водопотребления В. С. Плотников (редактор В. Д. Бабушкин) ...... 376 Глава XIV. Гидрогеологические условия месторождений полезных ископаемых. Б. Н. Смирнов, 3. М. Щадрина (редактор В. Д. Бабушкин) . . 380 Рудные ископаемые...........................................381 Горючие ископаемые..........................................402 Прочие нерудные ископаемые...................................402 Глава XV. Влияние на режим грунтовых вод некоторых мелиоративных ме- роприятий. В. А. Коробейников (редактор М. Р. Никитин) . . 410 Роль лесных полос в формировании режима грунтовых вод . . 410 Влияние малых искусственных водоемов на режим грунтовых вод 414 Глава XVI. Охрана подземных вод. Е. Л. Минкин (редактор В. Д. Ба- бушкин).................................................................418 Глав' XVII. Минеральные (лечебные) и промышленные воды. Ф. И. Крав- чинский (редактор В. И. Васильева)................................424 Минеральные воды.............................................424 Промышленные воды............................................441 Часть четвертая ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕРРИТОРИИ Г. Г. СКВОРЦОВ, Н. И. СМИРНОВА (РЕДАКТОР Е. Г. ЧАПОВСКИЙ) Глава XVIII. Инженерно-геологические свойства пород......................443 Инженерно-геологические свойства поверхностных отложений . 443 Инженерно-геологические свойства пород коренной основы . . 448 Глава XIX. Инженерио-геологические условия наземного строительства и мелиорации земель ...................................................... 457 Факторы, влияющие на инжснерно-гсологическг.е условия назем- ного строительства ........................................ 457 Опыт наземного строительства................................458 Характеристика инженерно-геологических условий наземного строи- тельства ...................................................459 Характеристика территории по инженерно-геологическим условиям мелиорации земель : .................................... 467 Глава XX. Инженерно-геологические условия разработки месторождений твердых полезных ископаемых..............................................469 Инженерно-геологические условия действующих шахт и карьеров 469 Инженерно-геологические условия разведуемых месторождений КМА.........................................................474 Заключение. А. Т. Бобрышев............................................480 Список литературы........................................................482 Приложения (в отдельной папке) Приложение I. Геоморфологическая карта (листы 1,2) Приложение II. Гидрогеологическая карта мезо-кайнозойских отложении (листы 1, 2) Гидрогеологическая карта палеозойских отложений и архей-про- терозойских образований (листы 3, 4) Гидрогеологические разрезы (листы 5, 6) Сводная гидрогеологическая колонка и условные обозначения (лист 7) Приложение 111. Карта естественных ресурсов подземных вод (листы (1,2) Приложение IV. Карта современного водопотребления (листы 1, 2) Приложение V. Карта эксплуатационных запасов подземных вед (листы 1, 2) Приложение VI. Карта инженерно-геологического районирования (листы 1, 2) Приложение VII. Каталог буровых скважин, вынесенных на гидрогеологиче- скую карту мезо-кайнозойских отложений (см прилож. II, ли- сты 1, 2) Приложение VIII. Каталог буровых скважин, вынесенных на гидрогеологическую карту палеозойских отложений и архей-протерозойских образова- ний (см. прилож. II, листы 3, 4) Приложение IX. Таблица результатов химических анализов подземных вод
ВВЕДЕНИЕ В настоящем томе монографии «Гидрогеология СССР» дается гидрогеологическое и инженерно-геологическое описание территории Воронежа ой, Курской п смежных с ними Брянской, Орловской, Липец- кой, Тамбовской и Белгородской областей, т. е южной части террито- рии, находящейся в везении Геологического управления центральных районов (ГУЦР) Эта территория общей площадью 230 тыс км2 гра- ничит (рис 1). на западе — с Гомельской и Могилевской областями Белорусской ССР (II том монографии), на севере — со Смоленском, Калужской, Тульской и Рязанской (I том), на востоке — с Пензенской, Саратовской и Волгоградской (XIII том), на юго-востоке — с Ростов- ской (XXVIII том) областями РСФСР, а на юге и юго-западе — с Лу- ганской и Харьковской (VI том), Сумской и Черниговскоп (V том) областями Украинской ССР Описываемая территория, расположенная в центре Европенскои части СССР, занимает весьма важное место в экономике и культурной жизни страны Она характеризуется высокоразвитой многоотраслевой промышленностью, интенсивным сельским хозяйством, разветвленной сетью коммуникаций и сравнительно большой плотностью населения. Важнейшее значение для народного хозяйства страны имеют уникаль- ные залежи богатых железных руд и железистых кварцитов Курской магнитной аномалии (Белгородская, Курская и частично Орловская области), разработка которых в последнее время расширяется (города Губкин, Жетезногорск) Большое развитие получили также металлургическая, машино- строительная, химическая, ле! кая, пищевая промышленность, промыш- ленность стройматериалов, сосредоточенные в городах Воронеже, Орле, Курске, Липецке, Брянске, Тамбове, Белгороде, Шебекино и др. Для производства сельскохозяйственной продукции весьма важное значение имеет Центрально-Черноземная полоса (ЦЧП) охватываю- щая Курскую, Тамбовскую, Белгородскую, Липецкую и Воронежскую области В условиях бурно развивающихся промышленности и сельского хозяйства, вызвавших небывалое развитие городов и других населенных пунктов и большой рост водспотребления, подземные воды стали одним из важнейших факторов, влияющих на решение ряда народнохозяй- ственных проблем в пределах рассматриваемой территории. Это свя- зано с тем, что подземные воды служат здесь основным источником хозяйственно-питьевого и 1ехнического водоснабжения для подавляю- щего большинства населенных пунктов и промышленных центров, а в
Рис 1 Обзорная карта территории, описываемой в IV томе монографии «I идро(еология СССР» /—-граница территорий ор вешаемы к в соотвеТе i в\ ющих томах монографии «Гидро геология СССР» и номера томов 2—границы союзных респчблпк 3 —границы ал мнят ТРатнвных областей и автономиях pecnvo •
ВВЕДЕНИЕ районах железорудных месторождений являются, кроме того, серьезным препятствием при их эксплуатации. Конкретные запросы народного хозяйства вызывают необходимость всестороннего изучения подземных вод и инженерно-геологических ус- ловий территории. В ходе этого изучения, особенно усилившегося в последние 15—20 лет, совершенствовалась методика самих исследова- ний, развивалась гидрогеология как наука. Гидрогеоло!ическпе•и ин- женерно-геологические исследования и изыскания на описываемой территории проводят многочисленные производственные, проектные и научно-исследовательские организации, расположенные как в важней- ших промышленных центрах, так и в областных центрах и в г. Москве. За последние 20—25 лет в результате этих работ накопился огромный фактический материал. Целью издания настоящего IV тома, как и всей монографии «Гидрогеология СССР», является обобщение и анализ имеющихся многочисленных новых данных по гидрогеологии и инже- нерной геологии. Такое обобщение позволит глубже познать и осветить закономерности распространения и формирования подземных вод, их роль в народном хозяйстве, полнее и рациональнее использовать их ресурсы. Сводное систематическое описание гидрогеологических условий рассматриваемой территории в целом дается впервые. Составление и подготовка к изданию настоящего тома выполнены тематической группой Комплексной гидрогеологической картин Геоло- госъемочной экспедиции (ГСЭ) Геологического управления централь- ных районов (ГУЦР) с привлечением в качестве авторов и редакторов отдельных глав и разделов специалистов производственных и научно- исследовательских организаций (Московский и Воронежский государ- ственные университеты, ВСЕГИНГЕО. Министерство геологии РСФСР, Московская геолого-гидрогеологическая экспедиция ГУЦР, 2-е Гидро- геологическое управление, Центральный институт курортологии и фи- зиотерапии, Всесоюзный заочный политехнический институт. Существенный вклад в создание настоящего тома внес его редак- тор— Д. С. Соколов. Под его непосредственным руководством был раз- работан и утвержден проспект тома, а также проспекты большинства глав, в которых нашли свое отражение многие его мысли и идеи. Организационная подготовка, большая работа по сбору, обработке и систематизации фактического материала для всех глав тома, состав- ление ряда глав, карт и рисунков, а также первичное техническое редактирование текста и карт проведены тематической группой ГСЭ ГУЦР: Б. Н. Смирновым, Ф. И. Кравчинским, Л. Л. Чаповской, Н. И. Смирновой, Л. П. Викторовой, 3. М. Щадриной, Ю. П. Антонов- ским, Ю. А. Давыденко, К. С. Чермашенцевой, Р. Д. Пироговой, I. Н. Скороход, В. А. Никольской, К. И. Шильниковой, Э. П. Голланд- цевой, М. А. Смирновой, Т. М. Ратниковой. Оформление карт и ри- сунков выполнено сотрудниками картгруппы ГСЭ: Н. Б. Снетковой, В И. Бородиной, В. И. Бородяевой, А. А. Петровой, Л. Г. Гореловой, М. М. Забелкиным под руководством С. Ф. Городецкой. Красочные карты изданы на Картографо-геодезическом предприя- тии ГУЦР (В. Е. Пилипенко, 3. И. Макеевой, Е. Ф. Кононенковой). При составлении тома авторы и редколлегия руководствовались мето- дическими указаниями, разработанными институтом ВСЕГИНГЕО. В томе использованы материалы геологических и гидрогеологиче- ских съемок, выполненных экспедициями ГУЦР и б. Всесоюзного гид- pci еологического треста (ВГТ), гидрогеологические и специальные карты, составленные Комплексной гидрогеологической партией ГСЭ ГУЦР, материалы гидрогелогических изысканий для водоснабжения (ГУЦР, Гипрокоммунводоканал, Гипрокоммунводострой, Водоканал-
10 ВВЕДЕНИЕ проект, ВСЕГИНГЕО, ВОДГЕО, Промбурвод, Меливодстрой и др.), гидрогеологических и инженерно-геологических исследований на место- рождениях железных руд (ГУЦР, ВСЕГИНГЕО, б. Лаборатория гид- рогеологических проблем АН СССР, Гипроруда, Союзшахтоосушение, трест «Курскгеология», ранее называвшийся Воронежским геологораз- ведочным трестом, и др.), а также опубликование и фондовые работы других организаций (МГУ, Воронежский государственный университет, Институт курортологии и физиотерапии, Государственный гидрологиче- ский институт и др.) по различным вопросам гидрогеологии и инже- нерной геологии рассматриваемой территории и отдельных ее частей, Все материалы использованы по состоянию на 1 января 1967 г. К настоящему тому в отдельной папке прилагаются цветные гид- рогеологические и специальные карты и разрезы, а также каталог основных скважин. Рукопись тома просмотрена А. С. Рябченковым, С. М. Семеновой и С. В. Дроздовым, замечания которых приняты авторами с благодар- ностью и учтены при подготовке тома к изданию.
Часть первая ИСТОРИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ И ОСНОВНЫЕ ЕСТЕСТВЕННОИСТОРИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ И ХАРАКТЕР РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД ГЛАВА I ИСТОРИЯ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ И ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ История гидрогеологических и инженерно-геологических исследо- ваний рассматриваемой территории может быть разделена на три ос- новных периода: 1) дореволюционный (до 1917 г.), 2) послереволю- ционный (с 1917 по 1945 г.) и 3) послевоенный (с 1946 по 1966 г.). Первый период характеризуется весьма небольшим объемом гид- рогеологических работ, второй и особенно третий отличаются широким развитием гидро!еологических и инженерно-геологических исследова- ний, причем наряду с резким увеличением объема работ отмечается их специализация, поэтому история исследований в эти периоды рас- сматривается ниже по отдельным направлениям гидрогеологии и ин- женерной геологии. Дореволюционный период (до 1917 г.). Изучение подземных вод на списываемой территории началось в конце XIX в в связи с освое- нием ее природных богатств, в первую очередь таких ископаемых, как железные руды и фосфориты, и накоплением первых сведений по гео- логическому строению. При этом гидрогеологические исследования не носили самостоятельного характера, а проводились попутно с геологи- ческими или гидрологическими, и гидрогеологическое изучение охваты- вало лишь самую верхнюю обводненную часть геологического разреза. Наиболее важными для этого периода являются гидрогеологиче- ские исследования, проводившиеся на юге России с начала 80-х годов при десятиверстных геологических съемках, а также выполненные в 1894—1898 гг. под руководством С. Н. Никитина экспедицией по изу- чению истоков главнейших рек Европейской России, в том числе про- текающих на рассматриваемой территории (Ока, Дон и др.). Резуль- таты этих, по существу, первых комплексных гидрогеологических исследований изложены в трудах экспедиции (Тилло, 1898, 1899, 1900; Никитин, Погребов, 1905 и др.); С. Н. Никитиным (1893, 1897, 1898а, б, в) составлены первые гидрогеологические карты и описаны гидро- геологические условия бассейнов ряда рек. В этот же период расширяются работы по изысканию источников водоснабжения. Первые скважины на воды подмеловых отложений пробурены в 1886—1887 гг. А. Гуровым в районе Харькова (несколько южнее границы описываемой территории). В 1893 и 1897 гг. артезиан- ские скважины проходятся в г. Севске Брянской области и на ст Брянск. В это же время С. Н. Никитиным, Р. П. Спарро и др. осуще- ствляются детальные изыскания источников водоснабжения Воронежа и Павловска. Из других работ следует отметить исследования курских желези- стых родников, проводившиеся в 1881 г. Н. А. Головкинским, который одним из первых изучал химический состав подземных вод. Определен-
12 ИСТОРИЯ ИССЛЕДОВАНИИ иый интерес представляют комплексные работы В. В. Докучаева (1878, 1893—1895) в степной и лесостепной зонах Европейской России, уделившего большое внимание водному режиму территории как важ- ному почвообразующему фактору. Экспедицией В. В. Докучаева в 1892 г. в Каменной Степи был заложен первый наблюдательный коло- дец, что положило начало изучению режима грунтовых вод в нашей стране. Большое значение имело обобщение накопленного к тому времени фактического материала по грунтовым и артезианским водам Русской равнины, выполненное С. Н. Никитиным (1900а). В этой работе автор дал научное определение артезианских и 1рунтовых вод, не утратившее своего значения до настоящего времени. В 1905—1909 гг. 14 Ф. Син- цовым опубликована сводка сведений по глубоким буровым и копаным колодцам на казенных винных складах, а в 1911 г. С. Н. Никитиным — указатель литературы по буровым на воду скважинам в России. Таким образом, дореволюционный период характеризуется изуче- нием геологического строения территории и накоплением фактического материала по подземным водам Большую роль в этот период сыграли работы С. II. Никитина, заложившего основы гидрогеологии как са- мостоятельной науки. Послереволюционный период (1917—1945 гг.). После Великой Ок- тябрьской социалистической революции гидрогеологические исследова- ния получили значительное развитие. Наряду с попутным изучением общих гидрогеологических условий территории при проведении геоло- гических съемок выполняются специальные исследования для решения конкретных вопросов водоснабжения населенных пунктов и других объектов, а в конце периода—для уточнения гидрогеологических усло- вий разработок богатых железных руд в Старооскольском районе Кур- ской магнитной аномалии (КМА). В годы первых пятилеток в связи со строительством новых предприятий получают развитие детальные гео- логические и гидрогеологические съемки и изыскания на отдельных участках. Однако все эти работы не носили планомерного характера и выполнялись по мере решения конкретных задач, связанных с вопро- сами водоснабжения, строительства, освоения месторождений полезных ископаемых и т. п. Систематическое гидрогеологическое картирование территории было начато лишь в конце рассматриваемого периода. Гидрогеологические исследования при геологи- ческих съемках. Геологические съемки десятиверстного масшта- ба, начатые еще в дореволюционный период, продолжались до 1938 г. В процессе этих съемок велись гидрогеологические наблюдения. Ре- зультаты этих работ приводятся в отчетах по отдельным листам съемки, выполненной Б. М. Даньшиным, С. А. Добровым и А. Э. Константино- вич, А. М. Жирмунским, М. Н. Грищенко, А. Н. Перфильевой и др. Некоторые из этих отчетов сопровождаются схематическими гидрогео- логическими картами. Помимо геологических съемок, в 1931 —1937 гг. проводятся среднемасштабные гидрогеологические съемки по р. Оско- лу— И. А. Русиновичем, Д. В. Захаревичем, Н. Д. Краснопевцевым; по рекам Ведуге и Девице — А. Н Перфильевой; по р. Псёлу — Д. И. Ще- голевым; по р. Айдар — Г. Н. Синягиным. Изучение подземных вод для водоснабжения. По сравнению с предыдущим периодом заметно увеличилось использова- ние подземных вод для водоснабжения путем бурения эксплуатацион- ных скважин на воду. К концу описываемого периода на рассматри- ваемой территории насчитывалось около 3000 таких скважин глубиной до 100—150 м. Эти работы сопровождаются составлением заключений по отдельным скважинам, реже кратких отчетов по гидротеологическим
ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ И ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 13 условиям небольших участков или пояснительных записок по резуль- татам изысканий для реконструкции существующих водозаборов или заложения новых. Такие заключения, отчеты и записки составлялись в Московском геологическом управлении (МОСГЕО), ныне Геологиче- ском управлении центральных районов (ГУЦР) и институте ВОДГЕО Г, Н. Досовским, А. В. Киселевым по городам Орлу и Новосилю, В, И. Голубковичем по ст. Ржава, В. И Гравцевой по Староосколь- скому району, А. А. Кашкаровым, В. Ф. Прейсом, М. Н. Грищенко, С. Г. Лиференко, Г. Ф. Басовым и др. по Воронежской области. В этих материалах приводится характеристика водоносных горизонтов с про- стейшей количественной и качественной их оценкой, даются выводы о пригодности горизонтов для водоснабжения, освещается режим уровня подземных вод на разведанных участках. В этот период сооружается за счет подземных вод ряд крупных водозаборов и городских водопроводов (например, в Курске, где иссле- дования проводились Н. А. Плотниковым и др.). По мере накопления данных по скважинам составляются каталоги, указатели, регистрацион- ные карты водопунктов. Так, в 1933 г. МОСГЕО составлены каталоги буровых скважин на воду, родников н колодцев по Воронежской, Кур- ской, Орловской и другим областям (Н. С. Журкина, А. А. Дубянский, И. И. Линде), а в 1940 г. А. Р. Гиганидзе по этим областям состав- лена карта гидрогеологической изученности. Эти материалы широко используются различными организациями в практических и научных целях. С 1941 по 1945 г. в связи с Великой Отечественной войной объем исследований для целей водоснабжения существенно сократился. Изучение гидрогеологических и инженерно-гео- логических условий месторождений полезных иско- паемых. Большое значение для познания гидрогеологических усло- вий центральной части рассматриваемой территории имели поисковые и разведочные работы на месторождениях полезных ископаемых, в пер- вую очередь на железорудных месторождениях КМА. В рассматривае- мый период специальные гидрогеологические исследования проводи- лись в ограниченном объеме и охватывали только Старооскольскую группу месторождений железных руд. Широкое развитие эти работы получили позднее — в 50—60-х годах. В 1939—1940 гг. Воронежским геологоразведочным трестом под методическим руководством ВСЕ- ГИНГЕО были начаты и продолжены более детально уже после Вели- кой Отечественной войны гидрогеологические и инженерно-геологиче- ские исследования для проектного задания по разработке Лебедин- ского месторождения богатых железных руд. Результаты первых гид- рогеологических исследований на железорудных месторождениях Ста- рооскольского района приведены в отчетах, составленных в 1930— 1940 гг. И. А. Русиновичем, В. Т. Варфоломеевым, А. М. Дружиным, С. Г. Лиференко, В. Ф. Прейсом и др. Инженерно-геологические исследования на железорудных место- рождениях почти не проводились, изучение физико-механических свойств пород на образцах с нарушенной структурой были выполнены ВСЕГИНГЕО только по Лебединскому месторождению. Изучение режима подземных вод. Наблюдения за ре- жимом подземных вод в этот период проводятся еще в весьма ограни- ченном объеме. Наибольшее значение имеют многолетние наблюдения за режимом грунтовых вод. проводимые Каменностепной гидрогеологи- ческой станцией. Результаты этих наблюдений были изложены в 1937 г. Г. Ф. Басовым в специальном отчете.
14 ИСТОРИЯ ИССЛЕДОВАНИИ Режиму подземных вод района Курска и его связи с изменением барометрического давления и дебита водозаборных скважин посвящена работа Н А Плотникова (1933). Изучение минеральных вод. Отдельные сведения о мине* ральных водах были получены в основном попутно при проведении разведочных работ на различные полезные ископаемые Так, в 1931 г. при бурении разведочной скважины на уголь в юго-восточной части Воронежской области в районе с. Белой Горки была вскрыта мине- ральная вода, химический состав которой изучался в 1933—1940 гг. А А. Дубянским. По бальнеологическому значению она значительно превосходит ранее известные железистые воды района Липецка и Кур- ска. В 1936 г. Институтом курортологии и физиотерапии проводились поиски железистых вод в районе г. Липецка на левом берегу р. Воро- неж. Ряд скважин вскрыл воды с содержанием железа до 15 мг/л, что позволило значительно увеличить гидроминеральную базу Липецкого курорта Инженерно-геологические работы Инженерно-геоло- гические работы в рассматриваемый период сводились почти исклю- чительно к изучению поверхностных отложении на отдельных участках промышленного и гидротехнического строительства, под жилые масси- вы, по трассам дорог и мостовых переходов. Инженерно-геологические заключения по этим объектам базировались в основном на данных о литологическом составе пород и условиях залегания слоев (С. Г. Ли- ференко, Н А Огильви, В Ф Прейс, Г Ф. Басов и др ) Из работ, охватывающих более значительные площади, следует отметить труд А. А Дубянского (1937) об ископаемом карсте в верхнемеловых отло- жениях, работу А С Козменко «Мелиорация и водоносность карстовых районов ЦЧО» (1931) Сводные работы и карты. Сведения о подземных водах, полученные при проведении геологической и гидрогеологической съе- мок, бурении эксплуатационных на воду скважич, геологоразведочных работах на разные полезные ископаемые, позволили сделать ряд гидро- геологических обобщений и составить сводные карты Одной из первых сводных работ данного периода является «Карта распределения основных артезианских вод на площади ЦЧО > с пояс- нительной запиской, составленная А А Дубянским (1925) В 1928 г вышла работа Б М Даньшина о водоносности отложений меловой системы, несколько позднее статья Л Н Долгова и А Г Потапова (1932) о водных ресурсах ЦЧО В 1934 г. выходит большой труд А Н Семихатова «Подземные воды СССР», в котором впервые охарактеризованы закономерности распределения подземных вод в зависимости от тектонических структур, намечены контуры артезианских бассейнов и дано гидрогеотогическое районирование Европейской части СССР, основанное на геоструктурном принципе Ряд работ этого времени посвящен гидрогеологическому описанию и районированию отдельных крупных частей данной территории (Ду- бинский, 1935, 1939; Плотников, 1934) Следует отметить работы К. И Макова (1938, 1939, 1940а, б, 1941а, б), в которых автор делает попытку региональной оценки естественных ресурсов подземных вод по усредненному коэффициенту фильтрации водоносных пород В 1940 г в МОСГЕО В А Жуков и М И Коф закончили сводную работу по гидрогеологии центральных районов Европейской части РСФСР с количественной и качественной характеристиками распро- страненных здесь водоносных горизонтов и районированием по усло- виям водоснабжения В 1942 г этот большой труд был дополнен мелко-
ГИДРОГЕОЛОГ ИЧЕСКИЕ И ИНЖЕНЕРНО ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 15 масштабными гидрогеологическими картами, составленными теми же авторами и А Э. Константинович, И А. Титовой и А. С. Храмушевым В 1942 г. Н. С Пчелин систематизирует все известные к тому времени сведения по минеральным лечебным водам, распространенным на описываемой территории, условиям их залегания и использованию В 1944 г. Ц. С. Гринберг и В Н. Семеновой под руководством Н К Иг- натовича обобщены данные о распространении, условиях залегания и химическом составе минерализованных подземных вод на территории деятельности МОСГЕО. Гидрогеологическим условиям районов отдельных железорудных месторождений К-МА посвящено несколько работ, основанных на дан- ных разведки месторождений (Щеголев, Краснопевцев, 1934; Савицкий, 1938, 1939). Накопленный в этот период обширный фактический материал по подземным водам СССР позволил приступить к его научному обобще- нию в многотомном труде «Гидрогеология СССР», издание которого начато перед Великой Отечественной войной По рассматриваемой территории вышло два тома, посвященных подземным водам Курской (Плотников, 1939) и Воронежской (Дубянский, 1941) областей Гидро- теология Орловской области описывается в томе монографии, состав- ленном В. А. Жуковым по Московскому артезианскому бассейну. К сожалению, война помешала довести до конца эту работу и издание монографии прекратилось. Рассматриваемый период завершается предпринятой МОСГЕО большой работой по составлению комплекса мелкомасштабных карт, включая и гидрогеологические, по листам, охватывающим территорию, находящуюся в ведении управления В этой работе, выполненной в 1942—1946 гг Н. Н. Зайцевой, И Е Моляровой, И А Титовой, М А. Недошивиной и др , подводятся итоги изучения территории к началу Великой Отечественной войны, приводится наиболее полный список литературы; эта сводная работа и до настоящего времени со- храняет свое значение как ценный справочный материал Завершая описание послереволюционного периода истории гидро- геологических исследований, следует отметить, что гидрогеологическая изученность рассматриваемой территории к концу периода значительно повысилась, а благодаря трудам Н К. Игнатовича, А А Дубянского, fl. А. Плотникова и др. развитие гидрогеологии как науки существенно продвинулось вперед Послевоенный период (1946—1966 гг.). Послевоенный период яв- ляется наиболее плодотворным в изучении гидрогеологических и инже- нерно-геологических условий описываемой территории и в отношении развития гидрогеологии вообще Гидрогеологические и инженерно-геологические исследования раз вернулись в этот период очень широко сначала в связи с восстановле- нием разрушенного войной народного хозяйства, а затем — с дальней- шим бурным его развитием Отличительными чертами рассматривае- мого периода являются резко возросший объем изысканий и исследо ваний и их многосторонность Эти работы развиваются по следующим основным направлениям: 1) геологическая и гидрогеоло! ическая съем- ки; 2) поиски и разведка подземных вод для водоснабжения, 3) иссле дования для мелиоративного строительства, 4) гидрогеологические и инженерно-геологические исследования на железорудных месторожде- ниях КМА и на месторождениях других полезных ископаемых; 5) изу- чение глубоких водоносных горизонтов, минеральных лечебных и про- мышленных вод, гидрогеохимии и геотермии, 6) изучение пежима подземных вод; 7) инженерно-геологические исследования; 8) сводные
16 ИСТОРИЯ ИССЛЕДОВ \НИИ работы и карты, научные обобщения и разработка методических вопросов Геологическая и гидрогеологическая сьемки Познанию региональных гидрогеологических условий описываемой тер- ритории в большой степени способствовало проведение геологической съемки и связанное с ней изучение стратиграфии, литологии и текто ники Планомерная среднемасштабная геологическая съемка была начата в 1948 г и окончена на всей рассматриваемой территории в 1961 г В отчетах по этим работам, выполнявшимся большим коллек- тивом геологов Геологосъемочной и других экспедиций ГУЦР (И С Бухтояров, Т Е Горбаткина, Е К Евтехова, Р В Красненков, Е М Розановская, Д Н Утехин, Б А Яковлев и др), приведена крат- кая гидрогеологическая характеристика территории съемки и нередко приложены схематические гидрогеологические карты (А Л Воронина, \ А Архипова, Ю М Каплан, В С Савина, А И Яковлева и др ) Полистовые гидрогеологические и инженерно геологические средне- масштабные съемки были начаты лишь в 1957 г и охватили только наиболее важные в народнохозяйственном отношении районы место- рождений КМА и некоторых крупных городов Курской, Тамбовской, Белгородской и Воронежской областей Работы выполнялись в основ- ном гидрогеологами ГУЦР (В П Ишунин, Т А Ишунина, А* А Архипова, Т А Михайлова, Э А Язова и др), частично — Все союзным гидрогеологическим трестом (Г И Кулинич и др ) В эти же годы в районах основных железорудных месторождений ЕМА и ряда крупных городов (Курск, Железногорск, Старый Оскол, Новый Оскол, Белгород, Воронеж, Павловск и др ) осуществлены крупномасштабные комплексные геолого гидрогеологические (ГУЦР) и инженерно геологические (ВГТ) съемки Важно отметить, что гид рогеологические съемки и картирование в последние годы велись по унифицированным методам, разработанным во ВСЕГИНГЕО (М Е Альтовский, А С Рябченко и др ), в соответствии со сводной легендой, составленной ГУЦР (Б Н Смирнов) Это в значительной мере способ- ствовало более глубокому изучению гидрогеологических условий тер- ритории В результате гидрогеологических съемок собран обширный факти- ческий материал по подземным водам, составлены описания водоносных горизонтов с их количественной и качественной характеристиками, даны рекомендации по практическому их использованию, освещены вопросы формирования, питания и разгрузки подземных вод, нередко с подсчетом их ресурсов Составлены гидрогеологические карты, отобра- жающие распространение и условия залегания водоносных и водоупор- ных толщ с учетом их стратиграфической принадлежности, гидрогео логические разрезы и сводные стратиграфо-гидрогеологические колонки Поиски и разведка подземных вод для водоснаб ж ен и я В первые годы после Великой Отечественной войны основной задачей в области водоснабжения было восстановление разрушенных водозаборов В дальнейшем в связи с развитием народного хозяйства, ростом городов и промышленных центров, интенсификацией сельского хозяйства возникла необходимость в увеличении водоснабжения как для хозяйственно питьевых, так и для тех шческих целей В связи с этим в 1959 г были предусмотрены меры по дальнейшему развитию водопроводного и канализационного хозяйства в городах и рабочих поселках РСФСР и возложено выполнение гидрогеологических работ по изысканию источников водоснабжения на территориальные геоло гические управления С этого момента выбору источников водоснабже- ния и участков заложения водозаборов стало предшествовать прове-
ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ И ИНЖЕНЕРНО ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 17 дение гидрогеологических съемок, поисковых работ и режимных наблюдений На выбранных участках проводятся детальная разведка и опытные работы, обосновывающие подсчет эксплуатационных запа сов подземных вод По крупным городам, где проблема водоснабжения являлась особенно сложной, началу работ предшествовало составление специальных заключений и программы изыскании, основанные на ана- лизе всего имевшегося материала Заключения и программы состав- лялись специальной партией ГУЦР по Воронежу (Э И Цильвик), Курску (Ф И Кравчинский), Липецку (Ю М Каплан) Гидрогеологические работы по изысканию источников водоснаб- жения юродов выполнялись экспедициями ГУЦР (В Ф Небосенко, Ю М Каплан, А А Саар, II И Тимошенко, С П Павлов, В В Ко ренев, А А Касымходжаев, В В Павлов, Н А Трофимов, Ф К Тка- чук, С Т Кулешов и др) под общим руководством А Т Бобрышева и в содружестве с ВСЕГИНГЕО (В Д Бабушкин, Н Н Биндеман, Е Л Минкин, Н И Плотников, Л С Язвин), МГРИ (Н А Плотни- ков) и ВОДГЕО (Ф М Бочевер) В ходе этих работ развивалась и совершенствовалась методика расчета водозаборов, подсчета эксплуа тационных запасов подземных вод как на отдельных ограниченных участках, так л в региональном плане Разработку схемы водоснаб- жения, изыскание источников водоснабжения и проектирование водо заборных сооружений и систем вели проектно-изыскательские инсти туты Гипрокоммунводоканал (Б И Грицай, С А Ситнина), Водока налпроект (Г Миркин), Гипрокоммунстрой (Е И Шелкова, И А Иванова и др ) Развитие сельского хозяйства и возросшая в связи с этим потреб ность в хозяйственно питьевой воде вызвали необходимость органи- зации за счет подземных вод централизованного водоснабжения сельских населенных пунктов, совхозов и колхозов, ферм и т п Для этого с 1960 г в ГУЦР начато составление порайонных справочников по гидрогеологическим условиям сельскохозяйственного водоснабжения, на основе которых впоследствии составлялись сводные работы по административным областям В этих справочниках, составляемых с целью помочь местным планирующим, проектным, буровым и хозяй ственным организациям рациональнее использовать ресурсы подземных вод для сельскохозяйственного водоснабжения, характеризуется суще сгвующее водоснабжение, описываются основные водоносные горизонты и даются рекомендации по их эксплуатации, к ним прилаюются карты гпдрогеотоническою районирования, разрезы, типовые коленки скважин и кататогп екзажин на воду К настоящему времени такими справоч- никами охвачено около 70% рассматриваемой территории В состав- лении районных справочников принимали у [астме А М Прасолова, ( Г Кузнецов, Ю М Каптан, В Ф Небосенко, С П Павлов С Т Кутешов, II Д Абетьцев, Л В Сыса, Ж В Грудинина, М Н Лу к!1Н И др В 1956 г в ГУЦР (Ф Я Цеитлин, А Л Воронина, А II Попова и др) составтеиа меткомасштабная карта основных водоносных гори- зонтов дтя сетьскохозяйствепиою водоснабжения центральных районов РСФСР На 1 января 1960 г на описываемой территории насчитыватось свыше 8000 буровых на воду скважин, а к конце 1966 г их число ,,семи то 20 300 Дтя их систематизации в ГУЦР, ВСЕГИНГЕО и ВГТ бытп составлены в 1958—1965 гг каталоги буровых скважин на воду ПС Воронежской (3 М Пантелеева и В \ Коробейников), Курской Еетгородской, Липецкой, Орловской (Б В Хватов), Тамбовской (А II Кормщпкова 3 АГ Пантелеева) и Брянской (Ф И Райзман,
18 ИСТОРИЯ ИССЛЕДОВАНИИ 3. М Пантелеева) областям. В настоящее время для всей территории систематически составляются учетные карточки скважин на воду с ре- гистрационной картой их расположения. Исследования для мелиоративного строительства. Б первые послевоенные годы развернулись большие работы по мелио- рации п обводнению сельскохозяйственных угодий в засушливых рай- онах страны. На описываемой территории в пределах ЦЧП в 1947— 1951 гг. различными организациями Министерства геологии и Мини- стерства сельского хозяйства выполнены гидрогеологические и инже- нерно-геологические изыскания под строительство малонапорных пло- ти, водоемов, водохранилищ и оросительных систем на местном стоке. Особенно большой объем исследований был осуществлен 4-ым Геоло- гическим управлением (позднее ВГТ). В этих работах принимали участие А. С. Великоречина, Э. И. Гольдина, А. С. Рябченков, Н. Б. Ка- листратова, А. П. Гричук, Г. И. Кулинич, Н. К. Чичерова, Б. М. Леонов, II. К. Матвейчук, А. П. Прилепский, М. И. Тешлер, Б. Э. Урбан и др. II Н. Панюковым (1949 г.) и А. С. Рябченковым (1954 г.) выполнено с использованием этих материалов инженерно-геологическое картиро- вание для водохозяйственного строительства. В 1952 г. Воронежской гидрогеологической станцией была дана предварительная характеристика территории ЦЧО в отношении ис- пользования подземных вод для орошения. Московским геологоразведочным институтом (Г. Н. Каменский, С. М. Семенова и др.) в 1950—1952 гг. разрабатывались основные положения методики прогноза режима грунтовых вод в условиях орошения на территории Воронежской, Курской, Белгородской н Там- бовской областей, подкрепляемые примерами прогноза режима грун- товых вод для отдельных участков, проектируемых под орошение. Большое значение имела монографическая работа Г. Н. Каменского (1958), в которой разработаны гидродинамические основы прогноза режима грунтовых вод на основе анализа данных по естественному режиму подземных вод ЦЧП. Гидрогеологические и инженерно-геологические исследования на железорудных месторождениях КМ А и на месторождениях других полезных иско- паемых. Вскоре после окончания войны реально встал вопрос о широком использовании богатых железных руд КМА. Большой раз- мах получили геологоразведочные работы на месторождениях и иссле- дования, связанные с определением горнотехнических и экономических условий их разработки. В 1951 —1952 гг. ВСЕГИНГЕО и трестом «Курскгеология» возоб- новлены исследования на Лебединском месторождении для установле- ния эффективных способов осушения надрудных и рудных водоносных горизонтов. Здесь впервые осуществлено опытное водопонижение из шести водопонизительных скважин на различные водоносные горизонты. В отчете (Н. К- Гиринский, А. К. Кориковская, Ф. В. Кулибаба, Ю. В. Мухин, И. Н. Павлов, Б. А. Ржаницын, Н. В. Родионов, Е. В. Симонов) дана детальная характеристика гидрогеологических условий и физико-механических свойств надрудной толщи, использован- ная затем для составления проектного задания по открытой разработке месторождения. Результаты этих исследований позволили Н. К. Гирин- скому разработать теорию расчетов водопритоков к горным выра- боткам. В 1953—1958 гг. партии ГУЦР при методическом руководстве ВСЕГИНГЕО продолжали гидрогеологические и инженерно-геологиче- ские исследования на Лебединском, а также на Осколецком, Стойлен-
ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ И ИНЖЕНЕРНО ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 19 ском, Салтыково-Александровском железорудных месторождениях. Их результаты изложены в отчетах Е. Н. Курлянд и Б. Н. Смирнова. С 1951 г. поисковые и разведочные работы проводились за пределами Старооскольского железорудного района, охватив Курско- Орловский район КМА. При этом гидрогеологические и инженерно- геологические исследования велись в основном на Михайловском месторождении богатых железных руд и частично иа Жигаевском участке. Впоследствии аналогичные работы проводились на Курбакин- ском, Ново-Ялтинском (с Лубянским участком) и Дичнянском место- рождениях. Результаты этих исследований изложены в отчетах Льгов- ской экспедиции ГУЦР (Ф. В. Кулибаба, 1955—1956 гг. и И. И Тимо- шенко, 1960 г.). С 1955 г. Белгородская железорудная экспедиция ГУЦР развер- нула крупнейшие в истории КМА гидрогеологические и инженерно-гео- логические исследования на уникальном Яковлевском месторождении по программе, разработанной ГУЦР совместно с ВСЕГИНГЕО и согласованной с проектными организациями. Здесь проведены в боль- шом объеме одиночные и кустовые опытные откачки, в то-м числе опытные водопонижения на руднокристаллический, каменноугольные и келловей-батский водоносные горизонты, данные которых подтвердили возможность эффективного снижения напоров вод и позволили опре- делить вероятный суммарный водопрнток в горные выработки Яковлев- ского рудника порядка 4 тыс. мй!ч. Результаты работ изложены в за- ключении о гидрогеологических и инженерно-геологических условиях Яковлевского месторождения в 1957 г. и отчетах по разведке этого месторождения в 1957—1958 гг. (Б. Н. Смирнов, А. А. Саар, А. Т. Боб- рышев, С. П. Прохоров, Г. Г. Скворцов, В. Д. Бабушкин). В дальнейшем эти данные пополнялись и уточнялись новыми исследованиями. Однако основные положения и выводы о возможности рентабельной разработки месторождений богатых железных руд белгородского типа не измени- лись. Данные этих исследований широко использовались в последую- щих отчетах, при проектировании и для научно-теоретических построе- ний. На их основе в 1958—1959 гг. опубликован ряд статей (В. Д. Ба- бушкин, А. Т. Бобрышев, Ф. В. Кулибаба, Б. Н. Смирнов и др.), посвященных гидрогеологическим условиям и проблемам осушения Яковлевского месторождения. С 1956 г. аналогичные исследования, хотя и в меньшем объеме, начаты ГУЦР на Гостищевском, а затем на Шебекинском, Корочанском, Ьсльшетроицком месторождениях богатых железных руд. Расчеты по данным опытных работ на Гостищевском месторождении показали, что снижение напоров подземных вод здесь вполне реально и может быть осуществлено в течение двух-трех лет. Описанию этою крупного место- рождения посвящена работа И. А. Русиновнча и В. Ф. Небосенио (1964). В Новооскольском железорудном районе опытные откачки и инженерно-геологические исследования проводились ГУЦР с 1957 г. на Погремецком, с 1959 г, —на Чернянском месторождениях и на Алексеевской аномалии Результаты этих работ обобщены А. А Сааром, Е. Н. Курлянд и В. Ф. Небосенко. В 1959—1960 гг. проведены откачки из меловых и юрско-девонских водоносных горизонтов на Комаричских аномалиях (А А. Андреищев и др.). Помимо детальных гидрогеологических и инженерно-геологических исследований на отдельных месторождениях и участках КМА с 1957 г. проводятся региональные исследования. Из иих важное значение имело бурение глубоких скважин, которое производилось Белгородской и Льговской железорудными экспедициями ГУЦР, по профилям вкрест простирания основных структур с целью освещения геологического
20 ИСТОРИЯ ИССЛЕДОВАНИИ строения и гидрогеологических условий всей территории КМА, осо- бенно ее глубоких горизонтов. Примерно в каждой третьей из этих скважин производились полное опробование водоносных горизонтов и последующие наблюдения за их режимом, отбирались монолиты для исследования физико-механических свойств пород. Эти работы позво- лили сопоставить гидрогеологические данные по отдельным месторож- дениям и приступить к обоснованному составлению сводных гидрогео- логических карт КМА. В 1962 г. Б. Н. Смирновым, А. А. Сааром и В. Ф. Небосенко под редакцией А. Т. Бобрышева в ГУЦР составлено заключение по железорудным месторождениям КМА со сравнительной оценкой гидрогеологических и инженерно-геологических условии их разработки, с приложением гидрогеологических разрезов и карт, в том числе карт гидрогеологического и инженерно-геологического райониро- вания территории КМА. Изучение гидрогеологических условий месторождений некоторых других полезных ископаемых проводилось в сравнительно небольших объемах. К ним относятся работы, выполненные на Шкурлатовском месторождении гранитов и на Нижне-Мамонском медно-никелевом месторождении в Воронежской области (В. Н. Моисеев, В. В. Павлов, Л. А. Стрелков), на месторождениях фосфоритов в Щигровском районе Курской области, на центральном месторождении титансодержащих песков в Тамбовской области и др. Инженерно-геологическое изучение территории КМА в целом не получило такого размаха, как гидрогеологические исследования. По- мимо инженерно-геологических исследований, выполненных ГУЦР сов- местно с ВСЕГИНГЕО, подобные работы были проведены рядом других организаций. В 1949—1950 гг. ВСЕГИНГЕО прсводил инже- нерно-геологические исследования за пределами известных железоруд- ных месторождений, преимущественно изучая юрские отложения, как особо важные при оценке устойчивости надрудной толщи. Образцы пород с ненарушенной структурой отбирались из обнажений в север- ных районах КМА, а с нарушенной — из керна скважин в районах с. Михайловки, с. Жигаевки, г. Льгова, пос. Тима и в других пунктах. В 1950—1955 гг. трестом «Южгипроруда», институтами «Фунда- ментпроект» и «Водоканалпроект» проведены некоторые инженерно- геологические исследования в районе г. Губкина на Лебединском месторождении, на площадях Лебединского поселка и ТЭЦ, на проек- тируемых полях орошения и водохранилищах. С 1952 г. изучение инженерно-геологических условий по Старо- оскольскому железорудному району и в меньшей степени по другим районам КМА было начато Лабораторией гидрогеологических проблем АН СССР в содружестве с ГУЦР под общим методическим руковод- ством В. А. Приклонского и И. В. Попова. Исследованиям подверга тись также почти исключительно юрские породы, инженерно-ru логическим свойствам которых посвящена работа И. Г. Коробановой и др. (1963). Вопросы плывунности батских и волжских песков отражены в работе И. М. Горьковой и др. (1957). Деформации откосов на карьерах КМ \ и методы их прогноза и предотвращения отражены в работах В. Н. Сла- вянова и др. (1959, 1963а, б, в). Этим же вопросам и типизации пород в инженерно-геологических целях посвящены работы Н. К- Паффен- гольца (1961а, б). В 1960 г. была опубликована выполненная в Лабо- ратории гидрогеологических проблем работа И. Г. Киссина, Ф. В. Ку- либабы, Н. К- Паффенгольца, И. В. Попова, В. Н. Славянова, Л М. Сокович и В. И. Фандеевой, посвященная вопросам инженерно- геологических условий открытой разработки железорудных месторож- дений в Старооскольском районе иве Михайловке. В 1960 г. группой
ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ И ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 21 специалистов ВСЕГИНГЕО под руководством В. Л. Дубровкина было проведено изучение инженерно-геологических свойств лёссовых пород КМА, результаты которого опубликованы в 1962 и 1964 гг. Для оценки региональных условий разработки полезных ископае- мых рассматриваемой территории важное значение имеет составленная в 1964 г. схематическая карта гидрогеологического и инженерно-гео- логического районирования Воронежской антеклизы, опубликованная в трудах 3-го совещания по проблемам изучения этой структуры (Смирнов, 1966), а также ряд сводных работ по КМА, которые будут рассмотрены ниже. Изучение глубоких водоносных горизонтов, ми- неральных лечебных и промышленных вод, гидро- геохимических и геотермических условий. Изучение глубоко залегающих водоносных горизонтов, содержащих высокомине- рализованные воды, на описываемой территории не носило, как прави- ло, самостоятельного характера. Чаще оно производилось попутно при опробовании опорных и структурно-картировочных скважин, предна- значенных в основном для изучения геологического строения в связи с поисками нефти, газа и структур — «подземных газохранилищ». Эти работы выполнялись ВНИГНИ, Союзной геологопоисковой конторой (СГПК), а в последние годы ГУЦР на северо-западной (Брянская область), северной (Орловская и Липецкая области), северо-восточной (Тамбовская область) и восточной (Воронежская область) окраинах описываемой территории, т. е. в зонах относительно глубокого зале- гания кристаллического фундамента, примыкающих к Московской синеклизе, Брянско-Рославльскому и Пачелмскому (Рязано-Саратов- скому) прогибам. При бурении производилось опробование глубоких водоносных горизонтов с изучением химического состава вод, опре- делением их напоров и т. п. Данные гидрохимических исследований использовались как один из критериев оценки нефтегазоносности. Ре- зультаты этих исследований отражены в ряде отчетов 3. В. Заверяевой, М. С. Карасева, И. А. Кожемякиной, 3. А. Мишуниной, С. С. Когана п др. в 1950—1961 гг., а также в отчетах по проходке отдельных глубоких скважин в 1960—1964 гг. в Борисоглебске, с. Рожнах, с. Стру- говой Буде, г. Данкове, с. Токаревке и в других пунктах (Ю. Н. Восто- ков, А. Ф. Скребцов, И. Б Кулибакина, Ю. В. Агапов, В. Г. Хортов, В. С. Бельских, А. Н. Солонина и др.). Большой практический и научный интерес представляют начатые в 1960 г. Научно-исследовательским институтом Министерства химиче- ской промышленности исследования в районе г. Тамбова, связанные с проблемой захоронения промстоков В пробуренной здесь (до кри- сталлического фундамента) скважине проведен комплекс опытных работ, включающий изучение химического состава подземных вод, пробные закачки воды при различных давлениях для определения по- глощающих свойств водоносных горизонтов и т. п. В обстоятельном отчете, составленном в 1965 г., О. 3. Лифшиц и др. на основании анализа всех фактических материалов и расчетов делают вывод о принципиальной возможности и безопасности (с точки зрения за- грязнения используемых для водоснабжения водоносных горизонтов) закачки промышленных стоков в глубокие водоносные горизонты. Исследования минеральных (лечебных) вод, носившие самостоя- тельный характер, проводились Центральным институтом курортологии и физиотерапии и Центральной гидрогеологической каптажной экспе- дицией Геолминвод Министерства здравоохранения СССР в районах с. Белой Горки и Липецка. Полученные в результате этих работ данные по химическому составу
22 ИСТОРИЯ ИССЛЕДОВАНИИ и свойствах глубоких подземных вод позволили в значительной сте- пени пополнить сведения о минеральных и получить представление о промыштенных водах, распространенных на описываемой террито- рии В сводной работе по минеральным и промышленным водам тер- ритории ГУЦР, составленной в 1961 г Ф И Кравчинским при участии 3 М Щадриной и др , дается характеристика различных видов про- мышленных вод, их распространения, условий залегания, концентрации и т п , с приложением комплекса мелкомасштабных специальных карт В работе получили подтверждение положения Н К Игнатовича о гид- рохимической зональности подземных вод В области изучения гидро!еохимических и геотермических условий заслуживают упоминания несколько региональных и специальных работ, включающих частично или полностью рассматриваемую в настоящем томе территорию Прежде всего это работы В А Сулина (1948) об условиях образования и основах классификации природных вод и М А Гатальского (1957) об оценке перспектив нефтегазоносности Русской платформы по гидрохимическим показателям В работах Г В Богомолова и др (Богомолов, 1958, 1960, Богомо- лов и др, 1962), посвященных исследованию глубоких подземных вод .Московского артезианского бассейна, кроме рассмотрения условий формирования минерализованных вод палеозойских отложений, на основе палеогидрогеологического и геоструктурного анализов выска- заны соображения о роли подземных вод в формировании железоруд ных месторождений КМА и Кривого Рога, установлен различный возраст образования этих месторождений и даны рекомендации для поисков жетезных руд на новых участках в ближайших к Московскому артезианскому бассейну районах, а также на южном и юго-восточном склонах Воронежской антеклизы Заслуживают упоминания работа по гидрохимии Белгородского железорудного района, составленная в 1962 г в ЦНИИгоросушение, работа 3 В Комаровой и др , посвящен мая геохимическим методам поисков полезных ископаемых на Воро- нежской антек шзе (1966 г), а также работа по гидрохимии воронежской области, составленная в Геохимическом тресте в 1964 г В 1964 г Б Н Смирновым (ГУЦР) составлена мелкомасштабная сводная карта по гидрохимии территории КМА В 1965 г выходит работа Н Д Козловой, в которой освещаются закономерности изме- нения химического состава подземных вод Среднего Дона и палео гидрогеологические условия их формирования В 1964—1965 гг М М Андреищевым, Е А Сидельниковой и Е М Талдыкиным составлен отчет об изучении химического состава вод основных водо- носных горизонтов Воронежской области В эти же годы написано несколько работ (Е И Козлов, Ю Н Белинская, Ю С Зайцев и др ) о содержании микрокомпонентов в подземных водах юго-восточной части Воронежской антеклизы и их поисковом значении Гидрохимические исследования в связи с мелиоративными меро- приятиями проводились Каменностепнои гидрогеологической станцией в Воронежской области При этом изучался химический состав грунто- вых вод и почв, разрабатывались методы борьбы с засолением почв Этим же вопросам посвящена работа А А Дубянского и В М Смоль янинова, выполненная ими по заданию Воронежского сельхозинститута В Лаборатории гидрогеологических проблем АН СССР были про- ведены сбор и обобщение термограмм и единичных замеров температуры подземных вод в глубоких скважинах на Русской платформе Автор этой работы В. А Покровский (1960) на основе собранных многочис- ленных материалов составил схематические геотермические карты —
ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ И ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 23 срезы и профили, дающие представление о геотемпературных условиях описываемой территории. Изучение режима подземных вод. Изучение режима подземных вод велось в двух направлениях. Продолжались многолет- ние наблюдения Каменностепной и Воронежской гидрогеологических станций за режимом грунтовых вод, формирующихся главным образом под влиянием водозаборов, орошения, обводнения, лесопосадок. Каменностепная гидрогеологическая станцияу МГ СССР (позднее I идрогеологическая станция Центральной черноземной полосы) рас- полагает данными наблюдений с 1892 г., но в основном с более позднего времени. По материалам многолетних наблюдений станции Г. Ф. Басовым, О. И. Покрышевскпм, В. А. Коробейниковым, 3. А Ко- робейниковой и др. в 1960—1964 гг. составлен ряд работ, в которых освещаются основные закономерности режима грунтовых вод ЦЧП, дается его типизация и сделаны попытки долгосрочных гидрогеоло- гических прогнозов. При этом выявлены закономерные ритмические многолетние колебания уровня грунтовых вод, синхронные в различ- ных районах Европейской части СССР. Сотрудниками станции про- ведены работы по изучению грунтового стока в реки. Часть этих работ опубликована (Басов, 1948, Коробейникова, 1964; Коробейников, 1965 и ДР-). Изучением режима грунтовых вод в пределах ЦЧП и его прогно- зом в связи с орошением и обводнением земель занимались также Воронежская гидрогеологическая станция Министерства сельского хозяйства РСФСР, Московский геологоразведочный институт и 4-е Гео- логическое управление Министерства геологии СССР. Работы этих организаций упоминались выше в связи с мелиорацией земель. Для изучения режима подземных вод на территории КМА и прогноза его возможных изменений в связи с мощным водоотбором для водоснабжения и водоотливом при разработке железорудных месторождений в 1956 г. ГУЦР создана специальная Гидрорежимная партия. Она проводила наблюдения за уровнем, расходами воды, тем- пературой, химизмом, изучала условия питания, движения и разгрузки подземных вод при нарушенном режиме, давала прогноз режима под- земных вод в условиях усиленной эксплуатации водоносных гори- зонтов. Результаты этих работ изложены в отчетах и ежегодниках Гидрорежимной партии (В. С. Плотников и др.) и в ряде опубликован- ных статей (Бабушкин, 1962; Пересунько и В. С. Плотников, 1963; Б. С. Плотников, 1964а и др.). С 1961 г. при обработке данных о режиме подземных вод и его прогнозе в сложных условиях КМА применяется моделирование гидро- динамических процессов на электронной машине. Эти работы, имеющие большое практическое и научное значение, выполняются институтом ВСЕГИНГЕО в содружестве с ГУЦР—В. С. Плотниковым, А. А. Са- аром, Н. Н. Баньковой и Ф. И. Лосевым под методическим руковод- ством В. Д. Бабушкина. В связи с важным народнохозяйственным значением проблемы общего водного режима территории КМА в ГУЦР с 1961 г. ведутся исследования, имеющие целью осветить общий водный баланс терри- тории и дать прогноз его изменений в связи с усиленной эксплуатацией подземных вод и с водопонижениями при разработке железорудных месторождений, что позволит более правильно планировать дальнейшее развитие народного хозяйства и рациональнее использовать водные ресурсы территории. Гидрологическая часть этой темы выпол- няется Государственным гидрологическим институтом (ГГИ), который
24 ИСТОРИЯ ИССЛСЯОБ\НИИ в 1962—1966 гг. провел комплекс гидрологических исследований на территории КМА с использованием материалов стационарных и вре- менных гидропостов Результаты этих исследований изложены в об- стоятельных отчетах с приложением ряда карт, графиков, расчет.ов и т п (О В Попов, И Н Образцов и др ) Инженерно-геологические исследования Помимо уже рассмотренных выше инженерно-геологических исследований на территории КМА, связанных с проблемой разработки месторождений богатых железных руд, а также исследований в связи с проектирова- нием и строительством малонапорных плотин, прудов, водохранилищ и оросительных систем в пределах ЦЧП, на рассматриваемой территории проводились в значительных объемах инженерно-геотогические изыска- ния на участках различного рода гражданского, промышленного и гидротехнического строительства, по трассам железных и шоссейных дсрог, трубопроводов, на мостовых переходах и т п На значительных площадях выполнялись региональные инженерно- геологические исследования Например, в 1957 г Г И Носовым и др проводилось изучение литологии и инженерно геологических свойств пород нижнего мела в долине р Дона В 1965 г сотрудниками Геологосъемочной экспедиции ГУЦР Л П Мельниковой и М К Со- коловой составлена мелкомасштабная инженерно-геологическая карта территории деятельности этого управления, а также сводка инженерно- геологическои изученности территории по фондовым материалам Сводные работы и карты, научные обобщения и разработка методических вопросов Большой объем гидрогеологических и инженерно-геологических исследований, выпол- ненных за последние 20 лет в связи с запросами бурно растущего народного хозяйства, не только позволили составить ряд ценных свод ных работ и карт, но и дали возможность разработать ряд научно- методических вопросов, без разрешения которых было бы невозможно дальнейшее развитие гидрогеологических и инженерно-геологических исследований и успешное решение ряда практических задач К числу таких вопросов относятся, например, совершенствование методики гид- рогеологического картирования, разработка методов количественной оценки естественных ресурсов и эксплуатационных запасов подземных вод, проблема формирования подземных вод, в частности их химиче- ского состава, унификация гидрогеологической терминологии и др Ниже дается обзор основных сводные и научно методических ра- бот, представляющих собой определенный этап в познании гидрогео- логических условий описываемой территории и существенный вклад в развитие гидрогеологии вообще Большую ценность представляюл работы Н К Игнатовича (1946, 1947, 1948), не потерявшие до настоящего времени своего значения На основании изучения подземных вод и рассолов палеозойских отло- жений на Русской платформе Н К Игнатович установил их гидро- динамическую и гидрохимическую вертикальную зональность, выделив ’’•ри зоны активного водообмена с пресными водами, затрудненно!! циркуляции с минеральными сульфатными водами и застойного ре- жима с рассольными хлоридными водами Исследования Н К Игна товича явились важным вкладом в решение одной из главных проблем гидрогеологии — проблемы формирования подземных вод В 1949 г В А Жуков дал обстоятельную характеристику гидро геологических условий всей рассматриваемой территории, описал под- земные воды четвертичных и дочетвертичных отложений, минеральные воды, охарактеризовал степень гидрогеологической изученности и ука- зал задачи дальнейшего изучения подземных вод Небольшая глава
ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ И ИНЖЕНЕРНО ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 25 в этой работе посвящена инженерно-геологическим условиям терри- тории (П. Н. Панюков). В 1949 г. Я. А. Сыроквашина составила гидро- геологическое описание районов полезащитного лесоразведения, куда входит значительная часть описываемой территории. В 1955 г. в ГУЦР начато проведение планомерной мелкомасштаб- ной гидрогеологической съемки и составление сводных работ (Ф. Я- Та- раскина и Л. Л. Чаповская). Однако методика этих работ была еще несовершенна. С 1957 по 1967 г. Б. Н. Смирновым, Л. Л. Чаповской, Н. А. Сорвачевой, Е. К. Евтеховой и др. эти работы были продолжены и охватили почти всю рассматриваемую территорию. При этом были использованы и критически проанализированы все имеющиеся гидро- геологические материалы, данные по буровым на воду и разведочным скважинам, а также материалы среднемасштабной геологической съемки. Большое значение при этом имела разработанная во ВСЕГИНГЕО единая методика составления гидрогеологических карт различного масштаба. В ходе составления карт эта методика совер- шенствовалась, в нее были внесены некоторые уточнения и поправки Вопросам методики составления гидрогеотогических, инженерно-геоло- гических и гидрохимических карт территории КМА на опыте карто- составительских работ ГУЦР посвящено несколько публикаций Б. Н. Смирнова (1962а, 1963а). В 1957—1964 гг. в ГУЦР составлен ряд сводных работ по тер- ритории КМА (Б. Н. Смирнов, А. Л. Воронина, Л. П. Викторова, Н. И. Смирнова, Е. К- Евтехова). Эти работы подвели итог гидрогео- логического и инженерно-геологического изучения территории КМА на начало 60-х годов. Они могут служить региональной основой при планировании водсснабжения и эксплуатации железорудных место- рождений, при подсчете ресурсов подземных вод, планировании поверх- ностного и особенно подземного строительства. В 1959 г. Геологосъемочной экспедицией ГУЦР (Б. И. Смирнов, В. П. Ишунин) составлена гидрогеологическая часть очерка по геоло- 11Ш, гидрогеологии и полезным ископаемым центральной части терри- тории КМА. Из числа обзорных гидрогеологических работ, охватывающих всю территорию СССР или крупные ее части, упомянем здесь опубликован- ный в 1955 г. труд И. В. Гармонова, характеризующий распростра- нение, глубину залегания и минерализацию грунтовых вод степных и лесостепных районов Европейской части СССР. Несколько сводных специальных работ по описываемой территории (для целей водоснаб- жения, инженерно-геологическая и др.) были названы выше в соот- ветствующих разделах. Конец 50-х годов ознаменуется началом работ по оценке ресурсов и запасов подземных вод. Работа эта шла в трех направлениях, в той пли иной степени взаимосвязанных: 1) региональная оценка естествен- ных ресурсов, 2) региональная оценка эксплуатационных запасов, 3) расчеты эксплуатационных запасов подземных вод на конкретных участках в различных гидрогеологических условиях. В основу оценки естественных ресурсов подземных вод положен разработанный Б. И. Куделиным (1960) метод генетического расчле- нения гидрографа реки с выделением в нем части речного стока, йюрмирующегося за счет подземного питания. По этой методике Б. И. Куделиным совместно с сотрудниками Каменностепной гидро- геологической станции (В. А. Коробейниковым, 3. А. Коробейниковой, Н. А. Лебедевой и др.) в 1960 г. проведено картирование естественных ресурсов подземных вод зоны активного водообмена территории ЦЧП В 1964 г. опубликованы карты подземного стока (естественных ресурсов.
26 ИСТОРИЯ ИССЛЕДОВАНИИ подземных вод) СССР в масштабе 1 : 5 000 000, составленные большим отрядом гидрогеологов и гидрологов геологического факультета МГУ. I идрорежимной экспедиции ВСЕГИНГЕО и ГГИ под общим руковод- ством Б. И. Куделина и О. В. Попова. В конце 50-х годов по заданию правительства в связи с состав- лением генеральной схемы комплексного использования водных ресур- сов и запросами народного хозяйства институт ВСЕГИНГЕО совместно с территориальными геологическими управлениями приступил к работе по региональной оценке эксплуатационных запасов пресных подземных вод. Эту работу возглавили Н. Н. Биндеман, С. М. Семенова, Л. С. Яз- вин и др. Ими разработана методика приближенной региональной оцен- ки и картирования эксплуатационных запасов подземных вод, для чего введено условное понятие «модуль эксплуатационных запасов подзем- ных вод». Эта методика использована в ГУЦР (Н. В. Говоров, II А Иванова, В. Ф. Небосенко, В. С. Птотникоз и др.) в 1963 г. при сиенке эксплуатационных запасов подземных вод территории, обслу- живаемой управлением. На основе этой и других карт ссставлена под редакцией Н. Н. Биндемана и в 1964 г. опубликована сводная карта модулей эксплуатационных запасов пресных подземных вод СССР в масштабе 1 : 5 000 000. Большой вклад в разработку методики гидрогеологических расчетов водозаборных сооружений и оценки эксплуатационных запасов подзем- ных вод на конкретных участках, находящихся в различных гидрогео- логических условиях, внесли Ф М. Бочевер и Н. Н. Веригин, опубли- ковавшие ряд ценных работ и статей по этому вопросу (Бочевер, 1956, 1957, 1958, 19606, 1961; Бочевер, Веригин, 1961; Бочевер, Орфаниди. 1962; Бочевер и др., 1965). Дальнейшее совершенствование методов количественной оценки естественных ресурсов и эксплуатационных запасов подземных вод в значительной степени основывалось на при- менении этих методов на практике. На материалах изучения гидрогеологических и инженерно-геологи- ческих условий территории КМА в связи с освоением железорудных месторождений за последние годы также составлен ряд ценных сводных работ и сделано немало научно-методических обобщений. Большинство из них уже было упомянуто выше. Наиболее полные данные содержит выполненная во ВСЕГИНГЕО (Павлов и др., 1959) работа, в которой подведены итоги гидрогеологического и инженерно-геологического изучения территории КМА, освещены условия залегания, питания и дренажа подземных вод, дано районирование территории по гидро- 1 еологическим и инженерно-геологическим условиям по состоянию на 1957 г. В последние годы опубликован ряд статей и работ, освещающих состояние гидрогеологической изученности территории КМА, вопросы гидрогеологического и инженерно-геологического районирования, усло- вия отдельных месторождений и железорудных районов, режим под- земных вод и его прогноз, методику составления специализированных карт и др. (Бобрышев, 1958; Бабушкин, Бобрышев, 1959; Бабушкин и др., 1962; Прохоров и Скворцов, 1958; В. С. Плотников, 1964а; Смир- нов, 1959, 1962а, б, в, 1963а, б, 1966; Славянов и Фандеева, 1959 и др.). ГУЦР совместно с Воронежским государственным университетом издал крупную монографию «Геология, гидрогеология и железные руды бассейна КМА». В работе обобщены все материалы по состоянию изученности этой территории на 1965—1969 гг. Том иллюстрируется гидрогеологической, инженерно-геологической картами и разрезами. В его составлении принимали участие Б. Н. Смирнов, В. Ф. Небосенко, В. С. Плотников, А. А. Саар, Н. И. Смирнова, Л. П. Викторова и др.;
ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ И ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 27 редакторы — А. Т. Бобрышев, В. Д. Бабушкин, Г. Г. Скворцов, Б. И. Смирнов, С. П. Прохоров. Подводя итоги гидро! еологического и инженерно-геологического изучения описываемой территории в послевоенный период, следует отметить, что подавляющая часть выполненных разведочных, изыска- тельских, съемочных, камеральных и сводных работ и научно-мето- дических обобщений связана с проблемами водоснабжения и с освое- нием железорудных месторождений КМА. В связи с этим наиболее изученной оказалась территория К.МА, районы крупных городов и про- мышленных центров. Менее изучены западная и восточная окраинные части территории, где особенно ощущается отсутствие гидрогеологиче- ской съемки. Здесь еще слабо изучены глубокие водоносные горизонты, промышленные п лечебные минерализованные воды и содержание в них ценных компонентов.
ГЛАВА II ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ РЕЛЬЕФ Рассматриваемая территория охватывает два крупных орографиче- ских элемента: Среднерусскую возвышенность и Окско-Донскую рав- нину, а также краевые части примыкающих к ним с запада Придеснин- ской равнины и с востока — Приволжской возвышенности (рис 2) Среднерусская возвышенность занимает центральную часть Русской равнины, протягиваясь в меридиональном направлении от широтного отрезка долины р. Оки на северех до широты г. Харь- кова на юге. На западе возвышенность граничит с Придеснинской, а на вотоке с Окско-Донской равнинами Среднерусская возвышенность представляет собой водораздельную область, в пределах которой берут начало реки Ока, Дон и их много- численные притоки и крупные притоки Днепра — Десна с Сеймом, Псёлом и др. Эта область характеризуется рельефом возвышенной рав- нины с пологоволнистыми, частично пологохолмистыми или пологоува- листыми водораздельными пространствами с абсолютными высотами от 220—230 до 270—280 м, довольно глубокого расчлененными долинно- балочной и овражной сетью (глубина долин варьирует от 50 до 150 м). Наибольшие высоты приурочены к северной части возвышенности. В за- падном, южном и восточном направлениях ее поверхность постепенно понижается. В пределах Среднерусской возвышенности можно выделить следую- щие основные орографические элементы (см. прилож. I, листы 1, 2). На севере располагается наиболее возвышенная ее часть, для которой предлагается название Верхне-Окской возвышенности. На широте вер- ховьев Свапы и Сосны она сочленяется с возвышенной, наклоненной к юго-западу и югу, водораздельной Сеймско-Пселской равниной и с окаймляющей ее Сеймско-Северодонецкой грядой**. Гряда отделена пониженной меридиональной зоной Ливенского амфитеатра** и Верх- не-Оскольского бассейна (с Тимской грядой между ними) от Придон- ской возвышенной равнины *. Параллельно последней и восточнее нее протягивается Трубетчинская равнина. Придонская равнина на юге и юго-востоке непосредственно граничит с Донской грядой и Калачской возвышенностью***. Верхне-Окская возвышенность охватывает Окско-Деснинский водо- раздел и бассейны верхнего течения Оки, Зуши и левобережной Сосны. Ее южной границей является широтный отрезок долины р. Свапы и северный борт Ливенского амфитеатра. На западе возвышенность огра- * В границы описываемой площади северная часть возвышенности не входит. ** Наименования употребляются впервые *** Донская гряда не входит в состав Среднерусской возвышенности, Калачскую же возвышенность следует рассматривать как составную часть последней.
ФИЗИКО ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ 29 ничивается Придеснинскои равниной, на востоке — долиной Дона. Максимальные абсолютные высоты междуречий (до 282—283 м) располагаются в пределах водораздела рек Зуши, Любовши (бассейн Сосны) и Красивой Мечи. В восточном и южном направлениях высоты снижаются до 260—240 м, а к долинам Сосны и Дона — до 220—210 м К западу и юго-западу поверхность равнины снижается до 260—270 м, а в долине Оки до 230—250 м Западнее последней равнина вновь по- вышается до 260—270 м в пределах Окско-Деснинского водораздела, а в западном, северном и южном направлениях от него снижается до 220—240 м Междуречья характеризуются рельефом возвышенных полого-вол- нистых и пологохолмистых равнин, прорезанных глубокими суженными долинами рекь и ручьев (с глубинами вреза от 90—ПО м на востоке и северо-востоке до 70—80 м на западе). На западе крупные открытые и полуоткрытые долины притоков Оки и Десны (системы Навля — Дон, Нерусса— Кромы), сходящиеся своими верховьями, расчленяют рав- нину на серию удлиненных в восток-северо-восточном направлении параллельных гряд. Восточнее долины Оки, в наиболее возвышенном районе, также выделяется несколько гряд, постепенно меняющих на- правление с восток-северо-восточного в бассейне верхнего течения На- ручи до северо-восточного — субмеридионального в бассейнах р. Лю- бовши и рек Каменки Гоголя (притоки Красивой Мечи). К югу и юго-востоку от широкой плоскодонной долины р. Свапы располагается возвышенная водораздельная Сеймско-Пселская равни- на, максимальные абсолютные высоты поверхности которой несколько ниже отметок Верхне-Окской возвышенности Ее восточная граница четко очерчена линией, соединяющей верховья рек Сев. Донца и Тускаря Обширная плоская или пологоволнистая возвышенная равнина, простирающаяся к западу и юго-западу от этой линии, распадается на ряд крупных массивов, ограниченных широкими долинами субширот- ных рек Свапы, Сейма и Псела Наибольшие высоты тяготеют к во- сточной части равнины (260—270 м), к западу и югу они снижаются до 220—240 м Средняя глубина расчленения рельефа 60—80 м, густота долинно балочной сети от средней до сильной (свыше 1,2 км/км2) Значительное развитие имеют овраги Между восточной границей Сеймско-Пселской равнины и линией водораздела, разграничивающей бассейны верхнего течения Сейма и Сев Донца, с одной стороны, Сосны и Оскола —с другой, расположена Сеимско-Северодонецкая гряда, представляющая собой возвышенную зону с преобладающими абсолютными высотами пологоволнистых меж- дуречии порядка 260—270 м при максимальных их значениях в между- речье верховьев Сейма и Донской Сеймицы (276—280 м) Мелкие притоки Сейма и Сев Донца расчленяют эту зону на серию парал- лельных гряд северо-западной — субмеридиональной ориентировки Глу- бина долин 50—60 и в центральной части (бассейн Рати), возрастает до 80 м на юге Густота долинно-балочной сети средняя Овраги раз зиты сравнительно слабо К востоку7 от возвышенной Сеймско Северодонецкой гряды протя- 'ивается субмерииюнатьная пониженная область ширинок от 50 до 70 к к Она включает бассейны рек Сосны (Ливенский амфитеатр) и Оскола (Верхне-Оскотьский бассейн) в их верхних течениях Здесь господствуют абсолютные высоты местных водоразделов по пядка 210—230 ч (местами до 240 м) Водоразделы имеют потоговол-
J тараду 6 Рис 2 Рельеф н освоение орографические ^чеменил ЕСТЕСТВЕННОИСТОРИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ 31 нистые и пологохолмистые очертания. В долинах рек Тима, Кшени и Олыма (Ливенский амфитеатр), врезанных на глубину от 50—70 м в верховьях до 60—80 м в низоввпл, хорошо выражена правосторон- няя асимметрия*. Последняя_присуща и долине р. Оскола. Глубина речных долин в северной части Верхне-Оскольского бас- сейна 70—80 м (до 100 At), на юге — 90 — НО м (до 120-^-130 м, доли- на Оскола близ Нового Оскола). Долинно-балочная и овражная сети отличаются большой густотой (до 1,6 км/км2, местами более). Ливенский амфитеатр и Верхне-Оскольский бассейн разделены широкой пологоволнистой Тимской рядой с абсолютными высотами по- рядка 240—250 м. Пониженная область с востока замыкается Придонской возвышен- ной равниной, которая к северо-востоку от г. Задонска переходит в по- ниженную (210—220 At) слабоволнистую Трубетчинскую равнину, рас- положенную в междуречье верховьев Дона и Воронежа. Вместе они составляют восточный склон Среднерусской возвышенности. Придон- ская возвышенная равнина имеет плоский или пологоволнистый рельеф водораздельных пространств, слабо наклонена к востоку и юго-востоку и круто спускается к долине Дона. Абсолютные высоты водоразделов достигают 240—250 м на западе в бассейне верховьев Ведуги и пони- жаются до 180—200 At у восточного края равнины и на юго-востоке. Равнина прорезана глубокими (60—70 м, на юге до 80—НО м) долинами правых притоков Дона. Глубина Донской долины достигает 100—140 м. Густота долинно-балочной сети изменяется от средней на севере до весьма значительной на юге. Интенсивно развиты овраги. Юго-восточнее Придонской равнины располагается отделенная от нее долиной р. Черной Калитвы вытянутая вдоль правобережья Дона сравнительно узкая и невысокая (200—220 м, местами до 230—238 м) Донская гряда. Превышение ее северо-восточных крутых склонов над долиной Дона достигает 140—150 м. К востоку от широкой террасированной долины р. Дона на отрезке г. Георгиу-Деж — д. Казанская располагается Калачская возвышен- ность, которой присущи пологоволнистые формы водораздельных про- странств с абсолютными отметками порядка 200—220 м, реже 230— 240 м. Наибольшие высоты приурочены к восточной части возвышен- ности, постепенно они понижаются к западу и юго-западу, что сооб- щает возвышенности общее асимметричное строение. На севере возвы- шенность обращена отлогими склонами к Окско-Донской равнине; во- сточные ее склоны, ограничивающие долину Хопра, отличаются значи- тельной крутизной. Наибольшие глубины речных долин колеблются от 30 до 100—ПО At. Большинство долин имеет правостороннюю асимметрию. Долинно-ба- лочная сеть отличается большой густотой (1,2—1,5 км/км2). Значи- тельно развиты овраги. Окско-Донская равнина представляет собой обширную по- ниженную плоскоравнинную область с абсолютными высотами между- речий от 140 до 200 At и относительными превышениями в пределах 20—30 м. С запада равнина обрамлена крутыми уступами Среднерусской возвышенности, с юга — более отлогими северными склонами Калач- ской возвышенности; на востоке с равниной плавно сочленяются склоны * Имеется в виду асимметрия поперечного профиля долины с высоким крутым правым и пологим террасированным левым склонами. При левосторонней асимметрии крутым является левый склон.
32 ЕСТЕСТВЕННОИСТОРИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ отрогов Приволжской возвышенности. На севере равнина уходит за пределы описываемой территории в сторону Мещерской низины. Крайним южным ограничением Окско-Донской равнины является субширотная полоса современных и древних долин, протягивающихся от г. Боброва до г. Новохоперска в виде широкого пояса пониженного рельефа (абсолютные отметки 140—160 м). В рельефе равнины четко выражены две вытянутые в меридио- нальном направлении орографические ступени: более низкая — запад- ная (Воронежско-Донская равнина) и более возвышенная — восточная (Цнинско-Хоперская равнина) с границей между ними, проходящей по правым склонам долины Польного Воронежа, через верховья Ма- тыры и далее к югу по междуречью Битюга и Токая, т. е. по водораз- дельному Воронежско-Цнинскому валу*. Равнина имеет, таким обра- зом, асимметричный поперечный профиль с общим снижением водораз- дельной поверхности в западном направлении. В пределах равнины берут начало р. Воронеж с его левыми при- токами, правые притоки Хопра и р. Цна, направляющая свои воды к северу. Воррнежско-Донская равнина занимает в основном левобережную часть бассейна р. Воронежа и характеризуется абсолютными отметками поверхности преимущественно 150—170 м. На севере, в пределах водо- раздела рек Становой Рясы и Воронежа, равнина имеет абсолютные высоты 160—170 м, максимальные значения 177 м, к югу она посте- пенно понижается и в междуречье Воронежа и Матыры не превышает 149—160 м абсолютной высоты при крайне слабой овражно-балочной расчлененности. Южнее широтного участка р. Матыры высоты равнины постепенно увеличиваются, достигая наибольших значений в районе водораздела рек Усмань— Икорец (до 170—175 м), и вновь постепен- но снижаются к долинам Дона, Воронежа, Икорца и Битюга до 140— 150 я. Характерной чертой рельефа плоских междуречий Воронежско- Донской равнины являются многочисленные плоские западины. К широким долинам Дона и Воронежа, ограничивающим Окско- Донскую равнину вдоль ее западной и отчасти южной периферии, при- урочены минимальные абсолютные высоты (110—150 м). Глубина до- лин, развитых в пределах Воронежско-Донской равнины, варьирует в среднем от 20 до 50 м, достигая наибольших значений на юге. Густота долинно-балочной сети невысокая, склоны долин и балок очень отлогие, овражность слабая. Воронежско-Цнинский вал, разделяющий Воронежско-Донскую и Цнннско-Хоперскую равнины, протягивается меридионально в лево- бережье Битюга и представляет собой довольно четкую возвышенную гряду с абсолютными высотами от 170 до 200 я, в межуречье Матыры и Чел новой до 218 м. Цнинско-Хоперская равнина, представляющая собой восточную часть Окско-Донской равнины, приподнята над ее западной частью в среднем на 30—40 м. В своей северной половине Цнинско-Хоперская равнина, отвечающая здесь бассейну верхнего течения р. Цны, полого наклонена к северу и имеет характер широкого плоского желоба, ограниченного с запада и востока пологоволнистыми грядами, возвы- шающимися над центральной частью равнины соответственно на 20—30 и 30—40 м. Абсолютные высоты плоских и пологоволнистых междуре- чий здесь варьируют в пределах 170—190 .и, достигая местами 200 я. Водораздел бассейнов рек Цны и Савалы, отделяющий северную часть Все три наименования употребляются впервые.
ФИЗИКО ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ 33 равнины от южной, гипсометрически почти не выражен. Абсолютные высоты здесь не превышают 168—187 м, а на юге высоты равнины вы- держиваются в пределах 160—180 м. На востоке эта часть равнины переходит в обширные пониженные пространства бассейна Хопра. Глубина долин, развитых в пределах Цнинско-Хоперской равнины, колеблется от 30 до 60—70 м. Наибольшей глубины долины достигают в бассейне р. Хопра (до 80 лг). Густота долинно-балочной сети более значительная, чем в пределах Воронежско-Донской равнины. Большая роль в рельефе здесь принадлежит оврагам. Придеснинская равнина представляет собой обширную относительно пониженную область, расположенную к западу от Сред- нерусской возвышенности. На юге Придеснинская равнина сливается с Приднепровской равниной, частью которой она является. Для Приднепровской равнины характерно чередование островных массивов лёссовых плато (Брянский, Почепский и др.) с очень широ- кими плоскодонными речными долинами (Десны, Судости, Ипути), име- ющими облик террасовых равнин. Последние вытянуты главным обра- зом в меридиональном, юг-юго-западном или юго-западном направле- ниях, за исключением участка долины Десны выше Брянска, ориенти- рованного с северо-запада на юго-восток. Абсолютные высоты плоских долинных днищ не превышают 180—190 м на севере равнины, снижа- ясь до 150—170 м на юге, при глубине вреза долин всего 10—20 м, ре- же до 40 м. Приподнятые части равнины с абсолютными высотами 220—230 м возвышаются над прилегающими долинами в среднем на 50—80 м, ограничиваясь довольно крутыми склонами, особенно в пра- вобережье крупных рек (Десна, Судость). Глубина расчленения мас- сивов достигает 50—70 м, густота долинно-балочной сети имеет сред- ние значения. Довольно значительное развитие имеют овраги. Приволжская возвышенность служит восточным обрам- лением Окско-Донской равнины. На рассматриваемой территории она представлена лишь своей западной краевой частью, имеющей характер возвышенного массива Этот массив отделен от основной части При- волжской возвышенности пониженной зоной северо-западной ориенти- ровки, соединяющей долину р. Кашмы с бассейном р. Вороны у г. Кир- санова. Эта часть Приволжской возвышенности приурочена к бассейну верхнего течения р. Вороны и ее водоразделу с правыми притоками р. Цпы. Абсолютные высоты плоских и пологоволнистых водоразделов несколько превышают 200 м, достигала 221 м в верховьях Мокрой Панды. Глубина расчленения возвышенности речными долинами достигает 80—100 м, густота расчленения средняя. Овражное расчленение дости- гает 0,4 км[км2. В связи с постепенным снижением и выполаживаннем склонов возвышенности ее граница с Окско-Донской равниной выра- жена нерезко. РЕКИ И ОЗЕРА Описываемая территория имеет хорошо развитую речную сеть. Большая часть рек принадлежит к бассейну р. Дона, меньшая отно- сится к бассейнам рек Днепра и Оки. В количественном отношении преобладают мелкие реки. На территории ЦЧП, например, из 5930 рек 4894 имеют длину меньше 10 км. Наиболее интенсивно развита сеть мелких рек в бассейне р. Оки, где ее густота достигает 0,38 км на 1 км2, наименее интенсивно в бассейне р. Дона.
34 ЕСТЕСТВЕННОИСТОРИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ Для речной сети рассматриваемой территории характерны сущест- венные отклонения от обычного для равнины нормально древовидного ее рисунка. Часто наблюдаются асимметрия бассейнов и ломаный гео- метричный рисунок их границ, прямолинейность крупных отрезков те- чения, резкие повороты, петлеобразные изгибы и аномальные направле- ния течения притоков главных рек. Большим разнообразием характеризуются поперечные профили речных долин, их ширина и глубина, форма склонов, степень их терра- сированное™. При этом каждому бассейну присущи некоторые специ- фические черты строения речной сети. Реки отличаются спокойным течением, продольные профили в ос- новном выработаны. Но на некоторых реках имеют место резкие пере- гибы продольного профиля. Характерно также наличие большого коли- чества перекатов — мелей с быстрым течением. Питание рек происходит за счет атмосферных осадков и подзем- ных вод. Доля снегового и дождевого питания составляет в среднем SO—90%, подземного 10—20%, увеличиваясь в северных районах до 30—35%. Максимальные расходы и уровни в реках наблюдаются вес- ной. За период половодья проходит в среднем более 70% общего го- дового 9тока. В начале осени, когда естественные ресурсы грунтовых вод, питающих реки, уменьшаются, наблюдается наиболее низкий уро- вень рек. Ледостав наступает в среднем в конце ноября или начале декабря. Вскрываются реки в конце марта—начале апреля. Южные реки вскрываются на несколько дней раньше рек, протекающих на севере. Речной сток так же, как и осадки, выпадающие на рассматривае- мой территории, заметно уменьшается в направлении с северо-запада на юго-восток. Средний многолетний модуль стока, равный 6—7 л/сек. на 1 км2 на северо-западе, снижается на юго-востоке до 2—3 л/сек на 1 км2. Озера на рассматриваемой территории имеют ограниченное разви- тие. Большинство озер расположено в поймах, представляет собой старицы рек и имеет небольшие размеры (несколько километров в длину при ширине в несколько сот метров). Это озера в долине Дона, Воронежа, Хопра на востоке и Десны и ее притоков на западе, а так- же в долинах других рек с широкими поймами. Реки бассейна Дона. Водосборный бассейн Дона занимает обширную площадь — 430 тыс. км2, длина реки 1980 км, из них 630 км приходятся на рассматриваемую территорию. Крупнейшими правыми притоками Дона здесь являются Красивая Меча, Ведуга, Девица, Ти- хая Сосна, Черная Калитва, Богучара, своими верховьями заходит Сев. Донец с притоками Нежеголью и Оскол. Слева Дон принимает реки Воронеж (с притоками Матырой и Усманью), Битюг, Осередь. Здесь проходит Хопер с притоками Вороной и Савалой. Бассейн Дона на севере граничит с бассейном Оки, на западе — с бассейном Днепра. Границы бассейна имеют сложную конфигурацию. Их крупные отрезки нередко прямолинейны, закономерно ориентирова- ны (водораздел Цны — Воронежа в его верхнем течении, водоразделы Быстрой Сосны — Зуши, Сейма — притоков Быстрой Сосны и др.), что связано с особенностями геологического строения. В неменьшей степени это относится и к водораздельным линиям между притоками Дона. Специфическими чертами гидросети Донского бассейна являются следующие. 1. Господствующая субмеридиональная ориентировка главных до- лин с отклонениями к юго-западу или юго-востоку.
ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ 35 2. Характерное пульсирующее ветвление гидросети с периодической концентрацией крупных притоков в пучки и последующим разрежением притоков до полного «оголения» главного речного ствола (Хопер, вер- ховья Воронежа, верховья Сев. Донца и др.). 3. Широкое развитие систем субпараллельных притоков, впадаю- щих в главную реку под углами, близкими к прямому (Становая Ря- са— Иловай — Воронеж, Тим — Кшень — Олым, Корень — Короче и др.). 4. Прямоугольно-коленчатые изгибы крупных долин (Хопер ниже слияния с Вороной, Дон ниже г. Павловска, Оскол у г. Нового Оскола и др.). 5. Часто встречающиеся аномальные ориентировки долин (Быстрая Сосна, Девица и др.). 6. Обилие прямолинейных речных долин (Потудань, Олым, Осе- редь, Дон у г. Георгиу-Деж, ниже г. Павловска и с. Верхнего Мамона, Черная, Калитва, верховья Сев. Донца и др.). 7. Резкая асимметрия речных бассейнов (редуцированность левых притоков Дона от Данкова до устья Воронежа — недостаточное разви- тие правых притоков р. Воронежа ниже г. Липецка, правых притоков Дона ниже с. Казанского, левых притоков Оскола ниже г. Старого Оскола и др.), в связи с чем наблюдается иногда флаговидная их форма. 8. Прямолинейность границ между бассейнами. Важными характеристиками речных систем являются уклоны их продольных профилей, глубина вреза и густота балочно-речной сети.. Общая особенность бассейна Дона с этой точки зрения заключается в том, что по сравнению со смежными бассейнами он характеризуется максимальными глубинами местных базисов эрозии на равном удале- нии от водораздельных линий, что хорошо выявляется при сопоставле- нии графиков продольных профилей смежных долин в соседствующих бассейнах. Так, абсолютные отметки ложа долин р. Зуши (бассейн Оки) и р. Любовшн (бассейн Дона) на расстоянии 50 км от водораз- дела имеют значения соответственно 145 и 131 м. Для Сейма (бассейн Днепра) и Сев. Донца (бассейн Дона) на расстоянии 90 км разница в отметках еще большая (160 и 105 м). Это свидетельствует об общей асимметрии долинного вреза Донского и смежных бассейнов. Характерны следующие продольные уклоны крупнейших рек (Дон, Воронеж, Хопер): в верховьях от 0,0005 до 0,00025, ниже по течению у южных границ территории от 0,00015 до 0,00006. Небольшие реки имеют уклоны от 0,005—0,001 до 0,002—0,003. Большую крутизну по сравнению с левобережными притоками имеют правые притоки Дона (до широты г. Георгиу-Деж), берущие начало на склонах Среднерус- ской возвышенности. Местами здесь наблюдаются довольно крутые пе- регибы продольного профиля и даже водопады, например, с высотой падения воды 1,3 м на р. Быстрик у с. Перлевки в бассейне Ведуги. Южнее г. Георгиу-Деж отмеченные различия выравниваются. Однако и в пределах Среднерусской возвышенности наблюдается довольно зна- чительная изменчивость в крутизне продольных профилей рек, обуслов- ленная местными условиями. Долины правобережных притоков Дона, а также долины, проре- зающие Калачскую возвышенность, в отличие от его левобережных притоков, протекающих по Окско-Донской равнине, имеют значитель- ную глубину (80—120 м) с максимальными значениями к югу от с. Верхнего Мамона. Склоны долин здесь довольно крутые, иногда об- рывистые, часто с ярко выраженной асимметрией. Иногда долины при-
36 ЕСТЕСТВЕННОИСТОРИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ обретают форму каньонов (р. Воргол). Менее глубокие (30—70 м) долины левых притоков имеют более пологие склоны с хорошо разви- тым комплексом широких аккумулятивных террас. Густота речной сети в левобережной части бассейна (0,2—0,3 км на 1 км2) ниже, чем на склонах Среднерусской возвышенности (0,3—0,4 км на 1 км2). Глубины русел рек Донского бассейна следующие: Дона на пере- катах от 0,2 до 1,5 м (на плёсах до 12 м), Хопра и Вороны от 0,5 до 5 м, Воронежа до 1,5—3 м (местами до 18 jh), Битюга от 0,1 до 5 м (местами до 10 м), Оскола до 1,5 м, Быстрой Сосны до 2,7 м. Как отмечалось выше, питание рек бассейна Дона в основном осу- ществляется за счет талых вод. Однако в отдельных речных системах наблюдается резкое возрастание грунтового питания (в бассейне Сос- ны до 30—40%). Среднегодовой модуль речного стока равен 3 л!сек с 1 км2 для бассейна в целом, но изменяется в значительных пределах для малых водотоков (например, около 5 л/сек с 1 км2 в бассейне Бы- строй Сосны и 1,5 л!сек с 1 км2 в бассейне Девицы). Среднегодовой расход Дона составляет (в м^сек)-. у г. Задонска — 132; у г. Георгиу-Деж — 265; у границы Воронежской области (д. Ка- занская)— 337. Среднегодовые расходы притоков (в л«3/сех): Хопра (г. Новохоперск) —182; Воронежа (г. Воронеж)—78,2; Быстрой Сосны (с. Беломостье)—35,1; Вороны (Борисоглебск)—27,9; Сев. Донца (д. Пески)—6,35; Оскола (г. Старый Оскол)—8,11; Девицы (с. Деви- ца)—7,16, Битюга (с. Бродовье)—5.4, Средняя скорость течения (в м!сек)-. Дона — 0,2 (от 0,07 на плё- сах до 0,38 на перекатах); Хопра — 0,3; Воронежа — 0,2—0,4; Вороны, Битюга и Оскола — 0,2; Потудани, Черной Калитвы и Сев. Донца — 0,1—0,2. Резко повышенную скорость имеет Быстрая Сосна и ее при- токи (до 0,5—0,8 лг/сек). Абсолютные амплитуды колебаний уровня достигают (в м): на Дону—10,5; на Хопре — 7,2; на Быстрой Сосне—12, на Девице — 3. Пик весеннего паводка проходит на Дону 6 апреля у г. Калача и 14 апреля у г. Павловска. Реки_ бассейна Днепра. Крупнейшими реками этого бассей- на на описываемой территории являются притоки Днепра Десна, Псёл и Ворскла. Наибольшая площадь принадлежит бассейну Десны с ее левыми притоками— Болвой, Навлей, Неруссой и Сеймом и правыми притоками — Судостью и Сновом. Крупнейший приток Десны — Сейм, принимающий здесь притоки Тускарь и Свапу, является одной из важ- нейших речных артерий рассматриваемой территории. Псёл и Ворскла представлены лишь своим верхним течением. В верховьях Десна и Сейм имеют очень характерную «распластован- ную» форму бассейнов (см. прилож. I, листы 1, 2) и близкую ориен- тировку долин (соответственно юго-восточную и северо-западную); ниже по течению эти реки резко поворачивают и сливаются под острым углом. В целом граница бассейна Десны с бассейнами Оки и Дона имеет от Брянска до истоков Сейма общее юго-восточное направле- ние, что, несомненно, структурно обусловлено так же, как и южное ограничение левой «распластованной» ветви бассейна (водораздел меж- ду верховьями Псёла и Сейма). Отмеченная особенность в ориентировке долин резко отличает бас- сейн Десны от бассейна Дона. Кроме того, для бассейна Десны не ха- рактерны аномальные ориентировки крупных притоков. При столь же .широко развитой, как и в бассейне Дона, асимметрии бассейнов (Дес- на ниже Брянска, Свапа в нижнем течении и др.), распределение при- токов в бассейне Десны более равномерно. Ниже г. Трубчевска и
ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ 37 г. Льгова в рисунке бассейнов Десны и Сейма отчетливо проявляется ортогональная система (юго-запад — северо-запад). Так же, как и в бассейне Дона, прямолинейные отрезки течения рек в бассейне Десны развиты достаточно широко (Судость, Десна выше Брянска, Свапа в нижнем течении, многочисленные отрезки течения Сейма). Среди рек, принадлежащих бассейну Днепра, по характерному рисунку речной сети резко выделяются Псёл и Ворскла. Сохраняя асимметрию, эти речные системы по субпараллельному расположению главных долин и их основных притоков приближаются к рисунку лево- бережной части бассейна Дона (в пределах Окско-Донской равнины), что, по-видимому, отвечает наиболее полно выраженным условиям кон- секвентного стока. Как отмечалось выше, Десна, Сейм и их крупные притоки имеют более отлогие и плавные продольные профили долин (уклон Десны 0,00012, Сейма 0,00015—0,00025), чем реки бассейна Дона. Для Псё- ла и Ворсклы отмечается некоторое увеличение уклонов (соответствен- но 0,0002—0,0003 и 0,0003—0,0004). Тем не менее даже Ворскла зна- чительно уступает по величине уклонов смежному с ней Сев. Донцу (бассейн Дона). Долины притоков, таких, например, как Судость, Навля, Нерусса и др., имеют значительно более крутые продольные профили (0,0003— 0,0008). Глубина речных долин бассейна Десны значительно меньше пс сравнению с бассейном правобережного Дона (соответственно 30—70 и 100—120 л«). Несколько большие значения отмечаются в междуречье Десны и Ипути (60—80 м, местами до 100 м). Для речных долин, принадлежащих к системе Псёл — Ворскла, несмотря на снижение аб- солютных отметок водоразделов, глубина вреза достигает 70—100 м. По строению поперечного профиля долины Днепровского бассейна очень резко отличаются от долин правых донских притоков. Долины Десны, Сейма, Свапы очень широкие, плоскодонные, с меандрирующим руслом, с тремя-четырьмя широкими надпойменными террасами на ле- вом берегу и крутым правым склоном. Сходный тип долины имеет и р. Псёл, и лишь Ворскла отличается более узкой и крутосклонной до- линой, приближающейся к типу долины Сев. Донца. Густота речной сети в бассейне Днепра составляет около 0,3 км)км2. Для перечисленных рек характерно преимущественно снеговое пи- тание, доля которого достигает 60—65%. Подземное питание состав- ляет около 30%. Среднегодовой модуль речного стока на севере пре- вышает 6 л/сек, а на юге равен около 2,5 л)сек с 1 км2. Среднегодовые расходы рек составляют (в м?1сек): Десны — 91, Сейма (у г. Рыльска)—67, Псёла (у с. Крупен)—11, Ворсклы (у с. Ко- зннка)—5. Средняя скорость течения Сейма 0,25 м!сек, Свапы — 0,1 м[сек. Абсолютные амплитуды колебаний уровня воды достигают 3,6 м на Десне, 6,6 м на Сейме (у г. Рыльска), 3,6 м на р. Псёл (у с. Крупен). Реки бассейна Оки. Окский бассейн охватывает небольшие площади на севере территории. В западной ее части берет начало р. Ока с притоками Бушей, Неручью, Рыбницей, Кромой, Орликом, Нугрыо и Вытебетью. В восточной части к бассейну Оки относится р. Цна с притоками Челновой и Кашмой. Рисунок гидросети этих двух разобщенных участков бассейна Оки резко различен. Форма гидросети Верхне-Окского бассейна приближается к дре- вовидной с переходом к ортогональной. При этом хорошо выдержи- ваются два направления течения рек: северо-западное и северо-восточ-
38 ЕСТЕСТВЕННОИСТОРИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ ное. Характерно наличие протяженных, в целом прямолинейных отрез- ков течения, которые, однако, осложнены обычно многочисленными, в основном врезанными меандрами. Бассейн верхнего течения Цны, узким языком входяший в преде- лы Донского бассейна, имеет рисунок гидросети, по существу общий для всей Окско-Донской равнины. Здесь преобладает меридиональная ориентировка речных долин (но со стоком к северу) с пульсацией вет- вления, флаговидной формой бассейнов и другими отмечавшимися выше чертами строения. Лишь в восточной части бассейна чаще отмечается северо-западная ориентировка долин. Специфической особенностью это- го района является центробежный рисунок рек в верховьях Цны, ред- кий в условиях Русской равнины. Реки Окского бассейна имеют довольно крутые продольные про- фили в самых верховьях, но затем происходит быстрое их выполажи- вание и уже иа расстоянии 50—60 км от истоков уклон не превышает 0,0002—0,00015 (Ока, Цна). Таким образом, по интенсивности нараста- ния уклонов продольных профилей реки бассейна Оки уступают Дону и его притокам. Поэтому, несмотря на большие абсолютные высоты водоразделов, в бассейне верхней Оки глубины речных долин не достигают макси- мальных значений, известных для Дона. Тем не менее благодаря не- большой ширине, значительной крутизне и нередко скалистому харак- теру склонов в их нижней части речные долины здесь довольно резко очерчены. Значительно мягче очерчены менее глубокие и более широ- кие террасированные долины р. Цны и ее притоков. Густота речной сети в бассейне Цны (0,3 км/км2) существенно уступает таковой в верхнем течении Оки (0,4 км/км2). С точки зрения режима рек верховья Оки также заметно отли- чаются от бассейна верхнего течения Цны. Хотя главная роль в питании рек бассейна верхнего течения Оки принадлежит снеготаянию (до 59%), однако значительную долю пита- ния обеспечивают и подземные воды (не менее 20%). Это подтверж- дается характером распределения стока пр- сезонам и большим посто- янством модуля минимального речного стока (1,2 л/сек с 1 км2), уста- новленного у малых рек, количество которых здесь наивысшее по срав- нению с другими бассейнами. Среднегодовой модуль речного стока на севере равен 5 л/сек, на юге — 3,7 л/сек с 1 км2. Среднегодовой расход Оки у Орла 20,8 м2!сек, средняя скорость ее течения 0,37 м/сек при средней глубине 0,4 м, скорость притоков меньше и колеблемся в пределах 0,2—0,25 м!сек. Абсолютные амплиту- ды колебаний уровня воды Оки у Орла достигают 10,5 м, р. Кромы — 5 м, р. Орлика — 2,8 м. Для Цны отмечается повышенная роль питания талыми водами (72%), тогда как грунтовое питание не достигает 15%. Среднегодовой модуль стока составляет 3,8 л/сек на 1 км2. Среднегодовой расход р. Цны у с. Княжево 51,7 м3/сек. Глубины реки варьируют от 0,3 до 4,5 м (местами до 10 м). Абсолютные ам- плитуды колебаний уровня Цны 6,3 м, р. Челновой у пос. Лысые го- ры —4,6 м. КЛИМАТ Климат рассматриваемой территории в целом умеренно-коитинен- тальный, с теплым летом и холодной зимой, испытывает некоторые из- менения, определяемые общими циркуляционными процессами в атмо- сфере, а также местными особенностями орографии. На западе воз-
ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ 39 душные массы атлантического происхождения уменьшают температур- ные колебания и увлажняют воздух. К востоку усиливается роль конти- нентального воздуха, и годовая амплитуда температур возрастает, а количество осадков уменьшается. Северо-западная часть территории относится к умеренно-влажной зоне, юго-восточная часть — к недоста- точно увлажненной. На распределение температур и атмосферных осад- ков заметное влияние оказывают Среднерусская и Калачская возвы- шенности. Схема климатического районирования территории дана на рис. 3. На схеме климатические районы выделены по величине теплообеспе- ченности, опре^тяемой суммой температур за период от весеннего до осеннего перехода температуры воздуха через 10°, а климатические подрайоны — по величине гидротермического коэффициента (ГТК), по Г. Т. Солянинову представляющего собой отношение суммы осадков за май т--сентябрь. *(в см) к сумме температур за этот же период. •Средняя годовая температура воздуха в северной половине терри- тории Изменяется от 4,2°-на северо-западе Среднерусской возвышенно- сти до З.З'1 на северо-востоке Окско-Донской равнины. На юге терри- тории она достигает 6,3—6,9°. Годовой ход температуры характери- зуется минимумом в январе и максимумом в июле. Годовая амплитуда среднемесячных температур воздуха в запад- ной части территории составляет 27—28°, -в юго-восточной увеличи- вается На 3—4°. Абсолютная годовая амплитуда температуры всюду достигает 72—80°. При этом абсолютный минимум температуры на большей части территории составляет минус 36—40°, а в северной ча- сти понижается до минус 42—44° (с. Сафониха, с. Марусино, г. Мценск). Абсолютный максимум температуры колеблется от 36 до 40°, а на юге достигает 42° (города Богучар, Калач). Зима сравнительно холодная и продолжительная, чему способст- вует развитие антициклонической циркуляции. В годы с интенсивной циклонической деятельностью зимы бывают более мягкими и много- снежными. Под влиянием западного переноса воздушных масс темпе- ратура воздуха в западных районах на 2,5—3,5° выше, чем в восточ- ных, что выражается в отклонении изотерм зимних месяцев от широт- ного направления (рис. 4). Средние суточные температуры воздуха ниже минус 5° на востоке н севере территории устанавливаются в конце ноября, на юге на дека- ду позже. Декабрь повсеместно является зимним месяцем со средней месячной температурой, изменяющейся по площади от минус 6 до ми- нус 8,5°, а в отдельные годы снижающейся до минус 16°. Наиболее хо- лодные месяцы — январь и февраль. Распределение средних температур января показано на рис. 4. Температуры ниже минус 12° приходятся на 15—40% лет, а ниже минус 16° — на 2—10% лет. Аналогичный температурный режим наблюдается в феврале. При вторжениях теплого воздуха (в среднем 5—6 дней в каждом из зимних месяцев) максимальная температура может подниматься выше 0°. Дневные оттепели с температурой выше 2° приходятся на 15—20% лет на севере и востоке, на 20—25%—на западе и юге; в отдельные дни температура достигает 5°. Промерзание почвы начинается в конце ноября и на начало дека- бря составляет 10—20 см на западе и 2С—30 см на севере; на юге в 20% лет почва в декабре остается талой. На конец января промерзание достигает глубины 40—60 см. Максимальная глубина промерзания, наблюдающаяся в феврале и марте, колеблется от 100—180 см в суро- вые зимы до 20—60 см в мягкие.
^-•Красная Гора «Унеча •Клинцы • / JLJ Ста^одуб J xA/''’трубчевск |»3лынка Волхов я! \_2000 Поче •Навля •. Севск L. Моршанск ^БРЯНСК-7 •Карачев iWyKOBlfe грязи 2600 •Щигры Льгов ВОРОНЕЖ »Ти/х ыльск Борисоглебск Старый Оскол ановка Кастормое Нижнедевицк Елен.» Ливныг<^ 6 ЕСТЕСТВЕИНОИСТОРЛЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ •Дмитровск-Орлбвский «Поньюн Аитрнев-Льговский *Фатеж «Обоянь 3 инск Верховье ТАМБОВ БЕЛГОРОД <е? Большетроицкое строгожск • Новый Оскол g Алексеевка 4 Анна Новохоперск# f .Бутурлимовка Рис 3 Схема климатического райо- нирования Составила А Т Чуйкова 1 — границы климатических районов и их номера /— умеренно-теплый, // — теплый, IJJ — умеренно жаркий, IV — жаркий, 2 — границы климатических подрайонов и их номера J — метеороло! ическце станции Валуйки КалаД ) 2800°
хуКрасная Гора <7,6 Г > ’ & -9,4 Навля Рыльск Елец Ливны -WJ - - -оДмитровск-Орловский ___ Y. V\L/-9,4 1 Дмитриев-Льговский^Г^ Севск d 1-8,2 -9,4 ОРЕЛ фБРЯНСК-Г Каоачев атеж Мичуринск °JDO -9,4 -9,5 -8,4 Курск -8, -9,4 ОД 'Б ЕЛ ГО авловск огучар 1. перск— х- -47 -8,1 ольщетроицкое Алексеевка -9,1оБутурлиновка .9 ЛевТолстои -11,1 -8,8 ^Жуковка Почел -8,4 j °-7,8 7<9 /лфУКлИНЦЫ Стародуб ЛИПЕЦК -ю.очр?3*; -10.8 о-11,0 J -11,6 Q-8,ф 3 0-8,1 ВОРОНЕЖ ,3 Анна -9,9 Кирсанов'^ и-11,3> ииэои'эх 3M>ij3hM&vdJ0dj-0 4pfF:tf& Рис 4. Средняя температура воздуха и направление ветра в январе. Со ставила А Т Чуйкова 1 — метеорологические станции (цифра — средняя температура в январе), 2 — роза ветров. 3 — изотермы *\Валуйки Калач -9,0 )
42 ЕСТЕСТВЕННОИСТОРИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ Со второй декады марта наступает неморозная погода, однако еще возможны и сильные морозы. Переход к положительным температурам начинается с 21—24 марта в южной части Среднерусской возвышенно- сти, главным образом по долинам рек, открытых к югу; с 24—28 марта они распространяются на юго-запад территории, через 4—5 дней — на центральную водораздельную возвышенность и ее восточные склоны, а к 1—4 апреля — и на самые северные точки территории. В большую часть лет весной преобладает неустойчивая погода. При средней ме- сячной температуре в апреле 4—6° минимальная температура может опускаться на юге до минус 15°, на севере до минус 20°, но наиболее часто минимальные температуры равны минус 5—9°. Средние суточные температуры выше 6° наступают в среднем через 2—3 недели после перехода температуры через 0°, а со второй полови- ны мая обычно устанавливается солнечная малооблачная погода с тем- пературой воздуха выше 15°. Летом наблюдается теплая или жаркая погода с дневными темпе- ратурами в июне 20—23°, в июле 22—25°. Средние месячные темпера- туры воздуха в июне изменяются от 16° на северо-западе до 18,5° на юго-востоке, в июле от 18,3 до 21,8° (рис. 5). Однако в июне и августе насчитывается в среднем по 6—8 дней, а в июле — 2—4 дня со средней суточной температурой ниже 15°, что связано с вторжением относитель- но холодных морских воздушных масс, а также с ослаблением солнеч- ной радиации в пасмурную погоду. При средней температуре воздуха июля 20° в 15% лет наблюдается температура ниже 18° и в 15% — вы- ше 22°. Осенью происходит быстрое остывание почвы и воздуха. Средняя месячная температура воздуха в сентябре на севере территории состав- ляет 11 —12°, на юге 13—14°. В отдельные наиболее холодные годы (на- пример, в 1916 г.) температура воздуха снижалась до 9—10°, а в теп- лые (1937, 1938 гг. и др.) она на 3—4° выше средней. Дневные тем- пературы в сентябре еще высоки (16—19°), но ночи становятся прохлад- ными. В третьей декаде сентября средняя температура воздуха падает ниже 10°, появляются заморозки и вероятность минимальных темпе- ратур воздуха ниже минус 1° составляет 30—10%. Средняя месячная температура воздуха в октябре падает до 5—7°. Вероятность минималь- ных температур ниже минус 1° в первой декаде октября составляет 50—65%, а ниже минус 3°—20—30%. Средний из абсолютных миниму- мов в октябре снижается до минус 5—8°. Холодная осенняя погода раньше наступает в восточных районах. Средняя суточная температура воздуха ниже 0° на востоке устанавли- вается с первой недели ноября, а на западе — со второй. Средняя ме- сячная температура воздуха в ноябре составляет минус 0,4—2,5° на се- вере и минус 0,4—0,8° на юге Среднерусской возвышенности. На севе- ро-востоке Окско-Донской равнины она составляет минус 2,2—2,8°, на юге минус 1,5—2°. Распределение атмосферных осадков на рассматриваемой площади отличается неравномерностью. Их среднее многолетнее количество из- меняется от 450 до 590 мм/год (без учета поправок Гидрологического института}. Из этого количества около 30% выпадает за холодный пе- риод года. Общий характер распределения осадков хорошо согласуется с особенностями циркуляции воздуха и рельефа местности. Годовые суммы осадков в целом уменьшаются с северо-запада на юго-восток (рис. 6). Наиболее высокие суммы осадков наблюдаются на Придеснинской низине (575—590 мм) и на северо-западе Среднерус- ской возвышенности (540—570 мм), что обусловливается поступлением
18,9. Жуковка ^>18,4 ^//Аценск |И 18,8 Фатеж >20,0 Елец 0,0 20.2 9,5 КУРСК 19,4 Борисоглебск Калач ХуВалуйки ‘20,8 (БЕЛГОРОД <$>' к Щигры 19, ороча 20,0 19,5 , \/ ’—/^Болхов8’7-^- 1 18,5®БРЯНСК^- 18,5оКарачев 19,0 18 5рПочеп ч «X 'МоУнса I К 018,8 • АЖлинцы , й 18ЖР(Ч чоЗлынка /18,9 018,5 1 оНавля ОРЕЛ Лев Толстом °19,4 Мичу хх-Верховье ! 18,0 Трубчевск Дд\Итровск-Орловский *=>18,9 "1 Л- > >. Севск Дмитриев-ЛьговскЛ <19’2° 19,2 ЛИПЕЦК 20,1 Грязи 19,0 инск 20,0 20,0 Ci9,4\L. ^Рыльск 1дбоКасторное Нижне/^вицк Стаоый Оскол № о19,8 18.80 Алексеевка 20,2, 20, Новый Оскол ОбоЯНЬ п’6 020,0 20,2 ВОРОНЕЖ Жердевка Анна Рис 5 Средняя температура воз- духа и направление ветра в июле Составила А Т Чуйкова 1 — метеорологические станции (цифра — средняя температура в июле). 2 — роза ветров, 3 — изотермы 19,7 20,5 Кирсанов ТАМБОВ 20,4 21,0 Новохоперск I \iz 20ДО> 1^еоргиу-Деж^|(-20|1^Хуа5^ 0,7оБутурлиновка Павловск 1,4 Док Митроорановкас^д'д ФИЗИКО ГЕОГР ХФИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ
44 ЕСТЕСТВЕННОИСТОРИЧЕСК.ИЕ ФАКТОРЫ влажных воздушных масс с запада, а во втором случае и относитель- ной приподнятостью местности. За период апрель — октябрь здесь вы- падает осадков 430—380 мм, а за ноябрь — март всего 170—150 мм. По широким долинам рек, открытым к западу и северо-западу, воздушные массы атлантического происхождения далеко проникают в глубь территории. В долинах Сейма, Навли, Оки, Зуши осадки состав- ляют 570—530 мм/год. Южнее долины Сейма и на плоском водоразде- ле бассейнов Сосны и Оскола их количество колеблется от 540 до 500 мм. Рис 6 Схема распределения атмосферных осадков по геоморфологическим райо нам Составила А Т. Чуйкова / — сумма осадков (в мч) в числителе — за теплый период (IV—X месяцы), в знаменателе — за год Границы геоморфологических подразделений. 2 — области и их номера (см прилож. I), 3 — районы и их номера, 4 — подрайоны и их номера На восточном склоне Среднерусской возвышенности и на Окско- Донской равнине годовые суммы осадков снижаются до 450—520 мм, что связано с ослаблением циклонической деятельности к востоку, а также с орографической защищенностью этих районов от воздушных течений с запада. Осадки холодного периода здесь составляют 130— i 60 мм. На Калачской возвышенности выпадает 520—530 мм осадков, из них около 360 мм в теплое полугодие. В наименьшем количестве осад- ки выпадают в степной зоне на крайнем юго-востоке территории. Здесь в глубоко врезанных долинах верхнего течения Айдара и Черной Калитвы суммы осадков за год снижаются до 450—430 мм, а за теплый период года до 300 мм; на водоразделах годовая сумма осадков со- ставляет 460—480 мм. Количество атмосферных осадков подвержено резким колебаниям из года в год. В некоторые годы суммы осадков отличаются от средней
ФИЗИКО ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ 45 многолетней в 1,5—2 раза. Так, на ст. Ново-Касторное в 1940 г. вы- пало 695 мм осадков, а в 1946 г. всего только 255 мм: в г. Бутурли- новке максимальное количество составило 875 мм, а минимальное — 310 мм. Повторяемость засушливых и влажных периодов на юго-восто- ке территории приходится на 33% лет. Появление первого снега по всей территории возможно в октябре. Устойчивый снежный покров в 40—50% лет образуется в Орловской области, на севере Липецкой, Тамбовской и Курской областей к нача- лу декабря, в центральной части территории — к середине второй де- кады декабря, на юге — на 3—4 дня позже. Несколько раньше снежный покров устанавливается на возвышенностях. В некоторые годы снежный покров образуется с большим опозда- нием, а на юге в отдельные годы вследствие частых оттепелей устой- чивого снежного покрова не бывает; снежный покров держится от 140 до 102 дней. В первой и во второй декадах марта снег начинает разру- шаться и в конце марта — в начале апреля сходит. Продолжительность снеготаяния 11—25 дней. Высота снежнего покрова крайне неравномерна и изменчива во времени. В среднем она составляет 20—40 см, однако эта величина не отражает динамики формирования снежного покрова в течение зимы, колебаний его высоты в многолетнем разрезе и изменений по площади в зависимости от особенностей рельефа, растительности, преобладаю- щих ветров и т. п. Весной атмосферные осадки выпадают в небольшом количестве- в марте в среднем 20—30 мм, в апреле 30—40 мм, а в мае — 45— 55 мм. Однако количество осадков по отдельным годам отличается большой изменчивостью. Так, в мае в 15—25% лет выпадает менее 20 мм осадков. Наибольшие месячные количества осадков в марте до- стигают 70—60 мм, в мае— 175—120 мм, наименьшие составляют 1—10 мм Для весеннего сезона характерно общее увеличение сухости воздуха За гри летних месяца сумма атмосферных осадков составляет 220—200 мм на северо-западе и 180—150 мм на юго-востоке Макси- мальное количество осадков выпадает в июле. Летние осадки носят преимущественно ливневый характер. Из 28—38 случаев больших осад- ков в год (5 мм в сутки и более) половина приходится на период с мая по сентябрь, в том числе в 11—13 случаях — за три летних месяца. Максимальная интенсивность дождевых осадков достигает при этом 140 мм в сутки. Летние осадки подвержены резким колебаниям по годам. Засухи особенно часты на юге территории. С 1936 по 1960 г. в ее юго-восточ- ной части количество осадков меньше 30 мм наблюдалось в каждый из летних месяцев в 1936, 1938, 1939, 1946, 1947, 1957, 1959 гг. Отсутствие дождей непрерывно в течение 10 дней наблюдается каждый год. В за- сушливые годы такие периоды длятся без существенных перерывов по 30—50 дней. Осенью месячные суммы осадков и их интенсивность уменьшаются. В сентябре в среднем выпадает 50—35 мм осадков, а в ноябре — 45— 30 мм В отдельные годы количество осадков резко меняется. Наблю- дались годы, когда в сентябре или октябре осадки не выпадали. Осадки интенсивностью более 5 мм/сутки выпадают редко — не более двух-трех раз в месяц. Испарение на всей описываемой территории значительно по вели- чине, и апреле-мае оно обычно не компенсируется осадками, что видно из следующего их соотношения (Курск):
46 ЕСТЕСТВЕННОИСТОРИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ Осадки, мм Испарение, мм Апрель......................39 Май.........................58 Июнь.........•..............74 Июль........................74 Август................ . • .59 Сентябрь .................. 41 51 69 59 59 44 25 Интенсивному испарению способствует большая сухость воздуха. В мае относительная влажность падает до наименьших значений в году, а число дней с влажностью ниже 90% бывает наибольшим (4—11). В летние месяцы дефицит влажности резко увеличивается. В июле в се- верной части Среднерусской возвышенности он составляет 7—8 мб; на Окско-Донской равнине и юго-востоке Среднерусской возвышенно- сти— 7—9 мб; в степной зоне на юго-востоке территории достигает 12 мб. Летом, несмотря на возросшее количество осадков, резко уменьшается содержание влаги в почве и запасы в метровом слое сни- жаются до 95—50 мм, а в отдельных местах до 30—20 мм. Испарение с водной поверхности, по данным А. Г. Курдова (ВГУ), изменяется по территории следующим образом (в мм)', в мае от 90 до, 140, в июне от 110 до 160, в июле от 105 до 180, в августе от 90 до 165, в сентябре от 60 до 160 и в октябре от 35 до 50. При этом на карте изолиния 100 мм в мае проходит севернее ст. Рыльск, через Льгов, Курск, восточнее г. Новосиля, а изолиния 120 мм — от г. Нового Оскола до Воронежа и далее к истоку р. Савалы. Изолиния 140 мм пересекает крайнюю юго-восточную часть территории южнее г. Бо- гучара. В августе изолиния 90 мм проходит через ст. Дмитриев, г. Фатеж, восточнее ст. Поныри и протягивается на северо-восток, а изолиния 120 мм протягивается с юго-запада на северо-восток примерно через ст. Новый Оскол, Воронеж и южнее г. Кирсанова; территория южнее р. Черной Калитвы характеризуется величинами 160—165 мм. ПОЧВЫ И РАСТИТЕЛЬНОСТЬ Для большей части рассматриваемой территории характерны глав- ным образом разновидности черноземных почв (рис. 7). Выщелоченные и оподзоленные черноземы распространены в южной и юго-восточной частях Брянской области, в Орловской, Липецкой, Воронежской и Там- бовской областях, а также занимают значительную часть Среднерус- ской возвышенности и северную часть Окско-Донской равнины. Южнее их сменяют типичные мощные и сверхмощные черноземы, а на юго- востоке— черноземы обыкновенные и южные. Для Брянской области и северо-западных районов Орловской и Курской областей (Придеснинская равнина и северо-западная часть Среднерусской возвышенности) характерны дерново-подзолистые, а так- же серые лесные почвы, развитые локально и в других частях Средне- русской и Калачской возвышенностей и на Окско-Донской равнине. На Придеснинской равнине широко распространены подзолисто-болот- ные и торфяно-болотные почвы. В долинах рек преобладают аллюви- альные, местами песчаные н лугово-черноземные почвы (Окско-Дон- ская равнина). По составу современной растительности рассматриваемая террито- рия относится к широколиственно-хвойной и широколиственной лесной и к лесостепной и степной зонам (рис. 8). Лесные зоны представлены брянско-калужскими и рязано-мордов- скими лесами. Первые распространены в Брянской области и захва-
ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ 47 Рис 7. Схематическая почвенная карта 1— черноземы обыкновенные, 2 — черноземы типичные, среднегумусовые и тучные мощные, 3— черноземы типичные малогумусовые, мощные и сверхмощные, 4—черноземы южные, 5—чер ноземы выщелоченные н оподзолеииые, 6 — серые лесные, /-—дерново-подзолистые, 8— подзо листо болотные, 9 — торфяно болотные, 10 — лугово черноземные, // — аллювиальные, /2 — пес- чаные Рис. 8 Схематическая карта растительности Шнроколиствеино-хвойиолесиая зона 1 — широколиственно-еловые леса 2 — сосновые, средие- и южиотаежные леса 3—березовые и осиновые леса 4 — сельскохозяйственные земли на ме сте широколиственно хвойных лесов Шнроколиствеиио-лесиая и лесостепная зоны. 5 — дубовые, смешанные широколиственные и сосново широколиственные восточноевропейские леса, 6 — бе- резовые и осиновые леса. 7— сельскохозяйственные земли, выгоны, заросли кустарников, 8— лу- говые (северные) степи, лесостепи и сельскохозяйственные з^мли на их месте Болота и луга лесных и лесостепных зон, 9 — травяные и травяно моховые низинные болота 10 — пойменные луга в сочетании с кхстарниками и местами с лесами Степная зона 11 — разнотравно дерновик но злаковые степи, лесостепи и сельскохозяйственные земли на их месте. 12— пойменные луга с кустарниками и лесами
48 ЕСТЕСТВЕННОИСТОРИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ тывают западную часть Орловской и крайнюю северо-западную часть Курской области (Придеснинская равнина и северо-западный склон Среднерусской возвышенности), вторые протягиваются с северо-востока в бассейн р. Цны (северная часть Окско-Донской равнины). Леса здесь представлены в основном сосной, елью, дубом. Большая часть территории располагается в лесостепной зоне, для которой характерно чередование на водоразделах луговых (или север- ных) степей и лиственных лесов (дубовых, березовых, осиновых). Со- сновые леса здесь приурочены преимущественно к песчаным участкам в долинах рек (Оки, Воронежа, Цны и др.). Крайняя юго-восточная часть этой территории (к югу от нижнего течения р. Черной Калитвы) относится к степной зоне. Эта зона пред- ставлена разнотравно-дерново-злаковой и дерново-злаковой раститель- ностью. На преобладающей части площади естественные ландшафты пере- численных зон заняты культурными сельскохозяйственными землями или участками городской застройки, промышленных и горных пред- приятии.
ГЛАВА III ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ СТРАТИГРАФИЯ И ЛИТОЛОГИЯ Рассматриваемая территория находится в пределах Воронежской антеклизы и отчасти ограничивающих ее прогибов. Здесь отчетливо выделяются два структурных этажа. Нижний представлен сильно дис- лоцированными и метаморфизованными породами архея и протерозоя, образующими кристаллический фундамент. Верхний этаж сложен от- носительно спокойно залегающими осадочными породами среднего и верхнего девона (на севере и востоке), нижнего и среднего карбона (главным образом на юге), средней и верхней юры, обоих отделов ме- ловой системы, многих горизонтов палеогена, неогена и четвертичной системы. На крайнем северо-западе и северо-востоке присутствуют по- роды рифейского и вендского возраста, а на юго-западе возможно на- личие пермских и триасовых отложений. Породы кембрия, ордовика и силура на рассматриваемой площади не установлены. Наименьшая мощность осадочного чехла (до 100—150 м) отме- чается в пределах свода Воронежской антеклизы в полосе шириной около 40 км, вытянутой между пос. Комаричами и г. Павловском. К се- веро-востоку и юго-западу отсюда, а также на крайнем востоке и за- паде территории мощность постепенно увеличивается до 700—1000 м и более (в районе г. Моршанска, вероятно, до 2600 м). Породы кристаллического фундамента (метаморфические породы архея и протерозоя, интрузивные породы) Кристаллический фундамент на рассматриваемой территории вскрыт скважинами повсеместно, но неравномерно. В обнажениях его породы можно видеть лишь на юго-востоке — по Дону, в районе горо- дов Павловска и Богучара. Наиболее полно они изучены в районах КМА при разведках богатых железных руд и железистых кварцитов. Разработанная для этих районов рядом исследователей схема страти- графии докембрия в настоящее время принята и для остальных уча- стков Воронежской антеклизы. На территории КМА в осадочно-метаморфических породах кристал- лического фундамента различаются два комплекса: нижний, относимый большинством исследователей к архею, и верхний, принадлежащий к нижнему протерозою. Архейский комплекс (А) сложен двумя сериями — обоянской и ми- хайловской. Обоянская серия (мощность не установлена) представ- лена гнейсами и плагиогнейсами, часто мигматизированными; местами с прослоями магнетитовых и биотито-роговообманковых кварцитов. Принадлежность этих пород к архею устанавливается данными опре- деления их абсолютного возраста, составляющими 2,6 млрд. лет. Ми-
50 ЕСТЕСТВЕННОИСТОРИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ хайловская серия мощностью ботее 1000 м залегает на обоянскои с пе- рерывом и угловым несогласием Она образована преимущественно метабазитами (амфиболиты, зеленые сланцы), которым подчинены кис- лые эффузивы (кератофиры) и метаморфизованные осадочные породы (сланцы, метапесчаники, реже слаборудные железистые кварциты) Михайловская серия по составу пород и стратиграфическому положе- нию соответствует нижней части криворожской серии Украины, абсо- лютный возраст пород которой определяется от 2,6 до 2 млрд лет Вместе с вышележащими образованиями нижнего протерозоя михай- ловская серия слагает относительно узкие синклинории, вытянутые в северо-западном направлении Нижнепротерозойский комплекс (Pti) сложен в основном осадоч- но-метаморфическими породами, залегающими на архейском комплексе с размывом и, по-видимому, угловым несогласием Значительная ниж- няя часть этого комплекса выделяется под названием курской серии,, в которой различают три свиты В нижней (мощностью около 1200 м) преобладают филлитовидные и слюдистые сланцы, безрудные квар- циты, метапесчаники и местами в основании конгломераты Средняя свита сложена железистыми кварцитами и сланцами (200—500 м и бо- лее), верхняя — филлитовидными сланцами, часто углистыми, песча- никами и железистыми алевролитами с частыми прослоями и пачками мраморизованных известняков и доломитов (мощность до 1000 м и более) В Михайловском железорудном руднике КМА курская серия пере- крывается с перерывом и, по-видимому, угловым несогласием курба- кинской свитой нижнего протерозоя (до 1000 м), которую слагают ме- таморфизованные кварцевые порфиры, их туфы, туффиты, туфогенные песчаники и сланцы, а также седиментационные брекчии В Староос- кольском районе этим образованиям, вероятно, соответствуют углистые филлитовидные сланцы, вероятно, соответствуют углистые филлитовид- ные сланцы, метапесчаиики и метабазиты, относящиеся к тимской свите К востоку от линии г Елец — Воронеж — г Павловск широко распространены филлитовидные сланцы, метапесчаники и амфиболиты Воронцовской серии Является ли эта серия наиболее молодой частью разреза нижнего протерозоя в этом районе или же фациальной разно стью описанных выше нижнепротерозойских образований, пока не ясно Ее мощность также не установлена Интрузивные породы широко развиты среди образований кристал- лического фундамента Воронежской антеклизы Кислые интрузии и ме- тасоматические образования по возрасту разделяются на три группы- 1) архейские, преимущественно плагиоклазовые граниты и их мигма- титы, 2) нижнепротерозойские плагиограниты, мигматизированные по- роды михайловской и курской серий и 3) розовые микроклиновые гра- ниты (возраст 1,5 млрд лет), прорывающие и гранитизирующие все по- роды архея и протерозоя Среди основных и ультраосновных интрузий выделяются- 1) основ- ные и ультраосновные породы предположительно раннеархейского воз- раста, 2) ультраосновные и основные породы позднего архея, 3) основ- ные породы (габброиды) стойло-николаевского комплекса нижнего про- терозоя, 4) основные и ультраосновные породы мамонского комплекса, предположительно среднепротерозойского возраста (габброиды, пери- дотиты и др), 5) троснянские, курско-бесединские и другие базит-ги- пербазиты средне-верхнепротерозойского возраста К числу относитель- но молодых (конец раннего — поздний протерозой) относятся также ин- трузии среднего состава (диориты, сиениты и др )
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ 51 Перечисленные интрузивные породы вскрыты бурением во всех районах КМА, а также восточнее — в Воронежской и Липецкой обла- стях. Значительно большее количество интрузий различного состава выделяется по геофизическим данным. Кора выветривания повсеместно покрывает породы кристалличе- ского фундамента. Опа, по-видимому, образовалась в северных и вос- точных районах в период от конца нижнего протерозоя до середины среднего девона, а на юге и юго-западе от конца нижнего протерозоя до визейсксгс времени. На площади залегания фундамента под мезо- зойскими otj ожениями образование коры продолжалось, вероятно, до середины мезозоя. Наиболее распространена кора выветривания пло- щадного т;;па, однако в тектонически ослабленных зонах четко выра- жены и линейные коры, местами достигающие огромной мощности (до 500 м). В профиле выветривания здесь различаются две зоны: внизу — трещиноватые (вследствие преимущественно экзогенных про- цессов) материнские породы со слабо измененным или неизмененным минеральным составом; вверху — продукты их более глубокого физиче- ского и химического превращения, обычно более рыхлые, имеющие раз- личный минеральный состав, далекий от состава первичных пород. В дальнейшем изложении термин «кора выветривания» будет отно- ситься только к этой зоне. Состав коры выветривания меняется в зависимости от состава ма- теринских пород, палеогеографических условий и положения ее в древ- нем рельефе. Так, на безрудных кварцитах развита грубообломочная песчанистая кора выветривания; на железистых кварцитах — мартити- зированные породы и остаточные богатые железные руды, почти нацело лишенные кремнезема; на гнейсах и гранитах — песчано-глинистые об- разования, различающиеся по типу глинистых минералов (нонтронито- гидрослюдистые на биотитовых гнейсах, гидрослюдисто-каолинитовые на мусковитовых гнейсах и т. п.). На сланцах и основных породах обра- зуются глинистые коры, на биотито-мусковитовых сланцах — гидрослю- дисто-каолиновые и охристо-каолиновые, на хлорито-магнетитовых слан- цах — охристо-гидрохлорито-мартитовые, на габбро-амфиболитах — выщелоченные карбонатизированные и монтмориллонито-гидрохлорито- вые и т. д. По А. П. Никитиной, на повышенных участках древнего по- гребенного рельефа, как правило, располагаются латеритные, охристые и каолиновые продукты выветривания силикатных пород; к пониже- ниям приурочены гидрослюдистые, гидрохлоритовые, выщелоченные к слабо выветрелые дезинтегрированные породы. Продукты переотложе- ния коры выветривания выполняют впадины и располагаются на склонах. Мощность коры выветривания подвержена большим колебаниям и в общем увеличивается с северо-востока на юго-запад. В этом же направлении изменяется и ее состав. Так, в районе пос. Навля — Курс — Орел кора выветривания по мощности не превышает несколь- ких метров (лишь иногда достигает 10—15 м) и имеет преимущест- венно гидрослюдисто-гидрохлорито-монтмориллонитовый состав. Зна- чительно реже в ее составе встречаются каолиновые глины и охры, со- держащие небольшую примесь свободного глинозема. В районе Михай- ловского железорудного месторождения мощность коры выветривания на сланцах и туфогенных породах составляет в среднем 20—25 м, на железистых кварцитах (мартитовая зона) — 40—50 м. В Староосколь- ском и Новооскольском железорудных районах на сланцах и гнейсах она составляет 30 м, на железистых кварцитах достигает 60 м. В Бел- городской и в южной части Курской областей мощность коры выветри- вания увеличивается на сланцах и гранитах до 200 м, а на железистых
52 ЕСТЕСТВЕННОИСТОРИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ кварцитах до 500 м Здесь широко представлены богатые железные руды, каолиновая зона, зона охр и латеритов На развитие коры выветривания помимо климатического фактора и фактора времени большое влияние оказали тектонические особенно- сти различных районов Установлено, что древние коры выветривания наиболее развиты в зонах особенно интенсивных дислокаций пород докембрия, там, где вследствие повышенной трещиноватости были созданы благоприятные условия для проникновения подземных вод на большую глубину (Шебекинское, Яковлевское железорудные место- рождения и др.)- Именно здесь развиты коры линейного типа В районах к северу и востоку от территории КМА кора выветри- вания докембрийских пород изучена очень слабо По данным бурения одиночных скважии в городах Новосиле, Липецке, Данкове, близ Во- ронежа и в других пунктах восточнее р. Дона она имеет незначитель- ную мощность и представлена менее измененными породами, сохранив- шими первоначальную текстуру и структуру, но обычно более трещино- ватыми, чем свежие породы, Вверху они иногда переходят в песчано- глинистую щебневатую массу мощностью 3—5 м Породы коры выветривания нередко несут следы вторичных изме- нений Так, богатые остаточные железные руды в верхней части зале- жей часто преобразованы из рыхлых в плотные благодаря поздней- шей карбонатизации Породы осадочного покрова * Верхний протерозой (?) Верхнерифейский Pt3R3 и вендский Pt3V комплексы. Наиболее древние неметаморфизованные осадочные отложения в пределах рас- сматриваемой площади установлены на двух небольших разобщенных участках Один из них находится на Северо-востоке Тамбовской области и ограничен с юго-запада линией г Моршанск — пос Мучкап, он тяго- теет к Пачелмскому прогибу Другой расположен в Брянской области к западу от меридиана г Стародуба, здесь верхнепротерозойские отло- жения приурочены главным образом к понижениям поверхности кри- сталлического фундамента На обоих участках верхний протерозой лежит на архее или нижнем протерозое, а перекрыт средним девоном Вскрытая мощность его на северо-востоке достигает 840 м, на запа- де— 417 м Учитывая рельеф поверхности кристаллического фунда- мента, как он рисуется по данным буровых и геофизических работ, можно полагатв, что эти цифры близки к значениям истинной мощно- сти Заметное увеличение можно ожидать лишь в районе к северу от г. Моршанска В Тамбовской области веркнепротерозойские образования вскры- ты скважиной (близ г Кирсанова у с Пересыпкино) на глубине 1204—2031 м (кристаллического фундамента скважины здесь не до- стигли) Они разделены на две серии — сердобскую (внизу) и пачелм- скую В нижних горизонтах вскрытой части серцобской серии разви- ты разнозернистые кварцево-полевошпатовые песчаники с прослоями аргиллитов .и алевролитов Встречаются пропластки грубозернистого песка и мелкого галечника Общая вскрытая мощность песчаников * В настоящем томе поздний докембрий описывается по новой стратиграфиче ской схеме, утвержденной в 1962 г Межведомственным стратиграфическим комите том Для девонских и камениоуюльных отложений в целях единообразия расчленения аналогично тому I «Гидрогеология СССР» здесь оставлена стратиграфическая схема 1961 г для геологических карт Московской и Брянско Воронежской серий Сопоставле- ние этой схемы со схемой 1962 г дано в табл 1
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ 53 Таблица 1 Сопоставление стратиграфических схем девоиа Унифицированная схема 1962 г. Схема, принятая в ГУЦР (1961 г ) От- дел Ярус Подъярус Горизонт Подгоризоит, слои От- дел Ярус Подъярус Горизонт, толща Верхний Фаменский Верхнефаменский Данковский Лебедянский Верхневоро- нежский Нижневоро- нежский Верхнекы- новский Нижнекы- новский Верхний Фаменскнй Верхнефаменский Кудеяровская Тургеневская Орловско-сабу- ровская Киселево-ни- кольская Мценская Лебедянская Нижне- фамен- ский Елецкий Задонский Ннжне- фамен- ский Елецкий Задонский Франский Верхнефранский Ливенский Евлановский Воронежский Бурегский Франский Верхнефранский i Ливенский Евлановский Воронежский Петинский Нижнефранский Семилукский Саргаевский Кыновский Пашийский Средне- франский i ' Семплукский Рудкинский Нижне- франский Верхнещигров- ский Нижнещигров- ский Ястребовекий Средний Живетскин Староосколь- ский Наровский Пярнуский Муллинские Ардатовские Воробьевские Верхненаров- ский Нижненаров- ский Средний Жи- вет - ский Эй- фель- ский Старооскольский Воробьеве кий Черноярский Мосолове кий Морсовский Рижский в с. Пересыпкино около 200 м. Над ними залегает пачка алевролитов и песчаников (около 50 м) с глауконитом. Их абсолютный возраст (по глаукониту) около 840 млн. лет, на основании чего сердобскую серию относят к верхнему рифею. Еще выше располагаются доломиты, переслаивающиеся с аргиллитами и песчаниками, переходящие к кровле в мергели. Пачелмская серия сложена также песчаниками, аргиллитами и алевролитами, внизу с глауконитом, общей мощностью около 450 м. Абсолютный возраст пород 700—650 млн. лет. Пачелмскую серию в на- стоящее время относят к вендскому комплексу. В Брянской области верхнепротерозойские образования вскрыты скважинами у с. Струговой Буды, в 30 км к северо-западу от г. Клин-
54 ЕСТЕСТВЕННОИСТОРИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ цов, и у с. Рожнов, в 10 км к западу от этого города. В с. Струговой Буде на глубине 471—576 м на породах кристаллического фундамента залегают кварцевые и кварцево-полевошпатовые песчаники с глинисто- железистым, реже с карбонатным цементом, внешне очень сходные с верхнерифейскими песчаниками из скважин Смоленска. Однако по составу спор и водорослей они могут принадлежать к валдайской серии вендского комплекса. В с. Рожнах сходные породы встречены на глу- бине 456—744 м (кристаллического фундамента скважины не достигли). Здесь в песках и песчаниках много гравия и гальки кварцитов, аргил- литов, гранитов. По предварительным данным, аналогичный разрез вскрыт и в 5 км к северо-востоку от г. Клинцов, где полная мощность отложений составляет около 417 м. В данной работе все эти образо- вания рассматриваются как верхнерифейские. Вероятно, к верхнему рифею следует также отнести красно-бурые песчаники мощностью 128 м, выполняющие глубокую узкую субмери- диональную депрессию в рельефе кристаллического фундамента, в 60 км юго-восточнее Брянска (у с. Сомово близ ст. Навля). Девонская система Девонские отложения в границах рассматриваемой территории рас- пространены к северу от линии г. Севск — г. Львов — г. Старый Оскол — г. Острогожск — с. Верхний Мамон — с. Петропавловка. На дневную поверхность выходят лишь породы верхнего отдела — по Оке (ниже г. Кромов), Дону, Сосне, Красивой Мече, в низовьях Ведуги и Девицы. Суммарная мощность девонских отложений в своде Воронеж- ской антеклизы 30—50 м, а на склонах — до 800 м. В связи с общим падением слоев на северо-восток в этом направлении последовательно появляются все более молодые горизонты девона. Большое влияние на образование и распределение осадков среднего девона оказал рельеф додевонских отложений. Так, наиболее древние его горизонты развиты в понижениях, а на склонах возвышенностей непосредственно на докем- брии залегают более молодые слои. На образовании и условиях зале- гания осадков верхнего девона детали додевонского рельефа практи- чески уже не сказываются. Средний отдел Эйфельский ярус. К этому ярусу условно отнесены ряжский, морсовский и мосоловский горизонты. В новой стратиграфической схеме они введены в состав живетского яруса, что многими исследова- телями оспаривается, но автору представляется правильным. Суммар- ная мощность эйфельского яруса обычно около 75 м, местами она воз- растает до 100 м и более. Ряжский горизонт (Бггг) распространен только в северной полосе рассматриваемой площади, на весьма ограниченных участках пониже- ний в рельефе кристаллического фундамента. На большей части терри- тории он залегает на метаморфических и интрузивных породах архея и протерозоя, на крайнем западе и северо-востоке — на осадочных обра- зованиях верхнего протерозоя. Мощность его в зависимости от глубины депрессий достигает 30—40 м, обычная — 5—20 м. Ряжский горизонт сложен разнозернистыми, местами мелкозернистыми полевошпатово- кварцевыми песками и песчаниками с глинистым, железистым или гип- совым цементом. Среди песков залегают плотные серые и зеленоватые глины, иногда содержащие тонкие (до нескольких сантиметров) про- слойки доломитизированных известняков.
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ 55 Морсовский горизонт (D2mr) распространен также только в север- вой части рассматриваемой территории, отсутствуя здесь лишь в пре- делах древних додевонских возвышенностей кристаллического фунда- мента, имеющих относительную высоту не менее 40—60 м. Южная граница его распространения проходит из района г. Клинцов к вер- ховьям р. Сейма (юго-восточнее Курска) и далее через пос. Касторное, г. Усмань и г. Жердевку к г. Новохоперску. Средняя мощность гори- зонта составляет 30—40 м, в понижениях додевонского рельефа она увеличивается до 80 я. В морсовском горизонте различаются отложения трех фациальных зон. На севере (города Клинцы, Брянск, Орел, Новосиль, Тамбов) развиты отложения осолоненной лагуны. Южнее (пос. Комаричи, с. Троена, г. Малоархангельск, г. Борисоглебск) распространены отло- жения слабо осолоненной лагуны, которые в свою очередь сменяются прибрижно-лагу иными, частью дельтовыми фациями. По литологиче- скому составу морсовский горизонт в пределах первых двух фациаль- ных зон разделяется на две толщи. Нижняя мощностью до 30 м обыч- но состоит из темно-серых тонкослоистых гидрослюдистых глин с про- слойками алевритов, доломитизированных известняков и доломитов мощностью от долей миллиметра до нескольких сантиметров. Местами темно-серые глины подстилаются, реже чередуются с пестроцветными, обычно сильно песчанистыми глинами. В границах осолоненной лагу- ны и в верхних горизонтах нижней толщи количество и мощность кар- бонатных прослоев увеличиваются, усиливается доломитизация и по- являются прослои ангидрита и гипса, количество которых в северном направлении возрастает (их суммарная мощность местами достигает 50% мощности всей нижней толщи). Верхняя толща (около 20 м на юге, до 40 м на севере) сложена пестроцветными, сильно песчанистыми, нередко доломитизированными Iлипами, также в основном гидрослюдистого состава, незакономерно чередующимися с глинистыми песчаниками или алевролитами. В юж- ной полосе песчаная примесь значительно грубее и присутствует в большем количестве. В пределах прибрежной зоны, наиболее четко выраженной в районе городов Севска, Курска, Щигров и пос. Тима, морсовский гори- зонт почти нацело сложен разнозернистымн (до гравийных), в отдель- ных прослоях однородными мелко- н среднезерннстыми кварцевыми и полевошпатовыми песками, в различной степени глинистыми. Их обычная мощность 20—30 м, К востоку и западу отсюда подобные -образования (значительно меньшей мощности) неотличимы от базаль- ных слоев мосоловского юризонта, иногда также представленных песчаными породами. Переход от морсовского горизонта к мосоловскому недостаточно четок, и граница между ними проводится условно по появлению мало- магпезиальных известняков и глин. Мосоловский горизонт (Di’ns) на всей площади представлен отно- сительно выдержанной по составу толщей известняков (10—30 м) с подчиненными прослоями глин. Его южная граница проходит западнее пос. Тима и близка к границе морсовского горизонта. От пос. Тима она направляется в сторону Воронежа и далее на юго-восток через г. Бутурлиновку. На большей части площади (Тим — Воронеж — Бу- турлиновка) мосоловский горизонт залегает на морсовском, а в зоне относительно невысоких выступов пород кристаллического фундамен- та — непосредственно на последних. Мосоловские известняки нерав- номерно глинистые, часто органогенно-обломочные, трещиноватые, ме- стами кавернозные, внизу нередко доломитизированные, песчанистые
56 ЕСТЕСТВЕННОИСТОРИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ (до известковистых песчаников). Глины серые, известковистые и доло- митовые, в основании толщи также нередко песчанистые, мощностью 0,1—0,3 м, иногда до 1 м. Там, где мосоловский горизонт залегает непосредственно на докембрии, в его основании наблюдается пачка песков и песчаников мощностью до 3—4 м. Живетский ярус расчленяется на черноярскпй, воробьевский и староосколький горизонты. Его мощность изменяется от 20—30 м в своде Воронежской антеклизы до 60—90 м на склонах. Черноярскому горизонту (Dgcr) соответствует пачка (3—10 м) из- вестковистых или доломитовых глин, содержащих тонкие (до 1 м) прослои известняков и доломитовых мергелей. Распространен он там же, где и мосоловский горизонт, с которым связан постепенным пере- ходом. В редких случаях, в области относительно невысоких выступов пород фундамента, горизонт залегает непосредственно на последних. На юго-востоке Воронежской области и местами в районе пос. Тима он отсутствует, по-видимому, вследствие предворобьевского размыва. Воробьевский горизонт (D2vr) на большей части площади залегает со следами перерыва на черноярском и мосоловском горизонтах. В районе г. Старого Оскола и к юго-востоку от Воронежа он очень часто непосредственно покрывает породы кристаллического фунда- мента. В Воронежской, Тамбовской, Липецкой областях и в районе пос. Тима воробьевский горизонт сложен зелеными, иногда известко- вистыми глинами. Изредка встречаются тонкие прослои известняков, а внизу глинистые алевриты и мелкозернистые пески. Мощность в Ли- пецкой и в западных районах Тамбовской и Воронежской областей обычно 10—20 м, в районе пос. Тима около 5 м. В г. Новохоперске, с. Токаревке, г. Борисоглебске мощность нижней, песчано-алевритовой пачки («ольховский горизонт», по А. И. Ляшенко) достигает 20 м; верхней, глинистой — 25 м. Западнее меридиана пос Тима наблюдается частое переслаивание глин, алевритов и песчаников, нередко известко- вистых; характерно присутствие глауконита, сидерита (в виде конкре- ций, сферолитов и цемента), нередки скопления железистых оолитов. Мощность 15—25 м. Старооскольский горизонт (D2os&) к северу от линии г. Клинцы — г. Севск — г. Курск — г. Старый Оскол — г. Павловск—г. Богучар рас- пространен почти повсеместно и отсутствует лишь местами на повы- шенных участках кристаллического фундамента на территории КМА, юго-восточнее Старого Оскола (с. Шаталовка) и в районе г. Остро- гожска и с. Подгорного. Мощность старооскольского горизонта обычно изменяется от 10 до 30 м, на северо-востоке и северо-западе достигает 50 м. К югу от линии Курск — г. Усмань—с. Ржакса он представлен известковистыми глинами, переслаивающимися в различных пропор- циях с неравномерно глинистыми органогенно-обломочными извест- няками. В нижней части разреза преобладают глины, имеются прослои алевритов и песков. В северном направлении известняки исчезают, и к северу от линии Курск — г. Усмань — с. Ржакса старооскольский горизонт сложен в основном тонкоотмученными глинами, с редкими тонкими прослоями известковистых и алевритистых глин. В районе городов Тамбова, Чаплыгина, Орла и Брянска появляются частые про- слои алевритов, алевролитов и мелкозернистых песков, суммарная мощ- ность которых иногда достигает половины мощности всего горизонта. Верхний отдел Франский ярус общей мощностью 140—280 м расчленяется на два или три подъяруса (см. табл. 1); в нем выделяются девять го- ризонтов.
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ 57 Ястребовский горизонт (D3js) * мощностью от 3—6 м в сводовой части Воронежского массива и до 15—25 м на его склонах слагается алевритистыми глинами и глинистыми алевролитами, содержащими большую примесь каолинита, мелкие (до 1 мм) сферолиты и более крупные (до 10—25 см) конкреции сидерита, обычно окисленные. Со- держатся прослои глин «старооскольского» типа, заключающие про- пластки (до 0,3 м) сидерита, а также алевролита и мелкозернистых кварцевых песчаников с глинисто-сидеритовым цементом. Часты скоп- ления железистых оолитов, местами выщелоченных. В районе г. Ста- рого Оскола и к юго-востоку от него подобные породы резко преобла- дают, а на Дону ниже Воронежа они более грубы по механическому составу и содержат большую примесь зерен ильменита и туфогенный материал. К востоку и юго-востоку от г. Павловска ястребковский го- ризонт почти нацело сложен вулканомиктовыми песчаниками, граве- литами и алевролитами, содержащими прослои туффитов. В 40 км юго-восточнее Павловска (в районе сел Нижнего Мамона и Красно- селовки) установлено несколько очагов развития лавобрекчий основ- ного состава, спекшихся туфов, псаммитовых и гравелптовых туфов и туффитов основного и среднего состава, перемежающихся с вулкано- миктовыми песчаниками, алевролитами и аргиллитами. Здесь же на границе ястребовского горизонта с нижнещигровским вскрыт покров базальтов и эффузивных диабазов размером около 30X40 км. Его обычная мощность 5—10 м (в одной из скважин до 37 м). Базальты несут следы латеритного выветривания. Аналогичный покров установ- лен к юго-востоку отсюда, в районе станицы Казанской. Нижнещигровский горизонт (D3scJ повсеместно залегает на ястре- бовском и лишь в зоне высоких выступов кристаллических пород — непосредственно на последних. Мощность его изменяется от 15—20 м на своде антеклизы до 50—60 м на его склонах. Повсюду горизонт представлен отложениями лагунного типа: зеленовато- и голубовато- серыми, нередко (главным образом вверху) коричнево-красными и фиолетовыми, обычно алевритистыми глинами с прослоями глинистых алевритов и мелкозернистых кварцевых песков и песчаников. Положе- ние этих пород в разрезе и их количественные соотношения в разных районах различны. Верхнещигровский горизонт (D3sc2) распространен к северу от линии г. Унеча — пос. Комаричи — г. Фатеж — г. Старый Оскол — г. Бутурлиновка (рис. 9). Мощность его изменяется от 10—15 м в своде антеклизы до 30 м на склонах. На большей части площади он сложен неравномерно глинистыми и пятнистодоломитизированными, нередко органогенно-обломочными трещиноватыми известняками, подчиненное значение имеют мергели и глины. В основании горизонта породы боль- шей частью песчанистые, местами наблюдаются прослои мелкозерни- стых известковистых песчаников. На севере (Брянск—Орел — Ли- пецк— с. Токаревка) резко преобладают известняки. К югу количество их постепенно сокращается и к юго-востоку от г. Старого Оскола (в районе с. Шаталовки), к югу и юго-востоку от г. Новохоперска (у сел Коренного и Нижне-Антошинского) в разрезе остаются мергели, глины и алевролиты. Рудкинский и семилукский горизонты (D3rd—sm) во многих раз- резах (особенно западнее Дона) трудно расчленяются. Их общая мощ- ность на юге около 15 м, на севере до 30 м. Сложены они серыми не- равномерно глинистыми, часто органогенно-обломочными известняками, * Ястребовский горизонт, по мнению автора, следует относить к среднему де- вону рассматривая его как регрессивную серию жнветского яруса.
58 ЕСТЕСТВЕННОИСТОРИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ известковистыми глинами и мергелями с прослоями конгломератов. Известняки больше развиты внизу, а глины и мергели — вверху. На юго-востоке (г. Новохоперск, с. Коренное) по всему разрезу преоблада- ют глины и мергели, частично пестроцветные, с прослоями песчаников. Петинский горизонт (Thpt) обычно имеет мощность 4—10 м, на севере (города Данков, Чаплыгин) до 20 м. К юп от линии г. Фатеж — г. Задонск — с. Токаревка он сложен прибрежно-морскими кварцевыми песками и песчаниками (от грубо- до мелкозернистых), алевритами Рис 9 Гипсометрическая карта подошвы верхнещигровского горизонта Составит Д Н Утехин / — изогипсы проведенные через 40 ч (пунктир — через 20 м)у 2 — предполагаемые изогипсы на участке, где верхнещигровские отложения отсутствуют, 3 — южная граница распространения верх- нещнгровских отложений и бескарбонатными глинами, нередко содержащими растительные остатки. На остальной площади петинскому горизонту соответствует пачка зеленовато-серых, иногда почти черных тонкослоистых глии и мергелей, местами с тонкими прослоями неравномерно глинистых из- вестняков; иногда встречаются железистые оолиты. Воронежский горизонт (D3yr) на юге имеет мощность 18—20 м, на севере (города Брянск — Новосиль — Тамбов) 40—60 м, в бассей- не Хопра около 35 м. В районе Воронежа внизу обычны серовато-зеле- ные, частично карбонатные глины с прослоями песков, песчаников, глинистых известняков, нередко с большим количеством железистых оолитов. В большей верхней части преобладают мергели и неравно- мерно глинистые, часто кавернозные известняки, часто доломитизиро- ваппые, нередко с зернами кварца и глауконита. Северо-западнее (вплоть до г. Дмитровска-Орловского) в нижней части развиты квар- цевые алевролиты и песчаники с доломитовым цементом, с прослоями 1лпн и доломитизированных известняков; много глауконита и желе- зистых оолитов Евлановский горизонт (D3ev) обнажается широко по правобе- режью Дона выше Воронежа и в бассейне р. Сосны. Его мощность здесь 10—15 м; в сторону Брянска, г. Новосиля, Тамбова она возра- стает до 25—35 м. Восточнее линии г. Мценск — пос. Колины гори-
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ 59 зонт представлен в основном органогенно-обломочными трещиноваты- ми известняками, мергелями и известковистыми глинами в различных количественных соотношениях. Западнее этой линии все породы доло- ми газированы и сильно кавернозны, местами содержат примесь квар- цевых песков и алевритов. В районе г. Новохоперска и к северо- востоку от г. Калача (с. Коренное) содержатся прослон пестрых глин, а также песчаников с растительными остатками. Ливенский горизонт (П3/ц) мощностью 8—20 м распространен и обнажается там же, где н евлановский. Сложен органогенно-обломоч- ными, преимущественно водорослевыми и коралловыми известняками, к западу от линии Мценска — Колпны сильно доломитнзнрованными, кавернозными; в районе Новохоперска и к северо-востоку от г. Ка- лача (с. Коренное) — зеленовато-серымн, местами пестроцветнымн тон- кослоистыми глинами, частично алевритистыми, и серыми песчаниками. Здесь местами вверху залегают мелкооолнтовые бурые железняки. Фаменский ярус общей мощностью около 150 м представлен обоими подъярусами. В нижнефаменском подъярусе всюду хорошо различаются задонский и елецкнй горизонты, хотя граница между ними обычно нечеткая. Задонский горизонт (Y)3zd) мощностью 15—20 м на юго-востоке (в Борисоглебске до 40 м) восточнее мернднана г. Лнвны представлен .неравномерно глинистыми известняками, преимущественно внизу с про- слоями мергелей и глин мощностью до 1—3 м. Западнее появляются прослои кварцевых песков (от мелких до гравийных), а в районе го- родов Малоархангельска, Орла и Карачева они преобладают в разрезе. В районе г. Новохоперска развиты глины с прослоями известняков, до- ломитов и песчаников. Елецкий горизонт (D3el) мощностью обычно около 40 м (на во- стоке до 60 м) сложен преимущественно пятнистодоломитизировэн- ными, обычно кавернозными известняками, среди которых в районе Новохоперска присутствуют прослои известковистых глин и (в самом верху) оолитового бурого железняка. В районах Орла и с. Шаблыкино и далее на северо-запад известняки сильно доломитизированы и места- ми опесчанены. Верхнефаменский подъярус в полном объеме наблюдается лишь на самом севере территории, где его мощность составляет 80—100 м. Внизу обычны плитчатые неравномерно глинистые известняки (на се- веро-западе сильно доломитизированные), сменяющиеся кверху неодно- крагао чередующимися микрозернистыми однородными и конгломера- товидными известняками и доломитами с подчиненными прослоями мергелей и глин. Много мелко рассеянного пирита. Известняки трещи- новаты и нередко кавернозны. В районах Орла и г. Мценска в основа- нии подъяруса (лебедянские слои) и в его средней части (орловско- саб} ровские слои) имеются прослои и линзы разнозернистых глинистых песков и известковистых песчаников мощностью до 6 м. Мамонская толща (D3mm). На значительной площади от ст. Чер- нянки (юго-восточная часть Белгородской области) до с. Воробьевки (юго-восточная часть Воронежской области) широко распространена толща каолиннзированных разнозернистых, нередко гравийных, в ос- новном кварцевых песков и песчаников, содержащих прослои каоли- новых глин. Ее мощность на западе 10—30 л, на востоке до 100 м. Эта толща залегает на девонских отложениях различного возраста — от петинских до среднедевонских, а на крайней южной части территории, там, где девонские отложения отсутствуют, непосредственно на поро- дах кристаллического фундамента. В районе г. Богучара, сел Петро- павловки, Криуши, Березняги и Сабацкого мамонская толща покрыта
60 ЕСТЕСТВЕННОИСТОРИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ палеонтологически охарактеризованными мергелями и известняками озерско-хованских слоев нижнего карбона, а на остальной площади — отложениями мезозоя и кайнозоя. В составе мамонской толщи можно различить две части: нижнюю — пестроцветную и верхнюю — сероцвет- ную. По данным спорово-пыльцевых анализов возраст нижней толщи нижнефранский, верхней — от петинского до верхнефаменского и, воз- можно, озерского. Мамонская толща не является самостоятельным стратиграфическим горизонтом, а представляет собой отложения при- брежно-континентальных фаций различных горизонтов девона. На это указывают отмеченные выше признаки явного обмеления бассейнов девонского времени в направлении на юг и юго-восток. А. А. Дубянский, впервые описавший мамонскую толщу, сопоста- вил ее в 1935—1936 гг. с петинскими слоями. В последнее время он обнаружил в кернах скважин района сел. Нижнего Мамона и Красно- селовки среди мамонских песков гальки кремня с остатками спикул губок и средневизейских фораминифер. На основании этих находок он полагает, что пески с кремневыми гальками отложились в начале московского века. Именно эту толщу с кремнями А. А. Дубянский теперь считает «настоящей» мамонской. Необходимо, однако, отметить, что кремневые гальки могли попасть в керны случайно из вышележа- щих отложений или они могут, происходить из лптологически сходных с мамонскими неогеновых пород, для которых такие гальки обычны. Наличие галек со спикулами губок подтверждает это предположение, так как в воронежском и подмосковном карбоне остатки губок неиз- вестны, но они являются породообразующими в меловых и палеоге- новых отложениях. Каменноугольная система Каменноугольные отложения развиты в основном на крайней южной части рассматриваемой площади, в полосе шириной до 100 км, север- ная граница которой проходит севернее г. Рыльска через города Обоянь, Новый Оскол, с. Алексеевку, города Россошь и Богучар. На дневную поверхность каменноугольные отложения здесь нигде не выходят и залегают на глубине от 150 до 300 м. На юг они погружаются в пре- делы Днепровско-Донецкой впадины. От г. Богучара граница карбона поворачивает на северо-восток к с. Петропавловке и уходит на север к г. Кирсанову. В северной части территории каменноугольные отло- жения присутствуют лишь на отдельных небольших участках вдоль ее границы и местами обнажаются в долинах. Здесь они принадлежат уже к южной окраине Подмосковного бассейна. В полосе г. Мор- шанск — г. Кирсанов — г. Поворино подмосковный карбон соединяется с карбоном Днепровско-Донецкой впадины. Мощность карбона на юге достигает 220 м (средняя мощность 100 м), на севере и востоке она не превышает 40 м. Нижний отдел В нижнем отделе карбона на рассматриваемой территории при- сутствуют все три яруса: турнейский, визейский и намюрский. Турнейский ярус (Cit) на юге достоверно установлен в райо- не Нового Оскола и к юго-востоку от него (с. Алексеевка, г. Россошь, села Кантемировка и Петропавловка). В основании его залегают озер- ский (?) и хованский горизонты (Cios — hv), сложенные доломитами и доломитизированными . известняками, частично мелкокавернозными, мощностью до 10 м. Выше располагается малевский горизонт (Ci/n/) —
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ 61 песчано-алевритистые глины мощностью до 10 м, местами переходящие кверху в песчаники и алевролиты (до 3 м). Еще выше залегает упин- ский горизонт (Сщр)—волнистослоистые органогенно-обломочные известняки с подчиненными прослоями глин; его мощность 2—15 м. Заканчивается разрез перекристаллизованными известняками черны- шинского горизонта (Cicn) мощностью порядка 15 м. В одной из скважин у г. Нового Оскола спорово-пыльцевым анализом установлено присутствие форм, характерных для кизеловского горизонта (C\ksl). Доломитизированные известняки и доломиты низов турнейского яруса вскрыты также на востоке территории у ст. Поворино (оз. Иль- мень— г. Балашов), г. Кирсанова и в районе г. Моршанска. На се- веро-западе они известны у городов Волхова и Мценска. Их мощность в этих местах достигает 30—35 м. Визейский ярус (Civ) развит в основном на крайнем юге рассматриваемой территории; северная граница его распространения совпадает с охарактеризованной выше границей распространения ка- менноугольных отложений. Визейский ярус имеет здесь мощность до 180 м и залегает на юго-востоке на турнейских обложениях, а к за- паду от г. Нового Оскола на докембрии. Он начинается яснополянским надгоризонтом (C[jp), который местами можно разделить на бобриков- ский и тульский горизонты. Бобриковский горизонт (C\bb) мощностью до 45 м образует разоб- щенные «пятна» в северной части каменноугольного поля, главным образом в понижениях довизейского рельефа. Он сложен преимущест- венно темно-серыми углистыми глинами каолинового состава, обычно алевритисто-песчанистыми, а также глинистыми алевритами и песками, нередко сцементированными глинисто-сидеритовым, глинисто-хлори- товым, реже пиритовым материалом и окислами железа. Встречаются прослои бурого глинистого угля мощностью до 2 м. Вблизи гряд желе- зистых кварцитов материал обычно грубее, чем в отдалении от них. Спорово-пыльцевые анализы двух образцов черных глин из основания бобриковского горизонта (Белгородская область) показали возмож- ность присутствия здесь более древних слоев визейского яруса — малиновского горизонта Тульский горизонт (Citi) мощностью до 40 м (обычно 10—20 м) распространен широко, отсутствуя лишь на относительно высоких вы- ступах железистых кварцитов и местами на юге (г. Шебекино). Сло- жен мелкозернистыми глинистыми песками и алевритами, чередующи- мися с алевритистыми, частично углистыми глинами. Внизу его встре- чаются каолиновые. (сухаристые) глины и пропластки бурого угля (0,05—1,5 м); вблизи гряд железистых кварцитов залегают переотло- женные железные руды. Вверху появляются прослои мергелей и гли- нистых органогенно-обломочных известняков, иногда с кремнями. В самом верху преобладают карбонатные породы. В направлении на северо-восток карбонатные породы из разреза выпадают. Выше со следами размыва располагается окский надгоризонт (Ciofe) мощностью до 80 м, распространенный повсюду, за исключе- нием небольших участков, приуроченных к высоким выступам докемб- рийских пород. На юге (Белгород, г. Шебекино, с. Кантемировка) его слагают в основном известняки, чаще глинистые, от средне- до микро- зернистых, органогенно-обломочные, реже пелитоморфные, нередко с желваками кремней, трещиноватые. Известнякам подчинены прослои мергелей, а также известковистых и углистых, иногда алевритистых глин. Внизу в отложениях алексинского горизонта (С^аГ) обнаружи- вается четкое ритмичное переслаивание этих пород. В северо-восточном
62 ЕСТЕСТВЕННОИСТОРИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ направлении карбонатные породы переходят в песчано-алевритовые глины, а последние в алевриты и пески. В основании надгоризонта довольно часто наблюдаются мелкозернистые пески, алевриты и песча- нистые глины мощностью до 3 м, иногда несколько больше. Окские известняки без перерыва сменяются кверху карбонатными породами серпуховского надгоризонта (С^сгр), которые в отличие от нижележащих образований распространены повсеместно, перекрывая все выступы докембрия. В них по фауне брахиопод и фораминифер различаются тарусский и стешевский горизонты. Тарусский горизонт (Citr) мощностью 15—35 м сложен в основном органогенно-обломоч- ными известняками, в разной степени перекристаллизованными, иногда глинистыми, местами доломитизированными, нередко кавернозными. Повсеместно много желваков кремня. На территории КМА среди из- вестняков наблюдаются два невыдержанных прослоя глины, иногда алевритистой, с конкрециями сидерита; мощность нижнего прослоя, залегающего в основании горизонта, достигает 2—5 м, верхнего — до 1 м. Стешевский горизонт (Cist) сложен также известняками, но более светлыми (почти белыми), сильно перекристаллизованными, каверноз- ными, со значительно меньшим количеством кремней. Встречены участ- ки грубозернистого эпигенетического доломита. Глины образуют два- три незначительных по мощности прослоя. Более часты гнезда и при- мазки глины в известняках. На севере визейские отложения достоверно известны (по скважи- нам) в двух пунктах: 1) у г. Волхова — яснополянские пески и глины с прослоями угля (50 м) и 2) у с. Каменки, в 50 км юго-восточнее г. Моршанска—яснополянские пески и глины (30 л) и окские трещи- новатые известняки (2 .и). Намюрский ярус (Сщ) распространен лишь на крайнем юге- (Белгород, г. Валуйки, с. Кантемировка). К западу от г. Валуек он представлен только нижним горизонтом — протвинским (С^рг) мощ- ностью до 50 м. В Валуйках и Кантемировке по палеонтологическим данным выделяется и вышележащий краснополянский горизонт (Cikrs) мощностью г коло 45 м. Оба горизонта сложены преимущественно бе- лыми, сильно перекристаллизованными, местами кавернозными из- вестняками с желваками кремней. Средний отдел Отложения среднего карбона развиты южнее линии Рыльск —- Белгород — Валуйки — Кантемировка. Здесь присутствуют оба яруса — башкирский и московский. Отложения московского яруса, вероятно, встречены и в отдельных пунктах на северо-востоке района. Башкирский ярус (Cjb) залегает с размывом на краснопо- лянском, протвинском, частично на стешевском горизонтах. На терри- тории КМА он имеет мощность до 33 м и обычно начинается бейдел- лито-гидрослюдистой, частично алевритистой глиной (до 3,5 м) с линзами брекчиевидных известняков. Выше располагаются пелито- морфные и органогенно-обломочные известняки с резкими следами вторичных изменений (перекристаллизации, доломитизации, выщела- чивания). Благодаря выщелачиванию известняки нередко мелоподоб- ны. В верхней части известняков залегает пропласток углистой глины (0,2—0,6 м). В районе с. Кантемировки башкирские отложения встре- чены у самой границы рассматриваемой территории, где они представ- лены почти сплошными известняками мощностью до 50 м, содержа- щими редкие прослойки глин, углистых сланцев и углей.
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ 63 Московский ярус (Сгт) Наиболее полные разрезы этого яруса вскрыты на юго-западе Белгородской области у сел Борисовки и Мурома, где его мощность достигает 90 м. В его составе здесь вы- деляются верейский и каширский горизонты. Верейский горизонт (Сг^г) слагают глины серые и зеленые, алев- ритистые, с линзами брекчиевидных мергелей, в самом верху — из- вестняки органогенно-обломочные. Общая мощность около 20 м. Воз- можно, что к Верейскому горизонту относятся пестроцветные глины и алевриты мощностью 8—11 м, залегающие на окских отложениях к западу от г. Рыльска (район с. Крупец). Залегает с размывом на различных горизонтах башкирского, намюрского и визейского (?) ярусов. На севере, по всей вероятности, верейские пестроцветные глины с тонкими прослойками известняков известны в Липецкой области, в 30 км к юго-западу от г. Лебедяни (у с. Семеновского), в устье р. Ило- вой близ г. Мичуринска и на междуречье Цны и Челновой в 40—45 км к северу от Тамбова. В этих пунктах верейские породы залегают или в глубоких древних карстовых воронках, или в доверейских и доюр- ских долинах; в последнем случае они могли сохраниться в погребен- ных оползнях. Каширский горизонт (Сг^к) мощностью до 70 м перекрывает ве- рейский горизонт также с перерывом. Он представлен известняками органогенно-детритусовыми или пелитоморфными, чередующимися с гидрослюдистыми, частично бейделлитовыми глинами. В верхней части разреза содержатся прослои глинистых алевритов, песчаников и водо- рослей известняков. Пермская и триасовая системы Достоверно пермские и триасовые отложения на рассматриваемой территории не установлены. Однако их присутствие возможно на край- нем юго-западе Брянской и Белгородской областей. На это указывает наличие верхнепермских (?) и нижнетриасовых отложений в г. Речице (в 40 км к западу от г. Гомеля), в городах Путивле, Глухове и с. Клюс- сах (в 20 км к югу от г. Новозыбкова, на границе Брянской области). В Речице к пермской системе отнесена залегающая на карбоне (на глубине 365—300 м) толща пестроцветных глин, алевритов и крупно- зернистых известковистых песчаников с тонкими прослоями оолитовых известняков. К нижнему триасу (глубина 300—245 .«) здесь принад- лежат пестрые глины, пески и известковистые песчаники с остатками нижнетриасовых филлопод. В других упомянутых пунктах к перми и триасу отнесена толща палеонтологических немых песчаных и глини- стых, частично известковистых пород мощностью до 130 м, залегаю- щая в городах Глухове и Путивле на нижнекаменноугольных отложе- ниях, а в с. Клюссах — на породах докембрия. Юрская система На рассматриваемой территории известны отложения среднего и верхнего отделов юрской системы, распространенные почти повсемест- но. Они отсутствуют только в Воронежской области (за исключением ее крайней северо-западной части) и на юге Липецкой и Тамбовской областей. Мощность их на севере не превышает 50 м, а на юго-западе достигает 150 м и более. На дневную поверхность юрские отложения выходят лишь в бассейне Оки (у г. Орла), местами по р. Сосне и по р. Десне выше г. Брянска.
64 ЕСТЕСТВЕННОИСТОРИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ Средний отдел Байосский ярус (J2bj). К этому ярусу по данным палиноло- гических анализов отнесена развитая на юго-западе Брянской области (южнее городов Новозыбкова и Стародуба) толща песков тонко- и мелкозернистых, участками карбонатных мощностью до 150 м. В пе- сках наблюдаются маломощные прослои аргиллитов и слабых извест- ковистых песчаников. Эта толща залегает на породах докембрия на глубине около 400 м (кровля). Верхняя часть байосского яруса и нижняячасть батского яруса (Jabj — bt). К югу от линии г. Сураж — г. Дмит- ровск-Орловский — г. Губкин—Острогожск распространена толща глин мощностью до 30 м, содержащих (главным образом близ гра- ницы рассматриваемого района) прослои и линзы мелкозернистых глинистых песков (1—8 м). Довольно часты тонкие прослойки (5— 10 см) сидеритизированных аргиллитов, песчаников, мергелей и пеле- циподовых ракушников. Верхняя часть батского яруса (ЛгЫ) средней мощ- ностью 30 м распространена несколько шире байос-бата. Внизу зале- гает «толща переслаивания», образовавшаяся в морских и прибрежно- морских условиях и состоящая из часто чередующихся прослоев (1,5— 2 мм) глин и алевритов, с преобладанием то алевритов (г. Новый Оскол), то глин (г. Льгов). На севере эта пачка достигает линии г. Дмитровск-Орловский — г. Курск — г. Новый Оскол. Над нею рас- полагается пачка озерно-болотных и речных отложений — косослои- стых алевритистых, иногда грубых, в разной степени глинистых песков, которые вверх по разрезу сменяются иловатыми глинами. Эти отлб- жения встречаются как на юге, так и значительно севернее указанной выше линии (Брянская, Курская, Орловская области), где нередко выполняют глубокие доюрские долины, врезанные в породы палеозоя и докембрия. Возможно, частично они принадлежат уже к нижнему келловею и обычно выделяются как пресноводно-континентальные бат- келловейские отложения, соответствующие верхнекаменской подсвите юры Донбасса. Аналогичные образования встречены также в двух пунктах и на востоке (в скважинах): непосредственно севернее Липец- ка (Шовский участок), где они имеют мощность около 30 м, и к юго- западу от Тамбова (д. Дубовое). Келловейский ярус (Лзс1). Морские отложения келловей- ского яруса принадлежат главным образом к среднему келловею, до- стигающему мощности 30 м, и в значительно меньшей степени к ниж- нему келловею. В западной части Брянской области В. Н. Преобра- женская предполагает наличие и верхнего келловея. Местами (район городов Рыльска, Льгова и др.) суммарная мощность келловейского яруса достигает 50—60 м. Келловейский ярус распространен на всей площади, занятой юр- скими отложениями. Южнее широты г. Обояни он слагается мелко- зернистыми глинистыми кварцевыми песками с подчиненными прослоя- ми песчанистых глин мощностью 1—4 м. Часты прослои оолитовых песчаников, переполненных остатками морских моллюсков. Севернее широты г. Обояни келловейский ярус сложен в основном глинами — внизу песчанистыми, с нижнекелловейской фауной, а вверху — извест- ковистыми, с фауной среднего келловея. На северо-востоке келловей- ский ярус слагают известковистые глины с редкими прослоями мерге- лей и алевритов. Внизу залегают серые слабо слюдистые алевриты с прослоями глин. В породах келловея обычны конкреции фосфорита, сферосидерита и серного колчедана.
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ 65 На севере Орловской области (в пределах Новосильского подня- тия) келловей представлен ржаво-бурыми и пестрыми глинами и песками с включениями бурого железняка и железистого песчаника, образовавшимися частично в прибрежно-морских (?) условиях. В бас- сейне р. Сосны западнее р. Олыма развиты мелкозернистые, реже раз- нозернистые пески и песчаники, в отдельных прослоях с железистыми оолитами. Суммарная мощность этих пород около 10 м. Оксфордский ярус (J30X) установлен в Белгородской, Кур- ской и Брянской областях, где он залегает с размывом на келловей- ском ярусе. По органическим остаткам он разделяется на нижний и верхний подъярусы. Наиболее полный разрез Оксфорда наблюдается в полосе г. Обоянь — пос. Яковлево, где его мощность достигает 20 м. Нижний подъярус здесь представлен в разной степени песчанистыми глинами общей мощностью около 5 м, содержащими внизу выдержан- ный прослой светло-серых песчанистых известняков (0,8—1,2 м), ме- стами переходящих в мелкозернистые известковистые песчаники, не- редко с гнездами железистых оолитов. Верхний подъярус средней мощ- ностью 15 м сложен глинами голубовато-серыми, неяснослоистыми, известковистыми. Вверху глины менее карбонатны, но более алеври- тисты. Сходное строение Оксфорд имеет в юго-западной части Брян- ской области. На юго-востоке (Погромецкий участок Новооскольского района) известен лишь нижний Оксфорд такого же состава, как и в г. Обояни. К северо-западу от г. Обояни Оксфорд практически представлен также только нижним подъярусом, причем уже иного состава. Здесь распространены однообразные серые, легкие по весу, глинистые слю- дистые алевролиты. Они переходят местами (Брянская область) в алевритовые глины. Кимерпджский ярус (Лзкт) средней мощностью 19 м уста- новлен лишь в западной части Белгородской области (г. Обоянь, пос. Яковлево, с. Гостищево, г. Шебекино, г. Короча). По палеонтологи- ческим признакам разделяется на нижний (7 м) и верхний (12 м) подъярусы. Залегает на размытой поверхности Оксфорда и местами на более древних слоях юры. Представлен зеленовато-серыми неясно- слоистыми глинами. Во всей толще много тонких прослоек мергеля, глинистых известняков и ракушников. Нижневолжский ярус (J3V1) средней мощностью 35 м В. Н. Преображенская установила почти на всей территории КМА. Не исключено, однако, что в северной полосе последней к нижнему волжскому ярусу ею частично отнесены литологически сходные отло- жения неокома. Залегает нижний волжский ярус на размытой поверх- ности кимериджа и всех более древних ярусов юры, а местами на девоне. По остаткам фауны в нем выделяются две зоны. Зона Dorsop- lanites panderl мощностью от 6 до 37 .и (в среднем 15 м) распростра- нена лишь в районе г. Обояни, пос. Яковлево, с. Гостищево, г. Шебе- кино и г. Корочи. Она сложена аргиллитовидными неяснослоистыми глинами, внизу с примесью кварцевых песков. В глинах часты мало- мощные прослойки глинистых органогенно-обломочных известняков и пелециподовых ракушников; в основании часто наблюдаются фосфори- товые галечники. Зона Virgatites virgatus, такой же мощности распро- странена значительно шире, захватывая (по В. Н. Преображенской) Курскую область, а также южные районы Орловской и Брянской об- ластей. Она отличается фациальной изменчивостью. На юге в боль- шинстве случаев нижняя ее часть сложена микрозернистыми глинисты- ми перекристаллизованными известняками, мелкозернистыми песчани-
66 ЕСТЕСТВЕННОИСТОРИЧЕСКИЕ Ф МСГОРЫ ками и глинами. В верхней части развиты мелкозернистые пески и пес- чаники, обычно глинистые, и алевриты. В районе с. Крупна, г. Мало- архангельска, пос. Тима и г. Старого Оскола рассматриваемая зона представлена светло-серыми алевритовыми или песчанистыми глинами, местами переходящими в глинистые пески. Меловая система Меловые отложения на рассматриваемой площади распростране- ны повсеместно. Они принадлежат к обоим отделам и имеют мощность на севере 5—30 м, на юге — до 400 м. Нижний отдел Нижний отдел меловой системы сложен песчано-глинистыми по- родами мощностью до 50 м (на северо-востоке территории более 100 я), чрезвычайно бедными палеонтологическими остатками, что осложняет их стратиграфическое разделение. На рассматриваемой территории с разной степенью достоверности выделяются отложения неокомского надъяруса, аптского и альбского ярусов. Неокомский надъярус (Сгщс) общей мощностью до 70 м (Тамбовская область), в среднем 10—20 м, реже до 30 м, распростра- нен почти повсюду, за исключением юго-востока Белгородской и юж- ной половины Воронежской областей. Нижние его горизонты обычно сложены кварцево-глауконитовыми песками и песчаниками, мелко- или разнозернистыми, в неодинаковой степени глинистыми, иногда извест- ковистыми, обычно с гальками черного фосфорита, нередко со скопле- ниями железистых оолитов. Цемент песчаников преимущественно си- деритовый. Пески местами переслаиваются с песчаными глинами, иног- да вытесняющими их из разреза. Эти образования имеют мощность не более 10 м и обычно относятся к валанжину. Южная граница до- стоверно установленных отложений валанжина проходит примерно по линии г. Рыльск — г. Курск — г. Старый Оскол. В средних и верхних горизонтах неокома развиты глины, в раз- ной степени песчанистые, и алевриты с конкрециями серного колчедана и сидерита. Встречаются конкреции и гальки фосфорита. Нередок глауконит. Местами (Липецкая, Орловская, Брянская области) харак- терны светло-серые и сиренево-розоватые алевриты с мельчайшими линзочками темно-серых глин («рябец»). Глинам и алевритам подчи- нены редкие прослои мелких, иногда разнозернистых (Брянская об- ласть) песков и песчаников. Считается, что эта часть разреза принад- лежит главным образом к баррему. Готеривский ярус выделяется В. Н. Преображенской (1966) только в Белгородской и в юго-западной части Курской области, где к нему отнесены темно-серые и черные алевритовые и песчаные глины средней мощностью 8 м. Аптский ярус (Сгщр) распространен там же, где и неоком. Он представлен континентальными, а в Орловской и Липецкой обла- стях, возможно, частично прибрежно-морскими песчано-глинистыми отложениями. Мощность его увеличивается от 10—15 м в северо-за- падной части Курской (пос. Тим) и в Брянской области до 30 м в г. Глухове, близ Воронежа и на северо-востоке Тамбовской области. В классических разрезах по Дону у с. Латной (близ Воронежа) в строении апта участвуют следующие толщи (снизу вверх). 1. Пески, кварцевые, частично косослоистые, разнозернистые (до грубых), нередко с кварцевой галькой (по-видимому, речные). В сред- ней части их заключены огромные линзы серых и темно-серых плотных
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ 67 огнеупорных и тугоплавких глин мощностью 3—6 м, иногда до 10— 14 м. В глинах встречаются автохтонные растительные остатки. В верх- ней части песков нередки тонкие прослои светло-серых глин, количест- во которых увеличивается в самом верху. Местами глины замещаются тонкослоистыми глинистыми песками и алевритами (так называемая пастиловидная толща). Общая мощность всей толщи около 18 м. 2. Пески белые или светло-серые, преимущественно мелкие, места- ми с крупными конкрециями кварцевых песчаников. Мощность толщи около 10 м. В большей части Липецкой области темные огнеупорные глины из разреза выпадают, верхние пески с песчаниками также отсутствуют или развиты слабо. На севере Липецкой, в Орловской и в северной половине Курской области широко развиты светлые мелкозернистые кварцевые пески с конкрециями (до 4X4 м) кварцевых и железистых песчаников, переходящие кверху в более крупные пески (до гравий- ных) Они подстилаются глинами (3—5 м), внешне сходными с неоком- скими, но содержащими споры и пыльцу аптского возраста В Тамбов- ской и Брянской областях апт представлен песками и песчанистыми глинами мощностью до 30 м, с трудом отличимыми от барремских. В смежных районах Курской и Белгородской областей западнее линии Обоянь—Белгород к апту относится пачка пятнистых алевритистых глин и алевритов мощностью 10—15 м. В районе г. Волчанска они сменяются кварцево-слюдистыми мелкозернистыми песками и алеври- тами мощностью 9—16 м Альбский ярус (Спа!) залегает на размытой поверхности апта и распространен почти повсеместно, он отсутствует лишь на юго- востоке Воронежской области. Его преобладающая мощность 10— 20 м, максимальная — 45 м Наиболее полно альб представлен на се- веро-востоке Тамбовской области Здесь различаются три толщи меняющейся мощности, залегающие одна на другой с размывом. Ниж- няя (до 20 м) сложена светлыми глауконито-кварцевыми песками различной зернистости, часто косослоистыми. Средняя (до 5 м) обра- зована разнозернистыми кварцевыми песками и неоднородными по крепости песчаниками, вверху с глауконитом. В них рассеяны фосфо- риты внизу грубопесчанистые, вверху грубопесчанистые и глинистые, с ископаемыми среднего альба Верхняя (до 15—25 м) состоит из глауконито-кварцевых мелкозернистых, частично разнозернистых песков, заключающих прослои темной песчанистой глины. Внизу встре- чаются скопления и единичные сростки фосфорита с ископаемыми верхнего альба. На всей остальной территории состав альбского яруса однообраз- нее и мощность его меньше. Преобладают кварцевые и глауконито- кварцевые пески различной зернистости, в районе Воронежа местами сильно глинистые Нередко, особенно на западе, альбские пески с тру- дом отличимы как от подстилающих аптских (при отсутствии глауко- нита и фосфоритов), так и от вышележащих песчаных пород сеноман- ского яруса Верхний отдел Верхний отдел меловой системы мощностью от 25 до 50 м на севе- ре до 300- 350 м на юге сложен преимущественно писчим мелом, раз- личными типами мергелей и в меньшей степени кремнеземистыми и песчано алевритовыми породами Начинается он трансгрессивной пес- чаной толщей (сеноманский ярус). Вышележащая мергельно-меловая толща ввиду скудности остатков макрофаУны до последних тет стратч-
68 ЕСТЕСТВЕН НОИ СТОРИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ графически расчленялась с трудом. В настоящее время, главным обра- зом по микропалеонтологическим данным, на всей рассматриваемой тер- ритории в мергельно-меловой толще достаточно четко выделяются и кар- тируются туронский, коньякский, сантонский, кампанский и маастрихт- ский ярусы. А. А. Дубянский (1948) в районе Белгорода предполагает следы датского яруса, что представляется крайне сомнительным. Рис. 10. Гипсометрическая карта поверхности сеноманских отложений. Составили Г. В. Лаврова и Д. Н. Утехин / — изогипсы, проведенные через 40 м (пунктир — через 20 м)\ 2 — локальные поднятия; 3 — гра- ница распространения сеноманских отложений Сеноманский ярус (Crjcm) распространен повсеместно, за исключением северных районов Орловской, Липецкой и Тамбовской областей (рис. 10). Он сложен кварцево-глауконитовыми песками, со- держащими желваки и прослои фосфоритов, и кверху сильно обога- щенными карбонатным материалом. Эти пески относятся к нижнему сеноману; верхние горизонты яруса повсеместно размыты в начале турона. Мощность сеномана в северной части Брянской области около 5 м, между Брянском и Обоянью около 10 м. Наибольшие мощности (10—20 м) зафиксированы между городами Обоянью, Старым Оско- лом и Валуйками, а также в районе г. Кирсанова. Сокращение мощ- ности сеноманских песков до 4—2 м наблюдается на участке г. Геор- гиу-Деж— г. Россошь, а к югу от г. Павловска по направлению к До- нецкому складчатому сооружению они постепенно выклиниваются, и от сеномана в ряде случаев здесь сохранился лишь базальный фосфо- ритовый галечник мощностью 0,2—0,5 м. Туронский ярус (Сгз!) распространен примерно там же, где и сеноманский. Его мощность изменяется от 0,5 м на севере, где сохра- нились лишь самые низы турона, до 60 м на юге (г. Шебекино), где разрезы турона наиболее полны. Почти на всей территории туронский ярус начинается трансгрессивной серией, представленной сильно опес- чаненным мелом с галькой фосфоритов. Мощность этой части разреза
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ 69 обычно не превышает 2—3 м, на севере — до 0,5 м, в северо-западных районах (города Почеп, Трубчевск) до 6 м. Основная часть турона представлена белым писчим, нередко трещиноватым мелом, очень гру- бым на ощупь, содержащим в большом количестве обломки крупных толстостенных раковин иноцерамов и других пелеципод и остатки фо- раминифер. В мелу встречаются стяжения пирита, отдельные кварце- вые песчинки, изредка попадаются желваки кремней. В районе г. Кир- санова в основании турона залегает пласт кварцево-глауконитовых песков, а верхнюю часть яруса слагают мергели. Общая мощность их 0,5—5 м. Коньякский ярус (Сг2сп) развит там же, где туронский и сеноманский. Его мощность изменяется от 2—6 м на севере до 60— 70 м южнее городов Рыльска и Белгорода. В районе Павловского выступа докембрия она не превышает 6 м, обычно составляя 0,2— 0,8 м. К северо-востоку от линии пос. Кромы — пос. Касторное коньяк отсутствует и сантон залегает здесь на туроне и сеномане. В юго- восточной части рассматриваемой площади коньякский ярус представ- лен писчим мелом, сходным с туронским. К северу и северо-западу от Белгорода в писчем мелу появляются прослои мелоподобных мер- гелей, количество которых постепенно увеличивается, и в полосе с. Го- стищево — с. Медвенка — г. Щигры верхняя часть разреза слагается ими нацело. Мергели содержат до 15% глинистого вещества, зерна глауконита, пирит и немногочисленные листочки слюды. К северо-за- паду от линии пос. Красная Яруга — г. Щигры в мергелях обнаружи- вается примесь алевритового и кремнеземистого материала и очень быстро мелоподобные мергели переходят в серые и темно-серые крем- неземистые мергели. Местами мергели слабо трещиноваты. К северо- востоку от линии г. Фатеж — г. Дмитровск-Орловский и по правобе- режью р. Навли среди мергелей появляются прослои известковистых глин, алевритов и известковистых глинистых трепелов, а к северо-за- паду от Брянска коньякский ярус полностью слагается трепелами. Сантонский ярус (Cr2st) распространен к юго-западу от ли- нии пос. Дубровка—г. Малоархангельск — г. Воронеж—г. Бутурли- новка. Кроме того, он занимает небольшую площадь на востоке Там- бовской области (бассейн р. Вороны). Фациально сантонские отложе- ния сильно изменчивы и представлены комплексом пород от мела и мелоподобных мергелей до опок и песков. Мощность их изменяется от 2—6 м на севере до 150 м южнее Белгорода. Мел и мелоподобные мергели развиты в южной половине Воронежской и в юго-восточной части Белгородской области. К северу от линии г. Волчанск— с. Боль- шетроицкое— г. Алексеевка — г. Георгиу-Деж мелоподобные мергели постепенно замещаются кремнеземистыми, а далее, за линией пос. Яков- лево— г. Губкин — с. Нижнедевицк, сантон слагается уже исключитель- но кремнеземистыми алевритистыми мергелями. Наряду с кремнеземи- стыми мергелями к северу от городов Льгова, Курска и Щигров появ- ляются прослои алевритистых трепелов и опок, алевритов и алевроли- тов, кремнистых опоковидных глин; в районе Брянска сантон полностью сложен опоками. На востоке Тамбовской области сантон сложен пес- чанистыми опоками и кварцевыми песками с прослоями песчаников и фосфоритового галечника. Суммарная мощность их около 40 м. Залегает сантон трансгрессивно, переходя с юга на север на все бо- лее древние образования. Так, в Белгородской и в большей части Кур- ской и Воронежской областей сантонские отложения подстилаются по- родами коньякского яруса без видимых следов перерыва. На Михай- ловском железорудном месторождении и в прилегающих районах Кур-
70 ЕСТЕСТВЕННОИСТОРИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ ской и Орловской областей сайтов часто залегает на туроне, а в райо- не г. Малоархангельск—пос. Касторное — на сеномане. Кампанский ярус (Сг2ср) развит в юго-западных районах Брянской и Курской областей, в Белгородской области (исключая ее крайний северо-восток) и на юге Воронежской области. На незначи- тельной площади кампанские отложения известны по левобережью Вороны в районе г. Кирсанова. Мощность яруса в районе городов Сев- ска, Старого Оскола и пос. Подгоренского составляет 3—6 м, к северо- востоку от Обояни и в районе Кирсанова — 10 м, в Клинцах, г. Ново- зыбкове, у пос. Яковлево и г. Валуек — 40 м, в с. Чуровичах, г. Щебе- кино и у пос. Красной Яруги— 100—135 м, в Харькове — около 140 м. В разрезах кампанского яруса преобладают мел, более тонкий, чем туронский и коньякский, и мелоподобные мергели, особенно широко развитые в юго-восточной и центральной частях рассматриваемой пло- щади. Среди них в районе Старого Оскола и под г. Обоянью встре- чаются прослои кремнеземистых алевритистых мергелей. На юго-запа- де, в полосе г. Севск—г. Рыльск—г. Суджа — с. Гостищево — г. Ко- роча — г. Валуйки, кампан целиком слагается мелом. К северу от Суд- жи развиты алевриты и алевролиты кварцево-глауконитовые, слюди- стые, в нижней части известковистые. Они заключают нижнекампан- скую фауну и залегают на породах нижнего сантона. Алевритами, иног- да с маломощными прослоями песков и глин, сложена нижняя ча'сть кампана в районе городов Трубчевска, Клинцов и Почепа. Подстила- ются они здесь также нижнесантонским подъярусом. Верхнекампанские отложения в этом районе представлены белым писчим мелом. Восточ- нее Кирсанова, на водоразделе Вороны и Хопра, к кампану могут быть отнесены песчанистые глины и песчанистые опоки с прослоем кварце- во-глауконитовых песчаников в основании (3—5 м) и покрывающие их мелкозернистые глинистые кварцево-глауконитовые пески (7 лт). Маастрихтский ярус (Сггт) сохранился лишь в южной части территории, а также в районе Новозыбкова, Клинцов и Стародуба. Он представлен мелом и мелоподобными мергелями, залегающими на та- ких же породах кампанского яруса без видимого перерыва. Мощность Маастрихта в Белгороде колеблется от 3 до 10 м, к Харькову увеличи- вается до 112 м, в районе Клинцов и с. Чуровичей составляет около 20 м. Палеогеновая система Палеогеновые отложения распространены к югу от линии г. Клин- цы— г. Севск — г. Фатеж — с. Долгое — г. Новохоперск. На большей части площади они слагают водораздельные пространства и верхние части склонов речных долин и балок. Залегает палеоген на размытой поверхности различных ярусов верхнего мела: маастрихтского—на юге, кампанского—в центральной части и сантонского — на севере. В его составе выделяются отложения всех трех отделов: палеоцена, эоцена и олигоцена. В присводовой части Воронежской антеклизы развиты преимущественно киевские слои (верхний эоцен) и харьковские слои (олигоцен). На южном ее склоне разрез становится полнее: появля- ются бучакские слои (средний эоцен), каневские слои (нижний эоцен) и сумские слои (верхний палеоцен). Средняя мощность палеогеновых отложений составляет 30—-50 м, максимальная достигает 80 м. Отложе- ния палеогена содержат очень мало палеонтологических остатков, по- этому стратификация их крайне затруднена и даже сопоставление от- дельных опорных разрезов во многих случаях имеет очень условный характер.
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ 71 Верхний палеоцен Сумские слои (Pgism). Объем сумских слоев разные авторы опреде- ляют не одинаково. В настоящей работе к ним отнесена пачка крем- неземистых глин, опок и алевритов мощностью до 15 м, залегающая в обнажениях у г. Сумы между маастрихтским мелом и кварцевыми песками и песчаниками с остатками флоры верхнего палеоцена — ниж- него эоцена. Глины опоковидные, слюдистые, с глауконитом; опоки гли- нистые с примесью алеврита; алевриты слабо известковистые, с про- слоями глауконито-кварцевых мелкозернистых песков и мелкими жел- ваками фосфорита. Сумские слои залегают в отдельных впадинах предпалеогенового рельефа, главным образом в западной части рассматриваемой терри- тории. В обнажениях сумские слои выделяются по р. Псёлу выше г. Су- мы, в районе г. Путивля, в 10—15 км южнее г. Обояни, в 12 км запад- нее Харькова. Возможно, что к сумской свите принадлежит пачка пес- ков, песчаников и опоковпдных глин и алевритов мощностью 4—15 м, залегающих на отложениях верхнего мела к югу от городов Трубчевска и Стародуба, а также на юго-востоке рассматриваемой территории — в бассейне р. Хопра. Эоцен К каневским слоям (Pgzkn) относится толща преимущественно зе- леновато-серых песчано-алевритовых пород, содержащих в верхних го- ризонтах редкие остатки фауны и флоры нижнего эоцена. Они перекры- ваются породами близкого состава, но преимущественно светло-серыми и белыми, заключающими палеонтологические остатки среднего эоцена (бучакские слои). Однако ввиду редкости палеонтологических находок во многих случаях отделить каневские слои от бучакских почти не- возможно. Каневские слои распространены почти повсеместно к югу от линии г. Клинцы — г. Севск — г. Обоянь — г. Новый Оскол—-г. Богучар. Они имеют мощность 10—20 и и представлены глауконито-кварцевыми, преимущественно средне- и мелкозернистыми, обычно глинистыми пес- ками и песчаниками, в которых много слюды и рассеянных крупных зерен кварца. Местами (район Обояни, Клинцов, Стародуба и др.) в основании толщи развиты грубозернистые кварцевые пески и галечники из фосфоритов и кремней. В верхних горизонтах нередки прослои гли- нистых алевритов и алевролитов, содержащих примесь глауконита; але- вролиты местами опоковидные. Бучакские слои (Pg?bc) распространены там же, где и каневские. На юге территории (у г. Валуек) они занимают площадь, несколько большую, чем последние. Мощность бучакских слоев изменяется от 4— 7 до 20—30 м, составляя в среднем 15—20 м. Перекрываются они киев- скими слоями. Бучакские слои сложены кварцевыми песками от мелко- до грубо- зернистых, чаще среднезернистых, в отдельных прослоях с глауконитом. Они содержат отдельные крупные и гравийные зерна молочно-белого кварца. На северо-западе встречаются тонкие прослойки каолиновой глины; на юге появляются прослои алеврита. В пределах территории КМА В. П. Семенов делит бучакские слои на две толщи («подсвиты»). Нижняя состоит преимущественно из кварцевых и глауконито-кварце- вых сыпучих средне- и разнозернистых песков мощностью от 5 до 10 м, нередко с прослоями песчаников. Верхняя представлена тонкозерни- стыми глинистыми глауконито-кварцевыми песками и алевритами, в
72 ЕСТЕСТВЕН НОИСТОРИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ основании с гравием и мелкой галькой кремня. Ее мощность 10—15 м. В пределах рассматриваемой территории бучакские слои фациально изменяются. На северо-западе, в общем, преобладают разнозернистые слабо глауконитовые горизонтально- и косослоистые пески, на юге — более мелкие пески и алевриты с горизонтальной слоистостью. Киевские слои (Pg2^) в границах распространения палеогена раз- виты почти повсеместно. Они отсутствуют (вследствие позднейшего размыва) лишь местами восточнее Дона. На подстилающих образова- ниях киевские слои залегают резко трансгрессивно; к северу и северо- западу от площади распространения сумских, каневских и бучакских слоев они лежат непосредственно на верхнемеловых породах. Киевские слои имеют мощность от нескольких метров на периферии до 30 м и более на погруженных участках (в среднем около 25 м) и характери- зуются пестротой литологического состава. Они сложены глинами, мер- гелями, алевритами, реже песками с фосфоритами и песчаниками. Гли- ны слюдистые, алевритистые, частично кремнеземистые и карбонатные. В водонасыщенном состоянии они очень легко дают оползни. Мергели алевритистые или песчанистые, иногда с глауконитом. Пески преиму- щественно мелко- и тонкозернистые, глауконито-кварцевые, глинистые, нередко известковистые, местами сцементированные в песчаник. На территории КМА в киевских слоях различаются две толщи. Ниж- нюю толщу в пределах Доно-Оскольского, Оскольско-Северско-Донец- кого междуречий и по левобережью Дона В. П. Семенов разделяет на три пачки (снизу): 1) глауконито-кварцевых песков с желваками фос- форитов в основании (0,5—5 м), 2) опоковидных и карбонатных глин, переходящих к югу в мергели и мелоподобные известняки (до 5 м), и 3) тонкослоистых, часто листоватых глин с конкрециями бурого же- лезняка (до 6 м). Верхнюю толщу слагают спонголиты, спонголито- радиоляриевые опоковидные глины, алевритовые глины, алевриты и мелкозернистые глинистые пески общей мощностью 2—6 м, по-види- мому соответствующие «наглинку» эоценовых отложений Днепровско- Донецкой впадины. Отличительные черты этих пород — почти Полная бескарбонатность, обилие радиолярий, глауконита, значительная слю- дистость и слабо выраженная горизонтальная слоистость. Нередко их относят к вышележащим харьковским слоям. Олигоцен К олигоцену в настоящей работе отнесены харьковские слои (Pg3Ar), которые в пределах рассматриваемой территории выделяются почти исключительно по литологическим признакам. Принадлежность их к олигоцену в последнее время подвергается сомнению, так как при- евший им очень скудный комплекс палеонтологических остатков близок к эоценовому. В. П. Семенов нижнюю границу харьковских слоев проводит по подошве характерного прослоя глауконито-кварцевых разнозернистых опоковидных песчаников (2 м), содержащих местами отпечатки и ядра пелеципод и гастропод. Выше располагается сравнительно хорошо вы- держанная на всей площади толща опоковидных алевритистых глин, глинистых алевритов и мелких алевритистых глауконито-кварцевых песков и песчаников общей мощностью до 20 м. Палеоген—неоген Полтавские слои (Pg3—Nipl). К полтавским слоям относятся пес- чано-глинистые породы мощностью до 60 м, залегающие на харьковских слоях и местами покрывающиеся пестроцветными отложениями неоге-
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ 73 на. Северная граница их распространения проходит по линии г. Севск— г. Фатеж — пос. Колпны— с. Долгое. На юге они сплошь покрывают во- доразделы, а к северу от линии г. Льгов — с. Медвенка — г. Старый Ос- кол— с. Алексеевка распространены спорадически. Переход харьков- ских слоев в полтавские литологически постепенен и вследствие этого граница между ними недостаточно отчетлива. Полтавские слои представлены белыми, серыми и пестроокрашен- ными кварцевыми песками, частично мелкозернистыми, с горизонталь- ной слоистостью, участками средне-, крупно- и разнозернистыми, с ко- сой и диагональной слоистостью. Пески содержат прослои тонкоотму- ченных, нередко каолинистых глин. В нижней части толщи местами встречаются прослои бурого угля и сапропелита (ст. Пасеково на юге Воронежской области). В районе с. Кантемировки (д. Журавка) среди полтавских песков и глин нередки тонкие (0,1—0,3 м) прослойки охры. В. П. Семенов, сопоставляя разрез в районе ст. Пасеково с разрезами харьковских и полтавских слоев района Кантемировки, высказывается за отнесение угленосных образований ст. Пасеково к харьковским сло- ям. В этом районе он разделяет полтавские слои на две свиты: Канте- мировскую (нижнюю) и журавкинскую и распространяет это деление на всю рассматриваемую территорию. Для песков Кантемировской свиты он считает характерным значительное содержание крупных зе- рен почковидного желтовато-бурого глауконита, слабую сортировку об- ломочного материала, желто-бурую грязноватую окраску, значитель- ную примесь каолиновой глины. Для песков журавкинской свиты, по В. П. Семенову, характерны белые, светло-серые, ярко-желтые, красно- ватые тона и наличие прослоев светло-серой каолинитовой глины. Неогеновая система Геологический возраст отложений, отнесенных на рассматриваемой территории к неогеновой системе, устанавливается главным образом по их стратиграфическому положению (не всегда ясному) и сравни- тельно немногочисленным палинологическим данным, характеризую- щим лишь отдельные свиты. Гипсометрически неогеновые отложения связаны как с водораздельными площадями, так и с древними речными долинами. Особенно широко они распространены в пределах Окско- Донской равнины. На Среднерусской возвышенности неогеновые отло- жения встречаются главным образом южнее 52-й параллели, а севернее отмечены лишь на отдельных небольших участках. Спорадически они распространены и на Калачской возвышенности. Ввиду их островного распространения и отсутствия достаточного палеонтологического мате- риала стратиграфические соотношения между различными их толщами во многих случаях определяются очень условно. По данным палиноло- гических исследований в их составе устанавливаются отложения миоце- на и плиоцена. Не исключено, что некоторая часть пород, отнесенных к миоцену, частично принадлежит к олигоцену. В пределах Окско-Донской равнины в настоящее время среди неоге- новых отложений сравнительно четко выделяются ламкинские слои, соответствующие миоцену и самым низам плиоцена, и покрывающие их усманские слои, соответствующие значительной части плиоцена. К плиоцену также относятся не имеющие широкого распространения кри- воборские слои, соотношение которых с усманскими не совсем ясно, и красноцветная кора выветривания. Неопределенно положение в раз- резе так называемых горелкинских слоев и подстилающей их песчаной толщи, а также шапкинской толщи.
74 ЕСТ ЕСТ ВЕН НОИСТОРИЧ ЕСКИЕ Ф ХКГОРЫ Ламкинские слои (Ni/m) выполняют две большие глубокие долины, проходящие с севера на юг между реками Цной и Доном. Одна из них располагается в 20 км западнее Тамбова, другая — восточнее г. Липец- ка. Ширина главной долины (восточной) достигает 50 км, глубина от- носительно поверхности доламкинского плато 80—120 м. На широте Воронежа долины поворачивают на восток и в районе г. Жердевки сое- диняются. В районе Борисоглебска погребенная доламкинская дцлина поворачивает на юг. Среднее падение днища долин составляет около 0,2 м!км (абсолютная высота днищ на севере района около 70 м, а в 50 км юго-восточнее, у г. Новохоперска, около 20 -и). Отмечаются бо- ковые долины меньших размеров, проходящие от Тамбова на с. Сампур в 35 км к северу от с. Ржаксы и от пос. Инжавина на г. Уварово (в 20 км на северо-запад от пос. Мучкапа). С первой из них частично совпадает долина р. Цны, со второй — долина р. Вороны. Ламкинские соли разделяются на две толщи изменчивой мощности, возможно соответствующие двум самостоятельным эрозионным и ак- кумулятивным циклам. Мощность нижней толщи достигает 70 м, верх- ней— 50 м. Каждая из них состоит из двух пачек. Нижние пачки сло- жены песками серовато-желтыми или буроватыми, сыпучими, внизу средне- и мелкозернистыми, выше — мелкозернистыми; для них харак- терно полное или почти полное отсутствие глауконита и неустойчивых и полуустойчивых минералов. Это типичный аллювий. Кверху они сме- няются мелкозернистыми песками с обильными зернами аутигенного глауконита и неустойчивых минералов. Эти пески, по всей вероятности, отложены ингрессировавшим морем. В основании нижней толщи на- блюдается галечник, сложенный полуокатанными обломками известня- ков, кремня, фосфоритов, опоки и пр. В основании верхней толщи га- лечник развит не повсюду. Верхние пачки сложены глинами черной, темно-серой и буроватой окраски, углистыми, песчанистыми или жирными, нередко с тонкой (ти- па ленточной) слоистостью. Содержат подчиненные прослои слюдистого алеврита, богатого зернами аутигенного глауконита, а также прослои бурых углей (лигнитов). В верхней пачке верхней толщи встречен пласт диатомита с флорой, характерной для прибрежной зоны опрес- ненного моря. У с мане кие слои (Ns«s) мощностью до 60 м представлены комплек- сом палеонтологически «немых» образований, выполняющих древнюю гидрографическую сеть, наложенную на миоценовую. Они разделяются на трн толщи, отвечающие трем эрозионно-аккумулятивным циклам. Нижняя толща (до 50 м) сложена мелко- и среднезернистыми рых- лыми песками с тонкой горизонтальной и косой слоистостью. Внизу пес- ки грубые, до гравийных, часто с гальками местных пород. В песках наблюдаются фигурные конкреции песчаников с известковистым цемен- том, характерно отсутствие глауконита и малое содержание полевых шпатов. Абсолютная высота тальвега основной долины изменяется от 130 м на севере до 56 м в районе Борисоглебска. Средняя толща (до 25 м, обычно 10—12 м) приурочена к широкой плоскодонной ложбине с абсолютной высотой днища 140—120 м, изредка до 105 м. Сложена лиманно-морскими слоистыми глинами с включениями сингенетичного глауконита. Глины тонко переслаиваются с кварцевыми алевритами, содержащими зерна глауконита и полевого шпата. В основании толщи залегает мелкий галечник опоки, кремня, кварца и др. Верхняя толща (до 5 м) распространена спорадически, выполняя эрозионные углубле- ния на поверхности средней и, возможно, нижней толщи. Ее слагают пески глинистые, мелко- и среднезернистые, кварцевые, без глауконита.
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ 75 Кривоборские слои (Nz-zkr) мощностью до 50 м представляют со- бой аллювиальную толщу, приуроченную к сравнительно узкой (около 20 км?), но глубокой погребенной долине, проходящей через города Чаплыгин, Липецк, Воронеж, Георгиу-Деж, пос. Таловый, г. Новохо- перск. Ложе этой долины под Воронежем опускается на 50 м ниже уровня Дона. Кривоборские слои сложены мелкозернистыми, внизу крупнозернистыми сыпучими песками. В основании залегает крупный галечник из местных пород, в самом верху (4—5 м)— темно-серые гли- ны с лигнитом. Горелкинские слои (Nigr). К этим слоям относят толщу зеленова- тых глинистых алевритов и мелкозернистых песков с подчиненными прослоями глин, выполняющую в районе г. Моршанск — Тамбов — с. Байчурово широкую (до 70 км) долину глубиной около 40 м. В осно- вании толщи располагается галечник из обломков опоки, реже кремня и кварца (0,3 м). В алевритах и песках много свежего глауконита (до 50% породы) и слюды. У с. Горелок в 8 км к северу от с. Байчурова вверху толщи залегает пласт вулканического пепла липаритового со- става мощностью до 2,7 м. Его абсолютный возраст 65—45 млн. лет, что соответствует неогену. Руководящих ископаемых не найдено. Залегают горелкинские слои обычно на породах мелового возраста, и соотноше- ние их с описанными выше слоями неогена не установлено. М. Н. Гри- щенко и Г. В. Холмовой (1966) определяют их возраст как олигоцен— нижний миоцен (ранее относили их к верхам миоцена), А. А. Дубян- ский (1949) относит их по сходству пеплов к акчагылу (плиоцен). У с. Горелок и в некоторых других пунктах горелкинские слои под- стилаются светлыми песками от мелко- до грубозернистых, частью ко- сослоистыми, мощностью до 30 м. На основании недостаточно надеж- ных палеонтологических данных они относятся некоторыми исследо- вателями к альбу. Однако трансгрессивное залегание их на различных горизонтах нижнего мела (от низов альба до баррема) и отсутствие или низкое содержание в них граната, обычного для мезозойских отло- жений, позволяют считать их более молодыми. В пределах Среднерусской и Калачской возвышенностей различают три неогеновые террасы, развитие в долинах почти всех крупных рек. Возраст средней из них довольно надежно определяется как верхне- плиоценовый. Тот же возраст, видимо, имеют и две другие террасы. Сопоставление этих террас с неогеновыми отложениями Окско-Донской равнины крайне затруднительно. Сложены рассматриваемые террасы песками средне- иг крупнозернистыми, хорошо отсортированными, со- держащими прослои песчанистых глин и конкреции фигурного песчани- ка с кальцитовым цементом. Мощность аллювия изменяется от 5 дс 25 м. Красноцветные породы шапкинской толщи и неогеновых кор вывет- ривания (el, dl, N). В пределах рассматриваемой площади довольно широко развиты ярко-красные и красно-бурые глины и суглинки, со- держащие обильные карбонатные конкреции, марганцовистые оолиты и кристаллы гипса. Они залегают в различных стратиграфических усло- виях. На водоразделах Среднерусской возвышенности они нередко раз- виты на полтавских и более древних слоях, отделяясь от них красно- бурыми и пестроцветиыми разнозернистыми песками с гравием и мел- кой галькой железистых песчаников. Мощность этих пород измеряется несколькими метрами. Наиболее широко они развиты к югу от линии с. Алексеевка — с. Борисовка, встречаются на отдельных площадях по правобережью Сейма южнее и западнее г. Рыльска, в районе г. Льгова и в районе с. Репьевки. М. Н. Грищенко (1966) условно отнес эти во-
76 ЕСТЕСТВЕННОИСТОРИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ дораздельные красноцветные породы, названные шапкинской толщей (по с. Шапкино Белгородской области), к миоцену. В Окско-Донской низине красноцветные глины и суглинки сходного типа перекрывают ламкинские, усманские и горелкинские слои. Поверх кривоборских слоев они не встречены. Мощность этих пород 5—10 м, в депрессиях до 25 м. На Среднерусской и Калачской возвышенностях они также венчают разрез плиоценовых террас. Четвертичная система Четвертичные отложения почти сплошным покровом одевают водо- раздельные пространства и выстилают речные долины; они отсутствуют лишь на отдельных участках крутых, подмываемых реками, склонов. По строению четвертичных отложений выделяют три района. На севе- ро-западе (в Брянской и в значительной части Орловской области) имеются следы непосредственного влияния двух оледенений — окского и днепровского; на востоке (в Липецкой, Тамбовской и Воронежской областях)—одного днепровского (донской язык); в центральной части (наиболее приподнятые районы Среднерусской возвышенности, ие по- крывавшиеся ледником) — ледниковые образования отсутствуют. Мощ- ность четвертичного чехла обычно составляет 10—20 м, но иногда в погребенных долинах превышает 130 м (ст. Сещинская Брянской обла- сти). Естественно, что строение четвертичного покрова наиболее слож- но на северо-западе и востоке территории. Подошва четвертичных отложений очень неровная, ее рельеф ме- стами повторяет рельеф современной дневной поверхности. Однако в ряде случаев наблюдаются фрагменты погребенных долин, не выра- женных в современном рельефе или выраженных очень слабо на уровне высоких террас. Такая долина известна, например, в районе пос. Дуб- ровки и вблизи ст. Сещинская. Она прослежена в северо-западном на- правлении на протяжении около 100 км, имеет ширину 3—10 км, дно ее лежит на 60—70 м ниже дна наиболее глубоких современных долин этого района. Система древних долин, выполненных раннечетвертич- ными отложениями, установлена на левобережье рек Дона и Воронежа. Они опускаются на юг, имея глубину (относительно погребенных водо- разделов) около 60 м и ширину в несколько километров. Днища их располагаются примерно на уровне тальвега современных долин Дона и Воронежа. Фрагменты долин четвертичного возраста известны и во многих других местах. Однако увязать их в единую систему пока за- труднительно. Четвертичные отложения представлены валунными и безвалу ины- ми, часто лёссовидными суглинками, супесями и песками. Значительно реже встречаются торфянистые образования и известковые туфы. Про- исхождение и возраст большей части песчано-глинистых пород, особен- но так называемых покровных суглинков, еще не установлены и их истолкование во многих случаях условно. Сравнительно достоверно воз- раст и генезис этих пород определяются лишь на северо-западе и на востоке, где имеются хорошие маркирующие горизонты — моренные су- глинки. Наиболее древними образованиями четвертичного периода здесь являются аллювиальные, озерные и флювиогляциаль- ные отложения (al, fglQjok), залегающие под окской мореной. Они вскрыты скважинами в районе пос. Дубровки в погребенной доли- не; у с. Сещи эти отложения представлены известковистыми суглинками мощностью около 5 м (вероятно, озерно-ледниковые или доледниковые
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ 77 озерные отложения). Без сомнения, подобные образования есть и в дру- гих местах, например у с. Покрова Марфина в 50 км к югу от Тамбова они достигают мощности 30 м. Однако при отсутствии окской морены и недостаточности палеонтологической характеристики отделить их от более молодых образований очень трудно. Окская морена (glQjok) известна лишь на крайнем северо- западе рассматриваемой территории в погребенных долинах, где ее мощность достигает 52 м. Предположительно окская морена мощно- стью 1—2 м, изредка до 7 м выделяется здесь же, местами и на древ- них водоразделах. Представлена окская морена серыми очень плот- ными суглинками или глиной с гравием, галькой и валунами главным образом местных пород. Встречаются отторженцы перемятых озерно- ледниковых и меловых отложений мощностью до 10 м. О кс к о - д н е п р о вс ки е межморенные отложения (al, fglQi ок—Qndn). На северо-западе к этой группе отложений отно- сятся флювиогляциальные, озерно-ледниковые, реже аллювиальные и озерно-болотные пески и супеси, в меньшей степени суглинки и гли- ны, залегающие между окской и днепровской моренами. Пески поле- вошпатово-кварцевые, то мелкозернистые, то более крупные, нередко разнозернистые, с гальками местных и привнесенных пород. Суглинки и глины в разной степени песчанистые, также нередко с гравием квар- ца, гранита и др. Общая мощность этой толщи 10—20 м, в районе Сещи в погребенной долине она достигает 73 м. На востоке к этому горизонту условно отнесены аналогичные песчано-глинистые отложе- ния, залегающие в понижениях погребенного рельефа между породами дочетвертичного возраста и днепровской мореной. Их обычная мощ- ность 10—15 м, максимальная 35—40 м (в погребенных долинах к за- паду от Липецка и к югу от Тамбова). В редких случаях в составе охарактеризованной толщи удается различить лихвинские межледниковые отложения. Так, в Воронежской области по скважине у ст. Абрамовки (в 10 км к востоку от г. Елань- Коленовского) известны лихвинские пески с прослоями глин и суглин- ков, содержащие остатки Paludina diluviana Ku nt. В обнажениях лихвинские межледниковые отложения наблюдались по Десне выше г. Жуковка (погребенная почва и озерные суглинки), по рекам Беседи, Ипути, Унече (озерные глины с прослоями торфа и мергеля), по р. Хоп- ру под Новохоперском, по р. Савале у с. Троицкого, в 20 км к восток- северо-востоку от г. Елань-Коленовского (внизу пески с прослоями глин и суглинков, вверху — озерные глины) и в других местах. Днепровская морена (glQndn) распространена к западу, северу и востоку от линии г. Сумы — Брянск — Орел — г. Мценск — г. Ефремов — г. Старый Оскол — г. Россошь — г. Павловск. На северо- западе она представлена преимущественно красно-бурыми известкови- стыми (до 14% СаСОз) валунными суглинками или супесями с про- слоями и гнездами песка. Встречаются крупные отторженцы коренных пород и озерно-ледниковых отложений площадью до 4 км2 (район г. Унечи и др.). Они имеют особенно большие размеры в зоне так на- зываемых Сещинских дислокаций, где образуют две гряды морены на- пора. Мощность морены 5—10 м, реже до 15 м, морен напора до 80— 100 м. На востоке днепровская морена обычно разделяется на две части Нижняя имеет зеленовато- или буровато-серую окраску и содержит относительно меньше валунов, среди которых резко преобладают мест- ные породы. Верхняя окрашена преимущественно в красновато- и жел- товато-бурый цвет и содержит большое количество валунов кристалли-
78 ЕСТЕСТВЕННОЙ СТОРИ ЧЕСКИ Е ФАКТОРЫ ческих пород. Мощность морены колеблется от 2—3 до 15—20 л, иногда увеличивается в погребенных долинах до 58 м (ст. Абрамовка). В пре- делах Окско-Донской равнины морена местами размыта. Днепровские надморенные флювиогляциальные, озерно-ледниковые, аллювиальные и озерно-болот- ные отложения (al, fglQndn—m) развиты в области оледенения, преимущественно в понижениях рельефа. Среди них преобладают вод- но-ледниковые отложения времени отступания днепровского ледника, представленные мелко-, средне- и разнозернистыми песками, суглинка- ми и супесями мощностью до 10—15 м, изредка до 30 м. На северо- западе в составе этой толщи могут присутствовать водно-ледниковые отложения московского оледенения, а местами — межледниковые отло- жения одинцовского и микулинского межледниковий. В частности, одинцовские озерные отложения мощностью до 25 м, представленные преимущественно суглинками и глинами, с прослоями мергелей и диа- томитов, известны в древних погребенных долинах в г. Тамбове и близ г. Мичуринска (д. Польное Лапино). Покровные суглинки (prQm). Днепровская морена или за- легающие на ней надморенные образования покрыты буровато-желты- ми слабо известковистыми лёссовидными суглинками мощностью от 2—3 до 6—8 я. Их возникновение относится в основном ко времени валдайского оледенения, так как от подстилающих пород они местами отделяются погребенной почвой или болотными отложениями мику- линского межледниковья и не опускаются на первую и вторую надпой- менные террасы. С покровными суглинками во многих случаях генети- чески связаны суглинистые делювиальные шлейфы верхнечетвертичного времени. На востоке в них содержатся тонкие прослои вулканического пепла. Комплекс отложений перигляциальной зоны (prQiin) за границей днепровского оледенения в подавляющей своей части представлен бурыми разных оттенков и зеленовато-серыми се- динками и супесями, в меньшей степени песками, покрывающими поч- ти сплошным чехлом водоразделы, их склоны и выполняющие древние балки. Их верхние горизонты переходят к западу и востоку в покров- ные суглинки ледниковой области. Возраст и генезис пород этой зоны неодинаковы и большей частью не поддаются определению или опре- деляются с трудом. Поэтому в данную группу вошли и самые древние нижнечетвертичные отложения, и наиболее молодые верхнечетвертич- ные и современные элювиальные и делювиальные образования. На во- доразделах и их склонах широко развиты палевые лёссовидные суг- линки мощностью до 25 м, к юго-западу переходящие в типичные лёссы. Местами, например в Михайловском районе Курской области, они со- держат до трех горизонтов погребенных почв, которыми разделяются на несколько ярусов, вероятно соответствующих окскому, днепровско- му, московскому и валдайскому оледенениям. В основании их местами обнаруживаются бурые тяжелые суглинки со следами почвообразова- ния, являющиеся элювием меловых и палеогеновых пород, возникшим в нижнечетвертичное время В древних долинах дочетвертичного возра- ста встречаются делювиальные суглинки, а также песчанистые глины и мелкозернистые пески, слагающие погребенные террасы, не выра- женные в современном рельефе. Изредка в них также встречаются по- гребенные почвы. Мощность изменяется от 1—2 до 20 м. С р е д н е - в е р х н е ч е т в е р т и ч н ы е аллювиальные отло- жения четвертой, третьей, второй и первой надпой- менных террас (alQn-ni). Все крупные речные долины рассмат-
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ 79 риваемого района несут четыре яруса надпойменных террас. Две верх- ние террасы повсюду имеют цоколь из дочетвертичных пород или из образований четвертичного возраста, но более древних, чем аллювий. Последний сложен преимущественно серовато-желтыми песками от мелкозернистых до крупных, с прослоями гравия, с галечником в осно вании. Встречаются прослои суглинков и супесей, иногда полностью слагающих верхнюю часть аллювия. Мощность от 1—3 до 7—10 м. Вторая надпойменная терраса на севере обычно цокольная, и мощность ее аллювия не превышает 5—8 м. На юге эта терраса обычно аккуму- лятивная, с мощностью аллювия до 15—20 м. Первая надпойменная терраса аккумулятивная, ее ложе обычно опущено на несколько мет- ров ниже уровня современных рек. Мощность аллювия, также сложен- ного песками с гальками и суглинками, 10—15 м. Современно-четвертичные речные, овражные, ба- лочные и озерно-болотные отложения (alQiv). К этой группе относятся: 1) аллювий современных пойменных террас рек и балок, сложенный, как правило, внизу песками, с гравием и галечни- ком в основании, вверху — суглинками, в разной степени песчанистыми, нередко с несколькими горизонтами почвы. Его мощность в зависимо- сти от размеров долины изменяется от 5—-6 до 10—25 м; 2) аллюви- ально-делювиальные, преимущественно суглинистые образования, сла- гающие подножия склонов и днища балок; 3) илы, накапливающиеся в речных старицах, западинах на поймах, а также в бессточных пони- жениях на уплощенных водоразделах, обычно изобилующие раститель- ными остатками, иногда содержащие прослои торфа. ТЕКТОНИКА Описываемая территория находится в пределах Воронежской анте- клизы, разделяющей Московскую синеклизу и Днепровско-Донецкую впадину. Самые западные ее районы тяготеют к Оршанскому, а край- ние северо-восточные — к Пачелмскому прогибам, ограничивающим антеклизу соответственно с запада и востока. В строении антеклизы различают два основных структурных этажа. Нижний сложен резко дислоцированными метаморфизованными породами архея, нижнего и среднего протерозоя и известен под названием Воронежского кристал- лического массива; верхний представлен относительно спокойно зале- гающими осадочными породами. Северное и восточное крылья анте- клизы образованы девонскими отложениями, которые на погружении перекрываются каменноугольными. Южное крыло сложено напласто- ваниями каменноугольной системы; это обусловило формирование па- леозойской антиклинальной структуры. Породы юрской, меловой и па- леогеновой систем образуют обширную пологую моноклиналь северо- восточного склона Днепровско-Донецкой впадины, перекрывающую палеозойскую антеклизу. Кристаллический фундамент. Воронежский кристалличе- ский массив представляет собой асимметричное погребенное поднятие эллиптической формы, вытянутое в северо-западном направлении. Его свод, условно оконтуриваемый изогипсой минус 100 протягивается от пос. Комаричей (на северо-западе) к г Богучару (на юго-востоке) на 525 км. Ширина свода в районе г. Старого Оскола составляет око- ло 150 м. Поверхность фундамента в пределах свода осложнена серией узких гряд, образованных железистыми кварцитами (Старый Оскол, пос. Тим, с. Михайловка и др.), и возвышенностей менее определенны^ очертаний, сложенных породами, несколько легче поддающимися вы- ветриванию, чем кварциты, но более стойкими, чем сланцы (г. Пав-
80 ЕСТЕСТВЕННОИСТОРИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ ловск, с. Ольховка и др.). Преобладает простирание их на северо-запад, а к западу от Курска — субмеридиональное. Средняя относительная высота погребенных возвышенностей около 50 м. Наибольшие абсолют- ные высоты, приуроченные к отдельным изолированным выступам, из- вестны у г. Павловска — до 60 м, г. Богучара — до 72 м, пос. Тима — до 150 м, с. Михайловки — до 172 м. Рис 11 Схема тектоники и современный рельеф докембрия Воронежской антеклизы. Составил Д. Н Утехин 1 — изогипсы современной поверхности кристаллического фундамента, проведенные через 100 и (пунктир — через 50 м), 2— границы тектонических зон, 3 — оси синклинальных зон второго поряд- ка, 4 — разломы, 5 — предполагаемые древние (архейские) массивы I — юго западная сннклннорная зона КМА II— северо-восточная сннклннорная зона КМА, ///-Восточно-Воронежская сникли- норная зона, IV — центральная антиклинорная зона КМА, V — Западно Воронежская антнклннор- ная зона Северный склон массива очень полог, со средним падением не более 3—3,5 м)км. Южный и восточный склоны вдвое круче, с падением 6— 8 м!км (в отдельных случаях до 10 м/км). В погруженных частях скло- ны массива более круты, чем в присводовой; местами они, по-видимо- му, имеют ступенчатый характер. Поверхность массива и на склонах осложнена возвышенностями, вытянутыми в северо-западном и мери- диональном направлениях. Представления о тектонике Воронежского кристаллического мас- сива основываются главным образом на геофизических данных, пока еще недостаточно надежно подтвержденных бурением. В настоящее время принято считать, что структура массива определяется наличием системы чередующихся синклинорных и антиклинорных зон северо-за- падного простирания и серии разломов северо-западного и северо-во- сточного направлений. Предполагается, что по этим разломам проис- ходили вертикальные смещения отдельных блоков фундамента. Наиболее изучена центральная часть антеклизы, расположенная между меридианами Брянска и Воронежа и отвечающая железорудно- му бассейну Курской магнитной аномалии. Здесь различают (рис. 11): 1) Юго-западн\ю синклинорную зону КМА, с которой совпадает юго-
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ 81 западная полоса магнитных аномалий (с. Шаблыкино, с. Михайловка, пос. Комаричи, с. Осоцкое, с. Дичня, пос. Яковлево, с. Гостищево и др.). Она сложена в основном михайловской метабазитовой и курской мета- морфической сериями и прослежена по простиранию на 250 км при ширине около 50 км\ 2) Северо-восточную синклинорную зону КМА, сложенную теми же формациями. С ней совпадает северо-восточная полоса магнитных аномалий (с. Воронец, Курск, пос. Тим, г. Старый Оскол, с. Шаталовка, г. Новый Оскол и др.). Протяженность этой зоны не менее 300 км, ширина около 75 км; 3) Центральную антиклинорную зону КМА шириной около 30 км, разделяющую две упомянутые син- клинорные зоны. Она сложена гнейсами и гранитоидами обоянской се- рии архея и проходит через г. Фатеж, г. Корочу, с. Большетроицкое. Более гипотетично выделяются, уже за пределами КМА, еще две зоны: 4) Западно-Воронежская антиклинорная и 5) Восточно-Воронежская синклинорная. Первая из них, сложенная в основном гнейсами и гра- нитоидами архея, имеет площадь треугольных очертаний, ограничен- ную с запада линией г. Малоархангельск—г. Острогожск, а с востока меридианом г. Воронежа. В Восточно-Воронежскую синклинорную зону объединены еще очень плохо изученные структуры, сложенные Воронцовской серией. Все перечисленные зоны состоят из синклинальных и антиклиналь- ных зон второго порядка, которые в свою очередь осложнены более мелкими складками. Повсеместно метаморфические породы докембрия прорваны интрузиями, возраст которых большей частью неясен. Зна- чительный интерес представляют ультраосновные интрузии кольцеоб- разной формы, установленные севернее Воронежа (с. Шукавка) и у Курска (Бесединская аномалия). В последнем случае наблюдается смещение пород кристаллического фундамента и палеозоя типа гра- бена (?) с амплитудой около 150 м. О наличии дизъюнктивных нарушений в породах кристаллическо- го фундамента свидетельствует: 1) линейное расположение интрузий основных и ультраосновных пород, связанных, по-видимому, с глубин- ными разломами, 2) резкие изменения физических свойств пород фун- дамента, иногда на большом протяжении по прямолинейным контак- там, 3) наличие зон пологих локальных складок, в частности флексур, в породах осадочного комплекса, 4) значительная разница в высоте поверхности кристаллического фундамента на небольших расстояниях, 5) некоторые геоморфологические особенности. Поскольку дизъюнктив- ные дислокации в подавляющем большинстве случаев устанавливаются по геофизическим данным, допускающим неоднозначную интерпрета- цию, природа, форма и возраст этих нарушений, а также амплитуда смещения блоков пока еще не поддаются сколько-нибудь точному оп- ределению. С помощью бурения наличие разломов более надежно под- тверждено лишь на детально разведанных железорудных месторожде- ниях и на отдельных участках предварительной разведки. Так, с линиями разломов связывают зоны предполагаемых нару- шений, проходящие через аномалии: а) Знаменские, Воронецкую и Курско-Бесединские; б) Орловские и Малоархангельские, а также ряд полос интрузивных пород, установленных в районе г. Нового Оскола, возможно являющихся их продолжением. На востоке подобные зоны приурочиваются к группам интрузий северо-западной и северо-восточ- ной ориентировки в районе г. Павловска, г. Боброва, ст. Грязи, г. Ли- пецка. Разломы большой протяженности, но с неустановленной вели- чиной и направлением смещения предполагаются по геофизическим данным на участках: а) г. Елец — Воронеж —г. Георгиу-Деж; б) с Ив-
82 ЕСТЕСТВЕННОИСТОРИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ ня — г Белгород, в) Дмитровск-Орловский — г Малоархангельск и др. (см рис 11) Серия разломов вероятна в районе пос. Сомова (в 30 км к югу от г. Карачева) и г Унечи, где сейсморазведкой и бурением в кристаллическом фундаменте установлены депрессии (грабены?), вы- полненные верхнепротерозойскими отложениями У пос. Сомова депрес- сия имеет форму узкой (до 10 км) долины глубиной около 130 м. В районе г Унечи очертания депрессии менее определенны, возможно, что она имеет форму, близкую к треугольной, и достигает в длину 160 м, а в ширину 60 км. Глубина депрессии около 400 м Не вызывает сомнения дизъюнктивный характер упомянутого выше нарушения у г Курска. Осадочная толща Участие различных по возрасту напласто- ваний осадочного чехла в строении антеклизы не одинаково и отдель- ные ее элементы образовались в разное время (рис 12) Поэтому рас- смотрение тектоники осадочной толщи удобнее вести по отдельным структурным комплексам, практически соответствующим системам. Девонские отложения в связи с общим падением на север и восток последовательно сменяют друг друга в том же направлении от древних к более молодым Средний уклон их составляет 1,5—2 м)км, т е он почти вдвое меньше, чем уклон поверхности кристаллического масси- ва Это объясняется увеличением мощности отдельных горизонтов де- вона по мере удаления от оси антеклизы, а также появлением на скло- нах более древних слоев, отсутствующих на своде Некоторое представление о деталях структуры девонских отложе- ний дает гипсометрическая карта подошвы верхнещигровского горизон- та (см рис 9) Здесь выделяют два относительно крупных поднятия — Анновское и Щигровское, разделенные Воронежским прогибом, и серия более мелких структур Последних много выделено на севере террито- рии КМА (Орел — пос Комаричи — с Михайловка — г Щигры), где имеется большой фактический материал Здесь среднедевонские отло- жения и нижние горизонты верхнего девона образуют весьма пологие валообразные поднятия, вытянутые местами почти перпендикулярно к общему простиранию пород девона В значительной мере они совпа- дают с полосами магнитных аномалий Такие «валы» или структурные носы, реже замкнутые поднятия имеют по подошве мосоловского го- ризонта размах 20—40 м, по подошве верхнещигровского — около 20 м. В одних случаях изгибание слоев девона, повторяющее рельеф докем- брия, захватывает всю его толщу, вплоть до фаменского яруса, и ме- стами, возможно, сопровождается разрывом сплошности В других случаях такая связь отсутствует, и девонские отложения почти гори- зонтальными слоями перекрывают неровности докембрийского фунда- мента Анновское поднятие тяготеет к выступу докембрия у г Павловска, по-видимому, с некоторым смещением к северу Изогипсы подошвы верхнещигровского горизонта четко рисуют западный, северный и во- сточный склоны поднятия Замыкание его на юге ввиду выклинивания морских отложений верхнещигровского горизонта менее ясно Свод поднятия захватывает район г Павловска, с Лосева, г Боброва, пос Талового, г Бутурлиновки Подошва верхнещигровского горизон- та в южной части поднятия располагается на абсолютной высоте не ниже 80 м К северу и северо-востоку она в соответствии с общим по- гружением склонов антеклизы опускается до 40 м Щигровское поднятие в контуре изогипсы 80 м подошвы верхне- щигровского горизонта протягивается в северо-западном направлении от пос Касторного до с Комаричей на 250 км Породы девона, слагав-
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ 83 шие его южную часть, в настоящее время не сохранились; однако за- мыкание в сторону Старого Оскола несомненно: у пос. Тима абсолют- ная высота подошвы верхнещигровского горизонта составляет 99—80 м, близ г. Старого Оскола 66—63 м. Максимальной высоты (120 м над Рис. 12. Схема тектоники осадочной толщи Воронежской антеклизы. Составил Д. Н. Утехин 1 — условный контур свода Воронежской антеклизы по изогипсе —100 современной поверхности кристаллического фундамента. Структуры второго порядка 2 — Пнчаевская седловина. 3— Воронежский прогиб. Поднятия» палеозойские 4 — Анновское. 5—Щнгровское, 6— мезозойское Новоснльское (Елецко-Липец- кое) Поднятия третьего порядка в отложениях. 7 — девона. 8 — мела, 9 — палеогена Прогибы второго и третьего порядка в отложениях- 10 — девона. 11 — палеогена Участки относительно- крутого наклона слоев («уступы») в отложениях- ^2 — мела (Севский. Ольховатскнй), 13— па* леогена (Обоянско Богучарский. Белгородско-Валуйский Путнвльско-Сумско-Купянский); 14 — зо- на с преобладающей тенденцией к поднятию в среднем девоне, верхней юре, нижнем мелу и* палеогене, /5— условная северная граница Обоянской мульды, 16— зона развития средне-» грубозернистых песков альба и сеномана Цифры на рисунке. Локальные структуры третьего порядка Девонская система. Валообразные- поднятия 4 — Дмитровское. 5 — Лубянское. 6 — Нарышкинское. 7 — Воронецкое. 8 — Мало- архангельское. 10 — Петровское. И — Масловское, 13 — Долгоруковское, 14 — Латненское; купо- ловидные поднятия 1 — Погарское, 2 — Стародубское, 3 — Шаблыкннское. 9 — Коневское, 12 — Лозовское, прогибы 15 — Брянский, 16 — Столбищинский. 17 — Сосковскнй. 18— Орлов- ский, 19 — Кромский. 20 — Фатежскии, 2/— Землянский. 22 — Петииский. Меловая система. Куполовидные поднятия 23 — Руднянское, 24 — Дмитровское. 25 — Лубянское, 26 — Ломовецкое, 27 — Лужковское. 28 — Хомутовское, 29 — Фатеевское. 30 — Верхне-Смородннское. 31 — Косор- жинское. 32 — Больше Жировское, 33 — Рогозинское, 34 — Лукашевское. 35 — Дьяконовское, 36 — Журавлинское 37 — Тимское. 38 — Верхне-Грайворонское. 39 — Горянновское, 40 — Орехов- ское, 41 — Нижие Крестищенское. 42 — Ястребовское. 43 — Марьинское. 44 — Александровское, 45 — Скороднянское, 46 — Огибняиское, 47 — Орлнкское. 48 — Шаталовское, 49 — Репьевское, 50 — Никольское, 5/— Боровое, 52 —Красное Палеогеновая система Структурные носы 53 — Льговский. 54— Курский. 59—Березовский, 70 — Голофеевский, поднятия. 55 — Афанасьевское. 56 — Ходиновское. 57 — Больше-Низовцовскэе, 58 — Юнаковское, 60 — Ольшаиское. 61 — Мало-Хуторское, 62 — Ново-Александровское. 63 — Крас- ноливенское. 64 — Пролетарское. 65 — Стрелецкое, 66 — Гостишевское. 67 — Корочанское, 68— Ни- колаевское. 69 — Пеицевское, 71 — Валуйское, 72 — Мнтрофановское, 73 — Цапковское. 74 — Кан- темировское. 75 — Писаревское про!нбы. 76—Гпуховско-Крупецкий. 77 — Путивльскнй, 78 — Кульбакинский. 79 — Обоянско Картамышевский. 80 — Северо-Харьковский. 81 — ТишанскиЯи 82 — Велико-Михайловский. 83 — Вейделевскнй уровнем моря) подошва верхнещигровских отложений достигает у г. Щигров и у Д. Конево близ Курска. Таким образом, относительная высота поднятия составляет около 50 м. В районе деревень Лозовки (близ Щигров) и Коневой обособляются два узких локальных подня- тия, которые условно можно оконтурить стратоизогипсой 120 м. Кроме этих замкнутых структур, в северной части свода Щигровского полня-
84 ЕСТЕСТВЕННОИСТОРИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ тия есть три небольших структурных выступа, вытянутых на северо- запад (Воронецкое, Петровское, Масловское поднятия). Воронежский прогиб, разделяющий Анновское и Щигровское под- нятия, имеет субмеридиональное направление. Его склоны очень по- логи; разница в высоте залегания верхнещигровского горизонта по отношению к Анновскому поднятию составляет 20—30 м, а по отноше- нию к Щигровскому — 60 м. Ширину прогиба условно можно опреде- лить в 60—90 км. Ось прогиба почти на всем протяжении погружается на север. Однако в районе деревень Синие Липяги — Левая Россошь намечаются перегиб оси и опускание ее к югу. В районе г. Семилуки — с. Хлевное Воронежский прогиб осложняется вдоль оси меридиональ- ным структурным носом. Его высота относительно ограничивающих узких локальных прогибов составляет около 40 м, ширина— 15—20 км. Помимо упомянутых тектонических элементов, отраженных на структурной карте верхнещигровского горизонта, местами намечаются нарушения, зафиксированные по иным горизонтам девона. Так, на се- веро-западе у г. Погара и г. Стародуба (Брянская область) небольшие купола высотой до 30 м выявлены по подошве мосоловского горизонта. На площади между городами Ельцом, Орлом и Плавском известно широкое и весьма пологое валообразное поднятие фаменских отложе- ний (Новосильское, или Елецко-Липецкое), обусловившее падение слоев девона в этом районе на северо-запад, север и северо-восток. Оно осложнено небольшими синклинальными изгибами с разницей высот в 15—20 м, к одному из которых приурочена долина р. Зуши. К югу от Ельца по подошве задонского горизонта прослеживается структурный нос с относительной высотой около 30 м. Можно полагать, что при дальнейшем развитии буровых работ будет обнаружено большое ко- личество подобных локальных структур во всех районах Воронежской антеклизы в девоне и в отложениях иного возраста. Каменноугольные отложения на южном крыле антеклизы имеют средний наклон слоев, близкий к наклону поверхности кристалличе- ского фундамента (6—8 м/км). Мощность же верхних горизонтов кар- бона наращивается в направлении падения, т. е. к юго-западу и югу, от 0,5 до 1 м/км. Отсюда следует, что юго-западное падение каменно- угольных слоев вызвано в основном тектоническими движениями после- карбонового времени. Наиболее высокое положение подошвы карбо- на— около 10 м над уровнем моря — наблюдается вблизи его эрозион- ной границы в районе г. Новый Оскол — г. Россошь. В районе г. Рыль- ска, также вблизи эрозионной границы, она опущена до минус 160 м. Более резко подошва карбона наклонена с северо-востока на юго-запад, вкрест простирания. В районе с. Мурома и г. Борисовки подошва кар- бона опущена до минус 920 м. Общий плавный наклон слоев карбона местами осложнен пологими «флексурными изгибами (поселки Яковлево, Гостищево, г. Новый Ос- кол) . Уклоны на относительно крутых участках составляют до 30 м/км, а на выположенных — 4—5 м/км. Минимальная ширина проекции усту- пов и выположенных площадок равна 3—4 км. Величина смещения составляет 20—50 м. В отдельных случаях можно предполагать наличие сбросов. Отложения юрской системы имеют в общем юго-западное падение, согласное с падением каменноугольных пород. Между Орлом и Рос- лавлем юрская моноклиналь осложняется широким, но неглубоким (до 50 м) Брянско-Рославльским прогибом северо-восточного направления Формирование этого прогиба происходило, по-видимому, в основном в юрский и меловой периоды, но заложение его, вероятно, началосп
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ 85 в палеозое и определило направление доюрского размыва и приурочен- ность ряда глубоких доюрских эрозионных ложбин. На востоке, начиная от правобережья Дона, примерно южнее ши- роты Липецка, юрские отложения не установлены. Либо они размыты в начале мелового периода, либо в юрский период здесь был относи- тельно приподнятый участок, являвшийся не столько областью накоп- ления, сколько областью сноса. О поднятии свидетельствуют фациаль- ные изменения почти всех ярусов юрской системы в сторону увеличения более мелководных осадков. Среднее падение юрских напластований в разных по высоте частях склона неодинаково. На повышенных участках оно составляет 0,5— 1,2 м/км, в средней части склона увеличивается до 2—3 м/км, а на по- груженных— до 4—8 м/км. Из относительно крупных деталей, осложняющих юрскую монокли- наль, кроме Брянско-Рославльского прогиба, можно назвать обширную, тоже неглубокую (около 20 м), мульдообразную депрессию в районе г. Обоянь — Белгород—г. Новый Оскол, в которой сохранились отло- жения кимериджа, а также упоминавшееся выше уплощенное Ново- сильское (Елецко-Липецкое) поднятие, возникшее, вероятно, в юрское время. Намечается целый ряд более мелких по площади удлиненных депрессий и вилообразных поднятий с размахом 20—60 м, вытянутых вкрест простирания. Из депрессий можно отметить: 1) вытянутый почти на 100 км прогиб (?) с очень пологими склонами, расположенный непо- средственно к западу от г. Михайловки; 2) короткий (около 50 км) прогиб, проходящий меридионально через с. Медвенку; 3) два довольно длинных, но узких и неглубоких прогиба, проходящих через пос. Тим — г. Обоянь и г. Старый Оскол — пос. Кочетовку (в 15 км к северу от пос. Яковлево). Из поднятий, разделяющих эти депрессии, наиболее четко выражены: 1) меридиональный вал в районе г. Комаричей; 2) широкий выступ в районе с. Медвенки; 3) вал, проходящий в юго- западном направлении через с. Истобное (в 20 км севернее с. Репьевки). Меловые отложения. Стратоизогипсы кровли сеномана очерчивают моноклиналь с падением на юго-запад и осложненную южнее Брянска и Воронежа небольшими поперечными прогибами. На значительной площади Воронежской области, близко совпадающей с Анновским под- нятием, целиком отсутствуют отложения неокома, апта и частично аль- ба, что указывает на наличие здесь поднятия и в нижнемеловую эпоху. Наиболее высокое положение кровли сеномана отмечено в районе г. Малоархангельска, у ст. Поныри (225 м), к северо-западу от г. Кром (225 м), юго-западнее г. Волкова, в районе пос. Знаменского (221 м) и в районе с. Долгого, с. Волова (около 200 м). Минимальные высоты установлены на западе и юге у г. Новозыбкова; —50 м к югу от г. Рыльска, —247 м в районе с. Борисовки, —497 м у Харькова. По- 1ружение меловых отложений неравномерное. Так, на участке г. Поны- ри— Курск — с. Медвенка падение кровли сеномана составляет 1 м)км, на участке с. Касторное — пос. Кочетовка 0,7—0,9 м/км-, к юго-западу от линии г. Льгов — г. Обоянь — г. Новый Оскол оно возрастает до 4 м!км, а в районе Харькова и пос. Ольховатки — до 10—18 м/км. От- носительно крутое падение слоев верхнего мела отмечено в районе го- родов Севска и Валуек. Общее моноклинальное залегание сеноманских пород, помимо ука- занных флексурообразных изгибов, осложняется серией локальных под- нятий и понижений, иногда образующих ориентированные группы. Одна из таких групп создает как бы единую зону северо-западного простира- ния, протягивающуюся от района пос. Хомутовки до пос. Чернянки. Кро-
36 ЕСТЕСТВЕННОИСТОРИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ ме того, зафиксированы приподнятые участки к юго-западу от Дмитри- ева-Льговского, в районе пос. Тима, г. Щигров, с. Репьевки, к югу от г. Старого Оскола и по левобережью Дона южнее широты г. Георгиу- Деж. Более крупные поднятия находятся в районе с. Марьина и с. Кра- сногвардейского. Размеры их по длинной оси до 25 км, по короткой соответственно 7,5 и 10 км, амплитуда 40—30 м. Обычный размер ос- тальных поднятий 10x5 км, амплитуда около 30 м (в районе пос. Чер- нянки до 60 м). Интересна в тектоническом отношении зона развития средне- и грубозернистых песков альба и сеномана, протягивающаяся от Курска к городам Старому Осколу и Острогожску и частично приуроченная к полосе, где юрские отложения лежат непосредственно на кристалли- ческом фундаменте. Это указывает на то, что на фоне общего погру- жения территории, связанного с формированием Днепровско-Донецкой впадины, область, некогда отвечавшая своду антеклизы, сохранила тен- денцию к воздыманию. Последняя проявилась в нижнемеловое и сено- манское время в одних случаях полным уничтожением осадков неоко- ма, а в других — отложением относительно грубого пластического ма- териала. Палеогеновые отложения образуют верхний структурный комплекс моноклинали южного склона Воронежской антеклизы. Среднее падение их более пологое, чем меловых и юрских напластований, и составляет около 1 м/км. При этом на севере уклон значительно положе, чем на юге: между г. Щиграми и пос. Кочетовкой около 0,5 м/км, а южнее — до 1,4 м)км. На участке г. Севск — г. Богучар в строении палеогена различают три очень пологих флексурообразных уступа северо-запад- ного простирания: 1) Обоянско-Богучарский, 2) Белгородско-Валуйский И 3) Путивль-Сумско-Купянский. Уступы, наклон которых ОКОЛО 4 М)КМ, отделены друг от друга относительно плоскими участками, слегка на- клоненными на юго-запад. Эти участки осложнены серией небольших впадин и поднятий. Поднятия имеют куполовидную или брахиантикли- нальную форму: их протяженность 5—10 км, реже до 30 км, высота 20—50 м. Сопоставление охарактеризованных структурных комплексов по- казывает, что они в ряде случаев имеют некоторые общие черты, осо- бенно мезозойские и кайнозойские комплексы. Влияние деталей струк- туры и характера поверхности докембрийских кристаллических пород на структуру палеозоя освещено выше. Можно лишь добавить, что крупные элементы тектоники кристаллического фундамента — синкли- нории, антиклинории и древние архейские массивы — в структуре пале- озоя и в более высоких горизонтах не отражаются. Довольно относи- тельно в большинстве случаев и совпадение зон нарушений в палеозой- ских отложениях с предполагаемыми разломами в докебрийском фун- даменте. Достаточно четко оно проявилось лишь в районе Воронежа, где направление Воронежского прогиба девонских отложений почти совпадает с направлением предполагаемого геофизиками разлома по линии г. Задонск—Воронеж — г. Георгиу-Деж. Интересно, что к этой полосе приурочены отмеченные выше относительно резкие локальные выступы и прогибы у г. Семилук и с. Хлевного. В юрском структурном комплексе тектоника девонских отложений практически не отражена, так как структурный план девонских отло- жений в основном определился в доюрское время. Главный структур- ный элемент юрского комплекса — моноклиналь северо-восточного склона Днепровско-Донецкой впадины — маскирует палеозойскую ан- теклизу и те ее детали, которые возникли до отложения юрских осад-
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ 87 ков. Некоторую общность девонского и юрского структурных планов можно видеть в наличии приподнятой зоны на юго-востоке территории в девоне и меридиональной полосы Придонья, где отсутствуют юрские отложения. Особенности структуры карбона в строении юры до извест- ной степени сказываются в совпадении ряда прогибов и вилообразных поднятий. По-видимому, эти нарушения произошли уже в послеюрское время. Наибольшее сходство наблюдается между структурными планами мела и палеогена. В частности, хорошо совпадают зоны локальных структур, вытянутые между районом г. Новый Оскол — Репьевка и г. Севском. Однако Белгородско-Валуйская ступень по кровле сеномана прослеживается лишь в районе Белгорода, а Путивль-Сумско-Купян- ская — в районе с. Салтова (в 20 км к югу от г. Шебекино). В настоящее время большинство исследователей связывает образо- вание охарактеризованных выше уступов с разломами северо-западного простирания, по которым кристаллические породы фундамента раско- лолись здесь при образовании Днепровско-Донецкой впадины. Но это представление еще недостаточно подтверждено геофизическими данны- ми. Направление уступов полностью согласуется (даже в деталях) с простиранием слоев, что может свидетельствовать об изгибании послед- них без разрыва сплошности даже в породах докембрия. Как отмечено выше, падение слоев очень мало. ИСТОРИЯ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ В архее и протерозое на рассматриваемой территории, как и в смежных районах, существовали геосинклинальные условия. В архее в тектонически спокойные эпохи отлагались морские и континентальные осадки за счет продуктов денудации земной коры, а также эффузивов и их дериватов Органогенных осадков, по-видимому, еще не было В эпохи дистрофизма осадки подвергались интенсивному смятию, со- провождавшемуся внедрением магмы в виде интрузий и инъекций. Нор мальные осадочные породы испытывали при этом глубокую метаморфи- зацию. В конце архея (?) в связи с процессами горообразования воз- никла серия интрузий основного и ультраосновного состава. В ре- зультате складкообразования на отдельных участках обособились жесткие глыбы различною размера. В раннем протерозое рассматриваемую площадь занимало море, в котором отлагался глинистый, песчаный и хемогенный материал. В один из периодов существования этого бассейна в центральной части территории образовались своеобразные тонкослоистые химические осадки, представлявшие собой частое ритмичное чередование кремнезе- ма и окисных соединений железа. Впоследствии при метаморфизации эти осадки превратились в железистые кварциты. Тектонически сравнительно спокойный период образования осадков нижнего протерозоя сменился фазой мощного диастрофизма, вероятно, соответствующей Карельской складчатости Отложения нижнего проте- розоя были смяты в крупные складки северо-северо-западного прости- рания, как бы продолжающие карелиды Балтийского щита. Широкое развитие получили основные и ультраосновные интрузии мамоновского комплекса среднего протерозоя (?). По-видимому, в это время произо- шла окончательная консолидация Воронежского кристаллического мас- сива, возможно представлявшего собой вместе с Украинским массивом единый Украинско-Воронежский щит. К началу верхнего протерозоя поверхность щита в пределах рассматриваемой площади представляла собой систему горных хребтов северо-западного простирания, разделен-
88 ЕСТЕСТВЕИНОИСТОРИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ ных серией межгорных впадин. В рифейское время на крайнем северо- западе и северо-востоке территории обозначились зоны устойчивого по- гружения, по-видимому, осложненные крупными разломами В течение рифея, венда, нижнего палеозоя и раннего девона выве- денные на дневную поверхность породы подвергались выветриванию, продукты их разрушения перемещались по склонам и выполняли деп- рессии. Значительная часть этого материала выносилась водными пото- ками в области погружения. Каналами выноса служили, вероятно, Со- мовская, Унечская и другие еще не обнаруженные депрессии. По ним же в моменты общего погружения Воронежского массива в сторону северо-западной и северо-восточной его окраин проникали воды мелких, лагунного типа бассейнов рифея, венда и, возможно, раннего девона. К середине среднего девона поверхность рассматриваемой терри- тории была значительно снивелирована и представляла собой континен- тальную равнину с гидрографической сетью, ориентированной на, северо-запад, и размахом рельефа до 150 м. В ряжское время и первую половину морсовского времени северная и восточная ее части претер пели медленное погружение и покрылись водами мелкого внутрикон- тинентального бассейна, на севере сильно засоленного. Южнее линии г. Стародуб — г. Малоархангельск — Тамбов, в приближенной к берегу части бассейна, соленость его была значительно ниже, что можно объяснить влиянием поступавших с юга речных вод. В середине мор- совского времени в жизни бассейна произошел перелом: начался энер- гичный принос разнозернистого песчаного материала, осаждавшегося беспорядочно вместе с глинистыми и алевритовыми частицами в вод- ной среде, обогащенной карбонатами Са и Mg. В тяжелой фракции появилось заметное количество граната, что свидетельствует об изме- нениях в условиях сноса терригенного материала, связанных с регио- нальным поднятием территории. В мосоловское время уровень суши довольно резко понизился, принос кластического материала практически прекратился и северную часть рассматриваемой территории покрыло неглубокое море нормаль- ной солености с переменным гидродинамическим режимом. Его бере- ювая зона, довольно четко обозначенная на востоке (пос. Тим—Воро- неж-— г. Бутурлиновка), на западе теряется. Возможно, что здесь она уходила далеко на юг. В чершоярское время вновь наблюдаются при- знаки обмеления моря и частичного его засоления. Начало воробьевского времени ознаменовалось региональным раз- мывом, местами полностью уничтожившим черноярские отложения, за которым опять последовала трансгрессия моря. В воробьевское и старо- оскольское время оно было очень неглубоким, с меняющимся гидро- динамическим режимом. На восточной половине площади солевой и газовый режим его был преимущественно нормальный, в западной — в старооскольское время почти повсюду установились условия застой- ного бассейна, возможно зараженного сероводородом (толщи тонко- дисперсных глин с серным колчеданом, почти без фауны). В конце старооскольского времени повсеместно усилился принос кластического, преимущественно алевролитового материала, вместе с которым в бас- сейн стали поступать остатки растительной ткани. В ястребовское время всю площадь занимало отмиравшее мелкое опресненное море, переходившее в лагуну с пониженной соленостью и слабо восстанови- тельной придонной средой (обилие сидерита); на юго-востоке возникло несколько вулканических очагов. Верхнедевонская эпоха ознаменовалась тремя крупными циклами седиментации — нижнефранским, верхнефранским и фаменским, кото-
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ 89 рые в свою очередь распадаются на подциклы, или ритмы. Каждый цикл начинается отложением мелководных, преимущественно песчано- глинистых осадков лагунного и прибрежно-морского типа (нижнещиг- ровский, петинский, задонский горизонты). Они сменяются карбонат- ными илами неглубокого, но открытого моря, преимущественно с пере- менным гидродинамическим режимом. Максимум трангрессии падает в первом цикле на верхнещигровское и семилукское время, во вто- ром— на евлановское и ливенское и в третьем — на елецкое. В послед- нем цикле намечаются три относительно крупных колебания береговой линии: в задонское, в начале лебедянского и в орловско-сабуровское время. Однако уже с конца лебедянского времени девонский бассейн рассматриваемой территории имеет резко выраженный регрессивный лагунный характер. Все вышеприведенные данные касаются северной и восточной час- тей Воронежской антеклизы. К югу от линии г. Льгов — г. Калач, вероятно, в течение всего девонского периода располагалась прибреж- ная зона с постоянно мигрировавшей береговой линией весьма прихот- ливых очертаний. На суше в условиях преимущественно теплого и достаточно влажного климата происходило выветривание пород докем- брия с образованием песчано-глинистого каолинизированного материа- ла и временами латеритов. Продукты распада переотлагались водами и накапливались в виде пластов каолинизированного песка и глины раз- личной степени сортировки. Особенно интенсивно эти процессы проис- ходили на юго-востоке начиная со второй половины франского века (образования типа мамонской толщи). На площадях распространения железистых кварцитов процессы выветривания приводили к образова- нию богатых остаточных железных руд коры выветривания. Наиболее активно рудообразование проходило в тектонически ослабленных зо- нах. Возможно, что оно протекало в основном в два этапа: 1) мартиги- зация магнетитовых кварцитов в течение всего континентального пе- риода и 2) вынос из кварцитов кремнезема начиная с воробьевского времени. Физико-географические условия каменноугольного периода выяс- нены главным образом для южной части рассматриваемой территории. Общий северный уклон поверхности в самом начале карбона ослож- нился на юго-востоке мульдообразным прогибанием слоев в районе пос. Чернянка — с. Кантемировка, положившим начало обособлению Анновского поднятия. В прогиб с востока ингрессировало турнейское море, образовавшее узкий неглубокий залив с неустойчивым солевым и гидродинамическим режимом. На остальной территории (за исклю- чением крайней восточной части) продолжала формироваться кора вы- ветривания преимущественно каолинового, значительно реже латерит- ного типа. На границе турнейского и визейского веков страна испытала не- значительное поднятие, сопровождавшееся повсеместным осушением. Однако уже в яснополянское время начинается новое опускание, со- провождающееся накоплением речных, озерных и болотных отложений. Развивается обильная растительность. В тульское время тенденция к опусканию прогрессирует, причем в южных районах довольно ясно намечается уклон на юго-запад, определивший начало формирования южного крыла Воронежской антеклизы. Рельеф нивелируется отло- жениями обширных прибрежно-морских болот и опресненных лагун. Начиная с окского времени на юге территории устанавливается едино- образный режим мелководного морского бассейна нормальной соле- ности. Временами пульсация дна приводила к незначительным осуше-
90 ЕСТЕСТВЕННОИСТОРИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ ниям, причем продолжительность перерывов от ранних к более моло- дым закономерно сокращалась Возможно, что в это время наметилось полное перекрытие каменноугольными морями всей рассматриваемой территории В конце окского времени происходило перемещение зоны наибольшего прогибания в сторону Днепровско-Донецкой впадины К юго-западу от Белгорода располагаются наиболее глубоководные и наиболее удаленные от берега фации, причем мощность осадков здесь увеличивается. То же было в серпуховское время, в намюре и в среднем карбоне (башкирский век) В конце башкирского —начале московского веков вся область Воронежской антеклизы и соседняя к северу территория испытали поднятие, приведшее к уничтожению значительной части башкирских и нижнекаменноугольных отложений После этого в южные и северные районы антеклизы проникает мелкое море с брахиоподовои фауной Верейского, а на юге и каширского горизонтов От конца московского века (?) до середины юры рассматриваемая территория представляла сушу, на которой возникла хорошо разрабо- танная гидрографическая сеть Значительная часть палеозойских от- ложений оказалась размытой (в осевой части свода антеклизы пол- ностью) Лишь в поздней перми и раннем триасе юго-западная часть рассматриваемого района была охвачена погружением, приведшим к накоплению в континентальных или прибрежно-морских условиях пест- роцвегных, преимущественно терригенных пород В конце байоса и начале бата юго-западная часть антеклизы снова опустилась и покры- лась морем, проникшим со стороны Днепровско-Донецкой впадины. Остальная часть территории представляла в это время низкую рав- нину, на которой отлагались сероцветные речные, озерные и болотные пески и глины Позднее она также неоднократно покрывалась сменяв- шими друг друга морями келловея, Оксфорда, кимериджа и первой половины волжского века Максимум трансгрессии отмечается в келло- вее, отложения которого встречены повсеместно, за исключением Воро- нежской области В последующие века накопление осадков происхо- дило в условиях опускания южной и западной частей территории при наличии относительно приподнятых северо-восточного и восточного ее участков В неокоме, наоборот, происходило резкое опускание северной 1,асти рассматриваемой территории, где отложились мелководные мор- ские осадки, в то время как на юго-востоке господствовали континен- тальные условия, а на юге отлагались пестроцветные породы лагун- ного типа. В аптский век и, возможно, в начале альба область Воронежской антеклизы представляла внутриконгинентальную равнину, в пределах которой накапливались речные пески, озерные и болотные глины Северо-восточная ее часть (Орел — Тамбов) временами заливалась мелким морем В середине альба море, наступавшее с севера и северо-востока, распространилось почти на всю территорию В начале сеномана на большей западной части территории верхнеальбские отложения были размыты новой трансгрессией С этого времени особенно четко прояв- ляется тенденция к погружению северного крыла Днепровско Донецкой впадины, сопровождающемуся неоднократным кратковременным пре- кращением движения, а также региональными поднятиями в начале турона и сантона, а на северо-западе и в начале коньяка Изменяется характер осадков от песчано-глинистых в нижнем мелу и песчано-кар- бонатных в сеномане и начале турона до преимущественно карбонат- ных и глинисто-карбонатных во все последующее время Сеноманское
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ 91 море было, видимо, несколько глубже и теплее альбского, однако тоже с непостоянным, преимущественно активным гидродинамическим режи мом Туронский век характеризуется еще большим расширением транс- грессии и углублением моря В коньякский век в северо-западную часть территории проникли из Московской синеклизы холодные воды, что привело к накоплению кремнеземистого материала. На юго-востоке в это время отлагались кокколитовые илы. Значительным приносом глинистого, кремнеземистого и алевролитового материала на большей северной части территории характеризуется сантонский век Трансгрес- сивное залегание сантона на коньякских, гуронских и даже на сено- манских отложениях, а кампана — на нижнем сантоне свидетельствует о значительных поднятиях в предсантонское и предкампанское время В кампанский и маастрихтский века установились условия спокойного теплого довольно глубокого моря, в котором отлагались чистые кар- бонатные, преимущественно кокколитовые, илы. В конце Маастрихта меловой бассейн в области Воронежской антеклизы прекратил свое существование Вновь морские воды, на этот раз палеогеновые, возвращаются во второй половине палеоцена Условия моря нормальной солености, хотя и очень мелкого, сохраняются с перерывами в течение большей части палеогена Последняя, незначительная по длительности, морская транс грессия, захватившая часть территории Воронежской и Тамбовской областей, относится к середине неогена. История геологического разви- тия территории в неогеновом и четвертичном периодах рассматри- вается в следующем разделе. ГЕОМОРФОЛОГИЯ, НЕОТЕКТОНИКА И ИСТОРИЯ ФОРМИРОВАНИЯ РЕЛЬЕФА Геоморфология и неотектоника описываемой территории достаточ- но хорошо изучены Особенно много данных получено в последние годы в результате комплексной геологической съемки, проводившейся Геологическим управлением центральных районов, а также различ- ных тематических работ, выполненных Воронежским и Московским государственными университетами, Институтом географии АН СССР и др При составлении настоящего раздела* и иллюстрирующих его геоморфологической карты (см. прилож I, листы 1,2) и схемы неотек- тоники (рис. 13) результаты всех этих работ были уточнены и допол- нены путем использования аэрофотоматериалов, морфометрического анализа и личных наблюдений автора. Особенности рельефа этой территории в первую очередь опреде- ляются ее неотектоническим развитием. Схема неотектонических струк- тур (см. рис. 13), составленная по неогеновой (миоценовой) денуда- ционной поверхности в пределах Среднерусской и Приволжской воз- вышенностей и приподнятых участков Придеснинской равнины (с вве- дением поправки на исходную гипсометрию рельефа) и по подошве морского неогена для Окско-Донской равнины дает представление о суммарном эффекте тектонических движений за неогеновое и четвер- тичное время. В центральной части территории отчетливо вырисовы вается крупное (первого порядка) субмеридиональное поднятие — Среднерусская антеклиза (Раскатов, 1962), на востоке к ней примы- кает отрицательная структура того же порядка — Окско-Донская впа- ’ Составлен при участии М А Клименко, В Н Гончаровой, А А Старухина и Р Д Пироговой
*7 2S0 Моршакс < прив&лжск.ое\ & игры КУРСК ьгов оБорйсбглебск 230—) 7 2 Алексеевка Калач „ /ТАМБОВ ИПЕЦК/ X 0» I // Д /М ' Жердевка ВОРОНЕЖ7' 1 Анна J Жуковка БРЯНСК .f-Ч Ч „ Б Каоачев j W Йэзыбков I ч Л ^Мценск ОРЕЛ У'НовосилбГ "М Малоархангельск о ©Севск с«2 V ч. Рыльск Обоян^и* С, 250 /’БЕЛГОРОД вны Семилуки Старый Оскол Острогожск Новый.Оскол X аплыгин Гн Мич йнск ПОДНЯТИЕ л оБабро ЕСТЕСТВЕННОИСТОРИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ Рис. 13. Схема неотектонических структур Составил Г И. Раскатов / —нзобазы суммарных тектонических движений (штрих — предполагаемые) за неотектоннческнй этап [для Среднерусской антеклизы нечисленные с миоцена, для Окско Донской впадины — с верхнего миоцена]. 2 — контуры новейших локальных поднятий, 3 —- новейшие структурные линии (штрихи направлены в сторону опущенного крыла), 4- районы мощной неогеновой и четвертичной аккумуляции (в пределах Окско Донской впадины) 5 —- районы значительной неогеновой и четвертичной аккумуляции (в пределах Среднерусской антеклизы) Обозначения на рисунке Приднепровская впадина (структура первого порядка) Структуры второго порядка Поднятия I — Брянское Прогибы- 1 — Суражскнй, Б — ДеснннскнЙ Структуры третьего порядка Поднятия 1 — Злыиковское. 2 — Дубровское Прогибы а — Погарскнй. Среднерусская антекпиза (структура первого порядка) Структуры второго порядка Поднятия // — Дмитровское Ш — Новоснльское, /V - Курское, V///— Острогожское, X — Калачское, X/— Кантемировское Структурные террасы V — Крупецкая, VI — Кшень Оскольская. VII— Белюродскач, IX — Трубетчннская Прогибы В —Окский. I —Михайловский, Д — Елецко Ливенский, £ — Сумский Ж — Павловско Мамоискии, 3 — Айдар скнй Структуры третьего и последующих порядков Поднятия: 3 — Севское. 4 — Рыльское 5 — Ракитинское. 6 — Шалимовское. 7 — Козьмин- с кое 8 — Задонское 9 — Тербуиское 10 — Тнмское 11— Вязовское, 12 — Еманчпвское. 13 — Новооскольское. 14 - Иловское. 15 — Пироговское 11рогибы б — Валуйский, в — Семилукский, г — Потудакский, 3 — Черно Калнтвенский Окско Донская впадина (структура первого порядка) Структуры второю порядка Поднятия XII — Мичуринское. XIII — Шукавкинское, XIV— Мэр шанское Структурные террасы XV — Тамбовская Прогибы И — Салтыковский А — кривоборский. Л — Масальский М — Токаревский Н — Муч капский, О — Урюпинскин Структура третьего порядка Поднятия /6—Зимаровскос 17 — Новогоритовское. 18 — Боевское. 19 — Хреиовское, 20 — Верхнекарачаиское Приволжское поднятие (структура первого порядка) Структуры второ:о порядка Поднятия XII - Вернадовское А VII — Рождественское
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ 93 дина, ограниченная с востока западным крылом Приволжского поднятия. На запад от Среднерусской антеклизы располагается северное крыло Приднепровской впадины. Каждая из этих структур распадается на ряд более мелких, показанных на рис. 13 и имеющих характер неправильных оваль- ных и изометрических поднятий, полузамк- нутых и желобообразных прогибов, струк- турных террас, структурных носов и флек- сурообразных перегибов. В большинстве своем структуры всех порядков ограничиваются линейными нео- тектоническими элементами, располагаю- щимися над разломами в кристаллическом фундаменте. Среди этих элементов, как ло- кальных, так и региональных, четко выяв- ляется несколько господствующих систем: северо-западного, северо-восточного, субме- ридионального и субширотного направ- лений. В целом неотектоническая структура находится в сложных и не всегда ясных вза- имоотношениях с более древними структу- рами. Ее генеральный структурный план приближается к мезозойскому и палеогено- вому, что находит выражение в субмериди- ональной ориентировке крупнейших неотек- тонических поднятий и впадин, но сущест- венно отличается от палеозойского струк- турного плана, в котором Воронежская ан- теклиза, как известно, имеет северо-запад- ную ориентировку длинной оси. Вместе с тем, несомненно, что многие элементы круп- ных древних структур не только осадочного чехла, но и фундамента находят отражение как в площадном расположении неотекто- нических структур, так и в направленности (унаследованное™) их развития. Однако в ряде случаев отмечаются изменения знака движения и возникновение новообразова- ний. Все же, исходя из характера соотноше- ний структур различного возраста, морфо- логическая выраженность неотектонических структур с достаточной уверенностью может быть истолкована как итог меняющихся по интенсивности и знаку тектонических дви- жении блоков основания. Неотектонический структурный план, как будет показано ни- же, находит прямое отображение в особен- ностях геоморфологии. В целом рассматриваемая территория представляет собой в различной степени приподня!ую равнину, рельеф которой оп ределяется взаимодействием эндогенных
94 ЕСТЕСТВЕННОИСТОРИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ (неравномерные тектонические поднятия неоген-четвертичного этапа) и экзогенных факторов. Среди последних ведущая роль принадлежит процессам речной эрозии и аккумуляции, элювиально-делювиальным, । равитационным (солифлюкционным, оползневым) и ледниковым про- цессам. В ходе морфогенеза четко обособились доледниковые равнины, а) с эрозио>нно-денудационным* и структурно-денудационным релье- фом (Среднерусская возвышенность) и б) с эрозионно-аккумулятивным и аккумулятивным (аллювиальным, озерно-аллювиальным и морским) рельефом (Придеснинская и Окско-Донская равнины). Последующие ледниковая аккумуляция и эризонно-аккумулятивные процессы в после- ледниковое время привели к дифференциации следующих крупных ка- тегорий рельефа (группы типов рельефа на геоморфологической карте). 1—внеледниковые эрозионно-денудационные неоген-четвертичные рав- нины (южная и центральная части Среднерусской возвышенности); II — доледниковые эрозинно-денудационные и аккумулятивные неогеп- ьижнечетвертичные равнины в пределах оледенения и в предледниковой зоне, охватывающие как краевые части Среднерусской возвышенности, оказавшиеся в сфере действия ледника, так и наиболее приподнятые участки в целом пониженных Придеонинской и Окско-Донской равнин; III — ледниковые и водно-ледниковые аккумулятивные среднечетвертич- ные равнины, расположенные в границах аккумулятивных неогеновых равнин и частично захватывающие эрозионно-денудационные неоген- четвертичные равнины. Своеобразными азональными элементами рельефа (IV группа типов рельефа на геоморфологической карте) яв- ляются аллювиальные неогеновые и четвертичные террасы и террасо- вые равнины. При составлении геоморфологической карты в качестве основной таксономической единицы был принят морфогенетический тип рельефа (Раскатов, 1966а). При выделении типов рельефа, объединенных выше в четыре генетические группы, в качестве ведущих морфологических признаков приняты: гипсометрическое положение равнин (возвышен- ные, относительно пониженные, пониженные и сильно пониженные), морфологический облик междуречных пространств (плоские, полого- волнистые, пологохолмистые, пологоувалистые) и густота долинно- балочного расчленения, с выделением нерасчлененных, очень слабо рас- члененных (менее 0,8 юи/кл2), слабо расчлененных (0,8—1,2 к.и/к.м2), средне расчлененных (1,2—1,6 к.и/к.м2) и сильно расчленных (более 1,6 км/км2) равнин. Всего выделено 30 морфогенетических типов рельефа, которые в некоторых случаях в зависимости от меняющегося состава пород субстрата подразделяются на подтипы. На геоморфологической карте показаны также важнейшие формы рельефа, объединенные по генетическому признаку в семь групп, и вы- дел-ены геоморфологические области, районы и подрайоны, которые характеризуются определенными и закономерными сочетаниями морфо- генетических типов рельефа. Рассматриваемая территория разделяется на четыре геоморфоло- гические области, из которых каждая соответствует одной из неотек- тонических структур первого порядка (см. рис. 13) и одному из круп- ных орографических элементов (см. прилож. I). Выделенные внутри областей геоморфологические районы отличаются друг от друга опре- деленным комплексом плиоценовых и четвертичных отложений, свое- образным очертанием типов и форм рельефа. Геоморфологические * Обязан своим происхождением комплексной денудации в широком смысле слова, но с ведущей ролью эрозионных процессов.
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ 95 районы отвечают, как правило, неотектоническим структурам второго порядка, а границами их нередко являются линейные неотектонические элементы. Большинство геоморфологических районов разделены на подрайоны, для которых характерны более частные вариации перечис- ленных показателей. Подрайон соответствует обычно какой-либо части неотектонической структуры второго порядка или более мелкой струк- туре. Ниже дается краткое описание геоморфологических областей, районов и подрайонов, по возможности не повторяющее сведений, кото- рые имеются на геоморфологической карте и в предшествующих разде- лах настоящей главы. Так, из морфометрических характеристик при- водятся только цифры глубин расчленения рельефа, которые не нашли отражения на карте. I геомофологическая область — аллювиально-флювио- гляциальная Придеснинская равнина-—располагается в пределах се- веро-западного погружения Воронежской антеклизы. В мезозойской структуре ей отвечает поле моноклинально залегающих меловых по- род, в неотектонической — северное крыло Приднепровской впадины, осложненное пологими поднятиями и прогибами. Хорошо выделяется как область ледниковой, водно-ледниковой и аллювиальной аккумуля- ции. В пределах описываемой территории эта область подразделяется на три геоморфологических района. Приболвинский геоморфологический район (I — 1) расположен на северо-восточных склонах Рославльского поднятия кристаллического фундамента, а в неотектонической структуре отвечает южной части Рославльского структурного носа, осложненной локальным Дубровским поднятием. Район сложен главным образом породами мелового воз- раста, на которых залегают четвертичные отложения значительной, местами очень большой (до 130 м), мощности. Наибольшую роль иг- рают ледниковый комплекс днепровского* и московского оледенений и аллювий трех надпойменных террас. Вдоль южной границы района протягивается глубокая доледниковая долина, ориентировка которой отвечает (см. рис. 13) неотектонической структурной линии. На востоке района глубина расчленения рельефа составляет 30— 60 м, а на западе достигает 60—80 м, местами 100 м. Для моренных гряд в западной части района в ряде случаев характерны гляциодис- локации, например в районе ст. Сещинская. Широко развиты бессточ ные впадины, группирующиеся в вытянутые цепочки и отражающие, видимо, ложбины стока флювиогляциальных вод, на что указывают и часто соответствующие этим цепочкам понижения в кровле морены. На отдельных участках в меловых породах развит карст. Ипутский геоморфологический район (I—2) приурочен к Стру- гово-Будскому поднятию кристаллического фундамента и его крутому склону к Оршанскому прогибу, а в неотектонической структуре — к за- падной части Сурожского прогиба. Преимущественное распространение здесь имеют верхнемеловые мергели, мел, опоки, небольшое — палеоге- новые пески и глины. Четвертичные отложения, главным образом флю- виогляциальные и аллювиальные, образуют сплошной покров значи- тельной мощности. Глубина расчленения рельефа небольшая. Придеснинский геоморфологический район (I — 3) приурочен к северо-западной п-ериклинали Воронежской антеклизы и юго-восточным склонам Клинцовского прогиба, а в неотектоническом структурном плане ему соответствуют Деснинский прогиб и Брянское поднятие. Развитые здесь карбонатные верхнемеловые, в меньшей м-ере песчано- глиписты-е палеогеновые породы перекрыты мореной и флювиогля-
96 ЕСТЕСТВЕННОИСТОРИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ циальными отложениями днепровского оледенения, а также перигля- циальными (в том числе и лёссовыми) отложениями. По особенностям рельефа в пределах района выделяются два гео- морфологических подрайона. В первом — Правобережно-Деснинском (I — 3 — а) подрайоне господствует рельеф относительно пониженных, а на юге — пониженных доледниковых равнин с глубиной расчленения от 30 до 70 м. Характерна резкая асимметрия бассейнов и долин рек, с преобладанием широких террас в левобережье. На поверхности рав- нин встречаются структурно-денудационные останцы, дюнные, а на юга — моренные всхолмления. Широко развиты западинные формы в большей своей части, видимо, реликтово-флювиального, реже суффо- зионного происхождения, а иногда, возможно, связанные с мерзлот- ными процессами. Во втором — Левобережно-Деснинском подрайоне (I — 3--6) на западе преобладают плоские террасовые равнины, а в более приподня- той восточной части — доледниковые днудационные равнины. Глубина расчленения рельефа 30—50 м. Широко распространены дюнные формы и бессточные западины, частично реликтово-флювиального, частично просадочного происхождения. II геоморфологическая область — эрозионно-денуда- ционная равнина Среднерусской возвышенности в различных структур- ных планах соответствует: палеозойским Воронежской антеклизе и юж- ной части Московской синеклизы, мезозойской (меловой) моноклинали и {геотектонической Среднерусской антеклизе. В связи с преобладанием эрозионно-денудационных процессов область характеризуется значи- тельной расчленностью рельефа и сравнительно небольшой мощностью четвертичных отложений, за исключением северных краевых частей (ледниковая и приледниковая зоны), где достигает 30 м. Область под- разделяется на 10 геоморфологических районов. Приокский геоморфологический район (II — 1) располагается на северо-западном склоне Верхне-Окской возвышенности. Он приурочен к северо-западному крылу Воронежской антеклизы, образованному верхнедевонскими и нижнекаменноугольными (на севере) отложениями, перекрытыми моноклинально падающими на юго-запад меловыми и от- части верхнеюрскими породами. В неотектонической структуре району отвечает Дмитровское поднятие и часть Окского прогиба. Для четвер- тичного покрова характерно широкое развитие лёссовых пород. По особенностям рельефа здесь выделены два геоморфологических подрайона: Нугринский (II—1—а) и Верхне-Окский (II—1—б). Пер- вый из них находится в границах максимального оледенения, и в его четвертичном покрове участвуют отложения днепровского ледникового комплекса. Встречаются участки «бронированного» рельефа на песча- никах апта. Второй подрайон расположен за пределами днепровскою оледенения. От первого он отличается несколько большими преобла- дающими высотами и большим расчленением. Характерны субширотные гряды, разделенные долинами сходящихся своими верховьями рек бас- сейнов Десны и Оки. В пределах всего района глубина расчленения рельефа состав- ляет 50—80 м. Долины рек широкие, террасированные. На западе, в бассейне Оки, их склоны в основании крутые, с выходами девонских пород, а террасы цокольные. Здесь встречаются небольшие карстовые воронки. На востоке, в пределах развития флювиогляциальных и аллю- виальных песков, наблюдаются дюнные закрепленные формы рельефа. На лёссах нередки просадочные блюдца. Зушииско-Красивомеченский геоморфологический район (II — 2)
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ 97 охватывает центральную и восточную части Верхне-Окской возвышен- ности. Он приурочен к Елецко-Липецкому поднятию северного склона Воронежской антеклизы и наиболее приподнятой части меловой моно- клинали, а в неотектонической структуре — к Новосильскому подня- тию и его обрамлению. Под четвертичным покровом здесь залегают пески и глины нижнего мела, в меньшей мере — верхней юры и карбо- натные породы верхнего девона. Выделены два геоморфологических подрайона: Зушинский (И—2 — а), к которому относится западная — внеледниковая наиболее возвышенная часть района, и Красивомеченский (II — 2 — б), охваты- вающий восточную часть — несколько более пониженную, в значитель- ной степени перекрывавшуюся ледником. Зушинский подрайон отличается также более интенсивным и глу- боким (до 70—120 м) расчленением поверхности. В его рельефе четко выражены дугообразные гряды, обращенные выпуклостью к востоку и нередко увенчанные останцами устойчивых к денудации аптских песчаников. Для Красивомеченского подрайона характерна большая мощность четвертичных отложений. Различные морфогенетические типы рельефа располагаются здесь зонально, грубо параллельно долине Дона, что соответствует ориентировке мезозойских долинообразных понижений Для современных речных долин района характерны значительная глубина и крутизна склонов, относительно узкие участки нижних над- пойменных террас, часто эрозионных и цокольных, наличие врезанных долинных меандр, резкие перегибы продольного профиля, сочетаю- щиеся с сужением долин и сокращением мощности аллювия. Встре- чаются глубокие погребенные долины плиоцен-нижнечетвертичного возраста. Район характеризуется значительной овражностью. Большую роль играет карст — широко развиты карстовые воронки по дну балок, мно- гочисленны проявления древнего погребенного карста. Довольно часты оползневые формы рельефа, обычно связанные с песчано-глинистыми мезозойскими породами. Сеймский геоморфологический район (II—3) включает Сеймско- Псёлскую равнину и Сеймско-Северскдонецкую гряду. Он расположен в пределах западной части присводовой области Воронежской анте- клизы, соответствующей юго-западному краю меловой и палеогеновой моноклинали. Здесь развиты пески и глины палеогена и главным обра- зом на севере района мергели и опоки верхнего мела. Район делится на два неравных по площади геоморфологических подрайона. Меньший — Сеймско-Свапский подрайон (II—3 — а) соответствует Крупецкой неотектонической структурной террасе. Он представляет со- бой невысокую равнину с возвышающимися над ней «островными» массивами, обычно отвечающими локальным неотектоническим подня тиям (например, Рыльский массив и одноименное поднятие), которые, как правило, находят отражение и в очертаниях гидрографической сети. Здесь интенсивно развиваются овраги и встречаются оползни. На пониженных участках широко развиты западины просадочного и реликтово-флювиогляциального происхождения. Большую роль в рельефе играет широкая аллювиальная террасовая равнина р. Свапы. Большой — Верхне-Сеймский подрайон (II — 3 — б), соответствую- щий неотектоническому Курскому поднятию, отличается большими вы- сотами и большой глубиной расчленения (50—80 м). На абсолютных высотах 250—300 м здесь прослеживаются реликты древней поверх- ности выравнивания, фиксируемой шапкинскими красноцветными обра-
98 ЕСТЬСТВЕННОИСТОРИЧГ.СКИС ФАКТОРЫ зованиями. Для наиболее возвышенной Сей.мско-Северскдонецкой гря- ды характерна относительно малая расчлененность и местами хорошо выраженный грядовый рельеф с продольными структурно обусловлен- ными долинами субмеридиональной ориентировки. На водоразделах нередки участки структурного рельефа, бронированного полтавскими песчаниками. Главные речные долины подрайона (Сейм с притоками Тускарь и Рать, Псёл) широкие, с полным комплексом преимущественно лево- бережных четвертичных и на отдельных участках неогеновых террас. На западе и юго-западе подрайона значительно развиты овраги и оползни, на покровных суглинках встречаются суффозионно-просадоч- ные западины. Псёлско-Ворсклинский геоморфологический район (II—4) охваты- вает юго-западные склоны Среднерусской возвышенности, и в пределы рассматриваемой площади входит лишь своей северной частью. В струк- турном отношении он отвечает южному довольно крутому крылу мело- вой моноклинали и юго-западному крылу Воронежской антеклизы, юго- западному крылу неотектонической Среднерусской антеклизы, ослож- ненному широкими и плоскими прогибами и поднятиями. Северная граница района контролируется Рыльско-Белгородской флексурой, вы- раженной и неотектонически. Под четвертичным покровом район сло- жен песчано-глинистыми палеогеновыми отложениями, в меньшей мерс верхнемеловыми мергелями. По сравнению с расположенным севернее Сеймским раненном здесь большее распространение получают неогеновые аллювиальные отложе- ния, образующие в долинах Харькова, Псёла и его притоков три уровня террас, и увеличивается мощность четвертичных перигляциальных об- разований. Глубина расчленения поверхности составляет 50—80 м. Характер- на в целом значительная, но неравномерная овражность. Большую роль в рельефе играют оползти, в том числе прекратившие активное развитие. Группируясь в вершинах балок, они образуют характерные эрозионно-оползневые амфитеатры. Выделяемые в районе два геоморфологических подрайона — Псёл- ский (II — 4 — а) и Ворсклинский (II — 4 — б)—различаются сочета- нием морфогенетических типов рельефа и преобладающими высотами, меньшими в первом подрайоне. Соснинско-Оскольский геоморфологический район (II — 5) пред- ставляет собой пониженную часть Среднерусской возвышенности и при- урочен к меридиональному перегибу, разграничивающему юго-западное и юго-восточное крылья палеогеновой и верхнемеловой моноклиналей. Ему отвечает неотектоническая структурная Кшень-Оскольская тер- раса, осложненная поднятиями и прогибами второго и третьего по- рядков. На юре района развиты палеогеновые и меловые, а на севере — меловые, юрские и девонские породы, в бассейнах Оскола и Сосны — аллювиально-озерные и элювиально-делювиальные неогеновые отложе- ния значительной мощности. Мощность четвертичных отложений из- меняется в широких пределах. Существенные различия в рельефе позволяют выделить здесь два геоморфологических подрайона. Первый из них — Верхне-Соснинский (II — 5 — а) —орографически выражен Ливенским амфитеатром. Глубина расчленения рельефа ко- леблется от 40—50 до 70—90 м. Мощность четвертичных отложений па водоразделах невелика. Участки террас, обычно цокольных, сравни-
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ 99 тельно узки. Долины изобилуют меандрами. Овражное расчленение от слабого до среднего. Исключительно интенсивно развиты оползни, особенно на западе. В южной части подрайона известны проявления в верхнемеловых породах погребенного карста. Верхне-Оскольский подрайон (II — 5 — б) включает относительно возвышенную Тимскую гряду и пониженный Верхне-Оскольский бас- сейн. Глубина расчленения поверхности подрайона изменяется от 60— 80 до 110—120 м. Долины рек широкие, с полным комплексом аккумулятивно-цоколь- ных четвертичных и местами неогеновых террас (Осколец). Овраж- ное расчленение значительно в южной части подрайона. Оползни раз- виты умеренно. В северной части подрайона встречается меловой карст, частично древний, заполненный палеогеновыми отложениями. Оскольско-Северско-Донецкий геоморфологический район (II—6) располагается на южных склонах Среднерусской возвышенности. В разных структурных планах ему отвечают: юго-западные склоны Воронежской антеклизы, область поперечного перегиба меловой и па- леогеновой моноклинали, неотектонические Белгородская структурная терраса и юго-западные склоны Острогожского поднятия с разделяю- щим их Валуйским прогибом. Преимущественное распространение имеют песчано-глинистые по- роды палеогена; речными долинами вскрываются карбонатные породы и опоки верхнего мела. Неогеновые отложения образуют три уровня аллювиальных террас и имеют наибольшее распространение по сравне- нию с другими районами этой геоморфологической области и большую мощность. Значительные мощности отличают и четвертичный покров, в котором преобладают покровные суглинки, делювиальные и аллю- виальные отложения. Глубина расчленения ральефа различна и достигает 100—130 м. На водоразделах наблюдаются реликты миоценовой поверхности вы- равнивания, перекрытой более молодыми отложениями, характерна вы- сокая степень овражного расчленения. Нередки оползни, часто оста- новившиеся в своем развитии, особенно в верховьях балок, и опираю- щиеся на полтавские пески. На террасах встречаются западинные формы в основном реликтово-флювиального характера. Район подразделяется на два геоморфологических подрайона: Северско-Донецкий (11—6—а) и Средне-Оскольский (II—6—б), глав- ное различие между которыми заключается в большем распростране- нии и больших мощностях неоген-четвертичного аллювия в Северско- Донецком подрайоне. Северо-западное ограничение Средне-Оскольского подрайона выражено резким сужением бассейна и долины Оскола, что является следствием неотектонических поднятий, приуроченных к зоне нарушений, протягивающихся от Волчанска на Острогожск. Междуречный Воронежско-Донецкий геоморфологический район (II — 7) включает Трубетчинскую равнину, совпадающую с одноимен- ной неотектонической структурной террасой, которая отвечает терра- совой ступени в рельефе поверхности палеозоя на северном склоне Воронежской антеклизы. Под четвертичным покровом, представленным мореной, флювио- гляциальными и перигляциальными образованиями и аллювием на во- доразделах, залегают пески апта и неокома, а в долинах вскрываются верхнеюрские глины и пески, известняки, глины, пески нижнего кар- бона и фаменские известняки. Глубина расчленения рельефа варьирует от 40 до 80 м, в пределах Задонского неотектонического поднятия до 100 м. В основании скло-
100 ЕСТЕСТВЕННОИСТОРИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ нов долин часты обнажения палеозойских пород, что придает им боль- шую крутизну. Часто наблюдаются проявления карста в виде воронок по днищам и склонам балок, широко развит погребенный, в том числе рудный карст, а также выполненные бурым желеэняком и ожелезнен- ными глинами древние (домезозойские?) карстовые воронки в девон- ских известняках. Среди речных террас преобладают цокольные. На склонах долин и балок развиты овраги, встречаются оползни. Правобережный Донской геоморфологический район (II—8) за- нимает большую часть Придонской возвышенной равнины. В палеозой- ской структуре ему отвечает западное ограничение Воронежского прогиба, в меловой и палеогеновой — часть юго-восточного крыла моно- клинали, непосредственно примыкающая к поперечному валу, распо- ложенному в бассейнах Сосны — Оскола, а в неотектонической — вос- точное крыло Среднерусской антеклизы с осложняющими его Елецко- Ливенским, Семилукским, Потуданским прогибами и Тербунским и Еманчинским поднятиями. Под четвертичными образованиями, включающими мощные отло- жения днепровского оледенения, залегают песчано-глинистые и карбо- натные породы мела и палеогена, а на севере также глины, алевриты юры и известняки девона. По особенностям рельефа, глубина расчленения которого варьирует от 60 до 100—120 м, выделяются два геоморфологических подрайона. Для южного более расчлененного Потуданского подрайона (II—8 — ) характерно развитие в долинах рек полного комплекса ши- роких четвертичных и хорошо выраженных плиоценовых террас. Часто встречаются структурные террасы, сложенные аптскими песчаниками и сеноманскими песками. В южном направлении в пределах подрайона возрастает степень долинного и овражного расчленения. Значительно развиты оползневые процессы. Некоторые оползни (в меловых мерге- лях на Дону у с. Сторожевого и др.), имеющие характер крупноблоко- вых смещений по ослабленным тектоническим зонам, возможно, полу- чали импульс вследствие сейсмических явлений, о чем свидетельствуют масштабы процесса, прямолинейность стенки отрыва, широкое разви- тие кластических даек и т. п. Среди мелких оползней много древних. Значительное развитие имеет карст в меловых отложениях. В северном Олымско-Донском геоморфологическом подрайоне (II — 8 — а) овражный размыв развит в несколько меньшей степени. Среди оврагов преобладают донные, оползневые процессы отличаются меньшей интенсивностью. Однако больше, чем на юге, развиты как со- временные, так и древние погребенные формы карста, в основном известнякового. Калитвинско-Богучарский геоморфологический район (II — 9) охва- тывает смежные части Придонской возвышенной рав<нины и Донской гряды. В палеозойской структуре ему соответствует присводовая часть Анновского поднятия в юго-восточной части Воронежской антеклизы; в меловой и палеогеновой — сложно расчлененный участок юго-восточ- ного крыла моноклинали, а в неотектонической — Острогожское и Кан- темировское поднятия с разделяющим их Айдарским прогибом. Среди вскрываемых современным врезом дочетвертичных пород важнейшими являются пески, глины и алевриты палеогена и верхне- меловые мергели. В пределах днепровского оледенения в четвертичном покрове преобладает значительный по мощности ледниковый комплекс. Глубины расчленения рельефа здесь до 100—120 м. Южнее границы оледенения глубина расчленения достигает 120—140 м. В долинах чет-
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ 101 вертичные отложения представлены аллювием всех четырех уровней террас, большую роль играют неогеновые отложения В целом район характеризуется сильной овражностью, однако в бассейне Черной Калитвы оврагов местами мало Широко развиты оползневые формы рельефа Интенсивно проявляются процессы плоскостного смыва. Район подразделяется на два геоморфологических подрайона Калитвинский (II — 9 — а) и Богучарский (II — 9 — б). Богучарский подрайон, соответствующий северной части Донской гряды, отличается несколько меньшими абсолютными высотами и меньшей овражностью Для него характерна левосторонняя асимметрия главных речных долин. Калачский геоморфологический район (II — 10) расположен в пре- делах одноименной возвышенности В палеозойской структуре ему от- вечают восточное крыло и присводовая часть Анновского поднятия, в мезозойской палеогеновой—крупное поперечное поднятие на крыле моноклинали, в неотектонической — Калачское поднятие и смежный с ним Павловско-Мамонский прогиб Под четвертичными отложениями днепровского оледенения и пери- гляциальными образованиями залегают пески и глины неогена и пале- огена, мел-мергельная толща верхнего мела, местами сеноманские пе- ски, в отдельных пунктах девонские отложения и докембрийские гра- нитоиды Глубина расчленения рельефа колеблется от 80 до 120 м Вдоль Дона широким поясом протягиваются четыре надпойменные четвертич- ные и три неогеновые террасы, частично перекрытые водно-леднико- выми отложениями Широкие террасированные, резко асимметричные (с крутыми правыми склонами) долины характерны и для крупных притоков Дона (Битюг, Осередь, Подгорная) Район в целом характе- ризуется значительной овражностью, за исключением левобережий Осереди и Песковатки и молодых террас Дона, где оврагов немного В центральной и западной частях района довольно многочисленны молодые и древние оползни На террасах часто наблюдаются бессточ- ные западины, иногда значительных размеров, реликтово-флювиального и, по-видимому, суффозионно-карстового генезиса В пределах района выделяются два геоморфологических подрайо на Северо-Калачскии (II—10 — а) и Южно-Калачский (II—10 — б) с границей по р Подгорной Второй подрайон отличается большим раз витием палеогеновых и неогеновых отложений и несколько менее рас члененным рельефом, кроме того, для него характерен своеобразный, полукольцевой рисунок главных долин. III геоморфологическая область— аллювиально-флю- виогляциальная Окско-Донская равнина — охватывает северо-восточ- ную часть Воронежской антеклизы и прилежащие части Рязано-Сара товского прогиба В мезозойской структуре ей отвечает крупная Воро- нежско-Борисоглебская впадина, а в неотектонической — Окско-Дон ская впадина Границы области отчетливо совпадают с разломами в кристаллическом основании и флексурными перегибами в осадочном чехле Впадина выполнена мощной толщей неогеновых и четвертичных отложений (свыше 100 м), неровности постели которых имеют эрозион- но тектоническую природу В пределах области выделены четыре гео морфологических района Правобережный Верхне-Воронежский геоморфологический район (III — 1) включает северную часть Воронежско-Донской равнины Он расположен на северном склоне Воронежской антеклизы, в неотектони ческой структуре ему отвечают Мичуринское поднятие и Салтыковский
102 ЕСТЕСТВЕННОИСТОРИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ прогиб. Мощные неогеновые и четвертичные отложения подстилаются фаменскими известняками, местами нижнекаменноугольными извест- няками и глинами, юрскими глинами и нижнемеловыми песчано-глини- стыми отложениями. Глубокие неогеновые долины оконтуривают район с востока, юга и запада. В четвертичном покрове представлены лед- никовые, флювиогляциальные и аллювиальные отложения. Последние образуют пойму и четыре надпойменные террасы, нередко цокольные, особенно в пределах неотектонических поднятий (по рекам Иловаю, Алешне и др.). Глубина расчленения поверхности района 30—40 м. На надморен- ных флювиогляциальных отложениях и аллювии четвертой террасы часто встречаются западинные формы рельефа. Встречаются проявле- ния карста, связанные с палеозойскими известянками. Овражная сеть развита слабо, очень слабо проявлены оползневые процессы. Междуречный Воронежско-Битюгский геоморфологический район (III — 2) занимает основную южную часть Воронежско-Донской рав- нины. Он расположен в пределах Воронежского прогиба на северном склоне Воронежской антеклизы и ограничивающих его с востока и запада структурных носов. В мезозойской структуре ему отвечает вы- тянутая в меридиональном направлении террасовидная ступень, в нео- тектонической—Кривоборский, Масальский прогибы и западная часть Шукавкинского поднятия. Мощный комплекс неогеновых и четвертичных отложений подсти- лается известняками и глинами верхнего девона или нижнемеловыми песками и алевритами (Шукавкинское поднятие). Для четвертичных отложений характерно сплошное распространение флювиальных обра- зований. Глубина расчленения поверхности колеблется от 30—40 до 70 м, местами до 90 м. Овражная сеть в целом по району развита слабо. Овраги концентрируются по правым притокам Битюга. Наибольшее количество оползней встречается по восточной и южной периферии района. Район делится на три геоморфологических подрайона. Левобереж- ный Воронежско-Донской подрайон (III — 2 — а) представляет собой аллювиально-флювиогляциальную террасовую равнину с наименьшими для района абсолютными высотами. Террасы, за исключением третьей, имеют аккумулятивное строение или невысокий цоколь. Широко раз- виты погребенные лихвинские долины. Четвертичный комплекс наложен на погребенную кривоборскую долину, вписывающуюся в субмеридио- нальную структурную зону девонского комплекса и хорошо согласую- щуюся с рисунком гравимагнитного поля. Матырский подрайон (Ш — 2 — б) охватывает Плавицкую котло- вину и междуречье Матыры — Воронежа, в основном сложенные аллю- вием четвертичной террасы. Глубина расчленения рельефа здесь изме- няется от 20 до 40 м. Для подрайона характерен рельеф бессточных западин реликтово-флювиогляциального происхождения размером от 0,1 до 1 км в длину при ширине до 0,5 м. Правобережно-Битюгинский подрайон (III — 2 — в) помимо боль- шой приподнятости отличается большей глубиной (30—50 м) и густо- той эрозионного расчленения. Среди четвертичных отложений по срав- нению с другими подрайонами большую роль играют моренные обра- зования. Верхне-Цнинский геоморфологический район (III—3) включает северные части Воронежско-Цнинского вала и Цнинско-Хоперской рав- нины. Он располагается в пределах северо-восточного склона Воро
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ 103 нежской антеклизы и восточного и юго-восточного крыльев меловой моноклинали, осложненной субмеридиональными поднятиями и проги- бами. В неотектонической структуре району отвечают Тамбовская структурная терраса и северная часть Токаревского прогиба Широкое развитие здесь имеют миоценовые и плиоценовые обра- зования, наибольшей мощностью отличаются ламкинские отложения, выполняющие погребенную долину в зоне Токаревского прогиба. Среди четвертичных отложений преобладают ледниковые, флювиогтяциаль- ные отложения и аллювий пойменной и четырех надпойменных террас. Неогеновые и четвертичные отложения залегают на песках нижнего мела и сеномана. На западе района выделяется Челнавский подрайон (III—3 — а), наиболее возвышенный в Окско-Донской геоморфологической области. Он включает соответствующую часть Воронежско-Цнинского вала, а на севере сливается с Окско-Цнинским плато Глубина расчленения рельефа составляет здесь 30—50 м (редко до 60 м). Характерна мери диональная цепочка возвышенных увалов, сложенных флювиогляциаль- ными отложениями На востоке выделен более пониженный Цнинско-Кершинскии под- район (III — 3 — б), приуроченный к долинам Цны и ее главных при- токов Здесь глубина расчленения рельефа составляет 20—40 м на востоке и севере и 50—70 м на западе Террасы преимущественно пес чаные аккумулятивные и цокольные с бугристой поверхностью, обязан- ной эоловым процессам. Дюнные всхолмления почти всюду закреплены лесом и лишь в отдельных случаях подвергаются развеванию В пределах всего района средняя густота овражной сети невелика, наибольшая — на склонах долин рек Челновой и Керши и особенно на южных склонах Окско-Цнинского плато. Западинные формы рельефа широко развиты и имеют в основном реликтово-флювиальную природу, однако в Цнинско-Кершинском подрайоне многие западины представ- ляют собой междюнные понижения Междуречный Битюг-Воронский геоморфологический район (III—4) включает южное окончание Воронежско-Цнинского вала, южную часть Цнинско-Хоперской равнины и восточные отроги Приволжской возвы- шенности Район приурочен к восточному склону Воронежской анте- клизы, а в неотектонической структуре отвечает южной части Токарев- ского прогиба и восточной части Шукавкинского поднятия Песчано- глинистые нижнемеловые отложения здесь перекрыты мощными миоце- новыми, плиоценовыми и четвертичными отложениями. Последние пред ставлены ледниковыми флювиогляциальными, перигляциальными и ал- лювиальными образованиями. По особенностям рельефа выделяются три геоморфологических подрайона. В Прибитюгском левобережном подрайоне (III—4 — а) глу- бина расчленения рельефа изменяется от 30—50 до 60—70 м, а в Сава- ла-Воронском подрайоне (III—4—б) —от 40—50 до 70—85 м Ов- ражность в целом по району^ значительная, возрастающая в восточном направлении Прихоперскии геоморфологический подрайон (III—4 — в) представляет собой пониженную слабо расчлененную равнину, в рель- ефе которой преобладают аллювиальные террасы. IV геоморфологическая область — эрозионно-денуда- ционная равнина Приволжской возвышенности — представлена на опи- сываемой территории лишь частью Керенско-Чембарского геоморфо- логического района. Этот район расположен в пределах меловой моноклинали на скло- не Рязано-Саратовского прогиба В рельефе докембрийского фунда-
104 ЕСТЕСТВЕННОИСТОРИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ мента ему отвечает террасовидная ступень на северо-восточном склоне Воронежской антеклизы к Пачелмскому прогибу, осложненная под- нятиями северо-восточной и субмеридиональной ориентировки. Послед- ние, как правило, имеют прямое отображение в структурах палеозоя, мезозоя и в неотектонике. Наиболее отчетливо это выражено в Рожде- ственском субмеридиональном неотектоническом поднятии, совпадаю- щем с Ржаксинским поднятием по подошве верхнего альба и ограниченным Мучкапским неотектоническим прогибом, который в свою очередь наследует прогиб поверхности кристаллического фунда- мента и структурную террасу в меловых породах. Обе неотектонические структуры имеют прямое отображение в современном рельефе. На крайнем северо-востоке района протягивается серия возвышенных гряд и продольных долин северо-западной — юго-восточной ориентировки, совпадающей с общим направлением Рязано-Саратовского прогиба и отражающей положение неотектонических структур — крупнейшего Вернадовского поднятия и др. В геологическом строении района участвуют глины, пески и мер- гели верхнего и нижнего мела, на которых покоятся моренные, покров- ные делювиальные и аллювиальные отложения четвертичного возраста. В рельефе хорошо выражены обширные неогеновые поверхности выравнивания, которые, видимо, можно сопоставить с древним дену- дационным уровнем Среднерусской возвышенности. Глубина расчлене- ния рельефа достигает 100 м. На водоразделах нередки бессточные суффозионные западины, на склонах долин и балок оползни. В доли- нах рек, в особенности р. Вороны, отчетливо выделяются пойма и две-четыре надпойменные террасы. На песчаных террасах хорошо выражен пойменный микрорельеф и широко развиты формы разве- вания. Основные особенности истории формирования рельефа рассматри- ваемой территории в течение длительного ее геологического развития связаны с процессами континентальной денудации. Границы областей древней денудации и аккумуляции, распределение состава и мощностей пород, геологические структуры и формы древнего погребенного рель- ефа в той или иной степени нашли отражение в особенностях стро- ения современного рельефа и оказали определенное влияние на ход геологической истории в неогене и четвертичном периоде. Такого рода связи в наиболее яркой форме выявляются для мезо- кайиозойского отрезка геологической истории. Так, в юрское время широкая меридиональная зона, охватывающая современную Калач- скую возвышенность и Окско-Донскую равнину, представляла собой приподнятую область; в меловое и палеогеновое время она испытала дифференцированные движения различного знака, однако при этом структурные ограничения этой зоны, а также структурные линии внутри зоны характеризовались большой устойчивостью, проявляясь и в по- ложении современных геоморфологических границ. Обращаясь к новейшей геологической истории, мы можем выделить два крупных ее этапа: неогеновый и четвертичный. Неогеновый этап. В конце палеогена в ходе общего подня- тия произошло постепенное отступание морского бассейна и превраще- ние рассматриваемой территории в равнину, приподнятую на севере и, по всей вероятности, на востоке, слабо наклоненную на западе к юго-западу, в сторону Днепровско-Донецкой впадины. Начиная с мио- цена происходит постепенное оформление депрессии в области совре- менной Окско-Донской равнины (затоплявшейся в миоцене морскими водами южных бассейнов) и обособление Среднерусской возвышен-
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ 105 ности в связи с различным характером и направленностью колебатель- ных движений в пределах этих основных морфоструктур. К этому же времени относится начало оформления подчиненных им крупных элементов рельефа (Верхне-Окская возвышенность, Сейм- ско-Северскодонецкая гряда, пониженная зона Ливенского амфитеатра и Верхне-Оскольского бассейна, Придонская возвышенная равнина, Ка- лачская возвышенность, восточные отроги Керенско-Чембарскои возвышенности, возможно, Придеснинская равнина и др.). В основе процесса формирования указанных элементов рельефа находится развитие неотектонических структур второго порядка, ход которого предопределил заложение основных контуров эрозионной сети и ее последующее, преимущественно унаследованное развитие, а также границы и направление морской ингрессии (в Окско-Донской впадине). На обширных плоских водораздельных пространствах шло форми- рование красноцветного элювия, а в плоских неглубоких долинах — накопление маломощных делювиально-аллювиальных отложений (шап- кинский комплекс). Во второй половине миоцена и в плиоцене сохраняются общий характер распределения элементов рельефа и гидрографической сети, но усиливаются степень их обособления, глубина вреза, а на некоторых участках происходит и перестройка. В границах рассматриваемой части современной Среднерусской возвышенности определился сток в двух главных направлениях: в вос- точном— в сторону Окско-Донской равнины и в юго-западном — в сторону Днепровско-Донецкой впадины. Окско-Донскую равнину характеризует субмеридиональный, на- правленный к югу сток, определяемый общим неотектоническим струк- турным планом (см. рис. 13). На опубликованных в последние годы палеогеографических схемах (Грищенко, Холмовой, 1966) хорошо наблюдается приуроченность главных каналов стока к неотектониче- ским Кривоборскому, Масальскому, Токаревскому и Урюпинскому про- гибам Можно допустить, что неогеновый сток следовал как к востоку от Калачской возвышенности, так и вдоль современной долины Дона южнее г. Георгиу-Деж, где он периодически имел затрудненный ха рактер в связи с тектонической подвижностью Острогожско-Калачского блока, ограниченного с севера структурной линией с. Репьевка — г. Ге- оргиу-Деж. В древних долинах Среднерусской возвышенности, врезанных б миоценовую равнину, выявляется до трех уровней аллювиальных тер- рас, сформированных с конца миоцена по верхний плиоцен. На Окско Донской равнине выделяется обычно от трех до четырех аккумулятив ныч комплексов, в отношении генезиса которых высказываются различные взгляды — предполагается как озерно-аллювиальное, так и прибрежно-морское их происхождение Несмотря на то что параллелизация неогена Среднерусской воз- вышенности и Окско-Донской равнины все еще сопряжена с большими трудностями, можно с известной долей вероятности осуществлять стра- тиграфическую корреляцию террасовых комплексов этих областей Сопоставление их строения свидетельствует о различии тектонического режима в неогене для Среднерусской возвышенности характерна об- становка колебательных движений с резким преобладанием восходя- шей составляющей (прислоненные цокольно-аккумулятивные террасы), для Окско-Донской равнины — обстановка в целом сбалансированных колебательных движении (прислоненные и наложенные аккумулятив-
106 ЕСТЕСТВЕННОИСТОРИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ ные комплексы). Следствием подобных соотношений явилось увеличе- ние гипсометрических различий рассматриваемых областей на протя- жении неогена. Некоторым отступлением от этой тенденции, по-видимо- му, является предкривоборское время (усиление поднятий и в Окско- Донской впадине). К концу неогена четкое оформление получили ос- новные неотектонические структуры территории, амплитуды которых, однако, еще не достигли показанных на схеме (см. рис. 13) суммарных значений. Четвертичный этап. Рельеф и гидрографическая сеть на- чала четвертичного периода наследуют основные черты их строения, характеризовавшие конец плиоцена. Об этом можно судить по тем немногочисленным разрезам, где нижнечетвертичные аллювиальные отложения вложены в уже разработанные плиоценовые долины, с на ложением на кривоборские слои в пределах Окско-Донской равнины и с частичным или полным размывом последних в пределах Средне- русской возвышенности. Среднечетвертичная эпоха, для характеристики которой имеется значительно более полный материал, начинается глубоким врезанием речных долин и накоплением аллювия относительно небольшой мощ- ности. Глубокие долины лихвинского межледниковья широко развиты на Среднерусской возвышенности, где их ложе, как правило, распо- лагается на уровне, близком к уровню современного речного вреза, по периферическим частям возвышенности и по обрамляющим ее Дес- нинской и Окско-Донской равнинам, где ложе лихвинских долин часто располагается ниже современного уреза воды (Дон, Сейм, Десна), местами до 20 м. Глубокий среднечетвертичный врез обусловлен значительными поднятиями, охватившими в конце раннечетвертичного — начале сред- нечетвертичного времени всю рассматриваемую территорию, с несколь- ко различными амплитудами в разных морфоструктурах. Характерно, что ориентировка лихвинских долин подчеркивает положение регио- нальных неотектонических структур (погребенная долина между Брягг ском и г. Жуковка, отделяющая геоморфологические районы I—1 и I—3, Донская долина севернее и южнее г. Георгиу-Деж, располагаю- щаяся в пределах Масальского и Павловско-Мамонского неотектони- ческих прогибов, и др.). В послелихвинское время до конца среднечетвертичной эпохи отме- чается преобладание процессов аккумуляции, сопровождавшихся вы- полаживанием склонов и уменьшением глубины долин, что следует связывать с относительной стабильностью тектонического режима на протяжении большей части среднечетвертичной эпохи. Наибольшие мощности среднечетвертичных образований характер- ны для Придеснинской и Окско-Донской равнин и для относительно пониженных восточных и западных склонов Среднерусской возвышен- ности, находящихся в границах днепровского и донского языков мак- симального (днепровского) оледенения. Это лишний раз подчеркивает унаследованность тенденции развития тектонической структуры в чет- вертичное время по сравнению с неогеновыми движениями. Вторжение льдов днепровского оледенения, которое контролирова- лось сложившимися к тому времени крупными чертами рельефа, в свою очередь оказывало влияние на формирование более мелких эле- ментов рельефа и на очертания гидрографической сети. В ряде случаев ее конфигурация отличалась от современной. В качестве примеров можно указать на каналы флювиогляциального стока из бассейна Окп в бассейн Десны севернее г. Карачева, а также через р. Дон в долину
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ 107 Навли; широкие флювиогляциальные до пины, связывающие пра-Десну севернее г. Жуковка с Ипутью; возможный флювиогляциальный сток из бассейна Верхнего Оскола в Потудань. Отмечаются отличия в рисунке гидросети и для эпохи формирова- ния IV террасы. Ярким примером этому является проходной участок долины между Пселом и Сеймом юго-восточнее г. Рыльска. Верхнечетвертичная эпоха характеризуется повсеместным углубле- нием долин, протекавшим в три этапа, которым отвечает образование третьей, второй и первой надпойменных террас. При этом в ряде бас- сейнов происходили существенные преобразования контуров речной сети по сравнению со среднечетвертичными, примером чего являются обособление бассейнов верховьев Ипути — Десны, Дона-—Навли, пере- хват пра-Псёла севернее г. Сумы, обособление Девицы и Ведуги, оформление современных контуров гидросети в пределах Окско-Дон- ской равнины и т. п. Глубины верхнечетвертичного вреза, несмотря на слабую дифференцированность, все же несколько отличаются в преде- лах неотектонических поднятий и впадин первого порядка, наследуя стиль предшествовавшего развития. В связи с этим вряд ли следует переоценивать роль гляциоизостатического фактора в проявлении верхнечетвертичных движений. Общий характер верхнечетвертичного ландшафта отличается от конца предшествовавшей эпохи большей степенью и глубиной расчле- нения и активизацией делювиальных, солифлюкционных, оползневых, суффозионных и карстовых процессов. Четкое геоморфологическое вы- ражение получают локальные неотектонические структуры. В современную эпоху происходит дальнейшее развитие рельефа и гидрографической сети, в большинстве случаев полностью наследую- щее характер и направленность рельефообразующих процессов в верх- нечегвертичное время. Широкое развитие получают эрозионно-грави- тационные процессы, особенно образование оврагов и оползней
Часть вторая ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД, ИХ ФОРМИРОВАНИЕ И ЗОНАЛЬНОСТЬ, ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ ГЛАВА. IV ВОДЫ ЧЕТВЕРТИЧНЫХ И НЕОГЕНОВЫХ ОТЛОЖЕНИИ Воды четвертичных и неогеновых отложений наибольшее распро- странение имеют в пределах низменных Окско-Донской, Придеснинской равнин и по долинам рек в пределах Среднерусской возвышенности. В гидрогеологическом разрезе четвертичных и неогеновых отложе- ний выделены: 1) современный аллювиальный водоносный горизонт: 2) верхне-среднечетвертичный аллювиальный водоносный горизонт; 3) воды спорадического распространения в нерасчлененных покров- ных отложениях; 4) московско-днепровский флювиогляциальный водоносный гори- зонт; 5) днепровский водоупор с водами спорадического распростра- нения; 6) днепровско-окский флювиогляциальный водоносный горизонт; 7) неогеновый водоносный комплекс. ВОДЫ ЧЕТВЕРТИЧНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ Современный аллювиальный водоносный гори- зонт (alQrv) приурочен к пойменным и русловым аллювиальным отложениям. По долинам Десны, Сейма, Дона, Воронежа, Цны ширина полосы распространения водоносного горизонта достигает 5—7 км, по долинам других рек обычно составляет не более 1—2 км, а по долинам мелких рек, балкам и оврагам — от нескольких до десятков метров. В верхней части разреза аллювиальных отложений обычно преоб- ладают суглинки и супеси, местами с прослоями илов и торфа, сменяющиеся в нижней части песками, местами с прослоями галеч- ника. Преобладание в разрезе песков характерно для тех участков долин Цны, Воронежа, верховьев Оскола, Сейма, где они прорезают отложения неогена, палеогена, сеноман-альба и апта. В балках и овра- гах, врезанных лишь в толщу покровных суглинков, водоносные породы представлены супесями и суглинками. Для водоносных озерных отло- жений характерно тонкое переслаивание песков и глин. В бассейне Десны широко развиты торфяники. Водопроницаемость водовмещающих пород изменяется в значи- тельных пределах. Для галечников и крупнозернистых песков коэф- фициент фильтрации достигает 15—25 м/сутки и более, для разно- и мелкозернистых песков с прослоями супесей он снижается до 1 — 10 м/сутки, обычно составляя 3—4 м/сутки, а для супесей и суглинков падает до 0,03—2,5 м/сутки. Коэффициенты фильтрации торфа в зави- симости от его состава и степени разложения колеблются от 12,8 до 0,1 м/сутки.
ВОДЫ ЧЕТВЕРТИЧНЫХ И НЕОГЕНОВЫХ ОТЛОЖЕНИИ 109 Мощность водоносного горизонта в оврагах и балках колеблется от десятков сантиметров до 1—3 м, в долинах мелких рек обычно не превышает 3—5 м, а в поймах рек Дона, Десны, Воронежа, Би- тюга достигает 10—25 м, увеличиваясь от верховьев рек к их ни- зовьям Водоносный горизонт повсеместно залегает первым от поверхности и не имеет водоупорного перекрытия. Лишь местами, чаще в поймах небольших рек, в верхней части разреза аллювиальных отложений на- блюдаются глинистые прослои. Нижним водоупором служат иловато-глинистые прослои в нижней части разреза аллювиальных отложений или подстилающие аллювий глины неокомского, келловейского и девонского возраста на севере и киевского — на юго-западе описываемой территории. В долинах неболь- ших рек в пределах распространения днепровской морены нижним водоупором иногда являются моренные суглинки. Воды обычно безнапорные, с уровнями на глубине от 0 до 5—6 м, реже 10—15 м. Эта глубина уменьшается к руслу водотока и тыловому шву поймы, где нередко наблюдаются многочисленные мочажины и заболачивание. Напоры являются исключением и наблюдаются на участках с наличием глин в верхней части разреза пойменного аллю- вия Высота напора обычно не превышает 1 м, изредка достигая 5—10 м, как, например, в долине р. Оскола (у д. Волоконовки). Уровни грунтовых вод незначительно превышают урезы рек, сни- жаясь от подножия склонов долин к руслу водотоков. Наиболее высо- кие абсолютные отметки уровней наблюдаются в центральной части рассматриваемой территории, на водоразделе между бассейнами Оки, Днепра и Дона. Здесь они составляют 273—240 м (верховья Красивой Мечи, Сосны, Корочи и др.) и снижаются в северо-восточном направ- лении по долине р. Сосны до 199—120 м. в северном направлении по долине р. Оки до 130 м, на юго-запад по долине р. Десны до 187— 125 м, на юг по долине р. Оскола до 180—80 м и на юго-восток по до- лине р. Дона до 115—71 м. Ввиду отсутствия в основании выдержанного водоупора рассмат- риваемый водоносный горизонт часто тесно взаимосвязан с нижележа- щими. Такая взаимосвязь в северной и северо-восточной частях опи- сываемой территории (по долинам Оки, Дона и их притоков) наблю- дается с водоносными горизонтами верхнего девона, в центральной части территории (в долинах Десны, Сейма, Воронежа, Цны и др.) преимущественно с апт-неокомским, сеноман-альбским, в восточных районах и с неогеновым водоносными горизонтами, в юго-западной ча- сти по длинам Псёла, Северского Донца, Оскола, отчасти Сейма и дру- гих рек главным образом с маастрихт-туронским и палеогеновыми во- доносными горизонтами. Повсеместно описываемый водоносный гори- зонт имеет общее зеркало с верхне-среднечетвертичным аллювиальным горизонтом, к породам которого прислонены современные аллювиаль- ные отложения. Кроме того, горизонт тесно связан с поверхностными водотоками, которые дренируют его в межень и создают подпор или не- посредственно питают его в паводок Наиболее водосбилен горизонт в поймах Дона, Воронежа, Битюга, Бороны, Оскола, Оки, Десны, где он представлен преимущественно обводненными разнозернистыми, часто гравелистыми песками с про- слоями супесей и суглинков. Дебиты скважин здесь изменяются от 1—2 до 12 л[сек, иногда до 24 л/сек (р Дон, с. Семилуки) при пони- гкениях от 1 до 10 м. В поймах рек Свапы, Сейма, Пены по данным единичных откачек из мелкозернистых и тонкозернистых песков дебиты
но ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД скважин изменяются от 0,01 до 0,1 л/сек при понижениях от 1,5 до 5 м. В поймах мелких рек водообильность горизонта обычно незначи- тельная. По данным откачек из колодцев дебиты не превышают 0,25— 1.0 л/сек при понижениях до 2 м. Дебиты родников также небольшие, но иногда увеличиваются до 4,5 л/сек за счет подпитывания из ниже- лежащих водоносных горизонтов (пойма р. Ревны, Брянская область). Химический состав вод горизонта довольно пестрый. Его форми- рование связано с инфильтрацией атмосферных осадков и поверхност- ных вод, с выщелачиванием водовмещающих пород, а также в той или иной степени отражает химический состав вод многих водоносных горизонтов, взаимосвязанных с рассматриваемым горизонтом. Наиболее широко распространены гидрокарбонатные кальциевые * НСО375—95 \ 1 .. НСО3 75—95 \ Мо 2-о 7 -3----- и магниево-кальцневые М02-о7-----------3-------I \ ’ ’ Са 75-80 ' ц \ ' СабО-75 А\§25-37/ воды, но часто встречаются также гидрокарбонатные магниевые ( ,. НСО3 86—95 \ . Моз-об----3----- ) и кальциево-магниевые. \ ’ Mg 75—93 ) Местами выявлены сульфатно-гидрокарбонатные кальциевые или натриево-кальциевые и хлоридно-гидрокарбонагные натриево- или маг- ниево-кальциевые воды. Общая минерализация воды обычно составляет 0,5—0,7 г/л. Воды преимущественно жесткие, с величиной общей жесткости от 2,35 до 37,8 мг-экв и карбонатной — от 0,7 до 13,9 мг-экв. Содержание сво- бодной углекислоты изменяется от 4,2 до 36,2 мг/л, иногда достигая 122—188 мг)л, pH от 6,4 до 8,0, но чаще среда нейтральная или слабокислая (pH 7—6,7). Окисляемость по кислороду колеблется в пределах от 1,8 до 16 мг/л. Нередко встречаются воды, обладающие болотным запахом с присутствием гуминовых кислот. Такие воды характерны для заболоченных участков пойм. Железо в воде обычно отсутствует, только иногда его содержание составляет до 0,9 мг[л, реже до 4—8 мг[л (на воронежских водозаборах) обычно в результате подтока болотных вод. В родниках у г. Липецка встречены минеральные воды с содержанием железа 12 мг[л за счет подтока нижнемеловых вод. В санитарном отношении водоносный горизонт местами характери- зуется значительной загрязненностью, особенно вблизи населенных пунктов. Минерализация воды в этих случаях нередко повышается до 1,7—2,6 г/л. Содержание нитратов доходит до 105,0—363,6 мг/л, а со- держание аммиака — до 125 мг[л. Загрязнением водоносного горизонта сточными водами или минеральными удобрениями объясняются отдель- ные случаи повышенного содержания в воде современного аллювия некоторых микрокомпонентов (фосфора до 1,043 мг/л, свинца до 0,03 мг/л). Современный аллювиальный водоносный горизонт, несмотря на невыдержанную водообильность и подверженность загрязнению с по- верхности, широко используется местным населением главным образом для хозяйственных, а иногда и для питьевых нужд. Эксплуатируется горизонт колодцами глубиной от 0,6 до 9,0 м со столбом воды в них от 0,3 до 4,3 м. Иногда в поймах крупных рек описываемый горизонт эксплуатируется и для централизованного промышленного водоснаб- /ксния. например в районе городов Воронежа, Кирсанова. * В настоящей работе в наименование типа воды по ее химическом} состав} раз- дельно включаются в порядке возрастания относительного содержания анионы и ка- тионы. количество которых составляет не менее 25%-эке.
ВОДЫ ЧЕТВЕРТИЧНЫХ И НЕОГЕНОВЫХ ОТЛОЖЕНИИ 111 Верхне-среднечетвертичный аллювиальный водо- носный горизонт (аЮп-in) включает обводненные аллювиальные отложения различных надпойменных террас. К этому горизонту от- несены также обводненные флювиогляциальные отложения днепров- ского оледенения в тех случаях, когда они образуют останцы среди аллювиальных отложений или непосредственно подстилают их, и аллю- виально-озерные отложения микулинского межледниковья, распростра- ненные на северо-западе, в 30 км от г. Трубчевска в районе с. Белой Березки, воды которых непосредственно связаны с водами аллювия. Ширина полосы распространения водоносного горизонта в долинах Десны, Дона, Воронежа, Битюга, Вороны в пределах Придеснинской и Окско-Донской равнин достигает 20—30 км, а в среднем течении р. Воронежа — даже 80 км. В пределах Среднерусской возвышенности ширина этой полосы обычно не превышает 4—5 км (Сейм, Оскол и др.), уменьшаясь до нескольких сотен и десятков метров в долинах мелких рек. Площадь распространения водоносного горизонта несколько меньше площади террас за счет участков, дренированных вдоль коренных скло- нов долин или полностью сложенных глинистыми породами. Водовме- щающими породами являются разнозернистые пески с галечниками в основании и прослоями супесей, суглинков и глин в верхней части разреза. Коэффициент фильтрации песков изменяется от 0,6 до 10 м/сутки, увеличиваясь для галечников и грубозернистых песков до 33 — 58 М/'сутки. Коэффициент фильтрации аллювиальных суглинков и супесей колеблется от 0,01 до 0,5 м!сутки (табл. 2). Обводненность отложений террас неодинакова. В пределах первой и второй, преимущественно аккумулятивных, надпойменных террас мощность горизонта наибольшая и достигает 20—40 м в бассейнах Дона, Воронежа, Битюга. В пределах третьей и четвертой, обычно цокольных, надпойменных террас мощность водоносного горизонта не превышает нескольких метров. В границах четвертой террасы имеются участки (левобережье Десны, Дона), где мощность водоносного гори зонта увеличивается до 20—40 м за счет флювиогляциальных песков днепровского оледенения. Водоносный горизонт, как правило, безнапорный, со свободным уровнем на глубине от 0 до 33 м. Глубины залегания уровня воды уменьшаются в направлении от более высоких террас к низким. При этом глубина несколько увеличивается вблизи бровки уступа террасы и резко уменьшается в ее тыловой части, где в основании уступа более гысокой террасы часто наблюдаются родники и мочажины. На первой и второй террасах грунтовые воды нередко залегают близко к поверх- ности, вызывая заболачивание. Наибольшие абсолютные отметки уровня грунтовых вод порядка 200—210 м встречаются в вентральной части территории, в верховьях Сейма и Зуши. Отсюда они снижаются на запад, по долине Десны, до 128 м, на юг, по долине Оскола, до 80 м и на восток, по долине Дона, до 78 м. Существенное снижение уровней водоносного горизонта наблюдается также в направлении от высоких террас к низким, до- стигающее 50—60 м, с изменением абсотютных отметок в долинах о. Дона от 130 до 80 м, р. Битюга от 145 до 90 м и р. Десны от 174 до 138 м. Водоупорной кровли водоносный горизонт, как правило, не имеет, но местами глинистые прослои и покровные суглинки на высоких тер- расах обусловливают местные напоры высотой от 0,2 до 13 м. Водо- упорное ложе также обычно отсутствует. На отдельных участках водо-
Общая характеристика условий залегания и водообильности верхне-среднечетвертичного водоносного горизонта Таблица 2 Районы и пункты Водосодержащне породы Кровля, м Мощ- ность, м Статический уровень, м Напор, м Дебит, л! сек Удельный Дебит, л/сек Коэффи» циент фильтра- ции, м!сутки Глуби- на Абс. отм. Глу- бина Абс. отм. Тамбовская обл., севернее г. Котов- ска (с. Бокино), р. Цна Пески разнозернистые 12 117 10 12 117 — 2,5 0,8 — Воронежская обл., г. Нижний Кнс- ляй, р. Бнтюг Пески глинистые, разно- зериистые 2,4 94,2 10,7* 2,4 94,2 — 0,01—0,005 0,02—0,002 0,02 Воронежская обл., г. Г оргиу-Деж, Р. Дои Пески разиозернистые 5,0 82,6 16,7 5,0 82,6 — 2,0 0,6 12 Воронежская обл., к северу от г. Бо- гучара (с. Нижний Мамон), р. Дои Пески глинистые, тонко- зернистые 26,8 83,3 0,7 26,8 83,3 0,0002 0,0003 0,1 Белгородская обл., к югу от г. Обо- яни (с Васильевка), р. Псёл Пески средиезернистые 3,4 174,6 7,2 3,4 174,6 — 0,4 0,3 10 Белгородская обл., г. Шебекино, р. Нежеголь То же 11,5 128 15,6* 11,5 128 — 3,5 0,6 — Курская обл., к югу от Жел.зио- горска (с. Михайловка), р. Свапа Пески разнозернистые 3 177 11,8 3 177 — 0,8—0,6 1,04—1,2 11 Пройденная мощность. ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
ВОДЫ ЧЕТВЕРТИЧНЫХ И НЕОГЕНОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ 113 упорами служат подстилающие моренные суглинки и глины озерно- ледниковых и дочетвертичных отложений. В таких местах водоносный горизонт, особенно вдоль бровки высоких надпойменных террас, ока- зывается «подвешенным» по отношению к более низкому уровню ниже- лежащих водоносных горизонтов. При отсутствии нижнего водоупора высокие террасы большей частью оказываются дренированными, а воды низких террас тесно связанными с нижележащими водоносными гори- зонтами. В юго-западных районах рассматриваемый водоносный гори- зонт связан преимущественно с маастрихт-туронским, в восточных — с неогеновым, а в северных—с нижнемеловыми и верхнедевонскими горизонтами. В пределах древних оледенений такая взаимосвязь не- редко имеется с московско-днепровским нли днепровско-окским водо- носными горизонтами, местами — с водами спорадического распростра- нения в днепровской морене. Водообильность горизонта изменяется в значительных пределах даже на небольших расстояниях. Дебиты скважин колеблются от 0,1 до 10—11 л/сек при понижениях от 0,2 до 10 м, удельные дебиты изменяются от 0,01 до 2,8 л/сек. Дебиты при откачке из колодцев изменяются от 0,03 до 0.5 л/сек при понижениях от 0,2 до 1,2 м (удельные дебиты 0,08—0,4 л/сек). Дебиты родников обычно не пре- вышают 0,3 л/сек, но иногда достигают 1,7 д/сек (верховья р. Тускаря в районе с. Колодезки). Наиболее водообилен горизонт в пределах первой и второй над- пойменных террас, чему благоприятствуют: отсутствие покровных су- глинков на поверхности этих террас, а следовательно, и лучшие усло- вия питания; широкое распространение в нижней части разреза крупнозернистых песков с прослоями гравийно-галечнсго материала и значительная ’мощность водоносного горизонта. Повышенная обвод- ненность отмечается и на участках, где горизонт взаимосвязан с ниже- лежащими, более водообильными горизонтами. Там, где террасы сильно расчленены овражно-балочной сетью (левобережные террасы Дона) или где в водосодержащих песках имеются мощные глинистые прослои (низкие террасы р. Цны), водообильность горизонта снижается и де- биты скважин не превышают 0,7—4,2 л/сек. Водоносный горизонт в пределах высоких цокольных террас характеризуется обычно слабой водообильностью, так как в разрезе этих террас преобладают глини- стые пески и глины. Породы сильно дренированы, а с поверхности развиты покровные суглинки, затрудняющие инфильтрационное питание. Эти особенности обусловливают наличие в составе водоносного горизонта двух водоносных подгоризонтов — в аллювиальных отложе- ниях первой и второй террас и третьей и четвертой надпойменных террас. Химический состав вод горизонта довольно пестрый. Преобладают / .. НСО,75—92 X гидрокарбонатные кальциевые 1 Мо,2-0,9 61—82 / И магниев0'каль" /,. НСО3 48—86 \ п циевые ( Мо 4-о 8 ---------—;) воды. Воды преимущественно прес- \ ' Са 55— 73 Mg 25—35/ ные, с минерализацией от 0,1 до 0,9 г/л, которая местами повышается до 1,8—2,0 г/л и даже до 3 г/л вследствие местного загрязнения или подпитывания водами нижележащих более минерализованных водонос- ных горизонтов. На юге территории (район с. Кантемировки) отме- чается существенное повышение минерализации вод в засушливые летние периоды года вследствие интенсивного испарения, что местами приводит к возникновению солончаков. Общая жесткость изменяется в пределах от 1,2 до 34 мг-экв при карбонатной жесткости ^.т 0,03 до
114 X WAKJEPllCTHKA ПОДЗЕМНЫХ ВОД 17 мг-экв. Воды слабокислой, нейтральной и щелочной реакций, pH от 6 до 8,4. Содержание свободной углекислоты изменяется от 2,5 до 127 мг/л, а агрессивной углекислоты — до 20 мг/л. Окисляемость ко- леблется в пределах от 0,9 до 15 мг, а иногда достигает 26—37 мг кислорода на 1 л воды. Железо присутствует в допустимых пределах, только в единичных случаях его содержание повышается до 2—10 мг/л. На значительное загрязнение воды в пределах населенных пунктов ука- зывает наличие в воде аммиака от следов до 4,5 мг/л и нитратов до 476 и даже до 600 мг/л, а также повышенное содержание хлоридов и сульфатов. Воды описываемого горизонта обычно используются для мелкого сельскохозяйственного водоснабжения копаными колодцами глубиной от 0,8 до 10 м, а местами (в долинах рек Дона, Воронежа) эксплуати- руются скважинами совместно с водами нижележащих горизонтов. Воды спорадического распространения в нерас- члененных покровных отложениях (prQj_n) развиты ло- кально по водоразделам и склонам долин и часто имеют характер «верховодки». Водовмещающимл породами являются линзы глинистых песков, супесей и опесчаненных суглинков, а местами щебнистый мате- риал, встречающийся в основании разреза. Мощность водоносных линз колеблется от 0,4 до 12 м, но чаще не превышает 1—3 м. Водопроницаемость водовмещающих пород довольно изменчивая как по площади, так и в вертикальном разрезе. Коэффициент фильтра- ции для суглинков в зависимости от степени опесчанивания изменяемся от 0,04 до 0,6 м/сутки, для песков от 1,2 до 2,7 м/сутки. Воды обычно скапливаются на участках, где в основании покров- ных отложений залегает днепровская морена. Местами нижним водо- упором служат более глинистые разности самих покровных отложений и глины дочетвертичного возраста. Верхний водоупор, как правило, отсутствует. Водоносные линзы залегают на глубине от 0,1 до 18 м с уменьшением глубины обычно от водоразделов в сторону долины. Абсолютные отметки кровли изменяются от 251 до 94 м. Наиболее высокие отметки (до 250—230 м~} наблюдаются на севере центральной части рассматриваемой территории. Отсюда они понижаются до 160— <40 м на запад, к долине Десны, и до 170—150 м, иногда до 120 м, на восток, к долинам Дона и Воронежа. Наименьшие отметки (до 120—90 м) отмечаются на юго-западе, где покровные отложения ин- тенсивно дренируются; воды в них встречаются редко и залегают довольно глубоко (14—17 м от поверхности). Зеркало вод горизонта обычно в сглаженной форме повторяет рельеф поверхности земли; отметки уровней уменьшаются от водораз- делов к долинам — от 220 до 139 м на междуречье Девицы и Потудани, от 168 до 134 м на междуречье Битюга и Усмани и от 203 до ПО м на междуречье Дона и Толучеевки. Воды покровных образований связаны с водами спорадического распространения в днепровской морене, иногда с водами московско- днепровского горизонта, а местами, по склонам долин, с водами дочет- вертичных отложений. Водообильность покровных отложений в целом небольшая, зави- сит от состава водовмещающих пород и изменяется по сезонам года. Дебиты при откачках из скважин не превышают 0,02—0,5 л/сек при понижениях 3,4—8 м (удельные дебиты 0,006—0,007 л/сек), при от- качках из колодцев изменяются от 0,01 до 0,2 л/сек. В ряде случаев колодцы, вскрывающие воды покровных отложений, в засушливые годы пересыхают, а зимой промерзают.
ВОДЫ ЧЕТВЕРТИЧНЫХ И НЕОГЕНОВЫХ ОТЛОЖЕНИИ 115 Воды покровных отложений выходят на поверхность в виде моча- жин и слабых родников, особенно многочисленных весной. Их дебит не превышает 0,01—0,1 и/сек, реже доходит до 0,2—0,5 л]сек и только как исключение (д. Мелтелеево Орловской области) достигает 1,2 л/сек, что, по-видимому, обусловлено подтоком вод из более мощных водо- носных горизонтов. По химическому составу воды преимущественно гидрокарбонатные НСО, 58—84 \ кальциевые I Мо,5-о,8 --—2------- и магниево-кальциевые, иногда \ Са 50—76 Mg 14—24 / кальциево-магниевые, с сухим остатком от 0,3 до 1 г/л. Местами мине- рализация воды повышается до 1,3 г/л и даже до 2,4 г/л (д. Осиповка Воронежской области), иногда с изменением ее химического состава, что объясняется увеличением концентрации солей при испарении, а также выщелачиванием их из суглинков по мере движения вод от водо- разделов к дренам. Общая жесткость изменяется от 0,87 до 28,5 мг-экз, т. е. встречаются как мягкие, так и умеренно-жесткие и жесткие воды. Воды покровных отложений легко загрязняются с поверхности. Содержание нитратов колеблется от 10,5 до 322 мг[л, а окисляемость изменяется в пределах от 1,8—4,3 до 19,2 мг кислорода на I л воды. Иногда присутствует аммиак в количестве от 0,15 до 6,17 мг/л. Распространение, количество и химический состав вод находятся в тесной зависимости от климатических факторов. В период весеннего снеготаяния происходят интенсивная инфильтрация и повышение уровня на 1—4 м, с понижением температуры вод и уменьшением минерали- зации за счет поступления холодных талых вод с минерализацией 25—50 мг/л. В летний период наблюдаются суточные колебания уровня, достигающие 10—30 см, иногда 40 см. Осеннему и зимнему периодам соответствует наиболее низкое положение уровней, что местами при- водит к пересыханию колодцев, родников и мочажин. Воды покровных отл’.кений довольно широко используются насе- лением там, где нет более надежных и доступных источников водоснаб- жения. Особенно это относится к водоразделам. Колодцы имеют глу- бину от 1 до 10—15 м и даже до 25,5 м со столбом воды в них от 0,09 до 8,3 м. Московско-днепровский флювиогляциальный во- доносный горизонт (fglQudn — m) приурочен к нерасчлененному комплексу водно-ледниковых и озерно-ледниковых отложений, относя- щихся по времени образования к отступанию днепровского и наступа- нию последующего, московского ледника. Распространен он отдельными изолированными, иногда значитель- ными по площади, участками на водоразделах и их склонах в северо- западной и восточной частях описываемой территории, а также в пре- делах глубоких погребенных долин, где включает воды озерно-аллю- виальных и болотных отложений одинцовского межледниковья. Водосодержащими породами являются неотсортированные разно- зернистые пески с гравийно-галечным материалом, иногда с прослоями суглинков и глин. В южном направлении пески становятся более мелко- зернистыми; на востоке пески часто замещаются иловатыми глинами. Коэффициент фильтрации песков составляет 2,5—3,5 м! сутки, опесча- ненных суглинков — не превышает 0,5 м[сутки. Мощность водоносного горизонта изменяется от 1 до 14—16 м, увеличиваясь от водоразделов к долинам. В погребенной долине в рай- оне г. Мичуринска мощность водоносного горизонта достигает 40—50 м. Водоупорное перекрытие большей частью отсутствует. Лишь ме-
116 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД стами его роль выполняют глинистые разности верхней части разреза водно-ледниковых отложений, а иногда покровные суглинки и глины. Нижним водоупором обычно служит днепровская морена и лишь местами глинистые разности в низах разреза озерно-ледниковых над- моренных отложений и дочетвертичные глины. При отсутствии нижнего водоупора флювиогляциальные отложе- ния, плащеобразно облегающие водоразделы и склоны, обычно оказы- ваются дренированными на водоразделах и обводнены только по скло- нам. В нижних частях склонов воды взаимосвязаны и имеют общий уровень с нижележащими окско-днепровским, а на левобережье Дес- ны— с верхнемеловыми водоносными горизонтами. Глубина залегания водоносного горизонта изменяется от 0 до 4—6 м на западе и до 8—13 м на востоке, где горизонт обычно пере- крыт покровными отложениями. На участках с близким залеганием уровней к поверхности земли и при замедленном стоке воды этого го- ризонта питают болота (междуречья Десно! и Судости, Навли и Не- ру ссы). Горизонт, как правило, безнапорный. В западной части территории максимальная абсолютная отметка уровня воды (238 м) зафиксиро- вана северо-западнее Брянска (в районе с. Рогнедино), на правом берегу р. Судости отметки снижаются до 158—154 м при преобладаю- щем значении 200—180 м. На востоке наибольшие абсолютные отметки уровней (до 171—160 м) встречаются в районе Тамбова, снижаясь к клу до 109—97 м при преобладающем значении 150—120 м. Водообпль- ность горизонта незначительна. Дебиты при откачках из колодцев не превышают 0,1—0,17 л/сек при понижениях от 0,5 до 1,1 м. Дебиты родников обычно составляют сотые доли литров в секунду и не превы- шают 0,3 л/сек. По химическому составу воды горизонта очень пестрые. Наи- более распространены гидрокарбонатные магниево-кальциевые (... НСО3 52—82 \ Mo I-о 8 д---5------- ), кальциевые и натриево-кальЦиевые воды. \ ’ Са 42—74 Mg 26—36/ Реже встречаются хлориднс-гидрокарбонатные и сульфатно-гидрокарбо- натные натриево-кальциевые воды. Минерализация обычно не превышает 0,5—0,8 г[л. Воды, как пра- вило, жесткие, общая жесткость изменяется от 1 до 19 мг-экв и даже до 25,3—38,9 мг-экв. Железо обычно отсутствует. Содержание углекис- лоты изменяется от 4,3 до 31,1 мг/л. Воды легко загрязняются с поверхности. По этой причине минера- лизация воды местами повышается до 1,8 г/л и даже до 2,8 г/л, с пере- ходом вод в хлоридные и сульфатные, как, например, в районе г. Ми- чуринска. Содержание нитратов нередко повышается до 200—500 г/л и даже более 700 мг/л, что связано главным образом с гниением коло- дезных срубов и общим антисанитарным состоянием колодцев. Ввиду отсутствия водоупорного перекрытия уровень воды подвер- жен сезонным колебаниям. Весной и осенью уровень воды в колодцах повышается и несколько увеличиваются дебиты родников, в жаркое время года колодцы нередко пересыхают, а в сильные морозы вы- мерзают. Воды описываемого горизонта используются местным населением с помощью колодцев п каптажа родников. Днепровский ьодоупор с водами спорадического распространения (glQndn)* представлен мореной дцепровского оледенения, имеющей широкое развитие в пределах Придеснинской н
ВОДЫ ЧЕТВЕРТИЧНЫХ И НЕОГЕНОВЫХ ОТЛОЖЕНИИ 117 Окско-Донской равнин и ограниченное распространение на склонах Верхне-Окской возвышенности (рис. 14). Водоупорными породами являются суглинки и глины грубые, ком- коватой структуры, с примесью гальки и валунов кристаллических и осадочных пород. Эти глинистые породы обладают обычно твердой и полутвердой консистенцией. Содержание глинистых частиц в них из- меняется от 8 до 46%, пылеватых —от 35 до 78% и песчаных —от 2 до 27%. Мощность водоупорных пород изменяется от 10—15" м на северо- западе до 5—6 м на востоке описываемой территории, закономерно уменьшаясь в направлении с севера на юг. Повышение мощности наблюдается по склонам долин и в древних понижениях рельефа, где мощность днепровской морены иногда дости- I ает 30—53 м. Морена способствует накоплению вод в вышележащих московско-днепровском и местами в аллювиальных водоносных гори- зонтах. Отмечается также, что воды спорадического распространения в покровных отложениях встречаются преимущественно в местах, где сни подстилаются днепровским водоупором. Вместе с тем этот водоупор препятствует загрязнению с поверхности нижележащих водоносных юризонтов, играющих важную роль для водоснабжения. При этом относительный характер водоупора с наличием опесчаненных участков не препятствует медленному просачиванию вод в нижележащие гори- зонты, а также накоплению вод в самой морене—в опесчаненных раз- ностях валунных суглинков, линзах и прослоях песка, встречающихся внутри днепровской морены, песчаных отложениях внутриледниковых потоков, а местами в крупных отторженцах коренных пород. Воды распространены нешироко (см. рис. 14), встречаются спорадически и часто носят характер верховодки. Водопроницаемость водосодержащих пород довольно изменчива. Коэффициент фильтрации песков изменяется от 0,6 до 3,9 м!сутки, супесей — от 0,3 до 1,6 м/сутки и суглинков — от 0,004 до 0,1 м/сутки. Мощность обводненных пород изменяется в значительных преде- лах, обычно от 0,2 до 1—6 м, реже достигает 10—15 м. В местах раз- вития крупных отторженцев коренных пород мощность обводненной толщи иногда возрастает до 27—40 м. Верхним и нижним водоупорами служат относительно водонепро- ницаемые моренные суглинки и глины. Иногда нижним водоупором являются более древние четвертичные или неогеновые глины. Водоносные линзы и прослои встречаются на глубинах от 0,2 до об м в западной и от 0 до 22 м в восточной частях территории. При этом абсолютные отметки, на которых встречаются водоносные линзы, на северо-западе уменьшаются в направлении с севера на юг от 270 до 156 м. На востоке наибольшие абсолютные отметки отмечаются на склонах Среднерусской (до 225 м} и Калачской (до 200 м} возвышен- ностей, в пределах Окско-Донской равнины отметки снижаются до ’66—111 м. Воды обычно обладают местным напором до 2—6 м, но нередко они безнапорные. Отдельные водоносные линзы обычно гидравлически изолированы друг от друга, иногда образуя в вертикальном разрезе морены два-три водоносных прослоя, разделенных водонепроницаемыми породами. Ме- стами наблюдается взаимосвязь описываемых вод с московско-днепров- * На карте и разрезах показан знаком водоупора в соответствии с доминирую- щим гидрогеологическим значением днепровской морены.
ВОРОНЕЖ = = г рас- БРЯНСК ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД Рис 14, Схематическая карта пространения и обводненности днеп- ровской морены Составили Л. П. Викторова и Н И. Смирнова 1 — участки распространения морены с лин зами обводненных песчаных пород. 2 — участки распространения морены с преоб ладанием глинистых пород БЕЛГОРОД
ВОДЫ ЧЕТВЕРТИЧНЫХ И НЕОГЕНОВЫХ ОТЛОЖЕНИИ 119 ским или днепровско-окским водоносными горизонтами, а в долинах рек, врезанных в морену, — с аллювиальными водоносными горизонта- ми. Залегание водоносных линз среди глин затрудняет их питание ин- фильтрационными водами. Водоносные линзы и прослои обычно малозодообильны. Дебиты родников изменяются ог 0,001 до 0,1 л/сзк. Дебигы при откачках из колодцев составляет 0,001—0,6 л/сек, при понижениях уровня от 0,6 до 1,2 м, удельные дебиты — от 0,01 до 0,08 л/сек. Водообильность по- вышается в местах, где в морене встречаются крупные отторженцы дочетвертичных пород (скважины в районе ст. Дубровки на северо- западе территории с дебитом 0,6 л/сек), или на участках в пределах Окско-Донской равнины, где мощность внутримореииых песков увели- чивается (скважина в районе д. Шульгино на юго-западе Тамбовской области с дебитом 2,1 и 4,5 л/сек при понижениях соответственно 5 и 11,3 м). Воды преимущественно гидрокарбонатные кальциевые и магниево- /... НСО354—90 \ л кальциевые / Мо.б-о,? Mg25—38/ ’ Н° встРечаЮтся гидрокарбонат- ные натриево-кальциевые. Минерализация воды обычно составляет 0,3—0,7 г/л. Общая жесткость изменяется от 1 до 32 мг-экв, чаще воды жесткие и очень жесткие; pH воды изменяется от 6,5 до 8,2. Окисляе- мость колеблется от 0,8 до 4,4 мг кислорода на 1 л воды. Вследствие сильного загрязнения с поверхности местами встречаются сульфатные и хлоридные воды с минерализацией до 1,9—2,5 г/л и с большим со- держанием нитратов (до 487,8 мг/л). Используются воды спорадического распространения крайне огра- ниченно, копаными колодцами глубиной 10—15 м. Количество и хими- ческий состав вод изменяются в течение года. Весной наблюдается повышение уровней в колодцах и увеличение дебитов родников, а вме- сте с тем ухудшается качество воды. В сухое время года многие колод- цы пересыхают и очень медленно восстанавливают уровень. Днепровск о-о кский флювиогляциальный водо- носный горизонт (fglQi-nok — dn) приурочен к нерасчлененному комплексу флювиогляциальных и озерно-ледниковых отложений вре- мени наступания днепровского и отступания окского ледников, озерно аллювиальным отложениям лихвинского межледниковья и аллювиаль- ным древнечетвертичным отложениям. К этому же горизонту отнесены обводненные флювиогляциальные отложения времени наступания ок- ского ледника, имеющие незначительное распространение и сходные с перечисленными выше отложениями по условиям залегания. Водоносный горизонт распространен на северо-западе и востоке описываемой территории, в пределах Придеснинской и Окско-Донской равнин, где он, выполняя древние погребенные впадины и долины, выполаживает дочетвертичную эрозионную поверхность. На западе он распространен преимущественно в погребенных долинах (прарек Дес- ны, Судости, в районе ст. Сещи), на востоке приурочен к широкой древней лобжине, которой в современном рельефе отвечают долины Воронежа, Битюга, Становой Рясы и их междуречья, а также протяги- вается в виде полос вдоль долин рек Вороны, Хопра и верхнего течения Дона. Водовмещающими породами являются пески разиозернистые, ме- стами глинистые, слоистые, с прослоями суглинков и глин. Коэффи- циент фильтрации разнозернистых песков изменяется от 2,7 до 28 м/сутки. Иногда горизонт разделен слоями глин и суглинков на не-
120 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД сколько водоносных пластов, а в древней долине близ ст. Сещи глины окской морены делят его на два водоносных подгоризонта. Мощность водоносного горизонта не превышает обычно 0,5—5,0 м на водораздельных участках древнего рельефа и достигает 10—40 м п даже 73 м (район ст. Сещи) в погребенных долинах. Часто мощность водоносного горизонта резко изменяется на небольших расстояниях вследствие фациального замещения песков глинами Отмечается общее увеличение мощности горизонта в северном направлении. Водоупорной кровлей служат суглинки днепровской морены, а местами, при ее отсутствии, глинистые разности покровных и аллюви- альных отложений. Нижний водоупор развит не повсеместно. На отдельных участках водоупором служат дочетвертичные глины — юрские и неокомские на северо-западе и преимущественно верхнеплиоценовые, реже неокомские, тульские, малевские и верхнедевонские на востоке описываемой тер- ритории. Глубина залегания водоносною горизонта изменяется от 0 до 60,7 м, обычно составляя 12—15 м. Наибольшие глубины (30—60 м) отмечаются в пределах погребенных долин. Абсолютные отметки кров- ли водоносного горизонта изменяются от 220 до 75 м, закономерно уменьшаясь в направлении с севера на юг и от древних водоразделов- к погребенным долинам. Статические уровни воды устанавливаются на глубинах от 1 до 10 м, реже до 21 л! при изменении абсолютных отметок от 220 до 128 м на северо-западе и от 205 до 90 м на востоке территории, с общим сни- жением их с севера на юг. Воды днепровско-окского горизонта обычно напорные, с величиной напора преимущественно 3—7 м. В отдельных случаях напор увеличи- вается до 17—42 м (в районе ст. Дубровка Брянской области). Боль- шие напоры наблюдаются чаще в пределах погребенных долин. Горизонт, как правило, связан с нижележащими неогеновыми водо- носными горизонтами на востоке описываемой территории и меловыми, юрскими и девонскими на западе, там, где погребенные долины вреза- ются в отложения этого возраста. Взаимосвязь с вышележащими чет- вертичными водоносными горизонтами имеет место реже, так как они отделены обычно днепровской мореной. Водообильность горизонта изменчива. Дебиты скважин изменяются от 0,004 до 13,8 л!сек при понижениях от 2 до 9 м (удельные дебиты от 0,001 до 3,3 л!сек, обычно — 0,1—2 л/сек). Дебиты родников изме- няются от 0,05 до 0,2 л!сек. Повышенная водообильность горизонта от- мечается в пределах погребенных долин (табл. 3, скв. на ст. Дубров- ка и др.) и в нижией части разреза вследствие преобладания здесь грубозернистых песков, гальки и гравия. По химическому составу воды преимущественно гидрокарбонатные / .. НСО, 42—92 \ кальциевые ( M3i_o9---5----- и магниево-кальциевые, иногда встре- \ ’ ’ Са 60—87 ) чаются гидрокарбонатно-хлоридные натриево-кальциевые. Общая минерализация обычно не превышает 0,3—0,5 г[л, в ред- ких случаях повышается до 2,4—3,5 г/л в результате подтока вод из нижележащих горизонтов. Воды преимущественно мягкие и умеренно жесткие, реже очень жесткие; общая жесткость изменяется от 0,4 до 6.6 мг-экв. иногда до 15,5—32,4 мг-экв. Повышенная жесткость наблю- дается на участках взаимосвязи с водами глубоких горизонтов. Кон- центрация водородных ионов (pH) изменяется от 6,5 до 8,2,- обычно составляя 7,0—7,4.
ВОДЫ ЧЕТВЕРТИЧНЫХ И НЕОГЕНОВЫХ ОТЛОЖЕНИИ 121 Таблица 3 Общая характеристика условий залегания и водообилыюсти днепровско-окского водоносного горизонта Районы и пункты Водосодержа - щие породы Кровля, м Мощность, м Статический уровень, м 1 1 Напор, м Дебнт, л[сек । Удельный де- । бит, л/сек Глу- бина Абс отм Глуби- на Абс. отм. Брянская обл., ст. Дуб- ровка Пески с гра- вием и галь- кой 60,4 135,6 23,5 17,8 178,2 42,6 8,7 1,6 Воронежская обл., в 20 км к западу от г. Ост- рогожска (с. Касьяново) Пески мелко- зернистые 46,0 137,1 34,0 43,5 139,6 2,5 1,5 0,11 Воронежская обл., в 30 км к северу от г. Эртиля (д. Николо-Сергиевка) Пески разио- зернистые 15,0 127,0 8,8* 9,5 132,5 5,5 1,4 0,24 Тамбовская обл , в 30 км к западу от г. Соснов- ки, клх. «Коминтерн» Пески средне- зернистые 29,8 137,5 10,7 22,5 144,9 7,3 1,9 0,1 * Пройденная мощность. В санитарном отношении воды вполне пригодны для питьевого снабжения, отличаются хорошим качеством и редко подвергаются по- верхностному загрязнению. Содержание нитратов в воде незначитель- ное, обычно не превышает 0,3—0,7 мг!л, хотя в отдельных случаях оно повышается до 30 мг/л и даже до 263 мг!л, что объясняется анти- санитарным содержанием водозаборов. Окисляемость по кислороду из- меняется ^пределах от 1,3 до 9,9 мг/л. Водоносный горизонт в качестве самостоятельного источника водо- снабжения используется крайне редко — единичными скважинами в Брянской и Тамбовской областях и копаными колодцами глубиной от 2 до 25 м. Обычно он эксплуатируется совместно с неогеновыми водо- носными горизонтами в пределах Придеснинской равнины и меловыми или девонскими горизонтами на северо-западе описываемой территории. Питание, разгрузка и режим подземных вод четвертичных отло- жений тесно связаны с метеорологическими и гидрологическими фак- торами. Питание первых от поверхности земли водоносных горизонтов происходит в пределах всей области их распространения за счет ин- фильтрации атмосферных, главным образом талых снеговых вод. Это питание местами дополняется перетеканием из других водоносных го- ризонтов: грунтовых, расположенных гипсометрически выше, и напор- ных, .залегающих более глубоко. Современный аллювиальный горизонт на заливаемых участках поймы питается паводковыми водами. Днепровско-окский водоносный горизонт получает питание за счет вод, просачивающихся из вышележащих четвертичных горизонтов и пе- ретекающих из более древних водоносных отложений. Разгрузка вод четвертичных отложений происходит в долинах рек, балках н оврагах либо непосредственно в русла, либо в виде родников и мочажин на склонах, а также путем перетекания из одних водонос- ных горизонтов в другие, расположенные гипсометрически ниже. Уклон грунтового потока от водоразделов к долинам составляет от 0,004 до 0,02. На водораздельных участках местами воды четвертичных отложе- ний переливаются в нижележащие водоносные горизонты. На площа-
122 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД дях близкого залегания к поверхности грунтовые воды летом расхо- дуются на испарение и транспирацию растений. Режим подземных вод четвертичных отложений* характеризуется значительными изменениями в течение года уровней и температуры, в меньшей степени — общей минерализации и химического состава воды. Наименьшие колебания характерны для днепровско-окского водонос- ного горизонта, особенно в пределах погребенных долин, там, где он залегает наиболее глубоко. Колодцы, эксплуатирующие здесь этот го- ризонт, отличаются сравнительно устойчивыми дебитами и уровнями. В зависимости от преобладающего влияния гидрологических или метеорологических факторов режим вод четвертичных отложений до- вольно четко подразделяется на два типа (по Г. Н. Каменскому): при- брежный и водораздельный. Прибрежный тип (или «гидрологический подтип», по А. А. Коно- плянцеву и др., 1963) характеризуется режимом грунтовых вод, при котором изменения их уровня, температуры и минерализации в наи- большей степени связаны с колебаниями уровня поверхностных вод, и •свойствен для современного, в меньшей степени верхне-среднечетвер- тичного аллювиальных водоносных горизонтов. На основании наблюдений по скважинам, расположенным в доли- нах рек Дона, Свапы, Усожи, Тускари, Полной, Сейма, Курочки, Се- верского Донца, Ворсклы и Оскола, весенний подъем уровня грунтовых вод в пределах поймы и надпойменных террас в непосредственной бли- зости от русел происходит резко в течение нескольких дней. Максимум уровня по времени совпадает с пиком паводка, а по высоте близок к нему. В отдельные годы подъем уровня грунтовых вод достигает 3,5 м, обычно составляя 1,5—2,5 м. Понижение уровня грунтовых вод начинается одновременно со спадом воды в реке. В общем реки ока- зывают влияние на колебание уровня грунтовых вод аллювиальных отложений на расстоянии до 2,5—3 км, но с удалением от реки ампли- туда весеннего повышения уровня грунтовых вод обычно уменьшается от 1,0—1,8 до 0,1—0,3 м, при этом максимум уровня грунтовых вод отстает во времени от максимума уровня реки, но начало повышения уровня грунтовых вод во всех наблюдательных скважинах створа обыч- но совпадает с началом речного паводка. С окончанием паводка (как правило, в конце мая) наблюдается сначала быстрое, а затем постепенное понижение уровня грунтовых вод, которое продолжается почти до конца августа. Амплитуда этого понижения изменяется от 1,5—2,5 м и даже 3,5 м вблизи рек до 0,1 — 0,3 м в удалении от них. В течение осени наблюдаются незначитель- ные (0,1—0,2 м) колебания уровня воды, связанные с выпадением ат- мосферных осадков. В зимнее время в отдельных скважинах фикси- руется небольшое повышение уровня, которое объясняется промерза- лием почвы и возникновением местных напоров. Температура грунтовыт вод аллювиальных отложений на поймах рек весной, во время усиленной инфильтрации паводковых вод, пони- жается до 2—3°, а на остальной площади она изменяется в течение всего года в пределах 8—10° и лишь на участках с малой мощностью зоны аэрации иногда повышается летом до 15°. В пределах пойменных террас в весеннее время наблюдается так- же понижение общей минерализации грунтовых вод, связанное со зна- чительным их разбавлением паводковыми водами. На других участках изменения минерализации воды в течение года незначительны. К се- * Характеристика режима подземных вод даиа В. А. Коробейниковым (редактор -М. Р. Никитин).
ВОДЫ ЧЕТВЕРТИЧНЫХ И НЕОГЕНОВЫХ ОТЛОЖЕНИИ 123 редине августа по всем скважинам наблюдается некоторое постепенное повышение минерализации грунтовых вод аллювиальных отложений, связанное с летним испарением Амплитуда годовых колебаний общей минерализации грунтовых вод в течение всего периода наблюдений со- ставляет 0,2, редко 0,3 г/л, химический тип воды при этом, как пра- вило, остается без изменения. Водораздельный тип режима грунтовых вод (или водораздельный н склоновый его виды, по А. А. Коноплянцеву и др., 1963) наиболее детально может быть охарактеризован по данным многолетних наблю- дении в Каменной степи (Воронежская область). Здесь наблюдения на участках водоразделов и их склонов ведутся за грунтовыми водами в покровных суглинистых отложениях, образующих также и зоны аэра- ции Воздействия метеорологических факторов на колебания уровня и температуры грунтовых вод в большой степени зависят от мощности и строения покровных образований. Суточные колебания уровня грунтовых вод в течение большей ча- сти года обычно не превышают 1 см, но в весенний период (март — май), когда происходит усиленная инфильтрация, увеличиваются до 3—4 см Летом уровень воды в течение дня снижается и занимает ми- нимальное положение в 18—20 ч, а за ночь обычно восстанавливается. Это можно объяснить усиленным расходом грунтовых вод на испаре- ние и транспирацию в дневное время и их конденсационным питанием ночью. Осенью, зимой и весной подобных колебаний не наблюдается, •и суточный график фиксирует только либо общее снижение уровня воды, либо его повышения. Заметное влияние на суточные колебания уровня в наблюдательных скважинах оказывает барометрическое дав- ление, причем высокому давлению воздуха соответствует низкое поло жение уровня, падение давления вызывает повышение уровня При сравнении амплитуды средних за месяц суточных колебаний уровня грунтовых вод с месячными суммами атмосферных осадков, средними месячными величинами температуры и дефицита влажности воздуха ясной связи между ними не обнаруживается В годовом ходе колебаний уровня и температуры грунтовых вод можно выделить четыре характерных периода, соответствующие се- зонам года. Весенний период обычно длится с середины марта до середины июня Наступление его совпадает с началом интенсивного таяния снега, что вызывает интенсивную инфильтрацию и повышение уровня грунто вых вод с понижением их температуры Дружная весна сопровождается резким повышением уровня грунтовых вод и понижением их темпера- туры (1956, 1957 и 1958 гг), а затяжная весна с заморозками задержи- вает снеготаяние и замедляет повышение уровня и снижение темпе ратуры грунтовых вод (1959 и 1961 гг.). На участках близкого к поверхности залегания уровня грунтовых вод (мощность зоны аэрации менее 1,5 м)* весеннее его повышение начинается одновременно с таянием снега либо с очень небольшим за- паздыванием В годы с большим запасом воды в снеге уровень грун- товых вод достигает поверхности земли. Интенсивность повышения уровня грунтовых вод изменяется от 1 до 4 см(сутки При этом весен- ние заморозки замедляют повышение уровня. Температура грунтовых вод перед началом весеннего периода на рассматриваемых участках с малой мощностью зоны аэрации зависит от средней за зиму температуры воздуха. Так, в 1958 г. средняя тем- Здесь и далее имеется в виду средняя за год мощность зоны аэрации
124 характеристика подземных вод пература воздуха января — марта была равна минус 11,6°, а грунто- вых вод около 6°, в 1959 г соответственно минус 5,5 и более 7° Начало понижения температуры грунтовых вод обычно совпадает с началом снеготаяния Минимум температуры грунтовых вод (1—3°) наблю- дается обычно в апреле, сдвигаясь в годы с холодной и затяжной вес- ной на начало мая, а при ранней и теплой весне — на конец марта. Выпадение обильных дождей весной останавливает понижение темпе- ратуры грунтовых вод, а затем повышает На участках с мощностью зоны аэрации 1,5—4,0 м с наступлением положительных температур воздуха также наблюдается быстрый подъем уровня грунтовых вод, наиболее интенсивный при глубине их залегания до 2—2,5 jh. Средняя многолетняя величина весеннего повышения уров- ня воды равна здесь 1—3 м, а интенсивность повышения уровня состав- ляет в среднем 1—4 см/сутки Температура грунтовых вод перед нача лом снеготаяния находится в пределах 7—8°, а ее понижение начинается вместе с инфильтрацией талых вод Минимальная температуры (2—5°) бывает в апреле и мае Последующее ее повышение связано с прогре- вом зоны аэрации и совпадает с началом снижения уровня грунтовых вод На участках с мощностью зоны аэрации более 4 м весеннее повы- шение уровня грунтовых вод изменяется от нескольких сантиметров до 1.5—2,0 м Максимальные уровни удерживаются здесь более продол жительное время, чем на участках с меньшей мощностью зоны аэрации Средняя интенсивность повышения уровня грунтовых вод составляет преимущественно от 0,5 до 2 см/сутки, иногда достигает 4 см/сутки и более, а при глубине залегания грунтовых вод более 6 м не превышает 0,5 см!сутк.и. Предвесенняя температура грунтовых вод на этих участ- ках наиболее высокая (7—8,5°), и даже значительное повышение уров- ня грунтовых вод в весеннее время вызывает лишь небольшое ее сни- жение — до 5—6° Летний период, как правило, продолжается с середины июня до середины сентября Уровень грунтовых вод, достигнув максимума в весенний период, в летнее время снижается При этом для участков с мощностью зоны аэрации менее 1,5 и характерно, в общем, плавное снижение уровня, на фоне которого в некоторые годы (1958 г) наблю- дается незначительное повышение, связанное с выпадением атмосфер- ных осадков Снижение уровня, вызываемое усиленным внутригрунто вым испарением, за летний период (три-пять месяцев) составляет от 1 до 1,7 см.)сутки, при средней его интенсивности от 0,6 до 1,5 с ч! сутки При этом за значительным весенним подъемом следует интенсивное снижение уровня (1926, 1958, 1960, 1961 гг), а за небольшим подъ емом — плавный спад уровня На площадях с мощностью зоны аэрации 1,5—4,0 м снижение уров- ня грунтовых вод с апреля по август — сентябрь составляет в среднем 1—3 м В годы с сухой весной смена повышения уровня спадом проис- ходит резко. Когда же весной осадков выпадает больше нормы, высокий уровень грунтовых вод удерживается около месяца, и снижение его происходит плавно Средняя интенсивность снижения уровня изменяется обычно от 0,2 до 1 см!сутки и до 2 см!сутки на юго-западе Каменной Степи На участках наиболее глубокого (более 4 м) залегания грунто- вых вод максимум их уровня наблюдается обычно в течение одного-двух месяцев и плавно переходит к летнему снижению, суммарная величина которого изменяется от нескольких сантиметров до 1—2 м Наиболее интенсивное снижение начинается обычно в июне — июле и заканчи- вается в сентябре — октябре Влияние летних осадков на изменение уровня грунтовых вод обычно не сказывается Средняя интенсивность
ВОДЫ ЧЕТВЕРТИЧНЫХ И НЕОГЕНОВЫХ ОТЛОЖЕНИИ 125 снижения уровня на большей части площади составляет 0,5—1 см/сутки. а на участках, где мощность зоны аэрации превышает 5—6 м, изме- няется от 0,1 до 0,5 см/сутки. Наиболее значительное повышение температуры грунтовых вод в летний период наблюдается на участках с мощностью зоны аэрации до 0,5 м; здесь температура воды в июле достигает 12—13°. При глубине залегания воды 1—1,5 м она повышается только до 8—9° (в августе). Изменение температуры грунтовых вод происходит скачкообразно в зависимости от колебаний температуры воздуха. На участках с мощностью зоны аэрации 1,5—4,0 м температура веды за лето плавно повышается на 3—5°, достигая максимального значения 7—9° обычно в августе — сентябре. Наконец, при мощ- ности зоны аэрации более 4 м темпера тура воды в течение лета возрастает все- го лишь на 1—2°. С началом осеннего периода (ав- густ— октябрь) совпадает минимальное годовое положение уровня грунтовых вод,- в середине декабря наступает зим- ний период. На участках с наименьшей мощностью зоны аэрации изменение уровня грунтовых вод в осенний период зависит главным образом от погодных условий предшествующего лета. Так, значительное выпадение осадков в виде дождей в августе вызывает плавное по- вышение уровня в сентябре, но обычно не более чем на 15—20 см. В годы со значительным летним снижением уровня грунтовых вод осенние осадки не вызы- 262г I П ШШЧ Н1ШЧШ1Х. I ЮТ Рис 15 Графики годового изме нения среднемесячных уровней грунтовых вод в зависимости от глубины их залегания Составил В А Коробейников вают его повышения, так как полностью расходуются на насыщение влагой грунтов зоны аэрации, и не достигают водоносного горизонта. Для участков с мощностью зоны аэрации 1,5—4,0 м характерны лишь незначительные изменения уровня в осеннее время. Благодаря выпадению дождей и уменьшению расхода влаги на транспирацию в сентябре прекращается снижение уровня воды, и октябрь — ноябрь характеризуются слабым (0,3—0,5 м) его повышением. При мощности зоны аэрации более 4 м в осенний период продолжается начавшееся летом снижение уровня, на которое не оказывают влияние даже значи- тельные атмосферные осадки. Отсутствие значительных колебаний уровня грунтовых вод осенью приводит к стабилизации температуры воды. На участках с мощностью зоны аэрации менее 1,5 м температура грунтовых вод еще зависит от температуры воздуха и изменяется обычно в пределах, 10—12°. Выпаде- ние обильных осадков вызывает здесь понижение температуры воды до 8—9°. На остальной площади температура грунтовых вод продол- жает повышаться, достигая к концу осени (октябрь или начало ноября) 8-—9,5° на участках с мощностью зоны аэрации 1,5—4,0 м и 6—8° на участках с мощностью зоны аэрации более 4 м, отличаясь от темпера- туры летнего периода всего лишь на 0,5°. Зимний период длится с декабря по март. В это время влияние климатических факторов сказывается еще меньше, чем в осенний пе- риод. Лишь наиболее обильные осадки, выпавшие поздней осенью, при-
126 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД водят к незначительным колебаниям уровня грунтовых вод на участках с мощностью зоны аэрации 1,5—4,0 м и совсем не сказываются при ее мощности более 4 м. Оттепели, наблюдающиеся в январе — феврале, вызывают кратковременные повышения уровня грунтовых вод, обычно до 0,25 Л!, а в отдельные годы до 0,3—0,5 м, также лишь на участках, где зона аэрации не превышает 4 м. подъем уродня, м Рис. 16. Зависимость ве- личины весеннего подъема уровня грунтовых вод от мощности зоны аэрации (1961 г.). Составил В. А. Коробейников В лесных полосах: / — посадки 1893—1920 гг.: 2 — посадки 1945— 1960 гг.: 3 — на полянах среди лесных полос. 4 — в степи Спад уродня, м Рис. 17. Зависимость величины летне-осеннего спада уровня грунтовых вод от мощности зо- ны аэрации (1961 г.). Составил В. А. Коробейников В лесных полосах: 1 — посадки 1893— 1920 гг.; 2— посадки 1945—1960 гг.- 3— на полянах среди лесных полос; 4 — в степи В результате зимнего промерзания почвы и постепенного охлаж- дения зоны аэрации температура грунтовых вод также постепенно пони- жается. При мощности зоны аэрации менее 1,5 м температура грунто- вых вод начиная с ноября плавно понижается в среднем на 1° в месящ и в конце зимы опускается до 5—6°. Общее снижение температуры- сопровождается небольшими ее повышениями во время оттепелей. При- мощности зоны аэрации 1,5—4,0 м характерно понижение температуры- воды в течение зимы всего лишь на 2—3°; при большей глубине зале- гания грунтовых вод их температура зимой почти не изменяется. Характерные кривые средних месячных уровней и температуры грун- товых вод, залегающих на различных глубинах, приведены на рис. 15—
ВОДЫ ЧЕТВЕРТИЧНЫХ И НЕОГЕНОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ 127 21, где хорошо видны зависимости от мощности зоны аэрации общего характера колебаний уровня и температуры, их амплитуды и время наступления максимума. Колебания уровня грунтовых вод в общих чертах повторяют сезон- ные изменения всего комплекса метеорологических элементов. Весенний период характеризуется усиленной инфильтрацией и пополнением запа- сов грунтовых вод. В летний период происходит расходование грунтовых гедпдая амплитуда, м Рис. 18. Зависимость годовой амплитуды уровня грунто- вых вод от мощности зоны аэрации (1961 г). Составил В. А. Коробейников 6 лесных полосах 1 — посадки 1903—1920 гг 2 — посадки 1945— 1960 гг , 3 — на полянах среди лес- ных полос. 4 — в степи Рис. 19. Графики изменения тем- пературы грунтовых вод Соста- вил В. А. Коробейников Средняя годовая глубина залегания уровня грунтовых вод в наблюдатель- ных скважинах /—4.66 м (скв 43); 2 — 5.0 м (скв 75). 3 — 1,41 м (скв 209), 4— 2.28 м (скв 82), 5 — 0,68 м (Скв 213) вод на испарение вследствие высоких температур воздуха и на транс- пирацию растительностью. Осенний и зимний периоды в связи с малым значением в рассматриваемых условиях подземного стока отли- чаются незначительными изменениями уровня. Температура грунтовых вод в течение года изменяется под влия- нием колебаний температуры воздуха, инфильтрации талых вод в ве- сеннее время и в зависимости от мощности зоны аэрации, которая в связи с колебаниями уровня грунтовых вод также изменяется в значи- тельных пределах как за год, так и за многолетний период. Годовые колебания температуры грунтовых вод, так же как и колебания их уров- ня, достаточно четко увязываются с основными сезонами года. Отчетли- во прослеживается обратная связь между амплитудой колебания тем- пературы грунтовых вод и мощностью зоны аэрации (табл. 4), а кри- вые изменений температуры воды в общих чертах являются зеркальным отображением кривых уровня грунтовых вод. Средняя годовая темпе- ратура грунтовых вод при глубине залегания водоносного горизонта
128 ХАРЛК'1 ЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД Таблица 4 Зависимость температуры грунтовых вод от мощности зоны аэрации Мощность зоны аэрации, м Температура грунтовых вод, С Средняя годовая амплитуда темпе ратуры грунтовых вод, сС средняя годовая максималь- ная минималь- ная До 1,5 8,3 13,0 3,1 9,1 1,5—4,0 7,5 8,6 5,5 3,3 4,0—6,0 7,7 8,5 6,8 1,8 Бол е 6,0 7,4 8,0 7,0 0,9 Рис. 20. Типы годовых копебаний уровня грунтовых вод. Составил В. А. Ко- робейников I — средний месячный уровень грунтовых вод 2 — средняя месячная сумма атмосферных осадков, 3 — средняя месячная температура воздуха; 4— относительная влажность воздуха более 1,5 м близка к средней годовой температуре воздуха, а при мень- ших глубинах незначительно ее превосходит (см. рис. 19). Анализ кривых колебаний уровня грунтовых вод с учетом соотно- шения величин весеннего подъема и летнего спада позволяет выделить три типа годовых изменений уровня грунтовых вод (см. рис. 20). В пер- вом из них весеннее повышение уровня больше последующего сниже- ния (положительный годовой баланс уровня). Этот тип колебаний наблюдался в 1915, 1916, 1Э19, 1925, 1927, 1928, 1933, 1940, 1942,
ВОДЫ ЧЕТВЕРТИЧНЫХ И НЕОГЕНОВЫХ ОТЛОЖЕНИИ 129 1948, 1952, 1954, 1958 и 1960 гг. В качестве примера на рис. 20 даны кривые за 1958 г. (сумма атмосферных осадков 533 мм, средняя годо- вая температура воздуха 5,3°), для которого характерны качественно одинаковые изменения уровня грунтовых вод во всех наблюдательных скважинах. Второй тип годовых изменений уровня грунтовых вод, при котором весеннее повышение его меньше последующего снижения (отри- Рис. 21. График зависимости амплитуды колеба- ния уровня грунтовых вод от средней годовой глубины залегания уровня Составил В А Ко- робейников В лесных полосах 1 — посадки 1893—1920 гг , 2 — посаДЕ^и 1945—1960 гг, 3 — на полянах среди лесных полос. 4 — в степи нательный годовой баланс уровня), наблюдался в 1917—1918, 1920— 1924, 1930, 1932, 1934—1939, 1944, 1946—1947, 1949—1951, 1959 и 1961 гг. В качестве примера (рис. 20) выбран 1950 г. (сумма атмо- сферных осадков 373 мм, температура воздуха 5,1°). Третий тип годо- вых изменений уровня грунтовых вод с весенним повышением его, рав- ным последующему снижению («нулевой» годовой баланс уровня), иллюстрируется на рис. 20 кривыми за 1956 г. (сумма атмосферных осадков 400 мм, средняя годовая температура воздуха 3,8°). Он наблю- дался также в 1929, 1943, 1945 и 1957 гг. Более детальный анализ многолетних данных о режиме грунтовых вод в сопоставлении с изменениями метеорологических элементов пока- зывает, что годовые изменения уровня грунтовых вод обнаруживают закономерную многолетнюю направленность, что подробно будет рас- смотрено ниже. ВОДЫ НЕОГЕНОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ Неогеновый водоносный комплекс (N) в двух основных районах своего распространения — восточном и юго-западном — представлен существенно различными по происхождению, составу и условиям зале- гания обводненными отложениями, образующими две территориально
130 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД разобщенные водоносные толщи с разными гидрогеологическими харак- теристиками. На востоке в пределах Окско-Донской равнины водоносный комп- лекс имеет очень широкое распространение (рис. 22), сложное строение, приурочен к озерно-аллювиальным, а местами (на юго-востоке) к ла- Рис. 22. Схема гидроизогипс неогенового водоносного комплекса и изолиний по- дошвы неогеновых отложений в пределах Окско-Донской низины. Составили Л. П. Викторова, Н. И. Смирнова (изолинии подошвы неогеновых отложений по В. М. Смольянинову и В. Н. Мирошникову) / — гидроизогипсы неогенового водоносного комплекса. Абсолютные отметки подошвы неогеновых отложений 2—120, 3— 120—80, 4 — 80—40, 5 — <40, 6 — площади, на которых неогеновый водонос- ный комплекс отсутствует, 7 — граница территории, описываемой в настоящем томе
ВОДЫ ЧЕТВЕРТИЧНЫХ И НЕОГЕНОВЫХ ОТЛОЖЕНИИ 131 гунно-морским отложениям плиоцена и миоцена (усманские, кривобор- ские, ламкинские и горелкинские слои), выполняющим сеть глубоко врезанных древних долин. Водовмещающими породами служат пески обычно крунозернистые в нижней части разреза и мелко- и тонкозернистые в его верхней части. На западе Окско-Донской равнины, в пределах кривоборской погребен- ной долины, пески преимущественно крупнозернистые. Местами водо- носный комплекс разделен прослоями глин и суглинков на несколько водоносных горизонтов или подгоризонтов (табл. 5). Таблица 5 Общая характеристика условий залегания и водообильности неогенового водоносного комплекса в пределах Окско-Донской равнины Районы и пункты Водосодер- жащие породы Кровля, м Мощность, м Статический уровень, м Напор, м Дебит, л!сек. Удельный дебит, л{сек 1 Глубина Абс. отм. Глубина Абс. отм. Тамбовская обл., в 20 км к юг-юго-западу от г. Мичуринска Пески разно- зернистые 11,0 134,0 24,0* 9,3 135,7 1,7 2,5 3,4 Тамбовская обл., в 50 км к за- паду от г. Котовска Супесь мелкозерни- стая 13,0 139,8 30,0* 13,0 139,8 — 2,5 1,8 Тамбовская обл., в 50 км к востоку от г. Эртиля Пески мелко- зернистые 53,0 79,0 37,0 25,0 107,0 28,0 4,0 0,33 Тамбовская обл., в 12 км к во- стоку от г. Чаплыгина Пески разно- зернистые 18,0 140,0 18,0* 18,0 140,0 — 2,5 0,28 Воронежская обл., в 10 км к юго-востоку от г. Воронежа То же 30,0 80,2 20,6 16,1 94,1 13,9 1,4 0,23 Воронежская обл., в 40 км к се- веру от г. Боброва Пески мелко- и средне- зернистые 57,0 98,4 13,0 57,0 98,4 — 2,8 0,40 Воронежская обл., в 25 км к юго-востоку от г. Нововоро- нежского То же 59,2 90,8 8,4 40,7 99,3 18,5 2,0 2,5 Воронежская обл., в 65 км к северо-востоку от ст. Таловая Пески тонко- зернистые 63,5 80,5 14,0 46,0 98,0 17,5 1,3 0,11 Воронежская обл., в 35 км к востоку от г. Краснолесья Пески средне- зернистые 41,0 127,6 20,0 40,0 128,6 1,0 1,7 0,38 * Пройденная мощность. Коэффициент фильтрации водовмещающих песков колеблется в пределах от 3,8 до 60 м/сутки. Для крупнозернистых и разнозернистых песков он изменяется от 10 до 60 м/сутки., обычно составляя 15— 20 м/сутки, а для мелкозернистых — от 0,8 до 9,5 м/сутки с преобла- дающими значениями 4—6 м/сутки. Мощность водоносного комплекса на большей части территории изменяется от 1 —10 до 30—40 м, увеличиваясь к югу до 51 м в районе г. Георгиу-Деж и до 62 м в районе г. Борисоглебска. Глубина залегания комплекса возрастает к югу и колеблется в пре- делах от 5 до 96 м, при абсолютных отметках от 153—130 м на севере
132 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД до 90—67 м на юге. Глубина залегания статического уровня изменяется от I до 80 м, при абсолютных отметках, снижающихся к югу от 175 до 77 м (см. рис. 22). Воды преимущественно напорные. Величина напоров изменяется от 1,5 до 50 м, увеличиваясь в осевых частях древних долин. Водоупорной кровлей на разных участках служат верхнеплиоцено- вые глины и суглинки, озерные глины лихвинского межледниковья, ва- лунные суглинки днепровской морены и местами глинистые прослои в аллювиальных и флювиогляциальных отложениях. Нижний водоупор развит не повсеместно. На отдельных участках он представлен глинис- тыми породами неоком-апта, а на глубоких отрезках древних долин — глинистыми породами юры и верхнего девона. В местах отсутствия водоупорной кровли комплекс взаимосвязан с флювиогляциальным днепровско-окским, современным и верхне-сред- нечетвертичным аллювиальными водоносными горизонтами. Отсутствие выдержанного нижнего водоупора способствует взаимосвязи данного комплекса с сеноман-альбским на востоке, апт-неокомским в централь- ной части, юрскими и верхнедевонскими водоносными горизонтами на западе и северо-западе Окско-Донской равнины. Питание водоносного комплекса осуществляется преимущественно за счет подтока вод из перечисленных выше водоносных горизонтов, в меньшей степени за счет инфильтрации атмосферных осадков, которое затруднено вследствие широкого развития водоупорных пород в кровле горизонта. Комплекс дренируется крупными речными долинами, изредка наиболее глубокими оврагами и балками, где образует в таких случаях родники (водораздел рек Польного Воронежа и Челнавой). Комплекс в целом характеризуется довольно высокой водообильно- стью. Дебиты скважин изменяются от 0,03 до 10 л/сек., обычно состав- ляя 1—2 л/сек при понижениях от 1 до 13 м (удельные дебиты от 0,03 до 10,5 л/сек). Наиболее водообильны крупнозернистые кривоборские (древняя долина Дона — Воронежа, междуречье Польного Воронежа и Цны) и усманские (междуречье Матыры, Усмани и Битюга) пески. Значительно менее водообильны мелко- и тонкозернистые'или глинистые ламкинские (древняя долина на востоке территории) и горелкинские пески. На северо-западе Окско-Донской равнины с сильно расчлененным рельефом водообильность комплекса снижается в связи с его дрениро- ванностью. Дебиты родников здесь не превышают 0,001—0,1 л/сек. Водообильность комплекса существенно зависит также от наличия водоупорных кровли и подошвы. В местах, где неогеновый комплекс сообщается с нижележащими или вышележащими горизонтами, дебиты скважин нередко увеличиваются до 20—30 л/сек при понижении уровня на 1—2 м (удельные дебиты 10—17 л/сек., иногда до 27 л/сек). Воды преимущественно пресные (общая минерализация 0,2— 0,9 г/л), по химическому составу гидрокарбонатные кальциевые НСО370 —95 SO40—17 Cl 0 — 7 \ ( Мл,9-0,----=---------------------- , иногда натриево-кальциевые \ ’ Са 57—78 Mg 18-24 Na 0—20 / (Мо,4-о,я ---------НСО384—87-----------\ или магниево-кальциевые \ Са 47—53 Na 26—33 Mg 19—22 J (M0,6-n,8 ---HCO3 62—90 Cl 0—4---д^енее минерализованные воды \ Ca 45-65 Mg 26—41 Na 0—14 / встречаются при благоприятных условиях водообмена, например в кривоборских песках, залегающих на известняках девона. Местами вследствие подтока высокоминерализованных вод из нижележащих горизонтов и затрудненных условий водообмена встречаются более минерализованные сульфатно-гидрокарбонатные кальциево-натриевые
ВОДЫ ЧЕТВЕРТИЧНЫХ И НЕОГЕНОВЫХ ОТЛОЖЕНИИ 133 и хлоридно-сульфатно-гидрокарбонатные магниево-натриево-кальциевые воды. Так, в усманьских песках, подстилаемых нижнемеловыми песками и глинами, встречаются слабо солоноватые воды с минерализацией 1—3,6 г!л. Воды в основном жесткие; общая жесткость изменяется от 1,28 до 14,8 мг-экв, повышаясь в местах подпитывания комплекса водами ниж- немеловых песков. Реакция воды преимущественно щелочная, иногда слабокислая (pH — от 6,9 до 8,1). Окисляемость по кислороду изме- няется от 1,7 до 8,5 мг/л. В некоторых скважинах повышенная окис- ляемость воды связана со значительным содержанием железа (от 0,7 до 5 мг/л). Местами отмечается содержание в воде аммиака (от 0,1 до 18 мг/л) и нитратов (от 1,7 до 40 мг/л), что указывает на загрязнение с поверх- ности. Однако большей частью воды не содержат аммиака и нитратов, отличаются хорошим качеством и пригодны для питьевых и технических целей. Коли-титр составляет 300—500 см3, с количеством колоний 3—6 на 1 мл. Широкое распространение, сравнительно неглубокое залегание и в большинстве случаев значительная водообильность позволяют рассмат- ривать неогеновый водоносный комплекс в пределах Окско-Донской низ- менной равнины как один из основных для водоснабжения в пределах Тамбовской, Воронежской и части Липецкой области. Воды этого комп- лекса широко используются в Воронежской и Тамбовской областях с помощью буровых скважин, а в северной части Тамбовской и Липецкой областей — копаных колодцев. Наилучшие условия для использования этого комплекса отмечаются в полосе распространения крупнозернистых кривоборских и усманьских песков в Воронежской и Липецкой областях и на юго-западе Тамбовской области, где комплекс эксплуатируется совместно с днепровско-окским флювиогляциальным горизонтом. На юге и юго-западе описываемой территории, в пределах Средне- русской и Калачской возвышенностей, неогеновый водоносный комплекс представлен только плиоценовым аллювиальным водоносным горизонтом и распространен на изолированных участках. Он сложен здесь плиоце- новыми аллювиальными песчаными отложениями высоких надпоймен- ных террас, обводненными в нижней части. Мощность горизонта вслед- ствие сильной дренированности отложений, связанной с их высоким гипсометрическим положением, незначительна и изменяется от 0,5 до 13 м (район с. Уразово Белгородской области). Водоупорной кровлей в этих районах служат покровные суглинки и глины. Нижний водоупор местами представлен киевскими глинами. На участках залегания на водопроницаемых породах пески обычно дре- нированы и только местами обводненные неогеновые пески залегают на водоносных меловых отложениях и их воды оказываются взаимосвязан- ными. Залегает горизонт на глубине от 0—12 до 56 м (район с. Больше- троицкого Белгородской области). Абсолютные отметки уровня воды изменяются от 208 до 120 м, с общим снижением в южном направлении и от водоразделов к долинам. Воды большей частью безнапорные. Очень редко отмечаются местные напоры от 2,6 м (хут. Одинцово в районе с. Волоконовки) до 8,1 м (с. Горянино Белгородской области). Питание плиоценового водоносного горизонта осуществляется в основном за счет инфильтрации атмосферных осадков; на отдельных участках горизонт связан с подпитывающими его водами верхнемело- вых отложений. Разгрузка происходит путем перелива вод плиоценовых отложений в верхне-среднечетвертичный водоносный горизонт (в местах
134 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД прислонения террас этого возраста к неогеновым террасам) или выхода на поверхность в виде родников, с дебитами от 0,1 до 3 л/сек. Макси- мальные дебиты наблюдаются на участках взаимосвязи с водами верх- немеловых отложений (родник с дебитом 3 л/сек в д. Землянки, в рай- оне с. Большетроицкого Белгородской области). По химическому составу воды гидрокарбонатные кальциевые, с минерализацией от 0,1 до 0,5 г/л, редко до 1 г/л. Общая жесткость изме- няется от 1,6 до 15,4 мг-экв, карбонатная — от 1,6 до 6,4 мг-экв. На отдельных участках горизонт подвержен загрязнению с поверхности, содержание нитратов в воде нередко достигает 300 мг/л, а аммиака — 0,2 мг/л. В связи с незначительным распространением, малыми дебитами водопунктов и загрязнением с поверхности воды аллювия плиоценовых террас крайне редко используются (только для сельского водоснабже- ния) копаными колодцами глубиной от 1,1 до 17 м, со столбом воды в них от 0,1 до 4,2 м. Приведенное выше описание неогенового водоносного комплекса указывает на наличие в его составе не менее трех водоносных горизон- тов: на востоке верхне-среднеплиоценового (усманско-кривоборского) и миоценового (ламкинско-горелкинского), а на юго-западе — плиоцено- вого. Ввиду слабой изученности этих горизонтов на гидрогеологической карте (см. прилож. II, листы 1,2) они не расчленены и показаны как еди- ный водоносный комплекс.
ГЛАВА V ВОДЫ ПАЛЕОГЕНОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ Водоносные горизонты палеогена приурочены к морским и частич- но континентальным песчано-глиннстым породам. Они распространены на юге и юго-западе описываемой территории, южнее линии г. Мглин — г. Севск — Курск—г. Щигры — г. Георгиу-Деж — ст. Таловая. Преобладание глин в средней части киевских слоев и развитие на отдельных участках в этой части разреза мергелей позволяют выделить в палеогеновых отложениях два водоносных горизонта. Водоносные по- роды палеогена, залегающие выше киевских глин, включая и водонос- ные киевские пески, объединены в полтавско-харьковский водоносный горизонт. Подстилающая этот горизонт пачка киевских глин служит водоупором, сплошность которого лишь местами нарушается наличи- ем «окон» — опесчаненных участков (см. рис. 23, 24, 25). Кроме того, глины заключают в себе прослои и линзы песков с водами спорадиче- ского распространения. Водоносные породы, подстилающие киевские глины, вместе с обводненными песками низов киевских слоев отнесены к бучакско-сумскому водоносному горизонту. Таким образом, в палео- геновых отложениях выделяются: I) полтавско-харьковский водоносный горизонт; 2) киевский водоупор с водами спорадического распространения; 3) бу чакско-сумской водоносный горизонт. Водоносные горизонты залегают на различных гипсометрических уровнях, часто выше местных эрозионных врезов, и характеризуются сильной дренированностью и слабой водообильностью. Они содержат пресные и слабо минерализованные воды, обычно грунтовые или без- напорные межпластовые. Характерной особенностью палеогеновых водоносных горизонтов является увеличение площади их распространения, мощности и глуби- ны залегания в юго-западном направлении, в сторону погружения па- леогеновых отложений. По лта в с ко-харько в с к ий водоносный горизонт (Pgzhr — pl) приурочен к полтавским и харьковским слоям нижнего миоцена и олигоцена. К этому же горизонту отнесены воды шапкинской толщи, залегающей непосредственно на полтавских отложениях, и воды киевских песков, залегающих на одновозрастных глинах (рис. 23). Водоносный горизонт распространен на водораздельных участках, главным образом в южной части Среднерусской возвышенности (рис. 24), где залегает первым от поверхности. Водовмещающими породами служат преимущественно пески и пес- чаники, в меньшей степени алевриты и супеси. Характерно преоблада- ние в верхней части разреза хорошо отмытых и отсортированных пе- сков. В нижней части горизонта пески часто глинистые (содержание песчаных фракций от 50 до 97%, пылеватых от 2 до 48% и глинистых
I 75 t Рис. 23. Гидрогеологические разрезы (I, II, III) палеогеновых водоносных гори- зонтов. Составили Л. П. Викторова и Н. И. Смирнова Литологический состав водовмещающих пород: 1 — пески; 2 — глины; 3 — песчаники; 4 — опоки; 5 — мел; 6 — мергели; 7 — алевриты. Уровни водоносных горизонтов: 8 — полтавско-харьковского; 9 — бучакско-сумского; 10 — маасгрихт-туроиского; 11 — индекс водоносного горизонта
ВОДЫ ПАЛЕОГЕНОВЫХ ОТЛОЖЕНИИ 137 до 10%) с прослоями алевритов, трепеловидных глин, опоковидных и кремнистых песчаников. Коэффициент фильтрации водовмещающих пе- сков изменяется от 0,03 до 5,4 м!сутки. Мощность горизонта варьирует от 0,7 до 35 м, обычно составляя 1—5 м. Характерно увеличение мощности в юго-западном направлении, с некоторым увеличением от долин в сторону водоразделов. Водоупор- ная кровля, как правило, отсутствует. Только местами ею служат шап- кинские глины и тяжелые разности покровных и моренных суглинков. Нижним водоупором являются киевские глины, через опесчаненные «окна» в которых (рис. 25) .полтавско-харьковский горизонт местами связан с нижележащими бучакско-сумским или маастрихт-туронским водоносными горизонтами. Глубина залегания описываемого горизонта обычно изменяется от от 0 до 15—20 м, заметно увеличиваясь в юго-западном направлении (до 30—40 м). Водоносный горизонт, как правило, безнапорный, но местами наличие водоупорной кровли или отдельных водонепроницае- мых слоев обусловливает напоры от 3 до 14 м. Абсолютные отметки уровней, в основном снижаются на юго-запад и на юго-восток в направ- лении наиболее глубоких долин (Сейма, Псёла, Сев. Донца, Оскола, Дона) и от водоразделов к местной гидрографической сети (см. рис. 23, 24). Наиболее высокие отметки статического уровня 254— 240 м наблюдаются на междуречье Кшени и Сосны и на водоразделах Оскола, Сейма и Псёла. На юго-западе территории, по водоразделам Ворсклицы, Ворсклы и Сев. Донца, они снижаются до 160—150 м. Питание горизонта осуществляется за счет инфильтрации атмо- сферных осадков в пределах всей области его распространения и толь- ко на отдельных участках инфильтрационное питание затруднено из-за наличия водоупорного перекрытия. Основная разгрузка происходит в гидрографическую сеть, неболь- шая часть воды уходит в более глубокие водоносные горизонты. В бор- тах крупных долин многочисленны нисходящие родники и мочажины. Наиболее водообильные родники выходят на склонах юго-западных и южных простираний, в соответствии с общей направленностью подзем- ного стока в этом направлении (см. рис. 24). Уклоны потока на раз- личных участках полтавско-харьковского водоносного горизонта со- ставляют 0,001—0,008. В пределах водораздельных пространств гори- зонт в значительной части сдренирован. Водообильность полтавско-харьковского горизонта незначительна (табл. 6), что обусловливается относительно слабой водопроницае- мостью водосодержащих пород, небольшими водосборными площадями и сильной дренированностью горизонта. Дебиты скважин изменяются от 0,03 до 4,2 л/сек при понижении уровня от 1 до 27,4 м (удельные дебиты от 0,004 до 0,7 л/сек). .Дебиты при откачках из колодцев не превышают 0,09 л/сек при понижениях от 1 до 4 м (удельные дебиты 0,004—0,3 л/сек). Наиболее водообилен горизонт на юго-западе территории, в райо- нах г. Грайворона и с. Борисовки, где он имеет большие площади рас- пространения и менее дренирован в связи с погружением водовмещаю- щих слоев. Дебиты единичных родников изменяются от 0,008 до 1 л! сек, а групповых родников возрастают до 2—3 л/сек.. Химический состав вод полтавско-харьковского горизонта отли- чается крайней пестротой. Наиболее распространены гидрокарбонатные воды с различным катионным составом: магниево-кальциевые ,,, НСО353—96 . ... НСО3 38—97 , (Мо 2—о 5 -----5---------- ), кальциевые (М02-0 4 -----3------- ), v Са 52-76 Mg 25-45 ’ V ’ Са 59-93 ”
Рис. 24. Характер взаимосвязи полтавско-харьковского и бучакско-сумекого водоносных горизонтов в юго-западной части территории. Составили Л. П. Викторова и Н. И. Смирнова Площадь распространения водоносных горизонтов- 1 — полтавско харьковского, 2 — бучакско-сумского Гидроизогнпсы: 3 —полтавско-харьковского водонос- ного горизонта, 4 — бучакско-сумского водоносного горизонта; 5 — гидравлически связанных полтавско-харьковского и бучакско-сумского водоносных гори- зонтов, 6 — граница территории, описываемой в настоящем томе ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
ВОДЫ ПАЛЕОГЕНОВЫХ ОТЛОЖЕНИИ 139 fНСО3 68-95 X натриево-кальциевые / Мо,5-о,б —Jg 25——} кальциево- /... НСО3 63—91 X натриевые (М„_о., ) » натриевые НСО3 72—87\ гт х ( Mq,3-0,4 n g7~—j • Натриевые воды, по-видимому, обя- заны своим происхождением выщелачиванию продуктов вы- ветривания пород и процессам почвообразования. Присутст- вие в полтавско-харьковских отложениях пирита и маркази- та, а в шапкинской толще и в подстилающих горизонт киев- ских слоях гипса также оказывает влияние на формирование химического состава рассматриваемых вод; на участках скоп- ления этих минералов воды становятся гидрокарбонатно- сульфатными, сульфатными и сульфатно-гидрокарбонатными /м НСО3 49—70 SO4 28—35 \ \ 1,3 Са 67-80 Mg 18-20 )' Иногда встречаются гидрокарбонатно-хлоридные, хлорид- а / .. НСО, 62—66 С1 26-30 но-гидрокарбонатные/ .Mli3 3 ------ \ Са 66—69 М 3L—44 и сме- шанные хлоридно-гидрокарбонатно-сульфатные магниево- кальциевые воды ( Mo,s-i,2 с = с о S я ЬЙ •? и W SO4 38-41 НСО3 34-35 С127—29 X Са 63—69 Mg 14—28 Na 2—23 / ’ Химический тип подземных вод находится в тесной свя- зи со степенью их минерализации, которая изменяется от 0,1 до 2,2 г/л. Пресные воды с сухим остатком 0,1—0,7 г/л отно- сятся в основном к гидрокарбонатным кальциевым и магние- во-кальциевым. При минерализации 1—1,3 г/л появляются гидрокарбонатно-хлоридные и гидрокарбонатно-сульфатные воды. Повышенная минерализация (до 2—2,15 г[л) сопро- вождается обычно увеличением содержания нитратов (до 555,5 мг/л). Общая жесткость изменяется от 1 до 33,8 мг-экв, карбонатная — от 1 до 14,8 мг-экв. Концентрация водородных ионов (pH) изменяется от 5,2 до 8,4. Содержание свободной углекислоты от 8,4 до 93 мг/л. Железо установлено в коли- честве 0,1—2,5 мг/л Окисляемость по кислороду изменяется от 1—1,6 до 25,5—55,3 мг/л. Содержание в воде аммиака от следов до 4,5 мг/л при повышенном содержании нитритов (от 0,01—0,6 до 30,7 мг/л) связано с загрязнением горизонта. Режим полтавско-харьковского водоносного горизонта характеризуется сезонными колебаниями уровня. Высокое положение уровня наблюдается в весеннее и осеннее время года, низкое —зимой и летом. Наибольшее снижение уровня происходит в засушливые годы, одновременно наблюдается повышение минерализации воды. Годовая амплитуда колеба- ния уровней составляет 0,13—2,0 м. На площадях своего распространения рассматриваемый водоносный горзонт часто является единственным, доступным для мелкого водоснабжения и поэтому широко используется населением. Эксплуатируется он в основном с помощью ко- паных колодцев и каптированных родников. Глубина колод- цев от 1,3 до 30 м, столб воды в них — от 0,05 до 10,5 м. На юге территории горизонт иногда эксплуатируется скважина- ми для предприятий и хозяйств с небольшим недопотребле- нием (маслозавод, сахарный комбинат и т. п.). В пределах
140 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД Таблица 6 Характеристика условий залегания и водообильности полтавско-харьковского водоносного горизонта по отдельным скважинам и колодцам Районы и пункты ВОДОСО' держащие породы Кровля, м 1 Мощность, м Статиче- ский уро- вень, м Напор, м Дебит, л{сек удельный дебит, д/сек Глубина Абс. отм. | Глубина Абс. отм. Белгородская обл., в 20 км юго-западнее г. Белгорода (ст. Октябрьская) Пески мелкозер- нистые 31,6 189,7 4,4 31,6 189,7 — 1,4 0,7 Белгородская обл., в 10 км южнее г. Белгорода (Дмнтрово- Тарановский сахарозавод) То же 30,3 190,0 4,7 30,3 190,0 — 1,0 0,5 Курская обл., к северу от г. Обояни (хут. Точнлино) » — — — 0,8 239,0 0,03 0,03 Курская обл., ст. Пристань Белгородская обл., в 35 км северо-восточнее г. Белгорода Пески — — 4,6 222,4 — 0,05 0,03 Пески разнозер- нистые 21,5 203,5 5,6 16,7 208,3 4,8 0,026 0,009 Рис. 25. Площадь распространения и характер киевского водоупора. Составили Л. П. Викторова и Н. И. Смирнова 1 — глинистые породы; 2 — песчаные «окна». 3~ границы административных областей; 4 — гра- ница территории, описываемой в настоящем томе населенных пунктов воды горизонта часто сильно загрязнены и непри- годны для питьевых целей. Для централизованного водоснабжения горизонт не может быть использован ввиду слабой водообильности, ограниченного распростра- нения и легкой загрязняемости с поверхности. Киевский водоупор с водами спорадического распространения (Pg2^)*. Киевские глины широко развиты в * На карте и разрезах показан знаком водоупора в соответствии с доминирую- щим гидрогеологическим значением глинисто-мергелистой пачки киевских отложений.
ВОДЫ ПАЛЕОГЕНОВЫХ ОТЛОЖЕНИИ 141 юго-западной части территории (см. рис. 25) и играют существенную роль в формировании и режиме подземных вод выше и ниже залегаю- щих водоносных горизонтов. В центральной и юго-западной частях площади распространения водоупора (в районе городов Обояни, Корочи, Белгорода, Грайворона) глины, как правило, слагают лишь среднюю часть разреза киевских отложений, в то время как в восточной и юго-восточной частях терри- тории (в районе городов Бутурлиновки, Калача, Ольховатки, Богуча- ра) эти отложения полностью представлены глинами, мергелями и в меньшей степени опоками. Водоупорные породы залегают на различных гипсометрических уровнях. Мощность водоупора вследствие фациальной невыдержанно- сти изменяется от 1 до 40 м. В северо-западной части площади их рас- пространения мощность водоупорных глин не превышает 5—10 м, а в юго-западном направлении увеличивается до 30—38 м. Мощность мер- гелей на северо-востоке изменяется от 13 до 18—27 м, иногда дости- гает 36 м. Глины обычно плотные, жирные, пылеватые, реже песчаные, с со- держанием глинистой фракции от 15 до 54%, пылеватой — от 41 до 64% и песчаной — от 2 до 34%. Число пластичности глин от 7 до 41, чаще 25—30, естественная влажность от 17 до 49%, консистенция чаще липко-пластичная. Киевские глины способствуют накоплению грунтовых вод в полтав- ско-харьковских отложениях на водоразделах и предохраняют в какой- то мере нижележащие водоносные горизонты от загрязнения с поверх- ности. В толще водоупорных киевских глин встречаются песчаные про- слои и линзы, содержащие воды спорадического распространения. Эти воды приурочены также к «окнам» в киевском водоупоре, где глины полностью или в значительной части замещаются песками или песча- никами. Участки значительного распространения вод в киевских отложе- ниях, показанные на схеме (см. рис. 25), невелики. Наибольшие из них выявлены на юго-западе, в районе городов Пролетарского, Грайво- рона, юго-восточнее г. Обояни, в районе ст. Пристань. На остальной территории эти воды имеют ограниченное распространение в виде ма- ломощных, изолированных друг от друга линз и прослоев среди глин. Водовмещающими породами являются большей частью пески мел- козернистые, часто глинистые, с содержанием песчаных фракций от 59 до 94%, пылеватых — от 4 до 26% и глинистых — от 4 до 13%. На юго- западе территории водовмещающие породы часто представлены трещи- новатыми слабыми песчаниками, реже — алевритами и трещиноватыми мергелями. Мощность водоносных линз и прослоев изменяется от 0,6 до 10— 15 м. Характерно увеличение мощности водовмещающих линз в юго- западных районах, где она достигает местами 18—21 м (с. Казачья Лисица севернее г. Грайворона и Др.). Водоупорной кровлей и подошвой для спорадически развитых во- доносных линз и прослоев служат глины киевского возраста, а на уча- стках «окон» водоупорное перекрытие местами представлено глина- ми харьковских или четвертичных отложений; нижним водоупором на таких участках иногда служат глины неокома или плотные разности мела (кампан-маастрихта). В большинстве случаев водоупорные кров- ля и подошва в пределах песчаных «окон» отсутствуют и эти воды оказываются взаимосвязанными с вышележащим полтавско-харьков-
142 характеристика подземных вод мущественно гидрокарбонатные кальциевые ( М ским и нижележащим бучакско-сумским водоносными горизонтами (районы городов Пролетарского, Грайворона). Глубина залегания водоносных песков изменяется в широких пре- делах — от 1 до 86 м, но обычно не превышает 20 м, увеличиваясь в юго-западном направлении. Наиболее глубоко они залегают в районе г. Пролетарского (40—62 м) и с. Борисовки (86 м). Абсолютные отмет- ки поверхности обводненных песков уменьшаются в юго-западном на- правлении от 253 м в районе г. Мантурово (в 9 км к югу от пос. Ти- ма) до 120 м в районе г. Грайворона. Воды песчаных линз обычно напорные. В юго-западной части тер- ритории (в районе с. Красной Яруги, г. Грайворона, г. Борисовки и пос. Октябрьского) величина напора колеблется от 4 до 23 м, а в районе г. Мантурово — от 1,6 до 3,4 м. В бортах долин воды часто переходят в безнапорные, образуя нисходящие родники на абсолютных отметках от 238 до 136 м. Глубина залегания статического уровня изменяется от 1—2 до 63 м. На преобладающей площади распространения она не превы- шает 10—20 м и только на юго-западе (в районе с. Красной Яруги) увеличивается до 40—60 м. Абсолютные отметки статического уровня снижаются в юго-западном направлении от 254 до 131 м. Увеличение глубины залегания водоносных линз и прослоев и сни- жение абсолютных отметок уровней воды к юго-западу обусловлены погружением киевских отложений и увеличением вреза дренирующих долин в этом направлении. Питание вод спорадического распространения осуществляется главным образом за счет перелива из выше залегающего полтавско- харьковского горизонта, реже — четвертичных водоносных горизонтов, иногда за счет перетекания из маастрихт-туронского горизонта. Дрени- руются водоносные линзы овражно-балочной и речной сетью. Залега- ние водоносных линз среди глин затрудняет их питание и дренирование. В отличие от этого залегание песчаных «окон» на водопроницаемых мергельно-меловых или песчаных каневско-бучакских отложениях спо- собствует интенсивному дренированию. Так, на водоразделах рек Суд- жи, Реута, Сейма и в районе г. Щигров киевские пески полностью дренированы и уровень воды располагается ниже их подошвы в под- стилающих породах. Песчаные линзы и прослои среди глин обычно слабоводоносны. Дебиты родников не превышают 0,01—0,3 л/сек, изредко достигая 0,5 л!сек, и только южнее г. Обояни (с. Яковлево) дебит родника, вы- текающего из песчаников, составил 3,4 л)сек, что объясняется, вероят- но, подпитыванием водами мергельно-меловой толщи. Дебиты скважин, вскрывающих водоносные линзы, изменяются от 0,008 до 1,2 л!сек при понижениях уровня от 1,5 до 6,5 м (удельные дебиты 0,002—0,3 л/сек). При совместном опробовании с полтавско-харьковским, бучакско-сум- ским или с маастрихт-туронским водоносными горизонтами дебиты скважин повышаются до 1,1—2,0 л]сек. Воды спорадического распространения в киевских отложениях преи- НСО3 57—94 С12—24\ °’2-0’8 Са 61—84 Mg 12-23 ) ’ реже магниево-кальциевые, пресные, с минерализацией, обычно не превышающей 0,2—0,4 г/л и иногда повышающейся до 0,8—0,9 г/л. В последнем случае возрастает содержание в воде суль- фатов. Общая жесткость воды изменяется от 3,2 до 14,6 мг-экв, карбо- натная— от 3,2 до 7,2 мг-экв. Окисляемость по кислороду по единич-
ВОДЫ ПАЛЕОГЕНОВЫХ ОТЛОЖЕНИИ 143 иым анализам ие превышает 1,2 мг/л. Концентрация водородных ионов (pH) изменяется от 7,2 до 8,2, т. е. воды слабощелочные. Залегание водоносных линз среди глии, как правило, предохраняет их от загрязнения с поверхности. Нитраты обычно отсутствуют, выяв- ляются в единичных случаях в количестве, ие превышающем 0,6— 0,8 мг/л. Содержание нитритов достигает в редких случаях 9—18 мг/л\ аммиак, как правило, отсутствует. Железо в воде устанавливается толь- ко в некоторых пробах, в количестве до 0,3 мг!л. Режим вод спорадического распространения в киевских отложениях связан с метеорологическими факторами. Весной и осенью наблюдаются наиболее высокие уровни воды, водообильность линз возрастает. Летом, особенно в засушливые годы, уровни резко понижаются и колодцы, питающиеся этими водами, нередко пересыхают. Только на участках подпитывания линз водами более мощных водоносных горизонтов можно ожидать постоянный водоприток. Используются воды киевских отложений очень редко, в основном копаными колодцами, реже каптированными родниками. Глубина ко- лодцев от 2—3 до 16 м, со столбом воды в иих от 0,1 до 3,7 м. Колод- цы располагаются в основном на водоразделах, где отсутствуют дру- гие неглубоко залегающие водоносные горизонты. В пределах пес- чаных «окон» воды используются совместно с водами полтавско- харьковского или бучакско-сумского, реже меловых водоносных гори- зонтов. Вследствие спорадического распространения и малой водообиль- иости линз их воды для цеитрализоваииого водоснабжения ие имеют практического значения. Бучакско-сумской водоносный горизонт (Pgsm— be) приурочен к отложениям бучакских и каиевских слоев эоцена и сумских слоев палеоцена. К этому водоносному горизонту отнесены также киевские пески там, где оии залегают под одноименными гли- нами. В целом водоносный горизонт распространен к юго-западу от ли- нии г. Севск—г. Льгов — г. Короча — г. Щебекино (см. рис. 24) и к юго-востоку от линии пос. Таловая — г. Бутурлииовка — г. Павловск — г. Богучар. Водовмещающие породы представлены мелкозернистыми и средне- зернистыми песками, часто глинистыми, с содержанием песчаных фрак- ций от 41 до 98%, пылеватых — от 2 до 48%, глинистых — от 0 до 13%, а также песчаниками, алевролитами, опоковидиыми песчаниками, ред- ко трещиноватыми опоками. Опоки и опоковидиые породы присутст- вуют в иижией части водоносного горизонта в районе развития сумских слоев на крайнем юго-западе и юго-востоке территории. Основные водосодержащие породы—пески, характеризуются коэффициентом фильтрации 0,5—4,0 м]сутки. Водоносный горизонт развит в основном на водораздельных участ- ках и дренируется гидрографической сетью. Только на юго-западе тер- ритории, южнее линии с. Борисовка — Белгород, горизонт залегает ниже вреза речных долин в связи с общим погружением пород в сто- рону Днепровско-Донецкой впадииы. Здесь он характеризуется сплош- ным распространением. Мощность горизонта весьма иевыдержаиа, на водоразделах оиа колеблется в пределах 5—14 м, увеличиваясь до 20— 28 м на участках развития песчаной пачки низов киевских отложений. При погружении горизонта в юго-западном направлении мощность его обычно составляет 20—25 м, в отдельных случаях увеличиваясь до 62 м (южнее Белгорода).
144 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД На большей части площади своего распространения водоносный горизонт перекрыт киевскими глинами и только на участках песчаных «окон» в этом водоупоре бучакско-сумской водоносный горизонт ока- зывается взаимосвязанным с вышележащими. На западе и юго-западе территории (в районе городов Унечи, Рыльска, Льгова) киевский во- доупор отсутствует и рассматриваемый водоносный горизонт взаимо- связан с днепровско-окским. Выдержанное водоупорное ложе отсутствует, и на большей части площади распространения рассматриваемый горизонт взаимосвязан с нижележащим маастрихт-туронским водоносным горизонтом. Местами нижним водоупором служат глины каиевских слоев или глины кампаи- ского яруса верхнего мела, а восточнее линии г. Бутурлиновка — г. Пав- ловск— г. Богучар — опоки и опоковидные глины палеоцена. При отсутствии нижнего водоупора на участках, где уровень воды нижележащего горизонта залегает глубже подошвы бучакско-сумских отложений, последние оказываются полностью сдренированными. Так, на междуречье Корочи и Дона (см. рис. 23, разрез 1) этот водоносный горизонт встречается только на небольших участках, где нижним во- доупором служат монолитные разности мергельно-меловых пород верх- него мела (район г. Валуек). Глубина залегания водоносного горизонта в северной и западной частях площади его островного распространения (район городов Обоя- ни, Корочи, г. Рыльска) изменяется от 0—4 до 40—50 м при абсо- лютных отметках кровли горизонта от 216 до 151 ми абсолютных от- метках уровня воды от 218 до 156 м (см. рис. 23, разрез II и рис. 24). В юго-восточной части площади островного распространения горизонта (район городов Бутурлиновки и Калача) преобладающая глубина его залегания составляет 15—30 м, с увеличением вблизи глубокой дрени- рующей системы р. Дона до 76—85 м. При этом абсолютные отметки кровли горизонта изменяются от 188 до 115 м, а отметки уровней сни- жаются до 115 м. На юго-западе, в районе сплошного распространения горизонта (район городов Борисовки, Грайворона), глубина его залегания воз- растает до 60—87 м. Абсолютные отметки кровли соответственно сни- жаются до 160—116 м. Абсолютные отметки статических уровней здесь изменяются от 190 до 122 м (см. рис. 23, разрез III и рис. 24). На севере (район г. Обояни, г. Рыльска) и на юго-востоке (рай- он г. Бутурлиновки, г. Калача), где горизонт имеет островное распро- странение и непосредственно дренируется гидрографической сетью, он, как правило, межпластовый безнапорный (см. рис. 23, разрез II). Местные напоры величиной 0,9—13 м создаются здесь глинистыми про- слоями внутри самого горизонта. При погружении на юго-запад в рай- оне своего сплошного распространения горизонт становится напорным (см. рис. 23, разрез III)', величина напора здесь достигает 19—30 м. Инфильтрационное питание водоносного горизонта затруднено из-за наличия киевских глин в его кровле. Просачивание атмосферных вод происходит в верховьях оврагов, вскрывающих горизонт, но не прорезающих его до подошвы. В юго-западной части площади распро- странения горизонта он получает питание также и за счет вод ниже- лежащей мергельно-меловой толщи, уровни которых здесь поднимаются выше подошвы описываемого водоносного горизонта. Горизонт дренируется долинами крупных рек, в бортах которых отмечены родники и пластовые выходы вод этого горизонта (реки Под- горная, Осередь — на востоке, Псёл, Северский Донец — на юге, Сейм — на западе).
ВОДЫ ПАЛЕОГЕНОВЫХ ОТЛОЖЕНИИ 145 Водообильность горизонта в целом незначительна, что связано с его прерывистым распространением, небольшой мощностью и преобла- данием в разрезе глинистых песков Дебиты скважин изменяются от 0,0003 до 4,2 л!сек при понижении уровня от 1 до 27 м (удельные де- бпты от 0,0002 до 0,6 л/сек) Более водообилен горизонт в юго-западной части территории, где он имеет наибольшую площадь развития и значительную мощность Здесь из разнозернистых песков в районе ст. Октябрьская получен де- бит 4,2 л!сек при понижении уровня на 15 м (удельный дебит 0,3 л/сек) Дебиты родников обычно составляют 0,1 —1,0 л/сек Лишь в районе пос Яковлево Белгородской области дебит родника достигает 16,7 л)сек, что связано, по-видимому, с подтоком вод из мергельно- меловой толщи (табл 7) Таблица 7 Общая характеристика условий залегания и водообильности бучакско-суме кого водоносного горизонта Районы и пункты Водосо держащие породы Кровля, м Мощность, м Статический уровень, м Напор м Дебит л!сек Удельный дебит л!сек Глу бяка ^бс отм Глу б ина Абс отм Воронежская обл., в 20 км Пески 41,0 на юго восток от г Новохо- перска крупно- зернистые Воронежская обл , в 20 км на восток от г Павловска Пески разно зернистые 58,5 Белгородская обл , в 15 км на юго-восток от с Борисов- ки Пески мелко- зернистые 39,5 Белгородская обл , в 30 км на юго-восток от пос Бори- совки (с Журавлевка) То же 29,9 Белгородская обл , в 10 км к востоку от г Пролетар- ского » 62,0 145,4 16,4 41,0 145,4 б'н 2,8 0,47 159,2 13,3 28,4 189,3 30,1 0,003 0,0006 146,2 12,2 21,7 164,0 17,8 0,96 0,25 142,0 62,6 29,9 142,0 б'н 1,3 0,16 161,0 10,0 46,0 177,0 16,0 1,9 0,39 Химический состав вод бучакско-сумского горизонта довольно пест- рый Наиболее распространены гидрокарбонатные магниево кальциевые / ., НСО3 70—89 С1 7-21 \ „ . , , , воды Moj-os —-— ------------------ 1 с минерализацией 0,1—1 гл. \ Са 65—75 Mg 24—33 ) В юго-восточной части территории, где горизонт покрывается киевскими глинами и подстилается водонепроницаемыми опоками, воды перехо- дят в гидрокарбонатно-сульфатные кальциево натриевые и сульфатно- хлоридные кальциево натриевые, а минерализация их повышается до 2,0—5,6 г/л Общая жесткость вод изменяется от 1,4 до 19—29 мг-экв, карбонатная — от 0,4 до 20 мг-экв Содержание свободной углекислоты колеблется от 6 до 30—80 мг!л, концентрация водородных ионов (pH)— от 5,6 до 8,4 Там, где в кровле бучакско-сумского водоносного горизонта зале- гают киевские водоупорные породы, он защищен от поверхностного за- грязнения Лишь местами здесь содержание аммиака в воде равно 0,1—0,2 мг)л, нитратов—16 мг!л, нитритов — 0,6 мг)л, а окисляемость по кислороду составляет до 2 мг/л На участках отсутствия киевских глин отдельные анализы воды показывают повышенное содержание
146 ХАРАКТЕРИСТИКА подземных вод нитратов (до 67 мг/л и даже до 333 мг/л в районе г. Богучара Воро- нежской области) и нитритов (до 36,4 мг/л). Режим водоносного горизонта при наличии водоупорного перекры- тия характеризуется отсутствием ярко выраженных сезонных колеба- ний уровня, годовая амплитуда которых не превышает 0,5 м. Население использует воды горизонта с помощью шахтных колод- цев глубиной от 3—5 до 31 м при столбе воды 0,5—10 м. Ввиду незна- чительной водообильности горизонт для централизованного водоснаб- жения значения не имеет. * * * Приведенное выше описание вод палеогеновых отложений указы- вает на небольшую в основном водообильность составляющих их водо- носных горизонтов. Однако они широко используются для сельскохо- зяйственного рассредоточенного водоснабжения, особенно в юго-запад- ном и юго-восточном районах сплошного распространения. В районе островного развития эти горизонты эксплуатируются на водоразделах, т. е. там, где отсутствуют другие более доступные водоносные горизон- ты. Основное их значение заключается в регулировании запасов ниже- лежащих горизонтов. Киевский горизонт глин является первым от поверхности наиболее выдержанным водоупором, особенно в юго-западном и юго-восточном районах своего сплошного распространения, где он довольно надежно предохраняет нижележащие горизонты от поверхностного загрязнения. В то же время наличие этого водоупора обусловливает некоторое по- вышение минерализации нижележащего бучакско-сумского водоносно- го горизонта и затрудняет инфильтрационное питание и обогащает инфильтрационные воды сульфатами за счет выщелачивания включений гипса в шапкинских и киевских глинах. Особенно это проявляется в юго-восточном районе, где бучакско-сумской водоносный горизонт не- редко оказывается «подвешенным» из-за наличия в подошве водо- упорных опок палеоцена, а уровень вод подстилающей мергельно-ме- ловой толщи верхнего мела расположен ниже этих опок. Вследствие таких специфических условий залегания бучакско-сум- ского водоносного горизонта величины питания и разгрузки его при- мерно равны и при усилении расхода на испарение в засушливые годы или сезоны года минерализация подземных вод палеогена повышается до 1—5,6 г/л. Более устойчив химический состав вод палеогена в mm- западном районе их распространения, где они тесно взаимосвязаны с нижележащими водоносными горизонтами и подпитываются ими в за- сушливые годы. Здесь минерализация вод чаще не превышает 1 г/л. хотя местами наблюдается увеличение до 1,2—2,2 г/л.
ГЛАВА VI ВОДЫ МЕЛОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ Воды меловых отложений в границах рассматриваемой территории пользуются широким распространением. В верхней части разреза ме- ловой системы они приурочены к мергельно-меловым породам мааст- рихт-туроиа, на отдельных участках фациальио замещенным опоками, трепелами, опоковидными глинами и песчано-алевритовыми породами, а в нижней части разреза — к песчано-глинистым породам сеномана, альба и апт-иеокома. Водоносность мергельно-меловой толщи определяется степенью ее трещиноватости. В северной части описываемой территории трещино- вата и водоносна почти вся толща карбонатных пород, местами фаци- альио замещенных кремнистыми или песчано-алевритовыми породами. Это — маастрихт-туроиский (или мергельно-меловой) водоносный гори- зонт, который в различных частях площади своего распространения стратиграфически представлен обводненными маастрихт-саитоискими,. саитонскцми, саитои-туронскими отложениями. С погружением и увели- чением мощности верхиемеловых отложений в юго-западном направле- нии в вертикальном разрезе мергельно-меловой толщи, там, где мощ- ность превышает 150—200 м, обосабливаются три зоны различных по трещиноватости пород. За верхней обводненной трещиноватой зоной, имеющей мощность до 70—100 м, сохраняется наименование маастрихт- туроиского водоносного горизонта (стратиграфически он охватывает главным образом маастрихтский, кампаиский и саитоиский ярусы). Расположенная ниже зона монолитных практически иетрещиноватых карбонатных пород саитоиского и коиьякского ярусов образует выдер- жанный водоупор (саитоиский водоупор). Ниже этого водоупора про- слеживается вторая зона трещиноватых обводненных пород, образую- щих коиьяк-туронский водоносный горизонт. Преимущественно песчаные отложения сеномана и альба образуют следующий выдержанный водоносный горизонт. В различных частях площади своего распространения ои представлен породами либо обоих названных ярусов, либо одного из иих. Гидрогеологический разрез ме- ловых отложений внизу заканчивается песчаио-глииистой толщей апт- иеокома с водами спорадического распростраиеиия. Таким образом, в разрезе меловых отложений выделяются: 1) ма- астрихт-туроиский водоносный горизонт; 2) саитоиский водоупор; 3) коньяк-туроиский водоносный горизонт; 4) сеиомаи-альбский водо- носный горизонт; 5) воды спорадического распростраиеиия апт-иеоком- ских отложений. Маастрихт-туроиский водоносный горизонт (Сг2/—т) в границах рассматриваемой территории имеет распростра- нение в северо-западной, западной и южной частях территории (Брян-
148 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД ская, западная часть Орловской, Курская, Белгородская и южная часть Воронежской области), на площади, ограниченной линией, проходящей через г. Карачев — г. Малоархангельск — пос. Касторное и от г. Семи- лук по правобережью Дона до г. Георгиу-Деж и далее на г. Новохо- перск. В краевой северо-восточной части этой площади горизонт имеет островное развитие за счет размыва водовмещающих пород в долинах Десны, Оки, Дона и некоторых их притоков. Далее к юго-западу он распространен повсеместно. Кроме того, рассматриваемый горизонт имеет ограниченное прерывистое распространение на востоке Тамбов- ской области в районе г. Кирсанова (рис. 26). Преобладающими водосодержащими породами на основной пло- щади распространения маастрихт-туронского горизонта являются тре- щиноватые мел, мергель и мелоподобный мергель. Детальные исследо- вания верхней трещиноватой зоны этих пород в районах железорудных месторождений КМА позволяют выделить в ней две подзоны, отличаю- щиеся своими гидрогеологическими показателями. Верхняя подзона представлена мергельно-меловыми породами, сильно разрушенными и видоизмененными процессами выветривания, местами доведенных до пастообразного состояния, с включением кусков плотного мела и мергеля. В долинах рек, где породы насыщены водой, они представляют собой разжиженную массу, оплывающую при бурении и практически не отдающую воду. Местами (на водоразделах) породы этой подзоны менее изменены процессами выветривания, но здесь тре- щины в мергельно-меловых породах обычно закальматированы про- дуктами ,выветриваиия. Таким образом, верхняя подзона в целом в большинстве случаев является относительным водоупором для ниже- лежащей водоносной подзоны. Вторая подзона располагается или под вышеописанной верхней, или начинается непосредственно от кровли верхнемеловых пород. Она характеризуется наличием открытых трещин выветривания, каверноз- ных и закарстованных участков, которые способствуют интенсивной циркуляции подземных вод. Трещиноватость в этой подзоне затухает с глубиной и распространяется, по данным специальных работ в Кур- ской и Белгородской областях, до глубины 70—100 м от кровли мер- ильно-меловой толщи. Мощность трещиноватой подзоны увеличивается под долинами рек, заметно уменьшаясь в пределах водораздельных пространств. По площади степень трещиноватости пород также непо- стоянна. На водораздельных пространствах породы менее трещиноваты и кавернозны, воды приурочены здесь к нижней части верхней трещи- новатой зоны, т. е. к интервалу затухания открытых трещин, в связи с чем водообильность горизонта наименьшая. На склонах долин уклоны и скорости движения подземных вод больше, что обеспечивает луч- шую промытость трещин и увеличивает интенсивность карстовых про- цессов. Изучением трещиноватости мергельно-меловой толщи установлено, что она представляет собой чередование сильно трещиноватых закар- стованных пород и менее трещиноватых. Это чередование прослежено на значительной площади, с погружением в соответствии с общим на- клоном слоев в юго-западном направлении. Такое строение трещинова- той водоносной зоны связано с разнородностью литологического соста- ва водовмещающих пород, их различными физическими свойствами при хвлажнении и водонасыщении (размокание, набухание и др.). В юж- ных районах, где мергельно-меловые породы перекрыты палеогеновыми отложениями, отмечается их наименьшая трещиноватость. Наибольшие трещиноватость и закарстованность пород характерны для районов
/ 188 9 АНКОВ ТАМБОВ 230 SlBS'rWMKyPCK оЭРТИЛЬ 230 V* БОЯНЬ БОРИСОГЛЕБСК *200 БОБРОВ И1НГЛ1 ЛИПЕЦК ЗАДОНСК ГРЯЗИY ВОДЫ МЕЛОВЫХ ОТЛОЖЕНИИ 149 ОРЕЛ Ч ОУСМАНЬ ВОРОНЕЖ распространения Маастрихт туронского водо " " ’"С Чер Рис 26 Карта носного горизонта Составили Л Л Чаповская и К Машенцева Водовмещающие породи 1 — мергельно меловые 2 — песчано опоковые 3— изопьезы Маастрихт туронского водоносного горизонта 4 — граница фациального замещения мергельно меловых пород 5 — северная гоа ница развития сантонского водоупора I — скважины (цифра у сква жины — абсолютная отметка пьезометрического уровня) 7— желею рудные месторождения КМА (/ — Михайловское 2 — Яковлевское 3 — Гостнщевское 4—Салтыкове Александровское 5 — Лебединское, б — Чернянское, 7 — Погромецкое) 8 — граница административных обла стей ВАЛ УИК
150 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД резко расчлененного рельефа, где с большей интенсивностью проис- ходят промывание и выщелачивание водосодержащих пород. Коэффи- циент фильтрации трещиноватых карбонатных пород изменяется от тысячных долей до 50—65 м/сутки. Для нижней части водоносной тол- щи он не превышает 0,01—0,07 м/сутки, по водораздельным скважинам его величина колеблется в пределах 0,03—0,5 м/сутки. Для района до- лины Липового Донца коэффициент фильтрации изменяется от 27 до 37 м/сутки, а по долине р. Ворсклы до 5 м/сутки. По данным опытного водопонижения на Яковлевском железорудном месторождении средний коэффициент фильтрации пород составляет 16 м/сутки. В северо-за- падной части территории максимальная величина коэффициента филь- трации достигает 37,3 м/сутки. Как отмечено выше, на значительных площадях мергельно-меловые породы фациально замещаются песчано-алевритовыми и кремнистыми алевритами и алевролитами, песками и песчаниками, трепелами, опока- ми, опоковидными глинами и кремнистыми мергелями (см. рис. 26), выделенными в качестве кампан-сантонского (по преобладающему воз- расту водовмещающих пород) водоносного подгоризонта. На юге, в районе г. Павловска, к нему относятся опоковидные кремнистые породы нижнего сантона, перекрывающиеся верхнесантонскими мергелями и мелами, сходными с кампанскими. Южнее г. Нового Оскола этот под- горизонт включает верхнюю часть кампанских отложений, представ- ленных опоками, опоковидными глинами и алевритами, а в районе г. Корочи — толщу сантонских глинистых алевритов мощностью 8— 10 м, залегающих под четвертичными отложениями. Полоса развития песчаных, алевритовых и кремнистых пород маастрихт-кампан-сантон- ского возраста прослеживается от широты Курска до района южнее г. Обояни. В районе г. Трубчевска верхняя часть коньякских отложе- ний представлена также опесчаненными мергелями и алевритами мощ- ностью до 20 м. Аналогичные отложения прослеживаются вплоть до района Брянска и г. Карачева, а на юго-западе — до линии г. Сураж — г. Злынки, где уходят за границу территории. Мощность обводненных пород м а астрихт-ту ронского горизонта из- меняется в широких пределах и достигает в южной части территории 50—80 м, реже 100 м, на западе, в районе г. Стародуба, — 90—100 м, в южной части Курской области уменьшается на водоразделах до 10— 25 м, а в долинах изменяется от 50 до 100—110 м. В краевой северо- восточной части основной площади распространения горизонта его мощность не превышает 50 м, местами уменьшаясь до 1—5 м. В кровле водоносных пород залегают палеогеновые, неогеновые и четвертичные образования, ие образующие выдержанного водоупорного перекрытия. Лишь местами верхним водоупором служат глинистые раз- ности нижней части перечисленных отложений, а также элювий самих верхнемеловых пород (верхней подзоны) и редко глины кампана или сантона. Таким образом, воды рассматриваемого горизонта часто свя- заны с водами палеогеновых, неогеновых и четвертичных отложений. Наиболее широко гидравлическая связь осуществляется в пределах речных долин с водами аллювиального комплекса. В западной части территории (см. рис. 26) рассматриваемый водо- носный горизонт отделен от нижележащего коньяк-туронского горизон- та выдержанным сантонским водоупором. Исследованиями (в Белго- родской области) установлено, что в этом водоупоре имеются трещино- ватые «окна», через которые осуществляется связь двух верхнемело- вых водоносных горизонтов. На остальной части основной площади развития водоносного горизонта выдержанный нижний водоупор от-
ВОДЫ МЕЛОВЫХ ОТЛОЖЕНИИ 151 сутствует и вся обводненная трещиноватая толща верхнемеловых кар- бонатных пород образует единый маастрихт-туронский горизонт, ги- дравлически связанный с нижележащим сеноман-альбским. Особенно хорошо эта связь выражена в пределах речных долин, где трещинова- тая зона имеет наибольшую мощность. Исключение представляют уча- стки, где в основании горизонта залегают плотные нетрещиноватые мергельно-меловые породы или прослои разжиженного пастообразного мела, а местами — сеноманская фосфоритовая плита. При неглубоком залегании водоносного горизонта на склонах речных долин и на отдельных участках водоразделов он обычно безна- порный, а в пределах пойм, и надпойменных террас приобретает не- большой напор. В соответствии с общим погружением водовмещающих слоев в юж- ном и юго-западном направлениях возрастают величины напоров го- ризонта и снижаются максимальные абсолютные отметки статического уровня воды. Питание водоносного горизонта атмосферными водами происходит главным образом в краевой северо-восточной части области распрост- ранения верхнемеловых отложений, где они выходят на поверхность или перекрываются четвертичными отложениями относительно небольшой мощности. Питание горизонта осуществляется также за счет выше- и нижележащих водоносных горизонтов на участках отсутствия разделяю- щих водоупорных слоев. Эрозионная сеть бассейнов Днепра и Дона дренирует маастрихт- туронский водоносный горизонт, и влияние речных долин сказывается в пределах всей площади его распространения. При общем южном на- правлении поток верхнемеловых вод отклоняется к долинам крупных рек (см. рис. 26) с уклоном пьезометрической поверхности от тысяч- ных долей на водоразделах до сотых вблизи рек. Древние погребен- ные долины часто также дренируют горизонт. Так, на северо-западе (Брянская область), где дочетвертичный эрозионный в_рез достигает юрских и девонских отложений, уровень верхнемелового водоносного горизонта вблизи погребенной долины снижен по сравнению с приле- жащими районами на 10—15 м. По долинам рек маастрихт-туронский горизонт образует многочисленные родники с весьма различными де- битами, резко увеличивающимися на участках развития карста. На западе, в городах Клинцах и Почепе, дебиты родников не пре- вышают 2 л/сек.; здесь часты пластовые выходы вод, вызывающие забо- лачивание нижней части склонов. Южнее, в районе г. Стародуба, деби- ты родников резко увеличиваются и изменяются от 3—4 до 20—50 л/сек, что, видимо, связано с карстом. В районе г. Трубчевска дебиты родни- ков из сантонских алевритов не превышают 0,1 л/сек, а из кампанских песков и мела увеличиваются до 5—20 л/сек.. Юго-восточнее, в районе городов Севска и Льгова, родники из кампанских алевритов дают не более 0,2 л!сен, а из сантонских мергелей от 0,1 до 2—3 л!сек, редко до 10 л!сек. В районе городов Железногорска, Малоархангельска и Касторного, где верхнемеловые отложения значительно дренированы, дебиты родников не превышают 0,3—0,5 л/сек. У г. Обояни дебиты род- ников из песчано-опоковых пород изменяются от 0,01 до 1,0 л/сек, а из мергелей и мела — от тысячных долей до 4—6 л!сек. Дебиты карсто- вых родников в Белгородской и Курской областях изменяются от 15— 53 л/сек (долина Липового Донца) до 155 л/сек (долина Северского Донца). В южной части территории дебиты родников изменяются от сотых долей литра в секунду до 10—15 л/сек; на юго-востоке, в районе г. Бутурлиновки, от 0,5 до 2,0 л/сек, а в 15 км к западу от
152 характеристика подземных вод г. Бутурлиновки, в окрестностях с Нижнего Кисляя, имеется группа родников с суммарным дебитом 75 л/сек. По данным опытных откачек и эксплуатации скважин минимальная водообильность мергельно-меловых пород характерна для водоразделов, где трещиноватость пород в целом наименьшая и, кроме того, водонасы- щена лишь нижняя менее трещиноватая часть толщи Так, в западной части территории, в районе городов Клинцов, Стародуба, Трубчевска, на водораздельных пространствах удельные дебиты скважин изменяются от 0,02—0,09 до 0,34 л/сек при понижении уровня соответственно на 15—30 и 8 м. В долинах удельная производительность скважин увели- чивается до 1,1 и 2,7 л/сек при понижениях соответственно на 6 и 25 м; дебиты некоторых скважин без заметного понижения уровня воды составляют 2,8—5,0 л/сек В районе г. Севска с флексурообразным зале- ганием меловых пород связано резкое изменение в показателях их водо- обильности Южнее и западнее г. Севска (опущенное крыло флексуры) удельные дебиты скважин даже в речных долинах снижаются до 0,07 л/сек при понижении уровня на 26 м. Севернее этого города (при- поднятая часть флексуры) скважина, расположенная в долине р. Сев, дает самоизлив с дебитом 8 л/сек (абс отм. статического уровня 167 м), а производительность другой скважины, расположенной на скло- не долины, составляет 7,1 л!сек при понижении уровня на 0,3 м. Севернее и западнее г. Белгорода (район развития карста) макси- мальные дебиты скважин отмечены в долинах рек Ворсклы и Липового Донца, где они достигают 27 и 36 л/сек при понижениях уровня соот- ветственно на 22,3 и 1,45 м (удельные дебиты 12 и 25 л/сек) На пони- женных участках скважины местами самоизливают По данным гидро- геологических исследований на железорудных месторождениях этого района удельные дебиты скважин на водоразделах изменяются от 0,001 до 0,008 л/сек, а в долинах рек — от 0,005 до 1,98 л/сек Для остальной части Белгородской, Курской и западной части Воронежской области средняя производительность скважин составляет 1,5—5 л/сек, местами увеличиваясь до 8—15 л)сек. Средние удельные дебиты сква- жин на водоразделах изменяются от тысячных до сотых долей литра в секунду при понижениях уровня порядка 20—40 м, в долинах увели- чиваются до 0,5—2,0 л)сек. На юге Воронежской области дебиты водораздельных скважин не превышают 1 л!сек, увеличиваясь в долинах рек до 8—20 л/сек, средняя производительность скважин составляет 0,8—1,5 л/сек. Удельные дебиты изменяются здесь в пределах 0,3—8,5 л(сек при понижениях уровня соответственно на 11 и 1,8 м. Характеристика водообильности песчано-алевритовых пород, опок и трепелов (кампан-сантонский подгоризонт) для основной площади распространения маастрихт-туронского горизонта отсутствует. Имеются только данные по единичным колодцам, при откачках из которых дебит не превышал 0,65 л(сек при понижении уровня вод на 0,5—1,0 м. Обобщенные данные об условиях залегания и водообильности мааст- рихт-туронского водоносного горизонта на основной площади его распро- странения приводятся в табл. 8 На обособленной площади своего распространения в восточной части Тамбовской области маастрихт-туронский водоносный горизонт (кам- пан-сантонский подгоризонт) представлен обводненными песчаными и кремнистыми отложениями сантона Водовмещающими породами здесь являются пески мелко- и среднезернисгые, часто глинистые и трещино- ватые разности опок и опоковидных песчаников. Мощность горизонта изменяется от 1—3 до 25—27 м, чаще составляет около 10 м.
Таблица 8 Общая характеристика условий залегания н водообильности маастрнхт-туронского водоносного горизонта Районы и пункты Кровля, м Мощность, м Статический уровень, м Напор, м Дебит, л!сек В числителе—удельный дебит скважин, л/с£к, в знаменателе—соответствующее понижение уровня, м Глубина Абс отм Глубина Абс отм. Крайние значения Преобла- дающие значения Крайние значения Преобла- дающие значения Область сплошного распространения водоносного горизонта Брянская область Курская область Белгородская область 12—86 7—58 11—55 (+74)_(+192) (+127)-(+193) (+83)-(4 189) 4—90 30—86 10—80 -1-3**—40 4-1**__40 1—45 130—225 135—230 83-210 0—85 0—56 0—90 0,2-11,1 0,47—9,0 0,2—36,0 1,0-5,0 1,5—3,0 1,0—3,5 0,02 01 34.0 ”” 0,11 От до 20,0 0,001 3,6 1,0 4,75 0,6—1,0 До 5,0 0,2—0,5 1,0 25,0 10—18 0,5—1,5 От - до 36 1,45 5—20 Харьковская область (краевая северная часть) 5—60 (+84)—(+129) 20—90* 11—56 102—130 0-32 0,6—2,8 — 0,02 20—27 0,04 От до 5,0 8,5 1,8 —' Воронежская область (юго-западная часть) 17—76 (+70)—(+128) 8—80 5—71 62—143 0—42 0,2-20,0 0,8—1,5 — Область прерывистого распространения водоносного горизонта Брянская область Курская и Орловская области 10—50 4—50 (+140)-(4 190) (+131)-(-1 208) 4—40* 6—70* 5—31 160—200 154—242 0—35 1,0—12,5 1,0—3,0 2,0-5,5 2,0-3,0 0,07 От д 26 0,15 0,55—1,5 До 1,0 0 1 * 2—7 3,0 1—60 0—26 °‘ 10,0 ДО 1,0 10—15 Белгородская область 11—42 (+121)—(+162) 7—50* 11—42 121—162 л с *** 0,1—2,95 0,03 От „ _ 1,02 ДО , „ .— (единичные скважины, краевая северо-восточная часть) Воронежская область 5-157 (+47)-(+153) 5—70* 1—116 64—154 0-61 0,6—21,6 1,0—4,0 3 5 5 0,07 От —2 55,0 1,2 2,2 ДО 5,0 0,3—1.5 * Пройденная мощность ** Здесь и далее статический уровень выше поверхности земли. Здесь и далее н. с. — нет сведений
154 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД Верхним местным водоупором служат глинистые разности четвер- тичных и неогеновых отложений. Нижний водоупор не выдержан, но все же прослеживается на значительных площадях. Им служат прослои глин сеномана или плотные нетрещиноватые опоки и песчаники самих сантонских отложении. На отдельных участках воды горизонта взаимо- связаны с водами четвертичных, неогеновых и сеноман-альбских отло- жений. Глубина залегания кровли горизонта колеблется от 1—6 до 30— 40 м при изменении абсолютных отметок от 140 до 180 м. Горизонт в основном безнапорный, местные напоры не превышают 2—5 м. Водоносный горизонт дренируется эрозионной сетью. По склонам долин он образует родники с дебитами от тысячных долей литра в секунду до 1,0—1,5, редко до 3 л/сек. На водораздельных участках при отсутствии нижнего водоупора водопроницаемые породы сантона мес- тами полностью сдренированы. Питание горизонта осуществляется за счет инфильтрации атмосферных осадков и перетекания вод аллювиаль- ных, неогеновых и сеноман-альбского водоносных горизонтов. Характе- ристика водообильности пород сантона для восточной части Тамбов- ской области по данным колодцев и буровых скважин отсутствует. Воды, содержащиеся в карбонатных породах маастрихт-туронского горизонта, преимущественно пресные, с общей минерализацией до 0,7— 1,0 г!л, гидрокарбонатные кальциевые, иногда сульфатно-гидрокарбо- натные магниево-кальциевые, натриево-кальциевые и магниево-натрие- во-кальциевые. Их химический состав может быть выражен следующей , , „ , „ , , НСОз 96—50 SO4 до 45 С1 до 16 обобщенной формулой: Мп,1-0,95 --------------*--------------• Са 93-55 (Na + К.) до 50 Mg до 35 На отдельных участках общая минерализация воды повышается до 1,1—1,9 г/л, при этом тип воды или смешанный или гидрокарбонатно- сульфатный кальциевый. Воды умеренно жесткие и жесткие, местами очень жесткие. Общая жесткость изменяется от 3 до 15—17 мг-зкв. Преобладает карбонатная жесткость, изменяющаяся от 2 до 11 мг-экв. Общая жесткость вод с по- вышенным содержанием сульфатов увеличивается до 21—26 мг-экв, при этом преобладает постоянная жесткость, а карбонатная составляет 5— 9 мг-экв. Железо в воде отсутствует или отмечаются его следы, но по редким пробам содержание его достигает 6—11 мг/л. Весьма редко на участках питания воды мягкие и очень мягкие с общей жесткостью от 0,8 до 2,7 мг-экв. С погружением водоносного горизонта к югу и юго-западу отме- чается некоторое увеличение общей минерализации и жесткости воды. Реакция воды нейтральная, чаще слабощелочная (pH от 6,9 до 8,4, преобладает 7,2—7,8). По данным специальных гидрогеологических исследований в грани- цах Курской магнитной аномалии в водах маастрихт-туронского водо- носного горизонта установлено присутствие: фтора до 0,87 мг/л, бром и йод — отсутствуют, ванадия до 0,001 мг/л, хрома до 0,0075 мг!л, молиб- дена до 0,001 мг/л, цинка до 0,024 мг/л, меди до 0,0013 мг/л, никеля, титана, свинца — следы. В бактериологическом отношении воды горизонта вполне удовлет- ворительного качества, но имеются участки, где водозаборы находятся в антисанитарном состоянии и бактериологические показатели здесь часто значительно превышают допустимые нормы. На отдельных участ- ках имеются и другие признаки поверхностного загрязнения воды, что фиксируется чаще по пробам воды колодцев. В этих случаях отмечается повышенное содержание сульфатов, хлоридов и азотистых соединений (содержание нитратов местами достигает 200—300 мг{л).
ВОДЫ МЕЛОВЫХ ОТЛОЖЕНИИ 155 Воды, приуроченные к песчано-опоковым породам (кампан-сантон- ский подгоризонт) на основной площади распространения маастрихт- туронского горизонта, могут быть охарактеризованы лишь единичными анализами. Вода гидрокарбонатная натриево-кальциевая, с общей мине- рализацией 0,1 —1,1 г/л и общей жесткостью 0,84—16,5 мг-экв, при карбонатной жесткости 0,78—7,1 мг-экв. Анализом, показавшим макси- мальные значения всех показателей, установлено сильное загрязнение воды: содержание нитратов достигает 332,2 мг!л, присутствуют также нитриты и аммиак. Воды песчано-опоковых пород сантона в восточной части в Тамбов- ской области гидрокарбонатные кальциевые, реже магниево- или нат- риево-кальциевые, пресные, умеренно жесткие и жесткие (общая жест- кость 3,1—6,5 мг-экв). Общая минерализация не превышает 0,85 г/л; реакция слабощелочная (pH 7,6—8,1). Часто отмечаются следы ме- стного поверхностного загрязнения. Режим уровня воды маастрихт-туронского горизонта обнаруживает тесную связь с метеорологическими и гидрологическими факторами. В зоне прибрежного режима колебания уровня подземных вод в годо- вом разрезе повторяют колебания уровня речных вод, но более плавно, с меньшей амплитудой и с некоторым отставанием во времени. В северной части территории повышение уровня подземных вод, связанное с весенним паводком, начинается со второй половины марта и достигает максимума в конце апреля. Далее идет постепенное его сни- жение, продолжающееся до осеннего паводка, с отдельными эпизодиче- скими подъемами, отражающими летние ливневые дожди. Минимальные уровни соответствуют концу сентября — началу октября. Годовая ампли- туда колебания уровня подземных вод мергельно-меловой толщи в реч- ных долинах составляет 0,7—1,4 м при годовой амплитуде колебания уровня речных вод 1,8—3,8 м. Летние подъемы уровня подземных вод не превышают 0,1—0,2 м, с продолжительностью 10—20 суток. Для водораздельных пространств кривая колебания уровня подзем- ных вод более плавная, весенний и осенний паводки отражаются на ней в сглаженном виде, летние ливни не фиксируются. Годовая амплитуда колебания уровня воды за 1960 г., например, составила здесь всего 0,23 м. На юге Воронежской области, в районе г. Россоши — пос. Подгоренский, за 1961 —1962 гг. годовая амплитуда колебания уровня не превысила 0,58 м. Максимум уровня подземных вод наблюдался в начале мая при начале весеннего подъема с конца марта. В южной части территории уровенный режим подземных вод верх- ней трещиноватой зоны мергельно-меловой толщи на водораздельных участках характеризуется весенним повышением со второй половины марта, с максимумом в конце марта—начале апреля и последующим постепенным снижением уровня вплоть до следующего весеннего па- водка. Летние ливневые дожди и осенний паводок не влияют на коле- бания уровня вследствие развития в кровле горизонта мощных палео- геновых и четвертичных отложений, затрудняющих инфильтрацию ат- мосферных осадков. В долинах рек подъемы уровня подземных вод отмечаются в период летних дождей и осеннего паводка. По данным наблюдений 1950—1960 гг. годовая амплитуда колебания уровня со- ставляет здесь 0,7—2,1 м. Маастрихт-туроиский водоносный юризонт на значительной части площади своего распространения является основным или одним из ос- новных источников водоснабжения. В западной и южной частях Брян- ской, местами в Белгородской (Белгород — г. Валуйки) и Курской об- ластях водоснабжение городов и промышленных предприятий бази- руется на этом водоносном горизонте. Длительная интенсивная эксплуа-
156 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД тация водоносного горизонта ведет к общему постепенному снижению статического уровня воды, а на участках крупных водозаборов созда- ются районные воронки депрессии. Так, несколько южнее описываемой территории (в г. Харькове) за десять лет общее снижение уровня воды рассматриваемого горизонта составило около 30 м. В западной части описываемой территории также отмечаются заметные снижения стати- ческого уровня воды на участках концентрированного водоотбора (горо- да Клинцы, Унеча, Мглин Брянской области). В результате этого уже сейчас некоторые крупные водозаборы из маастрихт-туронского гори- зонта не обеспечивают потребного количества воды и для удовлетворе- ния иужд крупных водопотребителей целесообразно включать в эксплуа- тацию более глубокие водоносные горизонты (сеноман-альбский и др.). Особого внимания в этом отношении заслуживает территория Кур- ской и Белгородской областей, где в связи с ведущимися или проекти- руемыми разработками месторождений железных руд, которые сопро- вождаются проведением водопонизительных работ больших масштабов, создаются депрессионные воронки на больших площадях. Так, северо- западнее Белгорода, на Яковлевском железорудном месторождении, при проведении в 1960 г. опытного водопонижения в течение 109 суток с суммарным дебитом водопонизительных скважин 102 л!сек при пониже- нии уровня в них на 20 и 40 м депрессионная воронка распространилась вдоль долины р. Ворсклы на расстояние около 1,5 км. Водопонижения могут сказаться на динамических уровнях близ расположенных эксплуа- тационных скважин и на их производительности, вызывая местами необ- ходимость технического переоборудования водозаборов. По всей площади развития маастрихт-туронского водоносного го- ризонта он широко используется для местного сельскохозяйственного водоснабжения буровыми скважинами, каптированными родниками и колодцами. Глубина колодцев в зависимости от их положения в рельефе в различных районах изменяется от 2—3 до 40—45 м. Величина столба веды в колодцах колеблется от 0,5 до 8—9 м. Наиболее глубокие колодцы располагаются на участках водоразделов, где вышележащие водоносные горизонты малопроизводительны или имеют сезонный характер. Сантонский водоупор (Сгг st) распространен вдоль юго- западной границы описываемой территории, в полосе шириной от 10— 20 до 150 км (см. рис. 20). С северо-востока эта полоса очерчивается линией г. Мглин—г. Трубчевск — г.Севск — г.Льгов — г.Обоянь — г.Ва- луйки — г. Алексеевка — г. Россошь — г Богучар. Водоупор представ- ляет собой среднюю нетрещиноватую и водонепроницаемую зону мер- гельно-меловой толщи верхнего мела, образованную преимущественно монолитными мергелями, мощность которых изменяется от 10 до 35— 50 м. Местами монолитность этой зоны нарушается трещиноватыми «окнами». На большей части площади своего развития эта водоупорная зона, разделяющая маастрихт-туроиский и коньяк-туронский водонос- ные горизонты, относится к низам сантонского, а на западе — к коньяк- скому ярусам. Так, в районе г. Стародуба (Брянская область) при бу- рении картировочных скважин электрокаротажными исследованиями установлена большая монолитность коньякских мергелей по сравнению с вышележащими мергелями сантона и нижележащим мелом турона. На диаграмме ПС отмечается отчетливый максимум против всей толщи коньяка, а на диаграмме КС для этих пород фиксируются резкое сниже- ние удельного электрического сопротивления и относительная плавность диаграммы, что указывает на более высокую их плотность по срав- нению с выше- и нижележащими породами и на отсутствие трещин. Коньяк-туронский водоносный горизонт (Сгг t-cn)
ВОДЫ МЕЛОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ 157 приурочен к нижней трещиноватой зоне мергельно-меловой толщи верхнего мела и выделен как самостоятельный горизонт только там, где в его кровле развит сантонский водоупор (см. рис. 26). На большей части площади своего распро- странения этот горизонт сложен трещи- новатым мелом туронского и коньякско- го, а на западе — только туронского яру- сов. Изучение строения нижней трещино- ватой зоны показало, что она во многом аналогична верхней зоне. Здесь также выявляется чередование в разрезе силь- но и слабо трещиноватых пород. В от- дельных интервалах разреза туронский мел местами также разжижен до пасто- образного состояния. Нижний водоупор на большей части площади развития горизонта отсутст- вует, и коньяк-туронский водоносный горизонт тесно взаимосвязан с сеноман- альбским, за счет вод которого он по- лучает основное питание. Местным водо- упором на разных участках служат фос- форитовая плита сеномана, плотные не- трещиноватые или пастообразные раз- жиженные разности самих туронских от- ложений. Коньяк-туронский водоносный гори- зонт в целом изучен слабо. Нижняя трещиноватая зона вскрыта многочис- ленными гидрогеологическими скважина- ми в районе железорудных месторожде- ний КМА и несколькими скважинами в юго-западной части Брянской области, в районе г. Стародуба (табл. 9). В этих далеко расположенных друг от друга районах водоносный горизонт имеет от- носительно сходную характеристику ус- ловий залегания и напорности, но водо- обильность горизонта в районе г. Сгаро- дуба более выдержана, чем в районах КМА, где показатели водообильности по отдельным желозорудным месторожде- ниям и даже по отдельным участкам од- ного месторождения, расположенным сравнительно близко друг от друга, рез- ко меняются. Наиболее водообилен го- ризонт в районе Погромецкого место- рождения. На Гостищевском и Яковлевском железорудных месторождениях установ- лено, что наличие водоупора между верх- ней и нижней трещиноватыми зонами обусловливает различие статических О я X X
158 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД уровней воды этих двух зон. Разница в уровнях составляет 10—20 м на водоразделах и 2—3 м в долинах рек. При этом уровни коньяк-ту- ронского водоносного горизонта (ннжняя трещиноватая зона) имеют меньшие отметки. По химическому составу воды коньяк-туронского горизонта гидро- карбонатные, реже сульфатно-гидрокарбонатные кальциевые; магние- во-кальциевые или натриево-кальциевые. Воды пресные, с общей мине- рализацией 0,3—0,7 г/л, умеренно жесткие, жесткие и очень жесткие, с общей жесткостью от 5,4 до 11,6 мг-экв. Обобщенно химический состав . „ м НСО3 81—95 SO4 10—14 отражается формулой. 7---------------------------------< у у Са 80—91 Mg 10—15 Na 5—12 По условиям залегания воды горизонта достаточно изолированы и загрязнение их с поверхности затруднено. Несмотря на это, анализы некоторых проб указывают на следы местного загрязнения — присут- ствие аммиака до 0,7 мг/л и нитритов до 1,5 мг]л. Режим уровня воды коньяк-туронского водоносного горизонта ха- рактеризуется следующими данными. Колебания уровня воды этого го- ризонта в пределах речных долин аналогичны колебаниям в верхней трещиноватой зоне, но более сглажены и несколько отстают во времени. За период 1959—1960 гг. максимальные годовые амплитуды колебания уровня составляют 1,5 м вблизи русла рек, 0,77 м на склонах долин и 0,45 м на водоразделах. Основное питание горизонт нижней трещиноватой зоны получает за счет вод сеноман-альба. Для этого горизонта характерна затруднен- ная связь с атмосферными осадками и поверхностными водами, особен- но в пределах водораздельных пространств, вследствие чего максимум его уровня по данным двухгодичных наблюдений наступает в конце февраля или в конце марта. Коньяк-туронский водоносный горизонт используется как источник водоснабжения главным образом совместно с сеноман-альбским. Значи- тельная глубина залегания и невыдержанная водообильность не позво- ляют рекомендовать этот горизонт в качестве самостоятельного источ- ника централизованного водоснабжения. С е н о м а н-а л ь б с к и й водоносный горизонт (Cral-cm) в пределах описываемой территории распространен на двух разобщен- ных площадях (рис. 27). Основная площадь его развития, как и мааст- рихт-туронского горизонта, приурочена к западной и южной частям тер- ритории (Брянская, западная часть Орловской, Курская, Белгородская, краевая юго-западная часть Липецкой и западная и южная части Воро- нежской области). Вдоль северо-восточной границы этой площади гори- зонт характеризуется прерывистым, а на отдельных участках островным распространением за счет размыва водовмещающих пород в долинах рек Десны, Оки, Дона и их притоков. Вторая площадь распространения сеноман-альбского горизонта приурочена к восточной половине Тамбовской и краевой восточной ча- сти Воронежской области. Западная граница этой площади протяги- вается примерно по долине р. Цны восточнее Тамбова, далее севернее г. Жердевки и восточнее г. Борисоглебска. На большей части основной площади развития водовмещающие по- роды представлены песчаными отложениями сеноманского и альбского ярусов, на юге Липецкой области— альбского. На юго-востоке, в районе городов Бутурлиновки, Павловска, Богучара, альбские отложения на значительных площадях отсутствуют и нодовмещающие породы принад- лежат к сеноманскому ярусу. На востоке (Тамбовская область) водо- носные альбские отложения имеют более широкое площадное распро- странение. При этом севернее линии Тамбов — г. Кирсанов в кровле
( ?40 •186 СТАРОДУБ МИТРО'ВСК-ОРЛОВСКИМ ШИГРЫ о БОРИ'СбГЛЕБСК ОБОЯНЬ 86 2 оскол 120 •192 3 106 ВАЛУИКМ ОГУЧАР во 6УТУРЛИНОВКА ТАМБОВ® РАССКАЗОВО 2 4 W2 199 ,202* 1 tn я ВОРОНЕЖ ВОДЫ МЕЛОВЫХ ОТЛОЖЕНИИ 159 БРЯНСК-; ЧАПЛЫГИН о ДАНКОВ ОРЕЛ ^МИЧУРИНСК VpEBCKtv- ,^bi)A’noA Рх А Уг Е «льс к •229 ЛИПЕЦК оч\ ГРЯЗИ \ ОУСМАНЬ ОЭРТИЛЬ 1 \15O- ь ’''Кбедгород \ГРАНВОРОН Рис 27 Карта распространения сеноман альбского водонос ного горизонта Составили Л Л Чаповская н К С. Чер- машенцева / — площадь развития сеноман альбского водоносного горизонта 2 — изопьезы сеноман альбского водоносного горизонта 3—скважины (цнф ра у скважины — абсолютная отметка пьезометрического уровня) 4 — железорудные месторождения КМА (/ — Михайловское, 2 —Яковлев- ское, 3 — Гостищевское 4 — Салтыков© Александровское, 5 — Лебедки ское 6 — Чернянскос 7 — Погромецкое), 5 — граница админнстратив ных областей
160 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД альбских отложений прослеживается выдержанный слои глин, разде- ляющий водоносный горизонт на два подгоризонта — сеноманский и альбский Местами в результате эрозионного размыва сохраняется только альбский водоносный подгоризонт. На других участках прослои глин также разделяют песчаную водонасыщенную толщу на несколько разобщенных водоносных слоев или подгоризонтов. Водовмещающие пески сеноман-альбского горизонта мелко-, средне- и разнозернистые, с прослоями грубозернистых, часто глинистые, места- ми с гравийными прослоями и включением гравия и гальки Иногда отдельные слои песка сцементированы в песчаники Гранулометричес- ми с гравийными прослоями и включением гравия и гальки. Иногда (в %): менее 0,05 мм— от 5 до 50, 0,05—0,25 мм — от 17 до 80, местами до 95, 0,25—0,5 мм — от 0,5 до 40, редко до 45, более 0,5 мм — от 0,2 до 10—50 Коэффициент фильтрации песков сеноман-альбского горизонта из- меняется в широких пределах — от сотых долей метра в сутки до 50— 53 м/сутки При этом на ряде участков установлено, что альбские пески характеризуются более высокими фильтрационными свойствами, чем сеноманские Так, северо-западнее Курска, в районе городов Фатежа, Железногорска и Дмитровск-Орловского, по данным опытных откачек коэффициент фильтрации альбских песков достигает 20 и/сутки, а сено- манских не превышает 4—5 м/сутки В районе Курска коэффициент фильтрации сеноман-альбских пес- ков равен 0,6—3,2 м/сутки На железорудных месторождениях Белгород- ской и Курской областей коэффициент фильтрации песков изменяется преимущественно от 0,02 до 7,8 м/сутки, увеличиваясь до 53 м/сутки на участке Лебединского месторождения По лабораторным определениям для района Михайловского месторождения коэффициент фильтрации сеноманских песков (с нарушенной структурой) составляет 1 м/сутки, а альбских — 0,4—1,1 м/сутки. В западной части территории, в районе г Стародуба, по данным откачек из четырех скважин коэффициент фильтрации песков изменяется от 3,1 до 18,8 м/сутки На востоке, в Тамбовской области, по данным небольшого количества определений величина коэффициента фильтрации колеблется по откачкам от 1 до 7,3 м/сутки, а по лабораторным данным — от 0,3 до 5,6 м/сутки Мощность водоносного горизонта изменяется от 10—15 до 50—75 м с максимальными значениями в юго-западной и восточной частях тер- ритории В области прерывистого распространения, где горизонт повсе- местно дренируется гидрографической сетью, мощность его изменяется от 1—4 до 40—60 м Водоносный горизонт не имеет выдержанного верхнего водоупора На различных участках перекрывающим водоупором служат глинистые разности четвертичных образований, глины неогена, сантона или самих сеноман-альбских отложений, местами фосфоритовая сеноманская пли- та, а также плотные нетрещиноватые или разрушенные до пастообраз- ного состояния породы мергельно-меловой толщи Выдержанный ниж- ний водоупор также отсутствует Местными подстилающими водоупора- ми служат глины альба, апта, неокома или юры, на юге местами глины карбона, а на юго-востоке девонские глины На большей части площади своего развития сеноман-альбский гори- зонт напорный, но на дренированных участках вдоль долин рек и в по- лосе прерывистого распространения он часто безнапорный В соответствии с общим погружением водосодержащих сеноман- альбских отложений в юго западном и южном направлениях происходит т величение глу бин залегания кровли горизонта, величин напоров и \ мень шение абсолютных отметок пьезометрических уровней, определяющих
ВОДЫ МЕЛОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ 161 основное направление потока — южное для восточной части и юго-за- падное для остальной части территории. Отсутствие выдержанных водоупоров в кровле и подошве горизон- та создает условия для взаимосвязи с выше- и нижележащими водонос- ными породами. По долинам многих рек сеноман-альбский водоносный горизонт связан с маастрихт-туронским; открытая трещиноватость во- довмещающих пород последнего здесь развита на значительно большую глубину по сравнению с водораздельными пространствами. Эта взаимо- связь на значительных площадях подтверждается (см. рис. 26 и 27) совпадением отметок пьезометрических поверхностей сеноман-альбского и маастрихт-туронского водоносных горизонтов (долины рек Дона, Оско- ла, Десны, Судости и др.). В речных долинах наблюдается также связь сеноман-альбского горизонта с водами аллювиального комплекса, а через них с поверхностными водами. В Курской и Белгородской облас- тях, в границах разведанных железорудных месторождений и отдельных их участков, повсеместно выявлена взаимосвязь сеноман-альбского водо- носного горизонта с нижележащим апт-неокомским. В восточной части территории горизонт часто гидравлически связан с неогеновым, местами образуя с ним единый водоносный комплекс. На участках отсутствия глин в кровле аптских отложений воды се- номан-альба сливаются с водами песков апта и в этом случае последние входят в состав сеноман-альбского водоносного горизонта. Там, где се- номан-альбские водоносные породы залегают непосредственно на девон- ских, устанавливается гидравлическая связь с водами последних, а восточнее г. Валуек, в районе городов Россоши, Богучар и юго-восточ- нее г. Калача — с водами карбона. Питание горизонта осуществляется за счет атмосферных осадков и отчасти паводковых вод в краевой северо-восточной части основной об- ласти его распространения, где водовмещающие породы выходят на поверхность или перекрываются водопроницаемыми сдренированными четвертичными отложениями. По водоразделам питание происходит также за счет перетекания вод из вышележащих горизонтов, обычно из четвертичных, неогеновых и маастрихт-туронского. Подток вод из ниже- лежащих напорных горизонтов происходит повсеместно на участках отсутствия нижнего водоупора, но наиболее интенсивно в долинах рек. На дренирующее влияние современной гидрографической сети ука- зывает направление уклонов пьезометрической поверхности сеноман- альбского водоносного горизонта от водоразделов в сторону речных до- лин при общем юго-западном направлении подземного потока в запад- ной и южной частях территории, в сторону осевой части Днепровско- Донецкой впадины, а в восточных районах — при юг-юго-восточном направлении, что совпадает с наклоном слоев (см. рис. 27). По долинам рек, в балках и оврагах сеноман-альбские воды обра- зуют многочисленные родники, дебиты которых изменяются в значитель- ных пределах. В районе г. Дмитровска-Орловского, г. Кром, с. Брасова, г. Навли (Брянская и Орловская области) максимальные дебиты род- ников составляют 7—15 л/сек. В долине р. Кромы родник, вытекающий из альбских разнозернистых гравелистых песков, имеет дебит 45,7 л/сек, в то время как дебиты родников из сеноманских песков не превышают здесь 2—3 л/сек. В западной части территории, в долинах рек Десны, Неруссы, Свапы, Тускаря и др., дебиты родников изменяются от деся- тых долей лнтра в секунду до 1,5—4,0 л/сек. В краевой северо-восточной части основной площади развития водоносного горизонта дебиты родни- ков колеблются от тысячных и сотых долей литра в секунду до 1,5— 2,0 л/сек, в восточной части территории (Тамбовская область) примерно в таких же пределах.
162 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД Водообильность горизонта по данным опытных и эксплуатационных откачек из буровых скважин также характеризуется невыдержанностью по площади и в вертикальном разрезе. В Брянской области максимальный дебит, равный 50 л/сек (при неизвестной величине понижения), дает скважина в Навлинском райо- не; в районе г. Почепа дебит самоизлнвающей скважины равен 25 л/сек при высоте фонтана 4,5 м. Удельная производительность скважин изме- няется в этой области от 0,04—0,06 до 2,44—2,5 л(сек при понижениях уровня воды соответственно от 26—32 до 1,25—3,2 м. Наиболее часто встречающиеся дебиты скважин составляют здесь 1,5—5 л!сек при по- нижениях уровня на 5—7 м. В Курской области максимальный дебит, равный 45 л!сек, дает скважина, расположенная юго-восточнее г. Льгова в долине р. Сейма (с. Пена), удельный Дебит этой скважины равен 8,2 л/сек. при пониже- нии уровня на 5,5 м, мощность водоносного горизонта составляет здесь 70 м. В Белгородской области дебит 20 л/сек при понижении уровня на 0,16 л дает скважина, расположенная севернее г. Корочи, при вскрытой мощности горизонта 26 м. Буровые скважины с минимальными дебита- ми 0,1—0,3 л/сек, при мощности водоносного горизонта соответственно 11 и более 26 м, расположены в районе пос. Волоконовка — пос. Чер- няка. Опытной откачкой из скважины на Погромецком железорудном месторождении в Белгородской области получен дебит 0,06 и 0,1 л/сек при понижении уровня соответственно на 15,5 и 23,2 м (удельный дебит С,004 л/сек). На Яковлевском и Гостищевском месторождениях при про- ведении аналогичных работ удельные дебиты скважин из этого водо- носного горизонта колебались от 0,02 до 1,8 л/сек. Преобладающая удельная производительность скважин из сеноман-альбского водоносно- го горизонта в Курской и Белгородской областях составляет 0,2-— 0.8 л)сек при понижении уровня воды в северных частях областей от 1 до 4 ж и на остальной площади до 8—10 м. В южной части Воронежской области производительность скважин из сеноман-альбского горизонта также дает значительные колебания (табл. 10). Таблица 10 Данные о производительности скважин в Воронежской области Районы и пункты Мощность, м Дебит, a'csk Понижение, м Удельный де- бит, л/сек Нижнее течение р. Тихон Сосны (с. Коротояк) 25 0,7 н. с. — Южнее г. Калача (хут. Рогов) 40* 21,6 6 3,6 В районе г. Павловска, правый берег р. Дона 60 1,3 22 0,06 Район городов Павловска—Калача (с. Русская Журавка) 4,5 4,3 1 4,3 Район городов Россоши—Богучара (ст. Криничная) 62* 0,07 н. с. — Севернее г. Россоши (у ст. Сагу- н. с. 5,3 Без пониже- — ны)** НИЯ Район г. Павловска (две скважи- ны) 12,4 1,46; 0,46 5,0; 1,5 0,28; 0,31 Юго-западнее г. Богучара (район Кантемировки)* * * н. с. 50 н. с. — * Вскрытая мощность. ** Совместная эксплуатация сеноман-альбского и верхнедевоиских водоносных горизонтов. *** Совместная эксплуатация сеноман-альбского и ннжнекаменноугольных водоносных горизонтов.
ВОДЫ МЕЛОВЫХ ОТЛОЖЕНИИ 163 В восточной части территории (Тамбовская область) произ- водительность скважин из сеноманского подгоризонта редко превышает 1 л/сек. Дебиты колодцев при пробных откачках изменяются от 0,003 до 0,02 л/сек при понижениях уровня на 0,8—1,0 м. В г. Кирсанове дебит скважины из этого подгоризонта составляет 0,2 л!сек при пони- жении уровня на 13,2 м (удельный дебит 0,015 л/сек). Производитель- ность скважин из альбских песков в среднем составляет около 1,5 л!сек с увеличением по отдельным скважинам до 9—И л!сек и с понижением уровня воды на 10—12 м (максимальный удельный дебит до 0,9 л/сек, преобладающие значения 0,2—0,5 л)сек). Южнее г. Тамбова, в верхнем течении р. Цны (с. Осино — с. Лозовка), удельная производительность скважин из альбских песков составила 0,9 л/сек при вскрытой их мощ- ности 4,5 м и понижении уровня воды на 7 м. Северо-западнее г. Курска, в районе городов Фатежа, Железногор- ска, Дмитровска-Орловского, наиболее водообильны также альбские пески, содержащие гравийные прослои. Удельный дебит скважин из альбских песков изменяется здесь от 0,8 до 2,6 л/сек, а из сеноман- ских— от 0,1 до 0,8 л!сек. В районе г. Курска, где одним из источников водоснабжения явля- ется сеноман-альбский водоносный горизонт, разведкой дополнитель- ных источников водоснабжения установлено, что при совместном опро- бовании этого горизонта с аллювиальными песками производительность скважин значительно повышается. Так, по нескольким разведанным участкам удельная производительность скважин, вскрывающих одно- временно два водоносных горизонта, изменяется от 0,05—0,11 до 3,9— 7,2 л/сек, а на участке, где опробовался только сеноман-альбский во- доносный горизонт, удельный дебит скважин колеблется в пределах 0,03—0,3 л/сек. Основные данные об условиях залегания и водообильности сено- ман-альбского водоносного горизонта обобщены в табл. 11. Условия залегания сеноман-альбского водоносного горизонта, во- дообильность и взаимосвязь с выше- и нижележащими водоносными горизонтами детально изучались при проведении опытных гидрогеоло- гических работ на железорудных месторождениях с целью получения данных к проектам их осушения. Этими работами на Гостищевском месторождении Белгородской области установлено наличие взаимосвязи коньяк-туронского и сеноман- альбского водоносных горизонтов. Здесь при откачке из сеном ан-альб- ских песков с понижением уровня на 15,6 и 23 м уровень в наблюда- тельной скважине, вскрывшей трещиноватый обводненный туронский мел, снизился соответственно на 1,6 и 1,9 м. На этом же месторождении при длительной кустовой откачке из сеноман-альбского горизонта с понижением уровня на 17,1 и 23,6 м дебит соответственно составил 11,8 и 16,3 л/сек, а радиус депрессионной воронки превышал 3,4 км. При откачке из водопонизительных скважин опытного узла в районе Лебе- динского железорудного карьера с суммарным дебитом 111 л)сек и по- нижением уровня до 15 м радиус депрессионной воронки превысил 1 км через два месяца после начала водопонижения. По химическому составу воды сеноман-альбского водоносного го- ризонта в основном гидрокарбонатные кальциевые, пресные, от умерен- но жестких и жестких до очень жестких (в южных районах). Реакция воды от слабокислой до слабощелочной (pH 6,4—7,9), чаще слабоще- лочная. В соответствии с общим погружением водосодержащих слоев общая минерализация и жесткость сеноман-альбских вод увеличиваются в южном направлении. Так. если в Орловской и северных частях Брян-
Таблица Н Общая характеристика условий залегания и водообильности сеноман-альбского водоносного горизонта Районы Кровля, м Мощность, м Статический уровень, м Напор, м Дебит, л!сек В числителе — удельный дебит, л/сек> в знаменателе — понижение уровня, м Глубина Абс отм. Глубина Абс отм Крайние 1 Преобла- значения дающие | значения Крайние значения Преобла- дающие значения Область сплошного распространения водоносного горизонта Брянская обл. 50—280 (—35)—(4-162) 6—60* 4-4,5—28 134—186 0-213 0,2—25,0** 1,4-3,5 0,04 1,31 От до 35,0 7,1 — Курская обл. 3—244 (—12)—(+175) 20—70 4-0,6—92 122—199 0—149 1,2—45,0 до 4,0 0,09 8,18 От до 23,5 5,5 0,2—0,6 Белгородская обл. 64—423 (—228)—(-J-123) 15—60 4-4,3—110 100—190 0—341 0,06—20,0 0,7—3,5 0,004 1,8 0,3-1,0 15,5-23,2 5,4 До 10,0 Воронежская обл. 7—157 (+21)-(+Ю8) 9—40 4-3—126 63—132 5-49 0,07-5,3 1,0—2,5 0,1 1,1 10,0 1,0 Тамбовская обл. 5—115 (+63)—(+165) 2—70* 3—60 95—189 0—73 0,2—9,3 1,0—4,5 0,015 0,9 От до 13,2 7,0 0,2—0,5 5—15 Область прерывистого распространения водоносного горизонта Брянская обл. (север- ная и восточная части) Курская (северная и се- веро-восточная части) и Орловская (южная и юго-западная части) обл. Воронежская обл. (за- падная и северо-западная части) 10—65 1—87 5—130 (+121)—(+210) (+Н4)-(+244) (+63)-Ш60) 3—35 4—40* 7—60* 4-1,2—33 152—214 148—247 64—160 0—31 0—36 0—38 0,16—50,0 0,7—16,0 0,7-21,6 1-5 1-3,5 0,85-3,0 0,03 8,0 От до 6—18 1,0 0,1 3,0 0,3-0,8 1-—73 1—110 07 ’ 13 Д0 5,0 0,06 3,6 От до ~ — 22 6,0 1-4 Пройденная мощность. При самоизливе.
ВОДЫ МЕЛОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ 165 ской и Курской областей преобладающая минерализация не превышает 0,4-—0,5 г/л, а общая жесткость изменяется от 2,0—2,5 до 6—7 мг-экв, то в южных районах (г. Валуйки — г. Павловск) общая минерализация в большинстве случаев составляет 0,6—0,9 г/л, местами увеличиваясь до 1,2—1,9 г/л, а величина общей жесткости колеблется от 8 до 25 мг-экв. В восточной части территории общая минерализация вод сеноман- альба в районе Тамбова изменяется от 0,2 до 0,8 г/л, воды от мягких до жестких (общая жесткость от 2 до 9 мг-экв), причем в мягких во- дах жесткость в основном карбонатная. Южнее общая минерализация несколько повышается—до Э,95 г/л, на отдельных участках до 1,2— 1,8 г/л; общая минерализация колеблется в пределах 5—22 мг-экв, т. е. воды от умеренно жестких до очень жестких. По территории в целом наименьшие общая минерализация и жест- кость вод сеноман-альбского горизонта наблюдаются в областях его питания и разгрузки, т. е. на участках более активного водообмена. Кроме основного гидрокарбонатного кальциевого типа вод, выра- , , „ НСО3 85—96 женного в общем виде формулой Мо,2-0,5—-—, часто встреча- Са 86—90 ются воды смешанных типов — гидрокарбонатные натриево-кальциевые, магниево-кальциевые или натриево-магниево-кальциевые, химический , НСО392 НСО396 состав которых выражается формулами Мо5—-----3---; М06-----2--- Са 75 Na 25 ’ Са 69 Mg 25 .. НСО3 97 , Мо 4 ------------ , а также воды сульфатно-гидрокарбонатные и хло- ридно-гидрокарбонатные для южных районов ( Мод магниево-натриево-кальциевые, характерные НСО3 58 SO4 32 НСО3 70 С1 25 \ Са 61 Na 20 Mg 18 ’ °’9 Са 45 Na 30 Mg 25 / ’ В Кантемировской районе воды сеноман-альбского горизонта хло- ридно-гидрокарбонатно-сульфатного магниево-натриево-кальциевого состава с общей минерализацией до 1,2 г/л. В водах сеноман-альба железо часто отсутствует, по некоторым пробам содержание его установлено от следов до 0,7—1,9 мг/л, в еди- ничных случаях до 12—13 мг/л. Определениями микрокомпопентов в водах сеноман-альбского гори- зонта установлено следующее их содержание: фтора до 0,76 мг/л, цин- ка до 0,001 мг/л, меди до 0,003 мг/л, титана, молибдена и свинца — следы; бром и йод не обнаружены. Воды сеноман-альба местами имеют следы поверхностного загряз- нения, особенно в северных районах, где они залегают ближе к поверх- ности, а породы кровли не выдержаны по литологическому составу. Обычно это загрязнение местное и чаще указывает на антисанитарное состояние водозаборов, особенно колодцев. Нередко устанавливается присутствие соединений азота: NH4-—от следов до 0,7—2,0 мг/л-, NO2— от следов до 2 мг/л, NO3 — от следов до 5 мг/л, однако совместное их присутствие обнаруживается не всегда. В бактериологическом отношении воды сеноман-альбского горизон- та обычно вполне удовлетворительного качества — коли-титр колеблется от 111 до 500, но на участках водозаборов, находящихся в антисанитар- ном состоянии, его значение уменьшается до 40—4. Естественный режим сеноман-альбского водоносного горизонта в северных районах его распространения характеризуется тесной связью с режимом аллювиальных и мергельно-меловых горизонтов, речных вод
166 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД и с климатическими факторами. Годовая амплитуда колебания уровня здесь обычно не превышает 1 м. Подъем уровня, связанный с весенни- ми снеготаянием и паводком, начинается во второй полэвине марта, максимум для различных участков наблюдается от конца марта — пер- вой половины апреля до конца апреля — начала мая. На фоне общего летнего снижения уровня фиксируются эпизодические подъемы, которые связаны с летними ливневыми дождями и обычно не превышают 0,2— 0,4 м. Минимальные отметки уровня предшествуют весенним и осенним паводкам. Осенью в отдельные годы подъем уровня составляет 0,2— 0,4 м. Годовая амплитуда колебания уровня подземных вод в пределах водоразделов равна 0,22—0,45 м, а в долинах — 0,57—1,04 м В южных районах глубина залегания сеноман-альбского горизонта увеличивается, в его кровле залегает мощная толща верхнемеловых от- ложений, что затрудняет связь вод сеноман-альба с атмосферными и поверхностными водами. Влияние речных вод сказывается только в до- линах тех рек, где перекрывающая сеноман-альбский горизонт мергель- но-меловая толща трещиновата по всей мощности. Кривая колебаний уровня горизонта здесь характеризуется плавным повышением в период весенних и осенних паводков. Годовая амплитуда колебаний уровня за 1960 г на водоразделах не превышала 0,5 я, а в долинах рек изменя- лась в пределах 0,4—1,1 м. По водораздельным скважинам начало подъема уровня отмечается в конце февраля с максимумом в начале второй половины марта и высотой подъема 0,4—0,5 м. Далее следует постепенное снижение уровня, а осенью происходит вновь медленный подъем до 0,3 м по сравнению с летним минимумом В пределах реч- ных долин весной отмечаются подъемы уровня подземных вод на 0,6— 0,7 м с максимумом в начале апреля, осенний подъем уровня состав- ляет около 0,4 м. Сеноман-альбский водоносный горизонт, характеризующийся значи- тельным водообилием и хорошим качеством воды, является надежным источником водоснабжения и повсеместно используется с помощью бу- ровых скважин, каптированных родников и колодцев В северо-восточ- ной части основной площади развития горизонта и на востоке, в райо- не г. Кирсанова, он эксплуатируется колодцами и буровыми скважина- ми. Глубина колодцев изменяется от 2—3 до 30 м, редко до 30—40 м; столб воды в них не превышает 4 At. В южных районах, где горизонт залегает на значительной глубине, он эксплуатируется буровыми сква- жинами. В пределах водораздельных пространств сеноман-альбский го- ризонт, несмотря на большую глубину залегания, является первым от поверхности эксплуатационным горизонтом, так как вышележащие мер- гельно-меловые породы хотя и содержат воду, но из-за слабой трещи- новатости обладают малой водообильностью и не используются для водоснабжения В западных районах воды сеноман-альба в настоящее время используются буровыми скважинами только в районе г. Староду- ба, где маастрихт-туронский горизонт уже не может удовлетворить пот- ребность в воде. Сеноман-альбский водоносный горизонт рекомендуется как источ- ник водоснабжения в северных районах для небольших водопотребите- лей, в основном для сельского хозяйства, а на юге для крупных про- мышленных и городских объектов водоснабжения. Исключение состав- ляют районы разрабатываемых или проектируемых к разработке место- рождений железных руд КМА, где длительные крупные водопонизитель- ные работы и формирующиеся при этом депрессионные воронки ограни- чивают возможности использования сеноман-альбского водоносного горизонта на прилегающих площадях.
ВОДЫ МЕЛОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ 167 Для ряда районов, где широко используется вышележащий маастрихт-туронский водоносный горизонт, сеноман-альбский является резервным источником водоснабжения, перспективным для обеспечения крупных водопотребителей. Воды спорадического распространения а пт-нео- ком ских отложений (Cline — ар) широко развиты в границах рас- сматриваемой территории. Они отсутствуют только на юго-востоке, в районе городов Россоши, Острогожска, Богучара, Бутурлиновки и Ка- лача, а также по долинам Воронежа и других рек, особенно в пределах Орловской и западной части Липецкой области, и в древних погребен- ных долинах, где апт-неокомские отложения размыты (рис. 28). В различных частях территории апт-неокомские отложения пред- ставлены различными ярусами нижнего мела. Так, готерив-барремские отложения местами залегают на размытой поверхности валанжина, местами непосредственно на юрских или палеозойских осадках. В неко- торых районах аптские отложения ложатся непосредственно на валан- жинские, иногда на палеозойские. Местами отсутствуют отложения го- терива и валанжин перекрывается барремом. Апт-неокомские отложения литологически представлены переме- жающимися невыдержанными по простиранию слоями песков и глин, с подчиненными прослоями алевритов и песчаников. В некоторых рай- онах в толще апт-неокома заметно преобладают глины, в других — пески, местами эта толща полностью представлена глинами, местами почти исключительно песками. В западной части территории развита преимущественно глинистая толща с прослоями и линзами песчаных пород разной протяженности и различной мощности. В восточной и юж- ных частях территории мощность песчаных отложений в толще апт- неокома увеличивается, но они также не выдержаны по простиранию. Таким образом, апт-неокомская песчано-глинистая толща по терри- тории в целом разновозрастна и не выдержана по литологическому составу слагающих ее отложений. Однако в распределении отдельных литологических разностей пород в вертикальном разрезе апт-неоком- ских отложений все же наблюдается определенная закономерность. В верхней части аптского яруса часто преобладают пески, в нижней — глины. В барреме преобладают глины и алевриты, в готериве — песча- ные глины, а в валанжине—глинистые разнозернистые пески, местами переслаивающиеся с песчаными глинами. В связи с этим в апт-неоком- ской толще в целом можно выделить два относительно выдержанных водоносных подгоризонта: верхний — в песках и песчаниках апта и ниж- ний— в аналогичных породах валанжина. Эти подгсризонты обычно разделены толщей глин, в которой спорадически встречаются отдельные водоносные прослои и линзы различной мощности и протяженности. Верхний подгоризонт часто взаимосвязан с вышележащим сеноман- альбским водоносным горизонтом, нижний — с горизонтами юрских или палеозойских отложений. Водосодержащие пески и песчаники обычно тонко-и мелкозернистые, местами разнозернистые, в разной степени глинистые, участками алевритистые, с галькой фосфорита; алевриты ча- сто глинистые, с конкрециями сидерита и серного колчедана. Водонасы- щенные гонкозернистые пески и глинистые алевриты часто обладают плывунностью. Гранулометрический состав песчано-алевритовых отложений в це- лом характеризуется следующим содержанием фракций (в %): менее 0,005 мм — от 5 до 44; 0,005—0,05 мм — от 4 до 58; 0,05—0,25 мм — от 3 до 68; 0,25—0,5 мм — от 1 до 82; 3,5—2,0 мм — от 0,1 до 7; более 2,0 мм — от 0,1 до 1,5.
Ж J W72~/X tn .75 25Ss,o//-U . Гтс/' ( ^БРЯНСК Д) \- y C~~ ~ ~~ r$/~ 4. _ryY>JV $/ 0 \j2jj ^Jcta ’Г_7_Г__Г~_Г-_жк»23Хг e .^.- -r^-^ ^w?23f+fc^ r-t^F •) §^1^PCK--^1831855 I ^ГСЦИ , ^р^у7^>коренево4~ *170 ~~\4z~ — J—,—Fo Ь»2 ,AZ Ц- И2 ~ •163 [3 »1 [4 r~-^ q 5 Z> L БЕДГОРОД^ЧХ-— K_ Ik sS Рис 28 Карта распространения вод в песчано глинистых отложениях апт неокома Составили Л Л Чаповская н К. С Чермашенцева 1 — площадь распространения вод апт неокомских отложений, 2 — изо пьезы вод апт неокомских отложений, 3 —скважины (цифра у скважн ны — абсолютная отметка пьезометрического уровня), 4 — железоруд нпе месторождения КМА (/—Михайловское, 2— Яковлевское, 3 — 1о стнщевское, 4 — Салтыкове Александровское, 5 — Лебединское, 6 — Чер нянскос. 7 — Погромецкое), 5 —граница административных областей 1 тай / L Г/^'Т''^Йг’’~т ГС*^2- Ут^16^? УвОронЕЖ7)99г ,_^7У ЛигЯР>=^чь J7- Т~ ~г-^ / Hw^ Z ГЕОРГИУ-ДЕЖ^к^Д л 3-^«/Z’7ZZ2j"Z_7:i.i -V^Z гр — V' x Шхйчр > </ »\>валуикй ) Л \ : у\ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
ВОДЫ МЕЛОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ 169 Фильтрационные свойства пород также весьма пестрые. Коэффи- циенты фильтрации в целом изменяются от десятых долей до десятков метров в сутки. Так, по данным откачек в Тамбовской области пределы значений коэффициента фильтрации составляют 0,46—83 м/сутки. Наи- большие величины (30—83 м/сутки) получены для аптских песков, а песков неокома они не превышают 8 м/сутки В Липецкой и Орловской областях коэффициенты фильграпии изменяются также от десятых до- лей метра в сутки до 15—17 м/сутки. В Курской области для глинистых алевритов и мелкозернистых глинистых песков получены значения коэф- фициента фильтрации от 0,008 до 0,16 м/сутки. Суммарная мощность отдельных водоносных подгоризонтов, слоев и линз в апт-неокомских отложениях изменяется от 0 до 50—70 м. В пределах Орловской и западной части Липецкой области апт-не- окомские отложения в долинах многих рек размыты, а в пределах водо- разделов дренированы и на отдельных участках безводны. Суммарная мощность водоносных слоев здесь изменяется от 3—5 до 25 м. В Тамбовской и восточной части Липецкой области на значитель- ных площадях распространены преимущественно воды аптских песков, мощность которых изменяется здесь от 3—5 до 15—20 м, в крайней вос- точной части она увеличивается до 30 л, а в районе Тамбова, где появ- ляются и валанжинские пески, суммарная мощность обводненных отло- жений составляет 60—70 м Южнее, в полосе г. Жердевки — г. Эрти- ля — ст. Таловой, где апт-неокомская толща представлена частым переслаиванием песчаных и глинистых пород, мощность отдельных об- водненных прослоев не превышает 1,5—5 м, а суммарная их мощность здесь уменьшается до 5—20 м. В Курской и на юго-западе Воронеж- ской области в толще апт-неокома, как правило, преобладают глины, в которых водоносные породы залегают в виде прослоев и линз общей мощностью от 5—7 до 15—25 м. Местами эта толща представлена пе- реслаиванием песков и глин с мощностью слоев от 0,5—2,5 м, а на от- дельных участках пески отсутствуют или их прослои и гнезда умень- шаются по мощности до нескольких сантиметров. В районе Белгорода суммарная мощность обводненных пород мес- тами увеличивается до 50 м. В районе г. Валуек в разрезе апт-неокома преобладают глинистые отложения и мощность водоносных слоев сос- тавляет здесь 10—15 м, а за южной границей территории, близ г. Харь- кова, при вскрытой мощности апт-неокома от 30 до 55 м суммарная мощность обводненных песков колеблется от 15 до 35 м, а глин — от 10 до 30 м, при этом по некоторым скважинам отмечено преобладание пес- чаных разностей. В западной части территории (Брянская область) толща апт-нео- кома сложена глинами с прослоями и линзами водоносных пород мощ- ностью от 1—5 до 15 м Водоупорной кровлей водоносных слоев и подгоризонтов служат на различных участках глины четвертичных, неогеновых, альбских и са- мих апт-неокомских отложений. Все перекрывающие водоупоры не вы- держаны по простиранию, поэтому воды апт-неокома часто оказываются гидравлически связанными с водами вышележащих горизонтов. По до- линам рек, врезанным в нижнемеловые отложения, осуществляется взаимосвязь с водами пойменного и древнего аллювия. В Липецкой и западной части Тамбовской области нижним водоупором для аптских водоносных песков служат глины этого же возраста. На участках от- сутствия аптских песков на аптском водоупоре непосредственно зале- гают на значительных площадях водоносные флювиогляциальные отло- жения, и их воды в полосе контакта с аптскими песками сливаются. При
170 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД отсутствии разделяющих глинистых слоев между неогеновыми и апт- неокомскими отложениями воды их также оказываются тесно взаимо- связанными На участках отсутствия глин в основании альбских или в кровле аптских отложений водоносные пески альба и апта образуют единую водонасыщенную толщу Нижним водоупором для водоносных слоев апт-неокома служат глины одновозрастных нижнемеловых или юрских и палеозойских отло- жений На значительной площади водоупорным основанием является толща верхнеюрских глин В юго-западной части территории этот водо- упор перекрывается водоносными песчано-глинистыми отложениями волжского яруса и воды апт-неокома с ними часто оказываются взаимо- связанными В восточной части территории на значительных площадях нижнемеловые отложения ложатся непосредственно на девонские, и их воды на участках отсутствия глин в основании апт-неокома или в кров- ле девона также взаимосвязаны, при этом имеются участки, где нижне- меловые песчаные отложения полностью дренированы за счет перетека- ния вод в подстилающие водопроницаемые породы девона. В южной и северо-западной частях территории в местах выклинивания верхпеюр- ских глин фиксируется связь нижнемеловых вод с девонскими и камен- ноугольными На участках замещения верхнеюрских глин песками воды апт-неокома сообщаются с водами песчаных отложений верхней юры Глубина залегания кровли водосодержащих слоев и линз в апт- неокомских отложениях колеблется в широких пределах, что обусловли- вается частой сменой по простиранию и в вертикальном разрезе водо- носных и водоупорных пород На участках естественного дренажа и в местах отсутствия водоупорного перекрытия воды апт-неокомских отло- жений безнапорные На остальной площади, где водосодержащие прослои и линзы перекрыты водоупорами, они содержат напорные воды, причем в южной части территории высота напора превышает 300 м, <. в районе Харькова достигает 500—600 м В пределах Тамбовской области наибольшие глубины залегания водоносных пород фиксируются в южных и краевых восточных районах, а также в погребенных долинах Максимальным глубинам соответст- вуют наименьшие абсолютные отметки кровли и наибольшие напоры Так, в районе г Рассказово при абсолютной отметке кровли 13 м и глу- бине ее залегания 160 м величина напора составляет 130 м, в районе г Маршанска (д Каменный Умет) абсолютная отметка кровли водо- носных пород составляет 6 м при глубине залегания 108 м и величине напора 100 м На юге области, в районе г Жердевки, глубина залега- ния кровли 138 м, абсолютная отметка снижается до минус 14 м при величине напора 133 м В Липецкой области, западнее г. Липецка, безнапорные воды зале- гают на глубине 12 м (абс отм 187 м) В полосе г Елец — пос Кастор- ное (с Тербуны) при абсолютной отметке кровли водосодержащих по- род 191 м и напоре 1 м глубина залегания составляет 39 м, а в районе г Усмани отметка кровли снижается до 79 м при величине напора 26л« и глубине залегания 55 м В Орловской области воды апт неоком а обычно безнапорные, за исключением западной части, где напоры места- ми составляют 15—20 м В пределах Воронежской области максимальная глубина залегания водоносных пород (95 л«) установлена в районе г Георгиу-Деж, соот- ветствующая абсолютной отметке 98 м Воды здесь безнапорные, дрени- руются долиной Дона В районе г Острогожска (с Петренково) при абсолютной отметке кровли 50 м и глубине залегания 60 м величина на- пора составляет 43 м Напор в 16 м установлен по скважине, оасполо-
ВОДЫ МЕЛОВЫХ ОТЛОЖЕНИИ 171 женной западнее г. Воронежа в верховье р. Девицы (с. Кучугуры), где глубина залегания кровли 46 м (абс. отм. 143 лт); несколько севернее безнапорные воды залегают на глубине 27 м (абс. отм. 148 м). В Кур- ской области максимальная глубина залегания кровли нижнемеловых водоносных пород (183 м) зафиксирована в полосе г. Обоянь — Курск (д. Танеевка), что соответствует абсолютной отметке 47 м при величи- не напора 123 м. Севернее Курска (с. Телегино) водоносные породы вскрыты на абсолютной отметке 204 м при глубине залегания 42 м и величине напора 1 м. Южнее, в Белгородской области, глубина залега- ния кровли изменяется от 31 м в районе г. Старого Оскола (абс. отм. Г2б м, напор 30 м) до 275 м в районе г. Валуек (абс. отм. минус 95 м, напор 193 м) и 288 м в районе Гостищевского месторождения (абс. отм. минус 70 м, напор 214 м). На Яковлевском железорудном месторожде- нии величина напора составляет около 270 м. В пределах рассматриваемой территории основной областью пита- ния апт-неокомских вод являются ее северная и восточная части, где водоносные отложения залегают ближе к поверхности и перекрываются относительно более проницаемыми породами. Пополнение запасов апт- неокомских вод происходит за счет перелива из вышележащих и подто- ка из нижележащих напорных водоносных горизонтов, а также инфиль- трации атмосферных вод на участках выхода песчаных пород на поверх- ность или в местах, где они перекрываются водопроницаемыми отложе- ниями. Долина Дона является основной зоной разгрузки нижнемеловых вод; к ней направлено в основном движение этих пород на значительной части территории (см. рис. 28). В западной части территории основное направление потока — юго-западное, соответствующее общему погруже- нию нижнемеловых отложений. В правобережной части долины р. Ос- кола и в верховье Северского Донца поток направлен на юг. Влияние долины Дона сказывается уже в левобережной части долины Оскола, где направление потока меняется на юго-восточиое. В северо-восточной части территории под влиянием долины р. Цны направление движения вод апт-неокома север-северо-восточное, а южнее, в долинах Хопра и его правых притоков (Ворона, Савала, Елань), а также в бассейне р. Битюга поток нижнемеловых вод направлен на юго-восток, к долине Дона. Таким образом, в восточной части территории на пьезометриче- ской поверхности вод апт-неокома намечается водораздел, соответствую- щий орографическому водоразделу бассейна Цны и левых притоков До- на. Уровни подземных вод имеют здесь абсолютные отметки 145—158 м, которые снижаются до 100 м в долине р. Цны и до 100—83 м в долине Дона (Семилуки — Воронеж и Острогожск—Георгиу-Деж). Наибольшая разница в отметках статического уровня отмечается в северной части территории, в пределах Орловской и Липецкой облас- тей, где водоносные апт-неокомские отложения интенсивно дрениру- ются. В Курской области максимальные абсолютные отметки пьезометри- ческой поверхности (209 м) отмечены в районе Курска. В районе г. Обояни пьезометры устанавливаются иа отметках порядка 160 м и снижаются к югу — в Белгороде до 120 м, в г. Валуйках до 100—98 м, а в районе Харькова они составляют 50—65 м абсолютной высоты. Разгружаясь по долинам рек, воды апт-неокома образуют родники, де- биты которых изменяются от сотых долей литра в секунду до 1 л/сек, редко увеличиваясь до 3—4 л1сек (Орловская и северная часть Курской области).
172 характеристика подземных вод Водообильность апт-неокомских отложений резко изменяется, иног- да на близких расстояниях. Так, в Тамбовской области в верхнем те- чении р. Мал. Ломовис (д. Чернавка) дебит скважины составил 1,2 л!сек при понижении уровня на 42 м (удельный дебит 0,03 л/сек). Северо-восточнее Тамбова (д. Березово) получен дебит 46 л/сек при понижении на 15,4 м (удельный дебит 3 л/сек), а севернее Тамбова (д. Дегтянка)—дебит 6 л!сек при самоизливе. Скважина юго-восточ- нее г. Маршанска (д. Федоровка) имеет дебит всего 0,023 л/сек при понижении на 38,5 м (удельный дебит 0,0006 л/сек). В границах Липецкой и Орловской областей производительность скважин изменяется от сотых и десятых долей литра в секунду до 4— 5 л!сек, а удельная производительность — от сотых долей литра в секунду до 1—2 л/сек при понижении уровня от 2—6 до 15—25 м. В границах Липецкой и Орловской областей производительность ка) дебит скважины не превышает 0,007 л/сек при понижении уровня на 0,85 м. В районе Борисоглебск — Воронеж производительность скважин изменяется в пределах 1,6—3,3 л/сек при понижениях соот- ветственно от 15—8,5 до 3,2 м и колебаниях удельных дебитов от 0,21—0,38 до 0,5 л/сек. В окрестностях ст. Таловая удельная произво- дительность скважины 0,03 л/сек (понижение на 44 м)-, севернее г. Острогожска (с. Урыв) удельный дебит скважины 1,67 л!сек при по- нижении уровня на 1,2 м. Дебит 11 л!сек при понижении 6,3 м (удель- ный дебит 1,75 л/сек) имеет скважина в районе Курска (д. Воршнево), а опытные откачки из песчаных неокомских отложений севернее Кур- ска в долинах р. Свапы и ее притоков (Усожа, Речица, Чернь, Песоч- ная и Бол. Немед) показали, что производительность скважин изме- няется в пределах 0,002—0,8 л/сек при понижениях соответственно на 3,8—13,0 м и удельных дебитах 0,0005—0,06 л/сек (минимальные по- казатели относятся к глинистым алевритам, максимальные — к мелко- зернистым глинистым пескам). На участках взаимосвязи с сеноман- альбскими или аллювиальными водоносными горизонтами дебит сква- жин увеличивается до 1,25—2,0 л/сек (удельные дебиты соответствен- но 0,14—0,2 л)сек). Относительно высокие удельные дебиты имеют не- которые скважины в районе г. Дмитриева-Льговского, где изменяются от 0,71 до 2,79 л/сек при понижении уровней воды соответственно на 3,5—1,65 м. В Белгородской области на Гостищевском железорудном место- рождении при понижении уровня воды на 61,6 м удельный дебит сква- жины составил 0,0033 л/сек, а на Яковлевском месторождении при на- поре нижнемеловых вод 270 м дебит скважины при самоизливе 1,5 л/сек. За южной границей территории, в районе г. Харькова, где апт-неокомские отложения представлены песками от средне- и крупно- зернистых с гравием до гравелистых при мощности отдельных слоев до 15—18 м и суммарной мощности до 35 м, дебиты скважин увели- чиваются до 55 л/сек. Основные данные об условиях залегания и водообильности обвод- ненных апт-неокомских отложений обобщены в табл. 12. По химическому составу воды апт-неокома гидрокарбонатные кальциевые, пресные, с общей минерализацией, не превышающей 0,7— 0,9 г/л, умеренно жесткие и жесткие, с величиной общей жесткости до 8—8,5 мг-экв. Однако имеются участки, где общая минерализация по- вышается до 1,3 г/л, а общая жесткость — до 15—27 мг-экв. Вместе с тем в северных и восточных районах на отдельных участках общая минерализация снижается от 0,1—0,15 г/л, а общая жесткость — до 1,2—2,0 мг-экв. Мягкие воды имеют в основном карбонатную жест- кость. Кроме основного гидрокарбонатного кальциевого типа вод, вы-
Таблица 12 Общая характеристика условий залегания н водообильности апт-неокомского водоносного горизонта Районы Кровля, м Напор, м Дебит, л/сек В числителе—удельный дебит, л}сек\ в знаменателе—понижении, м Глубина Абс. отм. Крайние зна- чения Преобладаю- щие значения Крайние значения Преобладаю- щие значения Брянская область (восточная часть)* 0—60 (+140)-(+165) 0-40 0,51—5,5 — От 0,01 25 До 1,95 2,0 Орловская область 0—75 (+140)-(+250) 0—20 0,06—5,0 От 0,03 До 2,0 26 4,6 Липецкая область 0—55 (+79)_(+191) 0—26 0,21—4,9 От 0,05 До 1,0 16 2 Тамбовская область 3—160 (-14)~(+150) 0—133 0,023—46,0 2—4,4 От 0,03 До 3,0 0,2—0,6 42 15,4 4—20 Воронежская область 1—95 (+50)-(+148) 0—43 0,007—3,3 1,2—3,3 От 0,03 44 До 1,67 2,2 0,2—0,5 3-15 Курская область 2—183 (+47)-(+204) 0—123 0,002—11,0 1,2—4,0 От 0,0005 3,8 до- 2,79 1,65 0,25—1,5 2—10 Белгородская область 31—288 (—95)—(+126) 30—270 0,0033—6,0 1,7—3,5 От 0,0033 62 До 2,27 2,2 0,2—1,0 3,5—15,6 * Для большей части области сведений н т.
174 характеристика подземных вод ражаемого формулой М04-06 НСО3 85—91 Са 81—93 встречаются воды гидрокар- бонатные натриево-кальциевые или магниево-кальциевые и сульфатно- гидрокарбонатные кальциевые и натриево-кальциевые, первый тип воды отображается формулой Мо95 ————— Са 48 Na 40 Общая минерализация сульфатно-гидрокарбонатных вод часто превышает 1 г/л Железо обычно отсутствует, но по некоторым пробам содержание его устанавливается от следов до 21,2 мг/л Определением микроэле- ментов в водах апт-неокома установлено присутствие фтора — до 0,62 мг/л, цинка — до 0,04 мг/л, меди — до 0,19 мг/л, серебра — следы, титана — до 0,02 мг/л, свинца — до 0,002 мг/л, бром и йод отсутст- вуют. I Апт-неокомские воды местами несут следы поверхностного загряз- нения Чаще это явление отмечается в районах населенных пунктов. Коли-титр воды обычно колеблется от 111 до 500 В единичных слу- чаях он понижается до 71—4, что связано с антисанитарным состоя- нием водозаборов Наблюдения за режимом подземных вод апт-неокомских отложе- йий не проводились На большей части территории эти воды находятся в условиях затрудненной связи с атмосферными и поверхностными во- дами Все же гидрографическая сеть оказывает дренирующее влияние на воды апт-неокома и в некоторой степени определяет их режим В восточной части территории в кровле апт-неокома залегают неогено- вые и четвертичные песчано-глинистые отложения, выдержанные пере- крывающие водоупоры отсутствуют, условия для связи с поверхност- ными и атмосферными водами более благоприятные, режим вод апт- неокома в значительной степени определяется гидрологическими и климатическими факторами В северной и восточной частях территории воды апт-неокома экс- плуатируются в основном для сельскохозяйственного водоснабжения колодцами, каптированными родниками и одиночными скважинами Водозаборные скважины часто эксплуатируют апт-неокомские воды совместно с сеноман-альбскими Невыдержанное распространение вод (Эпт-неокома, затрудняющее выявление участков со значительными ре- сурсами, отсутствие выдержанных перекрывающих водоупоров и в большинстве случаев малая водообильность, а в южных районах и большая глубина залегания не позволяют рекомендовать апт-неоком- ский водоносный горизонт для крупного водопотребления в пределах описываемой территории * * * В целом водоносные горизонты меловых отложений составляют в значительной степени единую гидравлическую систему Хотя они разде- ляются водоупорами, но последние не всегда выдержаны по распрост- ранению, мощности и литологическому составу, что предопределяет наличие в различных частях территории взаимосвязи тех или иных водоносных горизонтов Между ними происходит постоянный водооб- мен, иногда затрудненный или нарушающийся местными водоупорами; водообмен выражается в переливе вод из вышележащих горизонтов в нижележащие или подтоке напорных вод из нижних горизонтов в верхние Современная гидрографическая сеть оказывает дренирующее влия- ние на все меловые водоносные горизонты и определяет отклонения потока подземных вод в сторону речных долин при общем его южном
ВОДЫ МЕЛОВЫХ ОТЛОЖЕНИИ 175 направлении. В речных долинах происходят активный водообмен и связь подземных вод с поверхностными через аллювиальные отложе- ния. Дренирующее влияние гидрографической сети особенно сказы- вается в полосе краевого распространения того или иного водоносного горизонта, где эрозионный врез местами достигает палеозойских отло- жений. Меловые отложения (особенно верхние горизонты) на отдель- ных участках сохранились здесь в виде останцов, слагающих высокие водоразделы. На таких участках ресурсы меловых водоносных горизон- тов очень ограниченны, а местами эти участки полностью сдрени- рованы. Меловые водоносные горизонты, разгружаясь в долинах рек, овра- гах и балках, часто дают начало ручьям и мелким речкам и в летнее время на значительной части территории являются основным источни- ком питания поверхностных водотоков. По условиям естественного режима вод меловых отложений мож- 'но выделить две области, которые разделяются северной границей развития сантонского водоупора. Севернее этой границы характерно развитие трещиноватости на всю мощность мергельно-меловых пород, что обеспечивает активный водообмен всех меловых водоносных гори- зонтов между собой, с вышележащими, местами с нижележащими во- доносными горизонтами и с речной сетью. К югу от указанной границы в толще мергельно-меловых пород получают развитие две трещинова- тые водоносные зоны и разделяющий их водоупор. Этот водоупор определяет наличие двух зон по степени активности водообмена. В зоне более активного водообмена здесь располагается маастрихт-туронский горизонт. Остальные водоносные горизонты меловой системы находятся в условиях несколько затрудненного водообмена. Аллювиальные и по- верхностные воды взаимосвязаны здесь только с верхней трещиноватой зоной, а сеноман-альбский водоносный горизонт — с нижней трещино- ватой зоной мергельно-меловой толщи. Все меловые водоносные горизонты расположены в зоне пресных вод (общая минерализация до 1 г/л) гидрокарбонатного кальциевого типа. Минерализация выше 1 г/л и изменение типа воды являются местными исключениями. Имеют развитие смешанные типы вод, но с преобладанием гидрокарбонатов кальция. Закономерным является повышение минерализации и жесткости воды меловых горизонтов в южном направлении в соответствии с увеличением глубины залегания водосодержащих пород, затрудняющей водообмен.
ГЛАВА VII ВОДЫ ЮРСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ Особенности литологического состава и фациальная изменчивость водопроницаемых пород юрской системы, а также наличие мощных глинистых толщ между ними позволяют выделить в юрских отложе- ниях на описываемой территории следующие водоносные и водоупор- ные горизонты: 1) волжский водоносный горизонт; 2) кимеридж-келловейский водоупор с водами спорадического распространения; 3) келловей-батский водоносный горизонт; 4) бат-байосский водоупор с водами спорадического распростра- нения; 5) байосский водоносный горизонт. Условия залегания и распространения юрских отложений на тер- ритории Воронежской антеклизы обусловливают увеличение мощности юрских водоносных пород и величин напоров приуроченных к ним под- земных вод в общем направлении с север-северо-востока на юг-юго- запад, в сторону Днепровско-Донецкой впадины. Волжский водоносный горизонт (Г3и) заключен в пес- чано-глинистых отложениях волжского яруса верхней юры. Развит он на юго-западе территории, в основном в пределах Белгородской и юж- ной части Курской области (рис. 29). На юго-запад он погружается в сторону Днепровско-Донецкой впадины за пределы описываемой территории. В пределах Белгородской области нижневолжские отложе- ния наиболее опесчанены и водоносный горизонт носит относительно выдержанный характер. В Курской области воды заключены лишь в отдельных линзах среди основной глинистой толщи. Водовмещающими породами являются линзы и прослои песков и песчаников (на юге). Пески мелко- и тонкозернистые, глинистые, иногда грубозернистые, с включениями гравия, конкреций фосфоритов и серного колчедана. Коэффициенты фильтрации песков и песчаников на Гостищевском же- лезорудном месторождении составляют 0,1—11,5 м/сутки, на Яковлев- ском— 0,01—0,4 м/сутки, а в районе Старооскольской группы место- рождений, где воды приурочены к песчаным прослоям среди глин, ко- эффициенты фильтрации не превышают 0,001—0,01 м/сутки. Мощность водоносных песков колеблется от 0,5 до 25 м, песчаников от 0,4 до 15 м, а прослои известняков имеют мощность не более 3 м. Прослои, линзы и гнезда водовмещающих пород заключены среди мощной (до 62 м) толщи нижневолжских глин, иногда песчаных. В целом мощность волжского водоносного горизонта изменяется от 0 до 30—40 м, редко достигает 50 м. Водоупорной кровлей волжского горизонта служат глины апт-нео-
ВОДЫ ЮРСКИХ ОТЛОЖЕНИИ 177 кома, реже глины верхней части разреза нижневолжского яруса В ос- новании волжского водоносного горизонта залегают кимеридж-келло- вейские глины, иногда глины нижней части разреза волжских отложе- ний Питание волжского водоносного горизонта осуществляется глав- ным образом за счет инфильтрации атмосферных осадков и перетека- Ррс 29 Карта распространения волжского водоносного горизонта Составите К С Чер Машенцева и 3 М Щадрииа / — северная граница распространения волжского водоносного горизонта Участки преимущественно го развития 2 — песков 3 — глин 4 —границы административных областей 5—граница террито рии охватываемой настоящим томом ния из вышележащих меловых водоносных горизонтов в местах отс>т- ствия водоупорного перекрытия (села Яковлево и Лозовое Белгород- ской области и др ) и частично за счет инфильтрации атмосферных осадков Разгрузка волжского водоносного горизонта в краевой зоне его распространения происходит по наиболее глубоко врезанным доли- нам рек Сейма и Оскола, а на основной площади распространения осуществляется, по-видимому, на юг-юго-западе за пределами описы- ваемой территории Глубина залегания водоносного горизонта в крае- вой части его распространения в зависимости от рельефа местности изменяется в пределах 190—220 я (д Воронок Курской области — 198 я, д Ясенок Белгородской области — 201 л«) В районах погруже- ния горизонта глубины увеличиваются до 330 я и более (д Старо- Николаевка Курской области — 331 я, с Маслова Пристань Белгород- ской области — 317 я) Абсолютные отметки кровли водоносного го- ризонта изменяются соответственно от 40 я вблизи северо-восточной границы распространения горизонта до минус 250 я в юго-западной части (с Веселая Лопань Белгородской области) Волжский водоносный горизонт напорный Для отдельных районов Белгородской области величины напоров составляют примерно 240— 245 я (с Верхопенье — 240 я, с Яковлево — 242 я, с Гостищево —
178 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД 243 я). Близ южной границы территории напоры более высокие. Пьезо- метрические уровни по скважинам устанавливаются на глубине 27— 34 я от поверхности земли, что соответствует 150—157 я абсолютной высоты. Данных о водообильности и качестве воды горизонта очень мало. Исключением является территория КМА. Здесь дебиты отдель- ных скважин в районе Яковлевского и Гостищевского железорудных месторождений, по данным опытных откачек, составляли 0,6—0,9 л/сек. при понижении уровня на 26—31 я. В районе Гостищевского место- рождения на участках гидравлической взаимосвязи вод нижневолж- ских песков и песчаников с вышележащим апт-неокомским водонос- ным горизонтом при совместном их опробовании дебиты скважин до- стигали 3,9—5,4 л/сек при снижении уровня на 7—9,5 м. Удельные дебиты скважин колеблются от 0,005 до 0,9 л/сек в районе Яковлев- ского железорудного месторождения и от 0,009 до 0,6 л{сек на Гости- щевском месторождении, составляя около 0,02 л!сек в 35 кя северо- западнее пос. Яковлево (в районе с. Верхопенье). Воды волжского горизонта пресные, с минерализацией от 0,2 до 0,7 г/л; по составу преобладают гидрокарбонатные кальциевые или магниево-кальциевые. Примерный химический состав вод выражается , ., .. НСО371 С1 16 SO„ 13 . „ .. ттт формулой: Моз -----------------(скважина в долине р. Псел, с. Ши- н ’ Са 61 Mg 22(Na+K) 16v к пы Белгородской области). В районах Яковлевского и Гостищевского железорудных месторож- дений воды имеют гидрокарбонатный натриевый состав и минерализа- цию 0,2—0,5 г/л. В отдельных случаях в воде отмечено содержание железа до 0,9 яг/л. В связи с незначительной водообильностью волж- ский водоносный горизонт для сравнительно крупного водоснабжения не используется. К и м е р и д ж-к е л л о в е й с к и й водоупор с водами спо- радического распространения (J$km—cl). По литологиче- скому составу отложения кимериджского, оксфордского и келловейско- го ярусов представлены главным образом глинами, местами песчани- стыми. Они образуют мощную достаточно выдержанную водоупорную толщу, изолирующую волжский и апт-неокомский водоносные горизон- ты от нижележащих. Кимеридж-келловейский региональный водоупор развит на большей части описываемой территории — в Брянской, Орловской, Курской, Белгородской и в северо-восточной части Тамбов- ской области (рис. 30). Он определяет различные условия циркуляции вод в выше- и нижележащих водоносных горизонтах. В осевой части Воронежской антеклизы кимеридж-келловейский водоупор залегает на глубинах 10—50 я, в основном под апт-неоком- скими отложениями и только местами под четвертичными образова- ниями. В юго-западном направлении, в сторону Днепровско-Донецкой впадины, кимеридж-келловейские водоупорные породы погружаются на глубину до 300—570 я и залегают под отложениями нижнего волж- ского яруса. На северо-восток, в сторону Пачелмского прогиба (северо- восточная часть Тамбовской области), водоупорная толща погружается на глубину до 100 я. Мощность этого водоупора (см. рис. 30) на юго-западном крыле Воронежской антеклизы возрастает в юго-западном направлении от О до 100—120 я. Минимальные мощности или отсутствие кимеридж- келловейских отложений отмечено в северной части свода Воронежской антеклизы, где гидрографическая сеть врезана в девонские отложения. На северо-восточном крыле антеклизы мощность гимеридж-келловей- ского водоупора не превышает 40—60 я.
анков ТАМБО ЛИПЕЦК овозыбков Жердевка И 2 богучар Рис. 30. Распространение и ность кимеридж-келловейского доупора. Составили К С Черма- шенцева и 3 М. Щадрина / — площади распространения кимеридж- келловейского водоупора; 2— изопахиты кимеридж-келловейских глин Жуковка: БР9 Чаплыгин Клинцы fc^jCCg-C Ливны Рыльск мощ- во- Фатеж' Елец о Чсмань ВОРОНЕЖ Георгиу-Деж Алексеевка Россошь Зртиль о $ К 53 Бобров ВОДЫ ЮРСКИХ ОТЛОЖЕНИИ
180 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД Среди кимеридж-келловейской глинистой толщи (в основном в келловейских отложениях) встречаются прослои и линзы водосодержа- щих песков и песчаников, а в южной части территории (Белгородская область) и маломощные прослои известняков и мергелей, характери- зующихся спорадическим распространением. Водосодержащие пески преимущественно тонко- и мелкозернистые, реже средне- или разнозернистые, иногда с гравием в основании, не- редко пылеватые или глинистые, ожелезненные, участками сцементиро- ванные в песчаники. Коэффициент фильтрации песков в зависимости от их гранулометрического состава изменяется от 0,2 до 3,5 м/сутки, но чаще не превышает 1 м/сутки. Мощность песчаных прослоев и линз обычно составляет 0,2—7 м, редко доходит до 25—40 м, мощность про- слоев известняков и мергелей не превышает 2—3 м. Местами наблю- дается переслаивание водосодержащих и водоупорных слоев. Наиболее выдержанные водоносные линзы среди келловейских глин прослежены в пределах Орловской и Курской областей, меньше в Белгородской, а в Брянской и Тамбовской областях они вскрыты лишь отдельными скважинами. Глубина залегания кровли обводненных прослоев и линз непо- стоянна и изменяется от 0 до 550 м. Наименьшие глубины (0—25 м) отмечены по долинам притоков рек Оки и Сосны, местами песчаные прослои выходят на поверхность и в этих случаях они сдренированы. На отдельных участках по долинам р. Сосны и ее притоков наблю- даются родники (д. Егурково Орловской области и др.). На водораз- дельных пространствах глубина залегания кровли водоносных линз увеличивается до 50—100 м в пределах южной части Орловской обла- сти (в сводовой части Воронежской антеклизы), до 200—250 м в Брянской и до 300—550 м на юге Белгородской области. Абсолютные Отметки кровли соответственно изменяются от 230 м (с. Кирики Ор- ловской области) до минус 310 м (с. Веселая Лопань Белгородской области). Воды, заключенные в кимеридж-келловейской толще, в основном напорные, за исключением сводовой части Воронежской антеклизы, где они преимущественно безнапорные. В зависимости от рельефа местности и глубины залегания водо- носных линз и прослоев величины напоров значительно колеблются — от 0 до 450 м. Отсутствие напора отмечено по долинам рек при неглу- боком залегании водоносных линз в сводовой части Воронежской анте- клизы (с. Грязиково Курской области). Наибольшие напоры установ- пены на юго-западном крыле антеклизы (Белгородская область, с. Лозное — 238 м, с. Гостищево — 330 м). Статические уровни по долинам рек устанавливаются на глубинах 0—14 м (абс. отм. 166—ПО м). Так, в скважине, расположенной на второй террасе р. Корочки (с. Сетное Белгородской области), пьезо- метрический уровень установился на глубине 12,2 м (абс. отм. 137 м). На водораздельных пространствах глубина пьезометрических уровней увеличивается до 75—105 м (абс. отм. до 198—120 м). Так, на водоразделе рек Неруссы и Свапы (пос. Успенское Кур- ской области) уровень воды в скважине установился на глубине 68,7 м (абс. отм. 174,3 м). На юге Белгородской области (с. Проезжая Яруга) пьезометрический уровень в скважине на склоне водораздела зафиксирован на глубине 83,5 м (абс. отм. 120 м). Отдельные скважины, вскрывшие водоносные линзы в келловей- ских отложениях по долинам рек в пределах Белгородской области, фонтанируют (с. Терехово +1,2 м, ст. Старый Оскол +9,8 м над по- верхностью земли).
ВОДЫ ЮРСКИХ ОТЛОЖЕНИИ 18Т Питание рассматриваемых вод в северной части территории осу- ществляется за счет инфильтрации атмосферных осадков, на основной же площади их распространения пополнение идет за счет перетекания вод из выше- и нижележащих горизонтов. Движение вод происходит от водоразделов к речным долинам с общим уклоном на юго-западном крыле Воронежской антеклизы на юг-юго-запад, в сторону Днепровско- Донецкой впадины. Для северо-восточного крыла этой антеклизы ха- рактерно северо-восточное направление потока вод, в сторону Москов- ской синеклизы и Пачелмского прогиба. При этом в пределах Орлов- ской области воды частично дренируются реками Окой и Сосной, по которым наблюдаются выходы родников, являющихся местными оча- гами разгрузки данного водоносного горизонта. Решающим фактором для формирования двух основных направле- ний движения подземных вод является наличие на юго-западе крупной дренирующей системы Днепра, а на северо-востоке — системы Волги. Водообильность кимеридж-келловейских водоносных линз сравни- тельно небольшая. Дебиты скважин изменяются от 0,01 до 5,5 л/сек, редко достигают 7,6—9,6 л/сек, чаще они составляют меньше 1— 2 л/сек при понижениях уровня до 50 м (обычно на 20—30 м). Удель- ные дебиты в основном составляют 0,01—0,3 л/сек, но иногда повы- шаются до 1,6—2,2 л!сек. В качестве примера можно привести резуль- таты откачек из скважин, расположенных в районе г. Корочи (села Свистовка и Сетное) Белгородской области. Скважина, пробуренная в 1959 г. на дне балки (близ с. Свистовки), где мощность водоносных келловейских песков составляет 7,7 м, имела дебит 4,7 л]сек при пони- жении уровня на 23 м. При дальнейшем понижении уровня до 28 м дебит ее увеличился до 5,5 л/сек. Удельный дебит около 0,2 л!сек. Другая скважина, вскрывшая прослой келловейских песков мощностью 4,3 м на глубине около 245 м (с. Сетное), имела дебит 0,14 л!сек при понижении уровня на 22,3 м. При дальнейшем понижении уровня до 46 м дебит увеличился только до 0,3 л(сек. Удельный дебит не превы- шал здесь 0,006 л]сек. Воды линз в кимеридж-келловейских отложениях пресные. Общая их минерализация изменяется от 0,2 до 0,6 г/л. Наблюдается незначи- тельное увеличение минерализации с глубиной. Общая жесткость воды изменяется от 2 до 10 мг-экв, чаще не превышает 4—6 мг-экв. Тип воды обычно гидрокарбонатный кальциевый. Химический состав вод, „ , „ „ „ .. HCO381SO411 , ~ выраженный формулой Курлова, следующий: Мо,зс ~~f j (с. Сал- тыкове Белгородской области). Иногда воды гидрокарбонатные маг- ниево-кальциевые, например вода из колодца в 15 км южнее г. Кромы , „ ,, НСО.80С113 (с. Моховое) имеет химический состав М0,4---iвстречаются Са 43 Mg 37 гидрокарбонатные натриево-кальциевые воды. Имеются родники с сульфатно-гидрокарбонатной кальциево-магниевой водой, например в долине р. Сосны близ г. Малоархангельска (д. Егурково). Здесь из- менение типа воды связано с подтоком вод из нижележащих девон- ских водоносных горизонтов. Воды кимеридж-келловейской толщи (в основном келловейских песчаных линз) используются в незначительной степени, главным обра- зом в пределах Орловской области. К е л л о в е й-б а т с к и й водоносный горизонт (Jbt—cl) представлен обводненными песчаными породами батского и нижней опесчаненной части келловейского яруса. Преимущественное развитие этот горизонт имеет на юго-западном крыле Воронежской антеклизы.
182 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД (в юго-западной части Брянской, на юге Орловской, почти полностью занимая Курскую и Белгородскую области). Однако в районе Клинцов <(по скважинам в селах Вьюнках и Рожнах) пески замещены глини- -стой фацией и водоносный горизонт выклинивается. В сводовой части Рис. 31. Карта распространения келловей-батского водоносного горизонта. Составили К- С. Чермашенцева и 3. М. Щадрина Келловей батский водоносный горизонт; 1 — граница распространения; 2— изопьезы. 3 — скважины (цифра—абсолютная отметка пьезометрического уровня); 4— граница территории, охватываемой на- стоящим томом и на северо-восточном крыле Воронежской антеклизы (северо-восточ- ная часть Брянской, северные районы Орловской, Липецкая, Тамбов- ская и Воронежская области) бат-келловейские водоносные отложе- ния сохранились только в переуглубленных доюрских ложбинах .(рис. 31). Водосодержащими породами являются пески, песчаники, алеври- ты и редко прослои известняков, встреченные на отдельных участках среди глин. Для водосодержащих пород келловей-батского водонос- ного горизонта, так же как для всех юрских водоносных горизонтов,
ВОДЫ ЮРСКИХ ОТЛОЖЕНИИ 183 характерна фациальная изменчивость как по площади, так и в вер- тикальном разрезе, с соответствующими изменениями их фильтрацион- ных свойств. Так, по долине р. Свапы, где келловей-батские пески грубозернистые, коэффициенты фильтрации составляют: 4,91 м/сутки в пойме р. Свапы у с. Михайловки, 10,3 м/сутки у г. Дмитриева- Льговского, 14,2 м/сутки ниже по течению р. Свапы, у ст. Арбузове, й 19,5 м/сутки у с. Сергеевки. Водопроницаемость мелкозернистых и разнозернистых глинистых песков значительно ниже. На водоразделах притоков р. Свапы коэффициенты фильтрации для разнозернистых гли- нистых песков изменяются от 3,02 м/сутки (д. Таракановка) до 1,1 м/сутки (пос. Золотой). В большинстве случаев для тонкозернистых песков коэффициенты фильтрации не превышают 1 м/сутки. На Яков- левском месторождении коэффициенты фильтрации изменяются от 0,4 до 15,5 м/сутки, в районе Гостищевского составляют 0,1—1,1 м/сутки, в районе Новооскольской группы месторождений 0,1—2,0 м/сутки, а в районе Лебединского карьера 0,04—0,7 м/сутки, снижаясь для отдель- ных прослоев до 0,0008 м/сутки и увеличиваясь для более грубых пес- ков до 4,5 м/сутки. В кровле келловей-батского водоносного горизонта залегает киме- ридж-келловейский водоупор, реже неоком-аптские глины. На отдель- ных участках водоупор отсутствует и кровля представлена песками более молодых отложений. По долине р. Сосны, в район г. Долпны, келловей-батский водоносный горизонт залегает непосредственно под четвертичными отложениями и взаимосвязан с их водами. В основании горизонта на крайнем юго-западе территории, южнее линии г. Рыльск — г. Обоянь — пос. Волоконовка — г. Валуйки, залегаетбат- байосский в