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 водоупор. На остальной площади (главным образом в сво- довой части Воронежской антеклизы) водосодержащие породы гори- зонта лежат непосредственно на девонских и каменноугольных извест- няках или руднокристаллических образованиях архея и протерозоя. В местах отсутствия в почве водоупорных пород рассматриваемый го- ризонт взаимосвязан с нижележащими водоносными горизонтами. Так, в районе г. Курска келловей-батские водоносные пески залегают на песках морсовско-ряжского водоносного комплекса. В неширокой по- лосе южнее городов Льгова и Нового Оскола келловей-батский гори- зонт взаимосвязан с водоносными горизонтами нижнего карбона и кристаллического фундамента. Кровля келловей-батского водоносного горизонта в пределах сво- довой части Воронежской антеклизы находится на глубине 2—106 м (Брянск — 64 м, Орел — 26 м, г. Малоархангельск— 8 м, г. Щигры — 54 м). Абсолютные отметки кровли здесь максимальные—от 213 м в районе г. Карачева Брянской области (д. Кошкаданово) до 40—10 м на севере Белгородской области (с. Погромец—10,2 м). Погружаясь на юг-юго-запад в сторону Днепровско-Донецкой впадины, келловей- батский водоносный горизонт к границам рассматриваемой территории достигает глубин 450—610 м от поверхности земли. Абсолютные отмет- ки кровли горизонта здесь соответственно опускаются до минус 250— минус 450 м (с. Веселая Лопань Белгородской области — минус 442 л<). За пределами описываемой территории (с. Русская Лозовая Харьков- ской области) кровля келловей-батского водоносного горизонта опу- скается на глубину 768 м (абс. отм. минус 623 м). Мощность водоносного горизонта на преобладающей площади рас- пространения (Брянская, Орловская, северная часть Курской и северо- восточная часть Белгородской области) составляет 20—35 м и лишь в отдельных впадинах доюрского рельефа увеличивается до 50—60 м. В юго-западной части Курской и Белгородской областей песчаные
184 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД водоносные прослои перемежаются с глинистыми. Здесь мощность от- дельных водоносных прослоев уменьшается до 5—10 я. В разрезе по- являются прослои известняков мощностью 1—6 м, иногда до 13 м. На отдельных участках водосодержащие породы в разрезе келловен- батских отложений отсутствуют, полностью замещаясь глинами. В пределах Тамбовской и Липецкой областей (на северо-восточном крыле Воронежской антеклизы) келловей-батский водоносный гори- зонт вскрыт только в пределах долинообразных понижений рельефа девонских известняков и имеет ограниченное распространение. Одна из таких долин протягивается от района г. Чаплыгина к юго-западу, к д. Пружинки, и имеет длину до 75 км. Глубина ее возрастает к юго-западу от 40 до 100 м при ширине 1,6—8,0 км. Она выполнена келловей-батскими обводненными песками. Абсолютные отметки кров- ли горизонта здесь снижаются с юго-запада на северо-восток от 70— 78 до 13—10 м, а его мощность изменяется в пределах 10—26 м, иног- да до 100 м. Келловей-батский водоносный горизонт напорный. В зависимости от глубины залегания горизонта величина напора существенно изме- няется. В северо-западной части распространения горизонта она ко- леблется от 11 до 70 я (д. Кошкаданово Брянской области— 11 м, близ г. Комаричи — 62 я, близ г. Щигры — 28 я). В юго-западном направлении, в пределах южной части Брянской и Курской областей, величина напора увеличивается до 100—200 я (г. Клинцы Брянской области — 169 я, с. Танеевка Курской области — 203 я), еще южнее, в Белгородской области на Яковлевском месторождении, напоры со- ставляют 330 я, а вдоль юго-западной границы территории возможны и более высокие напоры. Близ северо-восточной границы основной площади распростране- ния келловей-батского водоносного горизонта пьезометрические уров- ни по долинам рек устанавливаются на глубинах от 18 я ниже поверх- ности земли до нескольких метров выше ее. По долине Десны в Брян- ской области известны скважины с высотой фонтана 10,7 я (ст. Выго- ничи), по рекам Свапе, Тускарь и др. в Курской области скважины самоизливаются на уровне 3—7 м выше поверхности земли (с. Михай- ловка + 6,85 я, г. Курск +5,3 я и др.). Аналогичные условия отме- чаются и по долине Оскола на юге Белгородской области, где извест- ны скважины, в которых пьезометрический уровень устанавливается до 16 я выше поверхности земли (ст. Валуйки). На водораздельных пространствах пьезометрические уровни фиксируются на глубинах: 25—36 я на юге Брянской области (с. Доброволье — 35,8 я), 27— 69 я на юге Орловской области (с. Успенское — 68,7 я), 27—79 я на севере Курской области (д. Букреевская Роща — 77,3 я). Максималь- ные абсолютные отметки пьезометрических уровней достигают 190— 170 я и отмечены в центральной части Воронежской антеклизы (Ор- ловская область), в пределах водораздела Оки, Сосны, т. е. на водо- разделе бассейнов Волги, Днепра и Дона и в районе городов Железно- горска и Малоархангельска (с. Успенское—184,7 я, д. Гремячее — 189 я). От этого основного водораздела отметки уровней снижаются на север-северо-восток в сторону р. Оки до 150 я, а на юго-запад до 130 я и до 110 я по долине Оскола (ст. Валуйки). В пределах Там- бовской области пьезометрические уровни этого горизонта устанавли- ваются на глубине 30—33 я от поверхности земли, что соответствует отметкам 150—148 я, снижаясь до 130—120 м близ северо-восточной границы территории. Схема гидроизогипс келловей-батского водоносного горизонта (см. рис. 31), несмотря на ограниченное количество данных, показывает,
ВОДЫ ЮРСКИХ ОТЛОЖЕНИИ 185» нто в центральной части Воронежской антеклизы находится область питания горизонта. Отсюда основной поток вод направлен на юго- запад, в сторону Днепровско-Донецкого артезианского бассейна, а меньший по площади поток — к северу и северо-востоку, в сторон) Московского артезианского бассейна. Ресурсы келловей-батского водо- носного горизонта пополняются за счет напорных вод нижележащих девонских и каменноугольных отложений путем инфильтрации из вы- шележащих водоносных горизонтов через опесчаненные участки водо- упорной кровли. Непосредственное питание горизонта атмосферными осадками крайне затруднено. Водообильность келловей-батского водо- носного горизонта весьма изменчива. Из приведенных в табл. 13 дан- ных видно, что в центральной части Воронежской антеклизы (в пре- делах Орловской и северной части Курской области) скважины менее водообильны, чем в пределах Брянской и Белгородской областей, что объясняется уменьшением мощности горизонта за счет его дрениро- вания современными долинами. ! а б л и ц а 13 Производительность скважин, вскрывших келловен-батскнй водоносный горизонт Области от Дебит, г/сек До 1 преобладаю- . щие значения Понижение, м Белгородская Орловская, северная часть Кур- 0,2 12,2 7,0—49,0 ской 0,003 2,8 1 1,0—1,6 4,5—55,0 Брянская 0,7 12,9 1 2,0-6,0 0,0—8,0 Тамбовская 0,02 1,0 0,2—0,6 н. с. Максимальные дебиты в пределах Брянской области отмечены в районе ст. Унеча, где одна из скважин с глубины 188 м из келловей- батских песков мощностью 14 м имела дебит 10,9 л!сек при понижении уровня на 6,5 м. Другой скважиной вскрыт келловей-батский горизонт (на глубине 183,5 м), приуроченный к среднезернистым пескам с про- слойками песчаников и глин общей мощностью 23 м. Дебит этой сква- жины 12,9 л!сек при понижении уровня на 7,1 м. При меньшей мощ- ности водоносного горизонта (или неполной вскрытой мощности) про- изводительность скважин уменьшается незначительно. Так, в г. Клин- цах дебит скважины составил 6 л!сек при понижении уровня на 3,7 я. Приведенные данные определяют величину удельного дебита до 1,6— 1,8 л)сек. Однако по большинству скважин дебит не превышал 1— 2 л/сек. В ряде случаев имеет место увеличение дебита скважин (напри- мер, в городах Курске, Старом Осколе и др.) за счет взаимосвязи кел- ловей-батского горизонта с нижележащими. Так, в районе Старого Оскола из келловей-батских песков получен дебит 11,3 д[сек при пони- жении уровня на 7 м (удельный дебит 1,6 л(сек), в г. Курске произ- водительность скважины составила 22,5 л/сек при понижении на 3,6 м (удельный дебит 6,3 л1сек), в отдельных случаях дебит увеличивался до 46 л)сек. Воды келловей-батского горизонта пресные с общей минерализа- цией от 0,2 до 1 г/л. В центральной части Воронежской антеклизы (область питания) воды обладают наименьшей минерализацией
186 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД (0.2 г!л в районе г. Курска). На преобладающей части площади рас- пространения горизонта минерализация воды не превышает 0,5— 0,6 г/л, но с погружением слоев увеличивается до 1 г/л. По химическому составу воды гидрокарбонатные кальциевые или магниево-кальциевые, иногда кальциево-натриевые. Химический состав , „ ., НСО391 вод выражается формулой М0,з —— (д. Родогощь Брянской об- ласти) . Значительным числом скважин, главным образом в Белгородской области, вскрыты сульфатно-гидрокарбонатные натриевые или каль- циево-натриевые воды. Так, в районе Яковлевского месторождения во- ды келловей-батского горизонта характеризуются составом НСО3 59 SO4 29 Cl 11 „ Моз-----------------. Значительное содержание сульфатов в воде кел- (Na+K)67Mg 19Са 13 1 4 ловей-батского горизонта, очевидно, связано с разложением пирита, скопления которого отмечаются в юрских отложениях. В отдельных случаях выявлено значительное содержание хлора (до 70 мг[л), который иногда определяет и тип воды. Так, на юге Кур- ской области, в верховье р. Реут, с глубины 260 м получена хлоридно- гидрокарбонатная магниево-кальциевая вода, химический состав кото- , „ НСО3 56 С134 SO410 . „ „ рои выражается формулой М04-----------—------------(с. Танеевка Кур- ’ Са 47 Mg 35 (Na+K) 18 ской области), а на юге Белгородской области, в районе ст. Валуйки Новые, с глубины 263—283 м воды переходят в гидрокарбонатно-хло- ридиые кальциево-натриевые. Следует отметить, что химический состав вод келловей-батского горизонта не остается постоянным. Так, в районе Яковлевского место- рождения в 1958 г. одна из скважин вскрыла воду сульфатно-гидро- . НСО3 68 SO4 23 „ , карбонатного кальциево-натриевого типа М04-------------„ „ . Проба (Na-|-K) 63 Са 24 воды, отобранная из этой же скважины в 1961 г., имела состав ,, НСО3 54 С1 33 , Моз-----i, т. е. вода стала хлоридно-гидрокарбонатнои натрие- (Na-j-K) 94 вой. Подобное изменение состава в процессе эксплуатации обычно с понижением минерализации воды наблюдалось и по другим скважи- нам. Изменения степени минерализации и химического состава вод по мере погружения водоносного горизонта, с переходом гидрокарбонат- ных кальциевых вод в гидрокарбонатные натриевые с повышенным со- держанием сульфатов, а затем и в хлоридные натриевые связаны с из- менением условий водообмена и метаморфизацией вод в зоне затруд- ненного водообмена. Общая жесткость воды изменяется от 0,5 мг-экв (с. Маслова При- стань Белгородской области) до 8,1 мг-экв (с. Терехово Белгородской области), чаще составляет 1,1—3,8 мг-экв. Содержание в отдельных случаях нитритов (от следов до 1,5 мг/л), нитратов (от следов до 0,5 мг!л) и аммиака (от следов до 2,2 мг/л) связано с антисанитарным состоянием водозаборов. Благодаря хорошей изоляции от поверхностного загрязнения и ма- лой минерализации келловей-батский водоносный горизонт исполь- зуется для водоснабжения в ряде городов и на железнодорожных стан- циях, иногда совместно с девонскими горизонтами (города Брянск, Курск, Старый Оскол, Железногорск, ст. Унеча, г. Валуйки Новые и др.), являясь в некоторых районах основным источником водоснаб- жения.
ВОДЫ ЮРСКИХ ОТЛОЖЕНИИ 117 В крупных городах на рассматриваемой территории иногда наблю- дается снижение уровней келловей-батского горизонта в связи с ин- тенсивным отбором воды. Так, в районе г. Брянска статический уровень водоносного горизонта в 30-х годах располагался на 1—3 м выше по- верхности земли, а в 50-х годах он понизился до 30—-31 м ниже поверх- ности. Это, несомненно, связано с постоянным отбором воды из девон- ских водоносных горизонтов, с которыми и связан келловей-батский водоносный горизонт. В районе г. Курска (водозабор Пески), водоснаб- жение которого осуществляется за счет совместного использования келловей-батского и девонских горизонтов, уровень снизился более чем на 60 м от первоначального. Нижеприведенные данные показы- вают ход снижения уровней по этому участку. Год Положение уровня от по- верхности земли, м 1930 ............... 4-5,3 1949 ............. —7,25 1952 ............ —12,65 1957 .............. —29,5 1960 .............. —50,0 1964 .............. —58,0 Нарушена естественная пьезометрическая поверхность горизонта и в районах железорудных месторождений КМА. Так, в результате водо- понижения на Михайловском карьере в ряде скважин по долине р. Свапы за четыре года (с 1959 по 1963 г.) уровень понизился на 6 м. Б а т-б а й о с с к и й водоупор с водами спорадическо- го распространения (J26/—bt). Бат-байосские отложения пред- ставлены главным образом глинами и являются региональным водо- упором. Распространен этот водоупор на юго-западном крыле Воро- нежской антеклизы, в пределах юго-западной части Брянской, Кур- ской и Белгородской областей, где он отделяет келловей-батский водо- носный горизонт от нижележащих каменноугольных, местами протеро- войско-архейских и в западных районах от байосского и девонских водоносных горизонтов и комплексов. В районе г. Клинцов (села Рож- ны и Вьюнки) к данному водоупору отнесены глины келловей-бата, фациально замещающие здесь пески этого же возраста. На северо-во- стоке территории, в пределах южной части Тамбовской области, этот водоупор встречается лишь на незначительных по площади участках. Бат-байосский водоупор залегает вдоль северо-восточной границы основной площади своего распространения на глубине 125—190 м (Бел- городская область, д. Свистовка — 125 м, с. Погромец—186 м и др.) и погружается в юго-западном направлении до 470—625 м (с. Веселая Лопань Белгородской области). Абсолютные отметки его кровли соот- ветственно снижаются от 2 — минус 20 до минус 450 м. Мощность водоупорной толщи изменяется от 0 до 65 м. Увеличе- ние мощности, как и всех юрских отложений, происходит к юго-западу. Среди бат-байосских глин местами, главным образом в нижней части толщи, спорадически распространены линзы и прослои водосо- держащих песков, песчаников и алевролитов. Пески обычно тонкозер- нистые, глинистые с коэффициентом фильтрации 0,05—0,5 м1сутки. Мощность линз и прослоев до 10 м, чаще 4—6 м. Мощность возрастает к юго-западу и в районе г. Шостка (за пределами описываемой тер- ритории) достигает 32,7 м. В разрезе иногда встречается до трех об- водненных песчаных прослоев.
188 X \Р УКТЕРИСТИКХ ПОДЗЕМНЫХ вод На описываемой территории бат-байосские водоносные линзы опробованы преимущественно в пределах железорудных месторожде- ний Белгородской группы. По имеющимся данным, на Яковлевском месторождении глубина залегания водоносных линз составляет 400— 460 м, с абсолютными отметками их кровли порядка минус 220—250 м. На остальной территории глубина залегания водоносных линз колеб- лется от 190 до 625 it, при изменении абсолютных отметок их кровли соответственно от минус 20 до минус 450 м. Воды песчаных линз напорные Величина напора достигает 400 м и более. Пьезометрические уровни устанавливаются на глубинах 50— 90 м от поверхности земли, на абсолютных отметках 130—150 м Пи- тание бат-байосских водоносных линз затруднено. Оно осуществляется главным образом за счет перетекания вод из выше- и нижележащих водоносных горизонтов. Водообильность бат-байосских водоносных пород небольшая Де- биты скважин изменяются от 0,07 до 1,2 л/сек при понижениях уровня до 26—55 м. Удельные дебиты составляют 0,002—0,04 л/сек. Обычно производительность скважин из бат-байосских водоносных линз незна- чительная. Так, в пос. Яковлево при откачке из скважины получен де- бит 0,04 л/сек при понижении уровня на 18,3 м. Дальнейшее понижение уровня до 26,7 м привело к увеличению дебита только до 0,07 л/сек Удельный дебит равен 0,002 л/сек В районе г. Шостки (за западной границей территории) дебит скважины 0,2 л/сек получен при пониже- нии уровня на 67,3 м (удельный дебит 0,003 л/сек). Воды бат-байосских отложений пресные, с общей минерализаци- ей до 0,5 г/л, преимущественно гидрокарбонатные натриевые. Хи- мический состав воды, полученный из скважины в пос. Яковлево с интервала глубин 457—467 м, характеризуются формулой НСО3 58 SO< 23 С1 19 D ’ Мо4----2----------- В то же время полученная из бат-баиосски\ пе- (Na+K) 84 ' счаных линз с глубины 398 м в районе г. Шостки, имеет состав ,. НСО„ 89 Моз --------- ’ Са 69 Mg 14 Воды спорадического распространения бат-байосских отложений не используются для водоснабжения из-за слабой водообильности водо- носных линз и значительной глубины их залегания. Байосский водоносный горизонт (J26/) на рассматри- ваемой территории не изучен. Южнее г. Новозыбкова вскрыта мощная (до 150 м) песчаная толща байосских отложений, несомненно, обвод- ненная, но еще не опробованная. По условиям залегания эти воды тес- но взаимосвязаны с водами пермо-триасового и протерозойско-архей- ского комплексов. * * * Таким образом, юрские отложения характеризуются наличием мощных водоупорных горизонтов, из которых кимеридж-келловейский имеет наибольшее распространение среди водоупоров рассматриваемой территории, а бат-байосский играет существенную роль в юго-западных районах. В целом эти водоупоры определяют различные условия фор- мирования и режима подземных вод надюрской и подъюрской водонос- ных толщ. Водоносные горизонты юрских отложений (см. табл. 13) отличаются небольшой водообильностью (волжский) или имеют огра- ниченное развитие (байосский). Только келловей-батский водоносный
ВОДЫ ЮРСКИХ ОТЛОЖЕНИИ 189 горизонт имеет значение для водоснабжения. Но этот горизонт на пре- обладающей площади залегает на значительных глубинах, в основном в депрессиях доюрской эрозионной поверхности (за исключением юго- западных районов), и характеризуется частыми фациальными перехо- дами водоносных и водоупорных пород и изменчивой мощностью, что ограничивает возможности его использования как источника водоснаб- жения. Кроме того, этот горизонт требует оборудования скважин слож- ными фильтрами. Практически келловей-батский водоносный горизонт эксплуатируется совместно с девонскими горизонтами.
ГЛАВА VIII ВОДЫ ТРИАСОВЫХ, ПЕРМСКИХ И КАМЕННОУГОЛЬНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ВОДЫ ТРИАСОВЫХ И ПЕРМСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ Воды спорадического распространения триасо- во-пермских отложений (Р — Т) в пределах рассматривае- мой территории занимает небольшие площади южнее г Новозыбкова (в районе с. Чуровичей) и юго-западнее городов Рыльска и Грайворо- на (см рис 32 и 33). В гидрогеологическом отношении триасовые и пермские отложения не изучены, и судить о их водоносности можно только предположительно, учитывая их литологический состав и повсе- местное залегание глубже уровней поверхностных вод. Условно они объединены в один водоносный комплекс В районе с Чуровичей водовмещающие породы представлены пес- чаниками и песками, обычно мелкозернистыми, с прослоями глин, иног- да грубозернистыми, редко с маломощными пропластками известняков и мергелей Суммарная мощность их достигает 120 м. Залегают они на глубине от 517 м в с Клюсах до 565 м у пос. Добрянки, с пониже- нием абсолютных отметок их кровли соответственно от минус 390 до минус 425 м в западном и, по-видимому, в основном в юго-западном направлениях Среди покрывающих отложений ветлужской серии триаса преоб- ладают глины, с прослоями песчаников, песков и мергелей. Глины имеют мощность от 10—11 м (с Клюсы) до 3—2 м (д. Челхов) и слу- жат водоупором, изолирующим воды пермских и триасовых отложений Ьт байосского или келловей-батского водоносных горизонтов. На участ- ках предполагаемого преимущественного распространения среди отло- жений триаса песчаных пород воды рассматриваемого комплекса взаи- мосвязаны с водами юрских отложений. В нижней части разреза пермских отложений среди песчаных по- род встречаются слои глин мощностью до 5 м (с. Клюсы), местами они имеют преимущественное развитие и мощность до 14 м (пос Доб- рянка— Гомель) Эти глины образуют нижний водоупор, отделяющий ьоды триаса и перми от более глубоко залегающих горизонтов Однако водоупорная почва недостаточно выдержана, песчаные пермские отло- жения местами лежат непосредственно на коре выветривания кристал- лического фундамента и их воды взаимосвязаны (южнее г Новозыб- кова и др ) Возможно развитие триасово-пермского водоносного комплекса также юго-западнее городов Рыльска и Грайворона. За пределами рассматриваемой территории он вскрыт в городах Глухове, Путивле, юго-западнее Сум и вблизи Алтырки и Харькова, где представлен пес- чано-глинистыми толщами В пределах рассматриваемой территории мощность водоносных слоев, вероятно, уменьшается от 167 м (Харьков) —39 м (Путивль) до
176 164 216 Л 152 131 174 БРЯНСКйо 162 150 160 160 19 142 154'3 '141 •182 115 118^12! 420 158 204 106 144 150 123 126 145 •171 2 ©ВОРОНЕЖ I |« <•*131 73 65 145в -^•179* 173» 202 <+7 Рис. 32. Карта гидроизогипс первых от поверхности водоносных горизонтов пермо-триаса, карбона и карбонатной толщи верхнего девона. Составил Б. Н. Смирнов / — гидроизогипсы, 2 — скважины и абсолют- ные отметки уровня воды Площади распро- странения водоносных горизонтов и комплек- сов 3 — пермо-триаса. 4 — московско-башкир ского, 5 — башкирско-стешевского и тарусско окского. 6 — яснопелянского; 7 — упинско- малевского и хованско озерского. 8— кудеяров- ско лебедянского и елецкого. 9 ~ задонско’ о, 10 - тивенско емлановского и вороиежско пе =-174 171 -'18 166 аоРЕл 205 г, 206 IP173 183 ©ЛИПЕЦК 13 еи^ 157 •162 119 128 — 38 40 ТАМБОВ^ fi? тинского, 11 — семилукско-рудкпнского, 12 — рудкинско-верхнещигровского, 13 — площадь, где отсутствует карбонатная толща верхнего девойа КУРСК 1677; ©156 |7JU/• 1/iLL / 179 135* ' " '130<12^ ВОДЫ ТРИ УСОВЫХ, ПЕРМСКИХ И КАМЕННОУГОЛЬНЫХ ОТЛОЖЕНИИ
192 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД 10—0 м в районе Рыльска и Грайворона в связи со срезом водовме- щающей толщи доюрской эрозией Глубина залегания водоносных по- род увеличивается от с Клюсов к Путивлю до 741 ж и к Харькову до 1205 м, с понижением абсолютных отметок их кровли соответственно до минус 602 и 1101 м Воды триасово-пермского комплекса повсеместно напорные Вели- чина напора возможна от 480—500 м в районе д Челхов — с Клюсы до 900—1250 м в районе городов Грайворон — Харьков (рис 33) Степень водообильности триасовых и пермских песков, судя по их глинистости, невелика Для песчаников она может быть выше Так, в районе Сум при вскрытии известковистых песчаников мощностью бо- лее 40 м на глубине 805 м наблюдалось частичное поглощение промы- вочной жидкости, а по керну выявлены каверны выщелачивания Хи- мический состав водной вытяжки из монолита этих песчаников пока- зал гидрокарбонатный кальциево-натриевый ее состав Возможно, что в районе городов Сумы — Рыльск воды триасово-пермского комплекса обладают еще сравнительно невысокой (до 2—3 г/л) минерализацией и по типу относятся к гидрокарбонатным натриевым На участке вы- клинивания водовмещающих пород у с Клюсы — д Челхов их воды ввиду возможной взаимосвязи с водами вышележащих юрских отло- жений еще более опреснены и, судя по составу юрских вод, относятся к гидрокарбонатным кальциевым, возможно, натриевым, с минерали- зацией не более 1—2 г/л Не исключено относительно повышенное со- держание в них хлоридов и сульфатов вследствие подтока вод морсов- ско-ряжского водоносного комплекса, в породах которого имеются гипс и каменная соль При погружении триасово-пермского комплекса на юг и юго-запад связь его с областью питания уменьшается, и минера- лизация вод возрастает с переходом их в хлоридные натриевые (рис 34) Так, в районе г. Ахтырки (за пределами рассматриваемой территории) на глубине 1647—1962 м в нижнепермских отложениях вскрыты хлоридные натриево-кальциевые рассолы с минерализацией до 129 г/л В них выявлено содержание брома до 93—125 мг/л, йод не обнаружен Воды триасовых и пермских отложений в районе с Чуровичей мо- гут оказаться пригодными для водоснабжения и с этой точки зрения заслуживают разведки Отрицательным фактором является значитель- ная (порядка 500 м) глубина их залегания В районах г Рыльска и г Грайворона в триасовых и пермских отложениях могут быть вскрыты минеральные воды лечебного значения ВОДЫ КАМЕННОУГОЛЬНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ Водоносные горизонты и комплексы каменноугольной толщи рас- пространены на нескольких разобщенных площадях вдоль юго-запад- ной и северо-восточной границ рассматриваемой территории (см. рис 32, 33) Наибольшее распространение подземные воды каменно- угольных отложений имеют в юго-западном районе, северная граница которого проходит примерно от с Крупца на г Обоянь, с Алексеевку, г Богучар и дальше на северо-восток Меньшую площадь они зани- мают на северо-востоке территории, юго-западная граница их сплош- ного развития проходит по линии Борисоглебск—пос Мучкан— с Бол Шереметьево и южнее г Маршанска поворачивает на г Данков Встречены эти воды также в северо-западной части территории, в районе г Волхова и севернее линии г Дятьково — пос Дубровки Площади распространения вод каменноугольных отложений рас- полагаются на склонах Воронежского кристаллического массива,
75 БРЯНС ЛИПЕЦК 123 7» + .+ V EZP ъ S поверхности водоносных 1М 33 !Р W 82» . 63 >0 Z2 ВОРОНЕЖ 33 Рис S3 Карта напоров первых от горизонтов палеозоя Составил Б II Смирнов / — линии равных напоров 2 — скважины и величины напора (в м) Площади распространения водоносных горизонтов и комплексов 3— вод пермо трн^са 4 — московско башкирского 5 — башкирско стешев ского и тарусско окского 6 — вод яснополянских отложении 7 — упип ско маленького и хованско озерского 8 — кудеяровско лебедянского, елецкого задонского ливенско евлановского воронежско петинского семилукско рудкинского и рудкииско верхнещигровского 9— мамонско го, вод нижнещигровско ястребовских старооскольско черноярских от ложепии мосоловского и морсовско ряжского /(/ — площадь отсутсг вия палеозойских отложений ВОДЫ ТРИАСОВЫХ. ПЕРМСКИХ И КАМЕННОУГОЛЬНЫХ ОТЛОЖЕНИИ
ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД Рис. 34. Гидрохимическая карта первых от поверхности водоносных горизонтов палеозоя. Составил Б. Н, Смирнов 1 линии равной минерализации (в <?/л); 2—граница распространения водоносных горизонтов палеозоя. Зоны преобладающего распространения химических типов вод 3 — гидрокапбонатных кальциевых; 4 — гидрокарбонатиых натриевых, 5 — сульфатных кальциевых; 6 — сульфатных натрие вых, 7 — хлоридиых кальциевых, 8 — хлоридиых натриевых Водопуикты с опорными химическими анализами (цифры—минерализация воды в е/л): 9 — гидрокарбонатиых кальциевых, 10 — гидрокарбонатиых натриевых; //—сульфатных кальциевых, 12 — сульфатных натриевых, /3 —хлоридиых кальциевых, 14— хлоридиых натриевых, 15 — площадь отсутствия палеозойских отложений
ВОДЫ ТРИАСОВЫХ, ПЕРМСКИХ И КАМЕННОУГОЛЬНЫХ ОТЛОЖЕНИИ 195 окаймляя центральную сводовую часть антеклизы. Вдоль границ распространения каменноугольных отложений под мезо-кайнозойскими образованиями залегают водоносные горизонты наиболее древних пород карбона. По мере уда- ления от этих границ, к югу и северу, с погружением слоев увеличивается мощность каменноугольной толщи, гидрогеологический ее разрез постепенно усложняется и появляются водоносные горизонты более молодых отло- жений карбона. В северных районах разрез каменноуголь- ных отложений начинается вверху лишь со среднего визе, к тому же эти отложения здесь в значительной мере дре- нированы. Наиболее изучены эти воды в юго-западном районе своего распространения, где каменноугольные отло- жения представлены наиболее полным разрезом. Перемежаемость в разрезе карбонатных, песчаных и глинистых пород, образующих достаточно выдержанные водопроницаемые и водоупорные пласты, обусловливает наличие многоэтажной водоносной системы, в которой вы- деляются четыре основные литологические толщи. Верх- няя карбонатно-песчано-глинистая толща от каширских до верхней части башкирских отложений среднего карбона ниже сменяется преимущественно карбонатной, охваты- вающей отложения от нижней части башкирского яруса среднего карбона до окского надгоризонта визе. Эта тол- ща в свою очередь сменяется преимущественно песчано- глинистыми яснополянскими отложениями среднего визе. Самая нижняя толща сложена преимущественно карбонат- ными породами турнейского яруса. При наличии поверх- ностей размыва, фиксирующих континентальные переры- вы в осадконакоплении, даже в однородных на первый взгляд карбонатных толщах наблюдаются резкие измене- ния в водопроницаемости пород. Наибольшая трещинова- тость, иногда со следами древнего карста, связана с по- гребенной корой выветривания, расположенной ниже по- верхности размыва, а выше обычно залегают монолитные, практически водоупорные породы. Наиболее четко такой размыв выражен между визейскими и турнейскими отло- жениями. Все это определяет наличие в каменноугольных отло- жениях различных типов пластовых, преимущественно на- порных вод, от трещинно-карстовых и трещинных до тре- щинно-норовых и поровых. Водовмещающие породы в раз- личной степени изолированы друг от друга слоями глин и монолитных карбонатных пород или отличаются лито- логическим составом, степенью и характером трещинова- тости и пористости. С учетом указанных характерных признаков в камен- ноугольной толще на рассматриваемой территории выде- ляются следующие горизонты и комплексы: 1) воды спорадического распространения в москов- ско-башкирских отложениях; 2) бащкирско-стешевский водоносный комплекс; 3) тарусско-окский водоносный горизонт; 4) воды спорадического распространения в яснополян- ских отложениях; 5) упинско-малевский водоносный комплекс;
196 характеристика подземных вод 6) хованско-озерский водоносный горизонт. Распространение выделенных водоносных горизонтов и комплексов показано на гидрогеологической карте (см. прилож. II, лист 2). Описываемые ниже водоносные комплексы и толщи с водами спо- радического распространения при более детальном изучении могут быть расчленены на водоносные и водоупорные горизонты, а в составе родоносных горизонтов в отдельных районах при наличии местных водоупоров и фациальных изменений водовмегцающих пород можно Выделить водоносные подгоризонты. Общая характеристика водонос- ных горизонтов и комплексов приведена в табл. 14. Воды спорадического распространения в москов- ско-башкирских отложениях (С2й— т) приурочены к верх- ней карбонатно-песчано-глинистой толще среднего карбона. Развиты они к юго-западу от линии г. Суджа — Белгород — г. Валуйки — с. Ро- веньки. Водовмещающая толща представлена переслаиванием известняков, песчаников, песков, алевритов и глин с преобладанием водопроницае- мых пород в каширских и водоупорных глин с линзами мергелей в Ве- рейских отложениях. Мощность водоносных прослоев колеблется от 0,2 до 8 м, чаще составляет 1—5 м. В краевой зоне распространения комплекса местами преобладают песчаные породы. Так, в районе г. Шебекино вся толща сложена песками с прослоями песчаников об- щей мощностью 60 м. К этому же водоносному комплексу отнесены воды спорадического распространения в верхней части башкирских от- ложений (соответствующей свитам С%—С? Донецкого бассейна, выде- ленной к югу от Валуек (на участке с. Уразова) и представ- ленной чередованием аргиллитов, алевролитов и песков с редкими выклинивающимися прослоями известняков, песчаников и углей. В связи с отсутствием специальных гидрогеологических исследова- ний московско-башкирской толщи, повсеместно залегающей ниже уров- ней поверхностных и грунтовых вод, о ее водоносности можно судить лишь по литологическому составу пород и характеру их трещиновато- сти и кавернозности. Водоносность комплекса, по-видимому, чаще не- высокая из-за слабой трещиноватости известняков и песчаников и гли- нистости преимущественно мелкозернистых песков. По весьма ограни- ченным данным, для прилегающих районов удельный дебит скважин не превышал 0,2—0,4 л!сек. На остальных участках при залегании известняков под песчаными отложениями юры или при вскрытии бо- лее крупнозернистых песков в краевой части распространения комплек- са возможна его повышенная водоносность. Глубина залегания водоносных слоев и абсолютные отметки их кровли существенно изменяются на небольших расстояниях из-за эро- вионного характера поверхности отложений карбона и смены водопро- ницаемых пород водоупорными в самой водовмещающей толще. В це- лом по мере погружения слоев в юго-западном направлении, к Днепровско-Донецкой впадине, глубина залегания возрастает от 292 до 890 я и у границы рассматриваемой территории, возможно, дости- гает 1000—1200 м. Общее снижение отметок отчетливо прослеживается в этом же направлении от минус 197 до 814—1020 м. Водоупорной кровлей служат глины верхней части водоносного комплекса. Кроме того, он повсеместно перекрыт бат-байосским водоупором. В нижней части водоносного комплекса залегают глины верхов башкирского яру- са и наиболее выдержанные верейские глины мощностью до 10—20 я. Таким образом, водоносный комплекс изолирован как от вышеле- жащих, так и от залегающих ниже водоносных горизонтов, что крайне затрудняет его питание. Оно возможно или сверху через опесчанепные
ВОДЫ ТРИАСОВЫХ, ПЕРМСКИХ И КАМЕННОУГОЛЬНЫХ ОТЛОЖЕНИИ 197 разности перекрывающих юрских отложений, а на крайнем юго-запа- де— за счет вод триасово-пермского комплекса, или из нижележащих водоносных горизонтов у северо-восточной границы распространения описываемого комплекса. Последнее наиболее вероятно, поскольку здесь водовмещающая толща более песчаная, водоносные слои подни- маются выше по склону Воронежского кристаллического массива и Ьыходят из-под бат-байосского водоупора. Разгрузка вод комплекса, ho-видимому, происходит в том же районе, в пределах долины Оскола и Дона, где пьезометрические поверхности вышележащих водоносных горизонтов понижены. Не исключена возможность разгрузки и за пре- делами территории в долине Дона и Днепра, на что указывает зако- номерное снижение уровней других водоносных горизонтов в юго-за- падном направлении (см. рис. 32). Воды описываемого комплекса повсеместно напорные. Величина напоров по сопоставлению отметок кровли комплекса и уровней близ залегающих водоносных горизонтов может изменяться в пределах 300—920 м и более, с увеличением в сторону погружения кровли (см. рис. 33). Вне границ рассматриваемой территории в с. Старом Салтове вы- сота фонтана скважины, при открытом интервале от сеноман-альб- ского водоносного горизонта до вод среднего карбона, достигает 0,6 м, с абсолютной отметкой уровня несколько выше 98 м. Воды в краевой зоне распространения комплекса, по-видимому, опреснены. Так, при совместном их опробовании с келловей-батским водоносным горизонтом в районе г. Валуек смешанные воды имели ,. С1 45 НСО3 36 т. состав М0,9 -рю 58С 25 ' микРокомпонентов в них определены (в мг!л): фтор—1,8; медь — 0,001; цинк — 0,012 и выявлены следы титана. Бром и йод не обнаружены. С погружением водовмещающей толщи следует ожидать в ней хло- ридные натриевые высокоминерализованные воды вплоть до рассолов (см. рис. 34). Так, юго-западнее г. Грайворона, в районе г. Ахтырки, в отложениях верхнего и среднего карбона на глубине 2139—2263 м встречены хлоридные натриево-кальциевые рассолы с минерализацией 191 г/л. Содержание брома в них 126—326 мг/л, йода — от следов до 3,2 мг/л. Воды комплекса не используются ввиду значительной глубины за- легания и невыдержанного распространения, но главным образом из-за Ьаличия других более доступных и достаточно водообильных водонос- ных горизонтов. Весьма ограниченно эти воды эксплуатировались совместно со смежными водоносными горизонтами в районе г. Валуек. В дальнейшем гидрогеологическое изучение московско-башкирско- го водоносного комплекса позволит, вероятно, выделить в нем водо- носные горизонты каширских и верхней части башкирских отложений и разделяющий их верейский водоупор. Башкирско-стешевский водоносный комплекс (Cst — b) распрост- ранен юго-западнее линии пос. Глушково—г. Суджа — с. Гостище- bo — с. Большетроицкое — с. Кантемировка. На востоке эта граница близко подходит к своду Воронежского кристаллического массива, и здесь водовмещающая толща залегает наиболее высоко. Водовмещающими породами служат башкирские, протвинские и стешевские известняки, местами с прослоями глин. Башкирские изве- стняки иногда доломитизированы, а в домезозойской коре выветрива- ния нередко сильно выщелочены и трещиноваты. Залегают они на раз- мытой поверхности протвинских, иногда стешевских известняков. Про- твинские и реже стешевские известняки непосредственно ниже поверх-
Общая характеристика водоносных горизонтов Районы и пункты Кровля, м Мощность, м Уровень, м Глубина Асб. отм. Глубина Воды спорадического распространения Пос. Пролетарский, г. Шебе- '•кино (юго-западная часть Белго- родской области) 292-890 (—197) —(—814) До 40-60 н. Башкирско-стешевский г. Суджа, г. Белгород, Г. Валуйки (юго-западная часть Белгородской и южная часть Воронежской областей) 100—892 (+15)-(-734) До 27-83 +5,5-94 Тарусско-окский г. Рыльск, г. Обоянь, г. Но- вый Оскол (юго-западнан часть 20—990 (+55)-(-825) 0—123 +7-111 Курской и Белгородской облас- тей) Южнее г. Богу чара (южная часть Воронежской области) 62—260 (+48) - (-47) 0—78 6,5—90,0 Восточнее г. Поворино и г. Мори анска (восточная часть Во- ронежской и Тамбовской облас- тей) н. с. 25—30 Воды спорадического распространения г. Рыльск, г. Обоянь, г. Алек- 132—702 (+2)-(-509) 0—48 +20—92 сеевка, г. Белгород (юго-запад- ная часть Курской и централь- ная часть Белгородской областей) 33—125 Южнее г. Богучара (южная часть Воронежской области) 78—460 (+50) — (—250) 0,2—10 и более Оз. Ильмень, г. Моршанск (восточная и северо-восточная части Тамбовской области) 70—270 (+40)-(-120) 10-45 +6,5—25,0 Севернее пос. Дубровки, г. Волхова, г. Чаплыгина (северная часть Брянской, Орловской, Ли- пецкой областей) 0-99 (+237)-(+126) 0,5—48,0 У пин 0—55 ско-малевский г. Новый Оскол, г. Алексеев- ка (юго-восточная часть Белго- родской области) 113—535 (+1) — (—339) 0,6—32,0 + 16—97 пос. Ольховатка, г. Калач (юж- ная часть Воронежской области) 20—500 (+80) — (—280) 2—44 1—75 пос. Дубровка, г. Волхов, г. Чаплыгин (северная часть Брян- ской, Орловской и Липецкой об- ластей) 0-55 + 195—(+163) 1—10 Хова 0—35 нско-озерскиа пос. Чернянка, г. Алексеевка (юго-восточная часть Белгород- ской области) 120—332 (+30)-(-142) 0,2—22,0 24,6—92,1 пос. Ольховатка, г. Калач (южная часть Воронежской об- ласти) 29—570 (+64)-(-365) 1—40 +7—75
Таблица 14 и комплексов каменноугольных отложений Уровень, м Напор, м Дебит, л;сек Пониже- ние, м Удельный де- бит, л[сек Минерали- зация, е/л Жесткость общая, ли-эка Абс отм московско-баи с. 1кирских отложений н. с. До 0,4 н. С. водоносный 90—156 ж змплекс 85—890 0,1—6,7 1—107 0,01-0,5 0,4—1,9 0,6—7 водоносный 108—162 гс )ризонт 55—921 0,02—34,8 1,1—114,0 0,0003—6,0 0,2—10,6 0,3—35,5 87—110 20—142 4,1—10,0 8-9 0,4—1,2 1,1-1,9 12,2—21,3 96—160 0 0,9—2,2 — — До 1,0 — яснополянских отложений 104—157 103—650 0,3—12,0 1,5—23,0 0,07—0,8 0,2—2,1 4,2—7,7 71 — 110 47—350 0,1—2,0 3,5—24,0 0,01—0,4 1,4 16,4 90—160 46—160 1-5 3—20 0,2—2,0 0,5—1,6 2,5—11,2 150—247 0—37 0,2—5,9 0,7—9,0 0,001—6,4 0,2—0,4 2,5—8,7 водоносный к 104—123 умплекс 106-241 0,006—26,3 10,4—45,4 0,0001—0,6 0,3—0,4 4,8—7,4 66—110 12—450 0,07—14,1 1,0—30,7 0,002—6,8 0,7—9,0 4,9—23,0 138—206 0—11 1,2—2,0 2,5—3,0 0,5—0,7 0,3—0,8 4,8—7,4 водоносный г 105—125 оризонт 113—151 0,2—4,4 7,1—29,6 0,008—0,4 0,2—0,8 5,6 73—104 16—380 2,4 4,0 0,6—3,1 0,4—9,1 5,3 н более
200 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД Районы и пункты Кровля, м Мощность, м Уровень, м Глубина Абс. отм Глубина г. Поворино, г. Кирсанов, г. Моршанск (северо-восточная часть Воронежской и Тамбовской об- 12—320 (4-136) — (-160) 0—45 4-15-54 ластей) пос. Дубровка, г. Волхов, г. Данков (северная часть Брян- ской, Орловской и Липецкой об- ластей) 0—174 (4-220)-(4-106) 1—10 0—174 ности размыва (в древней добашкирской коре выветривания) обычно обладают повышенной трещиноватостью и кавернозностью. То же наблюдается и при их залегании под отложениями мезозоя. Ниже тре- щиноватость затухает и стешевские известняки становятся монолитны- ми, водоупорными. Коэффициенты фильтрации пород по данным Опытных откачек изменяются от 0,02 до 2,9 м/сутки, в общем убывая сверху вниз по разрезу. К западу от долины Оскола в основании баш- кирских известняков нередко залегает слой глин мощностью до 3— 4 м. Здесь башкирско-стешевский водоносный комплекс практически состоит из башкирско-протвинского водоносного горизонта (в свою очередь разделяемого слоем глин на башкирский и протвинский водо- носные подгоризонты) и стешевского водоупора. На юго-запад, в на- правлении к Харькову, в разрезе водовмещающей толщи увеличи- вается количество прослоев глин и отмечается переслаивание извест- няков с песчаниками. Восточнее долины Оскола глинистость карбонат- ной толщи также возрастает, особенно стешевских известняков, кото- рые местами полностью замещаются глинами. Водоупорную кровлю водоносного комплекса слагают башкирские и преимущественно верейские глины, которые на преобладающей части площади разделяют воды среднего и нижнего карбона. На площади от- сутствия среднего карбона описываемый водоносный комплекс пере- крывается бат-байосским водоупором. В восточных районах, где верх- ний водоупор часто отсутствует, в кровле водоносного комплекса зале- гают опесчаненные породы верхней юры, а в районе с. Кантемировки — пески сеноман-альбского водоносного горизонта. Глубина залегания кровли возрастает в юго-западном направлении от 100—426 м у северо-восточной границы распространения водоносно- го комплекса до 884—892 м на юге в районе с. Мурома — с. Хотмыж- ска и, возможно, до 1260 м в районе г. Грайворона. Соответственно снижаются и абсолютные отметки кровли от 15 до минус 734 м (в райо- не г. Грайворона они могут достигать минус 1080 л/). Вместе с тем глу- бина залегания кровли изменяется в зависимости от современного рельефа и неровностей эрозионной поверхности водовмещающей тол- щи. Наибольшие глубины наблюдаются в пределах современных водо- разделов, наименьшие — в долинах. В обратном соотношении нахо- дятся глубины залегания с погребенным домезозойским рельефом: от- метки кровли наименьшие в пределах погребенных впадин, обычно выполненных более опесчаненными разностями мезозойских отложе- ний и возрастают на выступах поверхности башкирско-стешевских пород. Водоупорной почвой служат стешевские монолитные известняки и глины, а местами и глины тарусских отложений. Мощность башкирско-стешевского водоносного комплекса наимень-
ВОДЫ ТРИАСОВЫХ, ПЕРМСКИХ И КАМЕННОУГОЛЬНЫХ ОТЛОЖЕНИИ 201 Продолжение табл. 14 Уровень, м Напор, м Дебит, л}сек Понижение, м Удельный де- бит, л (сек Минерализа- ция, г(л Жесткость общая, мг-Ж1 Абс. отм. 90—160 8—320 1—50 3—50 0,2—9,1 0,4—32,3 6,0—11,0 106—220 0—28 0,2—12,0 1—10 0,01—3,3 0,1—0,8 1,0—19,6 шая в полосе, прилегающей к северо-восточной границе его распрост- ранения. Здесь она изменяется в связи с различной степенью эрозион- ного среза водовмещающих отложений (от 0 до 27 лг). По мере погру- жения водовмещающих слоев в юго-западном направлении и появления о разрезе протвинских и башкирских известняков мощность комплекса возрастает (до 72—83 м у границ рассматриваемой территории). Водоносный комплекс повсеместно напорный. Он опробовался от- качками обычно совместно с нижележащим тарусско-окским водонос- ным горизонтом. Пьезометрические уровни воды при этом устанавли- вались в долинах Оскола и Дона на 5,5—1,0 м выше поверхности зем- ли, а в пределах водоразделов — до 30—94 м ниже поверхности. Наи- большие абсолютные отметки пьезометрических уровней, существенно превышающие отметки кровли комплекса, отмечены на водоразделе между бассейнами Дона и Днепра (см. рис. 32), где достигают 156 м. В юго-западном направлении они снижаются до 128 м, а в юго-восточ- ном— до 119 м и, вероятно, до 90 м вблизи Дона (минимальная от- метка уреза реки 61 м). Здесь же следует ожидать и наименьшую высоту напора воды (см. рис. 33), которая от 85 м в целом возрастает к водоразделам до 130— 180 м, а по мере погружения кровли комплекса на юго-запад (до 826—890 м в районе с. Мурома — с. Хотмыжска и до 1200 м в районе г Грайворона). Водообильность комплекса значительно колеблется в зависимости от степени трещиноватости пород. Наиболее водообильны домезозой- ская кора выветривания и трещиноватая зона протвинских карбонат- ных пород ниже поверхности размыва. В более глубоких слоях водо- носность существенно снижается в связи с затуханием трещиновато- сти. Более глинистые или доломитизированные известняки обычно Обладают меньшей трещиноватостью и водоносностью. Отмечается влияние современного и особенно погребенного рельефа. Повышенная водоносность пород связана чаще с депрессиями в поверхности отло- жений карбона и с зонами, прилегающими к современным, наиболее глубоким долинам. По водоразделам водоносность ниже, особенно если в кровле известняков залегают глины. По-видимому, это объяс- няется более интенсивным раскрытием первичных трещин у склонов древних и современных долин под влиянием разгрузки горного давле- ния и энергичной разработкой трещин в результате физического и хи- мического воздействия подземных вод, характеризующихся вблизи до- лин большими уклонами по сравнению с водоразделами. Эти процессы протекают в современный период геологической истории при восходя- щем движении подземных вод у долин и имели место в период фор- мирования доюрского рельефа при движении вод от древних водораз- делов к долинам.
202 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД Удельные дебиты скважин обычно не превышают десятых долей литра в секунду. Наиболее низкие значения удельных дебитов харак- терны для наиболее глубоких скважин, очевидно вскрывающих слабо трещиноватую часть водовмещающей толщи. Дебиты скважин изме- няются от 0,1 до 6,7 л!сек при понижениях от 1 до 107 м. По химическому составу (см. рис. 34) воды башкирско-стешевского водоносного комплекса в краевой зоне их распространения относятся к хлоридно-гидрокарбонатным натриевым НСО358 С135 \ (Na+K) 70Са 17/ с сухим 4 Остатком 0,4—0,8 г/л, местами к гидрокарбонатно-хлоридным натрие- / «< С159 НСО, 35 \ о вым I Mos------------) с сухим остатком 0,5—0,9 г/л. В районе г. Ва- \ ’ (Na+K) 93 Са 4/ .. С164НСО319 , луек встречены воды состава !Л.\ 3--------- (анализ характеризует Са75 Mg 25 смешанные воды рассматриваемого комплекса и тарусско-окского во- доносного горизонта), в районе г. Шебекино, вблизи грязообразных .. С174НСО324 поднятии кристаллического фундамента, состава Мо8 . В районе с. Кантемировки воды имеют минерализацию до 1,0—1,9 г/л, состав их пестрый — от гидрокарбонатных до хлоридных, с повышен- ным содержанием сульфатов, местами с переходом вод в сульфатные. Среди катионов чаще преобладает кальций. Таким образом, в пунк- тах опробования почти по всей площади вплоть до г. Шебекино воды обладают минерализацией в основном не более 1 г/л и характеризуют вону опреснения водоносного комплекса. К юго-западу от Шебекино, в районе сел Мурома, Хотмыжска и г. Грайворона, в связи с резким погружением водоносного комплекса следует ожидать значительного повышения минерализации вод, но здесь они не изучены. Общая жесткость вод комплекса обычно колеблется в пределах 0,6—3,6 мг-экв, в юго-западных районах повышается до 2,3—7,0 мг-экв, карбонатная не превышает 0,6—3,7 мг-экв. Свободной углекислоты в воде содержится 2,6—17,1 мг/л, редко до 36,1 мг/л. Окисляемость по кислороду составляет 0,9—1,5 мг/л, местами повышается до 11,2 мг/л. Железо в воде обычно отсутствует, но местами его содержание изме- няется от 0,3 до 2,6 мг/л. Содержание аммиака колеблется от 0,2 до 3 мг/л. Нитриты обычно отсутствуют, иногда их содержание доходит до 0,3—1,5 мг/л, что следует объяснять загрязнением самих водозабо- ров. По двум пробам выявлено содержание фтора 0,6—2,6 мг/л, свин- ца — до 0,02 мг/л. Для водоснабжения воды комплекса используются редко, обычно совместно с другими водоносными горизонтами, и только в районах их относительно неглубокого залегания, в частности в районе г. Валуек. Возможно их использование местами в районе с. Кантемировки. Юго- западнее г. Шебекино имеются, вероятно, минеральные воды лечебного значения. Тарусско-окский водоносный горизонт (С[Ок — tr) распространен к юго-западу от городов Рыльска, Обояни, Нового Ос- кола и с. Белой Горки и местами заходит в пределы северо-восточной части рассматриваемой территории в районах сел Байчурова, Пичае- ва, Алгасово. Горизонт имеет наибольшую площадь распространения из всех водоносных горизонтов карбона. Наиболее детально водоносный гори- зонт изучен в районах с. Гостищево и пос. Яковлево ввиду особо важ- ного его значения для разработки железорудных месторождений КМА
ВОДЫ ТРИАСОВЫХ. ПЕРМСКИХ И КАМЕННОУГОЛЬНЫХ ОТЛОЖЕНИИ 203 белгородского типа (см. гл. XIII). Юго-западный (основной) и северо- восточный районы распространения водоносного горизонта ниже рас- сматриваются отдельно. В юго-западном районе тарусско-окский водо- носный горизонт отсутствует только на отдельных высоких выступах гряд железистых кварцитов (пос. Яковлево, села Гостищево, Мелихово, Большетроицкое). Водовмещающими породами служат тарусские и окские известня- ки, часто глинистые, в верхних слоях местами доломитизированные, с прослоями мергелей и глин. В нижней части разреза количество и мощность прослоев глин увеличиваются и прослеживаются прослои песков и алевритов. В основании тарусских известняков нередко наблю- дается слой глины мощностью до 2—5 м, разделяющий водоносный горизонт на два водоносных подгоризонта — тарусский и окский. Из- вестняки в различной степени трещиноватые и кавернозные, с друза- ми кальцита. Иногда при бурении отмечались провалы бурового сна- ряда, частичное или полное поглощение глинистого раствора. Обычно поглощение начиналось почти сразу при вскрытии известняков, иногда в средней части разреза (в веневских, михайловских, реже алексинских отложениях) или у контакта с кристаллическим фундаментом. В зави- симости от степени трещиноватости и кавернозности пород их коэффи- циент фильтрации изменяется от 0,003 до 6,0—7,1 м/сутки. Нижняя пасть разреза чаще имеет низкую водопроницаемость. В юго-западном и юго-восточном направлениях количество прослоев глин возрастает, с увеличением их мощности до 4—12 м, с сохранением преимущест- венного развития глин в нижней части разреза водовмещающей толщи. Вдоль северной границы распространения горизонта его мощность ко- леблется от 0 до 25 м, по мере его погружения на юго-запад увели- чивается до 81 —123 м в районе сел Мурома и Хотмыжска и до 78— 100 м в районе с. Кантемировки. Коэффициент пьезопроводности водо- носной толщи, по данным опытного водопонижения на Яковлевском месторождении, составил 7-106 м2/сутки. Водоупорной кровлей горизонта служат стешевские монолитные известняки и глины, а также слой глины в верхах тарусских отложе- ний. При залегании водоносного горизонта непосредственно под мезо- кайнозойскими отложениями его кровлю образует бат-байосский водо- упор. К юго-западу от г. Старого Оскола (в районе с. Скородного — с. Гарбузова) этот водоупор выклинивается и в кровле залегают опес- чаненные келловейские глины, местами пески келловей-батского, а к юго-западу от г. Россоши (в районе с. Ржавки), в селах Талах и Белой Горке и сеноман-альбского водоносных горизонтов. Водоупорной поч- вой служат алексинские или яснополянские глины, а в юго-западной части распространения, где водовмещающие породы тарусско-окского водоносного горизонта лежат на кристаллическом фундаменте, — гли- нистые образования древней коры выветривания. В целом нижний во- доупор недостаточно выдержан, и рассматриваемый водоносный гори- зонт нередко взаимосвязан с нижележащими. Глубина залегания кровли водоносного горизонта закономерно увеличивается в юго-восточном, южном и особенно резко в юго-запад- ном направлениях. Наиболее близко к дневной поверхности водонос- ный горизонт залегает в долине Дона, в районе с. Белой Горки, не- сколько глубже на водоразделах у с. Советского. В этих районах глубина залегания кровли составляет 20—112 м, с увеличением до 340 м у границы распространения в западных районах рассматривае- мой территории. Наиболее глубоко (до 980—990 л*) кровля вскрыта в селах Муроме и Хотмыжске (в 10 км к западу от Борисовки), при возможной глубине ее залегания до 1500 м в районе г. Грайворона,
204 характеристика подземных вод Соответственно снижаются и абсолютные отметки кровли — от плюс 55—1 м у Дона до минус 45—150 м к району с. Кантемировки, до ми- нус 790—825 м к районам сел Мурома — Хотмыжска и, вероятно, до минус 1320 м в районе г. Грайворона. Уровни воды устанавливаются на 2,4—7,0 м выше поверхности земли, с фонтанированием скважин, в долинах Сейма, Псёла, Донца, Оскола, Дона и на 90—111 м ниже поверхности земли на водоразде- лах. Абсолютные отметки уровней (см. рис. 32) в пределах водораз- дела бассейнов Днепра и Дона достигают 162 м и снижаются по на- правлению на юго-восток к долинам Оскола и Дона до 108—87 м и на юго-запад до 130 м. Величина напора (см. рис. 33) возрастает по мере погружения водоносного горизонта с возможными максимальной ве- личиной (до 1450 м) в районе г. Грайворона и минимальной (порядка 20 м) в долине Дона у с. Белой Горки. Водообильность горизонта наиболее высокая в пределах зоны вы- ветривания известняков в краевой его части распространения, где он залегает ближе к дневной поверхности или где в его кровле лежат песчаные обводненные породы. Относительно повышенная водообиль- ность горизонта выявлена при разведке Яковлевского месторождения в контурах развития богатых железных руд. Здесь повышенная трещи- новатость водовмещающих известняков, возможно, вызвана просадоч- ными явлениями при выносе кремнезема и уплотнении железных руд в процессе формирования месторождения. При залегании под глинами О нижних слоях водовмещающей толщи и по мере погружения водо- носного горизонта его водообильность снижается. В соответствии с этим удельные дебиты скважин изменяются в очень больших преде- лах— от 0,0003 до 6 л/сек, но преимущественно не превышают 2 л(сек. Дебиты скважин колеблются в пределах 0,02—34,8 л/сек при пониже- ниях уровня на 1,1 —114 м. При откачках без изоляции от смежных водоносных горизонтов дебит скважин в районе пос. Советский — с. Новая Калитва колебался от 4,1 до 10 л/сек при понижениях на 8— 9 м (удельный дебит 0,4—1,2 л/сек). Опытное водопонижение в тарусско-окском водоносном горизонте, проведенное на Яковлевском месторождении в 1956—1961 гг, сопро- вождавшееся формированием депрессионной воронки радиусом до 80 км, вызвало также снижение уровней в протерозой-архейском водо- носном комплексе. Это доказало наличие здесь взаимосвязи тарусско- окского водоносного горизонта с водами кристаллического фундамента и, возможно, с келловей-батским водоносным горизонтом, некоторое понижение уровней которого было отмечено в конце опыта. Химический состав (см. рис. 34) тарусско-окского водоносного горизонта изучен довольно детально. При этом выявляется достаточно отчетливая гидрохимическая зональность, увязывающаяся с измене- нием гидродинамических условий. Вдоль северо-восточной границы распространения водоносного горизонта, в сводовой части кристалли- ческого массива, при наименьшей глубине залегания горизонта и наи- лучших условиях водообмена преимущественным распространением пользуются гидрокарбонатные натриево-кальциевые, иногда магние- ла ле I HCO3 65 SO421 вые воды с минерализацией 0,2—0,5 гл состава М04------i----5— > а ’ Са 44 (Na+K) 30 на участках тесной взаимосвязи с водами кристаллического фундамен- , (,. НСО3 73 С1 24 \ та появляются гидрокарбонатные натриевые МЭ|4 ——да м" 8 J иног* С1 54 НСО, 39 \ да гидрокарбонатно-хлоридные натриевые Мо,е — воды.
ВОДЬ/ ТРИАСОВЫХ ПЕРМСКИХ И КАМЕННОУГОЛЬНЫХ ОТЛОЖЕНИИ 205 с Кантемировки, на участках Николаевки, Ржевки и Равенского, встречены сульфатные кальциевые воды состава SO461HCO324 т. --------5. Их минерализация возрастает в юго-восточном на- Са 60 Mg 23 г В полосе примерно от г Обояни до пос Яковлево, г Корочи, сел Деркунского, свх ” М17 правлении от 0,9 до 1,7 г/л, хотя увеличения глубины залегания водо- носного горизонта не отмечается Характерна приуроченность суль- фатных кальциевых вод к площади, где ниже тарусско-окского водоносного горизонта залегают яснополянские отложения, нередко содержащие включения пирита, которые местами встречаются и в ок- ских известняках и глинах, особенно в нижних алексинских слоях По мере увеличения глубины залегания тарусско-окского водонос- ного горизонта и усложнения условий его питания наблюдается повсе- местный переход вод в хлоридно-гидрокарбонатные кальциево-натрие- riCO3 52 С139 , ° л 1 л "7 / вые (Мо 5 ——4С минеРализациеи 0,1—0,7 г/л, а затем и в С179НСО320 . хлоридные патриевые (Mi 4^n~j_k^~88C "7) > с повышением минерализа- ции до 0,7—3,0 г/л, а к району с Маслова Пристань — с Муром до 7,2—10,6 г/л В с. Муроме по данным анализа 1958 г вода имела состав „ С1 96 SO4 2 Мюк -------------, по анализу 1963 г после мощного опытного водо (Na+K) 82 Mg 9 J понижения на Яковлевском железорудном месторождении минерали- , „ „ С197 НСО3 2 зация вод понизилась и состав выражался формулой Мз8^ 72С К району г Грайворона следует ожидать существенное увеличение минерализации воды в связи с резким погружением водоносного гори- зонта Общая жесткость вод колеблется от 0,3 до 7 мг-экв с повыше- нием на юго-востоке для сульфатных вод до 16,2—21,3 мг-экв, а на юго-западе для хлоридных вод до 35,5 мг-экв Карбонатная жесткость 0,3—7,0 мг-экв Свободной углекислоты в воде содержится от 0,6 до 35,2 мг/л, иногда она не обнаруживается Железо обычно отсутствует, лишь местами его содержание составляет 0,3—4,5 л*г/л Содержание кремнекислоты колеблется от 2 до 42,4 мг)л с увеличением к границе распространения водоносного горизонта Аммиак или отсутствует, или выявлен в количестве 0,7—3,0 мг!л Нитратов обычно нет, как исклю- чение они встречаются в количестве 13,2—33,6 мг/л, нитриты также отсутствуют, лишь местами их содержится до 0,4—1,5 мг)л В от дель ных пробах, обычно в сульфатных водах, обнаружен сероводород (до 1,2 мг/л} Окисляемость по кислороду меньше 1,3—3,0 мг)л, но на от- дельных участках она выше допустимых для водоснабжения пределов, достигая 5,0—7,6 мг/л, иногда 27 мг/л Среда обычно нейтральная или слабо щелочная, pH 7,0—8,7 Из микрокомпонентов, по данным анализов воды из 25 водопунк- тов, обнаружен фтор в количестве 0,6—3,5 мг/л, иногда до 7—10 мг!л Радий, титан, серебро, бериллий не обнаружены или отмечаются их следы Содержание в отдельных пробах воды (в мг)л) ванадия—не свыше 0,005, хрома — до 0,003—0,01, молибдена — следы — 0,001, цин- ка— до 0,007, олова — следы — 0,002, галлия—до 0,004, меди и свин ца — до 0,001 Бром и иод выявлены лишь в одной скважине в районе г Шебекино, где содержание брома 10 мг/л (результат недостаточно достоверный) Ближе к границе распространения водоносного горизон та, г Обояни—с Ржевке (юго-западнее г Россоши), содержание фтора в воде снижается до 0,6 мг)л или следов илн вообще не обнарл- живается В направлении погружения водоносного горизонта его со-
206 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД держание возрастает, достигая в районе г. Шебекино — с. Мурома максимальных выявленных пределов. В северо-восточных районах распространения водоносный горизонт приурочен к отдельным водоразделам, залегая изолированными участ- ками, и в значительной мере дренирован. Откачками он здесь опробо- ван обычно совместно с нижележащими водоносными горизонтами, но в основном за пределами рассматриваемой территории. Дебит более надежных откачек составил 0,9—2,2 л)сек, дебит родников колеблется в широких пределах — от 0,3 до 10 л)сек. Воды обычно безнапорные. Абсолютные отметки уровней понижаются к долине Цны от 160—140j до 118—96 м. Глубина залегания уровней 25—30 м. По химическому составу воды, как правило, гидрокарбонатные кальциевые с минерали- зацией меньше 1 г/л. Для водоснабжения описываемый водоносный горизонт почти не используется ввиду наличия более доступных подземных вод в юго- западном районе и ограниченного распространения его в северо-восточ- ных районах. В районе г. Грайворона воды горизонта могут представ- лять интерес для бальнеологического использования, но для этой цели требуется их специальное изучение. Воды спорадического распространения в яснопо- лянских отложениях (Ci/p) встречены по периферии рассмат- риваемой территории (см. рис. 32). Основное развитие они имеют в юго-западной части Воронежской антеклизы, в полосе северо-западного* простирания— от г. Кантемировки на г. Рыльск. Северо-восточная гра- ница распространения здесь определяется эрозионным предмезозойским Срезом водовмещающих пород и протягивается примерно от с. Белой горки на г. Россошь, г. Алексеевку, пос. Чернянки, г. Обоянь до райо- на г. Рыльска, где соединяется с юго-западной границей, которая от- сюда проходит южнее г. Глухова на Белгород и обусловлена выкли- ниванием водовмещающих отложений. К юго-востоку от пос. Чернянки эти отложения залегают на турнейских, а северо-западнее — на кри- сталлическом фундаменте. Яснополянские отложения выклиниваются ti на склонах наиболее высоких гряд железистых кварцитов по юго- западной полосе КМА от пос. Яковлево до г. Шебекино и на участках г. Корочи и с. Большетроицкого. Наибольшую мощность (до 40—50 м) водовмещающая толща имеет в осевой части указанной полосы, обра- зующей глубокий залив в довизейском рельефе. Эти воды могут быть встречены и в отдельных впадинах эрозионной поверхности девонской толщи в районе Курска, где скважинами вскрыты предположительно яснополянские, в верхних слоях, возможно, окские отложения (см. прилож. II, листы 3, 4). В северо-восточной и северной частях терри- тории рассматриваемые воды занимают небольшие участки восточнее Борисоглебска, пос. Мучкапа, г. Кирсанова, севернее пос. Первомай- ского, с. Льва Толстого, г. Волхова и пос. Дубровки. Несколько шире они развиты в районе г. Моршанска и с. Пичаева, где водовмещающие породы выполняют довизейские долины, врезанные в турнейские и де- вонские отложения, и в краевой зоне распространения обычно несо- гласно лежат на последних. Водовмещающие породы представлены песками, алевритами с про- слоями песчаников, а в верху разреза и прослоями известняков, зале- гающих чаще в виде слоев и линз среди глин тульских, бобриковских, а в районе г. Алексеевки и малиновских отложений. Пески мелкозер- нистые, нередко глинистые, к оси погребенных долин более грубозер- нистые. Встречаются слои бурого угля мощностью 0,05—2,2 м и рассеян- ные включения пирита, иногда вместе с окислами железа, входящего, в состав цемента песчаников. Коэффициент фильтрации водовмещаю-
ВОДЫ ТРИАСОВЫХ ПЕРМСКИХ И КАМЕННОУГОЛЬНЫХ ОТ ТОЖЕНИИ 207 щих пород обычно не превышает 1,2 м/сутки, редко увеличивается до 1,8—6,7 м/сутки (для песков), как исключение до 15—16 м/сутки (для известняков) в районе г Моршанска В бобриковских отложениях преобладают водоупорные породы, в нижнетульских — песчаные, с пре- обладанием в верхних слоях вновь глинистых пород с прослоями кар- бонатных Мощность отдельных водоносных слоев изменяется от 0,1 до 25 м На отдельных участках разрез представлен только водоносными породами мощностью до 20—48 м или только водоупорными Невыдержанный литологический состав определяет спорадическое распространение вод верхнетульских и бобриковских отложений Одна- ко местами выделяются более выдержанные водоносные пласты, обра- зующие три водоносных горизонта верхнетульский, нижнетульский и бобриковский Из них наиболее распространен нижнетульский водонос- ный горизонт, с наибольшей мощностью в предтульских размывах Водоупорной кровлей комплекса обычно служат глины верхней части тульских отложений с изменяющейся мощностью, реже глины окских отложений, а за пределами распространения последних — глины юры. В основании водоносной толщи залегают бобриковские глины, но они нередко размыты На участках отсутствия водоупорной кровли воды яснополянских отложений взаимосвязаны с тарусско-окским, келловей- батским, апт-неокомским, а на юго-востоке, в районе с Белой Гор- ки— с Талы, и с сеноман-альбским водоносными горизонтами В ниж- ней части они взаимосвязаны обычно с водоносными горизонтами тур- неиского яруса, в районе г Моршанска — с водами девона, а на юго- западе — ис водами зоны выветривания кристаллических образований протерозоя—архея В юго-западном (основном) районе своего распро- странения воды яснополянских отложений залегают наиболее глубоко Глубина кровли в зависимости от современного рельефа, степени погру- жения слоев и положения водоносных пластов в вертикальном разрезе изменяется, но в целом возрастает в юго-западном и юго-восточном направлениях от 78—196 до 660—702 м (г Шебекино) Абсолютные отметки кровли соответственно снижаются от 50—2 до минус 510 м Восточнее Борисоглебска глубина залегания кровли колеблется от 100 до 270 м (абсолютные отметки снижаются в восточном направлении от минус 10 до минус 120 м), в районе Моршанска — от 70 до 145 м (отметки кровли понижаются на северо-восток от плюс 40 до минус 67 л<) В северных районах воды яснополянских отложений распростра- нены отдельными участками на водоразделах, существенно дренирова- ны долинами и практически не изучены Глубина их залегания здесь колеблется от 0 до 86—99 м (абсолютные отметки кровли снижаются к северу от 237—217 до 126 л<) Статические уровни воды в долинах местами устанавливаются вы- ше поверхности земли (до 20 м в долине р Оскола у г Нового Оско- ла, до 6,5 м в долинах Цны и ее притоков в районе Моршанска), а на водоразделах залегают на глубине до 25—125 м. В северных районах имеются выходы этих вод в виде мочажин и слабых родников Абсо- лютные отметки уровней повсеместно снижаются от водоразделов к до- линам (см рис 32) В юго-западном районе наибольшая отметка \ров- ня установлена на водоразделе между верховьями рек Сейма и Оско- ла, где равна 157 м Отсюда отметки снижаются на юго-восток к до- лине Оскола до 117—106 м В Воронежской области на водоразделах пек Оскола, Тихой Сосны и Дона отметки уровней воды равны НО— 104 м и снижаются к долинам Ольховатки и Черной Калитвы до 90— 71 м В северо-восточных районах отметки уровней воды на водораз- делах колеблются в пределах 160—134 м и снижаются к долинам Хо- пра и Цны до 116—90 м В северных районах, где наблюдаются наи
208 ХАРАКТЕРИСТИК} ПОДЗЕМНЫХ ВОД более высокие отметки (до 247—223 лг), они также снижаются до 160— 150 м, но к долинам Десны, Оки и Дона (в его верховьях) Вместе с тем всюду отмечается разница в положении уровней различных водо- носных слоев и горизонтов рассматриваемого комплекса При этом аб- солютные отметки уровней возрастают от более глубоко залегающих горизонтов к вышележащим на водоразделах и снижаются в долинах В северных районах яснополянский водоносный комплекс непо- средственно дренируется долинами рек Здесь воды яснополянских от- ложений нередко безнапорные (см рис 33), лишь местами наблю- дается незначительное превышение их уровней над кровлей На осталь- ной площади их распространения воды напорные Величина напора на юго-западе и на юге возрастает с погружением водовмещающих слоев В юго-западном направлении от 47—103 до 384—650 м От районе г Моршанска высота напора увеличивается к северо-востоку от 46—90 до 120—160 м Водообильность яснополянских отложений обычно небольшая и в решающей степени определяется изменением гранулометрического со- става песков и распределением фаций, что в свою очередь зависит от Особенностей современного или погребенного рельефа Наибольшая Водообильность характерна для нижнетульского водоносного горизонта, особенно в осевых частях погребенных довизейских долин, где преоб- ладают крупнозернистые пески, или для участков прислонения водо- вмещающих песков к склонам выступов кристаллического фундамента (погребенные пляжи) На участках повышений довизейского рельефа где обычно сохраняются бобриковские глинистые отложения, воды бобриковского горизонта приурочены к маломощным прослоям тонко- вернистых глинистых песков с незначительной водообильностью Верхнетульский водоносный горизонт также имеет небольшую водо- обильность Данные о дебитах, удельных дебитах скважин и пониже- ниях уровней воды приведены в табл 14 В целом удельные дебиты колеблются от 0,001 до 0,8 л)сек, иногда до 1,7—2,0 л/сек, как исклю- чение до 6,4 л)сек (дебиты скважин 0,1—12,0 л!сек при понижениях до 1,5—24,0 л<) Дебит фонтанирующих скважин изменяется от 0,3 до 7,6 л/сек, местами с выносом мелкого песчаного материала Дебит родников в северных районах не выше 0,1 л/сек, как редкое исключе- ние до 1,4 л/сек При совместном опробовании с тарусско-окским или упинским водоносными горизонтами дебит скважин возрастает до 31,9 л/сек, но обычно составляет 0,1—2 л/сек при понижениях на 3,5— 24,0 м (удельные дебиты от 0,01 до 1,5 л/сек) По химическому составу (см рис 34) воды яснополянских отложе- ний в краевой зоне распространения при наименьшей глубине залега - /м HCOs69SO420 х •шя гидрокарбонатные натриево-кальциевые |^М0 з 52~(N 3~к) 26 / с ми" нерализацией 0,2—0,5 г/л По мере увеличения мощности водовме- щающей толщи и глубины ее залегания отмечается повышение содер- жания в воде сульфатов и появление запаха сероводорода Так, в районах с Деркунского — с Никотаевки — г Корочи при совместном опробовании с тарусско-окским водоносным горизонтом получены во- .. S0468HCO327 .. ды состава М09 ------------- Интересно, что на участках прислоне (Na+K)64Mg26 н > j в ния водоносных песков к выступам кристаллического фундамента (район пос Яковлево и др) воды без существенного изменения глубины их залегания становятся гидрокарбонатно-хлоридными натриевыми ,, С1 49 НСО3 41 _ п п - , „ состава М;! t------------с сухим остатком 0,2—0,5 гл В верховьях (Na-J-K) 70 Са 21 У р Нежеголь (в районе пос Богдановки) при совместном опробовании
ВОДЫ ТРИ ХСОВЫХ, ПЕРМСКИХ И КАМЕННОУГОЛЬНЫХ ОТЛОЖЕНИИ 209 с водами кристаллического фундамента получены воды состава М —С195 Нс°3 3 2,1 (Na+K) 79 Са 17 Общая жесткость вод обычно 2,5—7,7 мг-экв, редко до 8,7— 16,4 мг-экв, карбонатная — 2,3—7,0 мг-экв. Свободной углекислоты со- держится 6,4—36,0 мг/л, окисляемость — 0,7—2,4 мг/л, местами повы- шается до 4,0—9,6 мг/л. Среда нейтральная до слабощелочной, pH 6,8—7,7. Железа и нитратов лишь следы. Нитриты обычно отсутст- вуют, как исключение отмечается содержание до 0,8 мг/л. Из микро- компонентов при совместном опробовании с упинским водоносным го- ризонтом в районе г. Нового Оскола — г. Алексеевки обнаружен фтор (до 0,2 мг/л); бром и йод не выявлены. Яснополянский водоносный комплекс для водоснабжения не ис- пользуется ввиду невыдержанного распространения, значительной глу- бины залегания, часто слабой водообильности и малой водоотдачи. Значение этих вод при разработке месторождений полезных ископае- мых на рассматриваемой территории также невелико: промышленные залежи углей, где эти воды вызывают осложнения, отсутствуют, а на железорудных месторождениях КМА воды яснополянских отложений залегают преимущественно вне контуров промышленных залежей. Упинско-малевский водоносный комплекс (Ciml — up) приурочен в основном к упинским трещиноватым, иногда кавернозным известня- кам с прослоями глин. Местами на них лежат чернышинские извест- няки, а в районе г. Нового Оскола, возможно, и кизелевские отложе- ния, воды которых также относятся к этому водоносному комплексу Нижняя часть разреза водовмещающей толщи обычно сложена малев- скими глинами. В юго-восточной части площади распространения эти глины переслаиваются с известняками, а в 25 км к юго-востоку от Ка- лача (в районе с. Старой К^риуши) сменяются песками. К юго-западу в верхних слоях малевских глинистых отложений местами наблю- даются песчаники и алевролиты. Коэффициент фильтрации водовме- щающих известняков по данным опытных откачек в южном районе рас- пространения горизонта обычно не превышает 1,2 м/сутки. Ввиду большого значения вод упинских известняков и преоблада- ния среди малевских отложений водоупорных пород упинско-малев- ский водоносный комплекс обычно разделяется на упинский (иногда называемый черепетско-упинским) водоносный горизонт и малевскин водоупор. На рассматриваемой территории они выделены лишь в се- верных районах распространения комплекса. В южной части характеризуемой территории юго-западная грани- ца распространения упинско-малевского водоносного комплекса опре- деляется выклиниванием водовмещающих отложений и предположи- тельно проходит от г. Валуек на г. Корочу, северная граница проходит 1то линии среза водовмещающей толщи домезозойской эрозией ог района Корочи на города Алексеевку, Россошь, Богучар, далее повора- чивает на северо-восток и уходит за пределы территории. Севернее этой линии водоносный комплекс встречается только на небольших участках у с. Байчурова и северо-восточнее пос. Мучкапа. Севернее г. Данкова и в районе г. Волхова он появляется вновь только на водо- разделах, а севернее пос. Дубровки и ниже вреза долин. Водоупорной кровлей обычно служат яснополянские глины. Ме- стами (во впадинах доюрского рельефа) в кровле залегают бат-байос- ский или кимеридж-келловейский водоупоры, в северных районах на водоразделах — глины неокома, а по склонам долин—и четвертич- ные суглинки. В полосе от г. Алексеевки до с. Старой Криуши водо- упорная кровля часто отсутствует и упинско-малевский водоносный
210 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД Комплекс связан с келловей-батским или сеноман-альбским водонос- ными горизонтами. Местами не исключена взаимосвязь с водами чет- вертичных отложений (на юге — по долине Дона, а на севере — по склонам водоразделов). В основании водоносного комплекса повсемест- но залегает малевский водоупор мощностью до 7—10 м. Мощность водоносного комплекса в южном районе его распрост- ранения чаще не превышает 20—25 м и увеличивается в юго-восточ- ном направлении до 32—44 м. В северных районах она обычно не выше 10 м и зависит от степени дренированности упинского водоносного горизонта, который вдоль склонов долин нередко залегает над малев- ским водоупором выше уровня нижележащих вод. Глубина залегания кровли непостоянна; она зависит от современ- ного рельефа, интенсивности довизейского и домезозойского размывов и глубины погружения водовмещающих слоев. В южном районе глу- бина возрастает от 20—ИЗ до 302—535 м, а абсолютные отметки кровли снижаются в основном в юго-западном направлении от 80 до минус 340 м. На участке с. Байчурова кровля залегает на глубине 250—300 м (абс. отм. минус 100—150 м), за пределами территории у г. Балашова — до 330 м (абс. отм. минус 210 м). Наиболее высоко упинский горизонт расположен по водоразделам в северных районах, где обычно имеет свободную поверхность, и только в центральных участках водоразделов и к северной границе территории его уровни иногда расположены выше кровли до 5—И м. Глубина залегания водоносных пород наибольшая (до 32—55 м) на водоразделах, по склонам и тальвегам долин и балок местами выходят родники. Абсо- лютные отметки кровли здесь снижаются в северном направлении от 195 до 163 м, а глубина уровней колеблется от 35 м до нуля м, чаще в пределах 20—12 м. На остальной преобладающей площади распространения воды комплекса преимущественно напорные. В южных районах, в долинах Оскола, Дона и Хопра, уровни упинско-малевского водоносного ком- плекса устанавливаются выше поверхности земли до 3—16 м, а на водоразделах на глубине до 75—97 м. Величина напорд (см. рис. 33) в соответствии с погружением водоносных пород возрастает в юго- западном направлении от 12—174 до 226—240 м, возможно, до 380— 450 м. В восточных районах напоры порядка 200—300 м. Абсолютные отметки пьезометрической поверхности всюду снижаются в направле- нии от водоразделов к долинам рек: на севере — от 206 до 170 м к Оке и ее притокам и до 138 м к верховьям Дона, на юге — от 123—122 до 113—104 м к Осколу, Дону и Хопру. Наименьшие отметки (до 73— 66 м) выявлены в долинах Черной Калитвы, Криуши и Дона. Степень водообильности упинско-малевского водоносного комплек- са, как и других трещинно-карстовых водоносных толщ, связана с со- временными и погребенными формами рельефа. В южных и восточных районах водоносный комплекс в основном залегает глубже вреза со- временной гидрографической сети, и для его водообильности наиболь- шее значение здесь имеют трещинные зоны, развитые вдоль довизей- ских и домезозойских долин. В пределах древних водоразделов трещиноватость затухает, особенно в тех случаях, когда комплекс пере- крыт водоупорными породами; водообильность в этих районах неболь- шая, при этом наименьшая на участках наибольшего погружения комп- лекса и несколько повышенная там, где он залегает на относительно меньших глубинах. Удельный дебит от 0,0001—0,001 до 0,6 л/сек, редко до 6,8 л!сек. Дебит скважин от 0,006 до 26,3 л[сек при понижениях на 1—45,4 м. В северных районах водообильность упинского горизонта отчетли-
ВОДЫ ТРИАСОВЫХ, ПЕРМСКИХ И КАМЕННОУГОЛЬНЫХ ОТЛОЖЕНИИ 211 во связана с современным рельефом. Здесь она наибольшая на участ- ках, прилегающих к склонам Оки, Вытебети, Дона и др. Удельный де- бит 0,5—0,7 л/сек. Дебит скважин 1,2—-2,0 л!сек при понижениях на 2,5—3,0 м. По химическому составу (см. рис. 34) воды упинско-малевскОго комплекса различны. В зоне опреснения в северных районах и вдоль- северной границы распространения в южном районе, где глубина зале- гания наименьшая, воды преимущественно хлоридно-гидрокарбонат- I НСО3 50 С134\ ные кальциевые или магниево-кальциевые м -------------- с мннера- \ из Са 65 Mg 25 ] лизацией 0,3—0,4 г/л, редко до 0,8 г/л. В южном районе по мере по- гружения пород к юго-западу общая минерализация воды несколько НСО3 77 С121 с возрастает, а их состав выражается формулой Мо,6 доа+К) 64 Са 25 ’ Ь°’ лее сложные изменения в составе вод происходят в этом районе в юго-восточном направлении. В краевой зоне распространения (у г. Рос- соши) и на участке перехода карбонатных водовмещающих пород в песчаные — в 25 км на юго-восток от г. Калача (у с. Старой Криуши), где они опробованы совместно с хованско-озерским водоносным гори- НСО354С146 _ зонтом, воды имеют состав Мое-----5------• При откачках на участке ’ Са 58 Mg 23 1 с. Криничного, в 10 км на юго-запад от Новой Цалитвы (свх. «Зеленый Яр»), расположенном также у границы распространения комплекса, тип вод изменяется от гидрокарбонатного кальциевого до сульфатного кальциевого при довольно стабильной минерализации (1,1 —1,2 г/л). В этом же районе, но несколько дальше от границы распространения по падению водовмещающих пород (на ст. Райновская, в 20 км к юг- юго-востоку от г. Россоши) при опробовании в марте 1955 г. в период возможного подтока пресных вод воды комплекса имели состав д. С1 79 НСО3 18 1псп * Mos ------------------ , а в июле I960 г., в наиболее засушливый пе- ’ (Na-f-K) 61 (Ca+Mg) 39 ' .. Cl 38 SO4 35 „ риод года, — M21---------------. В последнем случае упинско-малев- Са 59 (Na-г К) 24 ский водоносный комплекс, видимо, находился в сложной взаимосвязи с вышележащими яснополянским водоносным комплексом (существен- но сульфатные воды) и сеноман-альбским водоносным горизонтом (пресные гидрокарбонатные воды), а по падению пластов — с хлорид- ными водами более глубокой гидрохимической зоны (села Белая Гор- ка и Муром). В Белой Горке при опробовании упинско-малевского водоносного комплекса совместно с хованско-озерским водоносным .. С1 100 горизонтом воды имели состав Мее---------------с изменением минера- ’ (Na+K) 53 Са 44 лизации от 8,8 г/л в 1932 г. до 9,1 г/л в 1960 г. Несколько северо- западнее, в балке Попасной, состав вод только упинско-малевского С1 99 комплекса определяется формулой М9>о , ww7A • (IN d t\ J т I оУ Общая жесткость вод комплекса колеблется от 4,8 до 7,4 мг-экв, с увеличением ее по мере возрастания минерализации до 8,9— 23,0 мг-экв при карбонатной жесткости от 3,7—4,2 до 6,4—10,6 мг-экв. Содержание свободной углекислоты 4,4—42,2 мг/л, кремнекислоты до' 22,4—35,0 мг/л, аммиака до 0,07—0,5 мг]л. Окисляемость по кислоро- ду 2,2—2,4 мг/л, местами она повышается до 7,1 —11,4 мг/л. Содержа- ние железа в воде обычно не превышает 0,04—0,3 мг/л, но в единичных пробах достигает 7,3—39,9 мг/л. Нитраты и нитриты отсутствуют Среда слабощелочная, pH 7,5—8,0. Из микрокомпонентов в водах юж-
212 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД ного района выявлен фтор (до 0,8 мг/л). Бром и йод не обнаружены. Исключением является участок с. Белой Горки, где содержание брома равно 35—60 мг/л, йода — 0,4—0,5 мг/л. В районе с. Байчурово в во- дах комплекса выявлено фтора 0,4 мг/л и следы меди. Бром и йод и здесь не обнаружены. Коли-титр чаще не ниже 333, т. е. воды в бак- териологическом отношении удовлетворительны. Для целей водоснабжения водоносный комплекс эксплуатируется в северных, отчасти в юго-восточных районах. Возможно его более ин- тенсивное использование, в зоне опреснения с наименьшей глубиной залегания. При этом через водовмещающие известняки можно осу- ществлять подсос вод из прилегающих поровых водоносных горизон- тов, прямая эксплуатация которых требует установки специальных фильтров. В северных районах упинский водоносный горизонт сущест- венно дренирован, и сколько-нибудь значительные дебиты скважин могут быть получены в основном у северной границы территории, а чаще за ее пределами, где возрастает мощность известняков. Хованско-озерский водоносный горизонт ((Доз—hv) распространен в тех же районах, что и упинско-малевский водонос- ный комплекс (см. рис. 32), но на северо-востоке территории он зани- мает значительно большую площадь. В районах с. Знаменского (бас- сейн Оки) и г. Данкова (междуречье Дона и Красивой Мечи) этот водоносный горизонт залегает на водоразделах и значительно дрениро- ван. На остальной площади распространения горизонт залегает глуб- же вреза современных долин. Водовмещающие породы представлены доломитами, известняками доломитизированными, иногда с прослоями песчаников, песков, места- ми глин и мергелей. Коэффициент фильтрации известняков в север- ном и северо-восточном районах изменяется от 0,01 до 47 м/сутки (чаще 2—16 м/сутки), а в южных районах — от 0,01 до 10 м/сутки, что указывает на весьма неравномерную их водопроницаемость, В райо- не с. Старой Цриуши карбонатная фация сменяется песчаной. Опесча- нивание отмечается также в нижних слоях в районах сел Ржевки, Бе- лой Горки и г. Богучар, а глинистость и загипсованность нижних сло- ев— местами в северных и северо-восточных районах. Кровлю слагает малевский водоупор, за пределами его распрост- ранения — бат-байосский и кимеридж-келловейский водоупоры, а в северо-восточных районах — глины неокома. Местами, где упинско-ма- левские отложения размыты, водоупор в кровле отсутствует. В этих случаях хованско-озерский водоносный горизонт взаимосвязан с келло- вей-батским (районы городов Моршанска и Кирсанова, на юге у с. Скородного), апт-неокомским (с. Байчурова) и сеноман-альбским (район г. Богучар) водоносными горизонтами. Водоупорным основа- нием обычно служит ангидрито-доломитовая пачка с пластами гипса нижней части озерских отложений. В пределах рассматриваемой терри- тории этот водоупор переходит в глинистые мергелисто-доломитовые слои, не имеющие выдержанного распространения. Местами в низах озерских отложений отмечаются вкрапления и мелкие выклиниваю- щиеся линзы гипса, что отражается на химическом составе подземных <вод. Иногда нижним водоупором служат прослои глин в верхнефамен- ских отложениях. Чаще нижний водоупор отсутствует, и хованско-озер- ский водоносный горизонт взаимосвязан с нижележащими: на севере и северо-востоке с кудеяровско-лебедянским, на юго-востоке с мамон- ским водоносными горизонтами, а на юго-западе, на участках присло- нения водовмещающих пород к выступам кристаллического фундамен- та, и с водами пород докембрия. Глубина залегания кровли изменяется в зависимости от характера
ВОДЫ ТРИАСОВЫХ, ПЕРМСКИХ И КАМЕННОУГОЛЬНЫХ ОТЛОЖЕНИИ 213 современного рельефа, глубины довизейского размыва и степени по- гружения водоносного горизонта к периферии Воронежской антеклизы. В северных районах водоносный горизонт в основном имеет сво- бодную поверхность и относится к пластовым безнапорным. Кровля горизонта здесь залегает чаще выше уровней воды и нигде не сни- жается глубже вреза долин. В северо-восточных районах кровля обыч- но располагается ниже вреза долин (на глубинах от 12 до 320 м), с увеличением глубин в северо-восточном и восточном направлениях в соответствии с понижением ее абсолютных отметок от 136 до минус 160 м. В южных районах глубина залегания кровли возрастает от 29 до 394 м, возможно, до 570 м, а ее абсолютные отметки снижаются от 64 до минус 365 м к юго-западу. Мощность водоносного горизонта возрастает по мере его погруже- ния до 35—45 м, на преобладающей площади составляя 10—22 м. В северо-восточном районе широко развиты довизейские погребенные долины, обычно выполненные яснополянскими песками; в пределах этих долин породы хованско-озерского водоносного горизонта нередко размыты. Наименьшая глубина залегания уровней воды отмечается в совре- менных долинах и по их склонам, где выходят родники и имеются от- дельные фонтанирующие скважины. В северных районах глубина зале- гания уровней воды возрастает от нуля на участках выхода родников до 12—48 м на водоразделах, а в районе г. Данкова до НО—174 м. Абсолютные отметки уровней (см. рис. 32) здесь максимальные на водоразделах (220—206 м) и снижаются к долинам Оки, Дона и их притоков (до 144—106 м). В северо-восточных районах уровни по фон- танирующим скважинам в долинах устанавливаются на 15—2 м выше поверхности, а на водоразделах глубина залегания уровня воды до- стигает 30—54 jh; абсолютные отметки пьезометрической поверхности повышаются до 160 м на водоразделах между притоками Оки и Дона, с понижением к долинам Вороны (у г. Кирсанова) до 135—134 м, Цны до 112 м и Хопра до 97—90 м. В южных районах глубина залегания уровней воды изменяется от 7 м выше поверхности земли (с. Белая Горка) до 24—92 м ниже ее при абсолютных отметках 125—73 м с понижением к долинам Дона и его притоков. Воды безнапорные встречаются только в северных районах (см. рис. 33), но и здесь на водоразделах у границ рассматриваемой тер- ритории по мере погружения водовмещающих пород к северу местами Появляется напор до 2—28 м. В северо-восточных районах величина напора возрастает в северо-восточном направлении от 8 до 256 м, с возможным увеличением у границ территории До 320 м. В южных районах напор увеличивается от 16—113 м у северных границ распро- странения водоносного горизонта при наименьшей глубине залегания до 114—151 м в юго-западном направлении, с возможной величиной напора до 370—380 м у границ рассматриваемой территории. Водообильность горизонта неустойчивая. Удельные дебиты сква- жин в северном и северо-восточном районах колеблются в широких пределах — от 0,01 до 3,3 л)сек, иногда повышаясь до 7,7—9,1 л/сек. Дебит скважин изменяется от 0,2 до 6 л!сек, реже до 10—50 л!сек при понижениях от 1 до 30—50 м, иногда от 0,1 до 0,6 м. Дебит род- ников в северных районах обычно не превышает 0,2 л!сек, хотя за пределами рассматриваемой территории иногда достигает 30—100 л!сек (долина Упы). Максимальные значения удельных дебитов характери- зуют наиболее трещиноватые зоны вдоль современных и погребенных долин в северных и северо-восточном районах. По водоразделам и по
214 характеристика подземных вод мере погружения водоносного горизонта его водообильность снижается. Так, в южном районе с наибольшей глубиной залегания водоносного горизонта удельные дебиты скважин чаще колеблются в пределах 0,008—0,6 л/сек. Только по отдельным откачкам в юго-восточной части территории на участках с меньшей глубиной залегания удельный дебит повышается до 3,1 л/сек. Воды хованско-озерского водоносного горизонта по преобладающе- му количеству анализов хлоридно-гидрокарбонатные магниево-каль- циевые (см. рис. 34), с характерным для них повышенным содержа- нием магния, местами сульфатов. Минерализация их 0,2—0,8 г/л. В качестве примера может служить химическая характеристика таких u „ НСОа51С142 о вод по району Нового Оскола: Mqj с""^ м 27 • В северо-восточном рай- оне распространения водоносного горизонта его химический состав и минерализация неустойчивы. В районе городов Моршанска — Кирса- нова встречены воды от сульфатно-хлоридно-гидрокарбонатных каль- .. НСО3 37 С134 SO4 29 , „ циевых, реже натриевых, состава Мо? ------------------- (с. Иноков- г н > U,/ Са 47 (Na+K) 27 Mg 26 V ка) до гидрокарбонатно-сульфатных кальциевых, иногда натриевых или магниевых и хлоридных кальциевых с минерализацией 0,4— 1.6 г/л, а в районе городов Кирсанова—Поворино известны воды гидро- карбонатно-хлоридные натриевые с минерализацией 0,8—1,1 г/л и даже хлоридные кальциево-натриевые. Местами минерализация возрастает до 2,3 г/л, а восточнее Борисоглебска (оз. Ильмень)—даже до 32,3 г/л. Невыдержанный состав вод горизонта в этом районе, по-видимому, объясняется изменением глубины их залегания и различной степенью взаимосвязи со смежными водоносными горизонтами ввиду широкого развития здесь погребенных довизейских и домезозойских долин. Наи- более вероятно преобладание гидрокарбонатных кальциевых вод на участках активного водообмена (район городов Моршанска — Кирса- нова). Наоборот, преобладание хлоридных кальциевых вод с перехо- дом в хлоридные натриевые более характерно для участков затруднен- ного водообмена, со значительной глубиной залегания водоносного го- ризонта или при наличии подтока вод девона (район Кирсанова — Поворино). Сульфатные воды, по-видимому, появляются на участках, где в составе водовмещающих озерских пород имеются включения гип- са (западнее Моршанска). Анализ условий проведения откачек показы- вает, что в районах Моршанска и Кирсанова опробовались в основном турнейские отложения, а на участках, тяготеющих к г. Поворино, — чаще совместно с кудеяровско-лебедянским водоносным горизонтом. В частности, резкое увеличение минерализации смешанных вод на участке оз. Ильмень до 32,3 г/л, по-видимому, обусловлено подсосом вод кудеяровско-лебедянского горизонта, который при откачке был вскрыт в интервале глубины 208—216 м; при этом хованско-озерский водоносный горизонт, залегающий на глубине 184—194 м, не был изо- лирован. В самом хованско-озерском водоносном горизонте на этом участке минерализация воды, несомненно, меньше 32 г/л, но из-за на- личия в кровле яснополянских глин (неокомских, по данным некото- рых авторов) она должна быть повышенной — более 1,1—2,3 г/л (см. рис. 34). Состав гидрокарбонатно-сульфатных магниево-кальциевых вод в районе Моршанска (с. Ново-Александровка) характеризуется формулой М1)2 с —. По единичным анализам на участках бо- лее глубокого залегания хованско-озерского водоносного горизонта со- став воды его следующий: в районе г. Моршанска (с. Кадыковка)
ВОДЫ ТРИ УСОВЫХ. ПЕРМСКИХ И КАМЕННОУГОЛЬНЫХ ОТЛОЖЕНИИ 215 .. S04 50 НСОч 30 „ „ С160НСО332 Mi о—---, в районе г. Кирсанова МОд---------------------, там же, по 1 2 Mg 42 Са 41 Н Н ’ (Na+K) 50 Са 29 loco М C184SO416 , дрхгои скважине в августе 1962 г., Mi 2------------, в июне 1963 г ю у (Na+K) 35 Са 35 ,, С181 SO418 „ г-, , Cl 59 НСО3 29 Моэ-------1—, в районе г. Поворино (с. Махровка) Mi i------------- , ’ Са 44 Mg 32 и н v к ' (Na+K) 50 Са 25 тя ил С1 100 на участке оз. Ильмень М323-------------- • ' ’ (Na+K) 59 Са 26 У южной границы территории, учитывая данные по скважинам в селах Белой Горке и Муроме, следует ожидать перехода гидрокарбо- натных кальциевых вод в гидрокарбонатные натриевые, а затем и в хлоридные натриевые, с соответствующим повышением минерализации, но, видимо, не более 9—10 г/л. Так, при опробовании хованско-озер- ского водоносного горизонта в 1960 г. в Белой Горке состав вод соот- С199 ветствовал формуле М91 ----------------. * 1 J ’ (Na + К) 46 Са 38 Общая жесткость вод горизонта чаще 5,3—5,6 мг-экв, редко до 11,0—19,6 мг-экв при карбонатной жесткости до 2,2 мг-экв. Содержа- ние свободной углекислоты 0—31,2 мг/л, кремнекислоты 12,8— 15,4 мг/л, аммиака до 0,1—0,2 мг/л, железа 0—0,2 мг/л. Среда слабо- щелочная, pH 7,2—-8,0. Из микрокомпонентов выявлен фтор (0,1— 0,4 мг/л, в районе оз. Ильмень до 1,8 мг/л)-, обнаружены следы молиб- дена, серебра, меди. Кроме того, в районе Белой Горки обнаружено стронция 59 мг/л, бария 6,3 мг/л. Бром, йод не обнаружены. Исключе- нием являются районы Белой Горки и оз. Ильмень. В первом из них содержание в воде брома равно 35,3 мг/л, йода 0,4 мг/л, а по скважи- не в районе оз. Ильмень содержание брома возрастает до 100 мг/л, а йода — до 1 мг/л. Для водоснабжения водоносный горизонт используется в северных и северо-восточных районах своего распространения в зоне опреснения, обычно совместно со смежными водоносными горизонтами. В южных районах он почти не эксплуатируется даже в зоне опреснения главным образом из-за наличия более доступных вод. * * * Водоносные горизонты и комплексы каменноугольных отложений в той или иной степени взаимосвязаны и представляют собой гидрав- лически единую систему. В кровле этой системы залегают глины нео- кома, кимеридж-келловейский, бат-байосский водоупоры, глинистые породы пермо-триаса, а в самой водовмещающей толще — верейские и башкирские глины. У основания каменноугольных отложений наиболее выдержан малевский водоупор. Промежуточные водоупоры менее выдержаны. Основная область питания всех водоносных горизонтов карбона расположена вблизи границ площади их распространения и приурочена к водоразделам бассейнов Оки, Дона и Днепра (см. рис. 32). Местные области питания отмечаются по водоразделам между долинами притоков этих рек. Основное дренирующее влияние на водо- носные горизонты карбона оказывает долина Дона; влияние долин Оки и Днепра слабее. По мере погружения водоносных горизонтов дренирующее влияние долин ослабевает, но нигде не исчезает. Повсеместно по водоразделам абсолютные отметки уровней сни- жаются от верхних водоносных горизонтов к нижним, но не ниже от- меток уреза основных рек. По долинам Дона, Оки, их основных при-
216 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД токов и притоков Днепра соотношение отметок пьезометрических уров- ней обычно обратное — отметки пьезометров более глубоких водонос- ных горизонтов превышают отметки уровней вышележащих, более ин- тенсивно дренируемых речной сетью водоносных горизонтов. Однако они не поднимаются выше отметок соответствующего горизонта на во- доразделах. Например, по скважине в с. Белой Горке (долина Дона) отметки уровней упинско-малевского водоносного комплекса составляют для верхних слоев 66 м, для нижних 72 м, а для хованско-озерского водоносного горизонта еще выше (до 75 м). В результате на водораз- делах возникают условия, благоприятные для питания нижних водонос- ных горизонтов за счет инфильтрации вод из верхних, при достаточном разрыве в положении уровней — даже через водоупоры. В долинах, наоборот, создаются условия для разгрузки нижних горизонтов в вы- шележащие. Эти же условия благоприятствуют возникновению относи- тельно более мощных опресненных зон на водоразделах, особенно при невыдержанности водоупоров, за счет инфильтрации атмосферных осадков и менее минерализованных вод верхних горизонтов. В круп- ных долинах возможен подток более минерализованных вод глубоких горизонтов в верхние слои, с уменьшением мощности зоны пресных вод. Эти закономерности осложняются относительно глубоким проник- новением пресных вод по более водопроницаемым пластам от областц Питания к основным дренам в сочетании с замедленным процессом промывки слабо проницаемых пластов. То же происходит и при дви- жении минерализованных вод из зоны затрудненного водообмена к основным дренам. В результате этого иногда возникает своеобразное «переслаивание» относительно опресненных вод с более минерализо- ванными, особенно при наличии водорастворимых соединений в самих водовмещающих слоях или более мощной зоны пресных вод вблизи долин и более высоком положении границы между пресными и мине- рализованными водами на водоразделах со стороны подтока вод по- вышенной минерализации. В степени водообильности водоносных горизонтов также выяв- ляются вполне определенные закономерности. Трещинно-карстовые во- доносные горизонты обладают наибольшей водообильностью вдоль склонов современных и погребенных долин. Это обусловлено более интенсивными процессами расширения здесь трещин и карстообразо- вания и благоприятными условиями возникновения первичной трещи- новатости под влиянием разгрузки горного давления при формирова- нии долин. Та же повышенная водообильность наблюдается и в зонах, расположенных ниже поверхностей размыва в карбонатных толщах, и в их домезозойской зоне выветривания. Для поровых водоносных го- ризонтов зависимость их водообильности от современного и древнего рельефа менее выражена, но она тесно связана с гранулометрическим составом водовмещающих песчаных пород. Обычно более грубые пески, а следовательно, повышенная водообильность наблюдается или по наиболее глубоким протокам современных и погребенных долин или вдоль береговых линий древних морей, в пределах погребенных пляжей. По химическому составу (см. рис. 34) среди водоносных горизон- тов преобладают гидрокарбонатные кальциевые воды. (Химические типы подземных вод палеозоя выделены по преобладанию миллиграмм- эквивалент процентов одного аниона и одного катиона). По мере по- гружения водоносных горизонтов и ослабления связи с областью пи- тания наблюдается переход к гидрокарбонатным натриевым водам, а затем и к хлоридным натриевым. Довольно ясно выражены соответст- вующие гидрохимические зоны, окаймляющие свод Воронежской анте-
ВОДЫ ТРИ ХСОВЫХ, ПЕРМСКИХ И КАМЕННОУГОЛЬНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ 217 клизы. По мере изменения химического состава водоносных горизонтов повышается их минерализация от 0,2 до 10,6 г/л, а восточнее г. Бори- соглебска и до 32,3 г/л. Водовмещающие породы, обогащенные гипсом или пиритом, повышают содержание сульфатов в воде, нередко обу- словливая ее сульфатный тип. Такие воды азональны и встречены в различных гидрохимических зонах, но обычно в области достаточно активного водообмена. Связаны они преимущественно с окскими и яснополянскими отложениями, богатыми пиритом, или с хованско-озер- скими, обогащенными местами гипсом. Для водовмещающих слоев с наличием доломитов характерно повышенное содержание в водах маг- ния, например, в хованско-озерском водоносном горизонте. В зонах активного водообмена отмечается повышение содержания в воде же- леза и кремнекислоты, тогда как содержание фтора к области питания уменьшается. Повышается содержание фтора (до 10 мг/л) в юго-за- падных районах, в области глубокого погружения тарусско-окского водоносного горизонта, в зоне гидрокарбонатных натриевых и особенно хлоридных натриевых вод. Режим подземных вод карбона наиболее неустойчив в области пи- тания водоносных горизонтов и относительно стабилен в области за- трудненного водообмена. Уровни и состав вод изменяются как под влиянием естественных факторов, так и в результате деятельности че- ловека. Выше отмечалось возникновение в пределах КМА в результате опытных водопонижений обширной депрессии в пьезометрической по- верхности водоносных горизонтов карбона с радиусом до 75—80 км. До настоящего времени эта депрессия полностью еще не заполнилась, что указывает на затрудненные условия питания вод карбона в районе железорудных месторождений КМА и на доминирующий здесь упру- гий режим водоносных горизонтов. По ряду откачек неоднократно от- мечалось опреснение воды, вплоть до перехода хлоридных натриевых вод в гидрокарбонатные натриевые и кальциевые, с соответствующим снижением их минерализации. Это указывает на то, что условия под- тока пресных вод из области питания здесь более благоприятны, чем условия подтока минерализованных вод из нижезалегающих зон. Однако известны факты, когда в засушливые годы или сезоны мине- рализация повышается с изменением состава вод, что более характер- но для зон активного водообмена. Все эти изменения уровня и состава вод являются преимущественно следствием нарушения естественного режима. Изменения уровня и состава вод горизонтов карбона под влиянием природных факторов происходят в области питания, отра- жая сезонные и годовые колебания количества атмосферных осадков. Так, годовая амплитуда колебаний уровней (по наблюдениям за 1962— 1965 гг. в районе г. Нового Оскола, на участке пос. Чернянки) состав- ляет 0,57—0,37 м,> а ниже по падению горизонтов на участке с. По- громца уменьшается до 0,48—0,34 м. Изменения в степени минерали- зации обычно не превышают 0,1—0,3 г/л, хотя иногда достигают 1,3— 7,0 г/л (ст. Райновская, с. Муром, пос. Яковлево). Последние резкие изменения, по-видимому, связаны в основном с нарушением естествен- ного режима откачками, совпавшими во времени с сезонными или го- довыми изменениями естественного режима в области питания.
ГЛАВА IX ВОДЫ ДЕВОНСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ Воды девонских отложений распространены значительно шире, чем воды карбона. Они занимают всю центральную и северо-восточную части рассматриваемой территории в пределах свода, северо-западного, северо-восточного и юго-восточного склонов Воронежского кристалли- ческого массива (рис. 35 и см. рис. 32). Преобладает северо-восточное падение водовмещающих слоев, с отклонениями на северо-запад и юго-восток. Юго-западная граница распространения подземных вод девона проходит примерно от района г. Злынки на города Льгов, Ста- рый Оскол, Россошь и с. Белую Горку. Домезозойская эрозионная по- верхность снижается в противоположном (юго-западном) направлении. Это обусловливает залегание под мезо-кайнозойскими отложениями вдоль границы распространения водоносных горизонтов наиболее древ- них водовмещающих отложений девона, с последовательной их сменой в северо-восточном направлении все более молодыми, вплоть до самого верхнего кудеяровско-лебедянского водоносного горизонта. В верхней части разреза девонской толщи преобладают карбонат- ные породы. Это определяет развитие в ней преимущественно трещин- но-карстовых и трещинных водоносных горизонтов. Приурочены эти водоносные горизонты главным образом к домезозойской и более древним погребенным зонам выветривания. Разделяются они монолит- ными пластами тех же карбонатных пород, залегающими выше поверх- ностей размыва. Ниже верхнещигровских отложений в разрезе преоб- ладают песчано-глинистые отложения с приуроченными к ним преиму- щественно поровыми водами, нередко спорадического распространения из-за невыдержанности переслаивающихся водопроницаемых и водо- упорных пород. В целом чередование водопроницаемых и водоупорных, довольно хорошо выдержанных, пластов определяет многоэтажное строение девонской водоносной толщи, в составе которой на рассмат- риваемой территории выделяются следующие водоносные горизонты и комплексы: 1) Мамонский водоносный горизонт; 2) Кудеяровско-лебедянский водоносный горизонт; 3) Елецкий водоносный горизонт; 4) Задонский водоносный горизонт; 5) Ливенско-евлановский водоносный горизонт; 6) Воронежско-петинский водоносный горизонт; 7) Семилукско-рудкинский водоносный горизонт; 8) Рудкинско-верхнещигровский водоносный горизонт;
Рис 35 Карта изопьез первых от поверхности водоносных горизонтов терригенной толщи де вона Составил Б Н Смирнов 1— изопьезы 2 — скважины и абсолютные отметки пье- зометрического уровня Площадь распространения водэ носных горизонтов 3 — мамонского, 4 — вод нижнещиг роьско ястребовских и старооскольско черноярских отло- жений 5 — мосоловского и морсовско рижского 6 — пло- щадь отсутствия девонских отложений
ВОДЫ ДЕВОНСКИХ ОТЛОЖЕНИИ
220 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД 9) Воды спорадического распространения нижнещигровско-ястре- бовских отложений*; 10) Воды спорадического распространения старооскольско-черно- ярских отложений; 11) Мосоловский водоносный горизонт; 12) Морсовско-ряжский водоносный комплекс. Распространение этих гидрогеологических подразделений показа- но на гидрогеологической карте, а их взаиморасположение — на гидро- геологических разрезах (ом. прилож. II, листы 3,4,5,6). Изменение литологического состава водовмещающих пород и наличие местных водоупоров обусловливают в отдельных районах разделение водонос- ных горизонтов на подгоризонты. Мамонский водоносный горизонт (D3mm) распростра- нен в юго-восточной части описываемой территории (см. рис. 35), про- тягиваясь от ее границы к северо-западу до пос. Чернянки на р. Оско- ле. Он выделяется в составе так называемой мамонской песчано-каоли- новой толщи верхнего девона, фациально замещающей на юго-востоке преимущественно карбонатные верхнедевонские отложения (см. гл. III). Зона фациального перехода определяет северную границу распростра- нения мамонского водоносного горизонта, которая, начинаясь от пос. Чернянки, протягивается на г. Острогожск — с. Новую Калитву — с. Нижний Мамон — с. Воробьевка. Юго-западная граница площади распространения горизонта определяется выклиниванием девонских отложений и от пос. Чернянки проходит северо-восточнее Нового Ос- кола, затем юго-западнее г. Россоши на г. Кравцево в 30 км к югу от г. Богучара. Водовмещающими породами служат пески от мелко- до грубозернистых (коэффициенты фильтрации от 0,6 до 32 ж/сртки), пес- чаники и алевролиты с прослоями гли!н. Мамонский водоносный горизонт содержит преимущественно по- ровые воды, чем отличается от выше- и нижележащих трещинно-кар- стовых и трещинных водоносных горизонтов (табл. 15). Водоупорная кровля практически отсутствует, только местами имеются глины озер- ских, юрских, иногда неокомских отложений или глины самой мамон- ской толщи. Чаще мамонский водоносный горизонт взаимосвязан с хованско-озерским, за пределами распространения последнего на запа- де с келловей-батским, на востоке — с сеноман-альбским водоносными горизонтами, а в 25 км к северо-западу от г. Богучара (в районе с. Петропавловки)—с водами кудеяровских известняков. Водоупорная подошва на юго-западе также отсутствует, лишь местами ее роль иг- рают глины самой мамонской толщи или глинистые образования коры выветривания кристаллического фундамента. В северо-восточной и восточной частях площади распространения водоупорное основание сложено глинами нижнещигровско-черноярских отложений девона и только местами здесь мамонский водоносный горизонт взаимосвязан с водоносными прослоями этих отложений. У северо-восточной границы своего распространения рассматриваемый водоносный горизонт взаи- мосвязан с водоносными горизонтами карбонатных отложений верхне- го девона, которые сменяют его по простиранию, и с появляющимся здесь в его почве рудкинско-верхнещигровским водоносным горизонтом. Мощность мамонского водоносного горизонта довольно изменчива и колеблется от 0,2—4 м у границ распространения до 29—105 м в * Толщи с водами спорадического распространения являются водоносными ком- плексами сложного строения, которые в дальнейшем (при накоплении фактического материала) могут быть разделены на отдельные водоносные и водоупорные гори- зонты.
Общая характеристика мамоиского и кудеяровско-лебедянского водоносных горизонтов Таблица 15 Районы н пункты Кровля, м Мош,, ность, м Уровень, м Напор, м Дебит, л /сек Пониже- ние, м Удельный дебит, л/сек Коэффициент фильтрации, м/сутки Минера- лизация, г/л Жест- кость общая, мг же Глуби* на Абс. отм. Глубина Абс. отм. Мамонский водоносный горизонт пос. Чернянка, пос. ховатка (юго-восточная Белгородской области) Оль- часть 126—342 (+40)- (-152) 4-29 от самоиз- лива до 38—116 105-121 118-200 0,8—0,9 14,5-17,5 0,03—0,8 — 0,5—0,6 8,8—9,1 пос. Ольховатка, г. чар, г. Калач (южная Воронежской области) Богу- часть 8—410 (+92)- (—230) 1—105 4-131 63-144 0—350 0,1-17,0 0,3—47,0 0,01—6,0 0,6—32,5 0,1—9,1 1,5-16 6 Кудеяровско-лебедянский водоносный горизонт пос. Дубровка, Брянск, Орел (северо-восточная часть Брянской и северо-западная часть Орловской областей) 0-176 (+202) - (+54) 0-107 +25-119 105—226 0—146 0,5—136,0 0,1—40 0,05—79,8 1,5—64,0 0,5—2,2 2,82 Орел, г. Данков (централь- ная и восточная части Орлов- ской, центральная и запад- ная части Липецкой областей 0—124 (+231)-(-101) 0—150 +1—88 107—241 0—85 0,01-33,9 0,1-75 0,01—70,0 0,005—453,6 0.1—1,0 1—20 г. Данков, г. Кирсанов, г, Борисоглебск (восточная часть Липецкой, севере - восточная часть Воронежской и Тамбов- ская области) 0—360 ( + 126) — (—210) 9-150 +16—58 87-174 0—310 0,5—90,0 0,2-80 0,01—35,0 0,04—26,0 0,2—32,3 4-11
222 ХАРАКТЕРИСТИКА подземных вод осевой зоне (с наибольшей мощностью в районах г. Россоши, с. Во- робьевки и г. Калача). Глубина залегания кровли возрастает к югу от 8—126 до 221 — 342 м, с понижением абсолютных отметок от плюс 92—40 до минус 51 — 152 м. У южных границ территории возможно увеличение глубины залегания кровли до 410 м (абс. отм. до минус 230 м). Уровни воды в зависимости от рельефа устанавливаются на глубине от 4 до 131 м, иногда скважины фонтанируют. Наиболее высокие отметки пьезометри- ческой поверхности (до 144 м) выявлены на водоразделах левобере- жья Дона (см. рис. 35), на правобережье они достигают лишь 123— 12! м, в долинах Дона и его притоков снижаются до 105—63 м. Воды г, основном напорные (см. рис. 33), с величиной напора от 2 до 155 м. У южной границы распространения комплекса напоры, видимо, увели- чиваются до 250—350 м, о чем можно судить по данным сравнения отметок кровли и возможным здесь отметкам уровней. Местами встре- чены безнапорные воды, например в пределах левобережных террас Дона, у с. Нижнего Мамона. Сопоставление отметок пьезометрической поверхности указывает на расположение области питания водоносного горизонта у северных границ его развития, на водоразделах притоков Дона. Пополнение его запасов в основном идет за счет перелива вод из вышележащих гори- зонтов, местами за счет непосредственной инфильтрации атмосферных осадков. Разгрузка происходит в долинах Дона и его основных при- токов (Оскола, Хопра) путем перетекания в вышележащие горизонты с более низким положением уровней. Основное перемещение вод опре- деляется этим дренирующим влиянием и направлено к нижней части течения Дона. Водообильность горизонта изменяется в значительных пределах в зависимости от гранулометрического состава водовмещающих песков. Удельные дебиты скважин, вскрывших этот горизонт к западу от До- на, обычно небольшие ввиду преобладания мелкозернистых лесков — 0,03—0,06 л/сек, редко до 0,8 л!сек при дебитах 0,8—0,9 л/сек и пони- жениях на 14—18 м. Восточнее Дона крупность песков возрастает и, как следствие этого, удельные дебиты скважин увеличиваются от 0,01 до 6 л!сек. Дебит скважин здесь изменяется от 0,1 до 17 л!сек при по- нижениях от 0,3 до 47 м. Существенной разницы между удельными дебитами при откачках из собственно мамонского водоносного гори- зонта и при совместном опробовании со смежными водоносными гори- зонтами не наблюдается. Это скорее всего свидетельствует о наличии притока в такие скважины в основном из мамонского водоносного го- ризонта. По химическому составу (см. рис. 38) воды вдоль северной грани- цы распространения в основном гидрокарбонатные кальциевые, неред- / НСО, 91 SO4 9 \ ко магниево-кальциевые ^М0,5 —-—с минерализацией 0,1—0,9 г/л, местами переходящие в хлоридно-гидрокарбонатные каль- циево-натриевые, с повышением минерализации до 0,5—1,2 г/л (на- пример, на участке с. Мужичьего или в с. Русской Журавке). По мере увеличения глубины залегания и усложнения условий водообмена по- являются сульфатно-гидрокарбонатно-хлоридные натриево-кальциевые f.. Cl 39 НСО3 36 SO4 25 \ -па воды ( М07 ------------------------------ с минерализацией 0.6— \ Са 54 (Na + К) 26 Mg 20 > 1,0 г/л (скважины в селах Петропавловке, Пески, Старом Меловом. „ С1 51 НСО, 25 SO4 24 , п д. Редкодуб) и воды состава М> t —--------—--------------(с. 11е- 3 ’ (Na+K) 35 Са 33 Mg 32
ВОДЫ ДЕВОНСКИХ. ОТЛОЖЕНИИ 223. ревалочное). Хлоридные натриевые воды характерны для наиболее глубокого залегания мамонского водоносного горизонта (например, на участке с Белой Горки, где минерализация вышележащего хован- ско-озерского горизонта равна 9,1 г/л) или для участков взаимосвязи с водами трещиноватой зоны кристаллического фундамента при сла- бой ее промытости Общая жесткость вод колеблется от 1,5 до 16,6 мг-экв, карбонатная — в пределах 1,1—7,8 мг же Содержание свободной углекислоты — 3,8—36,7 мг/л, кремнекислоты — до 9,0— 20,4 мг/л, железа — до 0,2—1,7 мг/л, аммиака — от следов до 1,5 мг/л, нитратов — от 0 — следов до 0,1, хотя местами достигает0,4—11,1 мг/л, нитритов — от 0 до 0,2 мг!л, окисляемость по кислороду.— 0,9—7,6 мг/л Среда обычно слабощелочная, с pH 7,2—7,8, но на одном участке в районе с Нижнего Мамона (с Прогресс) она оказалась слабокислой, с pH 5,5 Из микрокомпонентов в воде выявлены (в мг/л) фтор — 0,1 — 0,8, алюминий — до 0,6, свинец — до 0,02 Медь, марганец, цинк, бром, йод не обнаружены Иногда отмечаются следы радия, чаще он отсутст- вует Коли-титр обычно 333, но местами снижается до 71—0,004, харак- теризуя местное, но иногда интенсивное загрязнение отдельных участ- ков Мамонский водоносный горизонт довольно широко эксплуатируется для водоснабжения в южной части Воронежской области (г Калач, с Петропавловка) на площади, где он залегает первым от поверхности в палеозойских отложениях (см рис 35) При погружении под другие водоносные горизонты палеозоя в южном направлении его мощность уменьшается, повышается минерализация и он теряет свое значение как источник водоснабжения Кудеяровско-лебедянский водоносный горизонт (D3/& kd) распространен к северо-востоку от линии, проходящей при- мерно от г. Жуковки на Брянск, пос Кромы, пос Змиевку, г Лебедянь, г Мичуринск и г Борисоглебск Эта граница довольно сильно изреза- на ввиду размыва водосодержащих отложений по современным доли- нам Оки, Зуши с притоком Неручь, Дона с притоками Красивой Ме- чей и Воронежем, а также в пределах погребенных домезозойских долин Литологический разрез водовмещающей толщи довольно неодно- роден, хотя и с явным преобладанием карбонатных пород Это обус- ловливает в составе водоносного горизонта наличие по крайней мере трех водоносных подгоризонтов, существенно отличающихся величиной водоотдачи пород, а местами и разными уровнями вод Водовмещаю- щие породы представлены известняками, доломитами, с прослоями мергелей, глин, иногда песков и песчаников Коэффициент фильтрации карбонатных пород (см табл 15), отражая различную степень их трещиноватости и закарстованности, изменяется от 0,005 до 84 м/сутки, местами до НО—130 м/сутки, как исключение достигая для сильно закарстованных пород 180 и даже 450 м/сутки Повсеместно в водовмещающей толще отмечается вкрап- ленность пирита, а к району г Волхова — г Лебедяни местами и нали- чие мелких линз и включений гипса, что нередко отражается на хими ческом составе вод кудеяровско-лебедянского горизонта Данный горизонт включает водовмещающие породы, относящиеся к кудеяровским, тургеневским, орловско-сабуровским, киселево-николь- ским, мценским и лебедянским слоям верхнефаменского подъяруса верхнего девона Наибольшей трещиноватостью и кавернозностью об- ладают кудеяровские известняки и доломиты, с характерной для них при выветривании ноздреватой ячеистой текстурой и друзами кальцита по кавернам, подстилающие их тургеневские известняки местами со- держат прослои песка Подчиненное значение имеют прослои мергелей
224 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД и глин. Воды этой верхней части разреза можно рассматривать как отдельный кудеяровско-тургеневский водоносный подгоризонт. Ниже залегают опесчаненные известняки орловско-сабуровских слоев, к юго-западу от городов Мценска и Орла часто с прослоями глинистых песков и известковистых песчаников и киселево-никольская толща че- редующихся мергелей, доломитов и известняков с прослоями глин. На юго-востоке преобладает переслаивание глин, песков, песчаников с прослоями известняков. Орловско-сабуровские пески лежат с размыва- ми на киселево-никольских карбонатных породах, которые в верхней части сохранили следы древнего выветривания и имеют повышенную трещиноватость. Перечисленные породы средней части разреза, образующие ор- ловско-никольский водоносный подгоризонт, в основном обладают по- ниженной водоотдачей и местами играют роль относительного водоупо- ра между верхней и нижней частями разреза. Нижележащие мценские и лебедянские доломиты и известняки с прослоями мергелей и глин, а в районе городов Мценска — Орла с прослоями песков и песчаников вновь имеют повышенную трещиноватость и кавернозность. Они выде- ляются как мценско-лебедянский водоносный подгоризонт. В нижней части разреза этого подгоризонта обычно преобладают неравномерно глинистые, на северо-западе сильно доломитизированные известняки, к юго-востоку сменяющиеся глинами и мергелями с прослоями извест- няков, служащие водоупорным основанием для кудеяровско-лебедян- ского водоносного горизонта в целом. В районе с. Петропавловки (в 15 км к северо-востоку от г. Богучара) эта сложная по строению водо- вмещающая толща сменяется песчаной фацией, которая является частью мамонского водоносного горизонта. В этом районе рассматри- ваемый водоносный горизонт представлен только кудеяровскими изве- стняками, вскрытыми в кровле мамонских песков (с. Новогородицкое). На преобладающей площади своего распространения кудеяровско- лебедянский водоносный горизонт залегает под мезо-кайнозойскими отложениями. Здесь на водоразделах водоупорной кровлей служат юрские или неокомские глины, а по склонам долин — четвертичные суглинки. На участках отсутствия водоупорной кровли водоносный го- ризонт взаимосвязан с водами мезо-кайнозойских отложений, а часто непосредственно получает питание за счет инфильтрации атмосферных осадков через покровные суглинки или карстовые воронки. На осталь- ной площади водоупорной кровлей служит нижняя часть озерских отложений, представленная ангидрито-доломитовой пачкой с пластами Гипса. Глинистые мергелисто-доломитовые слои на рассматриваемой территории не имеют сплошного распространения. Местами кровлю слагают глины и мергели верхних слоев самой водовмещающей толщи, но и они не выдержаны, и обычно кудеяровско-лебедянский водонос- ный горизонт взаимосвязан с хованско-озерским. Мощность водоносного горизонта по мере его погружения увели- чивается от 0—9 м у границы распространения до 100—107 м к северо- западу, до 90—150 м к северо-востоку и до 78 м к востоку. В централь- ных районах распространения водоносного горизонта из-за дренирую- щего влияния врезанных в водоносную толщу долин верхняя относи- тельно более трещиноватая часть пород на водоразделах местами оказывается выше свободных уровней воды, в связи с чем водоносный горизонт приурочен здесь к нижней части трещиноватой зоны. Глубина залегания водоносного горизонта колеблется от 0—36 м вдоль склонов современных долин до 70—124 м на водоразделах и уве- личивается на северо-запад до 80—105 м в долинах (г. Дятьково) и до 117—176 м на водоразделах, а к северной и северо-восточной границам
ВОДЫ ДЕВОНСКИХ ОТЛОЖЕНИИ 225 территории — до 220—360 м. Абсолютные отметки кровли снижаются преимущественно в северо-восточном направлении от плюс 230—30 до минус 170—210 м, с наименьшими отметками в районе городов Пово- рино и Кирсанова. При фонтанировании скважин по долинам Десны, Оки, Дона, Хоп- ра, Вороны и их основных притоков уровни воды устанавливаются от 25 до 1 м выше поверхности земли. По долинам Оки, Зуши, Красивой Мечи, Дона выходят родники. На водоразделах глубина залегания уровней возрастает до 73—120 м. Наибольшие абсолютные отметки уровней отмечаются в северном районе на водоразделах между Окой и Доном, где достигают 240—195 м. В северо-западном районе на водоразделах между Окой и Десной и их притоками отметки уровней несколько меньшие (226—185 л«), а между Десной и Ипутью падают до 185—168 м. В северо-восточном районе на водораздельных прост- ранствах между Доном и его притоками Воронежем, Хопром с Воро- ной и долинами рек Рановы, Цны абсолютные отметки уровней обычно не превышают 174—143 м. От водоразделов поток подземных вод в бассейне Оки и Цны идет в северном направлении, в бассейне Десны на юго-запад и в бассейне Дона на юго-восток, с отклонениями к долинам, со снижением отме- ток к Десне до 160—155 м, к Оке до 136—127 м и к Дону до 125— 105 м. Более низкие отметки уровней водоносного горизонта отме- чаются в восточной и юго-восточной частях площади распространения водоносного горизонта; здесь они снижаются к долине Вороны до 130—125 м, а к долине Цны до 109—102 м. От водораздела бассейнов Цны и Хопра направление потока изменяется на юго-восточное, и к долине Хопра отметки уровней снижаются до 97—87 м (по данным совместного опробования с хованско-озерским водоносным горизон- том). В районах крупных водозаборов это естественное понижение уровней нарушается депрессионными воронками. Так, в г. Дятькове уровни упали с отметок 168—167 до 147—145 м, в Брянске — до 134 м и т. д. В центральных районах между Окой и Доном и вдоль склонов долин этих рек и их притоков водоносный горизонт обычно безнапор- ный. По мере погружения его к северо-западу, северу и северо-востоку воды приобретают напор, величина которого достигает 97—146 м в се- веро-западном направлении, 78—152 м в северном и, по-видимому, до 310 м в северо-восточном. Указанные изменения в отметках уровней определяют водоразделы как область питания кудеяровско-лебедянского водоносного горизонта. Особенно благоприятные условия питания существуют на водораз- дельных пространствах между Окой и Доном, где мощность покры- вающей мезо-кайнозойской толщи наименьшая, нередко в кровле водо- Ьмещающих известняков залегают только покровные суглинки, а сами покрывающие отложения местами опесчанены. К тому же здесь по верховьям логов развиты карстовые воронки, иногда с понорами, не- редко вытягивающиеся цепочкой по дну сухих ложбин. Размер этих воронок до 10—50 м, иногда до 100 м, но глубина чаще небольшая (до 2 л«). Встречается и погребенный карст. В мценских известняках наблюдались пещеры высотой 1—1,2 м, шириной до 2—3 м и длиной в глубь склонов более 5—6 м. Выщелачивание проявляется и в нали- чии среди кудеяровских, тургеневских и мценских известняков каверн размером до 1—20 см. Все это обусловливает наиболее интенсивное поглощение водовмещающей толщей дождевых и талых вод. Ввиду изрезанное™ рельефа часть этих вод выходит в виде многочисленных родников в ближайших долинах, но основная их масса пополняет за- пасы водоносного горизонта. Западнее Оки и восточнее Дона питание
226 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД водоносного горизонта также происходит по водоразделам, но в основ- ном за счет инфильтрации вод вышележащих водоносных горизонтов. Здесь наиболее благоприятные условия питания, по-видимому, возни- кают на участках пересечения водораздельных пространств погребен- ными долинами. Эти долины нарушают сплошность водоупорной кров- ли, к тому же они выполнены более водопроницаемыми отложениями. Разгрузка водоносного горизонта частично происходит по доли- нам, врезанным в толщу водовмещающих пород, что подтверждается как снижением отметок уровней подземных вод, так и выходами их на поверхность в виде родников. Основная область разгрузки, несом- ненно, связана с наиболее глубоким врезом долин Десны, Оки и Дона, где уровни верхних водоносных горизонтов имеют более низкие от- метки, чем отметки уровней кудеяровско-лебедянского водоносного горизонта, что создает условия для перетекания вод рассматриваемого горизонта в вышележащие. Водообильность кудеяровско-лебедянского водоносного горизонта весьма непостоянная. Наибольшей водообильностью горизонт характе- ризуется в современных и погребенных долинах, наименьшей — по во- доразделам, особенно при наличии в кровле водоупорных мезо-кайнозой- ских отложений. Заметно снижается водоносность пород и при погру- жении их под отложения карбона. На водораздельных участках скважины иногда оказываются безводными. Чаще дебит скважин из- меняется в пределах 1 —14 л/сек, но иногда снижается до 0,2—0,01 л/сек или повышается до 22—26 л/сек (с. Шаблыкино), 50 л/сек (г. Расска- зова) и даже до 89 л/сек (г. Моршанск) и 130—136 л/сек (г. Брянск). Понижения колеблются в пределах 1—22 м, реже 40—80 м, местами снижаются до десятых долей метра. При самоизливе дебит скважин обычно более 1 л/сек, иногда повышается до 83 л!сек (г. Брянск). Удельный дебит скважин колеблется в широких пределах, чаще состав- ляя 2,0—8,3 л/сек, местами снижаясь до 0,05—0,01 л/сек или возрастая до 25—39 л/сек, как исключение (при понижениях 0,7—1,6 м) до 75— 80 л/сек (г. Брянск), а в с. Шаблыкино дебит, равный 26 л/сек, был получен всего лишь при понижении на 0,07 м. При этом в северо-за- падном и северном районах распространения водоносного горизонта отмечаются наиболее высокие значения удельных дебитов; здесь они колеблются от 0,01 до 70—80 л/сек и более (г. Брянск, г. Данков). Наименьшие величины удельных дебптов скважин относятся к восточ- ному району распространения горизонта, где изменяются в пределах 0,01 —12,5 л/сек, иногда до 17,6—35,0 л/сек (Тамбов, Мичуринск). Но и здесь на участках наибольшего погружения водообильность водо- носного горизонта местами большая. Так, в г. Моршанске удельный дебит скважин доходил до 8,4 л/сек при дебите 89 л/сек и понижении 10,5 м., в г. Рассказове до 12,5 л/сек при дебите 47,7 л/сек и понижении на 3,8 м, в Тамбове до 17,6 л/сек при дебите 38,7 л/сек и понижении на 2,2 м, в пос. Инжавино (с. Красивка) 5,5 л/сек при дебите скважины 8 л/сек и понижении 1,4 м, а в Борисоглебске удельный дебит скважины составил 4,2 л/сек при дебите 14 л/сек и понижении 3,3 м, хоти в рай- оне оз. Ильмень дебит составлял 0,9 л/сек при понижении 80 м, что определяет минимальный удельный дебит в 0,01 л/сек. Максимальный удельный дебит (35 л'сек) был получен в г. Мичуринске при дебите скважины 7 л[сек и понижении только на 0,2 м. Дебит родников раз- личный— от 0,01—0,05 до 8—15 л/сек, чаще равен 0,1—8 л/сек. Род- ники сосредоточены по долинам в северном районе распространения водоносного горизонта. По химическому составу воды горизонта преимущественно гидро- карбонатные магниево-кальциевые, с минерализацией 0,2—0,6 г/л, реже
ВОДЫ ДЕВОНСКИХ ОТЛОЖЕНИИ •2Z7 ло / о HCO386SO48 .. HCO375SO410 до 0,8 г/л, типа М0,з, Д , иногда Мо,5 „ „——, реже Са 47 Mg 38 Mgf46 Са 40 н .. НСО3 68 SO4 30 D _ „ * Мс,в 52 В районах Орла, г. Волхова, г. Моршанска мине- рализация местами возрастает до 1,0—2,2 г/л и воды переходят в суль- . /.. SO4 87 HCO313\ фатные магниево-кальциевые ( М22--------2— Ь что объясняется нали- \ ’ Са 73 Mg 25 J чием в водосодержащих породах доломита, пирита и гипса. Развитые в районе Тамбова — г. Рассказова хлоридно-гидрокарбонатные маг- ниево-кальциевые воды с минерализацией 0,3—0,6 г/л сменяются в районе г. Кирсанова хлоридными магниево-кальциевыми с минерали- С] gy gQ 13 зацией 0,8—1,2 г/л, состава МОэ-------— , в районе пос. Инжавино ’ Са 42 Mg 31 переходят в гидрокарбонатно-хлоридные кальциево-натриевые ... С1 57 НСО3 30 „ й (Мо,9--------1---> в районе Борисоглебска — в гидрокарбонатно- (Na+K) 39 Са 38 , С1 44 SO4 28 НСО3 28 \ сульфатно-хлоридные натриевые (Mi,2—_^59С j> а восточнее, на участке оз. Ильмень, — в хлоридные кальциево-натриевые ( М32,з‘---------- • На последнем участке рассматриваемый водо- \ (Na+K) 59 Са 26 / носный горизонт опробован совместно с хованско-озерским; минерали- зация кудеяровско-лебедянского горизонта здесь может быть несколько больше. Таким образом, при погружении к северу, где наиболее ин- тенсивно проявляется загнпсованность водосодержащих пород, в водах горизонта хотя и повышается содержание хлоридов, но доминирующая роль принадлежит сульфатам. При погружении на восток, при отсут- ствии в слоях гипса, хлориды вытесняют гидрокарбонаты, а натрий — кальций. Между этими двумя основными направлениями, в районе Тамбов—Моршанск—Борисоглебск встречаются гидрокарбонатные воды с повышенным содержанием то хлоридов, то сульфатов, по-видиг мому, в зависимости от наличия или отсутствия загипсованности водо- содержащих пород и местных отклонений в движении подземных вод, определяющих степень смешения сульфатных и хлоридных вод. Из катионов здесь обычно доминирует кальций, на втором месте по со- держанию иногда вместо магния появляется натрий. Минерализация вод при погружении горизонта повышается до 1,2—3,6 г/л, местами свыше 32,3 г!л. Общая жесткость вод кудеяровско-лебедянского водоносного гори- зонта обычно колеблется в пределах 1—7 мг-экв, редко достигая 8,8—31,6 мг-экв, карбонатная жесткость 1,0—6,5 мг-экв, иногда до 8,8—15,6 мг/экв. Содержание свободной углекислоты 4,0—40,4 мг/л, иногда до 125,4—158,4 мг/л, железа — следы или до 0,1 —1,0 мг/л, реже до 4 мг/л, аммиак в воде выявлен от следов до 6.5 мг/л, в районе оз. Ильмень — до 18,2 мг'л, иногда он отсутствует. Нитратов содержится довольно часто до 0,001 —1,0 мг/л, даже до 11,1—50,0 мг/л, как исклю- чение,— до 212,6 мг'л, иногда они отсутствуют. Нитриты обычно от- сутствуют, лишь местами их содержание составляет 0,001 —1,0 мг/л, в единичных случаях — до 26 мг/л. Окисляемость 0,4—7,0 мг/л, но иногда возрастает до 120 мг'л. Коли-титр колеблется от 280 до 0,1. Эти данные свидетельствуют о сильном местном загрязнении водоносного юризонта. Из микрокомпонентов выявлены (в основном в северном районе' распространения водоносного горизонта) (в мг/л): фтор — 0,1—0,9, в районе оз. Ильмень до 1,8; титан — от следов до 0,014; цинк — 0,004—
228 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД 0,04; олово — от следов до 0,013; свинец — от следов до 0,008, сереб- ро-следы, галлий —от следов до 0,003, лантан — 0,007—0,008; медь — 0,001—0,003 Бром, йод и радии не обнаружены, за исключением уча- стка оз. Ильмень, где выявлены бром (100 мг'л) и йод (1 лег/л). Кудеяровско-лебедянский водоносный горизонт является одним из важнейших источников водоснабжения На чем базируется водоснаб- жение городов и промышленных предприятий, в том числе таких горо- дов, как Дятьково, Брянск, Орел, Мценск, Карачев, Данков, Чаплыгин, Л1ичуринск, Моршанск, Тамбов, Рассказово, Борисоглебск Иногда го- ризонт используется совместно с выше- и нижележащими водоносными горизонтами Наряду с эксплуатацией скважинами широко приме- няется каптаж родников Интенсивная эксплуатация водоносного гори- зонта приводит к увеличению депрессионных воронок вокруг крупных водозаборов. Это требует организации постоянной службы наблюдения за режимом горизонта и регулирования объема и выбора наиболее правильных методов его эксплуатации Елецкий водоносный горизонт (D3eZ) развит на боль- шей площади, чем кудеяровско-лебедянский Юго-западная граница его распространения проходит примерно по линии Брянск — г. Ливны — г. Липецк — г Жердевка Приурочен водоносный горизонт к елецким трещиноватым, местами значительно закарстованчым и кавернозным известнякам с прослойка- ми глин Мощность последних увеличивается к юго-востоку (к Ново- хоперску и южнее). В районе с Воробьевки водовмещающая глинисто- карбонатная толща фапиально замещается песчаной, входящей в ма- монский водоносный горизонт К северо-западу от Орла известняки сильно доломитизированы, местами опесчанены, с прослоями в нижней части разреза мергелей, песчаников и песков Коэффициент фильтрации известняков изменяется в широких пре- делах— от 0,05—0,4 до 4,4—61 м/сутки, доходя на закарстованных уча- стках до 270 м/сутки (табл. 16). Водоупорной кровлей горизонта служит нижний слой лебедянских неравномерно глинистых монолитных известняков, мергелей и глин или верхние прослои елецких глин. Этот водоупор не выдержан, и елецкий водоносный горизонт часто гидравлически взаимосвязан с кудеяровско- лебедянским. В полосе залегания под мезо-кайнозойскими отложениями водоупорную кровлю составляют юрские или меловые глины, а по склонам долин, врезанных в елецкие отложения, и покровные суглинки Нередко в пределах этой полосы рассматриваемый водоносный гори- зонт взаимосвязан с келловей-батским, а в районе Борисоглебска — с апт-неокомским, по долинам Оки, Зушп, Дона — с четвертичными во- доносными горизонтами. Водоупорным основанием служат задонские глины или плотные глинистые известняки. Ближе всего к поверхности водоносный горизонт расположен в долинах Оки, Дона и их основных притоков, где глубина его залегания местами уменьшается до 2—0 м. К водоразделам она возрастает до 119 м, а по мере погружения водовмещающих пластов к северо-восто- ку— до 490 м. Абсолютные отметки кровли снижаются в северо-восточ- ном направлении от 212—183 м у границ распространения до минус 19—72 м, а к району Борисоглебска — г. Кирсанова — г Моршанска до минус 260—320 м. Мощность по мере погружения водоносного гори- зонта возрастает от 0—0,5 до 45—60 м, а у северо-восточных границ территории — до 81—90 м По долинам скважины нередко фонтанируют, и уровни воды уста- навливаются на 7—0,5 м выше поверхности земли. По склонам долин
ВОДЫ ДЕВОНСКИХ ОТЛОЖЕНИИ 229- Оки, Зуши, Дока часто выходят родники В глубь водоразделов глу- бина залегания уровней увеличивается до 56—89 м, а в северо-восточ- ных районах — до 109 м, хотя по долинам глубина и здесь небольшая (например, 14 .ч в долине Вороны у пос. Инжавино и 16 м в долине Хопра у оз. Ильмень). Абсолютные отметки уровней снижаются в ос- новном в северном и юго-восточном, отчасти в западном направлениях с отклонениями к местной гидрографической сети, особенно к долинам С’ки, Дона, Хопра, на северо-западе — к Десне. Наиболее высокие отметки отмечаются на водоразделах между бассейнами Оки и Дона, где достигают 215—172 м. Отсюда они снижаются к северо-западу и северу до 143—137 м, к северо-востоку до 108—80 м и к юго-востоку, к долине Хопра, до 92 м. Основной водораздел потока подземных вод проходит между верховьями Десны, Оки, Дона, Цны и Хопра. На во- доразделе между Цной и Вороной, на участке с. Ржаксы, отметка уровня подземных вод равна 141 м, в долинах р. Вороны, у пос. Инжа- вино,— 108 м, р. Хопра (в районе оз. Ильмень) —92 м. Эти изменения отметок уровней определяют положение основной области питания водоносного горизонта в пределах водораздельных пространств между указанными долинами, а основную область дренажа — по долинам рек, с доминирующим влиянием Оки, Дона и Хопра. В центральном районе распространения водоносного горизонта, вдоль его южной границы между Окой и Донсм, уровни воды залегают ниже кровли известняков, и условия питания наиболее благоприятны из-за незначительной мощ- ности покрывающих отложений и наличия карстовых воронок. Здесь пополнение запасов в основном идет за счет инфильтрации атмосфер- ных осадков и талых снеговых вод. По мере погружения водоносного горизонта воды переходят в напорные, и питание происходит преиму- щественно за счет вышележащих водоносных горизонтов при наличии в них более высоких уровней, что обычно для водоразделов. В долинах соотношение пьезометрических уровней изменяется на обратное, и елец- кий водоносный горизонт отдает часть своих вод вышележащим гори- зонтам. Величина напора увеличивается по мере погружения водонос- ного горизонта от 0—2 до 87—160 м, с возможной максимальной вели- чиной у восточных границ территории до 410—420 м. Водообильность елецкого горизонта, как и всех горизонтов тре- щинно-карстового типа, существенно изменяется по различным уча- сткам в зависимости от степени трещиноватости и закарстованности пород. Наиболее водообилен горизонт в пределах долин и их скло- нов, наименее—по водоразделам. Дебит скважин колеблется от 0,005—0,6 до 16—25 л/сек, иногда до 40—89 л/сек (города Елец, Грязи, Липецк)-и даже до 111,3 л/сек (Липецк) при понижении 1—26 м, реже до 30—43 м, местами до 80—153 м, иногда менее 1 м. Удельный дебит изменяется от 0,01—0,3 до 6—12 л]сек, местами (города Лебедянь, Липецк, Грязи) до 25,4—55,6 л[сек, чаще в пределах 0,2—4,2 л/сек. Дебит родников весьма различен — от 0,02 до 10 л/сек, но встречаются мощные родники с дебитом от 140—250 до 400—800 л/сек (в долинах Воронежа и Матыры в районе Липецка, в долине Дона у с. Донского). К водоразделам и по мере погружения водовмещающих известняков их водообильность снижается до указанных нижних пределов, иногда она практически равна нулю. Так, при опробовании елецкого водонос- ного горизонта на участке оз. Ильмень дебит равнялся 5,3 л/сек при понижении 80 м и удельном дебите 0,07 л[сек, на участке пос. Инжа- вино (с. Красивка) дебит составлял 2,1 л]сек при понижении на 131 м, что дает удельный дебит 0,02 л]сек. По скважине в с. Ржаксе дебит составил 4,1 л[сек с понижением на 70 м (удельный дебит
230 характеристика подземных вод Общая характеристика елецкого и Районы и пункты Кровля, м Мощ ность, к Уровень, м Глубина Абс отм Глубина Аб. отм. Елецкий водоносный г. Жуковка, Брянск, пос. Кромы (северо-во- сточная часть Брянской и северо-западная часть Ор- ловской областей) 30—128 (+183) - (+42) 4—16 4—70 141—185 пос. Змиевка, г. Ново- силь, г. Липецк (восточная часть Орловской и западная часть Липецкой областей) 0—239 (+212)-(-12) 0—90 +7—96 101—215 Липецк, Тамбов, Бори- соглебск (восточная часть Липецкой, северо-восточ- ная часть Воронежской и Тамбовская область) 0—490 (+96) — (320) 1—90 + 1—109 Задонскс 80—141 ш водоносный пос. Клетня, Брянск (северная часть Брянской области) 75—280 (+85)-(-100) 1—40 Сведег шй нет пос. Кромы, г. Мало- архангельск, г. Новосиль, г. Липецк (Орловская и западная часть Липецкой области) 0—294 (+185)-(-69) 0—32 +4,3—74,4 105—215 Липецк, г. Маршанск, г. Новохоперск (восточ- ная часть Липецкой, се- веро-восточная часть Во- ронежской и Тамбовская область) 60—540 (+78) — (—390) 0,8—70,0 +1—69 79—123 0,06 л/сек), но здесь откачка проведена совместно с кудеяровско-лебе- дянским водоносным горизонтом. В Борисоглебске дебит одной сква- жины был равен 0,005 л/сек при понижении на 153 м (удельный дебит 0,00003 л/сек), дебит другой скважины здесь же был равен 0,5 л/сек при понижении на 3,3 м (удельный дебит 0,2 л/сек). По химическому составу воды преимущественно пресные, с минерализацией 0,1—0,5 г/л, гидрокарбонатные кальциевые /.. HCO3 87SO48 \ I Мп 2--------:— ), иногда магниево-кальциевые или натриево-магние- \ ’ Са 55 (Na+K) 16/ к во-кальциевые. В северо-западной части рассматриваемой территории в водах го- ризонта повышается содержание сульфатов, особенно при его погру- жении под кудеяровско-лебедянский водоносный горизонт. В районах городов Грязей, Липецка, Тамбова, Мичуринска, Моршанска и Ново- хоперска, т. е. в восточной части площади распространения водоносного горизонта с наибольшим его погружением, в отдельных скважинах встречены воды с повышенной минерализацией — от 0,9—1,2 до 2,3— 4,6 г/л. Их состав изменяется от сульфатно- или хлоридно-гидрокарбо- натного до хлоридного кальциевого, магниевого и натриевого. На прилегающих участках и севернее, в районе г. Данкова, воды елецкого
ВОДЫ ДЕВОНСКИХ ОТЛОЖЕНИИ 231 задонского водоносных горизонтов Таблица 16 Напор, м Дебиг, а! сек, Понижение, м Удельный дебит, л/сек Коэффициент фильтра- ции, м/сутки Минерали- зация, г/ л Жесткость общая, мг-экв горизонт 2—87 0,6—4,0 0,3—7,0 0,2—6,0 — До 0,5 4,2—6,8 0—99 0,1—111,3 0,2—43,0 0,01—55,6 0,05—274,0 0,2—1,0 0,1—12,8 1-420 0,005—69,0 2,7—153,0 0,005—51,5 4,4 0,2—94,8 5,0—24,6 горизонт 80—270 1,4—5,0 2,0—25,0 0,01—1,5 1-14,0 0,2—0,4 — 0—115 0—10,0 0,1—2,8 0,005—23,0 0,6—109,0 0,2—0,9 4,4—11,9 51—500 0—33,3 1—52,2 0—12,6 — 0,2—3,6 5,8—31,1 горизонта обычно гидрокарбонатные кальциевые с минерализацией не более 0,5 г/л. Анализ условий отбора проб показывает, что повышение минерализации воды до 0,9 г/л и более, с соответствующим изменением химического состава, наблюдается чаще по скважинам, в которых елецкий водоносный горизонт опробован совместно с нижележащими водоносными горизонтами, т. е. эти анализы отражают состав смешан- ных вод. В отдельных случаях опробования горизонта совместно с вышележащими водоносными горизонтами, особенно с хованско-озер- ским, в смешанных водах повышается содержание сульфатов. При опробовании в с. Ржаксе елецкого горизонта вместе с кудеяровско- лебедянским воды оказались существенно опресненными и имели состав .. С1 48 НСО, 31 „ . Mi2-------------i----• При раздельном же опробовании елецкого во- Mg 39 Са 35 (Na+K) 26 доносиого горизонта северо-восточнее с. Ржаксы и на участке пос. Ин- Cl 98 жавино(с. Красивка) из него получен рассол состава М6з,э с 23' с содержанием брома до 217,6 мг/л и йода 2,3 мг/л. Аналогичный состав вод, но с более высокой минерализацией наиболее вероятен и вдоль северо-восточной, восточной и юго-восточной границ рассматриваемой территории. Так, в Борисоглебске из структурной глубокой скважины
232 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД воды елецкого горизонта на вкус солоноватые, а по скважине у эле- ватора веды имеют состав М34 С178НСО321 ддНако 5ТИ результаты (Na+K) 56 Mg 24 1 у возможно, отражают состав смешанных вод елецкого и кудеяровско- лебедянского (мценско-лебедянского подгоризонта) горизонтов Их об- щая жесткость 24,6 мг-экв, карбонатная 5,5 мг экв В районе оз Иль- мень, восточнее Борисоглебска, опробован только елецкии горизонт Боды здесь оказались следующего состава М94ч--------С1_100--- У (Na + K)56Ca30 держанием брома до 339 мг/л, йода 2,5—3,0 мг[л, фтора — следы Среда слабокислая, pH 5,7 Общая жесткость вод елецкого водоносного горизонта обычно со- ставляет 4,3—6,8 мг экв, реже до 8,4 мг экв, карбонатная 2 0— 6,6 мг-экв, для минерализованных вод и рассолов возрастает до 12,8—24,6 мг-экв и более Содержание свободной углекислоты колеб- лется от 1,2 до 79,2 мг г, железа от 0 до 0,3 мг/л, редко до 1—3 мг/л, аммиака от следов до 0,8 мг/л, иногда до 2 мг/Л По скважине в рай- оне пос Инжавино (с Красивка) содержание кремнекислоты 6,5 мг! i Нитраты встречаются местами от следов до 35,4 мг/л, нитритов обычно не обнаруживается, местами выявлено до 0,02—0,07 мг)л, как исклю- чение до 5 мг л Из реже определяемых компонентов выявлены (в мг л) фтор — 0—0,5, титан — 0,008—0,013, цинк — 0,022—0 027; медь — 0,001—0,002, свинец — от следов до 0,001, серебро — следы Бром, йод в зоне активного водообмена отсутствуют, но обнаружены ha участках пос Инжавино и оз Ильмень Елецкий водоносный горизонт интенсивно эксплуатируется в Брян ске, пос Кромах, Орле, г Новосиле, г Мценске, с Дроскове, г Ельце, г Липецке, г Лебедяни и в др пунктах и является важнейшим источ ником крупного централизованного водоснабжения за пределами рас- пространения кудеяровско-лебедянского водоносного горизонта По водообильности он не уступает последнему, а иногда и превосходит его В краевой зоне распространения кудеяровско лебедянского водо- носного горизонта елецкий горизонт нередко используется совместно с ним Кроме скважин применяется каптаж родников (Боринские, Мона- стырские, Городищенские в районе г Липецка, Студенецкие в районе I Донского и др), реже колодцы глубиной до 35 м При погружении под верхнефаменские отложения использование елецкого водоносного горизонта затрудняется ввиду его глубокого залегания, уменьшения водоносности известняков и, возможно, местами повышенной минера- лизации Из за отсутствия надежного водоупорного перекрытия места- ми елецкий водоносный горизонт загрязнен, особенно на участках сосре- доточения промышленных предприятии и вблизи крупных городов Требуется организация постоянных режимных наблюдений с целью регулирования водоотбора, особенно в зонах депрессионных воронок вокруг крупных водозаборов Задонский водоносный горизонт (D3 zd) существенно отличается от выше- и нижележащих водоносных горизонтов значи- тельно меньшей водообильностью (см табл 16) Развит этот горизонт в основном к севере востоку от пос Клетни, г Понырей, г Ливны, с Тербунова, г Липецка, пос Добрянки и к востоку от г Новохо- перска Водовмещающие породы различны по литологическому составу, в соответствии с чем всю площадь распространения водоносного гори- зонта можно подразделить на три района В первом — северо-восточном районе (к северо-востоку от городов Ливны и Новохоперска) породы представлены слабо трещиноватыми, местами монолитными известия-
ВОДЫ ДЕВОНСКИХ ОТЛОЖЕНИИ 233 ками различной глинистости с прослоями мергелей и глин Эти про- слои сосредоточены в основном в нижней части разреза задонских отложений, имеют мощность до 1—3 м и служат водоупорным осно- ванием Во втором — юго-восточном районе (в районе Новохоперска и южнее) преобладают водоупорные породы — глины и мергели с про- слоями водопроницаемых песчаников, песков, известняков, доломитов, которые в районе с. Воробьевки (юго-западнее с. Успенки) фациально сменяются песчаными породами, входящими в состав мамонского во- доносного горизонта. В третьем — северо-западном районе (западнее г Ливны) среди карбонатных пород также появляются прослои песков от мелкозернистых до гравелистых, которые к районам г. Малоархан- гсльска, Орла и далее к северо-западу почти полностью слагают водо- вмещающую толщу. В результате этого задонский водоносный горизонт в северо-восточном районе своего распространения является трещин- ным, к северо-восток} от г. Липецка — с низкой водоносностью Прак- тически здесь он служит относительным водоупором мощностью до 15—40 м, разделяющим елецкий и лпвенско-евлановский водоносные юризонты. В юго-восточном районе такую же роль относительного водоупора играет указанная выше толща мощностью до \0—44 и, в которой подземные воды связаны с прослоями водопроницаемых по- род. Только в северо-западном направлении от г Липецка вся толща является водоносной, образуя в центральном районе трещинный, а в северо-западном — поровый водоносные горизонты. Коэффициент фильтрации водовмещающих пород также весьма различен и изменяется от 0 6 до 34 м]сутки, обычно — менее 14 м/сутки. Как исключение, по данным откачки па ст Долгорукове, в 15 км к северу от с. Тербунов, коэффициент фильтрации до 109 м/сутки Водоупорной кровлей и подошвой служат соответственно верхние и нижние прослои глин, мергелей и плотных глинистых известняков самой водовмещающей задонской толщи В северо-западном районе водоупорная кровля имеется только за пределами распространения елецких известняков, где сложена юрскими глинами. Нередко задон- ский водоносный горизонт взаимосвязан с елецким, местами с келло- вей-батским, а в районе г. Новохоперска — и с апт-неокомским Глубина залегания кровли водоносных прослоев зависит от их положения в разрезе, от современного рельефа и степени погружения всей водоносной толщи и изменяется от 0—18 м на участках вреза в задонские отложения долин Дона и его притоков до 130—294 м на водоразделах, с увеличением к северо-восточным границам территории до 450—540 м. Абсолютные отметки кровли снижаются в северо-восточ- ном направлении от плюс 185—30 м у границ распространения гори- зонта до минус 315—390 м у границ описываемой территории. Мощ- ность водоносного горизонта из-за невыдержанного литологического состава отложений непостоянная и колеблется в пределах 0—40 м, в районах г. Кирсанова — г. Моршанска — 50—70 м. Обычно она состав- ляет 1—25 м. В зоне наибольшего погружения водовмещающих пород они изучены слабо. Можно полагать, что здесь их трещиноватость не- значительна, а местами и вообще отсутствует. Положение уровней изменяется от 4,3—1,0 м выше поверхности земли в фонтанирующих скважинах по долинам Сосны, Дона и их притоков, где наблюдаются также родники, до глубины 66—74 м ниже поверхности на водоразделах Абсолютные отметки уровней от 215— 196 м понижаются к северу и северо-востоку до 131—105 м (преиму- щественно к долинам Оки и Дона) и к юго-востоку до 123—79 м, (к долине Хопра), с менее отчетливыми, но достаточно достоверно установленными отклонениями к долинам их притоков и к долине Дес-
234 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД ны. Вдоль долин Оки и Дона местами воды безнапорные, обычно же они обладают напором, величина которого возрастает по мере погру- жения водоносного горизонта до 115—163 м, с максимально возмож- ным значением до 400—500 м Высотное положение уровней водоносного горизонта определяет положение области его питания в пределах водоразделов у юго запад- ной границы распростране11ия водоносного горизонта, в основном меж- ду долинами Оки, Дона, отчасти между долинами Оки и Десны на западе, Дона и Хопра на востоке Питание происходит преимущест венно за счет инфильтрации из вышележащих водоносных горизонтов Наиболее благоприятные условия пополнения запасов горизонта име- ются в районах городов ЭДалоархангельска и Карачева, где водовме щаюшие пески часто залегают непосредственно в почве елецкого водо носного горизонта Основная разгрузка горизонта происходит в доли- нах Оки, Дона, особенно Хопра и меиее интенсивно в долине Десны, преимущественно путем перелива вод в вышележащие водоносные горизонты, реже—в виде родников Водообильность задонского водоносного горизонта, как правило, небольшая, особенно в северо-восточном и юго-восточном районах его распространения и на крайнем северо-западе Относительно выше она в остальной части севере западного района (пос Кромы — Брянск) и особенно в центральном районе (г Липецк, г Малоархангельск) Не- редко скважины в интервале вскрытия задонских отложений оказыва- ются практически безводными К сожалению, в севере восточном районе откачками опробовались в целом фаменские или нижнефаменские от- ложения, а северо-западнее Брянска — вся девонская толща без раз- деления их на водоносные горизонты На остальной площади развития задонского водоносного горизонта дебит скважин изменяется от 0,1 до 10 лГсек при понижении на 1—52,2 м, иногда на 0,4—0,1 м, а по фонтанирующим скважинам дебит иногда доходит до 8 л[сек Наи большая водообильность скважин отмечается в долинах рек или при вскрытии грубозернистых гравелистых песков, наименьшая — по водо- разделам и в севере западных и севере восточных районах с наиботь- II ей глубиной залегания горизонта Дебит родников колеблется от 0,01 до 1,5 л)сек, иногда до 5 л[сек, но чаще равен 0,1 л/сек и менее В северо-восточном районе дебит скважин при суммарных откач ках из фаменских, а вблизи г Данкова — из нижнефаменских отло- жений колеблется от 0,9 до 33,3 л!сек при понижении от 1 до 33—52 м и удельном дебите 0,03—0,6 л[сек, редко до 12,6 л/сек Северо-западнее Брянска, в районе пос Дубровки, дебит скважин при откачках из девонской толщи составлял 1,4—5,0 л/сек при понижении 2—25 м л удельном дебите 0,01—1,5 л/сек Воды по анализам для зоны активного водообмена почти исклю- чительно гидрокарбонатные кальциевые с минерализацией 0,2—0,6 г t, редко до 0,9 г[л с переходом в сульфатьо-гидрокарбонатные натриево- кальциевые, например, на участках г Малоархангельска и пос Змиевки „ НСО381СН2 .. HCO351SO,32 „ Их состав соответственно М04 - -- и М09—————— Однако Са 73 Mg 21 Са 48 (Na+К) 39 эти анализы характерны для участков с наименьшей глубиной зале- гания горизонта По мере погружения водоносного горизонта следует ожидать повышения минерализации вод с изменением их химического состава Так, в юго восточном районе распространения во доносного горизонта по мере его погружения воды изменяются от сульфатно-хлоридно-гидрокарбонатных кальциево натриевых
ВОДЫ ДЕВОНСКИХ ОТЛОЖЕНИИ 235 / ,. НСО3 39 С1 35 S04 26 \ ( Мо,7 —---„„ „„---------) и сульфатно-хлоридных натриево-каль- \ (Na+K) 49Са 30Mg21 / C143SO442 \ циевых М2,2 Са 60 (ц ) до хлоридных кальциево-натриевых ( м С1 91 \ Мз,5— ' , ———- с дальнейшим повышением минерализации. \ (Na+K) 49 Са 30 / В последнем случае задонский горизонт опробован совместно с более глубоким ливенско-евлановским водоносным горизонтом. В северо- восточном районе при преобладании гидрокарбонатных кальциевых вод с минерализацией 0,2—0,7 г/л встречаются воды хлоридно-гидрокарбо- натные магниево-кальциевые и хлоридные натриевые (с. Знаменка) или магниевые, с повышением минерализации до 1—3,6 г/л, по-видимому, за счет смешения с водами более глубоких горизонтов. На северо- западе, в районе пос. Дубровки, состав вод девона гидрокарбонатный кальциевый, с минерализацией 0,2—0,4 г/л. По-видимому, здесь опро- бованы верхние горизонты девонской системы. Общая жесткость воды обычно 4,4—7,0 мг-экв, реже до 11,9— 31,1 мг-экв, карбонатная — 3,8—7,1 мг-экв. Содержание свободной угле- кислоты 4,4—88,5 мг/л, железа — чаще менее 0,3 мг/л, редко до 1 мг/л, аммиака — 0,04—2,0 мг/л, нитратов — 0—0,001 мг/л, иногда до 28,5 мг/д, нитритов — менее 0,001—0,2 мг/л. Окисляемость по кислороду 0,8— 16,0 мг/л. Среда в основном нейтральная до слабощелочной, pH 6,7—8,0. Коли-титр изменяется от 77 до 300 и более. Воды чаще удовлетвори- тельного качества, но на ряде участков загрязнены. Эксплуатируется водоносный горизонт преимущественно в южной части площади своего распространения, особенно западнее г. Мало- архангельска, вне площади развития более мощного елецкого водонос- ного горизонта или совместно с последним. На остальной площади горизонт используется мало, ввиду невыдержанного распространения водоносных слоев, слабой водоносности, а при погружении — и повы- шенной минерализации. Большее значение задонские отложения имеют как первый от поверхности палеозойский относительный водоупор ре- гионального распространения, в определенной степени изолирующий пресные воды вышележащих горизонтов от расположенных ниже вод повышенной минерализации. К сожалению, этот водоупор местами на- рушается при бурении скважин, что приводит к ухудшению состава вод эксплуатируемых водоносных горизонтов. Ливенско-евлановский водоносный горизонт (Daev— lv) является так же, как кудеяровско-лебедянский и елецкий, важнейшим в пределах рассматриваемой территории. Его юго-западная граница проходит вблизи пос. Клетни на пос. Навлю, г. Дмитровск- Орловский, ст. Касторную и далее юго-западнее городов Усмани, Эртиля и Новохоперска. Северо-восточнее с. Воробьевки (у с. Мужичь- его) ливенско-евлановский горизонт замещается мамонским. Водовмещающая толща представлена вверху ливенскими трещи- новатыми известняками, внизу — переслаиванием евлановских извест- няков, мергелей и глин. Северо-западнее г. Мценска — пос. Колпны карбонатные породы доломитизированы, сильно кавернозны, местами опесчанены. Коэффициент фильтрации водовмещающих пород изме- няется от 0,02—0,07 до 42—64 м/сутки, иногда достигая 100—150 м/сутки для сильно закарстованных известняков. При этом отмечаются сущест- венные изменения коэффициента даже по соседним скважинам. Так, в районе г. Ливны для евлановских известняков его величина колеба- лась от 0,2 до 27 м/сутки. При торпедировании некоторых скважин коэффициент фильтрации увеличился от 3,1 —16,1 до 11,2—27,0 м/сутки,
236 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД Общая характеристика ливенско-евлановского и Районы н пункты Кровля, м Мощ- ность, м Уровень, м Глубина Абс отм. Глубина Абс отм. 1 2 3 4 । 5 6 пос. Клетня, г. Брянск, 45—146 (+150)-(-40) 2—40 Ливенско-е 12,0—68,0 мановений 141—178 г. Дмитровск-Орловский (северо-восточная часть Брянской и западная часть Орловской областей) г. Малоархангельск, 0—324 (+186)-(-97) 0—100 +10,7—93,0 93—207 г. Ливны, г. Усмань (во- сточная часть Орловской и западная часть Липецкой областей) г. Усмань, г. Чапли- 35-590 (+87) - (-430) 0—77 +0,9—57,0 66—145 гин, Тамбов, г. Новохо- перск (восточная часть Липецкой, северо-восточ- ная часть Воронежской и Тамбовская область) пос. Клетня, Брянск, 80—360 (+50)-(-180) 0-30 Воронежско- 10-18 петанский 155—189 г. Дмитровск-Орловский (северо-восточная часть Брянской и западная часть Орловской областей) г. Дмитровск-Орлов- 4—399 (+199) —(—169) 0,3—53 +5—97 83—215 ский, г. Ливны, г. Семи- луки (восточная часть Ор- ловской, западная часть Липецкой, северо-восточ- ная часть Курской и се- веро-западная часть Воро- нежской областей) пос. Краснолесный, 0—650 (+132) —(—490) 2—74 0—69 79-135 г. Тамбов, г. Новохоперск (восточная часть Липец- кой, северо-восточная часть Воронежской н Там- бовская область) т. е. в 1,5—3 раза. К юго-востоку, в районе Новохоперска и южнее, вся толща сложена переслаиванием известняков, мергелей, песчаников и глин, с преобладанием водоупорных пород, особенно внизу разреза. Здесь коэффициент фильтрации водоносных пород составляет 0,2— 9,1 м!сутки (табл. 17). Местами (г. Ливны и др.) ливенско-евлановский водоносный гори- зонт разделяется пластом глин мощностью 3 м, залегающим вверху евлановских отложений, на два водоносных подгоризонта: ливенский и евлановский. Водоупорной кровлей служат задонские глины или глинистые плотные известняки, местами прослои ливенских глин. Вне границ распространения задонского водоупора, западнее г. Малоархангельска,
ВОДЫ ДЕВОНСКИХ ОТЛОЖЕНИИ 237 вороиежско-петииского водовосиых горизонтов Таблица 17 Напор, м Дебит, л! сек Понижение, м Удел ьиый дебит, л!сек Коэффициент фильтрации, м! сутки Минерализа- ция, г/л Жесткость общая, мг-экв 7 8 9 10 11 12 13 водоносный горизонт 18—113 0,6—8,3 0,1—35,0 0,1—1,7 8,1 0,2—0,8 2,9—5,9 0—250 0,06—39,0 0,1—86,0 0,005—16,7 0,02—149,0 0,2—1,4 2,5-15,1 22—530 0,001—47,0 0,8—400,0 0,001—165,0 0,2—9,1 0,8—94,8 0,3—21,0 и более водоносный горизонт 70—122 3,2—5,6 До 6,0 0,01—1,5 До 1,0 0—120 0,01—13,3 0,5—19,0 0,03—4,0 0,1-40,3 0,1—0,9 1,5-9,3 0—590,0 0,6—387,0 0,03—12,5 0,2—54,4 0,1—36,9 2,4—234,0 лпвенско-евлановский водоносный горизонт взаимосвязан с задонским. При залегании под мезо-кайнозойскими отложениями кровлей служит кимеридж-келловейский водоупор, а в районе городов Новохоперска и Усмани — глины неокома. Местами ливенско-евлановский водоносный горизонт взаимосвязан с келловей-батским горизонтом или апт-неоком- ским, а в долинах Дона и Сосны местами и с аллювиальными водонос- ными горизонтами. Водоупорным основанием служат глины низов евла- новских отложений. Глубина залегания кровли горизонта изменяется от 0 до 324 м, с наименьшей величиной в долинах (особенно Дона и Сосны) и наи- большей по водоразделам, с увеличением по мере погружения водо- вмещающей толщи к северо-восточным границам территории до 500—
238 характеристика подземных вод 590 м. Абсолютные отметки кровли от 186—80 м у границ распростра- нения водоносного горизонта снижаются в основном в северо-восточном направлении до минус 365—430 м. Мощность водоносного горизонта возрастает в том же направлении от 0—9 до 62—77 м, местами уве- личиваясь до 100 м, обычно колеблется в пределах 15—53 м. При этом (например, в районе г. Ливны) мощность ливенского водоносного под- горизонта равна 1—6 м, а евлановского—-до 19—45 м. Положение уровней изменяется от 10,7—3,0 м выше поверхности земли по фонтанирующим скважинам до 28 м ниже поверхности земли на склонах долин Дона и его притоков и до 76—93 м на водоразделах. Отмечается разница в положении уровней для ливенского и евланов- ского водоносных подгоризонтов до 1—12 м (Ливны). Абсолютные отметки уровней снижаются по направлению на север (к долинам Оки и ее притоков), на северо-восток и восток (к долинам Дона и его притоков — Сосны, Девицы, Воронежа и Хопра), менее заметно — на северо-запад и запад (к долинам Десны и ее притоков). Наибольшие отметки уровней отмечены на водоразделе между бассейнами Десны, Оки и Дона, где достигают 207—204 м. Здесь воды вдоль долин без- напорные. От района максимального положения уровней их отметки снижаются к Десне до 141 м, к Оке у Орла до 155 м, к Зуше у Ново- силя до 172 м, к Сосне до 119—НО м и к Дону до 129—93 м. В част- ности, в районе г. Ливны отметки уровней ливенского водоносного подгоризонта равны 153—149 м, а для евлановского снижаются до 146—128 м при глубине залегания уровней соответственно 0—36 и 0,9—47,5 м. В обоих подгоризонтах воды безнапорные, с падением их зеркала к долинам Ливны и Сосны, с наличием в пределах склонов долин «подвешенного» ливенского водоносного подгоризонта. В районе г. Липецка также проведено раздельное опробование водоносных под- горизонтов. Уровень ливенского подгоризонта установился здесь на глубине 4—15 м с абсолютными отметками 106—100 м и уклоном к р, Воронежу, равным 0,0003. Уровень вод евлановского горизонта оказался ниже (на глубине 40—50 м), с отметками 77—66 м. На водоразделах между Доном и Хопром отметки равны 145—125 м; здесь они снижаются на запад, к долине Воронежа, до 100 м, на юго-восток, к долине Хопра, до 79—73 м. Эти изменения отметок определяют основную область питания в пределах водораздельных пространств между бассейнами Десны, Оки и Дона и между верховьями Цны, Воронежа, Битюга и Вороны. Наиболее благоприятные условия питания существуют по водо- разделам в южной части распространения водоносного горизонта, где он залегает наиболее близко к поверхности и не имеет выдержанного водоупорного перекрытия. Здесь пополнение ресурсов ливенско-свланов- ского водоносного горизонта происходит за счет инфильтрации вод из вышележащих водоносных горизонтов с более высоким положением уровней. Дренаж происходит в долинах, где выходят родники или осуществляется перелив в верхние водоносные горизонты с более низ- ким положением уровней, вплоть до наиболее интенсивно дренииуемых аллювиальных песков. Здесь скважины нередко фонтанируют. На преобладающей площади распространения воды напорные. Величина напора от нуля вблизи долин, врезанных в ливенско-евлановские отло- жения, постепенно увеличивается до 103—195 м к водоразделам и до 419 м по мере погружения водоносного горизонта. Максимальная вели- чина напора у северо-восточных границ рассматриваемой территории может достигать 530 м. Водообильность горизонта достаточно высокая, несколько сни- жается в юго-восточной части района его развития. Дебиты скважин
ВОДЫ ДЕВОНСКИХ ОТЛОЖЕНИИ 239 изменяются от 0,06 до 26—47 л/сек при понижениях от 1 до 40—86 м, иногда меньше 1 м (до 3,2—0,1 л/). Удельные дебиты колеблются от 0,005—0,01 л!сек на водоразделах с повышением до 0,2—3,1, местами до 6,7—16,7 л/сек к долинам. Как исключение, встречаются дебиты до 20 л/сек и даже до 165 л)сек (г. Липецк), но, как правило, такие значения получены при понижениях меньше 1 м и, видимо, завышены. Чаще значения удельных дебитов колеблются в пределах 0,2—2,0 л/сек. Дебиты родников изменяются от 0,0001 до 5,0 л/сек, местами возра- стая до 10—20 л!сек. В районе г. Ливны суммарный дебит родников «Ключевка», питающихся за счет вод ливенского водоносного подгори- зонта, достигает 100—180 л/сек, с минимальным расходом в феврале — марте и максимальным — в период июня—-августа (по наблюдениям с марта 1966 гг. по апрель 1967 г.). Здесь же удельный дебит сква- жин, оборудованных на евлановский водоносный подгоризонт, состав- ляет 0,05—6,0 л/сек при их дебите 1,1—23,7 л/сек и понижениях 1—35 м. После торпедирования некоторых из таких скважин их дебит повы- сился от 8,7—15,0 до 17,2—23,4 л)сек, а удельный дебит изменился от 0,5—3,0 л/сек перед торпедированием до 1,7—6,0 л/сек после взрывов, т. е. возрос в 2—3 раза. Раздельное опробование в районе Липецка показало большую водообильность ливенского подгоризонта по сравне- нию с евлановским; для первого из них дебит скважин колебался в пределах 1,7—36,0 л/сек, для второго не превысил 0,8—3,2 л/сек В северо-восточной части территории с погружением водоносного горизонта удельные дебиты скважин снижаются от 0,001 до 0,2- 0,5 л/сек, с максимальной величиной до 1—2 л]сек. Дебиты скважин здесь составляют от 0,001—0,2 до 2—15 л!сек при понижениях 1—20 м и даже 192 м (с. Ржакса). В юго-восточном районе удельные дебиты изменяются от 0,003—0,02 до 0,6 л/сек при дебитах скважин 0,3— 18 л/сек и понижениях уровня 12—24 м, иногда (оз. Ильмень) до 1,2 л/сек при понижении до 400 м. На преобладающей площади распространения в зоне активного водообмена воды пресные, с минерализацией в основном от 0,2 до „ „ , . НСО3 89 SO4 7 \ 0,8 г/л, гидрокарбонатные кальциевые (^ М0,4 с 57 м 24 К нередко Mar- x' HCO3 86 SO410 \ ниево-кальциевые ( М0,2 ------------—— ) , натриево-кальциевые \ Са 47 Mg 29 J { .. НСО3 86 SO4 7 \ .л НСО3 65 SO4 24 \ ( Мо2----------1—'.реже кальциево-магниевые ( М05---------- или \ ’ Са 46 (Na+K) 29' \ Mg 43 Са 32 J [HCO387SO47 \ магниево-натриевые Моз--------------п . Местами встречаются суль- 1 \ ' (Na+K) 78 Mg 20/ фатно-гидрокарбонатные натриево-магниево-кальциевые или магниево- ,д HCO352SO445 „ Мо4-------Ч----------,ав Орле ’ Са 50 Mg 25 (Na+K) 25 кальциевые воды состава НСО3 46 SO4 35 „ скважин и натриевые состава Мю -------———- По мере 1 (Na+K) 65 Са 21 в одной из погружения водоносного горизонта на северо-восток его минерализация повышается до 1,8—22,6 г'л, а на участке оз. Ильмень до 94,8 г/л, с переходом вод в хлоридные кальциевые и натриевые. Так, в юго-восточном районе его распространения, в пос. Добрянке, встречены воды состава С1 50 НСО 42 М» 8 —. г Эртиль при опробовании совместно с водами ’ Са 46 (Na+K) 30 апт-неокома — Mi я-----С185 S°410-- с содержанием аммиака до 2,9 мг/л Са 33 (Na+K) 31 Mg 30 п железа до 30 мг/л. Еще далее на юго-восток (с. Серединовка) при
240 характеристика подземных вод опробовании совместно с елецким и задонским водоносными горизон- „ ., С1 88 НСО3 7 . тами воды имеют состав М4,6 ——, Аналогичное изменение (Na+K) 65 Mg 19 минерализации и химического состава вод ливенско-евлановского водо- носного горизонта происходит и в северо-восточном направлении. При преобладании в районе городов Новосиля и Липецка гидрокарбонатных кальциевых, магниево-кальииевых и кальциево-магниевых вод с мине- рализацией порядка 0,1—0,5 г!л, а в районе г. Ельца и до 0,7 г'л, одной скважиной в Липецке вскрыты сульфатные натриевые воды с минерализацией 1.4 г/л, а севернее, в районе г. Данкова, появляются хлоридно-сульфатные натриевые, в районе Тамбова и с. Ржаксы — хлоридные натриевые воды. Минерализация вод здесь возрастает в ливенских известняках до 14,6—19,0 г/л, в евлановских до 22,6 г/л. Г- ГТ м s°. 54 С139 Состав этих вод следующий, г. Данков — М3>8—---------, С194 .. С1 95 n <Na+K) 91 М14 6----------- и М22 6----------- , с. Ржакса — Mi90 ’ (Na+K) 76Са 12 '(Na+K) 71 Mg 19 (Na+K)63Ca22 Таким образом, и для ливенско-евлановского водоносного горизонта происходит повышение содержания сульфатов по мере погружения в северном направлении и хлоридов — при погружении на восток. Оче- видно, в северо-восточном направлении следует ожидать смешения этих двух основных типов воды с преобладанием то сульфатных, то хлоридных, с дальнейшим повышением их минерализации и переходом в хлоридные кальциево-натриевые рассолы к районам г. Моршанска — г. Кирсанова — г. Борисоглебска. Так, восточнее Борисоглебска (на С] 99 участке оз. Ильмень) вскрыты воды состава Мэ48---------------. Ха- ’ (Na-К) 56 Са 30 г. Тамбов — CI 96 рактер изменения состава вод при погружении горизонта в северо- западном направлении, к району пос. Дубровки, неясен. Возможно, здесь будут преобладать сульфатные воды с минерализацией бо- лее 1 г/л. Воды зоны активного водообмена обычно обладают общей жест- костью в пределах 2,5—7.7 мг-экв, реже до 9,8—15,1 мг-экв, карбо- натной— 2,5—7,6 мг-экв. Содержание свободной углекислоты 4,4— 76,4 мг/л, железа до 0,7 лгг/л, редко до 2,0—8,1 мг/л (преимущественно на участках залегания горизонта под четвертичными песками), ам- миака местами следы, но нередко до 0,07—0,4 мг/л, как исключение до 10 мг/л. Нитраты обычно отсутствуют или отмечаются их следы, но довольно часто их содержание колеблется от 0,001 до 14,3 мг/л, реже до 32,3—64,0 мг/л, нигритов — 0—0,01 мг/л, иногда до 0,5 мг/л. Окисляемость по кислороду 0,2—3,4 мг/л, реже до 6,2—8,4 мг/л. Кон- центрация водородных ионов обычно порядка 7,5—7,6. Коли-титр бо- лее 333, но нередко снижается до 77—4, что указывает на загрязнение водоносного горизонта по отдельным водозаборам. В водах повышен- ной минерализации (с общей жесткостью до 21 мг-экв и более) обна- ружено по единичным анализам (в мг/л): кремнекислоты — до 47; железа—от 0 до 30; аммиака—1,0—2,9. Нитраты и нитриты обычно отсутствуют, лишь в одной пробе содержание нитритов равно 0,02 мг!л. Окисляемость по кислороду до 12—18 мг/л. Концентрация водородных ионов порядка 7,1, но на участке оз. Ильмень среда слабокислая, pH 5,3. Коли-титр обычно более 300. Из микрокомпонентов в водах горизонта выявлено (в мг/л): фтора — от следов до 0,2—0,8; хрома — до 0,004; титана — от следов до 0,011—0,012; цинка—до 0,007—0,1; олова — от следов до 0,013; меди —от следов до 0,001—0,5; свинца —от следов до 0,002; серебра и никеля — следы На участке погружения водонос-
ВОДЫ ДЕВОНСКИХ ОТЛОЖЕНИИ 241 ного горизонта с затрудненными условиями водообмена по скважине в с. Ржаксе содержание брома до 100 мг/л, в районе оз. Ильмень — брома до 333 мг/л, йода 2,7—3,0 мг{л. Ливенско-евлановский водоносный горизонт широко используется для водоснабжения в полосе наименее глубокого залегания, южнее распространения елецкого водоносного горизонта. Эксплуатируется го- ризонт скважинами, каптированными родниками, реже копаными колод- цами. Ресурсы этого горизонта значительные, и на использовании его основано централизованное водоснабжение ряда городов и промыш- ленных предприятий (Ливны, Малоархангельск, Елец, Задонск и др.). .Местами водоносный горизонт в пределах населенных пунктов значи- тельно загрязнен. Данные по режиму водоносного горизонта ограниченны. По на- блюдениям в период с июля 1966 г. по декабрь 1967 г. годовая амплитуда колебаний уровня в районе г. Ливны для ливенского под- горизонта составила 1,5—1,9 м, для евлановского достигла 2,0—2,7 м, с наименьшим положением уровней в феврале — марте и максималь- ным подъемом в июне — ав1усте. В оронеж с к о-петинс к ий водоносный горизонт (Dzpt—vr) распространен северо-восточнее линии, проходящей при- мерно через пункты: г. Мглин — пос. Навля — пос. Золотухине — пос. Кшенский — юго-восточнее г Эритиля (с. Ростошн)—с. Воробьев- ка. В районе последнего пункта воронежско-петинский водоносный го- ризонт сливается с мамонским. Водоносная толща в основном сложена воронежскими известняками, кавернозными и трещиноватыми, перемежающимися с менее трещино- ватыми мергелями и прослоями глин. В нижней части воронежских отложений преобладают глины, а водопроницаемые известняки, пес- чаники, пески, алевролиты залегают прослоями, что заметно снижает водоносность этой части разреза Коэффициенты фильтрации водовме- щающих пород изменяются от 0,1 —1,0 до 4,5—7,1 м'сутки, иногда достигая 23—40 м/сутки (см табл. 17). Наибольшие значения харак- терны для долин рек, меньшие — для водоразделов В целом водопро- ницаемость пород несколько ниже в юго-восточной части района рас- пространения горизонта. Здесь коэффициент фильтрации пород состав- ляет для песков 1,3—8,9 м'сутки, для песчаников 0,2—4,5 м сутки-, для известняков возрастает от 0,2 до 54,4 м'сутки Водоупорным основанием служат петинскне глины, к северо-востоку со слоями мергелей и тонкими прослоями глинистых известняков общей мощностью до 4—20 м Вдоль границы распространения водоносного горизонта (южнее с Золотухина, г. Задонска, с. Токаревки) водоупор- ные петинскне отложения смекаются водопроницаемыми породами — песками, песчаниками от мелко- до грубозернистых, алевритами с под- чиненным значением глин. Воды этой песчаной толщи образуют петпн- скии поровый водоносный подгоризонт, выделяемый в воронежско- петинском в основном грещшшо-карстовом водоносном горизонте. В полосе развития этого подгоризонта водоупорным основанием обычно служат семилукские глины. Водоупорную кровлю слагают евлановские глины невыдержанной мощности, а за пределами их распространения — кнмеридж-келловей- ские, в восточных районах — неокомские глины. На отдельных участ- ках, где нет водоупорного перекрытия, особенно в погребенных домезо- зойских и донеогеновых долинах, воронежско-петинский горизонт взаимосвязан с ливенско-евлановским, келловей-батским пли апт-нео- комским, в долинах Дона и Воронежа — с неогеновым, а в долинах
242 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД Сосны и ее правобережных притоков Тима, Кшени и Олыма — и с чет- вертичными водоносными горизонтами Мощность горизонта довольно неустойчива и колеблется от 0—5 м у границ распространения до 39—74 м по мере его погружения Глу- бина залегания кровли колеблется от 0—1 до 230—650 м, с пони жением ее абсолютных отметок в севере восточном направлении ог 200—132 до минус 156—490 м По фонтанирующим скважинам в долинах уровня устанавливались до 5 м выше поверхности земли Разгрузка вод горизонта происходит в аллювиальные пески без выхода на поверхность Вдоль склонов долин воды местами безнапорные К водоразделам глубина залегания уров- ней увеличивается до 69—97 м Наиболее высокие абсолютные отметки уровней установлены на водоразделе между бассейнами Днепра, Оки я Дона, где достигают 215—189 м Отсюда отметки снижаются к долине Десны на запад, к долине Оки на север и к долине Тускаря на юго- запад, с максимальным падением в юго-восточном направлении к до- линам Ведуги и Девицы до 112—97 м и на восток к Дону до 105—83 м Е юго восточном пайоне распространения горизонта отметки пьезомет- рических уровней на водоразделе между Доном и Хопром не превы- шают 126—120 лт, к Дону снижаются до 90 м ч к Хопру до 83—79 Б северо-восточном районе, где воронежско-петинскпи водоносный го- ризонт вскрыт и опробован совместно с вышележащими водоносными горизонтами, наибольшие отметки их уровней на водоразделах между Воронежем, Иной и Вороной обычно не превышают 152—145 м с по- нижением к Воронежу от 120 м (г Чаплыгин) до 107—86 м, к Цне — до 123 и, к Вороне и Хопру — до 117—90 м Можно предполагать, ис- ходя из установленных закономерностей, что наибольшие отметки пье- зометрических уровней воронежско петинского водоносного горизонта в этом районе на водоразделах будут несколько ниже 150—145 м, а по долинам несколько выше 120—85 м Северо-западнее Брянска, в райо- не пос Дубровки, на водоразделах отметки, вероятно, будут ниже 175 м, в долинах — выше 150 м Воды почти повсеместно напорные, с величиной напора 1—286 н, максимальные значения до 350 (г Чаплы- гин) — 590 м Изменения в пьезометрической поверхности определяют положение основной области питания водоносного горизонта на водоразделах между бассейнами Днепра, Оки и Дона и местных областей пита- ния— на водоразделах притоков этих рек В основном запасы вод пополняются здесь за счет инфильтрации из вышележащих водоносных горизонтов (на участках отсутствия водоупорного перекрытия) или путем медленного просачивания через опесчаненные участки глинистой кровли Разгрузка горизонта происходит в пределах долин в верхние водоносные горизонты Водообильность горизонта высокая, но несколько ниже, чем тре- щинно-карстовых водоносных горизонтов девона Дебиты скважин из- меняются от 0,3—2,9 до 10—19 л/сек, как исключение — до 50 л/сек при понижениях от 1 до 19—52 м Удельные дебиты колеблются в пре- делах 0,03—5,7 л'сек, с наименьшими значениями в пределах водо- разделов и наибольшими в долинах Нередко откачки велись без изоляции воронежско-петинского водоносного горизонта от смежных Е этих случаях удельный дебит был выше — от 0,04 до 13,9 л/сек Ь центральных районах распространения водоносного горизонта (i Дмитровск-Орловскнй, г Семилуки) при залегании его непосред- ственно под мезозойскими и четвертичными отложениями водообиль- ность наибольшая — удельный дебит скважин здесь достигает 3,2-- 4 7 л!сек
ВОДЫ ДЕВОНСКИХ ОТЛОЖЕНИИ 243 В юго-восточном районе распространения водоносного горизонта (пос. Краснолесный — г Новохоперск) его водообильность снижается. Здесь удельный дебит скважин колеблется в пределах 0,07—2,8 i сек при дебитах от 0,6 до 10,3 л/сек и понижениях от 0,6 до 25,5 м При этом водообильность относительно выше не только в пределах долин, но и при залегании водовмещающих пород под опесчаненными мезо- кайнозойскими отложениями По мере погружения водоносного гори- зонта под более молодые отложения девона водообильность умень- шается При совместном опробовании с другими горизонтами удельный дебит скважин здесь оставался примерно таким же, что и при откач- ках из одного воронежско-петинского водоносного горизонта — от 0,2 до 1,5 л/сек. Водообильность вороьежско-петинского водоносного горизонта, не- видимому, падает также в северо-восточном и северо-западном районах его распространения в связи с его погружением и затуханием трещи- новатости водовмещающих известняков Например, по скважине в с Ржаксе воронежско петинскне глинистые известняки с прослоями глин при понижении уровня воды в скважине на 387 м притока не дали, а дебит скважин в г Чаплыгине не превышал 0,06 л/сек В других пунктах этот водоносный горизонт при изоляции от смежных горизон- тов не изучался При опробовании совместно с другими горизонтами верхнего девона на участках с менее глубоким залеганием, например в районе пос Дубровки, удельный дебит скважин составил 0,01 — 1,5 л/сек, а в городах Моршанске, Рассказове и Мичуринске — 0,1 — 6,0 л/сек, иногда даже достигал 12,5 л/сек Эти величины показывают лишь порядок цифр, так как большин- ство подобных откачек проводилось при основном притоке из верхних, более трещиноватых карбонатных пород, за счет чего, видимо, и воз- растал дебит. В пределах зоны активного водообмена при наименьшей глубине залегания воды описываемого горизонта преимущественно гидро- карбонатные кальциевые с минерализацией 0,2—0,7 г/л, состава НСО, 84SO412 Мод----5-----i, реже магниево-кальциевые, натриево-магниево-каль- Са 81 Mg 12 циевые, как исключение, магниево-кальциево-натриевые Иногда встре- чаются сульфатно-гидрокарбонатные магниево кальциевые воды состава ,, НСО3 60 SO4 26 Мп з--------------• Са 74 Mg 26 Общая жесткость воды 1,5—7,0 мг-экв, реже до 8,5—10,8 мг-экв, карбонатная—1,3—7,1 мг-экв Содержание свободной углекислоты 6,6— 18,7 мг л, кремнекислоты — 6,6—11,0 мг/л, железа—не более 0,2— 0,9 мг/л, местами до 1,7—5,6 мг/л, аммиака — 0—0,08 мг/л, редко до 7,6 мг/л, нитратов — 0—0,8 мг/л, иногда до 4,0—5,7 мг/л и даже до 37,2—90,5 мг/л, нитритов — 0—0,004 мг/л, реже до 0,1—0,8 мг! i Окис- ляемость по кислороду 0,5—4,2 мг/л, среда нейтральная, реже слабо- щелочная (pH 7,2—8,1), местами слабокислая (pH 6,9—6,6). Коли-титр обычно 258—500, но в отдельных водозаборах снижается до 26—0,004, что указывает на местное, иногда интенсивное загрязнение Из микро- компонентов в водах обнаружено (в мг/л) фтора—-0—2,5, меди — до 0 601—0,05, цинка — до 0,5, свинца- до 0,01; алюминия — до 5, а также следы титана, серебра В смешанных водах при откачках совместно с ливенско-евлановским водоносным горизонтом в некоторых пробах обнаружено (в мг/л): фтора — до 0,1, титана — до 0,01; олова—до 0,003—0,007 и следы бериллия В районе г Усмани скважиной (ст Графская) вскрыты воды со-
244 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ вод става М0,8 НСО3 35 CI34 SO431 (Na+K) 61 Mg 23 C150SO438 в с. Кручинская Бангора — М2з-------— ; (Na+K) 86 еще далее к северо-востоку, в районе Хворостинки (свх. «Большая „ ч ЛЛ С1 62 НСОз 23 отрада»), — Mi,8 49 Са 2? ; на ст. Новохоперск воды имели состав С164 НСО318SO418 jVi.Q g -------------- Са 72 (Na+K) 28 Северо-восточнее, в районе Жердевки (д. Еси- пово), при суммарном опробовании водоносных горизонтов от елецкого до воронежско-петинского . лл С1 92 лом Mis 2-------------; ’ (Na+K) 71 Са18 состав смешанных вод выражается форму- воды со слабокислой реакцией — pH 5,5. В г. Чаплыгине, в интервале глубин 360—370 м, следующий состав С1 88 SO 11 вод: М16,!-; 1---, с содержанием аммиака 3,8 мг/л, железа — (Na+K) 65 Са 17 !68,1 мг/л, брома — 41,8 мг/л и йода — 2,5 мг/л\ pH—6,9. Наибольшая минерализация вод выявлена южнее Новохоперска, где она достигает 36.9—37,5 г/л (с. Добринка). Здесь состав вод следующий. С1 85 SO4 15 1'1'6 9-------------• (Na K)66Ca23 Таким образом, северо-восточнее линии г. Усмань — г. Новохоперск с погружением воронежско-петинского водоносного горизонта доста- точно отчетливо выявляется увеличение его минерализации от 1 до 16—37 гул и более и. изменение состава от гидрокарбонатного до хло- ридного. Несомненно, что еще далее на восток и северо-восток с наи- большим погружением горизонта минерализация его вод будет значи- тельно выше. В северо-западной части территории, в районе пос. Дуб- ровки, минерализация воды, по-видимому, тоже более 1 г л, но здесь, вероятно, наблюдается повышенное содержание сульфатов. Воронежско-петинский водоносный горизонт является важным ис- точником водоснабжения вне пределов развития вышележащих водо- носных горизонтов девона. Особенно интенсивно он используется в районах г. Дмитровск-Орловского, пос. Золотухине, г. Ливны, пос. Кас- торного. Несколько северо-восточнее этих районов скважины нередко оборудуются для совместной эксплуатации воронежско-петинского и ливенско-евлановского водоносных горизонтов. Местами, особенно па участках отсутствия водоупорного перекрытая, водоносный горизонт загрязнен. В северо-западных, северных и северо-восточных районах поды имеют повышенную минерализацию и без оппеснения тля водо- снабжения непригодны. К тому же здесь увеличивается глхбина зале- гания, а водообильность существенно снижается. Семилукско-рудкинский водоносный горизонт (D3rd — sm) ограничен с юго-запада линией, проходящей примерно от г. Мглина на города Комаричи, Фатеж, Щигры, Воронеж и далее к району г. Новохоперска и с. Воробьевки. Водовмсщающая толща представлена переслаиванием семилукских глинистых слабо трещиноватых известняков и мергелей с глинами. В юго-восточном районе распространения преобладают меряли и глины с прослоями песчаников. К этой же толще относятся верхние слои рудкинских отложений, если они представлены глинами, т. е. если лито- логически сходны с семилукскими отложениями. Такой литологический состав водовмещающей толщи определяет низкую ее водоносность до перехода на отдельных участках в относительный водоупор, что наблю- дается вдоль юго-западной гриницы распространения водоносного го- ризонта. Коэффициенты фильтрации водовмещающих пород препму-
ВОДЫ ДЕВОНСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ 245 щественно изменяются от 0,07—0,7 до 2,3—5,0 м/сутки, как исключение достигая 18—19 М/сутки (табл. 18). Скважины, вскрывающие горизонт, в большинстве случаев распо- лагаются в полосе залегания водовмещающей толщи под мезо-кайно- зойскими отложениями, но и здесь лишь по некоторым из них имеются сведения о воде. Суммарная мощность водовмещающей тотщп увели- чивается от 0—3 м у границ распространения до 24—30 м, а к району I. Поворино — г. Кирсанов и до 36—55 м. Суммарная мощность водо- носных слоев не превышает 18—26 м, обычно опа значительно меньше. Водоупором в кровле и почве водоносною горгзонта служат обычно глины самой водовмещающей толщи. Кроме того, мощность водоупорной кровли увеличивается за счет петинских г тин, а за пре- делами распространения петинских отложений за счет тлин юры и нсокома. Это обусловливает довольно выдержанную изоляцию водо- носных слоев от вышележащих водоносных горизонтов и относительно более тесную взаимосвязь с нижележащим рудкпнско-верхнещигров- скпм водоносным горизонтом. Все же местами имеется взаимосвязь с верхними водоносными горизонтами, в частности с петинским поровым водоносным подгоризонтом, а в доюрских, домеловых и донеогеновых размывах — с келловей-багскпм и неогеновым водоносными горизон- тами, местами с апт-неокомским. Глубина залегания кроши горизонта колеблется от 6—22 до 635—710 м в зависимости от современного и погребенного рельефа, расположения водоносных слоев в вертикаль- ном разрезе и степени погружения водовмещающей толщи Абсотютные отметки кровли снижаются в северо-восточном направлении от 148—131 до минус 240 м, а у границ территории до минус 490--550 .и Положение уровней изменяется от 8—2 м выше поверхности земли по фонтанирующим скважинам до 60—97 м ниже поверхности земли, < увеличением глубины к водоразделам. Абсолютные отметки уровнен, по имеющимся данным, снижаются от 184—ПО до 83—71 м, в основ- ном к долине Дона. Воды почти повсеместно напорные, с величиной I апора от 1—4 до 66—139 м, возможно, до 650 м. Питание горизонта затруднено из-за начичия водоупорной кровли По-вндимому, основное питание горизонт получает на водоразделах вдоль границы своего распространения за счет инфильтрации вод на участках залегания семилукских известняков под песками мею-кайно- зоискпх или петинских отложении. По долинам, несмотря на наличие водоупорной кровли, происходит основная разгрузка горизонта в выше- лежащие, особенно в неоюновые п четвертичные, водоносные гори- зонты. Удельные дебпты скважин колеблются в пределах от 0,03—0.07 до 0.4—0,5 л сек, редко до 0,9—1,5 л сек. Дебиты скважин изменяются от 0,1—0,7 до 3,9—8,4 л,сек, иногда до 15,8—20,8 л'сек при понижениях до 1—7 м, нередко до 23—55 м, местами до 0,4—0,2 м. Как исключение, при откачках совместно с другими водоносными горизонтами удельный дебит возрастает до 4—7 л/сек. В основном водообильность горизонта низкая, а в зонах наибольшего погружения вся толща пород, вероятно, безводна и является водоупором. Для полосы, прилегающей к границе распространения горизонта, с наименьшей глубиной залегания и наибольшим его опреснением по 30 анализам воды гидрокарбонатные кальциевые, с минерализацией „ ,, НСО3 83 SO4 9 0,2—0,5 гл; состав их следующий: М0,з——„ —• Местами встре- Са 76 Mg 12 чаются гидрокарбонатные магниево-кальциевые, натриево-магниево- кальциевые воды или хлоридно-гидрокарбонатные кальциево-натриевые
246 ХАРАКТЕРИСТИКА подземных вод Общая характеристика семилукско-рудкинского Районы и пункты Кровля, м Мощность, м Уровень, м Глубина Абс. отм. Глубина Абс. отм. 1 2 3 4 5 6 Семилукско-рудкинский Рос. Клетня, г. Кара- 56—160 (+131)—(—23) 2—18 16—68 145—173 чев, г. Фатеж (северо-во- сточная часть Брянской, западная часть Орловской, северо-западная часть Кур- ской областей) г. Щигры, г. Ливны, г. Семилуки (восточная часть Орловской, западная часть Липецкой, северо- восточная часть Курской, северо-западная часть Во- ронежской областей) 7—470 (+148)—(—240) 0—44 +8—97 83—184 Воронеж, Тамбов, г. Новохонерск (восточная часть Липецкой, северная часть Воронежской, Там- бовская область) 6—710 (+96)—(—550) 0,4—55,0 РуЗ 0—80 шнско- верхней 71—110 щгровский г. Мглин, г. Брянск, г. Фатеж (северо-восточ- ная часть Брянской, за- падная часть Орловской, северо-западная часть Кур- ской областей) 4-217 (+144)—(—10) 0—33 +7,4—56,5 154—186 г. Фатеж, г. Данков, Воронеж (восточная часть Орловской, западная часть Липецкой, северо-восточ- ная часть Курской, севе- ро-западная часть Воро- нежской областей) 27—506 ( + 140)—(276) 0—58 +3,4—91,0 93—216 Воронеж, Тамбов, Бо- рисоглебск (восточная часть Липецкой, Тамбов- ская область) 11—720 (+87)—(—560) 30—58 75—132 Воронеж, Борисоглебск, г. Бутурлиновка (северная часть Воронежской обла- сти) 11—311 (+87)—(—233) 1—42 + 16—96,0 75—114 (НСО 46 С1 39 \ Моз-----------)и гидрокарбонатно-хлоридные натриево-кальциевые (Na+K) 52 Са 34] f Мп s С148 Н-°34- Y Общая жесткость воды 2,4—7,8 мг-эке, карбонатная \ Са 57 (Na+K) 29/ 2,4—5,9 мг-экв. Содержание свободной углекислоты 6,7—29,5 мг/л, же- леза— следы, но нередко до 0,2—3,0 мг/л, аммиака — от следов до 0,2 .иг/.i, редко до 1 мг/л, нитратов до 0,2 мг/л, местами до 8,4 мг/л, нитритов — до 0,001 мг/л. Окисляемость по кислороду 0,7—6,9 мг/л. Среда обычно слабощелочная, pH 7,3—7,4. Коли-титр 500—333, но ме- стами 56—11 из-за загрязнения водозабора.
ВОДЫ ДЕВОНСКИХ ОТЛОЖЕНИИ 247 и рудкинско-верхнещигровского водоносных горизонтов Таблица 18 Напор м Дебит л/сгк Понижение м Удельный дебит 1/ сек Коэффициент фильтрации м[ сутки Минерали зация г/1 Жесткость общая, л'е-зкв 7 8 9 10 11 12 13 водоносный горизонт 45—60 0,6—5,0 1—21,3 0,06—0,9 0,1—1,5 0,2—0,3 3,0—6,0 1—139 0,1—20,8 0,2—35,0 0,03—7,0 0,2—19,0 0,2—0,5 2,4—7,8 1—650 1,0—3,9 0,7—55,0 0,2—1,5 0,07—2,3 0,4—0,5 3,9—6,4 водоносньц 1 горизонт 38—110 1,1—6,2 6,3—7,2 0,1—1,0 0,1—2,0 0,2—0,5 2,9—7,6 18—340 0,05—12,4 1,0—53,2 0,002—3,6 0,03—12,0 0,1-0,8 2,2—7,8 165—660 0—10,4 100,0 -512,0 0—0,1 — 4,3—93,5 н с 0—325 0,006—70 0,6—74,0 0,0001—28,0 0,001—25,9 0,2—3,2 1,0—20,8 Из микрокомпонентов выявлено (в мг)л) фтора—0,2—0,6, ти- тана— от следов до 0,01, никеля — до 0,002, цинка — 0—0,019, меди — до 0,001—0,002, свинца — до 0,002, серебро отсутствует или следы Брома, иода не обнаружено При совместном опробовании с водами верхне- и нижнещигров- ских отложений выявлено содержание фтора (0,4—0,5 мг/л), брома и йода не обнаружено Семилукско-рудкинский водоносный горизонт самостоятельно экс- плуатируется довольно редко, чаще он используется совместно со -смежными водоносными горизонтами В северных районах горизонт
248 Л IT ХК.ТЕРИСГИКА ПОДЗЕМНЫХ вод не эксплуатируется, поскольку не имеет сколько-нибудь существен- ного значения для водоснабжения Руд к и н с к о - в е р х не щи г р о в с к и и водоносный гори- зонт (D3sc2—rd) является самым нижним из трещинно-карстовых водоносных горизонтов верхнего отдела девонской системы Юго-за- падная граница его сплошного распространения проходит от района г Мглина на г Почеп, южнее пос Комаричей и г Фатежа на пос Тим Далее она идет на с. Репьевку, пос Анну, пос Елань-Коленовский и поворачивает к юго-западу на г Бутурлиновку, а затем к востоку, на с Манино (в 25 км от г Калача) В раионе г Георгиу-Деж этот водо- носный горизонт встречен в виде изолированного участка Водовмещающие породы рудкинских и верхнещигровских отло- жений представлены трещиноватыми известняками с прослоями мер- гелей и глин, реже (у основания) песчаников В юго-восточном районе распространения в разрезе горизонта нередко преобладают водоупор ные мергели и глины, а водопроницаемые породы чаще представлены песчаниками, алевролитами, реже известняками Коэффициенты филь- трации водовмещающих пород изменяются от 0,001—0,03 до 0,7— 3,4 м/сутки, редко они достигают 10—26 м^утки (см табл 18) Наи- большая водопроницаемость известняков характерна для участков их залегания под мезо-кайнозоискими породами, особенно вблизи долин Водоупорной кровлей служат верхние слои рудкинских, иногда верхнещигровских глин, чаще семилукские глины и плотные мергели, а вне площади их распространения кимерпдж кет левенские и неоком- ские глины На участках отсутствия водоупорного перекрытия рас- сматриваемый водоносный горизонт взаимосвязан с келловеи-батским, апт-неокомским, сеноман-альбским, в долинах Дона и Воронежа, с неогеновым, а в ранонах с Воробьевки и г Георшу-Деж и с мамон- ским водоносными горизонтами Водоупорным основанием служат нижние слои верхнещигровских глин, чаще нижнещигровские глины Мощность водоносного горизонта увеличивается в северо восточ под! направлении от 0—7 до 30—58 и В атом же направлении возра стает и i лубина ею залегания от 4—61 до 229—527 м (наибольшая глубина до 720 м), с понижением абсолютных отметок кровли от 144—87 до минус 233—276 м, в раионе оз Ильмень до минус 420 м, а у границ территории до 550—560 м ниже уровня моря Положение уровней изменяется от 16,0—3,2 м выше поверхности земли по фонтанирующим скважинам в долинах до 2—96 м пи/ке по- верхности земли на водоразделах Наиболее высокие абсолютные от- метки отмечаются на водораздельных пространствах между Сеймом, Окой и Доном, где южнее долины Сосны достигают 216 м, чаще 181—- 176 м, а в районе с Долгорукова 171 —169 м Севернее Сосны отмет- ки пьезометров, по видимому, тою же порядка Между Окой и Дес- ной отметки достш ают 186 м К долине Сосны отметки уровней снижаются до 156 м у г Колпны, до 131 м у г Ливны, до 154 м к Оке, а к верховьям р Воронежа (у г Чаплыгина) до 132 м Наибольшее снижение пьезометрической поверхности происходит в юго восточном направлении к Дону, где на участке г Семилук отметка составляет 93 м В юго-восточном районе распространения водоносного горизон- та абсолютные отметки уровней от 114 м на водоразделах между Во- ронежем и Хопром снижаются к Хопру (оз Ильмень) до 92 м и к Дону до 75 м Можно ожидать снижения пьезометрической поверх- ности также на запад к долине Десны и на северо-восток к долинам Оки и ее притоков, но достоверные данные для этих районов отсутст- вуют Приведенные сведения позволяют определить направление дви-
ВОДЫ ДЕВОНСКИХ ОТЛОЖЕНИИ 249 жения вод горизонта от водораздела бассейнов Днепра, Оки и Дона к долинам этих рек; наиболее интенсивное дренирующее влияние ока- зывает долина Дона. В соответствии с этим область питания рудкин- ско-верхнещигровского водоносного горизонта, как и вышерассмотрен- ных горизонтов девона, расположена в пределах водоразделов указанных основных бассейнов. Питание здесь происходит в основном за счет инфильтрации вод верхних горизонтов на участках отсутствия водоупорного перекрытия или через опесчаненные «окна» в водоупор- ной кровле. В долинах происходит обратный процесс—-восходящее перемещение вод рассматриваемого водоносного горизонта в верхние, непосредственно дренируемые реками, горизонты с более низким по- ложением уровней. Высота напора вод увеличивается в северо-восточном направле- нии по падению водовмещающих пластов от нуля, обычно от 9—53 до 165—410 м (г. Чаплыгин) и 512 м по скважине на берегу оз. Ильмень, с возможной максимальной величиной до 660 м. Дебит скважин изменяется от 0,006—0,05 до 1,1—3,3 л)сек, реже до 6,2—12,4 л!сек, иногда до 35—70 л)сек (Воронеж, села Боровое, Придача) при понижениях от 1,0—7,2 до 28—30 м, реже до 53,2— 74,0 м, а в районе оз Ильмень до 100 м. Удельный дебит в северо-за- падном районе из-за более глубокого залегания водоносного гори- зонта, а в юго-восточном районе вследствие повышенной глинистости отложений обычно колеблется в пределах от 0,0001—0,002 до 0,9— 1,0 л/сек. К границе распространения водоносного горизонта с наи- меньшей глубиной залегания удельные дебиты скважин возрастают до 1,1—3,6 л]сек, иногда до 28 л/сек (Воронеж, села Боровое, При- дача), но здесь часто истинные значения их завышены из-за малых понижений (менее 1 м). Наибольшая водообильность известняков ха- рактерна для участков их залегания под мезо-кайнозойскими отложе- ниями, особенно вблизи долин, наименьшая установлена для северо- восточной части территории. Здесь наиболее водообильной оказалась скважина на участке оз. Ильмень, где при опробовании па глубине 531—548 м ее дебит составил 10.4 л/сек при понижении 100 м, удель- ный дебит был равен 0,1 л/сек. В других пунктах водообильность ни- же. Так, в г. Липецке при опробовании в интервале глубин 212—263 м известняки оказались плотными и практически безводными. В Бори- соглебске в интервале глубин 323—332 м известняки дали очень не- значительный приток, а в г. Чаплыгине в интервале глубины 415— 447 м максимальный из полученных дебитов не превышал 0,05 л/сек. В с Ржаксе в известняках (прослоями доломитпзированных). опробо- ванных на глубине 520—535 м, при понижении уровня на 175,4 м по- лучен приток 0,16 л1сек; удельный дебит здесь оказался порядка 0,001 л{сек. Такая же величина удельного дебита была получена и в районе пос. Инжавино (участок с. Красивки). Здесь опробование про- ведено при наиболее глубоком залегании верхнещигровских извест- няков— в интервале 600—614 м. Дебит равен 0,53 л/сек при пониже- нии на 512 м. Вдоль границы распространения водоносного горизонта в зоне активного водообмена циевые воды типа Мо,5 преобладают НСО-, 67 SO 419 Са 63 (Na-f-K) 25 гидрокарбонатные натриево-каль- - . Среди них встречаются и дру- гие по составу воды, но минерализация не выходит за пределы 0,1 — 0,8 г/л. Из них наиболее распространены гидрокарбонатные кальцие- во-натриевые воды, иногда магниево-кальциево-натриевые и кальцие- во-магниево-натриевые или магниево-кальциевые. Широко распрост-
250 XiPAKTEPMCTMKi ПОДЗЕМНЫХ ВОД раненные в ранее рассмотренных водоносных горизонтах гидрокарбо- натные кальциевые воды в рудкинско верхнещигровском водоносном горизонте практически отсутствуют В западной части зоны опреснения кроме указанных типов вод встречаются воды следующего состава ,. НСО, 46 С1 43 ,. НСО3 51 С1 26 ,. С1 50 НСО3 37 М.0 5------------- , Мо 4 ---------------' , Мо-------------------, Са 50 (Na-гК) 36 (Na-j-К) 45 Са 44 Са 56 (Na+K) 28 .. Cl 70 НСО3 20 Мп 5------------------ . (Na+K) 43 Са 32 Mg 25 В районе Воронежа минерализация вод этих типов повышается до 1,2 г/л, а по направлению на восток (к хут Петровскому) —до 2,3 г/л В юго-восточной части зоны активного водообмена (в районе Воронежа) в водах горизонта повышается содержание сульфатов, по- .. HCO354SO436 , п , являются воды состава М05---------------------- (с Рудкино) или Са 52 (Na+K) 36 ,, HCO»60SO437 , , ITT n м06-----2------— (с Московское), а в с Шукавке и г Липецке — со- Са 65 Mg 35 А г С152 SO4 48 ” л о / п става М32---------— с минерализацией до 4,3 г/л По мере погружения (Na+K) 85 водоносного горизонта и с затруднением водообмена изменяется хи- мический тип воды и повышается минерализация Так, в районе г Чап- ,, С1 87 СО4 13 с лыгина воды имеют состав Mia-----------------, в районе Ьорисоглеб- (Na-(K)74 Са 15 F н С1 99 ска __М48 3 ц ^-К)61С 28 Участке с Ржаксы появляются рассолы С1 98 С1 99 состава М617------------, а в районе оз Ильмень — М935--------------. (Na+K) 63 Са 23 н (Na+K) 55 Са 30 Общая жесткость вод в зоне активного водообмена колеблется в пределах 1,0—7,6 мг-экв, лишь по скважине на хут Петровском повы- шается до 20,8 мг-экв (минерализация до 2,3 г/л) Карбонатная жест- кость колеблется в пределах 1,0—6,8 мг-экв Содержание свободной углекислоты 4,9—34,3 мг/л кремнекислоты — 5,7—16,5 мг/л, железа — 0—1 мг/л, как исключение, — до 2,2—4,2 мг/л, аммиака от следов до 0,1—2,5 мг/л, нитратов — от полного отсутствия до следов, редко их содержание повышается до 0,2—2,5 мг/л, иногда до 25—34 мг/л, нит- риты обычно отсутствуют или отмечаются их следы, лишь местами содержание повышается до 0,002—0,2 мг/л, иногда до 1 мг/л Окис- ляемость по кислороду 0,2—2,7 мг/л, иногда до 4,3—18,2 мг/л, pH 7,1—8,1, т е среда слабощелочная Исключением являются воды из скважины в районе г Новой Усмани (с Таруское), где концентра- ция водородных ионов снижается до 5,9, и на участке оз Ильмень, где pH 5,2, среда слабокислая Коли-титр порядка 500—333 Из микрокомпонентов в воде горизонта определено содержание (е мг/л) фтора — 0,1 —1,4, цинка — 0,007—0,05, олова — до 0,004, свин- ца и меди-—до 0,001—0,05, титана — до следов В одной из проб вы- явлено содержание фосфора до 0,001 мг/л, обычно распространенного в более высоких горизонтах мезо-кайнозоя По-видимому, на участке отбора этой пробы имеется тесная взаимосвязь вод с фосфоритонос- ными горизонтами Необычным для рассматриваемой зоны является содержание в районе г Новой Усмани (с Парусное) в воде брома в количестве 4 мг/л, который характерен для зоны затрудненного водо- обмена В г Чаплыгине в воде обнаружено брома 36,6 мг/л, йода 0,7 мг/л, наличие следов аммиака при pH = 6,8 По скважине в с Ржак- се содержание брома 100 мг/л, йода — 1,4 мг/л К Борисоглебску со- держание брома увеличивается до 148,1 мг/л, йода — до 2,4 мг/л Кроме того, установлено содержание общего железа до 171,5 мг/л Наиболь-
ВОДЫ ДЕВОНСКИХ ОТЛОЖЕНИИ 251 шее содержание брома (до 253,1—333,0 мг/л) и йода (до 3,8 мг/л) выявлено на участке оз Ильмень Рудкинско-верхнещигровский водоносный горизонт в основном эксплуатируется для водоснабжения вдоль границы его распростране- ния Здесь он залегает наиболее близко к поверхности, достаточно водообилен и надежен в санитарном отношении ввиду наличия водо- упорного перекрытия На площади распространения семилукско-руд- кинского водоносного горизонта под мезо-кайнозойскими отложениями предпочтительно эксплуатировать рудкинско верхнещигровский гори- зонт из-за большей его водообильности С увеличением глубины зале- гания горизонта снижается водоносность известняков и повышается минерализация вод более 1 г/л, что затрудняет его эксплуатацию. Воды спорадического распространения нижне- щигровско-ястребовских отложений (D3]s — scj при- урочены к толще глин с невыдержанными водоносными прослоями и линзами песчаников, алевролитов, алевритов и песков (табл. 19). Ино- гда в верхней части разреза встречаются прослои глинистых извест- няков и мергелей В районе г Старого Оскола и к юго-востоку от него нередко отмечается преобладание водопроницаемых пород при нали- чии грубозернистых песчаников и песков вблизи Дона южнее Воро- нежа Эти песчаные породы местами обогащены рассеянным ильмени- том и туфогенным материалом Часто встречаются скопления желези- стых оолитов, иногда выщелочных В районе с Нижнего Мамона в ос- новании нижнещигровских отложений встречены эффузивы основного состава, преимущественно водоупорные, в древней коре выветривания трещиноватые и водоносные Иногда наблюдается частое переслаива- ние водопроницаемых и водоупорных пород, например в Борисоглеб- ске Коэффициент фильтрации водовмещающих, преимущественно пес- чаных, пород изменяется от 0,02 до 0,7 м/сутки, возрастая для грубо- зернистых песчаников до 2—3 м/сутки, реже до 10,3 м/сутки. Глинистые породы этой толщи играют роль водоупора, отделяющего воды мезо- кайнозоиских и верхнедевонских отложений от вод отложений среднего девона, а междх Острогожским п с Нижним Мамоном и от вод кри- сталлического фундамента Суммарная мощность глинистых водоупор- ных слоев может доходить до 20 м в пределах свода Воронежского кристаллического массива и до 80 м в северо-восточной части терри- тории Юго-западная траница распространения этой толщи проходит примерно от района i Су ража на города Трубчевск, Дмитриев Льгов- ский, Старый Оскол, Острогожск, с Новую Калитву, г Богучар Водоносные прослои залегают в различных интервалах разреза литологически не выдержанной толщи и обычно изолированы друг от друга глинами Местами воды верхних прослоев взаимосвязаны с руд- кинско-верхнещигровским или келловей-батским водоносными гори- зонтами, в юго-восточном районе распространения чаще с мамонским или сеноман-альбским водоносными горизонтами, в домезозойских размывах иногда с водами апт-неокома, а в долине Дона и с водами четвертичных отложений Мощность отдельных водоносных прослоев колеблется от 0,2 до 2,2 м, редко возрастая до 25 м, с суммарной их мощностью от 1—11 до 44—59 м, как исключение — до 90—100 м Относительно более выдер- жаны эти слои в ястребовских отложениях Глубина залегания водоносных слоев значительно изменяется, иногда на близких расстояниях, в зависимости от их положения в вер- тикальном разрезе и расположения участков в современном рельефе В основном она возрастает по мере погружения водовмещающей толщи
252 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД Общая характеристика вод спорадического распространения Районы и пункты Кровля и Мощность, м Уровень, ч Глубина Абс отм Глубина A6v отм 1 2 3 4 5 6 Воды спорадического распространения г. Сураж, Брянск, г. Дмитриев- 140—460 (+50)- 0—70 — — Льговский (северо-восточная часть Брянской, западная часть Орловской, северо-западная часть Курской областей) Дмитриев-Льговский, г. Ливны, г. Острогожск (восточная часть Ор- 127-601 — (—280) (+110)- 0—59 - 19—46 92—179 ловской, западная часть Липецкой, се- веро-восточная часть Курской, северо- западная часть Воронежской областей) г. Усмань, Тамбов, Борисоглебск 218—770 — (—370) (—76)— 50—100 -t-21— 88 87—133 (восточная часть Липецкой, Тамбовская область) г. Воронеж, Борисоглебск, г. Богу- 4—325 - (—610) (4 79)- 1,0— + 14—110 61 — 120 чар (северная и центральная части Во- ронежской области) - (-247) — 100,0 Воды спорадического распространения г. Новозыбков, Брянск, К} рек (Брянская, западная часть Орловской и северо-западная часть Курской облас- тей) г. Курск, г. Ливны, г. Усмань (вос- точная часть Орловской, западная часть Липецкой, северная часть Курскои, се- верно-западная часть Воронежской об- ластей) г Усмань, Тамбов, Борисоглебск (восточная часть Липецком, Тамбовская область) Воронеж, Борисоглебск, г. Богучар, (северная и центральная части Воро- нежской областей) 190—490 (+8)- -(-310) 5,0—5,7 -.0,7— —62,8 136—168 72-614 (+10)- - (-384) 0,2—36,0 + 16,9— —56,8 123—170 До 940 До —800 До 15—25 + 21,0- —89,0 84—128 5—444 (+70)- - (-357) 0,5—47,0 + 12,5— —76,0 61 — 125 от 4—107 до 393—601 м, с максимально возможной глубинок залегания до 730—770 м. Абсолютные отметки кровли этих прослоев снижаются преимущественно в северо-восточном и восточном направлениях от 127—79 до минус 370—440 м, а возможно, до 585—610 м. Воды, как правило, напорные. Положение пьезометрических уров- ней изменяется от 19,0—1,2 м выше поверхности земли в долинах по фонтанирующим скважинам до 92—110 м ниже ее поверхности к водо- разделам. Наиболее высокие отметки пьезометрической поверхности установлены по водоразделам в районе пос. Тима между Сеймом, Сос- ной и Осколом; здесь они достигают 179—168 м, возможно, выше. В районе с. Долгорукова отметки снижаются до 158 м, но в г. Ново- силе (в долине Зуши) по фонтанирующей скважине отметка выше 164 м На северо-восток, к долине Оки (в районах городов Чаплыгина и Кирсанова), отметки пьезометрического уровня снижаются до 133— 130 м, а вблизи границ рассматриваемой территории до 118 м. Основ- ное передвижение вод происходит в юго-восточном направлении. Так, в Липецке отметка пьезометров снижается до 126 м, в с. Шукавке и в
ВОДЫ ДЕВОНСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ 253 Таблица 19 нижнещигровско-ястребовских и старооскольско-чериоярских отложений Напор, м Дебит, л}сек Понижение, я Удельный де бит, г/сек Коэффициент фильтрации, -и/ сутки Минерализа ция, г/л Общая жест кость, мг ЭК8 7 8 9 10 11 12 13 нижнещигровско-ястребовских отложений 140—450 — — — — 1—5 14—200 0,06—8,0 0—331 0,01—48,0 1—52 0,001—6,6 0,02—10,3 0,3—50,6 1,0—366,0 старооскольско-черноярских отложений 160—296 0,003—5,7 2,6- 62,9 0,01—0,8 0,002—7 0,5—0,7 2,6 170—138 0,1—29,4 2,3—30,3 0,004—3,9 0,001—20,4 0,2—1,6 3,0—7,8 138—900 0,001—13,0 60—241 0,0001—0,5 — 2,7—117,0 — 0—222 0,01—10,2 1—34 0,001—2,1 0,001—39,8 0,1—29,8 1,0-286,1 районе с Токаревки между Воронежом, Цнои и Вороной для нижних слоев до 117 м, для верхних — до 116—115 м, в Ржаксе для нижних слоев до 106 м, для верхних — до 99 м, в районе оз Ильмень до 89 м, в Борисоглебске до 87 м, по долине Дона наименьшие значения состав- ляют 92—61 м Наиболее ярко выражено снижение уровней к долине Дона и его притоков Оскола, Девицы, Воронежа и Хопра; менее выра- жено снижение в направлениях к долине Оки и притокам Днепра Сле- довательно, несмотря на наличие, а часто и преобладание в разрезе водовмещающей толщи водоупорных пород, пополнение запасов водо- носных слоев происходит на водоразделе между Сеймом, Десной, Окои и Доном Отличие от ранее описанных водоносных горизонтов заклю- чается в смещении области наибольших отметок пьезометров несколько южнее, что, по-видимому, является следствием более южного располо- жения площади выхода водовмещающей толщи под опесчапенные мезо-кайнозойские отложения Питание происходит исключительно за счет перетекания вод из вышележащих водоносных горизонтов В пре- делах водораздельных пространств между Цной, Вороной и Доном на-
254 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД ходится область транзита, на которую распространяется дренирующее влияние Дона и Хопра, с наибольшим воздействием на верхние водо- носные слои. Это приводит к большему снижению отметок уровней верхних слоев по сравнению с нижними даже по современным водо- разделам. Движение воды по падению слоев происходит лишь на се- вере. На основной площади своего распространения воды переме- щаются по простиранию слоев, а на юго-востоке имеет место обратный уклон пьезометрической поверхности по отношению к уклону водо- вмещающих слоев. Основная разгрузка происходит в вышележащие водоносные горизонты в долинах Дона и его притоков, Оки и притоков Днепра. Величина напора возрастает по мере погружения водоносных слоев от 5 до 331—530 м, с возможным максимальным значением до 710 м. Удельные дебиты скважин изменяются от 0,001 до 0,6 л/сек, редко повышаясь до 2,1—6,6 л/сек (г. Георгиу-Деж). Дебит скважин чаще небольшой — от 0,01 до 5,0 л/сек, реже до 7,5—24,0 л)сек и даже до 48 л!сек (г. Георгиу-Деж) при понижении уровня от 1,0—1,8 до 42,5— 52,0 м, иногда до 61—81 м и даже до 130 м. Наибольшая производи- тельность скважин наблюдается при вскрытии песчаников. При погру- жении водоносных слоев существенного снижения удельных дебитов скважин, как это наблюдается для трещинно-карстовых водоносных горизонтов, не происходит. Так, в восточной части территории в районе с наибольшей глубиной залегания водоносных пластов при откачках из скважин в городах Липецке, Чаплыгине, с. Ржаксе, Борисоглебске, на участке оз. Ильмень удельный дебит колебался в пределах 0,01 — 0,4 л/сек при дебитах скважин 0,5—24,0 л/сек и понижениях уровня от 20—61 до 80—130 м, т. е. величина удельной производительности такая же, как и при откачках у границ распространения водовмещаю- щей толщи. Основное значение для водообильности имеют грануло- метрический состав песчаных пород и степень цементации пор. Види- мо, этим объясняется повышение удельного дебита при откачках из скважины, расположенной в 12 км к западу от с. Токаревки (д. Пла- та), от 0,03 л/сек для верхних слоев до 0,5 л/сек для нижних, а в г. Чаплыгине, наоборот, снижение от 0,6 до 0,1 л/сек или резкая раз- ница водообильности скважин в с. Шукавке и Борисоглебске по срав- нению со скважиной в г. Чаплыгине. Несмотря на значительное погру- жение слоев к Чаплыгину и Борисоглебску, удельный дебит здесь составил 0,4—0,6 л/сек, тогда как в Шукавке он равен 0,001— 0,006 л/сек. В изменениях химического состава вод наблюдаются те же основ- ранее охарактеризованных водоносных хлоридно- вым ные закономерности, что и для горизонтов девона. Однако граница минерализованных вод и рассолов смещается к юго-западу, к долине Дона. В зоне более активного водо- обмена воды обладают минерализацией от 0,2 до 0,9 г/л. По химиче- скому составу они относятся к гидрокарбонатным натриево-кальциевым / НСО3 77 SO4 16 \ /.. НСО368С124 М03------------- и натриевым ( М05 --------------- \ ’ Са 60 (Na+K) 27 J \ ’ (Na + K) 88 Mg 6 гидрокарбонатным кальциевым f Мд,5 —ц натоиевым \ Са 59 (Na ГК) 21 J F f м НСО, 50 С132 \ , ————- , сульфатно-гидрокарбонатным магниево-кальцие- \ (Na+K)76 Mg 17/ r < НСО 71 SO 29 \ М°,8 ~~Са 2д—J , гидрокарбонатно-хлоридным кальциевым С146 НСО3 38 \ / С165 НСО» 35 \ г сч /м । ox I и натриево-кальциевым М0,9-—----------, Ca53(Na+K)24 / \ Са 64 (Na+K) 35 J 0,8
ВОДЫ ДЕВОНСКИХ ОТЛОЖЕНИИ 255 сульфатно-хлоридным натриево-кальциевым С141 SO4 35 '°’8 Са 54 (Na+K) 30 По мере увеличения глубины залегания минерализация постепен- но возрастает до 1,0—5,1 г/л. В районе Воронежа (села Шукавка и Озерки) появляются сульфатно-хлоридные натриевые воды с минера- « о 1 о о / лл Cl 50 SO4 48 лизациеи 2,1—3,2 г/л, состава Мг • (с. Озерки) и хлоридно- сульфатные натриевые воды с минерализацией 2,7—5,1 г/'л, состава SO457C141 ч C151SO441 М51 —5------(Сторожевские хутора), в Липецке состава М4>3------— . (Na+K) 86 (Na+K) 85 В северо-восточном и восточном направлениях увеличение минера- лизации происходит интенсивнее. Если в пос. Елань-Коленовском вскрыты воды с минерализацией 1,3 г/л, а в г. Чаплыгине — с мине- рализацией 14 г/л, то в районе с. Токаревки (д. Плата) она достигает 27,1—29,1 г/л, в районе г. Новохоперска по скважине на хут. Пет- ровском— 44,8 г/л иве. Алферовке — 50,6 г/л. Это определяет поло- жение юго-западной границы распространения рассолов в нижнещиг- ровско-ястребовских отложениях несколько северо-восточнее Новохо- перска. В этих районах воды исключительно хлоридные от натриевых до кальциево-натриевых. В районе г. Чаплыгина, с. Ржаксы и оз. Ильмень раздельно опробованы воды нижнещигровски.х и ястре- бовских слоев. При этом в с. Ржаксе минерализация вод первых оказалась выше (68,1—77,3 г/л), в то время как в ястребовских слоях минерализация вод снижается до 57,9—74,4 г/л, а в Чаплыгине соот- ветственно до 14 и 13,9 г/л. Состав вод для некоторых опробованных г т, .. CI66SO4I9 участков следующий: в пос. Елань-Коленовском — Мьз бЗС 24 ’ тт м C182SO416 ,г С191 в Чаплыгине — Mi40-------------, в Гокаревке — М29 i ------------ , (Na+K) 75 Са 16 ’ (Na+K) 72 Са 17 Cl 98 . тл --------------- , а в районе оз. Ильмень — (Na + К) 65 Са 21 С1 99 В нижнещигровских СЛОЯХ И Мд4 2 --------------- н (Na+K) 56 Са 30 в Ржаксе—M68,i ,, С1 99 Mgs 4 ----------- (Na+K) 56 Са 29 в ястребовских слоях. В северо-западном направлении гидрокарбонатные кальциевые воды с минерализацией 0,5 г/л в районе с. Долгорукова переходят в сульфатные кальциевые с минерализацией 1,8 г/л в районе г. Нобо- силя. Состав вод северо-западнее Брянска неизвестен, по-видимому, здесь распространены воды с преобладанием сульфатов и минерализа- цией порядка 1—5 г/л. Общая жесткость пресных вод колеблется от 0,5—1,0 до 8,7 мг-экв, карбонатная—1,0—5,2 мг-экв. Содержание свободной углекислоты 5,7—32.1 мг/л, кремнекислоты — 0—31,6 мг/л, железа — 0—0,9 мг/л, реже до 2,0—7,2 мг]л, аммиака — от следов до 0,06 мг/л, иногда до 0,2—1,0 мг/л, нитратов — 0—40 мг/л, а по одному анализу даже до 244 мг/л, нитритов—0—0,2 мг/л. Окисляемость по кислороду 0,3— 12,0 мг/л. Концентрация водородных ионов обычно 7,2—8,1, т. е. среда в основном слабощелочная. Однако в районах с. Нижнего Мамона, г. Новой Усмани и на участке оз. Ильмень ряд анализов показывает снижение pH до 5,5—5,0. т. е. здесь среда слабокислая. В первом рай- оне обнаружено сульфидное медно-никелевое оруденение. Не исклю- чено, что в районе г. Новой Усмани, а может быть и оз. Ильмень, воды также омывают выступ кристаллического фундамента с наличием оруденения. Коли-тигр обычно колеблется в пределах 500—333, иногда
256 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД 270, но в ряде мест снижается до 91—56 и даже до 4. Это указывает на наличие загрязнения вод на некоторых водозаборах. Для вод с минерализацией более 1 г/л общая жесткость состав- ляет 11,8—366,0 мг-экв и более, карбонатная — 4,2—36,6 мг-экв. Содер- жание свободной углекислоты 8,2—47,5 мг/л, кремнекислоты — 5,4— 32,0 мг/л, железа — от следов до 41,1 —119,0 мг/л в районах с. Ржаксы и оз Ильмень, аммиака — 0,9—10,0 мг/л, нитратов — 0—0,6 мг/л, нитритов не обнаружено. Окисляемость по кислороду 3,6—28,3 мг/л. Из микрокомпонентов в водах нижнещигровско-ястребовских от- ложений выявлено (в мг/л): фтора — от 0—0,7 в зоне пресных вод до 0,3—5,0 в зоне минерализованных вод; алюминия — 0—1,1, меди — 0—0,08; свинца — 0—0,06; марганца — 0—0,03, в районе оз. Ильмень до 1,1; цинка — от следов до 0,08—0,1; никеля не обнаружено. В зоне вод с минерализацией менее 1 г/л бром и йод не обнаружены. Исклю- чением является район Новой Усмани, где в воде из скважины клх. «Безбожник» выявлены следы брома. В зоне минерализованных вод при сравнительно небольшой глубине их залегания бром и йод также не обнаружены. Бром появляется в районе Усмани (с. Сторо- жевские Хутора), где установлены его следы, в г. Чаплыгине — 34,3 — 31,0 мг/л, в с. Платы—до 80 мг/л. В Чаплыгине, кроме того, обна- ружен в воде йод в количестве от 2,1 мг/л в верхних слоях до 0,6 мг/л в нижних. В районе с. Ржаксы брома в воде верхних слоев 80,0— 111,1 мг/л, в нижних — до 100,0—306,9 мг/л, а йода соответствен- но— 1,4—2,9 и 1,4—2,4 мг/л. В районе Борисоглебска по скважине в районе оз. Ильмень брома 216,2—333,0 мг/л и йода 2,7—4,1 мг/л в нижнещигровских слоях и 306,4 мг/л брома и до 4 мг/л йода в ястребовских слоях. Нижнещигровско-ястребовской водоносный комплекс довольно ши- роко эксплуатируется к юго-востоку от Воронежа, где залегает под мезо-кайнозойскими осадками, имеет в основном минерализацию влд меньше 1 г/л и приурочен к опесчаненной толще с грубозернистыми песками и песчаниками. В районе между городами Старым Осколом и Воронежем воды этого комплекса также используются, но обычно вместе с водами других, более обильных горизонтов. На остальной площади распространения пресные воды этого комплекса эксплуати- руются слабо. Описываемый комплекс имеет существенное значение как региональный относительный водоупор, затрудняющий взаимо- связь выше и ниже залегающих водоносных горизонтов и комплексов. В дальнейшем, видимо, будет возможно разделение нижнещшровско- ястребовского водоносного комплекса на отдельные водоносные и водо- упорные горизонты. Воды спорадического распространения старо- оскольско-черноярских отложений (Пгсг—osfe) приурочены к толще глин с прослоями алевритов, мелкозернистых песков, песчани- ков, алевролитов, известняков, охватывающей старооскольские, воробь- евские, черноярские, а в районе пос. Стрелицы — пос. Латной и пес- чано-глинистые мосоловские отложения (см. табл. 19). К этому же водоносному комплексу отнесены и обводненные, предположительно нижнещигровско-ястребовские песчано-глинистые отложения в районе г. Клинцов, по-видимому, сохранившиеся в виде останца. В старооскольских отложениях воды нередко связаны со слоями известняков Эти слои водоносных известняков наиболее развиты между границей распространения старооскольских отложений и линией Курск—г. Усмань — с. Ржакса; здесь они переслаиваются с глинами, с преобладанием водоупорных пород в нижней части разреза стаоо-
ВОДЫ ДЕВОНСКИХ ОТЛОЖЕНИИ 257 оскольских отложений В черноярских отложениях известняки и доло- митизированные мергели встречаются только тонкими прослоями мощностью менее 1 м и, по-видимому, безводны В районах Брянска, Орла, Чаплыгина, Тамбова и, видимо, север- нее водоносные слои в основном представлены песчаными породами Их суммарная мощность местами достигает 15—25 м Между указан- ными литологическими зонами в средней полосе площади развития описываемых вод старооскольские отложения представлены преиму- щественно водоупорными породами, воробьевские отложения представ- лены в основном глинами с пластами водопроницаемых песчаных по- род суммарной мощностью до 20 м, приуроченных главным образом к нижней части толщи, черноярские глины и глинистые известняки с прослойками мергелей практически являются водоупором Мощность отдельных водоносных слоев в них колеблется от 0,2—1,2 до 5—14 м Местами слон сливаются, особенно в краевой зоне распространения, иногда, наоборот, полностью выклиниваются Таким образом, в разрезе водоносного комплекса выделяются две основные пачки водоносных слоев общей мощностью до 47 м Верхняя пачка связана с карбонатными и песчаными породами старо- оскольских, нижняя с песчаными породами воробьевскнх отложении Эти водоносные пачки разделены водоупорной пачкой преимущест- венно глинистых пород, соответствующей нижней части разреза старо- оскольских н верхней части воробьевскнх отложений общей мощностью до 25 м, а на северо-востоке до 50 м Черноярские глины и глинистые карбонатные породы мощностью 3—10 м служат водоупорным осно- ванием для нижней водоносной пачкн Развит этот водоупор повсеме- стно, за исключением районов доворобьевского размыва на юго-востоке территории н на отдельных участках в районе пос Тима Прн дальней- шем изучении комплекса эти пачки, возможно, удастся выделить как водоносные и водоупорные горизонты Водовмещающие породы обла- дают весьма различными, но, в общем, невысокими фильтрационными свойствами — коэффициент фильтрации изменяется от 0,001 до 4,4 м/сутки, как исключение — до 19 м/сутки для песков п до 40 м/сут- ки для известняков Водоупорная кровля комплекса сложена ястре- бовскими глинами, местами верхними слоями глин старооскольских отложении, а на площади домезозонских размывов — глинами мезо- кайнозоя Это водоупорное перекрытие недостаточно выдержано, и иногда водоносные слои оказываются взаимосвязанными с нижне- щигровско-ястребовским водоносным комплексом, на северо-западе — с келловеи-батским, а на юго-востоке территории — с мамонскнм или сеноман-альбским водоносными горизонтами Юго-западная граница распространения старооскольско-чернояр- ского водоносного комплекса проходит от района г Новозыбкова при- мерно на пос Белую Березку, города Севск, Курск, Губкин, Старый Оскол, Острогожск, с Белую Горку В пределах площади, оконтурен- ной этой границей, воды отсутствуют в районах погребенных гряд железистых кварцитов в пределах КМА и в районах городов Калача, Павловска, сел Белогорья, Русской Буйловкн, Нижнего Мамона и др. из-за выклинивания водовмещающей толщи на поднятиях кристалли- ческого фундамента Воды имеют спорадическое распространение, с залеганием водо- носных слоев в различных интервалах разреза и на разных участках. Поэтому они могут быть вскрыты на весьма различных глубинах даже в одном и том же районе Все же в связи с погружением водовмещаю- щей толщи к периферии Воронежской антеклизы глубина залегания
258 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД кровли верхних водоносных слоев постепенно увеличивается (преиму- щественно в северо-восточном направлении) от 5—20 до 856 м, а в рай- оне пос. Инжавино, возможно, до 940 м. Наибольшая глубина отно- сится к водоразделам. Абсолютные отметки кровли снижаются в тех же направлениях от 103—40 до минус 330—555 м, с наиболее низкой отметкой в северо-восточной части территории (до 734—800 м ниже уровня моря). Воды напорные, положение пьезометрических уровней в зависи- мости от рельефа изменяется от 21—0,5 м выше поверхности земли в долинах Ипути, Воронежа, его притоков, Оскола и 2—32 м ниже поверхности земли в долине Дона (у г. Данкова), Вороны и Хопра, до 67—89 м по водоразделам. Наиболее высокие абсолютные отметки пьезометрической поверхности установлены на водоразделах межту Сеймом, Десной, Окой и Доном, где они составляют 170—149 л. В верховьях Дона (у г. Данкова) отметка уровня 144 м, отсюда про- исходит снижение отметок пьезометрических уровней в основном в юго-восточном направлении — до 135—123 м к долинам Воронежа, Битюга (города Чаплыгин, Липецк, Усмань), до 131—126 м к долине Оскола (г. Старый Оскол), до 118—90 я к долине Вороны (пос. Эр- тиль, с. Ржакса, пос. Инжавино), до 95—84 м к долинам Елани, Хопра (г. Новохоперск, Борисоглебск район оз. Ильмень). При этом наблю- дается разница в глубине уровней различных водоносных пластов. Так, в районе оз. Ильмень уровень вод старооскольских отложений уста- новился на глубине 16 м, а воробьевских вод — на глубине 22,8 я. на абсолютных отметках соответственно 91,5 и 84,7 я. Наиболее низкие отметки (65—61 я) выявлены в долине Дона у границы распростра- нения старооскольско-черноярского водоносного комплекса. В западном направлении происходит снижение пьезометрического уровня до 142— 136 м (у г. Клинцов и с. Струговой Буды). Величина напора колеб- лется от 2,8—138 я в центральных районах с увеличением до 259— 296 я на северо-запад (у Струговой Буды и Клинцов), до 441—647 м на восток — к Борисоглебску и оз. Ильмень, достигая 824 я у пос. Инжавино, а далее на северо-восток возможны напоры до 89Э— 900 м. Область питания расположена на водоразделах с наибольшими значениями отметок пьезометров. Несмотря на залегание среди глин, водоносные слои испытывают дренирующее влияние долин, особенно Дона и его основных притоков — Оскола, Воронежа, Хопра, располо- женных в области наименьших глубин залегания вод. Достаточно ясно выявляется дренирующее влияние Днепра и его притоков Десны, Ипутьи. Учитывая снижение отметок пьезометров за пределами рас- сматриваемой территории (в районах городов Серпухова и Шацка) до 69—55 м, можно предполагать, что долина Оки также оказывает дренирующее влияние. Разгрузка в этих основных дренах происходит в вышележащие водоносные горизонты, на участках, где они обла- дают более низкими уровнями, чем уровни вод старооскольско-черно- ярских отложений. Особенно интенсивно происходит этот перелив там, где водоупорная кровля не выдержана, как, например, в долине Дона ниже г. Воронежа. Питание происходит исключительно за счет инфиль- трации из верхних водоносных горизонтов при обратном отношении пьезометров, особенно при наличии опесчаненны.х пород в кровле. Такие условия существуют на водоразделах, в краевой зоне распро- странения старооскольско-черноярского водоносного комплекса, на участках его непосредственного контакта с мезо-кайнозойскими отло- жениями.
ВОДЫ ДЕВОНСКИХ ОТЛОЖЕНИИ 259 Водообильность рассматриваемых отложений не выдержана и чаще небольшая. Удельные дебиты скважин колеблются от 0,001 до 0,7 л/сек, очень редко возрастая до 1,7—3,9 л/сек. Дебит скважин изменяется в широких пределах — от 0,003—0,01 до 29,4 л/сек, чаще не превышает 7 л)сек, при понижении 2,3—34,0 м. Дебит скважин с годами умень- шается. Так, в Старом Осколе одна из скважин в 1955 г. фонтаниро- вала с дебитом 3,6 л/сек, а в 1964 г. фонтанирование прекратилось, в другой скважине там же дебит фонтана изменялся от 1,7 л/сек в 1957 г. до 1 л/сек в 1959 г., 0,6 л/сек в 1961 г., 0,4 л) сек в 1963 г. и 0,2 л/сек в 1965 г. Эти данные характеризуют водообильность толщи на площади ее наименее глубокого залегания. На участках погруже- ния водоносных слоев к периферии Воронежской антеклизы удельный дебит скважин колебался в тех же пределах (0,001—0,5 л/сек) при изменениях величины дебитов скважин от 0,001—0,07 л/сек (г. Дан- ков) до 9,2 л/сек (с. Красивка) при понижениях 13—90 м, а в г. Чап- лыгине дебит составил 7,1—8,1 л/сек при понижениях до 120—140 м. Водообильность разных водоносных пачек (горизонтов) различна. Так, в районе оз. Ильмень при откачке из старооскольских известня- ков дебит составил 0,02 л]сек при понижении 241 м, удельный дебит оказался минимальным (0,0001 л/сек}. При опробовании воробьевских песков дебит возрос до 13 л/сек при понижении 60 м, удельный дебит увеличился до 0,2 л/сек. Химический состав вод и степень их минерализации отражают те же закономерности в их распределении, какие установлены для выше залегающих водоносных горизонтов, но с некоторыми особен- ностями. В зоне активного водообмена распространены воды с минера- лизацией меньше 1 г/л. Состав их довольно разнообразен. На участ- ках с наиболее благоприятными условиями взаимосвязи с поверхно- стью, как правило, преобладают гидрокарбонатные воды. Там, где уси- ливается подток из более глубоких зон, воды переходят в хлоридные, а при подтоке вод из отложений, содержащих гипс и пирит, — в суль- фатные. В зоне активного водообмена преобладают гидрокарбонатные кальциевые и магниево-кальциевые воды с минерализацией 0,2—0,5 г/л f НСО375 СИ8> \ 0,2 Са57М 25 у хлоРидно’гиДРокаРбонатные кальциевые с минера- “ no no / ( и НСО359С132\ _ чизациеи 0,2—0,3 г/л М0,г 62 м 19 )• Эти воды переходят к во- стоку и северо-востоку в гидрокарбонатно-хлоридные натриевые /,. С158 НСО3 28 \ - а , а с / / М011 63 с 23j и кальциево-натриевые с минерализацией 0,1—0,6 г/л, а затем в хлоридные натриевые с минерализацией 0,1—0,8 г/л (Cl 81 НСО315 \ .. . ^М08---------——у .Меньше распространены (преимущественно на севере) сульфатно-хлоридные натриево-кальциевые, хлоридно-сульфат- SO4 44C133\ ные кальциевые ( Мо,б~--------) и хлоридно-гидрокарбонатно-суль- \ Са 87 Mg 13 } , (SO4 39 НСО3 33 Cl 28 X (ватные натриево-магниево-кальциевые Моз-------------*------- - к Са 44 Mg28 (Na+K) 28 J Изменения в составе слабоминерализованных вод в зоне активного' водообмена представляют особый интерес для прогноза условий водо- снабжения и поисков месторождений полезных ископаемых. В районе с. Струговой Буды, несмотря на значительную глубину залегания (до 258 м), воды имеют минерализацию меньше 1 г/л и состав. „ SO4 43 НСО3 42 М07--------------. ’ (Na+K) 50 Са 26
260 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД В связи с ухудшением условий водообмена с вышележащими го- ризонтами и, возможно, с местным подтоком снизу минерализация вод повышается до 1,2—1,6 г/л, что наблюдается преимущественно в юго- восточной части территории. Состав этих вод характеризуется форму- ,, C146SO437 , C168SO424 , u . лами: All 6-------— (с. Шукавка), Мм----------------- (г. Ьобров), ’ (Na+K) 89 V ’ (Na+K)55Ca29 SO460 HCO334 , _ . Cl 57 SO4 22 , „ . . Mi 2--------5—(с. Орловка), Mi 2------------- (хут. Вихлянцевскии). ’ Са 63 Mg 37 ’ Са 52 (Na+K) 26 С погружением водовмещающей толщи минерализация постепенно возрастает до 2,7—113,3 г/л. При этом в северном направлении к го- родам Липецку и Данкову увеличение минерализации сравнительно небольшое, как и в северо-западной части территории (с. Стругова Буда) в водах наблюдается повышенное содержание сульфатов. Воды SO4 49 Cl 42 . г. . SO456 C141 , „ имеют состав: М27—2--------(с. Озерки) и М49-----------(с.Сторожев- ' (Na+K) 99 ' (Na+K) 86 v н v , .. C153SO440 . п . Cl 73 SO4 27 . „ . ские Хутора), M45 ----------(г. Липецк),Mg i-----------(г. Данков). J V ' (Na+K) 84 v ’ (Na+K) 66 Ca 32 V ’ В направлении к г. Чаплыгину содержание сульфатов заметно умень- шается и воды переходят в хлоридные натриевые / Мго,з _)_^)69С 15)' Минерализация значительно возрастает (до 66,3— 113,3 г/л) в восточном и северо-восточном направлениях. В Тамбове, с. Ржаксе и пос. Инжавино развиты исключительно хлоридные натриевые рассолы:М68>8 ~ Тамбов), М63,3 —— — - , (Na+K) 63 Са 24 (Na+K) 63 Са 21 С1 99 (Ржакса), Мшд — — — (Инжавино); к Борисоглебску они перехо- /.. С198 дят в кальциево-натриевые рассолы (М87,э ———60 26- а в районе оз. Ci 99 ' Ильмень — Mg4,2 —------5б~са30 С минеРализацие^ 87,2—94,2 г/л для .. С1 98 верхней водоносной пачки и Мц33 ----------------- с минерализацией ’ (Na+K) 57 Са 29 113,3—117,0 г/л для нижней. В зоне активного водообмена общая жесткость вод 1,2—12,8 мг-экв, карбонатная — 1,2—3,3 мг-экв. Содержание свободной углекислоты до 3,7—8,4 мг/л, кремнекислоты — 0—16,8 мг/л, железа—0-1,5 мг/л, редко до 6,8 мг/л, аммиака — 0—0,8 мг/л, нитратов — 0—10 мг}л, в одном случае до 55,8 мг/л, нитриты обычно отсутствуют, иногда следы, редко содержание до 1,7 мг/л. Окисляемость по кислороду 0,3— 10,0 мг/л. Концентрация водородных ионов 7,0—8,1, т. е. среда от ней- тральной до слабощелочной. Исключением являются районы г. Новой Усмани, с. Нижнего Мамона, а также район г. Павловска и оз. Иль- мень. Здесь в ряде пунктов (села Малышево, Парусное, хут. Красный, .с. Гаврильск, оз. Ильмень и др.) значение pH снижается до 5,5—5,0, г. е. среда слабокислая. Воды старооскольско-черноярских отложений характеризуются коли-титром 333, который нередко снижается до 56—4, что указывает на наличие местного бактериологического загряз- нения. Из микрокомпонентов выявлено (в мг/л)-. фтора—0—2,0; алю- миния— 0—4,2; никеля — 0—0,6; меди — 0—0,05; цинка — от следов до 0,05; свинца — от следов до 0,01; марганца—следы. Бром обнару- жен в городах Чаплыгине, Тамбове и Борисоглебске в количестве соответственно (в мг!л)\ 42,5; 194; 200. Содержание брома увеличи- .вается к востоку, в направлении к оси Пачелмского прогиба. Йод
ВОДЫ ДЕВОНСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ 261 выявлен в г. Чаплыгине, с. Ржаксе, пос. Инжавино. г. Борисоглебске и у оз. Ильмень, где содержание его соответственно равно (в мг/л): 0,8; 2; 4,8; 5,4; 5,2. Воды старооскольско-черноярского водоносного комплекса доволь- но интенсивно эксплуатируются для водоснабжения в краевой полосе его распространения, особенно в Семилуках, Воронеже и в районе Старого Оскола. При погружении под ястребовские глины эти воды теряют значение как источник водоснабжения из-за повышения мине- рализации, увеличения глубины залегания и наличия более доступных водоносных горизонтов девона. Мосоловский водоносный горизонт (Dj/ns) распро- странен севернее и северо-восточнее линии, проходящей примерно южнее г. Новозыбкова на с. Воронок, южнее г. Севска на Курск, к г. Губкину, на с. Гремячье, Воронеж, пос. Давыдовку, западнее г. Бу- турлиновки и с. Белой Горки и затем уходит за пределы рассмат- риваемой территории. В пределах оконтуренной площади развития мосоловского водоносного горизонта фиксируются участки его отсут- ствия на выступах кристаллического фундамента в районах г. Калача и с. Шукавки и на отдельных аномальных участках КМА в районах городов Курска, Щигров, Малоархангельска, Орла и др. На склонах этих погребенных возвышенностей и гряд водовмещающие породы выклиниваются. Водовмещающая толща представлена преимущественно известня- ками, местами с прослоями глин мощностью 0,1—1 м и песчаников в нижней части разреза. Известняки, иногда кавернозные, чаще обла- дают небольшой трещиноватостью. К мосоловскому водоносному го- ризонту относятся также самые верхние слои морсовских отложений, но только в тех случаях, когда они представлены карбонатными поро- дами и не отделены от мосоловских отложений глинами. На участках прислонения к выступам кристаллического фундамента или местами в полосе вдоль свода Воронежского кристаллического массива часто отмечается опесчанивание карбонатных пород, вплоть до замещения их песчаниками и песками, иногда грубозернистыми. Такие обводненные песчаные породы обычно относят к нижележащему морсовско-ряж- скому водоносному комплексу. В северо-западном направлении, особен- но в нижней части разреза, увеличивается глинистость с появлением прослоев мергелей и возрастает доломитизация известняков. Это за- метно уменьшает водоносность мосоловских отложений. При погруже- нии к северо-востоку существенно уменьшается трещиноватость извест- няков, что также снижает водоносность горизонта. Местами встре- чаются прослои песчаников, например в районе г. Кирсанова. Коэффициент фильтрации водовмещающих пород изменяется от 0,02 до 6,9 м/сутки (табл. 20). Мощность водоносного горизонта увеличи- вается от границы его распространения с погружением слоев от 0,6— 2,3 до 30—42 м, а в крайней северной части территории до 50—60 м. Водоупорной кровлей на преобладающей площади служат черно- ярские глины. В юго-восточном районе кровля представлена глинами нижних слоев воробьевских или верхних слоев самих мосоловских отложений и часто не выдержана. На участках отсутствия водоупор- ного перекрытия мосоловский водоносный горизонт взаимосвязан с водами старооскольско-черноярских отложений, чаще с их нижней водоносной пачкой. В пределах полосы залегания под мезо-кайнозой- скими отложениями кровлю слагает кимеридж-келловейский водоупор, а в юго-восточном районе — глины неокома. В этой полосе мосоловский горизонт нередко взаимосвязан с келловей-батским на западе, с сено-
262 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД Таблица 20 Изменения водопроницаемости и водообильности мосоловских отложений Районы и пункты Коэффициент фильтрации, м/сутки Удельный дебит, л/сек г. Севск 0,8 г. Курск . 0,02—6,9 0,007—0,7 с. Михайловка 0,4—3,4 0,06—1,4 г. Липецк — 0,4 г. Воронеж 0,4—1,4 0,05—0,3 г. Чаплыгин — 0,17 оз. Ильмень 0,3 0,07 с. Новый Теребуж .... 0,3 0,04 г. Борисоглебск — 0,01 с. Рожны —. 0,01 г. Задонск (с. Вороново) . . — 0,006 г. Клинцы (с. Вьюнки) . . . — 0,004 г. Брянск (с. Кокино) . . . — 0,003 ман-альбским на востоке, а в долине Дона местами и с водами аллю- виальных отложений. Водоупорной подошвой служат морсовские глины, местами нижние глинистые слои мосоловских отложений. Глубина залегания кровли колеблется в пределах от 89--119 до 430—920 л, а у северо-восточных границ территории до 1020—1080 м в зависимости от современного рельефа, степени погружения водо- вмещающих пород на северо-восток, отчасти на северо-запад и восток и в связи с уклоном доюрской эрозионной поверхности на юго-запад. Абсолютные отметки кровли колеблются от 84 до 15 м в сводовой части Воронежского кристаллического массива, снижаясь в основном на северо-восток до минус 448—677 м, а у границ территории до 870—• &40 м ниже уровня моря. В северо-западном направлении отметки кровли снижаются до минус 225—270 м. Положение уровней воды колеблется от 26,2—0,5 м выше поверх- ности земли, с наибольшей высотой подъема в долинах Воронежа, с меньшей в долинах Дона и Хопра, возрастая к водоразделам до глу- бины 59—118 м. Абсолютные отметки пьезометрической поверхности на водоразделах и в верховьях долин между Сеймом, Десной, Окой и Доном достигают 176—169 м со снижением в юго-западном направ- лении до 160 м в районе Брянска (с. Кокино), 157 м в г. Севске, 142 м у г. Клинцов, 134 м в с. Рожны. В северо-восточном направлении отметки пьезометров падают до 137 м в районе г. Задонска (пос. Во- роново), 135 м в Чаплыгине, 133 м в Липецке и 131 м в г. Данкове. На юг к долине Сейма отметки понижаются до 126 м, а в восточном направлении к долине Дона — до 118—111 м. На водоразделе между Доном и Хопром отметки пьезометров порядка 110 м со снижением до 90 м к долине Хопра у Борисоглебска, до 80 м в районе оз. Иль- мень, а в долине Дона, у границы распространения водоносного гори- зонта, определена самая низкая отметка, соответствующая 78 м абсо- лютной высоты. Судя по изменению отметок пьезометров, питание этого водонос- ного горизонта также происходит в пределах основной водораздельной площади между бассейнами Днепра, Оки и Дона. Пополнение ресурсов горизонта идет за счет просачивания вышележащих вод, преимущест- венно за пределами развития старооскольско-черноярского водоупора или на участках преобладания в разрезе покрывающей толщи водо- проницаемых пород. Основное дренирующее влияние оказывают доли-
ВОДЫ ДЕВОНСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ 263 ны Дона с притоками (Воронеж, Хопер, Оскол), прорезающие полосу с наименьшей глубиной залегания мосоловского или связанных с ним горизонтов, менее значительно влияние на юге и западе долин Днепра и его притоков (Сейм, Десна и Сож с Ипутью), с минимальным воз- действием на севере долин Оки и ее притоков — Зуши и Цны, располо- женных уже в области значительного погружения мосоловского водоносного горизонта При этом разгрузка происходит исключительно через смежные в кровле водоносные горизонты Гидростатический напор на кровлю горизонта колеблется от 65—95 м у границы распространения горизонта до 233 м к г. Задонску, 360—385 м в г Клинцах, с Рожнах и Брянске, 408 м в г Липецке, 622—671 м в районе городов Данкова и Чаплыгина, 543 м в Борисо- глебске и 757 л< у оз Ильмень В районе г Кирсанова возможно увеличение напора до 1000—1050 м. Дебит скважин (табл 21) изменяется от 0,05 до 8,9—12,5 л/сек (Севск) при понижении 1—62 м, иногда до 100—283 м (г Клинцы, оз Ильмень) Некоторые скважины оказались практически безводными, например в районе пос. Инжавино (с Красивка) или в с Струговой Буде Удельный дебит скважин колеблется от 0,003—0,07 до 0,3 — 0,8 л/сек, в единичном случае до 1,4 л/сек В целом водообильность мосоловского водоносного горизонта невелика, наибольшая водообиль- ность установлена для района Курска (см табл 20) В г Чаплыгине мосоловский водоносный горизонт опробован сов- местно с водами воробьевских слоев и морсовско-ряжским водоносным комплексом, при этом дебит составил 10 л/сек при понижении 60 м В пределах свода Воронежского кристаллического массива, в кра- евой части площади распространения мосоловского горизонта, преоб- ладают воды с минерализацией 0,3—0,9 г/л По химическому составу HCO377SOa16 \ 05 Са 74 Mg 14 ) (НСО371С123 \ и натриевым 5 ц- к.) 62 С 22 ) ’ К гиДРокарбонатно-хлоридным / .. С1 49 НСО3 45 \ иатриево-кальциевым ^М05 СД5^ 3Q j и хлоридным кальциево С186НСО.12 \ натриевым М09------------*--- . Общая жесткость этих вод колеб- \ (Na + К) 52 Са 30 J они относятся к гидрокарбонатным кальциевым лется от 1,2 до 8 мг-экв, редко до 10,8 мг-экв, карбонатная составляет 2.1—3,6 мг-экв, как исключение — 8,2 мг-экв Содержание свободной углекислоты 7,7—52,8 мг/л, кремнекислоты — 9,6—18,6 мг/л, железа — следы, местами (например, в районе Курска) до 1—2 мг/л, аммиака — 0,1—0,8 мг/л, иногда до 3 мг/л, нитраты обычно отсутствуют (редко до 3,1 мг/л), нитритов — следы, местами до 0,1—0,5 мг/л Окисляемость по кислороду 0,08—3,6 мг/л, pH 7,5—8,4 При погружении под старооскольско-черноярские глинистые отло жения минерализация вод более 1 г/л с изменением их состава от гидрокарбонатных до сульфатных и хлоридных Так, в северо-западном районе распространения мосоловского водоносного горизонта, в 5 км к северо-востоку от г Клинцов (с Вьюнки), состав воды следующий . , НСОз 63 SO4 31 М)2-—:—к юго западу от (Na -J- К) 85 Клинцов (с Рожны), вблизи гра- ницы распространения водоносного горизонта, — Мг 2 • д^ ' зоне более глубокого залегания водоносного горизонта в районе Брянска (с Кокино) воды сульфатные натриевые с еще более высокой минера-
264 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД Общая характеристика мосоловского Районы и пункты Кровля, м Мощность, м Уровень, м Глубина Абс. отм. Глубина Абс отм 1 2 3 4 5 6 Мосоловский г. Новозыбков, Брянск, Курск, (Брянская, западная часть Орловской, северо-западная часть Курской облас- тей) Курск, г. Данков, г. Семилуки (вос- точная часть Орловской, западная часть Липецкой, северная часть Курской об- ластей) г. Усмань, Тамбов, Борисоглебск (вос- точная часть Липецкой, Тамбовская об- ласть) Воронеж, г. Бутурлиновка (северо- восточная часть Воронежской области) 160—375 (+14)- — (—270) 16—60 14,7— —36,5 134-169 100—628 (J-84)— -(-471) 0—58 4-28— —117,5 111 — 176 89—1080 (-1)- — (—940) 30—60 4-26,2— —118,0 131—137 119—534 (-1)- — (—448) 0,6—42,0 +9,7— —52,0 78—110 М орсовско-ряжский г. Злынка, Брянск, г. Льгов, 210—630 (-70)- 9—19 15,8 133—160 (Брянская, западная часть Орловской, северо-западная часть Курской облас- тей) Курск, г. Ливны, г. Воронеж (вос- 107—837 — (—450) (+63)- 0—62 +53— 116—175 точная часть Орловской, западная часть Липецкой, северная часть Курской, се- веро-западная часть Воронежской об- ластей) г. Усмань, г. Тамбов, Борисоглебск 100—1150 - (-607) (+50)- До 85 —117,5 80—137 (восточная часть Липецкой, Тамбовская область) г. Усмань, г. Новохоперск (севеоо- 129—566 —(—1000) (-24)- 0,2—30 +12,5— 92—93 восточная часть Воронежской области) - (-479) —36,0 ( SO 93 \ рализацией М24 20/ северо-восточном районе распрост- ранения мосоловского водоносного горизонта, южнее Воронежа, у г. Новой Усмани, вскрыты гидрокарбонатные кальциевые воды с минерализацией 0,5 г/л, в районе г. Задонска (с. Вороново) воды SO466HCO328 имеют состав Мцз —-— — а ВСего лишь в нескольких километ- (Ма -р К) 89 рах к северо-востоку от Новой Усмани, в сторону погружения SO46IC139 „ „ водоносного горизонта, — 9------------. Здесь же pH снижается Н ’ (Na 4-К) 78 Са 13 1 до 5,0 с переходом среды из слабощелочной в слабокислую. Аналогичные воды вскрыты и севернее Воронежа (с. Чертовицы). „ „ SO4 51С142 .. , В г. Липецке состав воды: М40----------------- • Наибольшая мине- ’ (Na + К) 84 рализация вод этого типа отмечена в районе г. Усмани (с. Сторо- v , ,, SO458CI41 „ жевские Хутора): М5 5 86 • Таким образом, на север и северо- запад от зоны пресных вод (к Воронежу, Липецку и Брянску)
ВОДЫ ДЕВОНСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ 265 и морсовско-ряжского водоносных горизонтов Т а б л и ц а 21 Напор, м Дебит, л/сек Понижение, м Удельный де- бит, л! сек Коэффициент фильтрации, м/сутки Минерализа- ция, г/ 1 Общая жест- кость. мг экв 7 8 9 10 11 12 13 водоносный, горизонт 15,0—100,0 0,003—1,4 0,04—3,4 0,3—2,4 2,9—10,8 140—385 0,3—12,5 65—622 0,5—8,9 4,4—45,0 0,006—0,8 0,02—6,9 0,4—4,8 1,9—29,1 408—1050 0,05—10,0 60—283 До 0,4 До 0,3 1,7—110,2 — 95—560 0,2—3,2 1—45 0,05—0,3 0,4—1,4 0,4—51,6 1,2—11,0 и более водоносный комплекс 190—195 6,4—6,6 0,4—7,7 0,8 5,6—38,0 0,5—11,6 — 62—655 0,2—44,4 1,0—59,9 0,01—9,8 0,1—71,2 0,3—16,7 3,7—5,6 и более 60—1100 0,002—0,8 До 368 До 0,2 — 0,8—125,7 — До 405—473 До 5,0 До 12,4 До 0,4 1,5 0,5-64,8 5,0—456,0 прослеживается зона сульфатных вод, с повышением содержания хлоридов до перехода вод в сульфатно-хлоридные в районе г. Клин- цов. В восточном и северо-восточном направлениях от зоны пресных вод отмечается более значительное повышение минерализации — до рассолов, с развитием только хлоридиых вод. Так. если в районе г. Боброва, восточнее г. Левой Россоши (с. Мосальское), вскрыты воды C166SO425 тт состава Mi л--------1----- , то восточнее, к югу от г. Новохоперска (Na + К) 64 Са 20 J н (хут. Вихлянцевский), содержание сульфатов в воде резко сни- жается, а минерализация повышается до 51,6 г/л, и воды пере- ходят в хлоридные натриевые рассолы. С дальнейшим погру- жением водоносного горизонта в нем появляются рассолы состава MQ61 ------С1 1 —---(Борисоглебск), а в районе г. Поворино (оз. Иль- (Na-|-К) 63 Са26 . .. С1 100 мень) —М j j о 2 1 • ’ (Na -J- К) 52 Са 33 Из микрокомпонентов в водах мосоловского горизонта в зоне опреснения выявлено (в мг/л)-. фтора — от следов до 2,0; алюминия — 0—16,4; марганца — 0—1,5. Брома и йода не обнаружено. При повы-
266 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД шенной минерализации вод содержание фтора равно 0,1—3,5 мг/л, свинца — следы, меди — 0—0,008 мг/л. Кроме того, в воде обнаружен бром: в с. Рожнах — 2,1 мг/л, в Сторожевских Хуторах (в 15 км к северо-востоку от г. Усмани) — 5 мг/л. В Борисоглебске содержание брома возрастает до 250 мг/л и выявлен йод в количестве 9,3 мг/л, а по скважине в районе оз. Ильмень брома — до 364,3—427,0 мг/л, йода — 3,7—5,1 мг/л. Мосоловский водоносный горизонт даже в зоне пресных вод экс- плуатируется мало, чаще совместно с келловей-батским и морсовско- ряжским водоносными горизонтами (например, в городах Курске и Железногорске). Самостоятельное его значение как источника водо- снабжения небольшое из-за малой водообильности и трудности вы- явления участков с повышенной трещиноватостью известняков, обла- дающих хорошей водоотдачей. Морсовско-ряжский водоносный комплекс (Darz—mr) распростра- нен к северо-востоку от линии, проходящей южнее г. Злынки и пос. Климова к Льгову и юго-западнее Курска (см. табл. 21). Далее граница ломаной линией проходит на с. Тербуны, Воронеж, г. Усмань, откуда поворачивает к югу на с. Листопадовку и, проходя западнее г. Новохоперска, уходит за пределы рассматриваемой территории (см. рис. 35). По характеру водовмещающих пород морсовско-ряжский водонос- ный комплекс существенно отличается от вышележащего мосоловского горизонта и ниже залегающего протерозой-архейского комплекса. Вхо- дящие в него отложения представлены фациями с закономерными изменениями их литологического состава. Это позволяет наметить даль- нейшее расчленение морсовско-ряжского водоносного комплекса. В нем выделяются два относительно самостоятельных водоносных горизонта (верхнеморсовский и ряжский), разделенных относительным водоупо- ром (нижнеморсовским). Верхнеморсовский водоносный горизонт (D2w2) распространен к северу и северо-востоку от района г. Севска—г. Щиг- ров, в пределах развития прибрежно-лагунных, местами дельтовых фаций слабо осолоненной и осолоненной лагун. Водовмещающие по- роды представлены переслаиванием песчаников, алевролитов с гли- нами верхней пачки морсовских отложений. Воды этой песчано-глини- стой пачки составляют верхний порово-трещинный водоносный под- горизонт. Севернее линии, проходящей примерно от г. Клинцов на поселки Комаричи, Кромы, Колпны, города Задонск, Котовск и далее на восток южнее г. Кирсанова (см. рис. 35), в пределах развития фаций осолоненных лагун в разрезе нижней глинистой пачки морсов- ских отложений увеличиваются количество и мощность прослоев кар- бонатных пород, но трещиноватость доломитов, известняков и мер- гелей слабая; проявления карста не отмечались. Появление прослоев ангидрита и гипса, суммарная мощность которых к северу возрастает до 10—15 м, оказывает существенное влияние на химический состав подземных вод, обогащая их сульфатами. Воды верхней, более трещиноватой части карбонатно-сульфатной пачки морсовских отложений составляют нижний трещинный водонос- ный подгоризонт. Нижнеморсовский водоупорный горизонт (V>2fnr\) развит также к северу и северо-востоку от районов г. Севска — г. Щиг- ров. Он представлен нижней глинистой пачкой, а севернее г. Клинцов, пос. Кромы, г. Котовска — нижней глинистой частью карбонатно-суль- фатной пачки морсовских отложений.
ВОДЫ ДЕВОНСКИХ ОТЛОЖЕНИИ 267 Рижский водоносный горизонт (Darz) распространен в пределах ложбин и понижений в кровле кристаллического фунда- мента, выполненных рижскими песками, разнозернистыми, местами мелкозернистыми, с прослоями песчаников с глинистым, железистым, иногда гипсовым цементом. К этому же водоносному горизонту отно- сят и образования прибрежной фации этих отложений — обводненные морсовские и мосоловские пески, от мелкозернистых до гравелистых, наиболее широко распространенных в районах городов Севска, Курска, Щигров. Коэффициент фильтрации у границ распространения водонос- ного комплекса изменяется в пределах 0,1—71,2 м/сутки, достигая наибольших значений для гравелистых песков рижского водоносного горизонта в районах Курска и Железногорска. По мере погружения водовмещающих пород, особенно для верхнеморсовской пачки пере- слаивания песчаных и глинистых пород и карбонатно-сульфатной пачки, коэффициент фильтрации снижается практически до нуля. Раз- дельное опробование водоносных горизонтов почти не проводилось, по- этому ниже приводится характеристика морсовско-ряжского водонос- ного комплекса в целом. Суммарная мощность водоносного комплекса в краевой зоне его распространения колеблется от 0—2 до 20—30 м, севернее составляет 10—85 м при максимальной величине на участках депрессий в кристал- лическом фундаменте, выполненных рижскими песчаными отложе- ниями. Мощность верхнеморсовского водоносного горизонта колеблется от 0—2 до 30—45 м, рижского — от 0—5 до 30—40 м. Мощность раз- деляющего их нижнеморсовского водоупора изменяется от нуля в кра- евой зоне в районе городов Севска, Курска и Щигров, возрастая до 30 м между этими районами и линией г. Клинцы — пос. Кромы — г. За- донск — г. Котовск. К северу от этой линии мощность водоупора вновь уменьшается до 15—10 м. Водоупорная кровля морсовско-ряжского водоносного комплекса сложена верхними прослоями глин морсовских, иногда нижними про- слоями глин мосоловских отложений. Однако этот водоупор не выдер- жан, и верхнеморсовский водоносный горизонт нередко взаимосвязан с мосоловским. Прн залегании комплекса под мезо-кайнозойскими отложениями северо-западнее г. Губкина кровлю слагает кимеридж- келловейский водоупор. На участках домезозойских размывов, напри- мер в районе Курска, имеется довольно тесная взаимосвязь с келловей- батским водоносным горизонтом. Водоупорная подошва комплекса обычно отсутствует, лишь иногда ее роль играет глинистый элювий образований кристаллического фундамента или глинистые верхние слои верхнепротерозойских отложений. Глубина залегания кровли водоносного комплекса возрастает пре- имущественно в северо-восточном направлении в соответствии с пре- обладающим уклоном водовмещающих слоев и колеблется в зависи- мости от современного, а местами и домезозойского рельефа. Наи- меньшая глубина составляет 100—192 м при максимально выявленном значении до 722—920 м, с наибольшим возможным погружением у северо-восточных границ территории до 1060—1150 м. Абсолютные отметки кровли в том же направлении снижаются от 63—20 до минус 590—798 м при наиболее низкой отметке минус 890—1000 м. Положение уровней изменяется от 12,5—0,05 м выше поверхности земли до 5,5—117,5 м ниже ее. Наибольшие абсолютные отметки пьезометрической поверхности установлены в районах Курска, с. Ми- хайловки, Брянска, с. Нарышкина, городов Новосиля, Данкова, т. е. в пределах основного водораздела бассейнов Днепра, Оки и Дона.
268 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД В этих районах отметки достигают 175—150 м. Южнее, к долине Сей- ма, они снижаются до 125—116 м, в западном направлении, к долине Днепра, до 133 м (с. Рожны), в северо-восточном, к долине Оки, до 98 м. (Тамбов) и восточном, к долине Дона, до 137 м (г. Задонск), а далее к долине Хопра до 93—80 м (район Борисоглебска). Обращает на себя внимание понижение абсолютных отметок пьезометров вверх по течению Хопра от 93 м у с. Алферовки до 83 м у Борисоглебска и до 80 м у оз. Ильмень. По-видимому, на морсовско-ряжский водо- носный комплекс оказывают влияние более крупные долины, хотя и расположенные дальше от границ рассматриваемой территории. В противном случае отмеченная закономерность была бы нару- шена дренирующим влиянием долины Днепра. Наиболее вероятно, что между городами Новохоперском и Борисоглебском проходит во- дораздел между зонами влияния Дона (южнее Новохоперска) и влия- нием Волги (севернее и восточнее Борисоглебска). Этому способствует и выклинивание водовмещающей толщи к своду Воронежского кри- сталлического массива, пересекаемого Доном, что снижает его влияние на рассматриваемый водоносный комплекс. До пересечения Доном границы распространения водоносного комплекса влияние этой реки несомненно, хотя и ослаблено. Также достоверно установлено и дре- нирующее влияние Днепра в западных районах. Основной поток вод комплекса направлен к юго-востоку и востоку по простиранию водо- вмещающей толщи. Местами естественное положение пьезометрической поверхности нарушено в результате эксплуатации водоносного комп- лекса. Так, в районе Курска уровни в пцеделах развивающейся здесь депрессионной воронки понизились на 8,5—37,4 м по сравнению с от- метками в 1929 г. Развивается депрессионная воронка и в районе г. Железногорска. Питание водоносного комплекса происходит только за счет подтока из смежных водоносных горизонтов, преимущественно из вышележащих, как на водоразделах, так и в верховьях притоков основных рек. Ряжский водоносный горизонт подпитывается и водами зоны выветривания кристаллического фундамента. Воды повсеместно напорные, с величиной напора от 60—221 до 655—880 м, возможно, до 1000—1100 м. Водообильность комплекса различная. Удельный дебит скважин изменяется от 0,01 до 9,8 л/сек, снижаясь до 0,002—0,00003 л/сек. при погружении водоносного комплекса (пос. Нарышкино, города Но- восиль, Задонск, села Ржакса, Красивка). Местами в зоне погружения скважины оказывались практически безводными (с. Стругова Буда, города Чаплыгин, Липецк), хотя иногда и здесь удельный дебит уве- личивается до 0,2—0,8 л/сек (оз. Ильмень, села Алферовка, Рожны). Дебит скважин колеблется от 0,0р2—0,02 до 0,2—44,4 л/сек (города Курск, Железногорск) при понижении от 1—59,9 до 105,1—368,0 м. При фонтанировании дебит скважин достигал 0,8—1,2 л/сек. Наиболь- шую водообильность комплекс имеет в краевой зоне, где развита пес- чаная фация и удельный дебит скважин достигает наибольших из приведенных выше значений. В центральном районе краевой зоны распространения (города Же- лезногорск, Курск, Щигры) воды имеют минерализацию менее 1 г/л. Их химический состав характеризуется формулами: Мо.з 28— > .. НСО3 60С136 . НСО359С136 С162НСО337 1*10 Ч Ч ‘« 1*10 4 ' 1 ’ Са 43 (Na + K) 37 ’ (Na + К) 48 Са 28 ' (Na + K)52Ca27 Cl 70 НСО3 26 л Мо 8-----------—По мере погружения водосодержащих слоев минер-а- ' Са 60 (Na + К) 30
ВОДЫ ДЕВОНСКИХ ОТЛОЖЕНИИ 269 лизация вод возрастает к северо-западу до 4,1 —11,6 г/л (с Вьюнки, пос. Нарышкино, села Рожны, Кокино), к северу до 8,5—28,6 г/л (города Новосиль, Данков, Чаплыгин), к северо-востоку до 72,0—123,6 г/л (с. Сторожевские Хутора, с. Ржакса, Тамбов, с. Красивка) и к востоку до 64,8—116,5 г/л (с. Алферовка, Борисоглебск, оз. Ильмень). При этом в районе г. Задонска вскрыты воды состава Мг i - 76 НС°3 20— в ра^оне ’ (Na + К) 87 Са 9 SO 88 пос. Нарышкино и г. Клинцов (с. Вьюнки) соответственно М* i-------------- ’ (Na -4- К) 53 Са 32 и М3.8 ~N _|_pQ47g зз~ ’ к Раионам Брянска (с. Кокино), г. Новосиля и с. Сторожевские Хутора воды переходят в хлоридно-сульфатные натриевые состава соответственно: .. SO* 56 С1 42 ,. SO* 57 Cl 42 Ми е -----i---------> Ms 5 ------*-------- И ' (Na + К) 76 Са 16 ’ (Na + K)79Cal5 западнее, в с. Рожнах,—в сульфатно-хлоридные С1 46 SO* 42 SO* 60 С1 38 М6 1---------------, а (Na — К) 84 Са 9 натриевые состава М* 6 - ’ (Na 4-К) 80Са 12 В районе г. Клинцов (с. Рожны) происходит смешение сульфат- ных вод типа вскрытых у с. Вьюнки и пос. Нарышкина с хлоридными водами Днепровско-Донецкой впадины. Такое же смешение, несомнен- но, имеет место и в районе г. Данкова, где развиты воды состава ,, CI64 SO* 36 Mie 7--------------, но здесь подток хлоридных вод интенсивнее и идет (NaК) 74 Са 14 от Пачелмского прогиба, так как уже в г. Чаплыгине вскрыты воды С1 93 состава Мгв е--------------, даже при смешении с менее минерализован- на + К) 46 Са 41 ными водами воробьевского и мосоловского горизонтов. В северо-во- сточной и восточной частях территории распространены хлоридные кальциево-натриевые рассолы. В Алферовке (близ г. Новохоперска), Ржаксе, Борисоглебске, Тамбове, в районе оз. Ильмень, с. Красивке состав рассолов характеризуется обобщенной формулой ал С| 98 — 100 . , Мб4 3-125,7 -------------------с повышением минерализации от Алфе- (Na-r К) 53— 71 Са 19 — 32 ровки (64,3 г/л) и с. Ржаксы (72 г/л) к пос. Инжавино (123,6 г/л) и оз. Ильмень (125,7 г/л). В районе оз. Ильмень, по данным опробова- ния в разные годы в различных лабораториях, минерализация вод колебалась от 110,6 до 125,7 г/л, с АЛ С1 100 Л. Mi 10 6------------ ДО М125 7 ' (Na + К) 52 Са 32 А 1 (Na + К) 71 Са 19 В районе пос. Инжавино (с. Красивка) опробованы раздельно верхнеморсовский и ряжский водоносные горизонты. Состав рассолов в основном оказался аналогичным, но минерализация рижского гори- зонта оказалась несколько ниже (120,4 г/л). Кроме того, в нем сни- жается содержание брома, но увеличивается количество йода и же- леза. Общая жесткость пресных вод колеблется в основном от 3,7 до 5,6 мг-экв, карбонатная — от 1 до 4,3 мг-экв. Содержание свободной углекислоты 3,8—85,2 мг/л, железа-—0—0,5 мг/л, аммиака — от сле- дов до 2 мг/л, нитраты редко встречаются, но не выше следов, нитри- тов — 0—0,05 мг/л. Окисляемость по кислороду 0,95—1,6 мг/л. Кон- центрация водородных ионов 6,9—7,9 — среда от нейтральной до слабощелочной. Содержание микрокомпонентов колеблется: фтора—от изменением состава от С1100
270 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД следов до 0,9 мг/л, радия — не выше следов Брома и йода не обна- ружено Остальные микрокомпоненты не определялись. Для высокоминерализованных вод и рассолов общая жесткость колеблется в пределах 28—456 мг-экв, карбонатная — 3,1—455,0 мг-экв. Содержание свободной углекислоты 22,2—55,0 мг/л, кремнекислоты — 6,4—10,0 мг/л, аммиака—1,4—62,5 мг/л, а при совместном опробова- нии с мосоловским водоносным горизонтом в районе оз Ильмень достигает максимума — 266,7 мг/л. Железа содержится от следов до 37 мг/л (район оз Ильмень, г Чаплыгин), нитритов и нитратов не обнаружено Окисляемость по кислороду по единичным определениям 1,1—126,6 мг/л Концентрация водородных ионов 7,2 (с. Вьюнки), 7,0 (с. Кокино), 6,7 (с Ржакса), среда в основном нейтральная, но на участке оз Ильмень переходит в слабокислую с pH = 5,5. Из микро- компонентов в этих водах обнаружено (в мг/л): фтора — от следов (район пос Нарышкино) до 2,0 (с Кокино); меди — до 0,02, марган- ца— до 1,4, брома — от 4—25 (села Рожны, Кокино) и 79,1 (Чаплы- гин) до 210—277 (Тамбов, Борисоглебск), с максимумом до 359—440 (оз Ильмень, с Красивка). В районе городов Данкова, Новосиля, Задонска бром не обнаружен Йод выявлен в количестве от следов (с. Рожны) — 1,4 мг/л (г Чаплыгин) до 2,1—5,6 мг/л (Тамбов, оз. Ильмень, с. Красивка) В пос. Нарышкино, городах Новосиле, Задонске йод отсутствует Для водоснабжения морсовско-ряжский водоносный комплекс эксплуатируется в основном в Курске, Железногорске и одиночными скважинами вдоль границы его распространения с наименьшей глуби- ной залегания и наибольшей водообильностью На остальной площади его развития возможности использования для водоснабжения ограни- ченны из-за значительной глубины залегания, повышенной минерализа- ции и пониженной водообильности Воды с высокой минерализацией и содержанием специфических микрокомпонентов представляют инте- рес в качестве лечебных. * * * Девонская водоносная система состоит из большого количества в разной степени взаимосвязанных водоносных горизонтов Эти водо- носные горизонты постепенно погружаются от свода Воронежского кристаллического массива к его периферии, в основном в северо-вос- точном, отчасти в северо-западном и юго-восточном направлениях По мере погружения водовмещающих пород воды из безнапорных перехо- дят в напорные, с увеличением величины гидростатических напоров на кровлю водоносных горизонтов Водоупорную кровлю девонской водоносной системы на преобла- дающей площади слагают глины юры, реже неокома, а по склонам долин, прорезающим мезозойские отложения, — глинистые четвертич- ные отложения Это водоупорное перекрытие не имеет сплошного развития, и воды девонских отложений нередко взаимосвязаны с во- дами вышележащей мезо-кайнозойской толщи Наиболее выдержанным водоупорным основанием являются глинистые и гипсоносные морсов- ские отложения Этот водоупор к границе распространения девонской водоносной системы выклинивается и не изолирует ее здесь от ниже- лежащих вод зоны выветривания кристаллического фундамента К то чу же воды ряжских песчаных отложений непосредственно соприкасаются с водами зоны выветривания докембрийских образований Из промежуточных водоупоров наиболее широко распространены и относительно выдержаны глины старооскольско-черноярских и ниж-
ВОДЫ ДЕВОНСКИХ ОТЛОЖЕНИИ 271 нещигровско-ястребовских отложений. Этот водоупор в значительной мере затрудняет взаимосвязь преимущественно трещинно-карстовых водоносных горизонтов верхнего девона с преимущественно поровыми водоносными горизонтами среднего девона. Из остальных промежу- точных водоупоров наиболее важны задонские глины и плотные гли- нистые известняки, петинскне глины, семилукские глины и монолитные известняки. Между отдельными водоносными горизонтами имеются и другие водоупоры, характеризующиеся прерывистым распространением. Анализ материалов, приведенных выше при характеристике от- дельных водоносных горизонтов девонских отложений, выявляет ряд закономерностей в соотношениях и изменениях уровней, в степени водообильности и химическом составе вод этих горизонтов. Наиболее высокие абсолютные отметки уровней всех водоносных горизонтов девонской системы отмечаются на основном водоразделе бассейнов Дона, Днепра и Волги с ее притоком Окой, что определяет расположение области питания в центральной части рассматриваемой территории, примерно соответствующей своду и верхней части северо- восточного склона Воронежского кристаллического массива. Отме- чается смещение районов максимальных отметок уровней в южном направлении для водоносных горизонтов более древних отложений. Такое смещение соответствует более южному расположению границ выклинивания водоупорных перекрытий древних водоносных горизон- тов по сравнению с более молодыми, а также наличию в кровле вдоль границ распространения соответствующих водоносных горизонтов наи- более водопроницаемых пород. Это облегчает условия инфильтрации вод из вышележащих горизонтов. Для наиболее глубоких водоносных горизонтов, особенно среднедевонских, вдоль границы их распростра- нения намечается некоторое смещение максимальных отметок уровней к северо-западу. Возможно, это является следствием выклинивания в юго-восточной части свода кристаллического массива мосоловских и ряжско-морсовских водовмещающих отложений, при относительно бла- гоприятных условиях питания соответствующих водоносных горизонтов на северо-западных склонах Воронежского массива. На водоносные горизонты, залегающие стратиграфически выше черноярских отложений, основное дренирующее влияние оказывает долина Дона, влияние Днепра сказывается слабее и преимущественно северо-западнее и западнее Курска и Брянска. Долина Оки является дреной почти исключительно для водоносных горизонтов верхнего девона. Самые низкие отметки уровней морсовско-ряжского водонос- ного комплекса выявлены в восточной части территории (район Бори- соглебска), где он расположен относительно близко к долине Волги, и, видимо, испытывает ее дренирующее влияние более сильно, чем влия- ние долины Дона. В соответствии с расположением областей питания и разгрузки основной поток подземных вод рассматриваемой территории направлен на юго-восток, по простиранию водовмещающих слоев. Меньший уклон пьезометрическая поверхность имеет к юго-западу, с перемещением вод вверх по падению пластов. Движение подземных вод в северной части территории происходит к долинам Оки и верховьев Дона, почти по падению пластов. Верхние водоносные горизонты девона испытывают дренирующее влияние даже небольших притоков основных рек. По мере увеличения глубины залегания водоносных горизонтов дренирующее влияние долин ослабевает, количество дрен постепенно сокращается и на са- мые нижние водоносные горизонты оказывают влияние только наи-
272 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД более глубокие долины таких рек, как Днепр, Дои и Волга. Это обу- словливает более выдержанное направление движения вод глубоких горизонтов по сравнению с меняющимся направлением движения вод верхних горизонтов к местной гидрографической сети. Указанные изменения в положении свободных уровней и пьезо- метрической поверхности разных водоносных горизонтов проявляются и в относительном расположении уровней по вертикали. На водораз- делах, как правило, уровни по,нижаются от верхних горизонтов к нижним. По долинам соотношение меняется на обратное, но только для тех водоносных горизонтов, которые попадают в зону дренирую- щего влияния той или иной долины. Для более глубоких водоносных горизонтов, на которые эрозионная сеть из-за недостаточной глубины вреза влияния уже не оказывает, соотношение уровней остается таким же, как на водоразделах, т. е. по мере увеличения глубины залегания горизонта уровни снижаются сверху вниз. Это создает условия, бла- гоприятные для питания нижних водоносных горизонтов за счет ин- фильтрации воды из вышележащих не только в пределах водоразделов, но и в некоторых долинах. Количество таких «питающих» долин воз- растает для относительно глубоких водоносных горизонтов по сравне- нию с более близкими к поверхности. Наоборот, в пределах дрени- рующих долин создаются условия, благоприятные для разгрузки нижних водоносных горизонтов в верхние, но только в пределах глубины их дренирующего воздействия. Закономерность снижения уровней от верхних водоносных горизон- тов к нижним на водоразделах при обратном соотношении для долин иногда нарушается в зависимости от степени водопроницамости пород; по более водопроницаемым пластам интенсивнее и дальше от дрен сказывается влияние долин, по менее водопроницаемым это влияние затухает на сравнительно меньших расстояниях. То же явление про- исходит, несомненно, и при передаче напора от области питания на область транзита; по слабо трещиноватым пластам энергия напора интенсивнее расходуется на преодоление сопротивления движению вод, и уровни в них устанавливаются на более низких отметках, чем в хорошо проницаемых пластах. Водообильность трещинно-карстовых и трещинных водоносных горизонтов наибольшая по долинам, особенно по их склонам, и резко снижается на водоразделах; в пределах последних нередко скважины оказываются безводными. То же наблюдается и по мере погружения водовмещающнх пластов; вдоль границ распространения водоносные горизонты более обильны, чем в погруженных зонах. Причины этой закономерности кроются в характере и генезисе трещин. Трещины напластований и тектонические трещины в сводах антиклинальных пе- регибов пластов, а также трещины отпора, образовавшиеся при раз- грузке горного давления в процессе формирования долин, наиболее интенсивно «раскрываются» в пределах склонов долин (современных и погребенных) в результате влияния метеорологических факторов и механического, физического и химического воздействия подземных вод, вплоть до проявления карста. Именно вблизи дрен наблюдаются наи- большие гидравлические уклоны, особенно при врезе долии в водо- вмещающую толщу, что предопределяет интенсивную разработку пер- вичных трещии и развитие наиболее мощной зоны выветривания. Это характерно для карбонатной толщи Центрального девонского поля по долинам Оки, Дона и их притоков. Местами водообильность горизонтов даже в тальвегах долин снижается, что, по-видимому, объясняется смывом зон выветривания
ВОДЫ ДЕВОНСКИХ ОТЛОЖЕНИИ | 273 при углублении долин, «залечиванием» трещин солями, выпадающими из подземных вод при уменьшении гидравлических уклонов, и запол- нением трещин продуктами выветривания и их кольматажем при по- следующем перекрытии позднейшими осадками. Последнее — наиболее частое явление в погребенных долинах. На развитии трещин, а сле- довательно, и на водообильности горизонтов сказывается и литологи- ческий состав водовмещающих пород — в более чистых карбонатных разностях трещиноватость и закарстованность развиваются интенсив- нее, чем в глинистых, доломитизированных или окремнелых. На водо- разделах гидравлические уклоны положе, мощность трещиноватых зон меньше и трещиноватость слабее. Затухает трещиноватость и при увеличении глубины залегания водовмещающих слоев. Все более уси- ливающаяся эксплуатация подземных вод приводит к возникновению крупных депрессионных воронок, с увеличением в их пределах гид- равлических уклонов. Это также способствует промывке трещин и их развитию. Водообильность поровых водоносных горизонтов менее отчетливо связана с рельефом. В основном она зависит от распространения фа- ций. Наиболее водообильны эти горизонты в пределах развития крупнозернистых отложений проточных вод и древних прибрежных фаций, наименее — в пределах фаций лагун и глубоких зон открытого моря, с преобладанием глинистых осадков. Большое значение имеют степень цементации водовмещающих пород, а также характер и состав цемента. Гидродинамические условия определяют закономерности в изме- нениях химического состава и степени минерализации водоносных горизонтов. В области питания преимущественно распространены гид- рокарбонатные воды с минерализацией меньше 1 г/л. На участках с благоприятными условиями для инфильтрации атмосферных осадков воды обычно гидрокарбонатные кальциевые. При относительно более благоприятных условиях для подтока вод из более глубоких водонос- ных горизонтов воды переходят в гидрокарбонатные натриевые, а местами — в хлоридно-гидрокарбонатные и гидрокарбонатно-хлорид- ные. Иногда встречаются хлоридные воды, но и их минерализация не превышает 1 г/л. При наличии во вмещающей толще доломитов в водах заметно возрастает содержание магния, до перехода вод в магниевые. Обогащение пород пиритом или появление включений гипса обычно сразу сказывается в повышении содержания в водах сульфатов. Обычно среда нейтральная или слабощелочная, но местами pH снижается до 5,0—5,5 и среда становится слабокислой. При этом отмечается снижение pH от 5,9—5,7 до 5,5—5,0 к нижним водоносным горизонтам, непосредственно лежащим на кристаллическом фунда- менте. Это отмечено в районах с. Нижнего Мамона, городов Новой Усмани, Павловска, Жердевки и оз Ильмень. В первом из них выяв- лено сульфидное медно-никелевое оруденение в основных породах до- кембрия. Возможно наличие и других участков аналогичного харак- тера. Мощность зоны пресных вод па водоразделах обычно больше, чем в крупных долинах, где она уменьшается за счет подтока мине- рализованных вод с глубины. В юго-западном направлении граница вод с минерализацией менее 1 г/л смещается значительно дальше от свода кристаллического массива, чем в северо-восточном направле- нии. Несомненно, это является следствием изменения гидродинами- ческих условий, когда поток вод в девонской толще к долине Дона идет из северо-восточной зоны высокоминерализованных вод с обрат- ным уклоном к падению пластов. По юго-западному склону поток
274 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД вод направлен от области питания с пресными водами с прямым уклоном, что облегчает проникновение этих вод на большие глубины. По мере увеличения глубин залегания водоносных горизонтов девона и степени их погружения от свода кристаллического массива к периферии Воронежской ащтеклизы минерализация вод повы- шается до 123,6—124,7 г/л в морсовско-ряжском водоносном гори- зонте. По химическому составу отчетливо прослеживается повышенное содержание в водах сульфатов в пределах распространения гипсо- носной морсовской толщи, вплоть до перехода вод в сульфатные, в основном к северу и северо-западу от зоны пресных вод. Менее отчетливо сказывается иа составе вод загипсованность озерских от- ложений, по-видимому, из-за удаленности от границ рассматриваемой территории основных пластов гипса. Все же и в кудеяровско-лебедян- ском водоносном горизонте в северных районах отмечается иногда повышенное содержание сульфатов. В северо-восточном и восточном направлениях воды переходят в хлоридные натриевые, на участках максимального погружения нижних водоносных горизонтов — до хло- ридных кальциево-натриевых рассолов. Между этими двумя типами вод прослеживается зона с преобладанием хлоридно-сульфатных вод, при- мыкающая к полосе развития сульфатных и сульфатно-хлоридных вод, сменяющаяся далее зоной с преобладанием хлоридных вод. В результате взаимодействия всех факторов сформировалась хо- рошо выраженная зональность подземных вод. Область питания с пре- обладанием гидрокарбонатных кальциевых вод окаймляется зоной гид- рокарбонатных натриевых вод, в свою очередь сменяющаяся зоной хлоридных натриевых вод. Последняя на востоке и северо-востоке тер- ритории переходит в зону хлоридных кальциево-натриевых рассолов. Сопоставление степени минерализации водоносных Минерализация, г/л Районы и пункты тз •а» Q V>3ev—lv & el Q Dss с2 Ds/S—s с. й Q Й Q Da** D3/s с. Рожны г. Клинцы (с. Вьюнки) с. Стругова Буда с. Кокино пос. Нарышкине 0,2 г. Орел 1,о 0,6 г. Новосиль 0,5 г. Липецк 0,5 4,3 г. Данков 0,4 3,8 г. Чаплыгин 16,1 16,0 14,0 13,9—14,4 г. Шукавка с. Хворостинка 1,8 3,2 2,1 с. Плата 28,8 29,1 с. Ржакса 1,2 19,0 61,7 68,1—77,3 57,9—74,4 г. Борисоглебск 1,2 48,3 г. Тамбов 14,6 22,6 оз. Ильмень 32,3 95,0 94,7 85,0—93,5 91,6—95,4 с. Красивка 0,9 57,9-68,1 Возрастание минерализации сверху вниз по опробованию в разные интервалах глубин
ВОДЫ ДЕВОНСКИХ ОТЛОЖЕНИИ 275 Сульфатные воды являются азональными и появляются как в зоне гидрокарбонатных вод (см. описание водоносных горизонтов карбона), так и в зоне хлоридных вод, в зависимости от наличия в породах скоп- лений пирита и особенно гипса. Так, повышенное количество сульфатов наблюдалось местами в водах, омывающих киевские глинистые отложе- ния, содержащие вкрапления и гнезда гипса. Для хлоридных вод зави- симость их состава от вещественного состава водовмещающих пород менее четко выражена. Эти воды широко развиты на площадях, где соленосные отложения отсутствуют, как, например, в Борисоглебске. Граница минерализованных вод каждого последующего более древнего водоносного горизонта девонской системы по сравнению с предыдущим смещается ближе к зоне пресных вод. При этом наличие пластов пород с различной водопроницаемостью и разной степенью изоляции от ин- фильтрации пресных вод вышележащих горизонтов или поверхностных вод обусловливает и различную величину смещения фронта минерали- зованных вод по направлению к долине Дона. По пластам с повышен- ной водопроницаемостью, особенно при наличии водоупорного перекры- тия, минерализованные воды ближе расположены к основной дрене, чем по менее проницаемым пластам или пластам с отсутствием водо- упорной кровли. То же происходит при движении подземных вод кдру- гой основной дрене территории — к долине Днепра. Отличие состоит лишь в том, что по юго-западному склону кристаллического массива поток идет от зоны пресных вод и глубже проникают слабо минерали- зованные воды. Аналогичное опреснение вод отмечается и в направле- нии к долине Оки. В результате этого явления на отдельных участках местами складывается своеобразное переслаивание менее минерализо- ванных и более минерализованных водоносных горизонтов и подгори- горизонтов в зависимости от глубины их залегания Таблица 22 Минерализация, г/л —osk D2ths Dtrz—mr Pt3R Dtosk D2vb D2mr D2rz 2,2 1,2 2,4 4,0 5,5 6,4—44,9* 22,1 0,7 4,5 9,1 19,5—20,3 66,3—80,8 87,9—89,9 87,2—94,2 | 113,3—117,0 111,1—113,1 92,6—96,0 106,1—110,1 72,0 79,2 ’98,8—103,0 110,6—125,7 116,5 123,6—124,7 120,4—123,4
276 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД зонтов. В табл. 22 приведены данные по степени минерализации вод по скважинам, где опробование их состава проведено по нескольким водоносным горизонтам или подгоризонтам. Из данных табл. 22 видно, что почти по всем горизонтам минера- лизация воды с глубиной возрастает. Исключением являются в некото- рых пунктах водоносные подгоризонты в нижнещигровско-ястребовском (села Шукавка, Ржакса) и в морсовско-ряжском (с. Красивка) гори- зонтах. В них по данным раздельного опробования минерализация вод более глубоко залегающего подгоризонта ниже, чем вышерасположен- ного. То же явление наблюдается в горизонтах, вскрываемых скважи- нами в городах Липецке, Борисоглебске, в районе оз. Ильмень. Во всех этих случаях водопроницаемость пластов с менее минерализованными водами выше, чем для пластов с наличием более минерализованных вод. Изменения содержания микрокомпонентов в разных водоносных горизонтах в зависимости от глубины их залегания по некоторым сква- жинам приводятся в табл. 23 При описании водоносных горизонтов приводились сведения о со- держании в них фтора в зависимости от условий залегания. Этот эле- мент имеет важное значение для оценки возможности эксплуатации вод девона в целях водоснабжения. Содержание фтора с глубиной не- сколько возрастает, но меньше, чем в водоносных горизонтах карбона. Бром и йод встречены исключительно в глубоких зонах, преимущест- венно в зоне распространения хлоридиых рассолов, где эти компоненты достигают максимальной концентрации для рассматриваемой терри- тории. В зонах с пониженной минерализацией вод и особенно в суль- фатных водах содержание брома и йода резко падает, а в зоне прес- ных вод они отсутствуют. Газовый состав водоносных горизонтов (в основном наиболее глу- боких) изучался лишь в восточной части рассматриваемой территории в связи с оценкой перспектив нефтегазоносности. По данным иссле- дований Нижневолжского НИИГГ для мосоловского горизонта и мор- совско-ряжского водоносного комплекса в районах оз. Ильмень и г. Борисоглебска характерно повышенное содержание (до 46,5 — 61,5 объемн. %) среди растворенных газов метана. В ряжском водо- носном горизонте на участке оз. Ильмень, кроме того, отмечается за- метная концентрация (до 0,5 объемн. %) этана, В районе с. Красивки газовая составляющая этих водоносных горизонтов в основном пред- ставлена азотом, а содержание углеводородов более высокое только в ряжском водоносном подгоризонте (до 14,2 объемн. %). Газовая фаза вод нижнещигровско-ястребовских и старооскольско- черноярских отложений в районах оз. Ильмень, Борисоглебска, сел Красивки и Ржаксы почти полностью представлена азотом. Исклю- чением является участок оз. Ильмень, где в водах старооскольских отложений содержание метана повышается до 9,5%. Содержание этана до 0,3% выявлено в водах нижнещигровских отложений на участке с. Ржаксы. Здесь же изучалась и органическая составляющая этих же подземных вод. Среди воднорастворенного органического вещества от- мечается наличие парафиновых, нафтеновых, нафтеново-ароматических и ароматических углеводородов и кислородсодержащих соединений, вплоть до жирных кислот, сложных эфиров, спиртов, кетонов, лактонов. Это позволяет проводить аналогию между водами района оз. Иль- мень— Борисоглебска и водами Саратовско-Волгоградского нефтегазо- носного района. Наиболее высокое содержание бензола обнаружено в рудкинско-верхнещигровском водоносном горизонте на участке Борисо- глебска, где его содержание достигает 0,23 мг/л. В водах старо-
Таблица 23 Сопоставление содержания в подземных водах девоиа некоторых микрокомпонеитов по отдельным скважинам Содержание мг]л Комплексы и горизонты Подгоризонты Местоположение скважины Вг I F D3lb—kd оз. Ильмень 100,0 1,0 1,8 D3el с. Красивка оз Ильмень 217,6 300,0—339,0 2,3 2,5—3,0 Следы D3ev—lv г. Орел с. Ржакса оз. Ильмень 0,0 100,0 200,0—333,0 0,0 2,7—3,0 0,4 Следы D:jpt—vr г. Чаплыгин 41,8 2,5 — D3sc3 —rd г. Чаплыгин с. Ржакса г. Борисоглебск оз. Ильмень 36,6 100,0 148,1 253,1—333,0 0,7 1,4 2,4 3,8 — D3/s—s Ci D3s Ci Djjs с. Шукавка » с. Плата 0,0 0,0 80,0 0,0 0,0 0,9 5,0 D3sci Djjs г. Чаплыгин » 34,3 31,0 2,1 0,6 0,3 D3s Ci D3/s с. Ржакса » оз. Ильмень 80,0—111,1 100,0—306,9 216,2 1,4—2,9 1,4—2,4 2,7 — D2cr—osk D3osfe D2ab D2osfe D2yb D2osfe D2tib D,osfe D2cb г. Тамбов г. Чаплыгин с. Ржакса » г. Борисоглебск » с. Красивка » оз. Ильмень » 194,5 42,2 455,0—600,0 200,0 26,5 323,3—384,0 237,3—306,4 332,6—400,0 0,0 0,8 2,0 2,4 5,4 0,6 2,1—4,8 2,2—4,0 2,5—5,2 D2ms с. Кокино с. Рожны с. Сторожевские Хутора г. Борисоглебск оз. Ильмень 0,0 2,1 5,0 250,0 364,3—427,0 0 9 Ч 0,03—5,1 0,1 1,0 D,cb+D2/ns+D2rz—mr г. Чаплыгин 79,1 1,4 — D2rz—mr г. Новосиль с. Рожны с. Сторожевские Хутора с. Кокино 0 4,0 10,0 25,0 0 Следы 1,5 2,0
278 характеристика подземных вод Продолжение табл. 23 Комплексы и горизонты Подгоризонты Местоположение скважины Содержание, мг/л Вг I F D2 гг — тг г. Тамбов г. Борисоглебск 210,0 277,0 3,0 — О2гг D2nv оз. Ильмень с. Красивка 359,7—439,6 432,0—435,2 3,7—5,6 2,1—4,4 — D2rz » 394,2—422,4 4,2—4,1 — оскольско-черноярских отложений на участке оз. Ильмень содержание бензола также высокое (до 0,04 мг/л}. На этих же участках содержа- ние в водах верхнещигровских и более древних отложений колеблется в пределах (в мг/л): фенолов—от 0,05 до 0,18; аминов — от 0,001 до 0,05; аминокислот — до 0,29 и органического фосфора — от 0,4 до 2,4. Указанные выше условия залегания водоносных горизонтов девона и расположение областей питания и дренажа определяют рассмотрен- ные закономерности в соотношениях уровней и изменений водообиль- ности и химического состава вод. В сочетании с метеорологическими факторами они влияют и на особенности режима. По имеющимся весьма ограниченным данным, уровень девонских вод в течение года колеблется в пределах 0,1—0,5 м. На участках вреза долин в водовме- щающие отложения колебания уровня в отдельные годы могут превы- шать 0,5 м, в зонах погружения амплитуда колебаний ближе к ниж- нему пределу. По наблюдениям с 1962 по 1965 г. за колебаниями уровня ливенско-евлановского водоносного горизонта в долине Сосны у Мало- архангельска годовая амплитуда изменялась в пределах 0,19—0,54 м, там же для семилукско-рудкинского водоносного горизонта годовая амплитуда за эти же годы составляла 0,37—0,44 м, а для мамонскою водоносного горизонта в долине г. Оскола у пос. Чернянки доходила до 0,44—0,62 м. На эти естественные колебания накладываются более существенные изменения в положении уровней, вызванные по отдель- ным участкам эксплуатацией водоносных горизонтов девона. Так, в пе- риод с 1928 по 1965 г. уровень морсовско-ряжского водоносного комп- лекса в районе Курска снизился на 59 м, с изменением абсолютной отметки от 165—164 до 106 м, а в Железногорске с 1961 по 1965 г. уро- вень упал в результате эксплуатации на 45—97 м. В Воронежской об- ласти (Воронеж, г. Семилуки, с. Репное) с 1962 по 1965 г. снижение уровня вод девона составило примерно 4 м. В Брянске уровень кудея- ровско-лебедянского водоносного горизонта упал с 1894 по 1965 г. на 37 м, в Тамбове по тому же горизонту снижение с 1961 по 1968 г. со- ставляет 5—6 м, а в г. Дятьково с 1932 по 1962 г. уровни упали на 21м. Температура воды наиболее подвержена колебаниям в области пита- ния, где водоносные горизонты залегают ближе всего к поверхности. Здесь годовая амплитуда температуры воды достигает 7—8°, реже 10е. По мере увеличения глубины залегания водоносных горизонтов их тем- пература становится более стабильной и зависит в основном от гео- термического градиента. Некоторые данные по температуре вод девона приведены в табл. 24. Минерализация воды изменяется, с повышением в засушливые годы и зимний период до 0,2 г/л, на отдельных участках выше этой величины. Так, при опробовании вод в г. Борисоглебске, селах Ржаксе
ВОДЫ ДЕВОНСКИХ ОТЛОЖЕНИИ 279 Таблица 24 Температура водоносных горизонтов девонских отложений Районы и пункты Температура вод, °C D3lb-kd D3ev—lv D,/'—sc. Dscr—osk D3ms с. Стругова Буда .......... 21,0 г. Чаплыгин — — — 14,8 16,0 г. Липецк 8,4 7,8 10,5 11,7 12,0 г. Борисоглебск — — 16,7 18,0 17,5 и Красивке в разные периоды отмечались колебания в степени минера- лизации от 2 до 16,5 г/л. Не исключено, что это является результатом применения различных методов отбора проб (при самоизливе и пробо- отборниками).
ГЛАВА X ВОДЫ ДОКЕМБРИЙСКИХ ОБРАЗОВАНИЙ Докембрийские образования слагают две водоносные системы рас- сматриваемого региона. Это — верхнепротерозойская водоносная систе- ма осадочного чехла, представленная двумя водоносными комплексами (вендским и рифейским) с поровыми подземными водами, и водоносная система кристаллического фундамента, заключающая в себе главным образом трещинные воды и описываемая ниже как протерозойско- архейский водоносный комплекс. ВОДЫ ВЕРХНЕПРОТЕРОЗОЙСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ Вендский водоносный комплекс (Pt3V) на рассматриваемой тер- ритории вскрыт только одной скважиной у с. Пересыпкино в пределах Пачелмского прогиба на глубине 1204 м. Юго-западная граница его распространения ориентировочно проходит между поселками Мучкап- ским и Инжавино на пос. Сосновку и северо-восточнее пос. Первомай- ского уходит за северную границу территории (рис. 36). Возможно, что к этому же водоносному комплексу относятся и водоносные песчаные отложения, вскрытые глубокой скважиной севернее пос. Дубровки. В Пачелмском прогибе водовмещающая толща относится к па- челмской серин вендского комплекса и представляет собой переслаи- вание песчаников, алевролитов и аргиллитов общей мощностью около 480 м. В средней части разреза залегают песчаники грубозернистые мощностью до 40 м. В юго-западном направлении мощность водонос- ною комплекса уменьшается до полного выклинивания при прислоне- нии к крутому склону Воронежского кристаллического массива (см. прилож. II, листы 5, 6). Воды этой толщи относятся к вендскому водо- носному комплексу без разделения на водоносные горизонты Глубина залегания кровли комплекса может колебаться от 980 до 1250 м, с по- нижением ее абсолютных отметок в северо-восточном направлении от минус 820 до минус 1060—1100 м. Водоупорная кровля сложена глинистой доломнто-мергелистой гип- соносной нижней пачкой морсовских отложений среднего девона или верхними слоями аргиллитов самой водовмещающей толщи. Этот водоупор не выдержан, ряжские песчаные породы, по-видимому, не- редко лежат непосредственно на водоносных породах вендского комп- лекса и их воды взаимосвязаны. В бортах Пачелмского прогиба пес- чаные породы комплекса прислонены к образованиям кристаллического фундамента, и здесь вендский водоносный комплекс тесно взаимосвязан с водами зоны выветривания кристаллических пород. Возможна взаимо- связь и с водами зон тектонических нарушений. Опробование вендского водоносного комплекса в Пачелмском прогибе проведено только за
ВОДЫ ДОКЕМБРИИСКИХ ОБРАЗОВАНИИ 281 пределами рассматриваемой территории. Ближайшие скважины распо- ложены в селах Ряжске, Каверине, Мосолово. Дебит скважины в с. Мосолово составил 4,7 л'сек при понижении на 60 м, что определяет величину удельного дебита в 0,08 л]сек. Дебит скважины в с. Ряжске до 0,7 л/сек-, уровень воды здесь установился на глубине 51 м при ве- личине напора 931 м. Учитывая эти данные и результаты опробования морсовско-ряжского водоносного комплекса в районе пос. Инжавино (с. Красивка), расположенном примерно в 65—70 км к юг-юго-западу от с. Пересыпкино, можно предполагать, что на рассматриваемой тер- ритории величина напора на кровлю вендского водоносного комплекса колеблется в пределах 900—1150 м. Водообильность комплекса, судя по идентичности литологического состава водовмещающей толщи на опробованных участках иве. Пересыпкино, видимо, характеризуется удельным дебитом от сотых долей до 0,1 л1сек. Питание вендский водоносный комплекс может получать только за счет вышележащих водоносных горизонтов. Судить о направлении движения подземных вод затруднительно из-за отсутствия данных. Наи- более вероятно перемещение вод в юго-восточном направлении к до- лине Волги и Прикаспийской впадине, с разгрузкой в вышележащие водоносные горизонты. Воды комплекса представляют интерес для использования их в ка- честве лечебных и промышленных, но требуют изучения. Рифейский водоносный комплекс (PtsR) распространен на рассмат- риваемой территории несколько шире, чем вендский. Кроме Пачелм- сксго прогиба, где верхняя часть водовмещающей толщи вскрыта в с. Пересыпкино на глубине 1683 м, этот комплекс, по-видимому, рас- пространен в районе Брянска, где водовмещающие породы вскрыты скважиной у с. Сомова. Более обширную площадь он занимает в за- падной части территории, в районе городов Злынки, Стародуба, Унечи, Мтлина и к северо-западу от них. В Пачелмском прогибе водовмещающая толща относится к сер- добской серии верхнего рифея и представлена в верхней части пере- слаиванием доломитов, песчаников и аргиллитов, перекрываемых мер- гелями Мощность этих пород около 100 м. Средняя часть разреза сложена песчаниками и алевролитами мощностью около 50 м. Ниже залегают песчаники разнозернистые с прослоями песка грубозерни- стого до галечников, общей вскрытой мощностью 200 м. Вскрытая мощность водопроницаемых пород в с. Пересыпкино достигает 350 м, а вместе с водоупорными породами равна 390 м. В полосе прислонения к склонам Пачелмского прогиба мощность комплекса постепенно умень- шается до полного выклинивания. Водоупорная кровля сложена мергелями и верхними слоями ар- гиллитов самой водовмещающей толщн. При наличии трещин в мер- гелях и отсутствии аргиллитов на отдельных участках возможна взаи- мосвязь вод рифейского комплекса с вендским. По склонам Пачелм- ского прогиба комплекс взаимосвязан с водами трещиноватой зоны кристаллического массива. За счет этой взаимосвязи, по-видимому, и происходит питание рифейского водоносного комплекса, поскольку пьезометрическая поверхность прилегающих водоносных горизонтов имеет уклон в юго-восточном направлении. Разгрузка его наиболее вероятна через смежные водоносные горизонты в долине Волги, а мо- жет быть и дальше, в Прикаспийской впадине. Возможна взаимосвязь с водами тектонических зон разломов. Глубина кровли снижается в северо-восточном направлении к осе- вой части Пачелмского прогиба от 1460 до 1700 м. с понижением ее абсолютных отметок примерно от минус 1270 до 1580—1600 м. Гидро-
эновосиль 13Ф 168 ЛИПЕЦК_^^вс 15 118 117 •117 125 137 04 0 103 10 95< >96 82 ►78 ГЕОРГИУ 27 109 аШЕБЕКцНО h@KA.DA4 125 12 •118 122 99 аТА/ЛБОВ ©УНЕЧА 4 115*Ь118~ -- 5 | *169 ]г %85 §1 БОРИСОГЛЕБСК 282 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД Рис. 36. Карта изопьез протерозой-архейского водоносного комплекса и взаимосвязанных с Пим водоносных Горизонтов. Составил Б. Н. Смирнов / —изопьезы, 2 — скважины и абсолютные отметки пьезометрического уровня Площади распространения водоносных горизонтов (комплексов) в кровле протерозой архейского водоносного комплекса, 3 — рифейского, 4 — вендского, 5 — морсовско-ряжского, 6 — мосоловского, 7 — вод спорадического распространения старооскольско-черноярских и инжнещигровско-ястребовскнх отложений; 8—мамонского, 9 — хованско-озерского; 10— упинско-малевско- го, // — вод спорадического распространении яснополянских отложений. 12 — тарусско-окского, 13 — вод спорадического распространения отложений пермо триаса, 14 — юрских н меловых отложений, 15— южная граница сплошного распространения гнпсоносных морсовскнх отложений
ВОЛЫ ДОКЕМБРИИСКИХ ОБРАЗОВАНИИ 283 статический напор на кровлю возможен в пределах 1350—1680 м. Качественное опробование рифейского водоносного комплекса в пределах Пачелмского прогиба проведено только за границей характеризуемой площа- ди (с. Каверине и г. Сердобск) совместно с вендским водоносным комплексом. Воды комплекса на этих уча- стках относятся к хлоридным кальциево-натриевым рас- солам, с минерализацией свыше 215 г/л. В районе с. Пе- ресыпКино, по-видимому, тип вод рифейского комплекса также хлоридный кальциево-натриевый, с минерализа- цией 200 г/л и более. Содержание микрокомпонентов, видимо, превышает их содержание в водах девонских отложений (по скважине в с. Красивке): брома свыше 422—432 мг/л, йода более 4,1—4,2 мг/л. Рифейский водоносный комплекс заслуживает тща- тельного изучения для уточнения возможностей его ис- пользования в лечебных и промышленных целях. На Сомовском участке вблизи Брянска водоносный комплекс приурочен к отложениям, выполняющим глу- бокую впадину в кристаллическом фундаменте субме- ридионального простирания, примерно протягивающую- ся от пос. Добринки (в 20 км на юго-восток, от г. Нав- ли) на г. Карачев. Ввиду недостаточной изученности воды этих отложений условно относятся к рифейскому водоносному комплексу. Здесь водовмещающие породы в верхней части разреза мощностью 22 м сложены пес- чаниками и песками, а в нижней — песчаниками и алев- ролитами мощностью 31 .и. Между ними лежат глины мощностью 42 м с двухметровым слоем доломитов в ос- новании. Этот водоупорный пласт разделяет комплекс на два водоносных горизонта суммарной мощностью 53 м. Водоупорной кровлей служат морсовские глины. Глубина залегания кровли комплекса 456 м, абсолют- ная отметка минус 265 м. Напор на кровлю возможен порядка 425 м. Верхний водоносный горизонт по скло- нам, а нижний по склонам и днищу впадины могут быть взаимосвязаны с водами кристаллического фундамента, за счет которых они, вероятно, и получают питание. Ви- димо, и разгрузка может происходить через трещинова- тую зону кристаллических пород, в обход водоупорной кровли, в вышележащие водоносные горизонты, находя- щиеся под дренирующим воздействием Днепра. По химическому составу воды, видимо, близки к морсовско-ряжскому водоносному комплексу, опробо- ванному скважиной у Брянска, и относятся к хлоридно- сульфатным натриевым с минерализацией порядка 12 г/л, возможно, несколько больше. По своему составу эти воды могут иметь лечебное значение, особенно, если учесть вероятное наличие в них брома. В западном районе своего распространения рифей- ский водоносный комплекс вскрыт несколькими скважи- нами, но опробован только у г. Клинцов (села Рожны и Вьюнки) иве. Стругова Буда. Водовмещающие породы представлены в этом районе песчаниками с глинисто-железистым, реже карбонатным цементом и
284 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД песками, местами (г Клинцы) с гравием и галькой Мощность водонос ного комплекса составляет 100—НО м на участке с Строгова Буда и увеличивается в западном и юго-западном направлениях, достигая вблизи г Клинцов в тектонической впадине 417 м Кровля сложена морсовскими глинами, нередко ояжскими песками и залегает на глубине 450—540 м, с понижением абсстютных отметок в северо-западном направлении от минус 280 примерно до 380 м Во- доупорная кровля почти полностью перекрывает водоносный комплекс, и пополнение его запасов возможно в основном за счет вод трещино- ватой зоны кристаллического фундамента, а при наличии в кровле ряжских песков и за счет ряжского водоносного горизонта Не исклю чека и инфильтрация вод из вышележащих горизонтов девона на уча- стках развития опесчаненных морсовских глин, особенно вблизи южной границы распространения комплекса Водоупорная почва, видимо, от- сутствует, за исключением участков распространения глинистого элю- вия коры выветривания кристаллических пород или монолитных раз ностей этих пород со смытой корой выветривания Уровень воды устанавливался на глубине от 15,3 м (с Рожны) до 21,8 м (с Стругова Буда) и 29,5—38,7 м (с Вьюнки) на абсолютных отметках соответственно 133,7, 113,3 и 115,3 м Можно полагать, что основным направлением движения вод комплекса в этом районе яв- ляется юго-западное, к долине Днепра Не исключено, что некоторое влияние оказывает и Оршанский прогиб, где рифейский водоносный комплекс испытывает интенсивное дренирующее воздействие тоже до лины Днепра Величина напора на кровлю комплекса порядка 428— 500 м Водообильность комплекса небольшая При откачках в Струговой Буде и Рожнах удельный дебит соответственно составлял 0,003 и 0 01 леек Дебит скважин колебался от 0,08 л/сек при понижении на 272 м до 0,33 л! сек при понижении на 35,9 м При откачках из разных интервалов в районе г Клинцов (с Вьюнки) удельный дебит изменялся от незначительного (практически безводные интервалы) до 0,01 — 0,1 л/сек, с увеличением от верхних к нижним более грубозернистым слоям песков Дебит скважины изменялся от незначительного до 0 6—2,9 л/сек при понижениях 20,6—61,1 м Минерализация вод составляет до 22—37 г/л (Стругова Б\да, Вьюнки) В с Рожнах минерализация воды всего лишь 5,5 г! г, но здесь опробованы только верхний слой, наиболее взаимосвязанный с вышележащими водоносными горизонтами, о чем свидетельствует и сульфатно-хлоридный натриевый состав воды в о>том пункте, при суть- сЬатном кальциево-натриевом составе вод вышележащего морсовско- ряжского водоносного комплекса Более глубокие слои опробованы по скважинам в Струговой Буде и Вьюнках В Струговой Буде воды рифейского комплекса характеризуются как хлоридные кальциево нат пиевые (^Мо21---------------V Наиболее детально состав вод изучен н \ (Na -(- К) 52 Са 28 J по скважине в с Вьюнках, где опробовано четыре интервала В верх- ггг ЛЛ С1 60 SO4 35 нем из них на глубине 555—573 м состав воды М64 т е J (Na-j-K) 85 Са 10 идентичен составу вод верхнего слоя в Рожнах В нижнем интервале на C191SCX8 ~ глубине 799—835 м состав вод М36 2^Na 68 Са 2i Следовательно, по мере увеличения глубины вскрытия воды переходят от сульфатно-хло- ридных натриевых в хлоридные кальциево натриевые, с повышением минерализации от 5,5—16,9 до 23,0—36,2 г/л Содержание в воде мик-
ВОДЫ ДОКЕМБРИИСКИХ ОБРАЗОВАНИИ 285 рокомпонентов сверху вниз возрастает: брома от 10,1 до 49,2 мг/л, йода от 0,1 до 3,4 мг/л. Только содержание фтора уменьшается от 1,4 до 0,4 мг/л. В указанных выше пунктах содержание брома достигает 21,2—49,2 мг/л, йода 0,2—10,2 мг/л, фтора 0,4—1,4 мг/л, железа О—0,5 мг/л, нитратов до 37,2 мг/л. Нитритов не обнаружено. Для водоснабжения водоносный комплекс в этом районе также непригоден ввиду повышенной минерализации и низкой водообильно- сти, но заслуживает внимания в качестве возможного источника мине- ральных вод лечебного значения. ВОДЫ ПРОТЕРОЗОЙ-АРХЕЙСКИХ ОБРАЗОВАНИЙ Протерозой-архейский водоносный комплекс (А — Pt) связан с зо- ной выветривания сильно дислоцированных и метаморфизованных по- род нижнего протерозоя и архея, а также интрузивных пород кислого и основного состава от верхне- до нижнепротерозойских и архейских. Зона выветривания состоит из двух подзон. Верхняя из них представ- лена сильно разрушенными и измененными продуктами физического и химического выветривания кристаллических пород с различной водо- проницаемостью. Нижняя подзона сложена породами, сохранившими свой состав, но пронизанными трещинами, постепенно затухающими с глубиной. Эта подзона переходит в массив монолитных водоупорных пород, сплошность которых нарушается в основном лишь вдоль текто- нических разрывов. Литологический состав образований верхней подзоны, степень и характер трещин, а также глубина их развития в нижней подзоне, существенно связаны с петрографическим составом исходных пород, длительностью континентального выветривания и палеогеографически- ми условиями формирования водовмещающей толщи. В свою очередь особенности древних зон выветривания разных пород в тех или иных районах в значительной мере определяют особенности распространения в них подземных вод, составляющих протерозой-архейский водоносный комплекс, а также мощность этою комплекса. В общем случае наибольшей водопроницаемостью в верхней под- зоне обладают грубообломочные и песчанистые образования и богатые железные руды КМА, развивающиеся на безрудных и железистых кварцитах. Для них же наблюдается и наибольшая в целом мощность зоны выветривания, а следовательно, и мощность протерозой-архейско- го водоносного комплекса. Меньшая водопроницаемость характерна для песчано-глинистых образований верхней подзоны выветривания на гнейсах и гранитах, с уменьшением общей мощности зоны выветрива- ния и, как следствие, мощности водоносного комплекса. Наименее водопроницаемы (нередко до перехода в водоупор) глинистые продук- ты выветривания сланцев и интрузивных пород основного состава. В них же отмечается и наименьшая глубина распространения трещин выветривания в нижней подзоне. Мощность водоносного комплекса на участках распространения таких пород обычно равна мощности ниж- ней подзоны, а образования верхней подзоны образуют водоупорное перекрытие этого комплекса. Нередко в верхней части нижней подзоны наблюдается особая подзона кольматажа. В ее пределах трещины, преимущественно наиболее широкие, заполнены продуктами выветрива- ния или закольматировапы. В этих случаях мощность водоносного ком- плекса уменьшается за счет исключения из нее мощности такой под- зоны. Протерозой-архейский водоносный комплекс имеет наибольшую мощность в южной части Курской и в Белгородской области в соот-
286 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД ветствии с наиболее длительным в этом районе Воронежского кристал- лического массива континентальным периодом, приведшим к образо- ванию мощной зоны выветривания. Здесь мощность водоносного ком- плекса в зоне выветривания железистых кварцитов достигает 500 м, а на гранитах и гнейсах — до 200 м, с некоторым уменьшением ее на сланцах. В северо-восточном направлении мощность водоносного ком- плекса сокращается. Так, в районе Нового Оскола она обычно не превышает 80 м, в районе Старого Оскола составляет 70—30 м, с дальнейшим уменьшением до 50—20 м в районе пос. Навли и Орла. Незначительная мощность водоносного комплекса наблюдается в севе- ро-западных, северо-восточных и юго-восточных районах территории, 1де часто присутствует только нижняя, трещиноватая подзона вывет- ривания мощностью до 10 м, редко больше, а мощность верхней под- зоны обычно не превышает 5—3 м, местами она вообще отсутствует. В зонах тектонических нарушений водоносные трещины могут быть встречены на значительных глубинах. Так, в шахтах г. Губкина такие трещины наблюдались на глубине до 245 м от кровли кристаллического! фундамента. На Нижне-Мамонском месторождении сульфидных медно- никелевых руд водоносная зона тектонических нарушений была под- сечена скважинами в интервале глубины 170—190 м от кровли кристал- лического фундамента. Коэффициенты фильтрации водовмещающих образований состав- ляют 0,0004—0,5 м/сутки, местами до 1,7—4,0 м/сутки, как исключе- ние— до 12,4 м/сутки (Михайловское железорудное месторождение). Наибольшие величины коэффициента фильтрации характеризовали бо- гатые железные руды, средние значения определены для кварцитов и минимальные — для сланцев. Для архейских гнейсов величина коэф- фициента фильтрации не превышает 1,7 м/сутки, а в интрузивных породах кислого состава изменяется от 0,0005—0,06 до 3,9—4,0 м/сутки. Коэффициент фильтрации кристаллических пород в зоне тектонических нарушений в районе с. Нижнего Мамона равен 19,2 м/сутки. С увели- чением глубины интервала опробования от поверхности кристалличе- ского фундамента и с погружением кровли комплекса коэффициент фильтрации обычно снижается. Водоупорную кровлю слагают в границах распространения девон- ских отложений морсовские глины, а в восточных, отчасти юго-восточ- ных и центральных районах глины старооскольско-черноярских и нижне- щигровско-ястребовских отложений В южных районах на площади распространения пород туриейского яруса водоупорная кровля сложена малевскими глинами, а в юго-западных районах — глинами яснополян- ских и окских отложений нижнего карбона. В верхней присводовой части юго-западного склона Воронежского кристаллического массива, в полосе от г. Острогожска на г. Старый Оскол и с. Крупец, водонос- ный комплекс перекрывается в восточной части этой площади глинами неокома, а на остальной площади кимеридж-келловейским водоупором. Только в районе с. Чуровичей (южнее г. Новозыбкова) водоупорная кровля слагается глинами пермо-триаса. Местами водоупор представ- лен глинистыми образованиями верхней подзоны выветривания самих протерозойских и архейских пород. На отдельных участках, преимуще- ственно в депрессиях эрозионной поверхности кристаллического фун- дамента, водоупорная кровля отсутствует и протерозой-архейский водо- носный комплекс взаимосвязан с вышележащими водоносными гори- зонтами девонских, каменноугольных, юрских, реже меловых и, как исключение, четвертичных отложений. Вдоль границы распростране- ния морсовских отложений, особенно в сводовой части кристалличе- ского массива, он наиболее часто взаимосвязан с морсовско-ряжским
ВОДЫ ДОКЕМБРИИСКИХ ОБРАЗОВАНИИ 287 водоносным комплексом, а к северной границе рассматриваемой тер- ритории — с его рижским горизонтом. Исключением являются районы городов Касимова, Карачева, Брянска и Клинцов, где обычно проте- розой-архейский водоносный комплекс взаимосвязан с рифейским, а на северо-востоке и с вендским водоносными комплексами. В юго-восточ- ном районе на значительных участках комплекс взаимосвязан с мамон- ским водоносным горизонтом. В области распространения каменноуголь- ных отложений (на юге территории) он взаимосвязан с горизонтами турнейского, а на юго-западе — визейского ярусов. В полосе непосред- ственного залегания мезозойских отложений на кристаллическом фун- даменте протерозой-архейский водоносный комплекс в ложбинах стока связан с келловей-батским, а в восточной части этой полосы иногда и с водами апт-неокома. По долине Дона, между городами Павловском и Богучаром, вблизи обнажений кристаллических пород воды их тре- щиноватой зоны взаимосвязаны с водами четвертичных отложений, а в половодье и с поверхностными водами. Водоупорным основанием протерозой-архейского водоносного ком- плекса повсеместно является монолитная часть пород кристалличе- ского массива. Лишь в зонах тектонических нарушений воды зоны выветривания сливаются с водами тектонических трещин. Глубина залегания кровли наименьшая в сводовой части Воронеж- ского кристаллического массива. Здесь она местами уменьшается до О—24 м, как, например, на участках обнажений гранитов в долине Дона, на Нижне-Мамонском и Михайловском месторождениях, но обычно не превышает 60—140 м. По мере погружения склонов кри- сталлического массива глубина кровли возрастает, особенно резко при погружении на юго-запад — до 1100—2200 м, более плавно — на северо- восток, где доходит до 640—1100 м, а в Пачелмском прогибе, по скважине в с. Пересыпкино (в 25 км к северо-востоку от г. Кирсанова) превышает 2000 м. В северо-западном и юго-восточном направлениях глубина кровли соответственно увеличивается до 590—760 и 260 м и более. В этих же направлениях снижаются и ее абсолютные отметки от 173—64 м до нулевой горизонтали в пределах свода кристалличе- ского массива и до минус 900—950 м в районах пос. Борисовки (с. Хот- мыжск) и с. Мурома, с вероятной максимальной отметкой у юго- западных границ территории в районе г. Грайворона до минус 2000 м. К району Борисоглебск— г. Кирсанов отметки кровли снижаются до минус 750—930 м, в Пачелмском прогибе в районе Пересыпкино до минус 1900 м и ниже. К району с. Струговой Буды, г. Клинцов и далее к границам территории кровля снижается до отметок минус 425— 600 м, в противоположном юго-восточном направлении, к району с. Бе- лой Горки, до минус 160 м, а к востоку до 300—400 м ниже уровня моря. Некоторые скважины, вскрывшие протерозой-архейский водоносный комплекс, фонтанировали (Борисоглебск, ст. Лозовая, район с. Михай- ловки, с. Ястребовка и некоторые другие пункты) при расположении скважин в долинах рек. В таких скважинах уровни устанавливались на 19,0—1,2 м выше поверхности земли. К водоразделам глубина зале гания уровней постепенно возрастает и доходит до 57—117 м. Наибо- лее высокие абсолютные отметки пьезометрических уровней (см. рис. 36) установлены на основном водоразделе бассейнов Дона, Днепра и Оки в районе между пос. Тимом, Брянском и г. Новосилем, где они дости- гают 179—158 м\ отсюда пьезометрическая поверхность снижается незначительно на севере к долине Оки, до отметки порядка 149 м в верховьях Дона у г. Данкова и до 135 м к г. Чаплыгину. Несколько большее понижение отметок пьезометров намечается к югу. Так, на
288 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД железорудных месторождениях КМА в пос. Яковлево, с. Гостищеве и в районе г. Корочи эти отметки составляют 148—131 м На участке с. Мурома отметка порядка 130 м; здесь опробовались воды карбона, взаимосвязанные с водами кристаллического фундамента. В западном направлении к долине Днепра отметки пьезометрической поверхности снижаются до 114 м к г. Клинцам и 112 м на участке с. Стругова Буда. Наиболее отчетливо прослеживается снижение абсолютных отметок пьезометров в восточном (видимо, к долине Волги) и в юго-восточном (к долине Дона) направлениях. На водоразделе между Воронежем и Хопром абсолютные отметки достигают 114 м, к Тамбову снижаясь до 98 м, к Борисоглебску — до 87 м и к району г. Новохоперска — до 92—86 м. На водоразделе Оскола и Дона пьезометрическая поверх- ность расположена на отметке 118 м, у долины Дона в г. Воронеже ее отметки составляют 108 м, ниже по течению Дона падают до 101 я у с. Чертовицкого и г. Павловска, до 95—78 м в районе с. Нового Мамона и до 75—73 м, а возможно, и до 61 м на участке с. Белой Горки, судя по отметке уреза Дона у обнажений гранитов на участке вблизи г. Богучара (с. Журавка). Направление изменений отметок пьезометрической поверхности указывает на наличие основной области питания протерозой-архейского водоносного комплекса на водораздельных пространствах бассейнов Дона, Днепра и Оки. Разгрузка вод этого комплекса в основном про исходит в долине Дона. Заметное снижение отметок в восточном на- правлении, по-видимому, свидетельствует и о дренирующем воздей- ствии долины Волги, по крайней мере в районе от Тамбова до Новохоперска. Третьей из основных дрен, несомненно, является долина Днепра. Степень дренирующего воздействия на водоносный комплекс долины Оки недостаточно выяснена. Вероятно, снижение отметок пьезометров к районам городов Данкова и Чаплыгина обусловлено воздействием не долины Оки, а более крупной дрены, расположенной восточнее рассматриваемой территории; такой дреной может являться, исключая Оку, лишь долина Волги. Питание и разгрузка водоносного комплекса могут происходить только через вышележащие водоносные горизонты, нередко весьма сложными путями и в длительные периоды времени. Особенно сложными и пока еще не ясными представляются пути разгрузки водоносного комплекса в восточных районах рассматривае- мой территории, где очень глубокое залегание водовмещающих пород. Весьма возможно, что решающую роль здесь играют водоносные гори- зонты Пачелмского прогиба и Прикаспийской впадины, на которых в первую очередь должно отразиться дренирующее влияние долины Волги, а может быть, и Каспийского моря. Во- всяком случае, снижение пьезометров (кроме юго-восточного направления к долине Дона, на восток к долине Волги) является фактом, причины которого пока не сонсем ясны. Безнапорные воды для рассматриваемого комплекса являются исключением. Они встречены только на ограниченных по площади участках на Михайловском железорудном месторождении КМА, Нижне- Мамонском месторождении сульфидных медно-никелевых руд и, не- сомненно, имеются на участках обнажений гранитов в долине Дона. Б основном воды комплекса напорные (рис. 37). Значительно более крутой уклон кровли комплекса по сравнению с уклонами пьезомет- рической поверхности, а нередко и различные направления снижения отметок пьезометров и кровли обусловливают увеличение напора от свода Воронежского кристаллического массива к его периферии, в сто- рону погружения. Величина напора в районах с. Нижний Мамсн, горо-
БРЯНСК 700| ДбОО 5°°^480O •375 •94.78 175 463 •250 ©ЭРТИЛЬ борисоглебск [~O670 ~|j 181» 1.815 5283 ШЕБЕКИНО •1038 •84 to 00 <о БЕЛГОРОД Рис. 37. Карта напоров над кровлей протерозой-архей- ского водоносного комплекса. Составил Б. Н. Смирнов Г — линии равных напоров протерозой-архейского водоносного комплекса (пунктир — предполагаемые); 2 — скважина н величи- на напора (в м) над кровлей протерозой-архенского водоносного комплекса. 3 —то же, с предположительной величиной напора йОБОЯНЬ 4 к.1 а ^зг^нз )2з • 340 42 •61 41 140 *154 101 122 212 0205 171 163* 14Е ГЕОРГИУ-ДЕЖ 328 147 221 М0 \зоо L 30° \285 > ©сеаск 186 410 лановосиль. 'W. Ла? .12Т9 ™ 150 ’ ,30°КУ^СК 175 136 „7 6£hs 51 Г 87 • •134 194 72 •229 ВОДЫ ДОКЕМБРИЙСКИХ ОБРАЗОВАНИИ
290 характеристика подземных вод дов Павловска и Губкина, с. Михайловки обычно не превышает 50— 160 м, в пределах свода не свыше 200 м. У границ рассматриваемой территории эта величина возрастает на юго-востоке до 283—470 м, на северо-западе до 540—863 м, в северо-восточном направлении до 910— 1020 м, на участке г. Пересыпкино в Пачелмском прогибе превышает 1990—2000 м, а по юго-западному склону кристаллического массива достигает 1040—1070 м, с возможным здесь максимальным значением до 2100—2200 м. Дебиты скважин изменяются в широких пределах — от 0,007—0.06 До 1,1—7,9 л/сек, редко до 12,7—16,7 л/сек. Так, в долине р. Воронежа, в с. Чертовицком (в 15 км к северо-востоку от г. Воронежа), дебиг скважины доходил до 12,7 л/сек при понижении уровня на 22.7 м при откачке из амфиболитов, в г. Воронеже из гранитов — до 16,7 л/сек при понижении на 23 м, на ст. Обоянь из сланцев — до 10,3 л/сек при понижении на 3,5 м. Понижения колеблются от 1—44 до 58—166, местами до 334—370 м. В районах с наибольшим погружением водо- носного комплекса дебиты скважин редко доходили до 2,6 л/сек (с. Вьюнки), обычно они не превышают 0,1 л/сек (Борисоглебск, оз. Ильмень), лишь при совместной откачке с морсовско-ряжским или рифейским водоносными комплексами возрастают до 0,3—0,4 л/сек (села Стругова Буда, Кокино), хотя и в этих случаях иногда дебит не более 0,06 л/сек (г. Данков), 0,02 л/сек (г. Новосиль), иногда даже сни- жается до 0,007 л]сек (г. Чаплыгин). Понижение только в селах Кокино и Вьюнках составило 21—22 м, в остальных скважинах оно доходило до 109 м (с. Стругова Буда) и даже до 334—368 м (Борисоглебск, Новосиль) В с. Ржаксе вскрытые гранодиориты оказались безводными, в г. Липецке скважина также безводная, а в Тамбове в сильно тре- щиноватых гнейсах дебит скважины 15 л/сек при понижении на 370 м. Удельные дебиты скважин колеблются от 0,00006—0,001 до 0,4— 0,7 л[сек, как исключение — до 1,4—5 л/сек (с. Нижний Мамон, города Обоянь, Воронеж). При этом наибольшие значения удельных дебитов были получены в сводовой части кристаллического массива. На участ- ках погружения водоносного комплекса удельные дебиты не превышали 0.1 л/сек (с. Вьюнки), 0,02—0,04 л/сек (с. Кокино, Тамбов), обычно изменялись от 0,00006 до 0,003 л/сек. При опробовании зоны тектонических нарушений в районе с. Ниж- нею Мамона дебит скважины был равен 7,9 Л/'сек при понижении на 5,5 м, что дало величину удельного дебита 1,4 л/сек. На шахтах г. Губкина наблюдениями установлено, что богатые железные руды обводнены по всей своей толще. То же показывают и открытые разработки руд. При этом плотные трещиноватые разности руд относительно более водообильны, чем рыхлые разности. Водоносные трещины чаще всего встречаются на контакте богатых железных руд с кварцитами. При разведке железорудных месторождений КМА от- дельными скважинами вскрывались водопоглощающие зоны также чаще на контактах железистых кварцитов с покрывающими или подстилаю- щими сланцами. Опробование скважины в Тамбове показало, что даже при значи- тельном погружении водовмещающих пород в них сохраняются водо- носные трещиноватые зоны, способные давать притоки не меньше, чем в сводовой части кристаллического массива, однако при больших понижениях. В целом водоносность комплекса по склонам массива ниже, чем в его своде. По химическому составу воды изменяются от гидрокарбонатных до сульфатных и хлоридных, с минерализацией от 1 г/л и менее до 200 г/л и более. Судя по составу и степени минерализации выше-
ВОДЫ ДОКЕМБРИЙСКИХ ОБРАЗОВАНИИ 291 лежащих водоносных горизонтов, минерализация протерозой-архейского водоносного комплекса в северо-восточных районах может превышать 126 г/л, а в пределах Пачелмского прогиба, несомненно, более 200 г/л. Б распределении типов вод по их химическому составу и степени минерализации выявляется вполне определенная закономерность (рис 38). В пределах свода Воронежского кристаллического массива, с наименьшей глубиной залегания комплекса и относительно наиболее благоприятными условиями питания, распространены воды с минера- лизацией менее 1 г/л. По химическому составу среди них широко представлены гидрокарбонатные воды с минерализацией 0,3—0,6 г/л. „ . ,д HC(+67SO„22 По содержанию катионов преобладают воды типов М0з--------------------- Са 57 (Na---К) 23 .. НСО381С115 11 М°>6 Са 58 (Na_|_K) , реже встречаются магниево-кальциевые, перехо- дящие по мере погружения комплекса преимущественно в кальциево- натриевые t Мо.з ц) 42 с 30 / ’ Реже в магниево'натРиевые и каль- циево-натриево-магниевые. Достаточно широко развиты хлоридно-гпдро- карбонатные воды с минерализацией 0,2—0,8 г/л. По преобладающим .. НСО3 47 С1 39 катионам среди них часто встречаются воды состава Мо 2--------:------- ’ Са 43 (Na + К) 36 и Мо 8------5--------.реже — магниево-кальциевые. При этом харак- и’в (Na + К) 93 Mg 4 ' 1 1 терно преобладание гидрокарбонатных кальциевых вод в центральной части свода Воронежского кристаллического массива и гидрокарбо- натных натриевых вод — в более погруженной его части. Для площади, где в кровле протерозой-архейского водоносного комплекса залегают яснополянские отложения, содержашие пирит, на- блюдается обогащение вод сульфатами. Воды имеют состав: .. HCO358SO428 .. НСО3 42 Cl 31 ьО4 27 Мп 4 ------------- И Мп g ---------------. ’ Са 73 Mg 27 ’ Са 46 (Na + K) 35 По периферии площади преобладания пресных вод широко рас- пространены гидрокарбонатно-хлоридные воды с минерализацией 0,4— 0,6 г/л. Чаще всего они встречаются в более пониженных участках погребенного рельефа кристаллического фундамента, а также глубже гидрокарбонатных вод того же ьодоносного комплекса. Среди них . ,, С155 НСО3 39 преобладает натриевая группа состава М05----------------, но встре- (Na + К) 73 Са 16 чаются и натриево-кальциевые воды. Иногда минерализация вод ьатриевой группы повышается до 1,2 г/л, с еще более резким преобладанием г атрия / .. С1 64 НСО3 35 \ и почти полным замещением кальция магнием / Mi 2------------------- • \ ’ (Na + K) 95 Mg 4 J Местами в зоне пресных вод вскрыты хлоридные воды с минерализа- цией около 0,5 г/л, кальциево-натриевой, реже магниево-натриевой групп й ,, С138 НСО3 32 SO4 30 v пли более сложного состава, например М05------------5--------. ллорид- ’ (Na + K) 87 Mg 11 F ный тип вод с минерализацией менее 1 г/л, по-видимому, характерен (в условиях рассматриваемой территории) для вод более глубоких трещин свода кристаллического массива. По мере увеличения глубины залегания кровли водоносного ком- плекса минерализация вод возрастает. Замечается неравномерность этого процесса; иногда воды с меньшей минерализацией встречаются
292 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД Рис. 38. Гидрохимическая карта протерозой-архейского водоносного комплекса и взаимосвязанных с ним водоносных горизонтов покрывающей осадочной толщи. Составил Б Н Смирнов / — линии равной минерализации (в г/л). 2 — южная граница сплошного распространения гипсоносных морсовских отложений. Зоны распространения преобладающих химических типов вод, 3 — гидрокарбонатных кальциевых, 4 — гидрокарбонатных натриевых. 5 —сульфатных кальциевых, 6 — сульфат- ных натриевых, 7 — хлоридных натриевых Водопуикты с опорными химическими анализами вод (цифры — минерализация воды в г/л), 8 — гидрокар бонатных кальциевых, 9 — гидрокарбонатных иатриевых, 10 — сульфатных кальциевых, 11 — сульфатных иатриевых. 12 — хлорндиых натриевых
ВОДЫ ДОКЕМБРИЙСКИХ ОБРАЗОВАНИЙ 293 S X X со о X о X 3 X о X о о СО на участках с более глубоким залеганием кровли и, наобо- рот, более минерализованные воды вскрываются на уча- стках повышения кровли. При этом характерно довольно быстрое опреснение вод даже за период одной и той же откачки. Это довольно обычное явление наблюдается в зо- не, прилегающей к границе распространения пресных вод, или при вскрытии вод с минерализацией более 1 г/л на площади преимущественного развития вод с минерализа- цией менее 1 г/л. Это опреснение подтверждается большим количеством анализов проб, отобранных при разведках железорудных месторождений КМА, расположенных как в пределах свода Воронежского массива (районы Старо- го Оскола, Нового Оскола и с. Михайловки), так и на его юго-западном склоне (Яковлевское, Гостищевское ме- сторождения). Нередко такие колебания величины мине- рализации объясняются различной глубиной скважин. Бо- лее глубокие из них вскрывают менее промытые трещины с водами повышенной минерализации; наоборот, менее глубоко входящие в толщу кристаллических пород сква- жины даже на участках с более глубоким положением кровли вскрывают относительно хорошо промытые трещи- ны в самой верхней части трещиноватой зоны. Кроме того, имеет значение степень водоупорности пород кровли. При наличии в кровле глин воды протеро- зой-архейского комплекса часто более минерализованы, чем на участках, где кровлю слагают обводненные водо- проницаемые породы осадочной толщи. Несомненно, влия- ет и степень изолированности трещин как друг от друга, так и от питающих их водоносных горизонтов. При всех прочих равных условиях все же общее увеличение минера- лизации с погружением кровли проявляется достаточно отчетливо. Вдоль границы вод с минерализацией менее 1 г/л обычно распространены воды с минерализацией, воз- растающей от 1 до 7—12 г/л. По юго-западному склону кристалического массива в районе с. Нижнего Мамона и особенно к району г. Шебекино в пределах гряд желези- стых кварцитов или вблизи от них минерализация увели- чивается до 2—7 г/л. К району с. Мурома, несколько юго- западнее Шебекино, в связи с более интенсивным погру- жением кристаллического фундамента следует ожидать и более резкого повышения минерализации вод комплекса. Здесь в покрывающей каменноугольной толще вскрыты воды с минерализацией до 10,6 г/л. По составу С1 97 это хлоридные воды типа М5 3 --------------------, реже (Na + К) 74 Mg 13 •л С193 „ Mi 7---------------. В юго-восточночнои части свода кри- ’ (Na + K)50Ca27 1 сталлического массива, в районе Воронежа — пос. Талово- .. SO4 55 Cl 38 , _ . го, вскрыты воды состава М30----------(с. Подгорное) или Са 62 Mg 38 ., SO4 60 Cl 38 , „ v , Мб,о-------— (с- Сторожевские Хутора), переходящие (Na —{- К) 84 Са 9 , . л С144 SO4 37 в сульфатно-хлоридные натриевые Муо —----------^~82 с ~р3 /гт \ ид С162 SO4 36 , „ , „ (ст. Придача) и М44 ---------------- (с. Озерки). Близ- к 1 ’ ’ (Na + K) 71 Са24 ' Н ’
294 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД кого состава воды вскрыты к северу и северо-западу от зоны слабо минерализованных вод, но здесь в основном воды кристалличе- ского фундамента опробованы без достаточной изоляции от морсовско- ряжского водоносного комплекса среднего девона. В г. Новосиле минерализация таких смешанных вод повышается до 8,6 г/л, в районе Брянска (с. Кокино) до 11,6 г/л. В г. Данкове смешанные воды хлоридные натриевые, с повышенным содержанием сульфатов и минера- лизацией, незначительно превышающей минерализацию вод рижского горизонта морсовско-ряжского водоносного комплекса. Их состав здесь „ ,, C180S0420 „ следующий: Mi6,e---------———. В западном, северо-восточном и вое- (Na 4* К) 78 Са 18 точном направлениях распространены исключительно хлоридные воды, с минерализацией, возрастающей до 45 г/л к району г. Клинцов н до 106—126 г/л к району Борисоглебска — оз. Ильмень. При этом в райо- нах с. Стругова Буда и Тамбова развита группа кальциево-натриевых, а в районах Клинцов и Борисоглебска — натриевых вод состава: М22,2 ,+ о (с. Стругова Буда), М449 ------------(с. Вьюнки), (Na+K) 49 Са 32 ' (Na + К) 66 Mg 22 v ' М С19Э /Т л \ гл С1100 й , М996 —————— (Тамбов) и М106 0----------------- (Борисоглебск). (Na (-К) 48 Са 36 v ’ (Na+K) 76 Cal 7 ' 1 ’ Раздельное определение калия в пробе из скважины в Тамбове показало его содержание до 220 мг/л. На Нижне-Мамонском месторождении медно-никелевых руд воды зоны тектонических нарушений имеют минерализацию 1—2,6 г/л и по составу относятся к хлоридным натриевым. Расположение по площади и закономерная смена гидрохимических зон показаны на рис. 38, из которого видно, что от свсдовой части Воронежского кристаллического массива пресные гидрокарбонатные кальциевые, а затем натриевые воды по мере погружения водосодер- жащих пород переходят в минерализованные хлоридные натриевые, а в восточной и краевой западной частях территории — в хлоридные натриевые рассолы. Сульфатные воды являются азональными. Они появляются при приближении к южной границе и на самой площади распространения гипсоносных морсовских отложений. Однако повышенное содержание сульфатов, как указывалось выше, отмечено и значительно южнее, при этом преимущественно в районах, расположенных вниз по потоку под- земных вод. Не исключено, что наличие хлоридно-сульфатных и суль- фатно-хлоридных вод в районе г. Усмань — г. Воронеж — пос. Таловой обусловлено дренирующим воздействием долин Дона и Волги, «подса- сывающих» сульфатные воды из зоны их формирования; эти воды в различной степени разбавляются по пути водами основных гидрохими- ческих зон. Однако возможно обогащение вод сульфатами и за счет разложения сульфидов на участках, где они входят в состав кристал- лических пород. Общая жесткость пресных вод обычно колеблется в пределах 0.4—7,6 мг-экв, карбонатная—0,4—2,8 мг-экв, редко до 5,6 мг-экв, об- щая жесткость минерализованных вод и рассолов повышается до 42,2—396,7 мг-экв. Содержание свободной углекислоты 0,1—187,0 мг/л, кремнекислоты — от следов до 0,03—2,0 мг/л, редко до 42 мг/л, же- леза— 0—1 мг/л, местами до 2—7,9 мг/л, аммиак чаще отсутствует, редко его содержание составляет0,1—0,2мг/л, иногда 16,8мг/л. Нитра- ты обычно отсутствуют, изредка содержание их достигает 0,6—5,0 мг/л, как исключение — 21—50 мг/л и даже до 450 мг/л. Нитриты также часто отсутствуют или выявляются их следы, но местами содержание повы-
ВОДЫ ДОКЕМБРИЙСКИХ ОБРАЗОВАНИИ 295 шается до 0,03—0,2 мг/л, иногда до 2 мг/л и в единичных случаях до 42 мг/л. Окисляемость по кислороду колеблется от нуля до 4,8 мг/л, иногда возрастает до 5,7—12,0 мг/л. Концентрация водородных ионов 6.9—8,9, т. е. среда от нейтральной до слабощелочной, но местами pH снижается до 6,4, а для вод северо-западнее г. Новохоперска (на участке с Подгорного) при минерализации 3 г/л pH 5,0, т. е. здесь среда слабокислая. Из микрокомпонентов в водах протерозой-архейского водоносного комплекса выявлено (в мг/л)-. фтора — от следов — 0,4 до 2,3; вана- дия—до 0,002; хрома —до 0,004—0,006; серебра — до следов; цинка — до 0,001—0,025; свинца — до 0,004; бериллия — не свыше следов; ни- келя— до 0,002; меди — до 0,004; алюминия — от 0,6 до 5,0—6,1; мышьяк отсутствует. Бром и йод обнаружены только в водах с высокой минерализацией, ча участках со значительной глубиной залегания водоносного комплекса Так, в с. Стругова Буда брома выявлено 37 мг/л, йода не обнаружено, у г. Клинцов брома — до 63,8 мг/л, йода—до 4,2 мг/л, в Тамбове брома 200 мг/л, йода 2,9 мг/л, в водах, вскрытых скважиной в Борисоглебске, брома оказалось 480 мг/л, йода — 6 мг/л. Коли-титр в зоне пресных вод нередко низкий — до 91, а иногда падает до 0,004, что указывает на значительное загрязнение вод на участках водозаборов или при опробовании. Режим водоносного комплекса изучен слабо. По имеющимся огра- ниченным данным, годовые колебания уровней, температуры и мине- рализации весьма незначительные и связаны в основном с многолет- ними циклами изменений всего комплекса режимообразующих факто- ров. Несколько более существенными могут быть режимные изменения в зонах неглубокого залегания, особенно под Еюздействием деятельности человека, о чем свидетельствуют факты бактериологического загрязне- ния этого комплекса на участках отдельных скважин. Наблюдениями с 1962 по 1965 г. по скважинам в долине Оскола установлены вели- чины годовых амплитуд уровней в районе пос. Чернянки в пределах 0,38—0,72 м, а ниже по течению реки, с погружением кровли ком- плекса к району с. Погромца — до 0,36—0,45 м и лишь в 1961 г. — до 0,77 м. При этом максимальные изменения уровней происходили в те- чение лета, а минимальные — в зимний период В Пачелмском прогибе и западнее г. Клинцов вероятен переход к упругому полузастойному режиму. Для водоснабжения водоносный комплекс используется редко и только на участках его неглубокого залегания в зоне пресных вод, в частности в районе г. Павловска. Для организации централизованного водоснабжения водоносный комплекс не имеет практического значения ввиду слабой водообильности, незначительной мощности и повышен- ной минерализации. В зонах глубокого залегания для использования его минеральных вод в лечебных или рассолов в промышленных целях он также малоперспективен из-за низкой водоотдачи. Значительно важнее использование этих вод в целях поисков слепых рудных тел, но для этого потребуется более тщательное изучение наличия в нем микро- компонентов, с достаточно надежным выявлением закономерностей их распределения. * * * Водоносные комплексы докембрийских образований отличаются небольшой водообильностью, а в районах погружения и высокой мине- рализацией, вплоть до перехода в рассолы (табл. 25). Лишь в пределах свода Воронежского кристаллического массива воды пресные и по
296 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД ВОДЫ ДОКЕМБРИИСКИХ ОБРАЗОВАНИИ 297 Общая характеристика водоносных комплексов верхне протерозойских и протерозой-архейских водоносных пород Таблица 25 Индекс водонос* ного ком- плекса Районы и пункты Кровля, м Мощность, м Уровень, м Напор, м Дебит, л/сек В числителе— удельный дебит, л/сек\ в знаменате- ле—пониже- ние, м Коэффициент фильтрации, м /сутки Минерали- зация, г/л Глубина Абс. отм. Глубина Абс. отм. Ptsv г. Моршанск—пос. Инжавино (се- веро-восточная часть Тамбовской обл.) 980—1250 (—820)— (—1100) 0—450 51 Около 82 900—1150 0,7—4,7 0,01—0,1 До 60 Н. С. 130—230 Pt3R Моршанск—г. Кирсанов (северо-вос- точная часть Тамбовской обл.) 1460—1700 (—1270)— (—1600) 0—340 и более н. с. н. с. 1350—1680 н. с. н. с. Н. С. Более 200 Pt3R пос. Сомово—г. Карачев (северо-вос- точная часть Брянской обл.) 456 —265 0—53 н. с. н, с. 425 н. с. н. с. н. с. Более 12 Pt3R с. Стругова Буда—г. Клинцы (за- падная часть Брянской обл.) 450—540 (—280)— (—380) 100—417 15,3—38,7 113,3—133,7 428—500 0,08—2,9 До 0,01—0,1 20,6—272,0 н. с. 5,5—36,2 A—Pt г. Обоянь—г. Шебекино (южная часть Курской и юго-западная часть Белгородской обл,; юго-западный склон Воронежского кристаллического массива) 140 до 1100—2200 0—(—2000) До 200—510 + 19—117 124—160 200—2200 0,01—10,3 0,0003—2,9 1,0—166,0 0,0004—6,9 0,3—11,0 A—Pt г. Севск—г. Старый Оскол—г. Пав- ловск (северная часть Курской, северо- восточная часть Белгородской, Воро- нежская обл.; свод кристаллического массива) г. Новосиль — г. Новохоперск — г. Кирсанов (Орловская, Липецкая, Тамбовская и северо-восточная часть Воронежской обл.; северо-восточный склон кристаллического массива) 0—140 173—0 30—80 +11—99 67—179 0—200 0,01—16,7 0,0003—5,0 1,0—166,0 0,0001—12,4 0,2—1,4 A—Pt 140— (—2000) и более 0—(—1900) и более 10—50 +1,2—81,6 86—163 200—2000 и более 0,02—15,0 0,0006—0,04 1,5—368,0 0,02—3,3 0,6— 200,0 и более A—Pt г. Клинцы—Брянск (Брянская об- ласть; северо-западный склон кристал- лического массива) 140—760 0—(—600) 0—10 22,7—42,4 112-134 200—863 0,3—2,6 0,002—0,1 21,0—109,0 0,001—1,7 4,1—44,9 A—Pt г. Калач—г. Богучар (юго-восточная часть Воронежской области; юго-вос- точный склон кристаллического мас- сива) 140—260 и более 0—(—400) 0—30 +9,7—75,2 61—95 0—470 0,001—7,9 0,001—1,4 5,5-63,7 0,001—19,2 0,9-9,1 качеству пригодны для водоснабжения, но и здесь они используются крайне редко из-за наличия более доступных и обильных водоносных горизонтов. Большее значение эти водоносные комплексы имеют в пре- делах склонов кристаллического массива для бальнеологии а в северо- восточной части территории и в качестве вод промышленного значения. Повсеместно воды докембрия, особенно протерозой-архейский водонос- ный комплекс, могут быть использованы для гидрохимических поисков слепых рудных тел, но фактического материала по содержанию в них микрокомпонентов для выделения аномальных участков пока еще недо- статочно. Однако уже теперь по степени концентрации водородных ионов среди преобладающих вод слабощелочной или нейтральной реак- ции выделяются аномальные участки со слабокислой средой (с pH 5,0—5,5). При этом площадь таких участкоз увеличивается от верхних водоносных горизонтов к нижним, с уменьшением величин pH от 5,9—5,7 до 5,5—5,0. К таким участкам относится район с. Нижнего Мамона с выявленными месторождениями сульфидных медно-никелевых руд. Аналогичные участки отмечены в районах городов Невой Усмани (южнее Воронежа) и Павловска. Одиночными скважинами воды с pH — 5,5—5,0 вскрыты в районах г. Жердевки и оз. Ильмень. Во всех этих районах необходимо изучение микрокомпонентов, особенно Ni, Со, Си и сопутствующих им элементов для выявления фоновых и аномальных содержаний, уточнения аномальных участков и выяснения причин аномалий. Не исключено, что эти аномалии могут быть связа- ны с рудными скоплениями в кристаллическом фундаменте, в коре его выветривания или в базальных горизонтах покрывающей осадочной толщи.
ГЛАВА XI ФОРМИРОВАНИЕ, ЗОНАЛЬНОСТЬ И ЕСТЕСТВЕННЫЙ РЕЖИМ ПОДЗЕМНЫХ ВОД ФОРМИРОВАНИЕ И ЗОНАЛЬНОСТЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД Формирование в пределах рассматриваемой территории современ- ной гидрогеологической обстановки происходило при неоднократно менявшихся геотектоническом и физико-географическом режимах (смена длительных этапов континентального и морского развития, существенно различных по преобладающей направленности гидрогеологических и гидрогеохимических процессов). В течение континентальных этапов большую, иногда, по-видимому, преобладающую роль играли процессы, связанные с воздействием на породы вод атмосферного происхождения; происходило промывание пород на ту или иную глубину и, как следствие, образование зон пресных вод в верхней части геологического разреза. Для этапов морского развития, очевидно, было характерно формирование во вновь образовавшихся осадках седиментационных вод, а также развитие в этих осадках и в подстилающих породах (в условиях крайне слабого водообмена с поверхностью или его полного отсутствия) процессов метаморфизации вод (изменение степени и характера их минерали- зации). По всей вероятности, такого рода процессы могли быть опре- деляющими в формировании химического состава вод и во время континентальных этапов развития территории, в глубоких зонах бас- сейнов подземных вод, как это можно предполагать для современной эпохи в Пачелмском прогибе. Достаточно четко выделяются основные этапы развития гидрогео- логической обстановки района начиная с позднего протерозоя. Они соответсгвуют периодам, охватывающим поздний протерозой — ранний девон, средний девон — карбон, пермь — триас, юру — мел, палеоген — миоцен, конец миоцена — современный период. Этап, охватывающий рифей, венд, ранний палеозой, ранний девон, характеризовался континентальным режимом. Почти вся описываемая территория, находясь в области обширной суши Украинско-Воронеж- ского щита, характеризовавшейся глубоким эрозионным срезом и рас- члененным рельефом, представляла собой область интенсивной дену- дации. Устойчивые продукты протекавшего при этом химического выветривания кристаллических пород, представленные преимущественно каолиновыми глинами, обогащенными труднорастворимыми гидратами окислов алюминия и железа, сохранились в виде хорошо развитой коры выветривания этих пород. Образование ее, очевидно, сопровождалось выносом кремнезема, двухвалентного железа, марганца и других ком- понентов, переходивших в раствор в результате гидролиза силикатных минералов при воздействии инфильтрационных вод на породы. Снос обломочного материала и сток поверхностных вод были на- правлены на север в начавшую формироваться Московскую синеклизу,
ФОРМИРОВАНИЕ, ЗОНАЛЬНОСТЬ И РЕЖИМ ПОДЗЕМНЫХ ВОД 299 а также на северо-запад и северо-восток в Оршанский и Пачелмский прогибы (рис. 39). В течение среднего и позднего девона на описываемой территории, в общем, преобладали морские условия, и формирование седимента- ционных вод протекало в отлагавшихся осадках бассейнов нормаль- ной, а иногда и повышенной солености (рис. 40). Однако эта общая тенденция неоднократно нарушалась на значительных территориях района вследствие регрессий моря и частичного размыва ранее отло- Рис. 39. Схематическая палеогидрогеологическая карта периода позднего докембрия. Составила Г. Н. Плотникова 1 — воды в кристаллических породах, 2 — воды в рифейских отложениях (пески, песчаники, кон- гломераты). Воды в девонских отложениях 3 — переслаивание ангидритов, доломитов, с песками н глинами; 4 — известняки н песчаио-глнннстые породы; 5 — известняки н песчано-глинистые породы с пластами каменной соли Воды: 6 — в каменноугольных отложениях (известняки н глины с песча- никами); 7 —в пермо-трнасовых отложениях (красноцветы); 5 —в юрских отложениях (песчано-гли- нистые породы); 9 — в меловых отложениях (мел, мелоподобные мергели н пески); 10 — в палеоген- неогеновых отложениях (пески, песчаники, глины с глауконитом и фосфоритами). Границы распро- странения осадочных отложений- 11 — рифея; 12 — девона; 13— карбона; 14 — перми н трнаса; 15 — юры; 16— мела, 17 — палеогена, 18— границы фаций; 19 — нзопахнты рифея; 20 — предполагае- мое направление стока. Характер минерализации подземных вод- 21 — пресные воды в отложениях всего осадочного комплекса, 22— минерализованные воды в отложеинях всего осадочного комплекса; 23 — минерализованные воды в нижней части осадочного комплекса (верхние горизонты содержат пресные воды); 24 — граница распространения вод различной минерализации; 25— граница терри- тории. охватываемой настоящим томом
300 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД жившихся осадков. В эти периоды создавались условия для внедрения инфильтрационных вод в осадки, сохранившиеся от размыва. Тектонические движения и климат девонского периода имели очень большое значение для последующего развития гидрогеологиче- ских и гидрогеохимических условий рассматриваемого района. В девоне Рис. 40. Схематическая чалеогидрогеологическая карта среднего девона — турне. Составила Г. Н. Плотникова. Условные обозначения см. к рис. 39 в теле Украинско-Воронежского щита образуется Днепровско-Донец- кая впадина, в пределах которой усиленное прогибание и отложение мощных осадочных толщ начались с франского века. В течение девон- ского периода морские бассейны, занимавшие значительные части рассматриваемого района, неоднократно приобретали характер мелко- водных внутриконтинентальных сильно осолоненных бассейнов и засо- лоняющихся лагун (первая половина морсовского времени — северная и восточная части района; черноярское время — северная часть; позд- ний девон — средне- и верхнефранское время — за пределами района на территории Днепровско-Донецкой впадины; верхнефаменское вре- мя— на севере района и в Днепровско-Донецкой впадине). Отложения этих бассейнов — доломиты, гипсы, ангидриты и каменная соль — за- нимают значительные пространства Русской плиты и, несомненно, иг- рают решающую роль в формировании ее современной гидрогеохимиче- ской обстановки. С наличием их связано широкое распространение
ФОРМИРОВАНИЕ, ЗОНАЛЬНОСТЬ И РЕЖИМ ПОДЗЕМНЫХ ВОД 301 сульфатных, хлоридно-сульфатных и хлоридных вод. В частности, в пределах рассматриваемой территории гидрогеохимическим влиянием этих отложений (галогенных — гипсоносных отложений морсовского времени) обусловлено в ряде участков северной ее части развитие сульфатных вод и широкое распространение гидрогеохимической зоны хлоридно-сульфатных вод. Рис. 41. Схематическая палеогидрогеологическая карта поздней перми — раннего трнаса. Составила Г. Н. Плотникова. Условные обозначения см. к рис. 39 В период устойчивого континентального развития района, охваты- вающий время от конца московского века до середины юры, парал- лельно с размывом палеозойских отложений (в осевой части Воро- нежской антеклизы — полным), шло, очевидно, их промывание — гео- химически взаимодействовали инфильтрационные воды и породы, со- хранившиеся от размыва. Общие черты гидрогеохимической обстанов- ки этого периода отображены на рис. 41 и 42. В поздней юре, а также в неокоме почти весь район был охвачен морским бассейном. После некоторого перерыва (апт, начало альба), когда область Воронежской антеклизы представляла собой внутри- континентальную равнину, морской режим продолжал господствовать вплоть до конца маастрихтского века. В палеогеновый и неогеновый периоды опускания и поднятия сменяют друг друга и море то насту- пает, то отступает; при этом трансгрессии распространялись с юга (рис. 43).
302 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД К) концу миоцена море окончательно отступает с территории райо- на С этого времени начинается формирование современного рельефа и гидрографической сети, окончательно определяются основные особен- ности существующих теперь гидрогеологических условий Рис 42 Схематическая палеогидрогеологическая карта ранней и средней юры Со ставила Г Н Плотникова Условные обозначения см к рис 39 Неоднократные на протяжении геологической истории изменения режима осадконакопления привели к формированию геологического разреза, характеризующегося чередованием водопроницаемых и водо- упорных пород различного литологического состава и наличием по верхностей континентальных размывов, с которыми связаны погребен- ные зоны выветривания, обладающие относительно повышенной водо проницаемостью Это обусловило многоэтажное в гидрогеологическом отношении строение осадочного чехла и распространение в нем пла- стовых подземных вод различного типа поровых, трещинных, кар стовых В геологическом разрезе района выделяют пять структурных эта- жей* четвертично-неогеновый, палеоген-мезозойскии, патеозойский, верхнепротерозойский и протерозой-архейский Первые четыре охваты * Общая гидрогеологическая характеристика геологического разреза, приведен ная в настоящей главе, написана Б Н Смирновым
ФОРМИРОВАНИЕ ЗОНАЛЬНОСТЬ И РЕЖИМ ПОДЗЕМНЫХ ВОД 303 вают осадочный чехол, пятый соответствует кристаллическому фунда- менту Эти этажи разделены региональными поверхностями размыва, фиксирующими наиболее длительные континентальные периоды с вы- падением из разреза ряда стратиграфических горизонтов Этажи отличаются друг от друга структурными и гидрогеологическими осо- бенностями Рис 43 Схематическая палеогидрогеологнческая карта олнгоцена и раннего миоцена Составила Г Н Плотникова Условные обозначения см к рис 39 Четвертично неогеновый структурный этаж плащеобразно залегает на размытой поверхности отложений палеогена, мезозоя, палеозоя, а на отдельных участках в долине Дона — непосредственно на кристал лическом фундаменте Подземные воды этого этажа приурочены к различным генетическим типам и стратиграфическим горизонтам рых- лых четвертичных и неогеновых отложений Это преимущественно Поровые грунтовые, местами межпластовые воды со свободной поверх- ностью, но иногда они обладают небольшим напором Вследствие фа- циальной изменчивости водовмещающих пород воды этого этажа на- ходятся в сложной взаимосвязи как между собой, так и с подземными водами донеогеновых отложений, а также с водами рек, озер и болот Палеоген-мезозойский структурный этаж характерен моноклиналь ным залеганием водовмещающих слоев, с преимущественным падением в юго западном направлении к Днепровско-Донецкой впадине Он за
304 V IP \КТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД легает несогласно на размытой поверхности палеозойских отложений, а в своде Воронежского кристаллического массива и на образованиях докембрия. Подземные воды приурочены к рыхлым и относительно слабо литофицированным отложениям: пескам, песчаникам, опокам, мергельно-меловым породам и редко известнякам. Воды — от безна- порных грунтовых и межпластовых до напорных пластовых порового, трещинного, реже карстового типов. Водоносные горизонты этого эта- жа на отдельных участках гидравлически связаны между собой, места- ми— с горизонтами выше и ниже залегающих водоносных этажей, а в северных районах рассматриваемой площади также и с поверхност- ными водами. Структурные особенности палеозойского структурного этажа в большей степени зависят от рельефа кристаллического фундамента. Водовмещающие слои палеозойского этажа имеют наиболее крутое падение в юго-западном направлении к Днепровско-Донецкой впадине и в северо-восточном — к Московской впадине и Пачелмскому проги- бу, с более слабым погружением на северо-запад к Оршанскому про- гибу и на юго-восток к Прикаспийской впадине. При этом наблюдается постепенное увеличение наклона водоносных и водоупорных слоев от молодых к более древним и от свода кристаллического массива в ядре Воронежской антеклизы к ее крыльям, с увеличением мощности слоев в сторону погружения. Палеозойский водоносный этаж покоится на эрозионной поверхности кристаллического фундамента либо местами на песчано-глинистых отложениях верхнего протерозоя. Подземные во- ды приурочены к пескам, алевритам, песчаникам, алевролитам, извест- някам, доломитам, реже мергелям. Это пластовые поровые, трещинные или трещинно-карстовые воды, преимущественно напорные, а в преде- лах Центрального девонского поля и безнапорные. Воды этого этажа в различной степени взаимосвязаны между собой, с водами других этажей, а на площади между Окой и Доном и с поверхностными во- дами. Верхнепротерозойский структурный этаж не имеет повсеместного распространения и приурочен к отдельным крупным впадинам в кри- сталлическом фундаменте. Водовмещающие слои имеют северо-запад- ное (Оршанский прогиб) и северо-восточное (Пачелмский прогиб) па- дения. Они сложены песками, алевритами, песчаниками, меньше доло- митами, мергелями. Воды преимущественно поровые, реже трещинные, повсеместно напорные. Они взаимосвязаны с водами палеозойского и протерозой-архейского структурных этажей. Протерозой-архейский структурный этаж залегает наиболее вы- соко в пределах свода Воронежского кристаллического массива, обна- жаясь местами в долине Дона, и погружается до максимальных в пре- делах рассматриваемой территории глубин к Днепровско-Донецкой бпадине и Пачелмскому прогибу. Подземные воды приурочены к по- гребенной зоне выветривания кристаллических образований и к зонам разрывных тектонических нарушений. Трещинные напорные воды этого йтажа взаимосвязаны с водами всех вышележащих гидрогеологических этажей, а на небольших участках по долине Дона и с речными водами. В каждом структурном этаже выделяются подчиненные им гидро- геологические подразделения, вплоть до водоносных и водоупорных горизонтов и подгоризонтов. Подробная характеристика их дана в предшествующих главах, а также в сводной гидрогеологической ко- лонке (см. прилож. II, лист. 7). Здесь же целесообразно подчеркнуть общий для этажей характер залегания горных пород и заключенных в них водоносных горизонтов. Доминирующее положение в структуре рассматриваемой террито-
ФОРМИРОВ\НИЕ, ЗОНАЛЬНОСТЬ И РЕЖИМ ПОДЗЕМНЫХ ВОД 305 рии занимает Воронежская антеклиза. Поверхность кристаллического фундамента в ее пределах приподнята относительно окружающих впа- дин на 1000 м и более (см. рис. 44). Соответственно сводовая часть антеклизы характеризуется маломощным осадочным покровом. Наи- большие мощности осадочной толщи в пределах всей рассматриваемой площади приурочены к юго-западному склону массива (район с. Му- рома— 1105 м) и Пачелмскому прогибу (более 2000 м). Девонские отложения, развитые преимущественно в северной ча- сти района (на северо-восточном крыле Воронежской антеклизы), имеют общий моноклинальный наклон на северо-восток, а каменно- угольные, основной областью распространения которых является юго- западное крыло антеклизы, — на юго-запад. Наиболее высокие отметки Кровли девона приурочены к району г. Новосиля — Архангельска, т. е. к Центральному девонскому полю. Здесь находится главная область питания водоносных горизонтов девона. Наивысшие отметки напоров воды верхнедевонского комплекса совпадают с водораздельными пло- щадями между притоками Оки и Сосны, где они достигают 200 м аб- солютной высоты. Область питания каменноугольных отложений при- урочена к юго-западному склону Воронежского массива. Мезозойские и палеоген-неогеновые отложения, несогласно пере- крывающие палеозойские, в северных районах описываемой территории лежат почти горизонтально, а в южных погружаются в юго-западном направлении. Близкое залегание к поверхности земли определяет тес- ную связь их с поверхностными водами, вследствие чего питание и дренирование указанных водоносных горизонтов осуществляются на нескольких участках. Рассматриваемая территория характеризуется сложным распреде- лением водоносных и водоупорных слоев вследствие фациальной не- выдержанности пород и выклинивания многих горизонтов по направ- лению к осевой части Воронежской антеклизы. Отмечается более грубо- зернистый состав осадочных пород в центральной части антеклизы. Отсутствие достаточно хорошо выдержанных на больших площа- дях водоупоров и благоприятный литологический состав осадочных пород в сочетании со значительным количеством атмосферных осадков способствуют инфильтрации вод в водоносные горизонты и формирова- нию больших ресурсов подземных вод. Эти же условия способствуют развитию вертикального водообмена водоносных слоев с поверхностью. Анализ соотношения уровней подземных вод (свободного и напор- ного) показывает, что на водораздельных участках уровни верхних водоносных горизонтов выше, чем уровни нижележащих, т. е. верти- кальная составляющая движения воды направлена сверху вниз. По долинам, особенно крупным, соотношение отметок уровней обратное; при этом отметки уровней верхних горизонтов, прорезаемых долинами, падают до отметок урезов воды в реках. Таким образом, значительная часть атмосферных осадков, поступающих в водоносные горизонты на водоразделах, вновь возвращается на поверхность в депрессиях рельефа. Такое соотношение уровней подземных вод на положительных и отрицательных формах рельефа наиболее отчетливо проявляется в центральной части Воронежской антеклизы, которая, очевидно, пред- ставляет собой гидрогеологически открытую структуру с интенсивным вертикальным водообменом, охватывающим все развитые в ее преде- лах структурные этажи. По периферии Воронежского массива по мере погружения нижних водоносных этажей роль водоупоров в изоляции их от поверхности возрастает. Например, резко уменьшается трещиноватость Маастрихт-
306 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД Рис 44 Схема распределения гидрогеохпмических типов подземных вод. Составила Г. Н Плотникова Области преимущественного развития подземных вод (гидрогеохимические поля) / — пресных, смешанного состава с минерализацией 2 г/л; 2~ сульфатных с минерализацией до 15 г/л, иногда выше, ? —хлоридных с минерализацией до 15 г/л, 4 — хлоридных с минерализацией до 50 г/л, 5—хлоридных рассолов с минерализацией >50 г/л, 6—границы между гидрогеохимическими попями 7 — границы между гидрохимическими участ ками в пределах IV поля Гидрохимические типы подземных вод в отдельных пунктах (в числителе — минерализация воды в г/л, в знаменателе — дологический возраст водовмещающих иород), 8 — пресные, смешанного состава. 9— сульфатные натриевые, 10— сульфатио-хлоридные натрие* вые, //—хлоридные натриевые, 12 — лииия гидрохимического разреза (см. рис 89, в), 13—изогипсы поверхности кристаллического фундамента
ФОРМИРОВАНИЕ, ЗОНАЛЬНОСТЬ И РЕЖИМ ПОДЗЕМНЫХ ВОД 307 о =: Е туронского горизонта, увеличивается глинистость юрских водоупоров, возрастает их мощность. В связи с этим влия- ние поверхностных вод на водоносные горизонты затухает; затрудняются инфильтрация атмосферных осадков и гид- равлическая связь между водоносными горизонтами. Влия- ние речных долин на нижние горизонты ослабевает, и лишь местами по крупным долинам происходит частичный пере- лив подземных вод из нижних в верхние водоносные го- ризонты. Об этом свидетельствуют не только явления, на- блюдаемые на локальных участках, например гидрохими- ческие аномалии. Общий рельеф пьезометрической поверх- ности нижних структурных этажей (палеозойского, про- терозой-архейского) •—понижение пьезометрических уров- ней в сторону крупных депрессий земной поверхности (см. рис. 39 и 40)—указывает на значительную роль верти- кального водообмена в формировании региональных гид- родинамических условий. Этим условиям вполне соответ- ствует гидрогеохимическая обстановка рассматриваемой территории. Как отмечалось выше, в области Воронежской анте- клизы осадочные породы имеют наименьшую мощность и вплоть до кристаллического фундамента насыщены прес- ными водами. На склонах массива с погружением водо- носных горизонтов происходит постепенное увеличение ми- нерализации подземных вод; при этом зоны вод различной минерализации располагаются поясами, вытянутыми с се- веро-запада на юго-восток, параллельно оси антеклизы. По- логий северный склон Воронежского массива характери- зуется развитием слабо минерализованных вод, крутой северо-восточный склон, образующий западный борт Па- челмского прогиба, — интенсивным возрастанием минера- лизации подземных вод вплоть до рассолов. Наблюдается четкая зависимость изменения химиче- ского состава подземных вод (рост их минерализации) от литолого-фациальных особенностей пород. Так, в области распространения загипсованных девонских отложений, приуроченных к северному склону Воронежского массива, получают развитие сульфатные и сульфатно-хлоридные воды. В каменноугольных отложениях южного крыла массива (как и на всей площади Днепровско-Донецкой впадины) развиты почти исключительно хлоридные воды; наличие сульфатных вод на отдельных участках этого района обусловлено, как правило, разложением пирита, со- держащегося в некоторых разностях пород. Исходя из общей минерализации подземных вод и их химического состава, на описываемой территории могут быть выделены четыре гидрогеохимических поля, отличаю- щихся количеством гидрохимических зон в разрезе (рис. 44). 1. Центральное гидрогеохимическое поле занимает сво- довую часть Воронежского массива и частично его склоны. В его пределах зона пресных вод (с Минерализацией до 1 г/л) охватывает весь осадочный комплекс и верхнюю трещиноватую зону кристаллического фундамента. В сво- довой части массива фундамент залегае! на глубине 50— 100 м\ в Павловском районе и у г. БоГучара кристалличе-
308 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД ские породы выходят на поверхность. Средняя мощность зоны пресных вод составляет около 200 м. На склоне, обращенном к Днепровско-До- нецкой впадине, пресные воды распространяются до глубины 500 м и даже 700 м. Преобладают подземные воды гидрокарбонатного типа (кальцие- НСО 75 С113 вые или сложного катионного состава: М0з?--------3-------(г. Фатеж), ’ Са 79 Mg 20 HCO373SO423 , „ . Mo is--------ii--------- (с. Подгоренское). ' Mg 40 Ca 34 (Na + K) 26 ' K ' II. Гидрогеохимическое поле северного склона Воронежского массива характеризуется развитием двух вертикальных гидрогеохими- ческих зон: а) пресных вод гидрокарбонатного кальциевого и смешан- ного катионного состава с минерализацией до 1 г/л и б) сульфатных и хлоридно-сульфатных натриевых вод с минерализацией до 17 г/л. Первая зона занимает верхнюю часть разреза и включает четвер- тичные, мезозойские, фаменские и местами верхи франских отложе- ний общей мощностью до 200 м. На отдельных участках в местах неглубокого залегания среднедевонских гипсоносных пород мощность зоны пресных вод значительно сокращается. Воды смешанного соста- й , НСО378 С1 13 ва с преобладанием гидрокарбонатного аниона: Мо 4б------------------ ’ Са 69 Mg 16 (Na + К) 16 z и •. ,£ НСО3 63 SO4 25 , „ . <г. Липецк), Мо 5----i5— (г. Новосиль). Mg 42 Са 31 Сульфатные и хлоридно-сульфатные воды занимают основную по мощности часть разреза и приурочены к слоям франского, живетского и эйфельского ярусов девона, моноклинально падающим в сторону Московской синеклизы. Мощность этой зоны составляет 300—400 м. По химическому составу выделяются два основных типа вод: 1) суль- . so4 88 «ратные кальциево-натриевые состава М4д и , SO4 56 Cl 48 , „ . фатные натриевые состава Мц,6----------- (г. Брянск), Na 76 хлоридно-суль- .. SO4 51 Cl 42 м40 —--------- ' Na 85 Са 8 (г. Липецк). III. Гидрогеохимическое поле преимущественного развития хло- ридных натриевых вод с минерализацией до 11 г/л. Указанные воды приурочены к каменноугольным отложениям, погружающимся к Днеп- ровско-Донецкой впадине. Кровля их залегает на глубине 600 м и бо- лее; выше по разрезу залегают пресные воды с повышенным содержа- нием хлоридов. Типичные хлоридные натриевые воды вскрыты буровы- ми скважинами в с. Маслова Пристань / Мк 4----иве. Му- \ ’ (Na + K)80Cal2 J J Cl 96 \ роме । Mio 6-------------- j. r \ (Na + K)82Cal5 / IV. Гидрогеохимическое поле, характеризующееся развитием не- скольких гидрохимических типов подземных вод, подразделяется на два района: район IV—а — северо-западный участок погружения Во- ронежского свода к Оршанско-Витебской впадине и западный борт Пачелмского прогиба; район IV—б-—погруженная часть Пачелмского прогиба. Район IV — а характеризуется в разрезе наличием трех гидрохими- ческих зон: 1) пресных вод смешанного состава; 2) сульфатно-хло- ридных вод с минерализацией до 15 г/л; 3) хлоридиых натриевых вод с минерализацией до 50 г/л.
ФОРМИРОВАНИЕ, ЗОНАЛЬНОСТЬ И РЕЖИМ ПОДЗЕМНЫХ ВОД 309 Две первые гидрохимические зоны представляют собой естествен- ное продолжение сооответствующих зон II гидрохимического поля (см. рис 44) и их воды идентичны. Следует отметить лишь некоторое увеличение количества хлорид-иона в составе вод су льфатно-хлорид- ного типа. Хлоридные натриевые воды самой нижней зоны имеют со- став: М29 1----------------- (д. Плата). ' (Na + К) 72 Са I8Mg 10 ' Район IV — б характеризуется наличием в нижней части разреза осадочной толщи мощной зоны рассолов с минерализацией более 50 г/л. Над рассолами располагаются три гидрохимические зоны, опи- санные выше по району IV — а. Рассолы залегают в отложениях рифейского, вендского и девон- ского комплексов (включая нижнюю часть франского яруса). Макси- мальная мощность зоны рассолов в описываемом районе достигает 1200 м; глубина залегания кровли колеблется от 400 до 700 м, причем наиболее близко к поверхности земли кровля рассолов залегает в центральной части Пачелмского прогиба и, наоборот, наиболее глубо- ко — вдоль его борта, где проявляется опресняющее влияние области питания Воронежского свода (см. рис. 44). В пределах описываемой территории развиты преимущественно слабые рассолы с минерализацией от 50 до 125 г/л хлоридного натрие- вого и хлоридного кальциево-натриевого состава с содержанием бро- ма от 100 до 600 мг/л. Вскрыты рассолы и большей минерализации — до 200 г/л. Приведенные выше данные характеризуют изменения минерализа- ции подземных вод и их химического состава по вертикали. Соответст- вующие изменения наблюдаются и в горизонтальном направлении — в одном водоносном комплексе по мере увеличения глубины залегания и степени его изоляции происходит увеличение общей концентрации со- лей в водах и изменение их состава. Особенно отчетливо горизонталь- ную зональность можно проследить по данным химического состава вод мосоловских и более древних отложений (см. рис. 44). Сопоставление геолого-структурных условий залегания подземных вод и региональных гидродинамических особенностей рассматривае- мой территории с ее общей гидрогеохимической обстановкой выявляет тесную зависимость гидрогеохимических процессов от степени развития водообмена водоносных слоев с поверхностью. В этом отношении чет- ко выделяются зона активного водообмена и залегающая ниже часть геологического разреза, в пределах которой интенсивность водообмена постепенно с глубиной затухает. К зоне активного водообмена относятся подземные воды верхней части разреза, тесно связанные с поверхностными водами и находя- щиеся под влиянием дренажа речной сети. В основном зона заключает безнапорные воды, режим которых подвержен сезонным колебаниям. В этой зоне развиты преимущественно процессы выветривания и растворения. Легкорастворимые соли (хлориды и частично сульфаты) здесь вымыты; активно идет гидролиз силикатов и переход кремнезема в подземные воды (на глубинах до 100 м количество кремнезема в во- дах достигает 26—40 мг!л, а глубже снижается до 15 мг/л и меньше). Воды зоны активного водобмена пресные, преимущественно гидро- карбонатные, с минерализацией до 1 г/л. Преобладание гидрокарбона- тов обусловлено поступлением в воды углекислоты из атмосферы и почвы и последующим растворением карбонатных соединений. По мере увеличения глубины количество углекислоты и кислорода в водах быстро уменьшается. Скорости возобновления запасов подзем-
310 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД пых вод также снижаются и при переходе к другим гидродинамиче- ским зонам создаются условия для накопления солей. В зависимости ст литолого-фациального состава водовмещающих пород воды зоны активного водообмена могут обогащаться сульфатами. Формирование сульфатных вод связано с загипсованными или пи- ритизированными породами. Минерализация этих вод (до 4—5 г!л) определяется растворимостью сернокислых солей кальция и магния. Эти соли присущи морскому солевому комплексу, в результате выще- лачивания которого образуются сульфатные кальциевые и сульфатные кальциево-магниевые воды. Параллельно с выщелачиванием могут -идти реакции катионного обмена CaSO4 (вода) 4-2Na+(порода) - —>Na2SO4 (вода) +Са2+ (порода). В описываемом районе сульфатные воды развиты в верхнедевон- ских отложениях северного склона Воронежского массива, а также участками в полтавско-харьковском горизонте, куда они поступают из покрывающей шапкинской толщи, содержащей кристаллы гипса, и в яснополянском горизонте, содержащем пирит. В нижней части разреза, характеризующейся постепенным затуха- нием интенсивности водообмена, ввиду отсутствия достаточно надеж- ных критериев условно выделены следующие зоны. Зона значительного водообмена включает активно промываемые части артезианских бассейнов, подземный сток которых характеризу- ется значительными скоростями. Подземные воды формируются за счет поступления инфильтрационных вод в водоносные горизонты из облас- тей питания и обогащения их водорастворимыми солями при движении в морских осадочных породах. В зависимости от состава водовмещаю- щих пород воды хлоридно-сульфатные либо хлоридные. Наряду с про- цессами растворения здесь имеют значение процессы катионного обме- на, протекающие между водами и глинистыми породами. Сульфатно-хлоридные воды образуют гидрохимическую зону, за- легающую либо под сульфатными, либо под гидрокарбонагными вода- ми (гидрохимическое поле II и районы IV—а и IV—б). Для них харак- терна минерализация от 2 до 15 г!л и редко выше. Формируются они в морских отложениях, еще содержащих хлориды и сульфаты. Зона замедленного водообмена характеризуется малыми скорос- тями движения и устойчивым режимом подземных вод. К ней относятся более глубокие части артезианских структур. Вследствие низких ско- ростей движения подземных вод и слабой возобновляемости запасов в указанной зоне происходит концентрация солей, возрастающая по ме- ре погружения горизонтов. Максимальной условно принимается минера- лизация, равная 50 г/л, соответствующая слабым рассолам. Дальнейшее увеличение минерализации приводит к быстрому воз- растанию роли хлор-иона и превращению вод в хлоридные натриевые. Указанные воды развиты в пределах III геохимического поля. Зона весьма замедленного водообмена отличается застойным ре- жимом и подземным стоком, который проявляется лишь в масштабах геологического времени. Она включает наиболее значительную по мощности часть разреза, насыщенную рассолами. Последние обычно формируются в структурах, испытывавших длительное и устойчивое погружение, что приводит к накоплению мощных осадков, насыщенных первоначально минерализованными водами морского генезиса. Основ- ные процессы формирования заключаются в концентрации солен и метаморфизации состава в сторону повышения роли кальция. Для рассолов характерны хлоридный кальциево-натриевый состав и вы- сокое содержание брома.
ФОРМИРОВАНИЕ, ЗОНАЛЬНОСТЬ И РЕЖИМ ПОДЗЕМНЫХ ВОД 311 Анализ геологического развития Пачелмского прогиба, к которо- му приурочены рассолы описываемого района, показал, что эта струк- тура на протяжении нижнего и среднего палеозоя интенсивно погру- жалась, и в ней накапливались мощные осадки, насыщенные морски- ми водами. Влияние последующих континентальных перерывов не распространялось на большую глубину. Проникновению инфильтра- ционных вод препятствовали водоупоры; кроме того, седиментацион- ные воды, выжимающиеся из глинистых пород в коллекторы, под влия- нием геостатического давления, обладая высокими напорами, препят- ствовали движению пресных вод, поступающих из областей питания. Таким образом, глубокие подземные воды Пачелмского прогиба фор- мировались при участии морских вод и под влиянием физико-химиче- ских процессов, ведущих к увеличению минерализации подземных вод. Сущность этих процессов в настоящее время не может считаться окончательно выясненной. По аналогии с другими районами распрост- ранения рассолов можно предполагать, что в формировании рассолов большая роль принадлежит галогенным, в частности галитовым, по- родам, широко распространенным, например, в девонских отложениях в районах, непосредственно примыкающих к рассматриваемой терри- тории. В зависимости от гидродинамических зон меняются газовый со- став подземных вод и их температурный режим. Две верхние зовы (активного и значительного водообмена) характеризуются окисли- тельными процессами и газами атмосферного происхождения — кис- лородом, углекислотой и азотом. В зоне замедленного водообмена идут окислительные и восстановительные процессы; преобладающим газом является азот. Зона весьма замедленного водообмена отличается преобладанием восстановительных реакций и азотно-метановым соста- вом газов. Температура подземных вод является функцией глубины их зале- гания. Известную роль играет и степень интенсивности водообмена. Приведенные в данной главе материалы показывают, что в фор- мировании подземных вод рассматриваемого района принимали участие воды разного происхождения: морские и атмосферные. Вету- щим фактором является геотектоническое развитие территории, в ре- зультате которого происходили региональные изменения условий залегания и химического состава подземных вод, приведшие к распре- делению пресных и минерализованных вод, наблюдаемому в настоя- щее время. НЕКОТОРЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ МНОГОЛЕТНЕГО ЕСТЕСТВЕННОГО РЕЖИМА ПОДЗЕМНЫХ ВОД Как известно, изучение режима подземных вод служит одним из средств познания процесса формирования подземных вод. Наиболь- ший интерес с этой точки зрения на описываемой территории пред- ставляют данные о многолетнем режиме подземных вод. В Каменной Степи (Таловский район Воронежской области) на- блюдения за режимом подземных вод ведутся с 1892 г. и имеют наибольшую в пределах СССР продолжительность (около 80 лет). Эти наблюдения характеризуют лишь режим уровня грунтовых вод покровных отложений небольшого участка земной поверхности. Одна- ко их анализ в сопоставлении с более кратковременными наблюде- ниями по другим территориям и другим водоносным горизонтам, а также с данными о ходе изменений ряда режимообразующих факто-
312 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД ров позволяет установить некоторые достаточно общие закономернос- ти режима подземных вод, прежде всего его многолетнюю ритмич- ность, в топ или иной степени согласующуюся с ритмичностью мно- гих естественных процессов на земном шаре и определимую действием космических факторов. Эта ритмичность в многолетних изменениях уровня грунтовых вод и рассматривается ниже. Как отмечено при описании режима грунтовых вод покровных от- ложений, суммарное изменение уровня грунтовых вод за год (годовой баланс уровня) может быть положительным, отрицательным или близ- ким к нулю. Последовательное наращивание ежегодных положитель- ных или отрицательных балансов уровня грунтовых вод приводит к Рис 45. Изменения уровня грунтовых вод на 1/1Х каждого года в шурфе 1. Составил В. А. Коробейников / — фактические замеры, 2—прогнозное положение уровня по Г Ф Nacosy многолетнему подъему или спаду их уровня, при этом годы с нулевым балансом обычно соответствуют многолетнему максимуму или миниму- му уровня. Для выявления общих многолетних закономерностей коле- баний уровня грунтовых вод Каменной Степи были рассмотрены сред- ние годовые и месячные уровни за 20-летний период по наблюдатель- ным точкам, расположенным в различных природных условиях. Постро- енные при этом графики средних месячных уровней свидетельствуют о качественно сходных, хотя и различных в количественном отношении внутригодовых изменениях уровня в многолетнем разрезе. Графики зависимости средних годовых и средних за сентябрь уров- ней грунтовых вод за 20-летний период по ряду наблюдательных сьва- жин, расположенных в различных условиях, и уровней на ту же дату по шурфу 1, наблюдения в котором ведутся с 1892 г., указывают на наличие между геми и другими уровнями тесной корреляционной свя- зи. Это свидетельствует о том, что изменения в многолетнем разрезе вызываются общими причинами, и позволяет считать данные наб тюле- ний по шурфу 1 достаточно представительными для характеристики в целом режима грунтовых вод не только Каменной Степи, но и всех водораздельных участков Центрально-Черноземной полосы, сложенных покровными лёссовидными суглинками четвертичного возраста. График многолетних изменений уровня грунтовых вод (рис. 45) по шурфу 1 показывает, что эти изменения происходят волнообразно, образуя циклы, или ритмы, колебаний, которых за весь период наблю- дений насчитывается пять. Основные характеристики циклов приведе- ны в табл. 26 Начало каждого цикла принимается от года минималь-
ФОРМИРОВАНИЕ. ЗОНАЛЬНОСТЬ И РЕЖИМ ПОДЗЕМНЫХ ВОД 313 Таблица 26 Характеристика циклов колебаний уровня грунтовых вод Циклы Годы начала и конца цикла Продол- житель- ность цикла, годы Годы мак- симального положения уровня Продолжительность, годы Суммарная величина, м Интенсивность, см[год повышение уровня снижение уровня повы- шение уровня сниже- ние уровня повы- шение уровня сниже- ние уровня 1 1892—1900 8 1897 5 3 2,3 2,5 46 82 II 1900—1912 12 1907 7 5 3,8 2,1 52 42 III 1912—1925 13 1919 7 6 2,1 3,5 42 57 IV 1925—1939 14 1929 4 10 2,8 3,1 69 34 V 1939—1956 17 1943 и 1948 4 11 (отсчет от 1945 г.) 3,1 2,8 77 35 VI 1956 — —- — '— — —• — — Среднее 12—13 — 5—6 7 2,1 2,7 57 50 кого положения уровня, как это принято гелиогеофизиками, астроно- мами и метеорологами. Продолжительность циклов постепенно увеличивается от первого к последнему (от 8 до 17 лет), а в среднем равна 12—13 годам, что близко к 11-летнему циклу солнечной активности. При этом продолжи- тельность подъема уровня имеет тенденцию к уменьшению (интенсив- ность подъема увеличивается), а продолжительность снижения уров- ня— к увеличению (интенсивность уменьшается). Эти и другие особен- ности многолетних изменений уровня грунтовых вод хорошо согласуются с общим увеличением значений солнечной активности за это время (от 64 до 190 чисел Вольфа) и с тенденцией изменения некото- рых метеорологических элементов. Можно предположить, что солнечная активность является первопричиной и через атмосферные процессы вы- зывает естественные многолетние колебания уровня грунтовых вод. В литературе по метеорологии, гидрологии и астрономии подроб- но рассмотрено влияние солнечной активности на процессы, протекаю- щие в атмосфере и гидросфере Земли (Эйгенсон, 1963; Шнитни- ков, 1957; Токарев, 1962 и др.), однако ее влиянию на режим грунтовых вод посвящено лишь несколько работ. Наблюдения за метеорологиче- скими и некоторыми другими природными процессами охватывают период в 70—100 лет и даже 140—200 лет. Использование длительных наблюдений за метеорологическими элементами представляет боль- шой интерес для характеристики циклических изменений уровня грун- товых вод, особенно при составлении сверхдолгосрочных гидрогеологи- ческих прогнозов. Хотя продолжительность циклов многолетних колебаний уровня грунтовых вод в разных районах может быть одина- ковой, начало и окончание самих циклов может быть существенно сдвинуто во времени, и годы наступления максимальных и минималь- ных среднегодовых уровней, таким образом, могут не совпадать. Это объясняется различным влиянием в разных районах метеорологических элементов на уровень грунтовых вод и различной степенью смягчаю- щего действия океанов на климат суши. На рис. 46 сопоставляются графики уровня грунтовых вод, средних годовых значений солнечной активности и основных метеорологических элементов. При одновременном рассмотрении многолетних изменений солнечной активности и уровня грунтовых вод между ними намечается вполне определенная тесная зависимость, наличие которой подтвержда- ется графиком на рис. 47.
И wilwg I aii | /wj fssi\ <яву| Рис 46 Хронологические графики изменений природных процес- сов, влияющих на уровень грунтовых вод. Составил В А. Коробей- ников / — солнечная активность в числах Вольфа; 2 — солнечная активность в чис- лах Эйгенсона, 3 — годовая сумма атмосферных осадков, 4 — сумма атмосфер ных осадков холодного периода года (декабрь—март); 5 — средняя годовая температура воздуха, 6 — средняя годовая скорость ветра, 7 — уровень грун товых вод
ФОРМИРОВАНИЕ, ЗОНАЛЬНОСТЬ И РЕЖИМ ПОДЗЕМНЫХ ВОД 315 Уровень грунтовых водна ^Гв(вотносит, отм) Рис 47. График корреляционной зависимости между уровнем грунтовых вод и солнечной активностью. Составил В. А. Коробейников Однако установить без специальной статистической обработки за- висимости между многолетними изменениями метеорологических элементов и колебаниями уровней грунтовых вод трудно, поскольку колебания первых происходят более интенсивно и резко, чем послед- них, для которых зона аэрации играет роль буфера, сглаживающего влияние метеорологических факторов. Кроме того, четко прослеживаю- щаяся цикличность в колеба- ниях солнечной активности трудно увязывается с метео- рологическими процессами, ко- торые подчиняются только при- сущим им закономерностям и не всегда зависят от внешних факторов. Для выявления общей на- правленности в рассматривае- мых природных процессах на хронологических графиках (см. рис. 46) плавными линиями соединены точки максималь- ных и минимальных значений. При этом по максимумам для солнечной активности, выра- женной в числах Вольфа, в многолетнем разрезе отчетли- во намечается тенденция к подъему, а при выражении солнечной ак- тивности в индексах «а» Эйгенсона — к спаду. Максимальные уровни грунтовых вод за тот же многолетний период обнаруживают общее снижение. Минимальные же точки на всех трех графиках сохраняют почти постоянное положение. Сопоставление при помощи того же графического приема (см. рис. 46) изменений уровня грунтовых вод и суммы атмосферных осад- ков показывает, что в многолетнем разрезе они имеют одинаковую на- правленность, а уровни грунтовых вод и среднегодовые температуры воздуха — противоположную. Колебания уровня грунтовых вод, метеорологических элементов и солнечной активности (см. рис. 46), как отмечалось выше, обнаружи- вают цикличность, но выраженную недостаточно ясно. Для того чтобы более четко выявить эти циклы, их амплитуду и продолжительность, был применен метод периодограммного анализа, сущность которого применительно к режиму грунтовых вод изложена М. Е. Алыов- ским (1954). В результате такой обработки данных установлена цикличность в колебаниях солнечной активности, стока р. Дона, уровня грунтовых вод Каменной Степи и некоторых метеорологических элементов. Во всех этих природных процессах наиболее четко проявляется цикличность средней продолжительностью в II лет. Помимо этого обнаруживаются циклы и другой, меньшей и большей, длительности, т. е. более низких и более высоких порядков, чем одиннадцатилетний. Так, обработанные периодограммным методом данные о меженном стоке р. Дона указы- вают на наличие цикличности с наиболее четко повторяющимися мини- мумами через каждые 4, 7—9, 14—16; 21—25 и 30—32 года. Анализ материала по многолетним колебаниям уровня грунтовых вод позволяет выявить циклы продолжительностью в 11, а также в 7, 22—23 и 34—35 лет. Такой продолжительности циклы характерны для
316 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД многих метеорологических элементов и, как уже отмечалось, для сол- нечной активности, что важно для нахождения связей между этими яв- лениями природы. Дальнейшая обработка рассматриваемых здесь данных многолет- них наблюдений заключалась в так называемом последовательном сглаживании кривых. Этот метод позволяет последовательно, исключая более короткие циклы, четко выявлять все более и более продолжитель- ные циклы. Так, на графиках рис. 48 в результате сглаживания потрех- и пятилеткам очень хорошо видна одиннадцатилетняя периодичность всех процессов. При этом до 1930 г. наблюдается полное совпадение в изменениях уровня грунтовых вод и солнечной активности, а далее связь между ними становится обратной*. Это не значит, что солнечная энер- гия непосредственно вызывает изменение уровня грунтовых вод. Она прежде всего оказывает влияние на циркуляцию атмосферы, что приво- дит к различному изменению метеорологических элементов, комплексное проявление которых и вызывает формирование режима грунтовых вод. Очень тесная связь (до 1930 г. обратная, а затем прямая) сущест- вует между изменениями солнечной активности и средней годовой тем- пературой воздуха. При этом до 1930 г. отчетливо наблюдалось опере- жение на два-три года максимумов солнечной активности по отношению к минимумам температуры воздуха. Это ежегодное смещение зависит от внутренних процессов, протекающих в атмосфере Земли. Наблюда- ется также определенная связь, хотя и значительно менее четкая (бо- лее сложная), между проявлениями солнечной активности и суммами атмосферных осадков за год и за холодный период года (см рис. 48). Характер и интенсивность влияния атмосферных осадков на режим грунтовых вод в первую очередь определяются зоной аэрации (ее лито- логическим составом, мощностью, влажностью грунтов, их пористостью, толщиной мерзлого слоя и пр.), а также зависят от того, на влажную или мерзлую почву лег снег, какова скорость его таяния весной и т. п. Все эти условия постоянно меняются, и определенные их сочетания в отдельные годы способствуют питанию водоносного горизонта атмос- ферными осадками и обусловливают прямую четкую связь между коли- чеством осадков и изменениями уровня грунтовых вод, а в других слу- чаях препятствуют проникновению атмосферных осадков в водоносный горизонт, и их влияние на грунтовые воды не прослеживается. Этим, а также внутренним изменением атмосферных процессов можно объяс- нить нечеткую связь в отдельные периоды между атмосферными осад- ками и уровнем грунтовых вод. Между средней годовой температурой воздуха и уровнем грунто- вых вод за весь рассматриваемый период (с 1892 по 1962 г.) прослежи- вается тесная обратная зависимость. Однако это отчетливое влияние температуры воздуха на грунтовые воды сказывается только при не- глубоком их залегании (до 5—6 м), когда процессы испарения как в зоне аэрации, так и из водоносного горизонта играют существенную роль в водном балансе последнего. По данным лизиметрических наблюдений в суглинках с ненару- шенной структурой при глубине уровня воды 1,8 м величина испарения изменялась от И м в 1962 до 187 мм в 1955 г., а в среднем за 9 лет была равна 70 мм в год. При глубине уровня воды 4,5 м в 1962 г. за- фиксировано очень незначительное испарение, в 1955 г. оно было рав- но 87 мм, а в среднем за 9 лет составляло 28 мм. * В метеорологической н гелиогеофизической литературе имеются указания на изменение знака солнечной активности в 1930 г., однако обстоятельного объяснения этому не дается.
ФОРМИРОВАНИЕ, ЗОНАЛЬНОСТЬ И РЕЖИМ ПОДЗЕМНЫХ ВОД 317 Рис. 48. Хронологические графики изменения природных процессов полученных последовательным (после 3-леток) сглаживанием по 5-леткам Составил В. А. Коробейников 1 — сумма атмосферных осадков холодного периода (декабрь—март); 2 — сред- няя годовая температура воздуха; 3— годовая сумма атмосферных осадков; 4 — солнечная активность в числах Вольфа; 5 — уровень грунтовых вод
318 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД Таким образом, атмосферные осадки и температура воздуха часто- оказывают противоположное влияние на уровень грунтовых вод Так, в течение 1902—1907 гг. наблюдалось уменьшение количества атмос- ферных осадков, что, казалось бы, должно было вызвать снижение уровня грунтовых вод. Однако» мм t°C 1S.5 м 6,3 52 5,1 м 5,5 6,0 5.5 W л8О 10 60 -50 W J30 Рис 49 Графики изменения природных про- цессов, влияющих на уровень грунтовых вод. полученные последовательным (после 3-, 5 и 11 леток) сглаживанием по 22-леткам Соста- вил В А Коробейников 1 — сумма атмосферных осадков холодного периода (декабрь—март), 2 — средняя годовая температура воздуха, 3 — годовая сумма атмосферных осадков, 4 — солнечная активность в числах Вольфа, 5 — уро веиь грчнтовых вод за это же время средняя го- довая температура воздуха также резко снизилась, что привело к уменьшению вели- чины испарения, и уровень грунтовых вод за рассматри- ваемый период повысился В следующий затем период (1908—1914 гг.) сумма осад- ков из года в год увеличива- лась, а средняя годовая тем- пература воздуха продолжала снижаться, т. е. оба эти фак- тора действовали в одном на- правлении, что привело к об- щему повышению уровня грунтовых вод. Дальнейшее последова- тельное сглаживание кривых по 11 леткам, а затем по 22- леткам (рпс 49) дает воз- можность проследить вековую направленность рассматривае- мых процессов. Кривые на рис. 49 показывают, что сол- нечная активность и средняя годовая температура воздуха, а следовательно, и испарение в первой половине XX в. име- ли тенденцию к повышению, а суммы атмосферных осадков за год и за зимний период в общем снижались, в соответ- ствии с чем уровень грунтовых вод также испытывал законо- мерное понижение. В заключение рассмотрим зависимость многолетних изменений уровня грунтовых вод от общей циркуляции атмосферы. Г. Я. Вангейм (1952) с учетом направления основных движений воздушных масс в зоне умеренных широт, направ- ления барических и термических градиентов в толще тропосферы, а также особенностей изменения погодных условий (для северного полу шария) выделил три типа атмосферной циркуляции, западную — W, восточную — Е и меридиональную — С, показав далее, что эти типы являются формами общей циркуляции атмосферы. Установ- лено, что в течение определенных отрезков времени наблю- дается преобладающее развитие одной формы атмосферной цирку- ляции и ослабление остальных форм. При этом существует опре- деленная связь многолетних изменений атмосферной циркуляции с солнечной активностью. В периоды повышения солнечной активности в атмосфере преобладают формы циркуляции Е и С, а при пониженной
ФОРМИРОВАНИЕ, ЗОНАЛЬНОСТЬ И РЕЖИМ ПОДЗЕМНЫХ ВОД 319 активности Солнца — форма W (Гире, 1960). Сопоставление интег- ральных кривых ежемесячных аномалий числа дней с различными фор- мами атмосферной циркуляции, годовых значений солнечной активнос- ти с изменениями уровня грунтовых вод в Каменной Степи показы- вает, что многолетние изменения уровня грунтовых вод в различные периоды бывают более тесно связаны с одной из форм атмосферной Рис 50 Многолетние колебания солнечной активности и уровня грунтовых вод в Каменной Степи Составил В А. Коробейников / — многолетние колебания солнечной активности в числах Вольфа, 2 — эпохальные преобразэ вания форм (U7, С, Е) атмосферной циркуляции 3 — изменения уровня грунтовых вод циркуляции и слабее с другими, т е зависят от преимущественного развития определенных метеорологических факторов Выяснение этих зависимостей имеет важное значение, так как они могут быть исполь- зованы для составления качественных сверхдолгосрочных прогнозов режима подземных вод На рис 50 показана схема влияния солнечной активности через циркуляцию атмосферных масс на многолетние коле- бания уровня грунтовых вод При рассмотрении кривых, огибающих точки максимальных значений солнечной активности и уровней грунто- вых вод, видно, что второму и третьему гидрогеологическим циклам, когда наблюдался вековой спад солнечной активности, а уровень грун- товых вод занимал высокое положение, соответствует развитие формы атмосферной циркуляции W Затем по мере обшего увеличения значе- ний солнечной активности получают преимущественное развитие формы атмосферной циркуляции Е, С и Е+С, а уровень грунтовых вод испы- тывает тенденцию к понижению. В последних двух циклах наблюдаются самые высокие значения солнечной активности, которые сопровожда- ются преимущественным развитием форм атмосферной циркуляции £ + С и C + W, а уровень грунтовых вод занимает наиболее низкое по- ложение
320 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД К настоящему времени исследования закономерностей эпохальных преобразований форм атмосферной циркуляции охватывают ряд не многим более 70 лет, в течение которых каждая форма проявлялась всего один раз Это значительно снижает наши возможности по использованию форм атмосферной циркуляции для составления сверх- долгосрочных прогнозов режима грунтовых вод. К том) же смену эпох атмосферной циркуляции нельзя поставить в зависимость только от проявлении солнечной активности, поскольку следует учитывать также и внутренние процессы, присущие атмосфере Земли Для составления гидрогеологических прогнозов особое значение имеет ритмичность многолетних колебаний уровня подземных вод, а а также то обстоятельство, что солнечная активность прогнозируется с заблаговременностью в 10—15 лет (в то время как по метеорологиче- ским элементам подобные прогнозы пока не даются)
ГЛАВА XII ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ Рассматриваемая территория почти полностью расположена в пре- делах Воронежской антеклизы, структура которой определяется текто- ническим строением залегающего в ее ядре Воронежского кристалли- ческого массива. Это в свою очередь определяет структурно-тектониче- ские особенности разных районов антеклизы, существенно изменяющие гидрогеологические условия. В целом Воронежская антеклиза* яв- ляется областью питания для прилегающих к ней крупных артезиан- ских бассейнов. При более детальном гидрогеологическом районировании рассмат- риваемой территории нами выделяются таксономические подразделе- ния третьего, четвертого, иногда пятого порядков — гидрогеологические подрегионы, районы и подрайоны. Подрегионы выделены на основе структурно-тектонических особенностей Воронежского кристаллического массива, существенно влияющих на условия формирования и залега- ния водоносных горизонтов, районы—по литолого-стратиграфическому признаку, в значительной мере определяющему распространение водо- носных горизонтов, и подрайоны — по условиям питания и дренирова- ния подземных вод, определяющим направление их стока в зоне актив- ного водообмена. Таким образом, проведенное гидрогеологическое районирование является общим, основанным на учете важнейших гео- структурных и гидрогеологических факторов. На рассматриваемой территории сочетается ряд факторов, опреде- ляющих разнообразие условий формирования и распространения под- земных вод, характер и направление их движения, напоры, ресурсы, химический состав и степень минерализации, качество вод. Основным из этих факторов является наличие крупного Воронежского кристалли- ческого массива, с погружением его склонов к Днепровско-Донецкой впадине, Крестцовскому прогибу, Московской впадине, Пачелмскому прогибу и Прикаспийской впадине, с падением слоев палеозойских от- ложений от свода кристаллического массива к его периферии, с наибо- лее крутым уклоном к Днепровско-Донецкой и более подогим к Москов- ской впадинам, при увеличении мощности палеозойской толщи в этих преобладающих направлениях. Преимущественное падение слоев мезо- зойской толщи и палеогеновой системы юго-западное с соответствую- * По схеме гидрогеологического районирования территории СССР, рекомен- дованной ВСЕГИНГЕО для монографии «Гидрогеология СССР», в основу которой положен геоструктурный признак, северо-восточная часть рассматриваемой террито- рии входит преимущественно в Московский, незначительная площадь — в Сурско-Хо- перский артезианские бассейны Юго-западная ее часть в основном относится к Днеп- ровско Донецкому артезианскому бассейну Граница между ними проводится при- мерно по оси свода Воронежского кристаллического массива
322 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД шим увеличением их мощности Немаловажное значение имеет нали- чие в рельефе кристаллического фундамента выступов и впадин, а в осадочной толще — структур второго порядка (выступы кристалличе ского фундамента в районе пос Верхней Хавы, гряды железистых квар- цитов на территории КМА, тектонические впадины в районе i Клин- цов, пос Сомова, южная оконечность Окско-Цнинского вала и др ) Существенно влияет на гидрогеологические условия также чередовахзие водопроницаемых и водоупорных пластов в разрезе осадочной толщи, наличие в некоторых из них водорастворимых соединений, значитель- ные изменения мощности четвертичных отложений в районах распрост- ранения оледенений, орогидрографические особенности вследствие со- четания возвышенностей с густой эрозионной сетью и низменных равнин (Придеснинская, Тамбовская низменности, Среднерусская воз вышенность). В результате влияния всех этих факторов на рассматриваемой тер- ритории сложилась сложная система в различной степени взаимосвя занных водоносных горизонтов, с ясно выраженной гидродинамической и гидрохимической зональностью Наибольшее развитие получили зоны активного (или интенсивного), значительного и затрудненного водооб- мена Менее развита зона весьма затрудненного водообмена, наличие которой возможно только в крайней северо-восточной части территории (в наиболее глубокой части Пачелмского прогиба), а также восточнее Борисоглебска. С гидродинамическими зонами в определенной мере увязываются гидрохимические зоны, хотя имеются существенные отклонения. Все водоносные горизонты мезо-кайнозойских отложений и водоносные го ризонты палеозоя на площади их залегания под мезозойской толщей, как правило, полностью расположены в зоне активного водообмена и соответственно в зоне пресных, с минерализацией менее 1 г!л, гидро- карбонатных вод, преимущественно кальциевой, реже магниевой групп При погружении этих водоносных горизонтов под водоупор они обычно переходят в группу натриевых гидрокарбонатных вод. По мере увели чения глубины залегания водоносных горизонтов условия водообмена усложняются и воды переходят в хлоридные, обычно натриевой группы, с повышением их минерализации вплоть до рассолов Последние уже характеризуют зону затрудненного водообмена, с развитием среди них хлоридных натриевых, а в наиболее изолированных участках п хлорид- ных кальциево-натриевых рассолов. Максимальная минерализация вод в этой зоне в пределах рассматриваемой территории доходит до 124 г/л, с возможным увеличением до 200 г/л и несколько более В зоне затруд пенного водообмена в водах отмечается повышенное содержание брома, наличие йода. Газовая фаза представлена преимущественно азотом, но в районе Борисоглебска и юго-восточнее его в наиболее глубоких водо носных горизонтах выявлена повышенная концентрация метана, а в органической составляющей этих вод — бензола фенолов и органическо- го фосфора. Наиболее ярко гидрохимическая зональность проявляется в водоносных горизонтах, залегающих ниже регионально распространен- ных ястребовских, старооскольско воробьевских и морсовских глин Здесь эти зоны располагаются концентрически, окаймляя свод кристал- лического массива Сульфатные воды являются азональными, встреча- ются в разных гидродинамических зонах, но чаще в зоне активного водообмена, в горизонтах, водовмещающие породы которых обогащены пиритом или содержат гипс Наиболее широко эти воды, преимущест- венно натриевой группы, распространены в водоносных горизонтах среднего девона (гипсоносные морсовские отложения) с выдержанным
ГИДРОГЕОЛОГИ ЧЕС КОЕ РА И ОН И РО В А НИЕ 323 развитием в северных и северо-западных районах в соответствии с уве- личением загипсованности морсовской толщи. В зоне интенсивного водообмена с развитыми в ней пресными во- дами наибольшее значение для водоснабжения имеют в северной части территории трещинно-карстовые водоносные горизонты, приуроченные к карбонатным породам девона, в южной — трещинно-карстовые воды мергельно-меловой толщи верхнего мела и в центральных районах — поровые водоносные горизонты песчаных пород мела, юры и девона. Режим и условия формирования этих пресных вод в существенной ме- ре зависят от наличия и мощности водоупорного перекрытия. Наименее выдержана водоупорная кровля в северных и северо-восточных райо- нах. В юго-западном направлении мощность и выдержанность развития водоупорной кровли возрастают. Мощность зоны пресных вод также увеличивается в юго-западном направлении, вниз по потоку подземных вод. Вверх по потоку от доли- ны Дона к области рассолов в северо-восточном направлении мощ- ность зоны пресных вод заметно сокращается, часто до поверхности палеозойских отложений. Все эти основные закономерности положены в основу гидрогеоло- гического районирования рассматриваемой территории. По структурно-тектоническим особенностям выделяют три гидро- геологических подрегиона: 1) Северо-Восточный, 2) Центральный и 3) Юго-Западный. Граница между Северо-Восточным и Центральным подрегионами примерно соответствует границе между Русской системой артезианских бассейнов и Днегровско-Донецким артезианским бассей- ном схемы ВСЕГИНГЕО. Северо-Восточный гидрогеологический подрегион охватывает юго- западное крыло Московского артезианского бассейна, расположенное в пределах северо-восточного склона Воронежского кристаллического массива, и западное крыло Сурско-Хоперского бассейна (район между юродами Кирсановом и Моршанском), приуроченное к Пачелмскому прогибу. В пределах Московского бассейна водовмещающие слои па- леозоя погружаются преимущественно в северо-восточном направлении, при почти горизонтальном положении слоев мезозойских отложений, лишь у юго-западных границ подрегиона, приобретающих ясно выра- женный уклон в противоположном, юго-западном направлении, а в пре- делах Сурско-Хоперского артезианского бассейна — в восточном на- правлении. Граница этого подреюона проводится по юго-западной гра- нице распространения карбонатной толщи верхнего девона, с приуро- ченными к ней преимущественно трещинно-карстовыми водоносными горизонтами. Юго-Западный гидрогеоло! ический подрегион охватывает северо- восточное крыло Днепровско-Донецкого артезианского бассейна, в пре- делах юго-западного склона кристаллического массива, до зоны солянокупольных структур Днепровско-Донецкой впадины, расположен- ных за пределами рассматриваемой территории. Этот подрегион харак- терен юго-западным крутым падением водовмещающих пластов па- леозоя и мезозоя. Северо-восточная его граница соответствует северо- восточной границе распространения карбонатной толщи каменноуголь- ных отложений, с развитыми в этих отложениях преимущественно тре- щинно-карстовыми водоносными горизонтами. К Центральному гидрогеологическому подрегиону отнесена пло- щадь, охватывающая сводовую часть Воронежского кристаллического массива. Здесь характерно почти горизонтальное залегание водовме- щающих пластов палеозоя, с незначительным уклоном девонских слоев
324 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД к северо-востоку и каменноугольных — к юго-западу. Мезозойские от- ложения имеют отчетливо выраженное падение слоев в юго-западном направлении и в полосе между городами Острогожском и Злынкой лежат непосредственно на кристаллическом фундаменте. Преимущест- венным развитием в этом подрегионе пользуются поровые водоносные горизонты, приуроченные к песчаным отложениям карбона, девона и мезозоя. По литолого-стратиграфическим особенностям и преимущественно- му распространению основных водоносных горизонтов выделено десять гидрогеологических районов (рис. 51, табл. 27). В Северо-Восточном подрегионе выделено пять районов. К I гидрогеологическому району отнесена центральная часть северо-восточного крыла Воронежской антеклизы, где решающее значение для водоснабжения имеют водонос- ные горизонты карбонатной толщи верхнего девона. II район охваты- вает северо-западную часть этого же крыла Воронежской антеклизы, где в основном в пределах Придеснянской равнины возможно исполь- зование в качестве источника водоснабжения водоносных горизонтов не только карбонатной толщи верхнего девона, но и юрской, меловой и четвертичной систем. К III району отнесена северо-восточная часть этого же крыла Воронежской антеклизы в пределах Тамбовской низ- менной равнины. Здесь в южной половине района решающее значение для водоснабжения имеют водоносные горизонты неогеновой и четвер- тичной систем, в северной—водоносные горизонты в карбонатных по- родах верхнего девона. IV район включает южное окончание Окско- Цнинского вала с основными водоносными горизонтами нижнего кар- бона и апт-неокома. V район охватывает западную приграничную часть Сурско-Хоперского артезианского бассейна с основными горизон- тами в меловых, каменноугольных и верхнедевонских отложениях. В Центральном гидрогеологическом подрегионе выделено три гид- рогеологических района. VI район охватывает северо-западную часть Воронежской антеклизы, с расположенным в ее пределах грабеном, выполненным рифейскими песчаными отложениями. Здесь основное значение для водоснабжения имеют водоносные горизонты меловой си- стемы. VII район включает центральную часть антеклизы, где основ- ными являются водоносные горизонты в меловых, юрских, местами в песчаных отложениях среднего девона. VIII район занимает юго-восточ- ную часть Воронежской антеклизы. Здесь основными являются водо- носные горизонты в отложениях меловой системы и в песчаных поро- дах верхнего и среднего девона. В Юго-Западном гидрогеологическом подрегионе выделено два гидрогеологических района. IX район охватывает западную часть юго- западного склона Воронежской антеклизы и характеризуется распрост- ранением основных водоносных горизонтов в отложениях меловой и юрской систем. Здесь возможно использование для водоснабжения водоносных горизонтов палеогена, а в зоне опреснения и водоносных горизонтов визейского яруса нижнего карбона. X район расположен в восточной части юго-западного крыла антеклизы; основным явля- ется маастрихт-туронский водоносный горизонт, а в зоне опреснения могут быть использованы водоносные горизонты туриейского яруса карбона. Районы, в пределах которых водоносные горизонты зоны интенсив- ного водообмена испытывают дренирующее влияние речных долин, под- разделены на подрайоны, границы между которыми проведены по во- доразделам между соответствующими речными бассейнами, определяю- щими направление подземного стока.
Мне нс к ОРЕЛ Новоснль ТАМБОВ Фатеж ВОРОНЕЖ © КУРСК ьгов ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ 11овозыбков 4 Рыльс Рис 51 Карта гидрогеологического районирования Составил Б Н Смир нов Гидрогеологические подрегиоиы 1 — Севе ро Восточный 2 — Центральный 3 — Юго Западный Границы и номера 4 — гидро геологических районов 5— гидрогеологи ie ских подрайонов 6— границы адмннистра тивных областей
Таблица 27 Характеристика гидрогеологических районов по условиям централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения Под- регион Район Под- район Основные водоносные гори- зонты (в порядке значимо- сти для водоснабжения) Преобладающий литологи- ческий состав водовмеща- ющей толщи Площадь преимуществен- ного использования в пре- делах района (подрайона) Глубина от поверхности (от — до), м: (в числителе — кровля, в знаменателе — уровень) Удельный де- бит, л!сек. (в числителе— от — до, в знаменате- ле — преоб- ладающий) Мощность зоны пресных вод (до I <?/л), м I 3 2 4 5 6 7 8 9 Северо-восточный I 2, 3 2, 3 1, 2, 3 1, з 1. з Кудеяровско-лебедян- ский (D3Zb — kd) Елецкий (D3eZ) Ливенско-евлановский (D3<?o — lv) Воронежско-петинский (D3pt — vr) Рудкинско-верхнещиг- ровский (D3 s c2 — rd) Известняки, доломиты, прослои мергелей, песча- ников Известняки Известняки, прослои мергелей Известняки, прослои песчаников Известняки, мергели, прослои песчаников Северная часть района Средняи часть района Южная часть района То же Вдоль южной границы района 0—120 0,01—137,0 От 140 в северо-во- сточной до 460 в юго- западной части 0—120 0—70 +7—89 0—80 +11—76 0—90 2,0—8,3 0,02—12,0 0,2—4,2 0,01—6,7 0,2—2,0 0,03—4,7 +5—69 11—61 1,1—3,6 + 16—96 — II Маастрихт-туронский (Cr2t — m) Сеноман-альбский (Cral — cm) Келловей-батский (Jbt—cl) Мел, мергели Пески » Юго-западная часть района Повсеместно, за исклю- чением долин северо-во- сточной части района Погребенные долины 0—50 0,07—1,5 От ПО в северо- восточной до 370 в юго-западной части 5—31 0—80 0,03—8,0 +1—33 8—100 + 11—18 0,2—3,7 0,2—1,8
Северо-восточный Кудеяровско-лебедян- ский (D3lb — kd) Елецкий (D3e/J Известняки, доломиты, прослои мергелей, песча- ников Известняки Ливенско-евлановский (D3eo — lv) Воронежско - петинский (Da/?/ — or) Рудкииско-верхнещиг- ровский (Dj sc, — rd) Известняки, прослои мергелей, песчаников Известняки, прослои, песчаников, песков Известняки, мергели, прослои песчаников, пе- сков III 1, 2, 3 Верхие-средкечетвертич- ный аллювиальный (alQn_in) Пески 1, 2, 3 Неогеновый (N) » 2 Московско-днепровский флювиогляциальный (fglQudn — т) » 1 Диепровско-окский фл ювиогл яциа льный (fglQi-H ok — dn) 1, 2 Хованско-озерский (CtOs — hu) Доломиты, известняки 1, 2 Кудеяровско-лебедян- ский (D3Z£ — kd) Известняки, доломиты, прослои мергелей, песча- ников
Северо-восточная часть района 0—120 0,05—79,8 +25—120 0—90 2,0—8,0 0,01—12,0 То же +7—90 10—160 0,2—4,0 0,01—6,7 Юго-восточная часть района То же +11-93 1—190 0,2—2,0 0,01—4,7 +5—97 — Крайняя юго-восточная часть района 11—230 0,002—1,0 +16—96 — Подрайон 1, по р. Цне в подрайоне 2 и на юго- востоке подрайона 3 0—33 0,003—2,8 От 5 в юго-восточ- ной до 250 в юго за- падной части 0—33 0,1—0,8 Почти повсеместно 5-96 0,03—10,5 1—80 0,1—3,4 Северо-восточная часть подрайона 2 0—13 0,01—0,3 0—13 0,01—0,1 Восточная часть под- района 1 0—61 0,001—3,3 12—15 0,01—0,5 Вдоль северной грани- цы района Северная-часть района 12—121 0,01—9,1 + 15—54 0—220 0,1—0,8 0,04—10,5 +25—120 —
Под регион Район Под район Основные водоносные горн зонты (в порядке значимо стн для водоснабжения) Преобладающий литологи ческий состав водовме щающей толщн 1 2 3 4 5 III 1 Елецкий (D3e/) Известняки 1 Ливенско-евлановский (D3et) — lv) Известняки, мергелей прослои восточный 1 1 Воронежско-петинский (D3pt — vr) Рудкинско-верхнещн- гровсккк (D3s с2 — rd] Известняки, песков Известняки, прослои песков прослон мергели, Севере- IV Сеноман-альбскии (Cral — cm) Пески Апт-неокомский (Сипе — ар) Пески, песчаники Яснополянский (Cj/p) Пески Хованско озерскии (CjOs •— hv) Доломиты, известняки
Продолжение табл. 27 Площадь преимуществен ного использования в пре делах района (подрайона) Глубина от поверхности (от — до), м (в числителе— кровля, в знаменателе - уровень) Удельный де бит, л!сек (в числителе от — до, в знаменателе — преобладаю ЩНЙ) Мощность зоны пресных вод (до 1 г/л), м 6 7 8 9 Северо-западная часть подрайона 1, редко юго- восточная часть подрайо- на 3 0—190 0,0001—12,0 +7—109 0,2—4,0 Западная часть подрай- она 1 0—110 0,01—6,7 + 11—93 0,2—2,0 То же 1—110 0,07—2,8 +5—97 — Местами в юго-запад- ной части подрайона 1 11—120 0,0001—0,9 + 16—96 На преобладающей ча- сти района 5—115 0,01—0,9 3—60 0,1—0,5 То же 3—108 0,01—3,0 3—8 0,2—0,6 Местами в погребенных долинах 70—145 0,001 — 1,7 +7—125 0,01—0,8 Местами в северо-во- сточной части района 12—320 0,01—9,1 +15—54 0,1—0,8
Центральный Северо-восточный Кудеяровско-лебедян- ский, (D3lb — kd) Известняки, доломиты, мергели V Сеноман- альбский (Cral — cm) Апт-неокомский (Crpic—ар) Хованско-озерский (Cjos — hv) Кудеяровско-лебедян- ский (D3/b — kd) Пески Пески, местами пере- слаивающиеся с глинами Доломиты, известняки Известняки, доломиты, прослои мергелей, песча- ников VI Маастрихт-туроиский (Cr2t — m) Сеноман-альбский (Cral — cm) Келловей-батский (Jbt—cl) Мел, мергели Пески » VII 1, 2 Маастрихт — туронский (Cr2t — m) Мел, мергели 1, 2 Сеноман-альбский (Cral —cm) Пески 1 Келловей-батский (Jbt —cl) »
Иногда в юго-западной части района 120—220 +25—120 0,04—10,5 — Повсеместно Почти повсеместно Местами в восточной части района Местами в западной части района 5—115 3—60 3—160 0,01—0,9 От 90 в северо-во- сточной до 310 в юго- западной части 0,1—0,5 0,03—3,0 3—30 120—320 0,2—0,6 0,01—9,1 + 15—54 120—260 +25—120 0,1—0,8 0,04—10,5 Повсеместно, преиму- щественно по долинам Повсеместна Почти повсеместно 12—86 0,02—3,6 От 270 в северо-во- сточной до 400 в юго- западной части +3—40 50—280 0,6—1,0 0,04—1,8 +5—28 8—400 0,0001—3,7 + 11—36 1,5—3,5 В юго-западной части района Почти повсеместно Почти повсеместно в подрайоне 1 7—58 0,1—4,8 От 190 в северо-во- сточной до 440 в юго- западной части + 1—40 3—200 0,2—0,5 0,1—8,2 + 1—92 8—320 0,2—0,6 0,0001—1,8 +7—79 0,5—1,8
Под- регион Район Подрайон Основные водоносные гори- зонты (в порядке значимости для водоснабжения) Преобладающий литологи- ческий состав водовмещаю- щей толщи 1 2 3 4 5 2 1 Старооскольско-черно- ярский (D2cr — osk) Морсовско-ряжский (D2rz — mr) Пески » Центральный VIII Маастрихт-туронский (Cr2t — m) Сеноман-ал ьбский (Cral — cm) Мамонский (D3mm) Нижнещигровско- яст- ребовский (D3/s — s Ci) Старооскольско-черно- ярский (D2 СГ — Oik) Мел, мергели Пески » Пески среди глин То же
Продолжение табл. 27 Площадь пгеимуществеиного использования в пределах района (подрайона) Глубина от поверхности (от —до), м; в числителе — кровля, в знаменателе — уровень) Удельный де- бит, л}сек (в числителе— от — до, в знаменателе— преобладаю- щей) Мощность зоны пресных вод (до 1 г/л), м 6 7 8 9 Преимущественно в се- верной части подрайона 2 Северная часть под- района 1 20—200 0,001—3,9 +21—89 90—192 0,01—0,7 0,01—9,8 +13—118 — Юго-западная половина района Северо-восточная поло- вина района Юго-западная, южная и юго-восточная части района Центральная и северная части района 5—157 0,07—2,2 От 5 в северо-вос- точной до 370 в юго- западной части 1-116 7—165 0,3—1,5 0,1—1,1 3-126 8—126 0,01—6,0 4—131 13—107 0,001—2,1 +19—110 20—100 0,1—0,6 0,001—3,9 1о же +21—89 0,01—0,7
Юго-западный IX 1, 2 Маастрихт-туронский (Cr2t — m) Мел, мергели 1, 2 Сеноман-альбский (Cral — cm) Пески 1, 2 Полтавско-харьковский (Pg3^ — pO » 1, 2 Бучакско-сумской (Pg sm — be) » X 1, 2 Маастрихт-ту ронски й (Cr2t — m) Мел, мергели 2 Мамонский (p3mm) Пески
Повсеместно в долинах и на склонах Повсеместно Юго-западная часть района То же 11—55 0,001—25,0 От 360 в северо-во- сточной до 710 в юго- западной части 1—45 64—420 +4—110 0-40 0—40 0—87 0,5—1,5 0,004—0,7 0,03—0,3 0,004—0,6 0,03—0,3 0,0002—0,6 0—57 0,01—0,4 Повсеместно, чаще в долинах н на склонах Северная часть подрай- она 2 11—76 5—71 20—160 4—131 0,04—8,5 От 20 в северо-во- сточной до 640 в юго- западной части 0,05—0,1 0,05—0,1
332 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД Ниже приводится краткое описание выделенных районов и подрай- онов с характеристикой условий водоснабжения как проблемы наибольшего народнохозяйственного значения. I гидрогеологический район — центральная часть северо-восточного крыла Воронежской антеклизы. Основными в качестве источника цен- трализованного водоснабжения служат водоносные горизонты карбо- натной толщи верхнего девона: кудеяровско-лебедянский, елецкий, лн- венско-евлановский, воронежско-петинский, рудкинско-верхнещигров- ский. Водоносные горизонты мезозойской толщи распространены не- значительно и только по водоразделам, значительно дренированы, имеют небольшую мощность и используются лишь для местного водо- снабжения. Этот район расположен в пределах Центрального девон- ского поля, на северо-восточном склоне Воронежского кристаллического массива. На юге он оконтурен границей Северо-Восточного подрегиона. Западная граница совпадает с границей сплошного распространения водоносных горизонтов юры и мела, пригодных для централизованного водоснабжения. С востока район ограничен западным склоном долины р. Воронежа. На севере район продолжается за пределы рассматри- ваемой территории. Основные водоносные горизонты в пределах района залегают близ- ко от поверхности, часто непосредственно под четвертичными отложе- ниями. По склонам долин часто наблюдаются родники. Водовмещаю- щие известняки, иногда доломиты местами закарстованы, на поверх- ности земли наблюдаются карстовые воронки. Наиболее трещиноватые зоны развиты по долинам и их склонам, где отмечается наибольшая водообильность водоносных горизонтов. По мере погружения водонос- ных горизонтов к северу под вышележащие горизонты их водообиль- ность уменьшается, несколько повышается минерализация, водоносный горизонт постепенно теряет свое значение в качестве источника водо- снабжения; в этом случае значение для водоснабжения приобретает горизонт, приуроченный к более молодым отложениям. Движение под- земных вод происходит от водоразделов к прорезающим водовмещаю- щие породы долинам. В юго-западной части такой дреной являются притоки Сейма, в северо-западной — Ока с притоками и в центральной и восточной частях— долина Дона и его притоки. Соответственно указанным условиям дренирования в I районе вы- деляют три подрайона: 1) Присеймский, 2) Окский и 3) Верхнедон- ской. Границы между ними проходят примерно по водоразделам между бассейнами этих рек, несколько смещаясь к Сейму вследствие более ин- тенсивного дренирующего воздействия долины Оки. Между Окой и До- ном подземный водораздел на юге района смещается к Оке ввиду большего вреза Дона и его притоков и превалирующего его влияния по сравнению с влиянием верховьев Оки. На севере граница водораз- дела подземных вод, наоборот, смещается к востоку из-за усиления дренирующего воздействия углубляющейся к северу долины Оки и уменьшения влияния верховьев Дона. Из-за отсутствия выдержанного водоупорного перекрытия наиболее водообильная часть водоносных горизонтов подвержена загрязнению и требуется строгое соблюдение зон санитарной охраны. Для водоснабжения в долинах нередко используются аллювиаль- ные водоносные горизонты. II гидрогеологический район — северо-западная часть северо-вос- точного крыла Воронежской антеклизы — отличается от предыдущего наличием кроме верхнедевонских трещинно-карстовых водоносных го- ризонтов также маастрихт-туронского в мергельно-меловой толще и се- номан-альбского в песчаных отложениях меловой системы Местами для
ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ 333 водоснабжения может быть использован келловей-батский водоносный горизонт. В долинах для местного водоснабжения используются аллю- виальные водоносные горизонты, а в северо-западной части района и воды водно-ледниковых отложений. Основное значение в качестве ис- точника централизованного водоснабжения сохраняют девонские водо- носные горизонты, но их глубина залегания здесь возрастает. Более доступны водоносные горизонты меловой системы. Основное дренирующее влияние в пределах района имеют долины Днепра и его притоков Ипути и Десны. Южная граница района прово- дится по границе распространения верхнещигровских карбонатных отложений, к западу и северу район продолжается за пределами рас- сматриваемой территории, на востоке граничит с I районом; подрайоны не выделяются. III гидрогеологический район — северо-восточная часть Воронеж- ской антеклизы в пределах Тамбовской низменной равнины — на запа- де граничит с I районом, на северо-востоке—с Окско-Цнинским валом и Сурско-Хоперским артезианским бассейном. Южная граница ранена обусловлена выклиниванием неогеновых отложений. К северу район продолжается за пределами территории. Основными водоносными го- ризонтами являются аллювиальные, флювиогляциальные четвертичные и неогеновый водоносные горизонты. Местами в качестве дополнитель- ного источника водоснабжения могут быть использованы воды апт- неокомских отложений. Водоносные горизонты девонской системы обычно имеют повышенную минерализацию, но в зоне опреснения под мезозойскими отложениями они также могут быть использованы в качестве источника централизованного водоснабжения при условии ограничения понижений в целях предотвращения подсоса минерализо- ванных вод с глубины. Из них более широко используется кудеяров- ско-лебедянский водоносный горизонт. Преобладающая часть площади распространения водоносных горизонтов находится под дренирующим воздействием долины Дона и его притока Воронежа. Эта площадь вы- деляется как Воронежский подрайон. Северо-восточная часть района испытывает дренирующее воздействие долины Цны и относится к Цнинскому подрайону, а юго-восточная часть в зоне влияния Хопра и его притока Вороны — к Воронскому подрайону. Соответственно ме- няется и движение подземных вед. Таким образом, в III районе выде- ляются по условиям естественного дренажа три подрайона: 1) Воронеж- ский, 2) Цнинский и 3) Воронский. Однако в глубоких, большей частью минерализованных горизонтах превалирует движение вод к долине Дона и, возможно, даже к долине Волги. IV гидрогеологический район — южное окончание Окско-Цнинско- го вала — в пределах рассматриваемой территории занимает неболь- шую площадь, в основном он расположен севернее. Южная его граница определяется возросшей мощностью неогенового водоносного горизонта и выклиниванием водовмещающих каменноугольных слоев. Основными водоносными горизонтами являются в крайней северной части района окско-тарусский, на преобладающей площади — сеноман-альбский, апт- пеокомский и хованско-озерский. Могут быть использованы воды пес- чаных яснополянских отложений, выполняющих довизейские размывы, а также воды апт-неогена, иногда неогеновый или кудеяровско-лебе- дянский водоносные горизонты. Район полностью расположен в преде- лах Пачелмского прогиба. Основное дренирующее воздействие оказы- вает долина Цны, поток вод преимущественно направлен к северу, вдоль долины Цны к долинам Мокши и Оки, поэтому подрайоны не выделяются
334 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД V гидрогеологический район является западной приграничной частью Сурско-Хоперского артезианского бассейна. Расположен он вдоль северо-восточной границы рассматриваемой территории и грани- чит на западе и юге с III районом. Основными водоносными горизон- тами являются сеноман-альбский, хованско-озерский, кудеяровско-ле- бедянский и воды апт-неокома. Преобладающая часть района нахо- дится под дренирующим влиянием долины р. Вороны, только северные его участки находятся под воздействием долины р. Цны, но подрайоны не выделяются ввиду незначительного влияния этой долины. В основ- ном район расположен в пределах Пачелмского прогиба. VI гидрогеологический район — северо-западная часть Воронеж- ской антеклизы — на севере граничит с II районом, на востоке его гра- ница проводится примерно по восточной границе сплошного распрост- ранения маастрихт-туронского и морсовско-ряжского водоносных го- ризонтов. В его пределах основным водоносным горизонтом является маастрихт-туронский. Основное дренирующее влияние имеют долины рек Десны и Ипути. В западной части района развит рифейский водоносный комплекс, на юго-западе — воды пермо-триаса. В этом районе значительную мощ- ность имеет байосский водоносный горизонт. В качестве дополнитель- ных источников водоснабжения может быть использован сеноман-альб- ский и келловей-батский водоносные горизонты, но они имеют значи- тельную глубину залегания. VII гидрогеологический район — центральная часть Воронежской ан- теклизы—на севере граничит с I районом, на юге — с IX районом. Юж- ная граница в основном проходит по северной границе распространения водоносных горизонтов карбонатной толщи нижнекаменноугольных от- ложений. Восточная граница определяется выклиниванием мергельно- меловой толщи верхнего мела. На преобладающей площади мезозой- ские водоносные отложения лежат непосредственно на кристаллическом фундаменте, вдоль северной границы — на песчаных водоносных поро- дах среднего и верхнего девона, а вдоль южной границы — на песчано- глинистых яснополянских отложениях нижнего карбона. Основными водоносными горизонтами являются маастрихт-туронский и сеноман- альбский, местами келловей-батский, а в районе Курска и морсовско- ряжский, эксплуатируемый здесь совместно с келловей-батским водо- носным горизонтом. В западной части района основное дренирующее воздействие оказывает долина Сейма и Свапы, а в восточной части — Оскола Соответственно выделяются подрайоны: 1) Сеймский и 2) Ос- кольский VIII гидрогеологический район — юго-восточная часть Воронежской антеклизы — расположен в юго-восточной части свода Воронежского кристаллического массива. На севере он граничит с III районом, на юге—с X районом. Последняя граница соответствует северной грани- це распространения каменноугольных водоносных горизонтов. Основ- ными водоносными горизонтами являются в юго-западной части района маастрихт-туронский, а в северо-восточной сеноман-альбский Широко эксплуатируется мамонский водоносный горизонт, а в центральных участках и воды песчано-глинистых нижнещигровско-ястребовских и старооскольско-черноярских отложений, местами используются воды протерозой-архейского водоносного комплекса. Достаточно мощными и выдержанными водоносными горизонтами район беден На основную часть района дренирующее влияние оказывает дотина Дона, и поток подземных вод направлен от водоразделов к Дону. Только в крайней восточной части района проявляется дренирующее влияние Хопра Под-
ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ 335 районы не выделяются из-за преобладающего влияния только одной долины — Дона IX гидрогеологический район — западная часть юго-западного кры- ла Воронежской антеклизы — расположен южнее VII района Восточ ная его граница определяется развитием водоносных горизонтов тур- нейского яруса нижнего карбона К западу и югу район продолжается за пределы рассматриваемой территории Основным водоносным гори- зонтом является маастрихт-туронский, отделенный от нижележащих горизонтов на преобладающей площади своего распространения сан- тонским водоупором. Наиболее водообилен этот водоносный горизонт по долинам На водоразделах он малопригоден цля водоснабжения из-за обычно ничтожной водообильности, здесь основное значение при- обретает сеноман-альбский водоносный горизонт, который залегает на значительной глубине По водоразделам, а на юго западе района и в доли- нах могут быть использованы главным образом для децентрализованно- го водоснабжения полтавско-харьковский и бучакско-сумской водонос- ные горизонты палеогена У северных границ района в зоне опреснения может эксплуатироваться тарусско-окский водоносный горизонт, места- ми башкирско-стешевский водоносный комплекс В долинах для мелко- го водопользования эксплуатируются аллювиальные водоносные гори- зонты На преобладающей площади района основное дренирующее влияние на водоносные горизонты в зоне активного водообмена оказы- вают долины Сейма, Псела и Ворсклы, в восточной части района — долина Северского Донца и Оскола. Соответственно выделяется два подрайона 1) Пселский и 2) Северско-Донецкий X гидрогеологический район — восточная часть юго-западного кры- ла Воронежской антеклизы — расположен к востоку от IX и южнее VIII района в пределах площади развития водоносных горизонтов тур- нейского яруса нижнего карбона Основным водоносным горизонтом является маастрихт-туронский, чаще взаимосвязанный с нижеле/кащи ми водоносными горизонтами турне Сеноман-альбский водоносный го- ризонт имеет незначительную мощность, а воды апт-неокома нередко отсутствуют из за выклинивания водовмещающих отложений В ка ie- стве дополнительного источника водоснабжения могут быть использо- ваны хованско-озерский и упинско-малевский водоносные горизонты, но только в зоне опреснения Воды палеогена имеют слабое развитие и приурочены только к водоразделам Воды четвертичных отложений ма- ло обильны, и в засушливые годы в жаркий период нередко повыша- ется их минерализация. В западной части района сказывается дренирующее влияние Оско- ла, на преобладающей площади — Дона и только в самой восточной небольшой по площади части района — влияние долины Хопра Соот- ветственно этому выделяются два подрайона 1) Нижнеоскольский, где движение подземных вод направлено к долине Оскола, и 2) Нижнедон- ской— к долине Дона
Часть третья РОЛЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ, ИХ РЕСУРСЫ И ОХРАНА ГЛАВА XIII РЕСУРСЫ ПРЕСНЫХ ПОДЗЕМНЫХ ВОД И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЕСТЕСТВЕННЫЕ РЕСУРСЫ ПОДЗЕМНЫХ ВОД Оценка естественных ресурсов подземных вод производилась по методике Б. И. Куделина, изложенной в ряде его опубликованных ра- бот (Куделин, 1949, 1951, 1960, 1963). Естественные ресурсы подземных вод описываемой территории ха- рактеризуются величиной питания, которая в среднем многолетнем раз- резе эквивалентна подземному стоку в реки. Следовательно, оценка естественных ресурсов подземных вод для подобных гидрогеологических условий сводится к расчетам подземного стока в реки. Подземный сток выделяют путем расчленения гидрографа реки, дренирующей водоносные горизонты, естественные ресурсы которых не- обходимо определить. В зависимости от гидрогеологических условий бассейнов рек применяют различные схемы расчленения гидрографа. При этом на рассматриваемой территории выделяют четыре вида под- земного питания рек: а) грунтовыми водами, гидравлически не связан- ными с рекой — нисходящий тип подземного стока; б) грунтовыми во- дами, гидравлически связанными с рекой — подпорный тип подземного стока; в) смешанное грунтовое питание — смешанный подпорно-нисхо- дящий тип подземного стока; г) смешанное грунтовое и артезианское питание. Величина подземного стока может быть выражена несколькими характеристиками. Слой подземного стока в мм/год используется для водно-балансовых расчетов. Модуль подземного стока представляет со- бой подземный сток с 1 км2 площади бассейна и выражается в л/сек с 1 км2. Коэффициент подземного стока равен отношению слоя подзем- ного стока к слою осадков, выпавших на площади речного бассейна за тот же период времени, на который подсчитан подземный сток (выражается в долях единицы), служит важнейшей балансовой харак- теристикой. Коэффициент подземного питания реки или доля участия подземного стока в общем речном стоке, выраженная в процентах, имеет важное значение, особенно при расчетах общего водного баланса территории. Все перечисленные характеристики подземного стока получены для описываемой территории в результате исследований и расчетов вели- чин подземного стока, проведенных кафедрой гидрогеологии Москов- ского государственного университета и Гидрогеологической станцией Центрально-черноземной полосы института ВСЕГИНГЕО под руковод- ством Б. И. Куделина. При этом использованы данные гидрогеологи- ческих ежегодников за период с 1936 по 1954 г. и архивные материалы по стоку до 1935 г., а также материалы систематических наблюдений Г идрометеослужбы. Естественные ресурсы подземных вод отражены на следующих кар-
РЕСУРСЫ ПРЕСНЫХ ПОДЗЕМНЫХ ВОД И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ 337 чах: среднемноголетних естественных ресурсов подземных вод (см. прилож. III, листы 1, 2), среднемноголетнего подземного стока в милли- метрах слоя за год (рис. 52) и среднемноголетнего подземного стока в процентах от общего речного стока (рис. 53). Эти карты дают регио- нальную картину распределения естественных ресурсов подземных вод зоны дренирования. Они хорошо отражают зональную природу подзем- ного стока, величина которого, подчиняясь общим климатическим зако- номерностям, в целом уменьшается с северо-запада на юго-восток. В со- ответствии с этим средние годовые модули подземного .стока изме- няются от 2,5 л,/сек с 1 км2 в верховьях Оки и Дона на северо-западе до 0,3 л/сек с 1 км2 на крайнем юго-востоке описываемой территории. Минимальные модули изменяются от 1,5 л/сек с 1 км2 на северо-западе до 0,1 л,/сек с 1 км2 и менее на'крайнем юго-востоке, где в летний период в верховьях реки пересыхают. Соответственно среднегодовые коэффициенты подземного стока уменьшаются от 10 до 2%, а слой подземного стока — от 60—80 до 10 им/год и менее. Перечисленные карты отражают общий зональный характер интен- сивности подземного стока, который зависит от местных гидрогеологи- ческих. геологических и геоморфологических особенностей. Наиболее благоприятны условия подземного питания рек в преде- лах Среднерусской возвышенности, где подземный сток имеет самую большую величину (2,5 л/сек с 1 км2, или до 80 мм слоя за год). Это объясняется не только достаточной увлажненностью этой части терри- тории, но и особенностями геоморфологических и гидрогеологических условий. Среднерусская возвышенность занимает наиболее высокое гипсометрическое положение. Здесь развита густая гидрографическая сеть и наблюдается глубокий эрозионный врез. Реки вскрывают водо- носные горизонты дочетвертичных пород, главным образом девона, от- личающиеся большим водообилйем. В пределах Окско-Донской низменной равнины величина подзем- ного стока резко падает (до 1—0,5 л/сек с 1 км2, или 20—30 мм слоя за год), так как условия формирования подземного стока в этой части территории менее благоприятны. Здесь реки прорезают песчано-глини- стую толщу четвертичных отложений (морену и флювиогляциальные отложения) со слабой водопроницаемостью и неогеновые песчаные от- ложения. Развитие морены значительно снижает инфильтрационное пи- тание подземных вод и их сток. Еще менее благоприятны условия формирования подземного стока на юго-востоке территории, где начинается полоса сухих степей, отли- чающихся небольшими годовыми осадками и повышенным испарением. Кроме того, по мере движения на юго-восток происходит постепенное погружение меловых отложений под существенно менее проницаемые песчано-глинистые отложения палеогена. Среднегодовой модуль под- земного стока здесь снижается до 0,3 л!сек с 1 км2 (менее 10 мм слоя за год). Пользуясь картой подземного стока (см. рис. 52), можно рассчи- тать расход подземных вод для любой заданной площади по формуле Q = 2,74/i-F, (1) где Q — расход подземных вод с площади F, м3/сутки: h — слой подземного стока, мм/год\ F — площадь водосбора, км2\ 2,74 — коэффициент размерности. По картам среднего годового (см. прилож. Ill) и минимального
£ ^р»тг,кпкп ’Жуковка Ч V '« гМг/кы тКлйкцы 'll IIIJIHH повозыоков it ’ЯНОК. 9$ Рауигс ййсы •евск, & риЛрУмытР-^зшвл '^ЛаВтрмеЛ 1?рлавмуг=ЗВЗк Чмаоачц^ L ' ,Г^ — ^Дмитриев-Лкасскаи~^=-Кол})»1 WBgSggS! КЮЙХЛЛ Т-?Н5 -Лг) W- #,6\ I iMpcpew'Гггн4 [ дййТп |П1 Ла!угиеогта- 'Лрйстеш г—р Пролетарская. ^Sopuco^az^^ ГраиВВ^м ^^^Чаплыгип^ 5 т/tee Толстой ЕД 1бВша/!Ск ‘Мучураиск- ^=^-Д|/1ИПЕЦК-----»\$€ Т^Г~ — ~/ чаЯоиск \г Ч- —г урроеУёЛ-^оя.'*’ ^|—У* &а^.!.ТГРКрастлесуЫ1 Старый Ост |ЦЦ^— ^тг+- Жерквка \в.г тновскии ^/рюгледск Товохоперок РОЛЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ I & л ТАМБОВ---Ку^Ш»2 & & —T^z^t Рис 52 Карта среднемноголетнего подземного стока Составила 3, А. Коробейникова СлуЙ стока (в Х(«/г^<71 /—SB—gt}, P—tO—IjO, B-Sn-W, 4 — ЭД—W, 5 _ ((J—JO, 6— <;(0, 7— цз)лиииц минимальных модулей в л!сск, цд (
РЯНТК 5 Men ии Ч Мичуринск Минцы наели овохоперск Пекина Жер девка барисдгледск Корги. „ -л - ,-Острогожс новый искал; ' Богичар ыКервомаискии Рис. 53. Карта средаемноголетнего подземного стока (в % от общего речного стока). Составила 3. А. Коробейникова Г-40-50; 2 - 30—40; 3-30-30; 4-I0—20 ^х=лДмитровск- ирлокк Хомавичи-г^ V > М *- '^аЖеуернорорск-чр- '^ДД^Цмитр^ев-Леговскии^! Н-УРСК' ^имКа/гла ЛиЛкнекта_ оКоренева^~^ (— Одоянь чаппыг Лев Толстой Т, \KpbcHOjieCHqa7; I ВОРОНЕЖ- ИововороИеоксни, Ниж Кислиц Волока новка Подгппенский 'Калач S •<? РЕСУРСЫ ПРЕСНЫХ ПОДЗЕМНЫХ ВОД И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ
340 РОЛЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ (см. рис. 52) модулей подземного стока расчет расхода подземного стока производится по формуле Q = 86,4Mn-F, (2) где — модуль подземного стока, л/сек с 1 км2. Величина естественных ресурсов высокой степени обеспеченности, соответствующая самым неблагоприятным по условиям питания под- земных вод засушливым годам, может быть получена, если в форму- ле (2) за Мп принять минимальный модуль (см. рис. 52). Карта изолиний средних годовых коэффициентов подземного стока (см. прилож. III) позволяет по средней многолетней величине осадков, выпадающих в том или ином районе, определить среднюю многолетнюю величину подъемного стока по формуле Q = 0,03KnX-F, (3) где Q — расход подземных вод с площади F, м2/сутки; Кп — коэффициент подземного стока, %; X — средняя многолетняя величина осадков на площади водо- сборК-^ мм; К —задацНая площадь водосбора, км2. Рассматриваемые карты характеризуют суммарный подземный сток из всех водоносных горизонтов, дренируемых реками в том или ином гидрогеологическом районе. Для того чтобы ориентировочно оценить естественные ресурсы подземных вод отдельных водоносных горизон- тов или комплексов, на карте (см. прилож. III) указывается прибли- женно степень их участия в формировании подземного стока. Эта сте- пень участия оценивалась по величине родникового стока из водонос- ного горизонта, если он не имеет гидравлической связи с реками, и по соотношению величин водопроводимости (km) водоносных горизонтов при наличии такой связи. Ниже дается оценка естественных ресурсов подземных вод основ- ных водоносных горизонтов и комплексов, развитых иа описываемой территории. При этом воды каменноугольных отложений, участвующие в питании рек лишь в небольшой степени на крайнем севере террито- рии, не рассматриваются, так же как водоносные комплексы триаса, перми, протерозоя и архея, которые непосредственно не дренируются реками. Подземные воды четвертичных отложений имеют крайне подчинен- ное значение в формировании подземного стока в реки. Исключение составляет область Окско-Донской равнины, где развита мощная толща песчаиых флювиогляциальных отложений. Здесь на долю вод четвер- тичных отложений приходится до 10% от общего подземного стока. Лишь на небольшом участке среднего течения р. Хопра в районе ст. Поворино воды четвертичных отложений являются основным источ- ником подземного питания рек. Средний модуль подземного стока вод четвертичных отложений не превышает 0,07 л]сек с 1 км2, а суммарные их естественные ресурсы около 3 м^/сек (259 тыс. м3/сутки). Подземные воды неогеновых отложений участвуют в формирова- нии подземного стока в реки в ^восточной части описываемой террито- рии, главным образом в бассейнах рек Матыры, Битюга, Савалы. Здесь воды песчаной толщи неогена являются основным источником подзем- ного питания рек, а среднегодовой модуль подземного стока этих вод изменяется в пределах 0,3—1,0 л/сек с 1 км2 при средней его величине 0,45 л/сек с 1 км2. На небольшом участке в бассейне верховьев р. Цны подземные воды неогена играют второстепенную роль в формировании подземного
РЕСУРСЫ ПРЕСНЫХ ПОДЗЕМНЫХ ВОД И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ 341 стока. Среднегодовой модуль для неогеновых отложений здесь не пре- вышает 0,1 л/сек с 1 км2. Суммарные естественные ресурсы подземных вод неогеновых от- ложений равны 18 м3/сек (1555 тыс. м3/сутки), но они распределяются на значительной площади (40 тыс. юи2), что определяет их относи- тельно небольшое практическое значение. Подземные воды палеогеновых отложений развиты на юге терри- тории, главным образом в бассейнах рек Псёла, Северского Донца, Оскола и среднего течения Дона. Они играют второстепенную роль в формировании подземного стока в данной части района, поскольку мелкозернистость и глинистость водовмещающих пород палеогена, а также их значительная сдренированность не способствуют накопле- нию в них подземных вод. Средний модуль подземного стока в палео- геновых отложениях не превышает 0,05 л/сек с 1 км2. Суммарные есте- ственные ресурсы подземных вод палеогена составляют около 3,5 м3/сек (302 тыс. м3/сутки). Они малоперспективны для эксплуатации. Подземные воды верхнемеловых отложений (маастрихт-туроиский водоносный горизонт) имеют широкое распространение на юге, западе и несколько меньше на востоке описываемой территории и всюду участ- вуют в подземном питании рек. Они приурочены к верхней части мер- гельно-меловой толщи турон-маастрихта, трещиноватость которой спо- собствует накоплению подземных вод, но распространение нх весьма неравномерное. В северо-западной части территории (Брянская область) подземный сток в реки почти полностью формируется за счет вод верхнемеловых отложений; его среднегодовой модуль составляет 1,0—1,7 л/сек с 1 км2 (см. прилож. III). По мере движения на юго-восток величина среднегодового модуля подземного стока постепенно снижается до 0,7—0,3 л/сек с 1 км2 в бас- сейне р. Оскола. Это связано с уменьшением питания маастрихт-турон- ского водоносного горизонта, что объясняется как общим уменьшением количества атмосферных осадков, так и погружением верхнемеловых отложений под менее проницаемые песчано-глинистые отложения палео- гена. Средний модуль подземного стока в верхнемеловых отложениях со- ставляет 0,7 л/сек с 1 км2, а суммарные естественные ресурсы подзем- ных вод верхнего мела равны 72 м3/сек (6221 тыс. м3/сутки). Подземные воды нижне- и верхнемеловых отложений (сеноман- альбский водоносный горизонт) формируют основной подземный сток центральной части рассматриваемой территории (в бассейнах верховьев рек Десны, Сейма и Оскола). Среднегодовой модуль подземного стока сеноман-альбских отложений изменяется от 1,7 л/сек с 1 км2 на северо- западе до 1,2 л/сек с 1 км2 на юго-востоке этого района, подчиняясь общим климатическим закономерностям. В среднем модуль подземною стока составляет 1,37 л)сек с 1 км2, а суммарные естественные ресурсы подземных вод сеноман-альбского горизонта равны 65 м3/сек. (5616 тыс. м3/сутки). В северной части территории (в пределах Среднерусской возвышен- ности) и на крайнем северо-востоке (в бассейне среднего течения р. Цны) сеноманские отложения отсутствуют и водоносный горизонт представлен лишь альбскими песками. Подземные воды альбских от- ложений в питании рек принимают слабое участие, так как альбская толща занимает главным образом водораздельные участки и значитель- но дренирована. Исключение составляет бассейн среднего течения р. Цны. В этом районе формирование подземного стока происходит
342 РОЛЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В НАРОДНОМ хозяйстве только за счет вод нижнемеловых апт-неокомских отложений. Средне- годовой модуль подземного стока равен 1,2 л/сек с 1 км2, в то время как в пределах Среднерусской возвышенности он не превышает 0,2 л/сек с 1 км2. Суммарные естественные ресурсы подземных вод нижнемеловых отложений равны 15 м2/сек (1296 тыс. м2/сутки). Подземные воды юрских отложений (келловей-батский водоносный горизонт) на небольшой площади в бассейнах рек Неручи, Труды и верховьев Сосны принимают слабое (до 10%) участие в формировании подземного стока в реки. Водоносными являются мелкозернистые гли- нистые пески с малой водоотдачей. Поэтому средний модуль подзем- ного стока вод из юрских отложений не превышает 0,08 л/сек с 1 км2. Суммарные естественные ресурсы подземных вод отложений юрского возраста составляют всего лишь около 1 м?/сек (86 тыс. м2/сутки). Подземные воды девонских отложений в северной части террито- рии (в пределах Среднерусской возвышенности) формируют основной подземный сток, составляющий более 50% от общей величины естест- венных ресурсов подземных вод. Средний модуль подземного стока здесь равен 1,32 л/сек с 1 км2. Максимальные его значения (до 2,5 л/сек с 1 км2) устанавливаются в бассейнах верховьев рек Красивой Мечи и Зуши. Здесь развиты водо- носные горизонты известняково-доломитовой толщи верхнего девона, стратиграфически принадлежащей к верхам франского и фаменскому ярусу. В этой толще имеются в разной степени закарстованные трещи- новатые, ноздреватые и кавернозные известняки, обладающие высокой водопроницаемостью. Развитая в бассейнах рек Девицы и Ведуги менее обводненная толща франского яруса (воронежско-петинский, семилукско-рудкинский и рудкинско-верхнещигровский водоносные горизонты) характеризуется среднегодовым модулем подземного стока 0,8 л/сек с 1 км2. Уменьше- ние величины среднегодового модуля объясняется тем, что в составе этой толщи преобладают песчано-глинистые отложения, среди которых преимущественно развиты глинистые фации. Суммарные естественные ресурсы подземных вод девонских отло- жений составляют 78 м2/сек (6739 тыс. м2/сутки). Основные данные о естественных ресурсах подземных вод на рассматриваемой террито- рии приведены в табл. 28. Общие естественные ресурсы подземных вод в пределах описывае- мой территории на площади 230 тыс. км2 составляют 256 м2/сек, или 22 млн. мЕ’/сутки. Эта величина характеризует среднегодовые много- летние естественные ресурсы подземных вод. В течение года происхо- дят колебания величины естественных ресурсов. Общая минимальная их величина для рассматриваемой территории составляет 125 м2/сек. Подземный сток для центральной (наибольшей) части территории составляет 30—40% от общего речного стока (см. рис. 53). В восточной части территории доля подземного стока в общем речном стоке сни- жается до 10—20%. Как показывают расчеты и карты подземного стока, наибольшими естественными ресурсами обладают водоносные горизонты, приурочен- ные преимущественно к девонским известнякам, развитым в области Центрального девонского поля (в бассейнах верховьев рек Красивой Мечи и Зуши). Здесь модули подземного стока девонских вод колеб- лются от 1,5 до 2,5 л/сек с 1 км2 и только в бассейнах рек Девицы и Ведуги они снижаются до 0,8 л/сек с 1 км2 (см. прилож. III). К девонским отложениям близки по величине естественных ресур-
РЕСУРСЫ ПРЕСНЫХ ПОДЗЕМНЫХ ВОД И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ 343 Таблица 28 Естественные ресурсы подземных вод водоносных горизонтов н комплексов, дренируемых реками Водоносный горизонт (комплекс) Площадь распростра- нения , ТЫС. JCM2* Естественные ресурсы Средний модуль, * * л 'сек с 1 /си8 м*!сек ТЫС. м*! сутки Четвертичных отложений 41 3 259 0,07 Неогеновых отложений 40 18 1555 0,45 Палеогеновых отложений 68 3,5 302 0,05 Верхиемеловых отложений 103 72 6221 0,70 Ннжне- н верхнемеловых отложений (сеноман- альбский водоносный горизонт) 47 65 5616 1,37 Нижнемеловых отложений 62 15 1296 0,25 Юрских отложений 11 1 86 0,08 Девонских отложений 59 78 6739 1,32 Всего по территории . . . 431 256 22 074 1,1*** * Площади дренирования водоносных горизонтов, подсчитанные по карте (см. прилож, Ш). ** Средневзвешенный по площади модуль подземного стока *** Получен делением величин суммарных естественных ресурсов (256 тыс. л!сек) на площадь рассматриваемой территории (230 тыс. /си8). сов подземных вод сантон-альбские отложения. Модули подземного стока вод этих отложений равны 1,2—1,7 л/сек. с 1 км2. Несколько меньшими естественными ресурсами обладают водонос- ные горизонты верхнемеловых отложений, имеющих большие площади распространения в южной части территории. Среднегодовой модуль подземного стока для района дренирования верхнемеловых отложений равен 0,5—1,5 л/сек. с 1 км2. Незначительными естественными ресурсами подземных вод харак- теризуются отложения палеогеновой системы, широко развитые на юге территории. Вследствие недостаточного увлажнения, а также глубокого залегания зеркала воды модули подземного стока не превышают 0,1 л,/сек с 1 км2. Четвертичные отложения развиты по всей территории, однако они не содержат значительных естественных ресурсов подземных вод. В районе ст. Поворино, где реками дренируются только четвертичные отложения, представленные древним аллювием, модуль подземного стока равен 0,5 л/сек с 1 км2. Возможно использование вод четвертич- ных отложений колодцами и скважинами для местного водоснабжения. СОВРЕМЕННОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОДЗЕМНЫХ ВОД ДЛЯ ВОДОСНАБЖЕНИЯ На рассматриваемой территории подземные воды широко исполь- зуются для хозяйственно-бытового и промышленного водоснабжения. На всей территории насчитывается до 7300 работающих водозаборных скважин, из которых откачивается 30 м?/сек (2600 тыс. мР/сутки) воды; 30—35% пробуренных на воду скважин по различным причинам не эксплуатируется (резервные, малодебитные, аварийные и др.). Наиболее крупные водозаборы сосредоточены в областных центрах, где пробурено по нескольку групп водозаборных скважин с 5—15—25 скважинами в каждой группе. В районных центрах и промышленных поселках водозаборы подзем- ных вод состоят из 3—5, реже 10—15 скважин. Количество работаю-
344 РОЛЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ щих скважин, расположенных групповыми водозаборами в областных и крупных районных центрах (26 пунктов), составляет 900. Общий водо- отбор групповыми водозаборами оценивается в 8—9 мР/сек. Средний водоотбор одной скважиной составляет в пределах групповых водо- заборов 860 м^/сутки, или 36 Л13/ч. Остальные 6400 работающих сква- жин с общим отбором воды 21—22 м?/сек расположены в основном равномерно по территории и предназначены для водоснабжения сель- ского хозяйства. Средний водоотбор одной скважиной для сельскохозяй- С1 венного водоснабжения составляет 284 мЧ сутки (12 м?)ч). Однако точный учет водоотбора по сельскохозяйственным скважинам не ведется, поэтому приведенные цифры, вероятно, завышены. Средний модуль водопотребления* для данной территории составляет 0,13 л/сек с 1 км2. Водозаборные скважины пробурены на первые от поверхности водоносные горизонты с глубиной залегания 50—120 м, реже 150—200 м. Наиболее широко используются для водоснабжения водоносные го- ризонты и комплексы верхнего девона (кудеяровско-лебедянскип, елецко-задонский, ливенско-евлановский, воронежско-петинский, семн- лукско-рудкинский, рудкинско-верхнещигровский, нижнещигровско- ястребовский) и мела (сеноман-альбский и маастрихт-туроиский). В меньшей степени служат источником водоснабжения на ограни- ченных площадях водоносные горизонты и комплексы среднего девона (старооскольско-черноярский, мосоловский и морсовско-ряжский), юры (келловей-батский), палеогена, неогена и четвертичных отложений. Ниже дается характеристика современного водопотребления по от- дельным водоносным горизонтам (комплексам) и их группам (см. при- лож. IV, листы 1,2). Среднедевонские водоносные горизонты частично используются для водоснабжения в пределах Воронежской, Курской и Белгородской об- ластей, где глубина их залегания не превышает 100—150 лив них со- держатся пресные воды. На остальной территории в направлении на север и северо-восток от оси Воронежской антеклизы среднедевонские водоносные горизонты погружаются на значительную глубину, имеют высокую минерализацию и незначительную водообильность. Общее ко- личество работающих скважин, эксплуатирующих среднедевонские водоносные горизонты, составляет около 100 при суммарном водоотборе 0,5—0,7 мр/сек. В Курской области среднедевонские водоносные горизонты исполь- зуются для водоснабжения в Железногорске и Курске- В Курске мосо- ловский водоносный горизонт и морсовско-ряжский комплекс с 30-х ю- дов интенсивно эксплуатируются групповыми водозаборами совместно со связанным с ними келловей-батским водоносным горизонтом. В Белгородской области старооскольско-черноярский водоносный комплекс используется для водоснабжения в г. Старом Осколе, где насчитывается до 20 скважин, пробуренных в послевоенный период, с общим расходом 250—300 Л13/ч. В Воронежской области старооскольско-черноярский водоносный комплекс эксплуатируется для водоснабжения совместно с верхнедевон- скими водоносными горизонтами (г. Семилуки — 8 скважин с деби- том 14О.и3/ч). Водоносные горизонты верхнего девона используются для водоснаб- жения в центральной и северной частях территории на площади 106 тыс. км2, что составляет примерно 50% всей рассматриваемой тер- ритории. * Отношение суммарного количества воды (в л/сек), отбираемой на какой либо территории, к ее площади (в км2).
РЕСУРСЫ ПРЕСНЫХ ПОДЗЕМНЫХ ВОД И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ 345 В пределах Орловской и Липецкой областей основными для водо- снабжения являются водоносные горизонты верхнего девона. Здесь широко используются приуроченные к известнякам кудеяровско-лебе- дянский, елецкий, задонский, ливенско-евлановский и воронежско- петинский водоносные горизонты. Модуль современного водопотребления для водоносных горизонтов верхнего девона в Липецкой области равен 0,27 л/сек с 1 км?, в пре- делах Орловской области 0,12 л)сек с 1 км2, а на остальной террито- рии около 0,032 л]сек с 1 км2. Верхнедевонские водоносные горизонты широко используются для водоснабжения также в пределах Тамбовской области (кроме юго- западной части). Здесь модули современного водопотребления для верх- недевонских горизонтов невысокие (0,01—0,021 л/сек с 1 км2), гак как эксплуатируются также неогеновый и сеноман-альбский водоносные горизонты. В Воронежской области верхнедевонские горизонты эксплуати- руются на юге территории, в основном совместно с сеноман-альбским ьодоносным горизонтом, а на севере Курской области с келловей-бат- ским водоносным горизонтом, гидравлически с ними связанными. Среди водоносных горизонтов и комплексов верхнего девона в этом районе используются нижнещигровско-ястребовский, рудкинско-верхнещигров- ский и семилукско-рудкинский. Весьма интенсивная эксплуатация водоносных горизонтов верхнего девона (кудеяровско-лебедянского) наблюдается на севере Брянской области, где модуль современного водопотребления составляет 0,74 л/сек с 1 км2 в основном за счет водозабора г. Брянска. Общее водопотребление из верхнедевонских водоносных горизон- тов оценивается в 10 м?/сек, количество работающих скважин 1550; средний модуль водопотребления 0,10 л/сек с 1 км2. Наиболее крупные водозаборы, эксплуатирующие верхнедевонские водоносные горизонты, сосредоточены в областных центрах — Орле, Липецке, Брянске, Тамбове, более мелкие водозаборы расположены & городах Мценске, Ливнах, Семилуках, Мичуринске, Рассказове, Ельце, Задонске. В водозаборах указанных пунктов насчитывается до 500 экс- плуатирующихся скважин с суммарным водоотбором 5 п2/сек. Келловей-батский водоносный горизонт имеет практическое значе- ние для водоснабжения в пределах северной половины Курской, на юге Брянской и в Белгородской области. Всего на данной территории на- считывается до 300 работающих скважин, которыми отбирается около 1 м^/сек воды. На этой площади келловей-батский водоносный гори- зонт гидравлически связан с горизонтами верхнего девона, а в районе г. Курска — с водоносными горизонтами среднего девона, поэтому его эксплуатация производится совместно с девонскими горизонтами. На северо-восток от указанной полосы келловей-батский водоносный гори- зонт размыт, а в южном и юго-западном направлениях он погружается на значительную глубину, характеризуется невысокой водообильностью и не имеет практического значения для водоснабжения. Сеноман-альбский водоносный горизонт наиболее широко исполь- зуется для водоснабжения в центральной части описываемой террито- рии, где он является основным источником водоснабжения. Менее интенсивно он эксплуатируется на юге территории (южная часть Бел- городской области) и востоке (Тамбовская область), где преобладаю- щее значение приобретает апт-неокомский водоносный горизонт. Общая площадь, на которой эксплуатируются сеноман-альбский и апт-неоком-
346 РОЛЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ ский водоносные горизонты, составляет 94 тыс. юи2, или 41% от всей описываемой площади. Модуль современного водопотребления имеет наиболее высокое зна- чение в Старооскольском железорудном районе КЛАЛ — 0,5 л/сек. с 1 к.и2 и складывается на 2/з за счет водоотлива на Лебединском карьере и на '/з за счет водоснабжения г. Губкина и окружающих сел. На остальной площади модули современного водопотребления ие превышают 0,045—0,055 л/сек с 1 км2, а на юге Белгородской области, где основным для водоснабжения служит маастрихт-туроиский водонос- ный горизонт, модуль современного водопотребления по сеиоман-альб- скому горизонту снижается до 0,0032 л/сек с 1 км2, в Тамбовской об- ласти— до 0,011—0,014 л/сек с 1 км2. Общее количество водозаборных скважин, эксплуатирующих апт- иеокомский и сеноман-альбский водоносные горизонты, достигает 1400. Средний модуль водопотребления по территории составляет 0,045 л/сек с 1 км2. Наиболее крупные водозаборы на сеноман-альбский водонос- ный горизонт оборудованы в Курске и Губкине. Более мелкие группо- вые водозаборы, насчитывающие 10—20 скважин, сосредоточены в го- родах Льгове, Щиграх и Рассказове. Всего на групповых водозаборах указанных центров в сеноман-альбском водоносном горизонте дейст- вует 126 скважин с общим водоотбором 1,1 м?/сек. Как отмечено выше, в Старооскольском железорудном районе на Лебединском карьере с 1957 г. осушается сеноман-альбский водонос- ный горизонт. В настоящее время на карьере работает до 240 водо- понижающих скважин, которыми откачивается 100—110 тыс. Л13 воды в сутки. Маастрихт-туроиский водоносный горизонт является основным ис- точником водоснабжения на юге и западе территории, т. е. на большей части площади Брянской и Курской областей, по всей территории Бел- городской области, на юге Воронежской области. Общая площадь, на которой эксплуатируется для водоснабжения маастрихт-туроиский водо- носный горизонт, составляет 83 тыс. км2, или 36% от рассматриваемой территории. Общее количество работающих водозаборных скважин в маастрихт- туроиском горизонте — 2900. Суммарный водоотбор равен 10,8 м2[сек, средний модуль современного водопотребления 0,13 л!сек с 1 км2. Наи- более высокие модули современного использования отмечаются на тер- ритории, где маастрихт-туроиский водоносный горизонт является един- ственным или основным источником водоснабжения. Такие районы расположены на территории Брянской области (0,13—3,38 л/сек с 1 км2) и на юге Белгородской и Воронежской областей (0,122— 0,219 л/сек с 1 км2). В остальных районах маастрнхт-туронский водоносный горизонт эксплуатируется совместно с сеноман-альбским, и модуль современного водопотребления не превышает здесь 0,022—0,066 л/сек с 1 км2. Наиболее крупный водозабор на маастрихт-туроиский водоносный горизонт сосредоточен в г. Белгороде. Мелкие групповые водозаборы из 12—25 скважин расположены в городах Льгове, Валуйках, Клин- цах и Новозыбкове. На групповых водозаборах сосредоточено до 130 скважин с суммарным водоотбором 1 м?]сек. Водоносные горизонты палеогеновых отложений имеют практиче- ское значение для водоснабжения на юге Белгородской области, на общей площади 4 тыс. км2. Современное водопотребление оценивается в 22 л/сек, количество работающих скважин — до 30. Модуль совре-
РЕСУРСЫ ПРЕСНЫХ ПОДЗЕМНЫХ ВОД И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ 347 менного водопотребления 0,005 л/сек е 1 км2 Групповых водозаборов на палеогеновые водоносные горизонты не имеется. Неогеновый водоносный комплекс эксплуатируется для водоснаб- жения в Воронежской, Тамбовской и на юге Липецкой области. На большей части территории неогеновый водоносный комплекс гидравли- чески связан с водоносными горизонтами четвертичных отложений, вследствие чего они эксплуатируются совместно буровыми скважинами Общая площадь использования водоносных горизонтов неогена и чет- вертичных отложений составляет 39,4 тыс кл«2, или 17% от всей описы- ваемой территории. Неогеновые и четвертичные водоносные гори- зонты эксплуатируют 1000 скважин Современное водопотребление достигает 2,76 м2/сек Средний модуль современного водопотребления по территории равен 0,09 л/сек с 1 км2. Наиболее высокий модуль современного водопотребления по нео- геновым и четвертичным водоносным горизонтам наблюдается на за- паде Воронежской и юге Липецкой областей (0,147—0,430 л/сек с 1 км2). Для остальной территории модуль современного водопотреб- ления снижается до 0,04—0,07 л/сек с 1 кл«2, а в Тамбовской области он меньше 0,01 л/сек с 1 км2, так как основное значение здесь для водоснабжения имеют водоносные горизонты верхнего девона. Наиболее крупные водозаборы сосредоточены в Воронеже и Бори- соглебске, где данные водоносные горизонты являются основным источ- ником водоснабжения. Значительный водозабор сооружен для водо- снабжения Новолипецкого металлургического комбината Эти водонос- Таблица 29 Современное использование подземных вод для водосиабжеиия Области Водоносные горизонты* Средне девонские, верхне девонские, келловей батский Сеноман альбскнй и апт неоком ский Маастрихт туронский Гклеоге новые Неогено- вые н четвер тичные Белгородская . 0,06 1,22 0,95 0,02 — • • • 20 180 1160 30 6 Курская . . . 0,869 160 1,52 500 1,52 780 — — Орловская . . 1,367 760 0,06 80 — — Брянская . . . 3,65 0,19 7,5 290 60 700 Воронежская . 0,134 240 1,02 250 0,79 230 1,73 630 Липецкая . . 5,22 310 — — — 0,92 ПО Тамбовская 0,29 170 0,24 330 0,06 30 — 0,11 260 Итого. . . 11,590 1950 4,25 1400 10,82 2900 0,02 30 2,76 1000 • В числителе — современное водопотребление, ас Iсек, в знаменателе — количество учтенных рабо- тающих скважин
348 РОЛЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ ные горизонты частично используются для водоснабжения в Тамбове, Мичуринске и Моршаиске наряду с основными верхнедевонскими гори- зонтами. На групповых водозаборах указанных городов работает до 150 скважин на неогеновый и четвертичные водоносные горизонты с суммарным водоотбором 1,5 м^/сек. Рис 54 Рост количества действующих водозаборных сква жин. Составил В С. Плотников Эксплуатируемые водоносные горизонты и комплексы* /—четвертичные, нео!еновый н палеогеновые, 2 — Маастрихт туронский 3 — сеноман-альб ский и апт неокомскнй, 4 — юрские н девонские, 5 —суммарное коли чество скважин по всем горизонтам В табл 29 приведены сведения о количестве работающих скважин и современном использовании подземных вод по административным областям и водоносным горизонтам. На рис. 54 приведен график роста количества работающих скважин за период 1900—1964 гг. В дореволюционный период на всей территории было около 200 скважин на все водоносные горизонты, эксплуатируемые в настоящее время. В предвоенные годы общее количество пробуренных водозабор- ных скважин составило уже около 1000—1200 с суммарным дебитом примерно 5—6 м*[сек. Наиболее интенсивно бурение водозаборных скважин ведется с 50-х годов в связи с развитием промышленности и сельского хозяйства центрально-черноземной области. С 1951 по 1960 г. количество эксплуатационных скважин на воду увеличилось в несколько раз, и общее их число достигает 5000 с суммарным деби- том 18—20 яР/сек, К концу 1964 г. количество работающих скважин составляло уже 7300 при суммарном водоотборе 30 м^/сек.
РЕСУРСЫ ПРЕСНЫХ ПОДЗЕМНЫХ ВОД И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ 349 Наблюдения за уровенным режимом подземных вод начаты в ос- новном в послевоенный период на крупных водозаборах в Воронеже, Курске, Орле, Белгороде, Брянске, Губкине и др. На юге территории наблюдения проводятся с 1955—1956 гг. в пределах КМА (Белгород- ская и Курская области). Результаты этих наблюдений показывают, что эксплуатация водозаборных скважин, рассредоточенных по пло- Рис. 55. Колебания уровней воды по наблюдательным скважинам в районах водозаборов, эксплуатирующих грунтовые воды (по мате- риалам Гидрорежимной партии ГУЦР) Водозаборы и водоносные горизонты* /, // — Курск, сеноман-альбский; III— Бел- город, маастрихт-туронский (верхняя зона); /V — Орел (Окский водозабор), ку- деяровско-лебедянскнй. V — Орел (Октябрьский водозабор), ливенско-евланов- <кий, VI— Воронеж, неогеновый, VII— Воронеж, четвертичный и неогеновый* VIII — Липецк, елецкий, IX — Липецк, лнвенско-евлановский
350 РОЛЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ Рис. 56. Изменение расходов (Q) и уровней (S) воды по груп- повым водозаборам Брянска (верхнедевонские водоносные гори- зонты). Составил В. С. Плотников 1^1/ I wb Рнс. 57. Графики снижения уровня воды в верхнедевонских водоносных горизон- тах в районе водозабора Брянска (юго-восточный луч). Составил В. С. Плотников Изменения уровня: 1 — наблюдаемые; 2 — прогнозные, 3 — номер водозаборной скважины
РЕСУРСЫ ПРЕСНЫХ ПОДЗЕМНЫХ ВОД И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ 351 щади, заметного влияния на естественный режим напорных и грунто- вых вод не оказывает. Графики колебания уровней воды в удаленных от водозаборов наблюдательных скважинах имеют закономерности, характерные для естественного режима, с годовыми амплитудами коле- бания уровней воды 1—5 м. Рис 58. Карта изопьез верхнедевонских водоносных горизонтов на ЗОУХП 1964 г. в районе Брянского водозабора. Составил В. С. Плотников / — изопьезы, 2 — скважины (в числителе — иомер скважииы, в зиамеиателе — абсолютная отметка уровня воды) В районе групповых водозаборов уровенный режим подземных вод во многом определяется помимо естественных факторов интенсивностью и неравномерностью водоотбора. Режим подземных вод в районе групповых водозаборов, сооружен- ных на грунтовые воды (рис. 55), характеризуется незначительным сни- жением уровней воды как на самих водозаборах, так и на площади воронок депрессии, которые, как правило, ограничиваются ближайшими речными долинами. Благоприятные условия восполнения запасов экс- плуатируемых водоносных горизонтов за счет атмосферного питания по всей площади распространения грунтовых вод и возникновение допол- нительных источников питания в связи с фильтрацией из поверхност-
352 РОЛЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ Рис. 59 Изменение расходов (Q) и уровней (S) (Воды по групповым водоза- борам Курска (келловей-батский и сред- недевонские водоносные горизонты). Со- ставил В. С. Плотников зонт (см. рис. 55,7 и II). Здесь и ных водотоков определяют в основном установившийся режим работы групповых водозаборов на грунтовые воды. Неустановившийся режим при эксплуатации водозаборами грунтовых вод наблюдается, как пра- вило, только в первые годы после сооружения водозаборов и в после- дующем может возникнуть в результате увеличения или уменьшения водоотбора. Такие водозаборы расположены, например, в г. Воронеже в неогеновых и четвертичных водо- носных горизонтах (см. рис. 55, VI и VII), где снижение уровней воды за весь период эксплуатации не пре- вышает 2—5 м, при этом воронки депрессии ограничены р. Вороне- жем. В Белгороде групповыми водо- заборами эксплуатируется мааст- рихт-туронский водоносный гори- зонт, гидравлически связанный с реками Сев. Донцом и Везелкой (см. рис. 55, III). Несмотря на зна- чительный водоотбор, эксплуатация водозаборов происходит в условиях установившегося режима с пони- жением уровней воды в пределах водозаборов на 8—14 м и ограни- чением воронок депрессии указан- ными выше реками с радиусом влияния 2—4 км. В Курске интенсивно эксплуа- тируется линейными прибрежно- инфильтрационными водозаборами сеноман-альбский водоносный гори- аблюдается снижение уровней воды до 10—15 м и формирование воронок депрессии с радиусами до 3 км. В Орле групповые водозаборы сооружены в верхнедевонских водо- носных горизонтах, имеющих гидравлическую связь с р. Окой (см. рис. 55, IV и V). Снижение уровней воды в районе групповых водо- заборов составляет 7—16 м. Воронки депрессии ограничиваются р Окой. Аналогичный режим подземных вод наблюдается и на остальных групповых водозаборах в Тамбове, Мценске, а также на более мелких водозаборах в городах Льгове, Щиграх, Ливнах, Клинцах, Борисо- глебске и др. При эксплуатации групповыми водозаборами напорных вод наблю- дается неустановившийся режим со значительными снижениями уров- ней воды в пределах водозаборов и региональным развитием воронок депрессии, что объясняется наличием в кровле напорных водоносных горизонтов слабо проницаемых водоупоров и расположением основных областей питания данных водоносных горизонтов на значительном рас- стоянии от водозаборов (50—70 км). Такие водозаборы расположены на западе рассматриваемой территории в Брянске, Курске, Железно- горске. Водозаборами Брянска эксплуатируются верхнедевонские водонос- ные горизонты (в основном кудеяровско-лебедянский). В кровле верх- недевонских известняков залегает регионально выдержанная толща глин юры мощностью 40—50 м. Основная область питания верхне- девонских известняков расположена в 60 км на восток от Брянска, где
РЕСУРСЫ ПРЕСНЫХ ПОДЗЕМНЫХ ВОД И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ 353 верхнедевонские известняки выходят на дневную поверхность. Рост водоотбора и снижение уровней воды в водозаборах Брянска показаны на рис. 56, 57. Рис. 60. Графики снижения уровня воды в келловей-батском и среднедевонских водо- носных горизонтах в районе водозаборов «Пески», «Сороковая» и «Железнодорожный» г. Курска (по материалам Гидрорежимной партии ГУЦР) Изменения уровня 1 — наблюдаемые; 2 — прогнозные; 3 — номер водозаборной скважины и индекс водоносного горизонта В результате многолетней интенсивной эксплуатации верхнедевон- ских водоносных горизонтов в настоящее время уровень воды снижен по водозаборам на 35—37 м от статического. Воронка депрессии имеет очень пологую форму с понижением уровней в радиусе до 10 км на 30 м, до 20 км на 20 м и до 40 км на 10 м. Интенсивность снижения уровней воды в водозаборах составляет 2—3 м в год, по площади воронки депрессии 1 —1,5 м в год. На рис. 58 показана воронка депрессии ,на 1964 г. Ряд групповых водозаборов Курска сооружен на среднедевонские и гидравлически с ними связанный келловей-батский водоносные гори- зонты. В кровле этого водоносного комплекса развита толща юрских глин мощностью 30—50 м. Область питания его находится в 40—50 км на северо-восток от Курска, где он залегает близко от дневной поверх- ности. Среднедевонские водоносные горизонты на дневную поверхность не выходят и получают питание в основном из келловей-батского водо- носного горизонта на площадях их гидравлической связи. Рост водо- отбора и снижение уровней воды в водозаборах Курска показаны на рис. 59, 60.
354 РОЛЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В НАРОДНОМ X 'ЗЯИСТВЕ Интенсивность снижения уровней воды за последние годы дости- гает по водозаборным скважинам Курска 2—3 м в год, а в пределах воронки депрессии— 0,8—1 м в год. Общее снижение уровней от ста- тических составило по водозаборным скважинам 55—58 м, в радиусе до 10 км — 25 м, в радиусе до 20 км— 10 м и в радиусе 30 км — 5 м (рис. 61). Г«~14 I • i.7 Рис 61 Карта изопьез келловей-батского и среднедевонских водоносных гори- зонтов на 30/XII 1964 г. в районе Курского водозабора (по материалам Гидроре- жнмнон партии ГУЦР) / — изопьезы Южная граница распространения 2 — среднедевонских водоносных горизонтов, 3 — верхнедевонскнх водоносных горизонтов Наблюдательные скважины, вскрывшие водоносные горизонты н комплексы (в числителе — номер скважины, в знаменателе — абсолютная отметка уровня воды) 4 — келловей-батский водоносный горизонт, 5 — келловей-батский и девонские водоносные горизонты 6 — среднедевонскне водоносные горизонты, 7 — протерозой архейский водоносный комплекс, 8 — рудные полосы Весьма интенсивное снижение уровней наблюдается по водозабору г. Железногорска, где из среднедевонских водоносных горизонтов от- бирается воды всего 250—300 м2/ч. В водозаборных скважинах уровень воды за 4—5 лет эксплуатации снижен на 45—55 м от статического с региональным развитием воронки депрессии. На режим напорных водоносных горизонтов в пределах КМА кроме водозаборов в настоящее время оказывает значительное влияние водо-
РЕСУРСЫ ПРЕСНЫХ ПОДЗЕМНЫХ ВОД И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ 355 отлив на Лебединском и Михайловском карьерах, которые имеют ра- диусы влияния 10—20 км. Таким образом, режим напорных водоносных горизонтов в настоя- щее время характеризуется как неустановившийся в результате экс- плуатации крупных водозаборов и осушения железорудных месторож- дений КМА. ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ЗАПАСЫ ПОДЗЕМНЫХ ВОД Согласно инструкции Государственной комиссии по запасам (1962 г.) под эксплуатационными запасами подземных вод в настоя- щее время понимают «количество» (или расход) подземных вод, кото- рое может быть получено из водоносных горизонтов рациональными в технико-экономическом отношении водозаборными сооружениями, при заданном режиме эксплуатации и при качестве воды, удовлетворяю- щем требованиям в течение всего расчетного срока водопотребления». При оценке эксплуатационных запасов подземных вод рассмат- риваются: а) общие эксплуатационные запасы в пределах всего оцениваемого водоносного горизонта (комплекса) и б) эксплуатационные запасы конкретных групповых водозаборов с учетом существующего и перспективного водопотребления. Региональная оценка эксплуатационных запасов подземных вод Методика региональной оценки эксплуатационных запасов подзем- ных вод подробно приводится в ряде инструкций ВСЕГИНГЕО и в ра- ботах Н. Н. Биндемана (1963) и Ф. М. Бочевера (1961, 1964а, б, 1965), где баланс подземных вод при длительной эксплуатации водозаборов и равномерном их размещении по всей площади горизонта выражается уравнением Q, = 4^ + + «(<?».„ + Qr..^) + О (Qp + Q₽ J, (4) 1Э •'Э где ц и ц*— коэффициенты водоотдачи соответственно в напорных и безнапорных условиях; F —площадь водоносного горизонта; S — понижение уровня воды; ta — время эксплуатации водозаборов; QwecT и Qw3KcnjI—-поступление воды в результате инфильтрации атмо- сферных осадков в естественных условиях и в про- цессе эксплуатации водозаборов; QpecT н <2рэкспл— поступление воды в результате фильтрации из поверх- ностных водных источников; а и р — коэффициенты, характеризующие долю использования источников питания горизонта. При региональной оценке эксплуатационных запасов подземных вод принимается квадратная сетка размещения групповых водозаборов по площади распространения оцениваемого водоносного горизонта (комплекса). Водозаборы при этом разделяются на две группы. Первая группа — водозаборы, эксплуатирующие водоносные горизонты, практи- чески не связанные с гидрографической сетью и не получающие допол- нительного питания нз рек. Вторая группа — водозаборы прибрежной зоны, получающие при эксплуатации дополнительное питание из рек.
356 РОЛЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В НАРОДНОМ хозяйстве Понижение уровня воды в водозаборах обеих групп (S) прини- мается с учетом удовлетворения следующих условий: а) водоносный пласт не должен осушаться более чем на половину своей мощности; б) глубина залегания динамического уровня не должна превышать 100 м от дневной поверхности. Продолжительность эксплуатации водозаборов (/э) принимается равной 50 лет. Коэффициенты водоотдачи грунтовых (ц) и напорных (ц*) водо- носных горизонтов определяются из уравнений: _*Яср_, (5) аУ где k— коэффициент фильтрации пород; 7/Ср и т — соответственно мощности горизонтов грунтовых (средняя за период ta) и напорных вод; ау и а — коэффициенты уровнепроводности и пьезопроводности пласта. Для расчета обычно берутся следующие значения ау и а-, для от- крытых водоносных горизонтов, которые могут получать питание путем перетекания через слабо проницаемые слои из выше- и нижележащих водоносных горизонтов — от 5-Ю3 до 5-I04 м2/сутки-, для закрытых водоносных горизонтов — от 5-104 до 5-105 м2/сутки. Коэффициенты фильтрации, мощность водоносного горизонта и максимально допустимое понижение уровня определяются на основании имеющегося материала по геологии и гидрогеологии территории. Так, в наших расчетах использованы многочисленные отчеты геологоразве- дочных экспедиций и материалы геологических и гидрогеологических съемок, фациальные карты картосоставительской партии ГУЦР, када- стры буровых скважин на воду и пр. Водопроводимость водоносных пластов (km) определялась на основе данных об удельных дебитах скважин по приближенной формуле km = Aq, (7) где q — удельный дебит скважины, л/сек; .4 — коэффициент, зависящий от степени несовершенства скважин, мощности пласта и положения фильтров в разрезе. Для всей рассматриваемой территории использованы для расче- тов величины водопроводимости и понижения уровня по 3,5 тыс. буро- вых скважин на воду. Поскольку эта территория характеризуется в различных своих частях неодинаковыми гидрогеологическими усло- виями, для определения эксплуатационных запасов подземных вод были построены вспомогательные карты расчетных гидрогеологических пара- метров. На картах выделены участки с различными расчетными усред- ненными значениями коэффициентов фильтрации, мощностей и вели- чин возможного максимального уровня. Кроме того, на картах показаны зоны с водопроводимостью (в м21сутки): до 50, 50—100, 100—200, 200—500, 500—730, 700—1000 и с величиной возможного максимального понижения уровней вод соот- ветственно: до 10, 10—20, 20—30, 30—50, 50—100 и более 100. Всего на оцениваемой территории выделен 101 расчетный участок. Средняя пло- щадь расчетного участка составляет 2,2 тыс. км2. Региональные эксплуатационные запасы подземных вод (Бинде-
РЕСУРСЫ ПРЕСНЫХ ПОДЗЕМНЫХ ВОД И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ 357 ман, 1963) отображаются на карте в виде модулей эксплуатационных запасов, которые определяются по формуле Мэ - -%-, (8) Г где — модуль эксплуатационных запасов, л)сек с 1 к.м2; Уэ —эксплуатационные запасы, л/сек\ F—площадь распространения водоносного горизонта, км2. На большинстве участков имеются приречные и водораздельные зоны, поэтому расчетный модуль (Л4Э) для всего расчетного участка получен как средневзвешенный по площади по формуле м = + (9) F1 + F 2 ’ где 3-11 и М2 — модули эксплуатационных запасов соответственно при- речной и водораздельной (основной) зон расчетного участка, л/сек с 1 км2-, Fi и F2 — соответствующие площади, км2. Для некоторых участков данные для определения первоначального статического уровня воды отсутствовали. Для таких участков S отсчи- тывалось от существующего в условиях эксплуатации динамического уровня и к рассчитанному по этим данным модулю эксплуатационных запасов прибавлялся модуль современного водопотребления, получен- ный как отношение величин существующего водоотбора по участку к его площади. По Курской и Белгородской областям S рассчитано от статических уровней воды, по остальным областям — от динамических. Методика оценки эксплуатационных запасов подземных вод отдель- ных групповых водозаборов рассматривается во многих литературных источниках, в том числе в работах Ф. М. Бочевера и Н. Н. Веригина (1961), Ф. М. Бочевера (1963а), Н. Н. Биндемана (1963). При слож- ных гидрогеологических условиях и режиме эксплуатации водозаборов кроме аналитических расчетов применялись методы моделирования. Для региональной оценки эксплуатационных запасов подземных вод произведено специальное гидрогеологическое районирование тер- ритории, в основу^ которого положены распространение основных для водоснабжения водоносных горизонтов, гидравлическая связь между ними и с речной сетью, условия питания и др. При этом выделено шесть районов. I район расположен на севере территории, в пределах Централь- ного девонского поля (Орловская и Липецкая области). Здесь основ- ными для эксплуатации служат верхнедевонские водоносные горизонты, сложенные карбонатными породами, реже песками и песчаниками. Верхнедевонские водоносные горизонты не разделяются выдержанными водоупорами, представляя собой гидравлически единый водоносный комплекс мощностью от 50 до 150 м, для которого в целом и оценива- лись эксплуатационные запасы подземных вод. В пределах I района этот комплекс не имеет водоупорного перекрытия, гидравлически свя- зан с реками бассейнов Оки и Дона и находится в благоприятных ус- ловиях восполнения запасов за счет атмосферного питания и перете- кания воды из рек II район приурочен к сводовой части Воронежской антеклизы в пределах Курской, Белгородской и частично Брянской и Воронежской областей общей площадью до 37 тыс. км2. Основным при эксплуатации является сеноман-альбский водоносный горизонт мощностью 23—50 м. Водоносный горизонт грунтового типа, гидравлически связан с речными
358 РОЛЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В НАРОДНОМ хозяйстве системами Сейма и Доиа, имеет благоприятные условия питания за счет атмосферных осадков по всей площади распространения. Дополнительными источниками водоснабжения в пределах II рай- она служат нижележащие напорные водоносные горизонты в келловей- бате, верхнем и среднем девоне. В кровле этих водоносных горизонтов залегает региональный водоупор — толща слабо проницаемых глин юры, что существенно снижает их эксплуатационные запасы (Qw и Qp в уравнении (1) отсутствуют). III район расположен южнее II района. Основными для водоснаб- жения здесь являются сеномаи-альбский и маастрихт-туроиский водо- носные горизонты. В пределах района эти горизонты не имеют разде- ляющих их выдержанных водоупоров, представляя собой единый водо- носный комплекс, что определяет их совместную эксплуатацию и оценку эксплуатационных запасов. Меловой водоносный комплекс грунтового типа, имеет мощность 30—80 м, гидравлически связан с реками, характеризуется благоприят- ными условиями восполнения запасов. Кроме сеноман-альбского и маастрихт-туронского водоносных горизонтов на севере района на от- дельных участках распространены среднедевонские, верхнедевонские и келловей-батский водоносные горизонты напорного типа, общие запасы которых, однако, незначительны. IV район расположен южнее III района на юго-западном склоне Воронежской антеклизы, в пределах Курской, Белгородской, Воронеж- ской и Брянской областей. Основным водоносным горизонтом со значи- тельными эксплуатационными запасами является первый от поверх- ности маастрихт-туроиский водоносный горизонт грунтового типа, имеющий тесную гидравлическую связь с реками Доном, Сеймом и Десной. Нижележащий сеноман-альбский водоносный горизонт менее водообилен и имеет напоры до 150—250 м. Гидравлическая связь его с маастрихт-туронским водоносным горизонтом и с речной сетью прак- тически отсутствует, так как нижняя часть мергельно-меловой толщи мощностью до 50—100 м весьма слабо трещиновата и практически водонепроницаема. На юге района, в Белгородской области, на не- большой площади развиты палеогеновые водоносные горизонты, на севере, в Брянской области, — верхнедевонские. V район расположен на востоке оцениваемой территории, в преде- лах Воронежской, Липецкой и Тамбовской областей, и характеризуется преимущественным развитием грунтовых водоносных горизонтов неоге- новых и четвертичных отложений, являющихся основными источниками водоснабжения. На западе Тамбовской области дополнительно развит сеноман-альбский водоносный горизонт, эксплуатационные запасы ко- торого подсчитаны совместно с гидравлически с ним связанными неоге- новыми водоносными горизонтами. VI район выделяется на востоке Тамбовской области, где развиты сеиоман-альбский водоносный горизонт грунтового типа, гидравлически связанный с неогеновым водоносным комплексом, и напорные верхие- девонские водоносные горизонты. Региональная оценка эксплуатационных запасов подземных вод выполнена для водоносных горизонтов, имеющих практическое значе- ние для водоснабжения: верхиедевонских, келловей-батского, меловых, палеогеновых, неогеновых и четвертичных. Эксплуатационные запасы верхиедевонских водоносных горизонтов (табл. 30) оценивались на всей площади их распространения, т. е. в пределах сводовой части Воро- нежского поднятия и его северо-восточного склона. Наиболее высокие модули эксплуатационных запасов получены на
Эксплуатационные запасы верХнедевбнсКиХ и келловей-батского вОдОндсНыХ горизонтов Таблица 30 Номер гидро- геологи- ческого района Водоносный горизонт (комплекс) Литология Тип водонос ного гори зонта Расчетные параметры Пределы модулей, л/сек с 1 км2 Площадь, тыс км2 Эксплуа тационные запасы, м2/сек Средний модуль, л) сек С 1 КМ2 m(h), м km, м2/сутки И, м2/ сутки 6, м 1 11 III IV VI Вер хнедевонские Верхнедевонские и келло вей-батский То же » » Известняки, реже пески, песчаники Известняки, пески То же » Грунтовый Напорный » 50—152 60—125 60 130 72—80 120—184 I 80—482 80—130 720 246 — 1841 5 Ю* 5 10* 5 10* 5 10* 5 10* 25 — 83 57-81 70 75 83—89 0,72—3,63 0,06-0,72 0,067—0,1 15 0,66 0,29—3, I 49,0 19,6 9,2 1 0 27,9 98,3 4,5 0,7 0.66 23,0 2,0 0,23 0,08 0,66 0,82 Итого по горизонту (комплексу) 106,7 127,2 1 . 2 Таблица 31 Эксплуатационные запасы меловых водоносных горизонтов Номер гидро- геологи- ческого района Расчетные параметры Эксплуа- тацион- ные запасы, м2/сек Водоносный горизонт (комплекс) Литология Тип водонос- ного гори зонта m(h), м km, мг/сутки д, м2/сутки S, м Пределы модулей, л/сек С 1 КМ2 Площадь, тыс км2 Средний модуль, л/сек с 1 КМ2 11 III IV IV VI Сеноман альбский Сеноман альбский и Мааст- рихт -туронский Маастрихт-туронский Сеноман альбский Сеноман альбский и неоге- новый Пезки Пески, мел, мергель Мел, мергель Пески Грунтовый Напорный 15—50 30-78 30—60 30—35 20 72—206 370—695 190—950 56 — 172 147 5 Юз 5 Юз 5 104 5 10* 5 105 5 10* 7—3 0 15—35 15-56 40—45 50 0,32—1,82 0,28—3,95 0,45 — 3,24 0,03 — 1,26 1,55—1,65 36,7 26,0 58,9 50,5 17,5 38,2 35,3 108,8 15,2 27,5 1,05 1 , 40 1,85 0,30 1,57 Итого сеиоман-альбский водоносный горизонт маастрихт-туронский водоносный горизонт 129,7 83,9 101,2 123,8 0, 79 1,50
360 РОЛЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ севере территории, в пределах Центрального девонского поля (I район). Водопроводимость верхнедевонского водоносного комплекса здесь оце- нивается в 120—1840 м2/сутки при преобладающих ее значениях 300— 700 м2/сутки. Наблюдается высокая трещиноватость известняков с ко- эффициентами фильтрации 10—25 м/сутки, а в долинах рек — до 60 м/сутки. Коэффициент водоотдачи оценивается в 0,02—0,3. Модули эксплуатационных запасов составляют 0,72—3,63 л/сек с 1 км2. Воз- можная производительность групповых водозаборов может достигать 1—3 тыс. л/сек. Весьма существенным источником водоснабжения верхнедевонский комплекс может служить в VI районе (восточная часть Тамбовской области), где модули эксплуатационных запасов достигают 3,1 л/сек с 1 км2. На остальной территории развития верхнедевонских водонос- ных горизонтов их эксплуатационные запасы незначительны и харак- теризуются модулями 0,068—0,93 л!сек с 1 км2. В пределах II района (Курская, Белгородская области), где экс- плуатационные запасы верхнедевонских водоносных горизонтов оце- нены совместно с широко развитым здесь келловей-батским водонос- ным горизонтом, модули эксплуатационных запасов имеют значения 0,11—0,66 л/сек с 1 км2. Производительность групповых водозаборов во II, III и IV районах не превышает в основном 50—-100 л/сек. Современное водопотребление в этих районах оценивается в 11,6 м^/сек, или 9% от эксплуатацион- ных запасов. Таким образом, водоснабжение за счет верхнедевонских зодоносных горизонтов может быть существенно увеличено в основном в I, IV и V районах (Орловская, Липецкая и Тамбовская области). Эксплуатационные запасы сеноман-альбского водоносного гори- зонта (табл. 31) оцениваются для большей части описываемой терри- тории (II, III, IV и VI районы) общей площадью 130 тыс. км2. Наи- более значительные запасы подземных вод сеноман-альбский водо- носный горизонт содержит во II и VI районах (Курская область, вос- точная часть Тамбовской области). Здесь водопроводимость горизонта составляет 72—200 м2/сутки, коэффициент водоотдачи 0,2, коэффициент уровнепроводности 5-Ю3—5-Ю4 м2/сутки. Модули эксплуатационных запасов достигают 0,6—3,2 л/сек с 1 км2, а групповые водозаборы мо- гут эксплуатироваться с дебитами 500—1500 л/сек. Для III района экс- плуатационные запасы сеноман-альбского водоносного горизонта под- считаны совместно с маастрихт-туронским (см. табл. 31) вследствие тесной их гидравлической связи (южная половина Курской и Воронеж- ской областей, северная часть Белгородской области). Суммарная водо- проводимость этих водоносных горизонтов в III районе довольно высо- кая и составляет 370—700 м2/сутки, уровнепроводность—5-103 м2/сутки, коэффициент водоотдачи — 0,15—0,2. Модули эксплуатационных запа- сов достигают 3,95 л/сек с 1 км2. Общие эксплуатационные запасы сеноман-альбского и маастрихт-туронского водоносных горизонтов со- ставляют 35,3 м?/сек\ раздельно по каждому из этих горизонтов вели- чины эксплуатационных запасов следующие: сеноман-альбского — 20,3 м3/сек, маастрихт-туронского— 15 м?/сек. На юге Белгородской и большей части Брянской области (IV район) сеноман-альбский водоносный горизонт погружается на значи- тельную глубину под мело-мергельную толщу, становится горизонтом напорного типа и не имеет гидравлической связи с реками. В этом райо- не водопроводимость уменьшается до 56—170 м2: сутки, коэффициент пьезопроводности достигает 5-104 м2/сутки. Модули эксплуатационных запасов незначительные и составляют 0,03—0,86 л/сек с 1 км2 при сред-
РЕСУРСЫ ПРЕСНЫХ ПОДЗЕМНЫХ ВОД И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ 361 нем значении по району 0,25 л!сек с 1 юи2. Возможная производительность групповых водозаборов в IV районе 50—100 л/сек. Для VI района (Тамбовская область) оценка эксплуатационных запасов сеноман- альбского водоносного горизонта дана сов- местно с неогеновым водоносным комплек- сом (см. табл. 31). Общие эксплуатационные запасы сено- ман-альбского водоносного горизонта со- ставляют 101,2 м3/сек, а их средний мо- дуль— 0,79 л!сек с 1 км2. Современное во- допотребление из этого горизонта дости- гает 4,25 м3/сек, или 4,2% от эксплуата- ционных запасов. Маастрихт-туроиский водоносный гори- зонт (см. табл. 31) имеет практическое значение для водоснабжения в пределах! сводовой части Воронежской антеклизы и ее юго-западного склона (III и IV районы). Для него характерна высокая водообиль- ность в долинах рек, где коэффициенты фильтрации трещиноватой мергельно-мело- вой толщи достигают 20—60 мДутки, и весьма слабая на водоразделах. Ширина наиболее обводненной зоны зависит от ши- рины и глубины вреза речной долины. Так, для р. Псёл ширина этой зоны составляет около 3 км, р. Реута — 2 км, р. Пены — 5—6 км, рек Ворсклы и Сейма — около 4 км, р. Северского Донца (в пределах Бел- городской области)—6 км, р. Оскола: в верховьях (Курская область)—2 км, в среднем течении (Старый Оскол, пос. Чер- нянка)—6—10 км, в нижнем течении (с. Ва- луйки)— 15 км, р. Десны — до 6 км. На общей площади распространения водонос- ного горизонта в 83,9 тыс. км2 практически обводнена площадь в 20 тыс. км2, или 25%. В IV районе (на юго-западном склоне Воронежской антеклизы) маастрихт-турон- ский водоносный горизонт является основ- ным источником водоснабжения. Водопро- водимость маастрихт-туронского водонос- ного горизонта в приречных зонах здесь достигает 190—950 м2!сутки, уровнепровод- ность — 5- 104 м21сутки, коэффициент водо- отдачи — 0,02 — 0,03. Модули эксплуата- ционных запасов в приречных зонах оце- ниваются в 0,69—6,9 л!сек с 1 км2, сред- ние значения по площади (включая водо- разделы)— 0,45—3,24 лДек с 1 км2. В долинах крупных рек (Десна, Сейм, Северский Донец, Оскол) можно соору- жать групповые водозаборы на маастрихт- туроиский водоносный горизонт производи-
362 РОЛЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ тельностью 1000—3000 л)сек. В долинах более мелких рек производи- тельность групповых водозаборов не должна превышать 100—500 л/сек, при эксплуатации совместно с сеноман-альбским водоносным горизон- том она может достигать 1000 л/сек. Всего по маастрихт-туронскому водоносному горизонту эксплуата- ционные запасы подземных вод достигают 124 м3/сек. средний модуль эксплуатационных запасов—-1,50 л/сек с 1 км2. Современное водо- потребление оценивается в 10,8 м3/сек, или 8,7% от подсчитанных экс- плуатационных запасов. Палеогеновые водоносные горизонты (табл. 32) могут быть исполь- зованы для водоснабжения только на юго-западе Белгородской области (IV район) на площади до 4 тыс. км2. Средняя мощность водоносных горизонтов 13,6 м, водопроводимость 71 м/сутки, пьезопроводность 5-104 м2/сутки. Водоносные горизонты грунтового типа гидравлической связи с реками не имеют, так как распространены на водоразделах. Модуль эксплуатационных запасов оценивается для этой площади в 0,27 л/сек с 1 км2, а общие запасы составляют около 1,1 м3/сек. Для сооружения групповых водозаборов палеогеновые водоносные гори- зонты непригодны. Эксплуатационные запасы подземных вод в неогеновых и четвер- тичных отложениях (см. табл. 32) рассчитаны для территории V и Таблиц? 33 Распределение эксплуатационных запасов подземных вод по водоносным горизонтам ________________________(комплексам) и районам Номер гидрогео логическо го района Водоносный горизонт (комплекс) Площадь, тыс км2 Эксплуа тационные запасы, м*1сек Средний модуль, л/сек. с 1 клс2 I Верхнедевонскне 49,0 98,3 2,0 II Сеноман-альбский .... 36,7 38,2 1,05 II Верхнедевонские и келловей-батский 19,6 4,5 0,23 Итого по II району ..... 36,7 42,7 1,16 III Сеноман-альбский н маастрихт-туронский .... 25,0 35,3 1,40 III Верхнедевонские н келловей-батский 9,2 0,7 0,08 Итого по III району .... 25,0 36,0 1,44 IV Маастрихт-туронский 58,9 108,8 1,85 IV Сеноман-альбский 50,5 15,2 0,30 IV Верхнедевонские и келловей-батский 1,0 0,66 0,66 IV Палеогеновые 4,0 1,1 0,27 Итого по IV району .... 59,9 125,8 2,10 V Неогеновый и четвертичные 31,4 34,5 1,10 Итого по V району ..... 31,4 34,5 1,Ю VI Сеноман-альбскнй 17,5 27,5 1,57 Верхиедевонские 27,9 23,0 0,82 Неогеновый 8,4 7,6 0,9 Итого по VI району .... 27,9 68,1 2,4 Всего по территории .... 229,5 405,4 1,8
РЕСУРСЫ ПРЕСНЫХ ПОДЗЕМНЫХ ВОД И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ 363 VI районов (Воронежская, Тамбовская и южная часть Липецкой об- ласти) общей площадью 39,8 тыс. км2, где они являются основным источником водоснабжения. Водоносные горизонты указанных отложе- ний обычно гидравлически связаны и представляют собой единый водо- носный комплекс. Средняя мощность этого водоносного комплекса на отдельных участках достигает 15—50 м, водопроводимость колеблется в пределах 38—380 м2]сутки, уровнепроводность — 5-Ю4 м2)сутки, ко- эффициент водоотдачи — 0,2. Модули эксплуатационных запасов вод неогеновых и четвертичных отложений в пределах всей рассматривае- мой территории весьма высокие — 0,4—2,55 л/сек с 1 км2. Общие экс- плуатационные запасы составляют 42 м3/сек при современном водо- отборе 2,8 м?1сек, или 6,6% от подсчитанных запасов. Производитель- ность групповых водозаборов может достигать в основном 103— 500 л)сек Общие эксплуатационные запасы подземных вод для всей описы- ваемой территории (табл. 33) составляют 405,4 м2/сек. Средний модуль эксплуатационных запасов равен 1,8 л/сек с 1 км2. Наиболее водообильными являются верхнедевонские водоносные горизонты на севере территории и маастрихт-туроиский на юге, по кото- рым средние модули эксплуатационных запасов составляют соответст- венно 2 л/сек с 1 км2 (I район) и 1,85 л)сек с 1 км2 (IV район). В верхнедевонских и келловей-батском водоносных горизонтах эксплуатационные запасы оцениваются в 127 м31сек, или составляют 31% от всех запасов подземных вод территории. При этом основное количество (до 25%) приходится на I район, расположенный в преде- лах Центрального девонского поля Примерно такие же запасы содер- жатся и в маастрихт-туронском водоносном горизонте (124 м?]сек). Остальные 35% (136,3 л«3/сек) приходятся на сеноман-альбский, палео- геновые и четвертичные водоносные горизонты. Для неогеновых и чет- вертичных водоносных горизонтов модули эксплуатационных запасов понижаются в основном до 1,1 л/сек с 1 км2, для сеноман-альбского водоносного горизонта — до 0,80 л/сек с 1 км2. Эксплуатационные запасы и прогноз условий работ крупных групповых водозаборов, находящихся в зоне влияния водопонижений на шахтах и карьерах КМА Эксплуатационные запасы групповых водозаборов в городах и промышленных центрах могут быть оценены наиболее достоверно после проведения гидрогеологических изысканий на отдельных участках. Экспедициями Геологического управления центральных районов за последние годы выполнены крупные гидрогеологические работы по изысканию источников водоснабжения таких городов, как Воронеж, Липецк, Белгород, Курск, Тамбов, Георгиу-Деж, Брянск, Железно- горск и др На юге описываемой территории в пределах КМА наблюдаются специфические условия для эксплуатации крупных водозаборов, рас- положенных в зоне влияния мощных водоотливов на шахтах и карьерах рудников. По мнению некоторых гидрогеологов, дальнейшее осушение рудников КМА и развитие водоснабжения приведет к значительно,му изменению общего водного режима этого района. Для решения вопро- сов прогноза водного режима территории КМА ГУЦР совместно с ВСЕГИНГЕО выполнили с помощью моделирования долгосрочное прогнозирование условий работы водозаборов во взаимодействии с шахт- ным и карьерным водоотливом на территории КМА (для Курской,
364 РОЛЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В НАРОДНОМ хозяйстве Белгородской, Орловской и Брянской областей). Кроме того, в 1964— 1965 гг. ГУЦР составлены заключения по эксплуатационным запасам отдельных городов; в основу их положены материалы гидрогеологи- ческих изысканий, а если они не проводились, использованы данные эксплуатационных скважин на воду и общие представления о гидро- геологии данного участка. В результате указанных работ установлено, что эксплуатационные запасы подземных вод по областным центрам и другим крупным горо- дам (26 пунктов на территории 7 областей) составляют 30,5 м^/сек., из них защищенные в Государственной комиссии по запасам (ГКЗ) по категориям А + В—10,8 м3/сек. Указанные запасы воды могут быть отобраны существующими эксплуатационными скважинами (900 сква- жин) и бурением дополнительных скважин в количестве 1440. Эта цифра эксплуатационных запасов подземных вод соответствует лишь потребности в воде до 1980 г. и может быть увеличена. Совре- менный водоотбор на крупных водозаборах в настоящее время состав- ляет 8—9 м31сек, водопотребление к 1980 г. по групповым водозаборам должно возрасти в среднем по территории в 3 —3,5 раза. По ряду водозаборов эксплуатационные запасы подземных вод могут быть суще- ственно увеличены против рассчитанных на 1980 г. Эксплуатационные запасы по большинству водозаборов рассчитаны из условий их сооружения на первые от поверхности водоносные гори- зонты (грунтовые воды), гидравлически связанные с реками, и условий установившегося режима эксплуатации. Эти водозаборы намечается соорудить как прибрежно-инфильтрационные, т. е. расположить сква- жины линейными рядами вдоль долин рек с расстоянием от реки 150— 500 м и между скважинами от 80 до 500 м. Количество эксплуатацион- ных скважин в отдельных группах достигнет 8—50. Проектная величина снижения уровней воды в водозаборных скважинах принята не более 2/з мощности пласта и находится в пределах 3—30 м. Прибрежно-инфильтрационные водозаборы предусматривается со- оружать во всех крупных населенных пунктах (в Воронежской об- ласти — на неоген-четвертичный водоносный комплекс, в Липецкой и Орловской областях — на верхнедевонские водоносные горизонты, в Брянской, Курской и Белгородской областях — раздельно или сов- местно на сеноман-альбский и маастрихт-туронский водоносные гори- зонты). Для заданного числа групповых водозаборов эксплуатационные запасы в девонских и келловей-батском водоносных горизонтах состав- ляют 14 м3/сек, в сеноман-альбском и маастрихт-туронском — 7 м3/сек и в палеогеновых и четвертичных горизонтах — 9 mP/cck. На юго-западе и юге описываемой территории, в пределах КМА, эксплуатационные запасы групповых водозаборов, сооруженных в на- порных водоносных горизонтах, оценивались с учетом существующего и перспективного осушения рудников. К таким объектам относится водозабор г. Губкина на сеноман-альбский и маастрихт-туронский водо- носные горизонты, г. Курска на юрские и среднедевонские горизонты, г. Железногорска на среднедевонские и г. Брянска на верхнедевонские водоносные горизонты. Остальными существующими и проектируемыми водозаборами на территории КМА предусматривается эксплуатация грунтовых вод, гидравлически связанных с реками и имеющих ограниченные размеры всронок депрессии, поэтому эксплуатационные запасы по ним оцени- ваются без учета осушения рудников. К ним относятся водозаборы Белгорода и Яковлевского месторождения на маастрихт-туронский водо- носный горизонт, ряд водозаборов Курска, Льгова и Щигров на сено-
РЕСУРСЫ ПРЕСНЫХ ПОДЗЕМНЫХ ВОД И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ 365 ман-альбский водоносный горизонт, водозабор Орла на верхнедевонские водоносные горизонты и другие более мелкие водозаборы. Учитывая сложность решаемой задачи и гидрогеологических усло- вий района, оценка эксплуатационных запасов по водозаборам КМА с учетом их взаимодействия с рудниками производилась как методами аналитических расчетов, так и моделированием на электронной сеточ- ной машине УСМ-1*. Рис. 62. Схематический гидрогеологический разрез региона КМА для прогноза нару- шенного режима подземных вод Составил В С. Плотников / ~ водоносные горизонты и комплексы; а — маастрихт-туроиский, б — сеноман-альбский и апт- неокомский. в — келловей батский н верхиедевонский, г — нижне- и среднекаменноугольные, средне- девонские и протерозой-архейский. 2 — региональные водоупоры: / — мел н мергель коньяк-турона, // — глины келловейского. кимериджского н волжского ярусов, ///—глнны батского н байосского ярусов, /V — глнны, алевриты и алевролиты воробьевского, старооскольского и ястребовского го- ризонтов, 3 — подземный водораздел по верхнедевонскнм водоносным горизонтам между Днепровско- Донецким и Московским артезианскими бассейнами Схематизация гидрогеологических условий напорных водоносных горизонтов при разработке расчетных схем в пределах КМА выполнена на основе анализа и обобщения комплекса сведений о природных условиях данного района: распространении водоносных горизонтов и региональных водоупоров, условиях взаимосвязи водоносных горизонтов между собой и с поверхностными водотоками, гидродинамической зо- нальности. Кроме того, использованы результаты работы крупных водо- заборов и водопонизительных систем за прошедший этап и др. При оценке эксплуатационных запасов подземных вод на крупных водозабо- рах КМА с учетом их взаимодействия с рудниками рассматривались три укрупненных напорных водоносных комплекса (рис. 62). Нижний водоносный комплекс (комплекс г, рис. 62) объединяет среднедевонские водоносные горизонты, распространенные на севере, нижне- и среднекаменноугольные — на юге и повсеместно развитый, гидравлически с ними связанный протерозой-архейский водоносный комплекс. Средний водоносный комплекс (комплекс в, рис. 62) объединяет на севере территории КМА верхнедсвонские горизонты и гидравлически с ними связанный келловей-батский водоносный горизонт. На остальной территории КМА (центральная и южная части) этот комплекс пред- ставлен только келловей-батским водоносным горизонтом. * Работа выполнялась В. С. Плотниковым, Ф И. Лосевым, И И. Штифановым, Р. И Савищевой, О. П. Ждановой под общим научным руководством В. Д. Бабуш- кина.
366 РОЛЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ Верхний водоносный комплекс (комплекс б, рис. 62) представлен преимущественно сеноман-альбским водоносным горизонтом, а на от- дельных участках включает и апт-неокомский водоносный горизонт. Нижние два комплекса имеют прямую гидравлическую связь в районе Курска — г. Обояни — пос. Солнцева через келловей-батский водоносный горизонт, залегающий на докембрии или среднем девоне (см. рис. 62), поэтому моделирование их осуществлялось одновременно на двух самостоятельных сеточных полях, которые были замкнуты накоротко на указанной площади. Верхний комплекс рассматривался самостоятельно. В основу моделирования первых двух комплексов положены карты водопроводимости и пьезопроводности в масштабе 1:500 000, состав- ленные по результатам опытных гидрогеологических работ, кадастрам буровых скважин на воду, аналитическим расчетам и данным наблю- дений за нарушенным режимом подземных вод в районах отдельных водозаборов и водопонизительных систем КМА. В табл. 34 приведены ьсходные расчетные параметры водоносных комплексов, полученные по отдельным водозаборам и водопонизитель- ным системам рудников КМА. Эти величины распространены на весь регион, протяженность которого с севера на юг составляет 425 км (от Брянска до Харькова) и с востока на запад — 340 км, с учетом данных опытных откачек, литолого-фациального строения комплекса, условий Таблица 34 Расчетные параметры по водозаборам и водопонизительным системам КМА Водозаборы, во- допонизительные системы Водоносные гори- зонты (комплексы) Литология Расчетные параметры k т, мг/сутки а мг/сутки н* 5, м Брянск Верхнедевонские Известняки 970 1,5-10% 6,4-10—* Железногорск Среднедевонские Известняки, 145 1,6-Юз 3,8-10—* — Курск Среднедевонские и пески Известняки, 550 210е 2,8-10-* — Губкин келловей-батский Сеноман-альбский пески Пески 560 2-Ю3 0,28 Михайловский Протерозой-архей- Руда, кварци- 5 6-10* 8,3-10—3 169 карьер То же СКИЙ Келловей - батский ты, сланцы Пески 210 4-10* 5-10—3 80 Лебединский Сеноман-альбский То же 560 2—4-103 0,2 48 карьер Стойленский То же » 560 4.103 0,2 45 карьер Южно-Лебеднн- » » 560 2-103 0,2 39 ский карьер Яковлевский Нижнекаменно- Известняки 150 З-Ю6 5-10-5 440 РУДНИК То же угольные Келловей-батский Пески 17,5 З-Ю5 5,8-10—5 364 » Сеноман-альбский То же 56 1-Ю5 5,6-10“ * 293 Гостищевскнй Нижнекаменно- Известняки ПО 1,5-105 7,3-10—» 450 рудник То же угольные Келловей-батский Пески 25 1,5-Ю5 1,7-10-3 350 » Сеноман-альбский То же 120 1,0.Ю3 1,2.10—3 250 Погромепкнй Нижнекаменно- Известняки 32,5 З-Ю5 1,210—* 150 карьер То же угольные Келловей-батский Пески 22,5 1,5-10’ 1,5-10—» 125 » Сеноман-альбский То же 216 5,8-10* 3,610—3 90 Чернянский Девонские Известняки, 62 9-Ю5 6,9-10-5 130 карьер То же Келловей-батский пески Пески 22,5 1,5-Ю5 1,5-10—» 125 » Сеноман-альбски й » 290 5-10* 5,8-10—3 82
РЕСУРСЫ ПРЕСНЫХ ПОДЗЕМНЫХ ВОД И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ 367 его залегания и гидродинамических особенностей. Граничные условия для каждого водоносного комплекса в отдельности были приняты, исходя из следующих соображений. Нижний водоносный комплекс распространяется далеко за предело] исследуемого региона, погружаясь к центральным частям Московского и Днепровско-Донецкого артезианских бассейнов, и может рассматри- ваться как неограниченный пласт. Для среднего водоносного комплекса принят контур постоянного напора по линии Брянск — Михайловка — Курск, так как келловей-батский и верхнедевонские водоносные гори- зонты к северо-востоку от этой линии становятся безнапорными и имеют тесную гидравлическую связь с реками. По остальным направлениям этот водоносный комплекс рассматривается как неограниченный пласт. Так как сроки ввода в эксплуатацию рудников Белгородского и Новооскольского железорудных районов были не ясны, рассматрива- лись три варианта работы водозаборов и водопонизительных систем на территории КМА при моделировании первых двух комплексов. I вариант — работают только действующие в настоящее время водо- заборы городов Брянска, Железногорска, Курска и водопонизительная система на Михайловском карьере. II вариант — дополнительно включаются с 70-х годов водопонизи- тельные системы на Яковлевском и Погромецком рудниках. III вариант — дополнительно включаются с 80-х годов водопони- зительные системы на Гостищевском и Чернянском рудниках. По водозаборам задавались функции дебитов, по водопонизитель- ным системам—функции понижения уровней воды. Период моделиро- вания каждого варианта начинается с 1930 г., когда стали работать водозаборы Курска и Брянска, и заканчивается в 2000 г. Процесс моделирования был разбит на два этапа. Первый этап — с 1930 по 1963 г. Результаты моделирования по этому этапу сопоставляются с режимными наблюдениями. На первом этапе задавались фактические дебиты водозаборов и снижения уровней воды в карьерах. Графики снижения уровней воды в водозаборах и воронки депрессии по площади, полученные моделированием, сравни- вались с фактическими данными, что позволило проверить правильность принятых исходных гидрогеологических параметров и расчетных схем и при несовпадении полученных моделированных и фактических данных уточнить параметры. Второй этап — с 1963 по 2000 г., т. е. период, на который произ- водится прогнозная оценка эксплуатационных запасов крупных водо- заборов в условиях их взаимодействия с водопонизительными система- ми рудников. В результате выполненной работы эксплуатационные запасы в районе крупных водозаборов оцениваются следующим образом. Экс- плуатационные запасы верхнедевонских водоносных горизонтов в районе водозабора г. Брянска находятся в пределах максимальных величин на 1963—1964 гг. При этих условиях (рис. 63, 64) прогнозное снижение уровней воды в водозаборах достигнет в 1980 г. 56 м от статических, в 2000 г. 76 м (в 1963 г. снижение составляло 35 лг); остаточные напоры в водозаборах на 2000 г. составят 1—4 м. Дополнительного снижения (срезки) уровней воды в водозаборах г. Брянска от осушения Михайловского карьера не ожидается, произ- водительность водопонизительной системы Михайловского карьера уменьшится за счет взаимодействия с водозаборами Брянска к 2000 г. ьа 10%. В водозаборе г. Железногорска эксплуатационные запасы средне- девонских водоносных горизонтов не превышают 500 м3/ч (рис. 65, 66).
368 РОЛЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ Уровни воды снизятся по водозаборным скважинам к 1980 г. на 100 м, к 2000 г. до 125 м. Остаточные напоры над кровлей среднедевонских водоносных отложений будут достигать 15—25 м. Срезка уровней воды в водозаборе г. Железногорска за счет осу- шения Михайловского рудника и работы водозаборов Курска оцени- вается к 2000 г. в 15 м. Рис. 63. Фактические и прогнозные графики сниже- ния уровней воды верхнедевонских водоносных го- ризоитов по водозабору Брянска. Составил В. С. Плотников / — фактическое снижение уровней воды; 2— прогнозное сни- жение уровней при расходе Q, равном фактическому расходу в 1964 г. Водозабор Курска занимает центральное положение на территории КМА. Результаты прогноза снижения уровней воды показали, что, если дебит по водозаборам Курска на юрско-среднедевонский водонос- ный комплекс сохранится таким же, как в 1963—1964 гг., динамические уровни воды достигнут кровли водоносного комплекса в 1975—1977 гг. (на 1963 г. 5 = 55—58 м, на 1957 г. 5 = 85—90 м). При уменьшении дебита по водозаборам Курска с 1966 г. на 30% против существующих кривые снижения уровней воды выполаживаются (рис. 67) и достигнут кровли водоносного комплекса практически к 2000 г. Таким образом, эксплуатационные запасы келловей-батского и среднедевонских водоносных горизонтов в районе водозабора Курска оцениваются на 30% меньше против водоотбора в 1968 г. Расширение водоснабжения может осуществляться только за счет грунтового потока в сеноман-альбском водоносном горизонте.
СЗ ДОс отм ,м 200 Г 20^ 160 Q Cr al*® 120 JJjCl во •Ж-cV -D3fm2' 00 г Брянск 0(0,9 5 О 5 10 15 20км — » — 1- —1 ff Рис 64 Гидрогеологический разрез через район Брянского водозабора Составит В С. Плотников и то Уровни воды всрхпедевонского водоносного комплекса (в абсолютных отметках) / —статический (1928 г) 2 — динамический {в 1964 г.), 3 — прогнозный (на 1980 г) 4 — суглинки, 5 — пески ь — глины 7 — мел 8 — песчаники У — доломиты 10 — известняки РЕСУРСЫ ПРЕСНЫХ ПОДЗЕМНЫХ ВОД И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ
370 РОЛЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ Рис. 65. Прогнозные графики снижения уров- ней воды среднедевонских водоносных гори- зонтов по водозабору г. Железногорска. Со- ставил В. С. Плотников Результаты моделирования на УСМ-1: / — при дебите водозабора г. Железногорска 900 м3/ч с 1970 г. н работе Курского водозабора н Михайловского карье- ра. 2 — то же, при дебите 500 м3{ч с 1970 г; 3 —при дебите водозабора г. Железногорска 500 ж3/ч с 1970 г., без учета работы Курского водозабора и Михайлов- ского карьера; 4— кровля среднедевонского водонос- ного комплекса н ее абсолютная отметка Водопонижение на Михайловском карьере повлечет за собой срезку уровней в районе водозаборов Курска по келловей-батскому водонос- ному горизонту начиная с 1975 г. К 2000 г. эта срезка достигнет 4 м. Если с 70-х годов начнется строительство Яковлевского рудника, го влияние намечаемого здесь во- допонижения на Курский во- дозабор скажется через 8 лет, т. е. к 1978 г., и к 2000 г. срез- ка уровня воды достигнет 6 м. При включении водопони- зительных систем на Погро- мецком, Гостищевском и Чер- нявском месторождениях срез- ки уровней воды в водозабо- рах Курска остаются такими же, как и при работе одного Яковлевского рудника. Прогноз развития воронок депрессии показал (рис. 68— 70, что к 1980 г. и на после- дующее время будут взаимо- действовать между собой во- ронки депрессии всех систем по среднему и верхнему дево- ну, карбону и келловей-бату. Снижение уровней воды в среднедевонских и нижнека- менноугольных водоносных го- ризонтах будет происходить в значительных размерах, так как эти водоносные горизонты получают питание только за счет вышележащего келловей- батского водоносного горизон- та. Существенное снижение уровней воды произойдет в келловей-бате и в верхнем де- воне. Для водоснабжения сред- недевонские и нижнекаменно- угольные водоносные горизонты неперспективны. Келловей-батский и верхнедевонские водоносные горизонты могут быть использованы для расширения водоснабжения на площади к северо-востоку от г. Желез- ногорска и Курска, там, где прогнозные снижения уровней воды не превышают 20—30 м. Эксплуатационные запасы сеноман-альбского и маастрихт-турон- ского водоносных горизонтов в районе водозаборов г. Губкина оцени- вались с учетом взаимодействия водозаборов с водопонизительными системами Старооскольского железорудного района — Лебединским, Стойленским и Южно-Лебединским карьерами,- В водозаборах г. Губ- кина в настоящее время снижение уровней воды в сеноман-альбском и Маастрихт-туронском водоносных горизонтах составляет 3—8 м и ха- рактеризуется режимом, близким к установившемуся, так как значи- тельную роль играют дополнительные источники питания за счет инфильтрации из рек и водоемов. При включении водопонизительных систем на III очереди Лебе-
Вовозабор г Железногорска Михайловское месторождение Курбакинское месторождение Лев- Толстовская аномалия В Рис 66 Гидрогеологический разрез по Михайловскому железорудному району (вкрест простирания рудных залежей) Составил В С Плотников И др. / — суглинки 2 — пески 3 — пески глинистые 4 — глины. 5 — мел, опоки, 6 — известняки 7 — алевриты 8 — песчаники 9 — алевролиты, 10 — кислые эффузивные поро ды // — породы кристаллического фундамента 12— железистые кварциты, 13— железная руда 14 — статический уровень воды Динамические уровни воды горизонтов и комплексов на 30/XII 1965 г /5 — протерозой архейского, 16 ~ среднедевонских 17 — келловей батского Прогнозные уровни водоносных горизонтов на 1980 г 18 — протерозой архейского, 19 — келловей-батского, 20 — средиедевонских, 21 — абсолютная отметка уровня воды, 22 — действующий во- дозабор, 23 — проектируемый водозабор
372 РОЛЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ донского и I очереди Южно-Лебединского и Стойленского карьеров расстояние от ближайшей группы водозаборов до водопонизительного контура не будет превышать 2 км. Прогнозное снижение уровней воды на 1980 г. в условиях взаимодействия по этому водозабору оценивается в 24 м от статических. Остаточный столб воды в 18—25 м обеспечит Рис. 67. Фактические и прогнозные графики снижения уровня подземных вод юрских и среднедевонских водоносных отложений в водозаборах Курска («Пески», «Сороковая», «Железнодорожный»), Составил В. С. Плотников 1 — фактическое снижение уровней воды Прогнозное снижение уровней воды по данным моделирования иа УСМ-1; 2 — при водоотборе в г Курске, равном существующему в 1964 г, и работе водозабора г. Железногорска и Михайловского карьера; 3 — при умень- шении водоотбора в г. Курске на 30% против существующего в 1965 г и работе водо- забора г. Железногорска и Михайловского карьера; 4 — при работе одного водозабора г Курска с уменьшенным водоотбором иа 30% против существующего в 1965 г.; 5 — при уменьшенном водоотборе в г Курске иа 30% против существующего в 1965 г. и работе водозабора в г Железногорске и водопонизительных систем иа Михайловском, Яковлев- ском, Погромецком, Гостищевском и Чернявском месторождениях 6 — кровля эксплуати- руемых водоносных отложений существующий водоотбор (рис. 71, 72). На остальных строящихся и проектируемых водозаборах г. Губкина прогнозные снижения уровней воды от работы водопонизительных систем составят к 1980 г. на руд- никах 5—11 м при остаточных столбах воды около 50—65 м, что вполне обеспечит возможность эксплуатации водозаборов для городского и промышленного водоснабжения. На последующие годы режим сеноман- альбского водоносного горизонта в Старооскольском железорудном районе будет близким к установившемуся, без значительных дополни- тельных снижений уровней воды. Оценка взаимодействия водозаборов и водопонизительных систем в регионе КМА для напорного потока в сеноман-альбском водоносном горизонте показала, что до 1980 г. взаимодействия отдельных групп водопонизительных систем Старооскольского, Новооскольского и Бел- городского железорудных районов не ожидается (при условии, что
РЕСУРСЫ ПРЕСНЫХ ПОДЗЕМНЫХ ВОД И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ 373 начнется водопонижение на Яковлевском и Погромецком месторожде- ниях с 70-х годов) Радиусы влияния водопонизительных систем по сеноман альбскому водоносному горизонту составят по Старооскольскому железорудному району 18—20 км, по Яковлевскому руднику до 50 км и по Погромец- кому руднику до 40 км Сеноман-альбский водоносный горизонт может быть использован для сельскохозяйственного и городского водоснабже- Рнс 68 Прогнозная карта снижений уровней воды келловей батского н верхнеде вонскнх водоносных горизонтов на территории КМА (на 1980 г) Вариант моде- лирования на УСМ 1 прн работе Курского и Брянского водозаборов н водопони- жениях на Михайловском, Яковлевском и Погромецком месторождениях Составил В С Плотников / — изолинии снижений уровней (в jh) на 1980 г Границы распространения 2— иижиекаменно- угольиого водоносного комплекса 3 — верхнедевоиского водоносного комплекса 4 — среднеде- воискнх водоносных горизонтов 5 — область распростраиеиия безнапорных келловей батского и верхиедевонских водоносных горизонтов гидравлически связанных с поверхностными водами 6 — железистые кварциты 7 — центры водопонизительных систем и Водозаборов
374 РОЛЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В НАРОДНОМ хозяйстве ния на территории КМА как один из основных водоносных горизонтов с зоной ограничения вокруг водопонизительных систем в Староосколь- ском железорудном районе до 5 км, в Новооскольском—10—15 км На продолжительный период работы рудников Белгородского же- лезорудного района (40 лет) развитие воронок депрессии в сеноман- альбском водоносном горизонте можно оценивать как максимально возможное — после 40-летнего периода дальнейшего снижения уровня Рис 69 Прогнозная карта снижений уровней воды келловей батского и верхнеде вонских водоносных горизонтов на территории КМА на 2000 г (вариант модели- рования на УМС-1 при работе Курского и Брянского водозаборов и водопониже- ниях на Михайловском, Яковлевском и Погромецком месторождениях) Составил В С Плотников Границы распространения водоносных комплексов /— среднедевоиского 2— верхиедевоиского 8 — иижиекамеииоугольиого, 4 — граница перехода келловей батского н верхнедевоиских напор ных водоносных горизонтов в грунтовый поток, гидравлически связанный с поверхностными водами 5 — полосы железистых кварцитов б — прогнозное снижение статических уровней води (в м} 7 — центры водопонизительных систем и водозаборов
250 170 SO 10 -70 Cr2st«cp -150 Crzt»cn -230 -310 -390 -470 -550 -630 -770 -790 -070 * Pg3hr Pg2kn»b Crab ст Crjiwap 3g и юз Абс. отм., и UjOX’km J3bt+cl V* Jzb/+bt Рис 70 Гидрогеологический разрез по линии В—Г по Старооскольскомх и Белгородскому " ' " ' железорудным районам (см рис 69) Составит В С Плотников по материалам ГУЦР 3 — глины 4 — пески глинистые 5 — мел, 6 — мергели, 7 — // — породы -950 / — суглинки 2 —пески ......... известняки 5—песчаники, 9 — алевриты, 10 — боксйтовидная порода. ...г .. кристаллического фундамента 12— богатые железные руды, 13 — руды переотложен ныс Статические уровни водоносных горнзэнтов 14 — сеноман альбского, 15 — келло вей батского и нижнекаменноугольных Динамические уровни водоносных горизонтов иа 1961 — 1962 гг 16 сеноман ал! бского 17 — нижнекамениоугольных Прогнознь е уровни водоносных горизонтов на 1980 г 18 — сеноман альбского 19 — келловей батского, 20 — нижнекамениоугольных 21 — скважина РЕСУРСЫ ПРЕСНЫХ ПОДЗЕМНЫХ ВОД И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ -1010 сл
376 РОЛЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В НАРОДНОМ хозяйстве практически не будет. Величина понижения на этот срок оценивается в радиусе до 15 км вокруг рудников Белгородского железорудного района на 95—100 м, в радиусе до 30 км вокруг рудников (г. Белго- род) — на 45 л и в радиусе 50 км — на 15 м. Таким образом, в пре- Рис 71 Прогнозная карта снижений уровней воды сеноман-альбского водоносного горизонта по Старооскольскому железорудному району на 1980 г (вариант анали- тических расчетов). Составил В С. Плотников / — изолинии снижений уровней иа 1980 г (в я), 2 — линия гидрогеологического разреза, 3 — площади непосредственного залегаиня аллювия на сеноман-альбских отложениях, 4 — конгур рудных полос, 5 — контур Железистых кварцитов, 6 — водопонизительные контуры карьеров, 7—существующие наблюдательные скважины и их номера на сеноман-альбский водоносный горизонт 8—в числителе — номер точки, в знаменателе — прогнозное снижение уровня сеноман альбского водоносного горизонта на 1980 г, 9—максимальная провозная величина снижения уровня (в Л0 делах Белгородского железорудного района единственным перспектив- ным водоносным горизонтом для водоснабжения остается маастрихт- туроиский. СОПОСТАВЛЕНИЕ ЕСТЕСТВЕННЫХ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ РЕСУРСОВ ПОДЗЕМНЫХ ВОД, СОВРЕМЕННОГО И ПЕРСПЕКТИВНОГО ВОДОПОТРЕБЛЕНИЯ Естественные ресурсы подземных вод в пределах оцениваемой территории составляют 256 м3/сек, их эксплуатационные запасы равны 405 м3]сек, а современное водопотребление оценивается в 30 м^сек. Средний модуль естественных ресурсов подземных вод по территории в целом равен 1,1 л/сек с 1 км2, а средний модуль эксплуатационных запасов достигает 1,8 л[сек с 1 км2, т е выше естественных ресурсов более чем в полтора раза. Средний модуль современного водопотреб- ления составляет всего 0,13 л/сек с 1 км2. Эксплуатационные запасы подземных вод (Бочевер, Биндеман, 1961, 1962) обеспечиваются за счет:
По линии А-6 Рис 72 Гидрогеологический разрез по линии А—Б по Старооскольскому железорудному району (см рис 71) Составил В С Плотников / _ СуГлинки 2—пески 3 — глины песчаные 4 — глины 5 — мел 6 — мергели 7—известняки 8 — железине руды 9 — породы кристалли ческого фундамента Уровни воды сеноман альбского водоносного гориюита 10 — статический // — динамический на 1964 г 12 — прогнозный на 1980 г РЕСУРСЫ ПРЕСНЫХ ПОДЗЕМНЫХ ВОД И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ
378 РОЛЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В НАРОДНОМ хозяйстве а) естественных ресурсов (динамических запасов); б) статических запа- сов, содержащихся в порах и трещинах горных пород; в) упругих запасов за счет снятия напора в водоносных горизонтах; г) инфиль- трации поверхностных вод из водоемов и рек. Таким образом, есте- ственные ресурсы являются лишь одной из составляющих в общем объеме эксплуатационных запасов подземных вод. Сравнивая карты эксплуатационных запасов и естественных ресур; сов подземных вод, можно отметить, что при оценке естественных ресурсов подземных вод на значительных территориях не учтены на- порные водоносные горизонты, в которых при эксплуатации будут срабатываться упругие и статические запасы, например в келловей- батском и верхнедевонских водоносных горизонтах в пределах централь- ных частей Брянской, Курской и Тамбовской областей, в сеноман- альбском водоносном горизонте на юге Белгородской и Брянской обла- стей и др. В то же время в пределах указанных территорий существуют крупные водозаборы, которые в течение десятков лет эксплуатируют напорные водоносные горизонты с водоотбором в 50—100 тыс. м3/сутки (Брянск, Курск, Льгов и др.). Таким образом, при развитии водоснабжения в данных районах нельзя ориентироваться только на естественные ресурсы водоносных горизонтов, так как значительная часть эксплуатационных запасов под- земных вод будет обеспечена другими их составляющими — упругими и статическими запасами и питанием из рек. Для водоснабжения по всей оцениваемой территории отбирается в настоящее время до 30 м3/сек воды, водоотлив из рудников КМА составляет порядка 1,2 м31сек. Таким образом, общий водоотбор не превышает в настоящее время 12,5% от естественных ресурсов и 8% от эксплуатационных запасов. К 1980 г. общее водопотребление увеличится до 80—100 м3)сек, что вполне может быть обеспечено за счет как естественных ресурсов, так и эксплуатационных запасов. Превышение региональных эксплуатационных запасов над перспек- тивным водоотбором еще не означает конкретную обеспеченность того или иного участка, так как региональные эксплуатационные запасы рассчитаны из условий площадного расположения водозаборов по всей территории, что не соответствует условиям практического водоотбора. Результаты выполненной работы по прогнозу взаимодействия круп- ных водозаборов и водопонизительных систем на территории КМА (Курская, Белгородская области) показывают, что к 2000 г. возникнут депрессионные воронки с радиусами влияния до 80—100 км. Однако наиболее интенсивное понижение уровней воды будет про- исходить на сравнительно ограниченных территориях вокруг рудников и крупных водозаборов, что значительно снизит коэффициент взаимодей- ствия отдельных групп систем и водозаборов. Для водоснабжения на территории КМА могут быть широко использованы водоносные гори- зонты верхнего девона и мела с соблюдением зон ограничения по со- оружению водозаборов вокруг рудников. Предварительная оценка ба- ланса подземных вод территории КМА показывает, что в настоящее время отбирается 7,2 м3/сек воды, или 5,5% от естественных ресурсов, величина которых оценивается в 132 м31сек. К 1980 г. будет отбираться до 28 м3)сек, или 21% от естественных ресурсов при условии ввода в эксплуатацию Яковлевского и Погремец- кого рудников. В табл. 35 приведен баланс пбдземных вод территории КМА по водоносным горизонтам. Из таблицы видно, что наиболее напряженный баланс ожидается по глубоко залегающим водоносным горизонтам де-
РЕСУРСЫ ПРЕСНЫХ ПОДЗЕМНЫХ ВОД И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ 379 Таблица 35 Сопоставление естественных ресурсов подземных вод по водоносным горизонтам территории КМА (Курская и Белгородская области) с существующим и перспективным водоотбором Естественные ресур- сы, л; сек Водоотбор на 1963—1964 г , л!сек Водоносный горизонт (комплекс) Перспективный во- доотбор на 1980 г , л/сек Юрские и девонские Сеноман-альбский Маастрихт-турон- ский, палеогено- вые и неогеновые 23 340 32 980 11 530 24 640 39 660 11 530 НО 839 1022 2524 72 640 — 2734 949 3546 2734 8,2 7,4 3,9 2600 2 100 4 700 40,5 4200 9 800 14 000 29,4 400 8 800 9 200 12,4 Всего . . 56 320 75 830 132 130 1132 6097 7229 7200 20 700 27 900 21 вона, карбона и юры. Водоотбор из этих водоносных горизонтов к 1980 г. достигнет порядка 4700 л/сек, что составляет 40,5% от ресурсов, обес- печенных питанием. По сеноман-альбскому водоносному горизонту водо- отбор к 1980 г. достигнет 14 000 л!сек, или 29,4% от естественных ресурсов, а по маастрихт-туронскому водоносному горизонту — 10 000 л/сек, или 12,6% от естественных ресурсов этого горизонта. За более продолжительный период (к 2000 г.) водоотбор по территории КМА достигнет порядка 50% от естественных ресурсов подземных вод Таким образом, в перспективе баланс подземных вод в ряде районов КМА будет напряженным и вопросы водоснабжения должны решаться уже в настоящее время с учетом долгосрочных прогнозов изменения режима подземных вод. Однако это вовсе не означает, что в много- летнем разрезе район КМА должен рассматриваться в будущем как безводная территория; это предположение довольно убедительно опро- вергается опытом эксплуатации водопонизительных систем и водозабо- ров территории КМА, где в настоящее время уже существуют воронки депрессии в десятки километров (от Курского, Брянского водозаборов, Лебединского рудника), которые не вызывают заметных изменений об- щего водного режима района.
ГЛАВА XIV ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ Важнейшим полезным ископаемым на рассматриваемой территории являются железные руды, особенно уникальные по своим запасам место- рождения богатых железных руд и железистых кварцитов железорудного бассейна КМА. Из других полезных ископаемых известны месторожде- ния фосфоритов, карбонатного сырья (известняков, доломитов, мергелей, мела), трепела, глин (огнеупорных, тугоплавких, легкоплавких), песков и гравия. Известны, но не разрабатываются месторождения бурых углей. В последние годы ГУЦР выявлены и разведываются залежи бокситов и медно-никелевых руд, для обоснования промышленного значения которых требуется проведение дальнейших разведочных работ. В Воронежской области разведано крупное Шкурлатовское месторож- дение гранитов. Эти полезные ископаемые связаны со стратиграфиче- скими горизонтами от четвертичных до протерозой-архейских, залегают на различных глубинах и приурочены к породам разного литологиче- ского состава. Гидрогеологические и инженерно-геологические условия их разработки существенно различны и изучены крайне неравномерно. Наиболее распространенные из полезных ископаемых (например, кар- бонатное сырье) разведываются и эксплуатируются только в случае расположения их вблизи от промышленных центров или существую- щих путей сообщения, на участках с благоприятными для эксплуата- ции условиями залегания. Более редкие, но ценные по своему значению (например, бокситы, медно-никелевые руды) или крупные по запасам месторождения (например, железные руды КМА) нередко определяют экономику района своего расположения. Условия эксплуатации того или иного месторождения в значитель- ной мере зависят от положения полезного ископаемого относительно уреза поверхностных или уровня подземных вод и от литологического состава пород вмещающей толщи. Эти показатели определяют степень обводненности месторождения и устойчивость пород в откосах карьеров пли в кровле и почве подземных выработок, а следовательно, и методы борьбы с подземными водами. По указанным признакам все месторож- дения разделяются на четыре основные группы. В первую группу вхо- дят месторождения с залеганием полезного ископаемого преимущест- венно выше уровня подземных вод; во вторую — месторождения, где полезная толща обводнена частично; в третью — месторождения с за- ле1анием полезного ископаемого ниже уровня подземных вод, но преимущественно выше уреза поверхностных вод местной гидрографи- ческой сети и в четвертую группу — месторождения, в пределах кото- рых полезное ископаемое залегает глубже вреза дренирующих долин рек. В зависимости от литологического состава и фильтрационных свойств полезного ископаемого и пород его кровли и почвы, мощности
ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ МЕСТОРОЖДЕНИИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ 381 и величины напоров водоносных горизонтов, степени и характера взаимосвязи горизонтов подземных вод между собой и с поверхност- ными водами изменяется и степень сложности гидрогеологических и инженерно-геологических условий эксплуатации. Эти признаки опре- деляют тип месторождений внутри второй, третьей и особенно четвер- той групп. Ниже приводится описание гидрогеологических условий месторож- дений основных видов полезных ископаемых рассматриваемой терри- тории и инженерно-геологические условия по выделенным типам желе- зорудных месторождений КМА. Инженерно-геологическая характери- стика действующих шахт, карьеров и некоторых разведочных место- рождений дана в главе XX. РУДНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ Железные руды КМА. Месторождения богатых железных руд и железистых кварцитов КМА с их уникальными запасами в ос- новном находятся между широтами Брянска и Орла на севере и городов Шебекино и Валуек на юге (рис. 73). Расположение этого круп- нейшего железорудного бассейна в центральных промышленных рай- онах СССР с развитой железнодорожной сетью создает весьма благо- приятные экономические предпосылки для его освоения. Основные же- лезорудные месторождения КМА сосредоточены по двум полосам про- явления магнитных и гравитационных аномалий: северо-восточной и Ю1 о-западной, имеющих общее субмеридиональное простирание. Пер- вая из этих полос прослеживается от Орла на пос. Тим, г. Старый Оскол, с. Погромец, г. Алексеевку, с. Кодинцево (в 10 км к югу от пос. Каменки) с ответвлением от ст. Нового Оскола на г. Валуйки, вторая — от пос. Нарышкина на с. Михайловку, пос. Яковлево, г. Вол- чанск, с ветвью от с. Дичнянска на г. Рыльск. Эти полосы пересекают свод и склоны Воронежского кристаллического массива под некоторым углом к его оси. Полезное ископаемое представлено двумя основными разновидно- стями: 1) железистые кварциты протерозоя — бедные железные руды с практически неисчерпаемыми запасами, вызывающие магнитные ано- малии, и 2) продукты выветривания железистых кварцитов — богатые железные руды, вызывающие гравитационные аномалии. Богатые же- лезные руды лежат на головах крутопадающих пластов железистых кварцитов и местами образуют крупные месторождения. В промышленном отношении территория КМА разделяется на че- тыре железорудных района: Белгородский, Новооскольский, Староос- кольский и - Курско-Орловский. Последний из них подразделяется на три подрайона: Орловский, Курско-Михайловский и Рыльско-Крупецкой (см. рис. 73). Орловский подрайон охватывает северную часть северо- восточной и юго-западной аномальных полос, Рыльско-Крупецкой под- район— участки, расположенные к западу от основной юго-западной магнитной аномальной полосы, а Михайловский подрайон — железоруд- ные месторождения центральной части юго-западной полосы. Староос- кольский железорудный район включает месторождения центральной части северо-восточной магнитной аномальной полосы, а Новоосколь- ский — месторождения южной части этой полосы. Крупнейшие место- рождения южной части юго-западной магнитной аномальной полосы содержат до 92,8% общих запасов богатых руд КМА и составляют Белгородский железорудный район. В настоящее время в той или иной степени разведаны в пределах северо-восточной полосы магнитных и гравитационных аномалий де-
382 РОЛЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В НАРОДНОМ хозяйстве вять, а в пределах юго-западной полосы двенадцать месторождений богатых железных руд (см рис. 73). Кроме того, проверено бурением двенадцать аномальных участков. Эксплуатируются Коробковское, Ле- бединское, Михайловское и вскрывается Стойленское месторождения. Рис. 73. Схема выделен in основных типов железорудных месторождений КМА по гидрогео.тогическ im условиям Составил Б Н Смирнов / — граница КМА 2 — границы железорудных районов, 3 — границы железорудных подрайонов; 4 — границы между областями развития основных типов железорудных месторождений по гид- рогеологическим условиям и их номера / — белгородский тип, /7— орловский тип, ///-ново- оскольский Tin, /V — михайловский тип, V — староскольский тип, VI—днчнянский тип, 5 — месторождения богатых железных руд н их номера. 6— основные аномальные участки и их номера Месторождения богатых железных руд (цифры на рисунке)* 5 — Ново-Ялтинское, 7 - Михайловское, 8 — Курбакинское, 10 — Дичнянское, II — Реутецкое; 14 — Роговское, /5 — Ко- робковское 16 — Лебединское 19 — Салтыкове-Александровское, 20 — Стойленское, 21 — Ольха- ватское. 22 — Яковлевское 23 — Тетеревиъско Малииовское 24 — Гостищевское. 25 — Хохлово- Дальнеигуменское, 26 — Белгородское, 27 — Мелиховское. 28 — Большетронцкое. 29 — Черняи- ское, 31 — Погромецкое. 32 — Запсд *о Новоосколь~к~е: 1 — Новооскольское Основные аномаль- ные участки I — Хотынецкий, 2 — Шаблыкинский, 3 — Нарышкинский; 4 — Орловский, 6 — Трс- снянский, 9 — Почепскил 12 — Рыльский 13— Крупецкий 17 — Истобияно-Медвенский, 18 — Оги- бнянский. 30 — Болотовский ч4 — Верхнесосенскнй
ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ МЕСТОРОЖДЕНИИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ 383 На Коробковском месторождении, разрабатываемом с помощью шахт, добываются железистые кварциты, с последующим их обогащением. На остальных трех месторождениях объектом разработок являются богатые железные руды, вскрываемые карьерами. В дальнейшем здесг. намечается отработка и нижележащих железистых кварцитов. На оче- реди стоит подготовка к эксплуатации открытым способом детально разведанных Чернянского и Погромецкого месторождений и подземным способом крупнейших детально разведанных Яковлевского, Гостищев- сюго и других месторождений богатых железистых руд важнейшего по запасам Белгородского железорудного района КМА. Гидрогеологические и инженерно-геологические условия разработки железорудных месторождений КМА определяются их приуроченностью к своду и склонам Воронежского кристаллического массива. Девонские отложения северо-восточного склона сменяются юрскими, местами ме- ловыми отложениями на своде и каменноугольными отложениями на юго-западном склоне этого массива. Повсеместно руды залегают глубже вреза гидрографической сети, поэтому железорудные месторож- дения КМА относятся к IV группе по обводненности. Исключением является Михайловское месторождение, центральный участок которого относился ко II группе, а периферийные участки — частично к III группе Существенное значение для гидрогеологических и инженерно-гео- логических условий разработки месторождений имеет приуроченность богатых железных руд к грядообразным выступам железистых квар- цитов эрозионной поверхности кристаллического фундамента. Относи- тельная высота этих гряд колеблется в основном от 36 до 220 м, что нередко превышает мощность отдельных литолого-стратиграфических подразделений покрывающей осадочной толщи. В результате литоло- гические разности пород, распространенные на кристаллических обра- зованиях докембрия по межаномальным площадям, сменяются вверх по склонам таких гряд более молодыми отложениями часто иного лито- логического состава. Это вызывает существенное различие в гидрогео- логической и инженерно-геологической обстановке не только разных месторождений, но и в пределах одного месторождения — от его пери- ферии к центральным участкам (например, на Михайловском, Погро- мецком, Гостищевском и др.). Эти изменения тем резче, чем больше относительная высота погребенных гряд. По мере погружения поверхности кристаллических образований и в связи с этим увеличения глубины залегания гряд железистых кварцитов и продуктов их выветривания (богатых железных руд) в направлении от свода Воронежского кристаллического массива к его периферии по- степенно усложняются гидрогеологические и инженерно-геологические условия разработки месторождений: увеличивается количество водонос- ных горизонтов, возрастают их гидростатические напоры, а иногда и мощности, изменяется литологический состав вмещающих пород и их фильтрационные свойства. По этим показателям все железорудные месторождения КМА разделяются на шесть основных типов: белгород- ский, орловский, новооскопьский, михайловский, старооскольский и дич- нянский *. Ниже приводится описание каждого из выделяемых типов железо- рудных месторождений КМА, с указанием некоторых особенностей отдельных месторождений. Белгородский тип железорудных месторождений КМА характерен для юго-западного склона Воронежского кристаллического массива * Выделение этих типов месторождений проведено Б Н Смирновым (1962в, 19636, 1966)
384 РОЛЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ «3 Pg3hr+pl РЗгкР „ Pg sm-bc W • Cr2t’m „ Cr2st <7 ‘ 2 Cr,t*cn 'toe - Grat-cm Сг,пс+ар -200~ 2jV 33rt-km -300 - 3bt-cL -400 Jzbj + bt CAst-b -500 -600 C,ok + tr Cl jp .. Рис. 74. Гидрогеологический разрез вкрест простирания рудных залежей железо- рудных месторождений КМА белгородского типа. Составил Б. Н. Смирнов / — уровень безнапорных вод н его абсолютная отметка; 2 — пьезометрический уровень н его аб- солютная отметка; 3 — поровые водоносные горизонты (в песках}; 4— трещинно-поровые водо- носные горизонты (в песчаниках); 5 — трещинко-поровые водоносные горизонты (в алевроли- тах); 6—трещинно-карстовые водоносные горизонты (в мелу); 7 — трещинко-карстовые водо- носные горизонты (в мергелях}; 8 — трещинно-карстовые водоносные горизонты (в известняках); 9— трещинный водоносный комплекс (в коре выветривания пород кристаллического фундамента и в рудных залежах); 10 — водоупоры, представленные преимущественно глииамн; 11—водоупо- ры. ослабленные обводненными прослоями алевритов и песков; 12 — водоупоры, представлен- ные монолитными мергелями (а), иногда известняками (б); 13 — эффузивы водоупорные: 14— цифры у ствола скважнн: слева — минерализация воды (в г/л), справа — первая — дебит (в л/сек), вторая — понижение .(в м); 15 — железные руды: a — богатые, б — бедные
ГИДР01ДОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ МЕСТОРОЖДЕНИИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ 385 (рис 74—75) к нему относятся все месторождения Белгородского же- лезорудного района, предполагаемые месторождения Валуиских анома- лий на юге Новооскольского железорудного района и Крупецких ано- малий на юго-западе Рыльско-Крупецкого подрайона Курско-Орлов- ского железорудного района Наиболее показательными и детально изу- ченными из них являются Яковлевское и Гостищевское месторождения Рис 75 Гпдрогеотопический разрез по простиранию рудных залежей железорудных месторождений КМА бетгородского типа Составит Б Н Смирнов Условные обозначения см на рис 74 Глубина залегания богатых железных руд месторождений белго- родского типа увеличивается в юго-западном направлении в среднем от 390 м на Ольховатском месторождении до 675 м на Белгородском Соответственно возрастают глубины залегания водоносных горизонтов и их гидростатические напоры Величина напоров нижних водоносных горизонтов от 315—373 м на отдельных участках Ольховского, Тетере винско-Малиновского и Госгищевского месторождений достигает 600— 615 м на Мелихово-Шебекинском и Белгородском месторождениях, с возможной величиной до 1100 м на Волчанских аномалиях Характер- ным для этого типа месторождений КМА является непосредственное залегание на богатых железных рудах нижнекаменноугольных, пре- имущественно карбонатных пород с прослоями глин Вниз по склону погребенных гряд в покрывающей толще каменноугольных отложений увеличивается количество прослоев глин У подножия этих гряд и на межаномальных площадях в непосредственной кповле кристаллическо- го фундамента карбонатные породы верхневизейского подъяруса сме- няются преимущественно глинистыми породами с прослоями углей и
386 РОЛЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В НАРОДНОМ хозяйстве песков яснополянского надгоризонта среднего визе. На гребнях гряд по отдельным участкам разведкой выявлено непосредственное залегание на рудах юрских, преимущественно глинистых, пород (Яковлевское, Гостищевское месторождения и др.). В северо-западном направлении яснополянские песчано-глинистые отложения не только прислонены к нижней части склонов гряд, но местами перекрывают их гребни. В этом же направлении в результате предъюрского размыва увеличиваются количество и площадь участков с непосредственным залеганием на же- лезных рудах песчано-глинистых отложений юры. В гидрогеологическом разрезе покрывающей руды осадочной толщи развито три региональ- ных водоупора (сверху вниз): сантонский, кимеридж-келловейский и бат-байосский. Это потребует для осушения месторождений применения четырехъярусной дренажной системы. На водоразделах наблюдается киевский водоупор местного значения. Водоносные горизонты четвер- тичных, неогеновых и палеогеновых отложений для разработки железо- рудных месторождений рассматриваемого типа не имеют существенно- го значения. Их роль сводится к питанию нижележащих основных во- доносных горизонтов, из которых первым от поверхности залегает маастрихт-туроиский. Маастрихт-туроиский водоносный горизонт распространен в основ- ном по современным долинам и их склонам, где его мощность доходит до 60—ПО м. Водопроницаемость пород здесь максимальная и харак- теризуется коэффициентом фильтрации обычно до 5—8 м/сутки, иногда до 60—80 м!сутки (Яковлевское, Гостищевское Тетеревинско-Малинов- сксе месторождения). На современных водоразделах мощность и водо- обильность горизонта ничтожные; коэффициент фильтрации снижается до сотых-—десятитысячных долей метра в сутки. Горизонт обычно безнапорный, лишь местами наблюдался напор до 36 м. От нижеле- жащих вод горизонт отделен сантонским водоупором. Мощность этого водоупора от 120—150 м на Яковлевском месторождении постепенно увеличивается в юго-западном направлении, где у границ рассматри- ваемой территории по водоразделам достигает 200—270 м. Отсутствие или небольшая мощность этого водоупора отмечаются только в вер- ховьях Северского Донца и в долине Псёла (у Гостищевского и Оль- ховатского месторождений). Под сантонским водоупором залегает коньяк-туронский водоносный горизонт, но водообильность его незна- чительная; коэффициент фильтрации водовмещающего мела обычно не превышает 0,0004—0,002 м/сутки, как исключение — до 0,1 м/сутки. Более важной является пониженная прочность водонасыщенного мела. Ниже расположен повсеместно распространенный сеноман-альб- ский водоносный горизонт, тесно взаимосвязанный с коньяк-гуронским. Гго мощность 20—53 м, чаще составляет 24—37 м. Напор над кровлей горизонта изменяется от 120—140 м на Большетроицком месторождении (Корачанский участок) до 200—242 м на Яковлевском и Мелихово-Ше- бекинском месторождениях. Коэффициент фильтрации водовмещающих мелкозернистых, нередко глинистых, песков изменяется от 0,03 до 7.8 м/сутки, чаще составляет 0,5—2,6 м/сутки, с увеличением (в указан- ных пределах) в северо-восточном направлении в соответствии с неко- торым укрупнением песков к древней береговой линии. Воды апт-неокомских отложений распространены спорадически. Наиболее выдержаны по площади аптские водоносные пески, но они часто объединяются с водами вышележащих песков, вследствие чего увеличивается мощность сеноман-альбского водоносного горизонта. Более серьезное значение для разработки месторождений (в основном при проходке стволов шахт) может иметь слабая устойчивость водо- носных песков, иногда обладающих свойствами плынувов , с трудом
ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ 387 поддающихся осушению. Волжский водоносный горизонт развит пре- имущественно в районах Яковлевского, Гостищевского и Тетеревинско- Малиновского месторождений, где имеет мощность до 29—62 м. На остальных месторождениях белгородского типа его мощность умень- шается до 5—0 м. Напор 219—300 м, водообильность небольшая; ко- зффициент фильтрации водовмещающих песков равен 0,01—0,36 м/сут- ки, для песчаников увеличиваясь местами до 1,4 м/сутки, как исклю- чение— до 13 м/сутки. От нижележащего келловей-батского водонос- ною горизонта волжский горизонт отделен кимеридж-келловейским во- доупором регионального распространения мощностью от 20—30 до 50 м. Келловей-батский водоносный горизонт имеет важное значение для оценки гидрогеологических условий разработки железорудных ме- сторождений. Приурочен он к мелкозернистым, обычно глинистым пескам, обладающим свойствами плывунов, с прослоями песчаников. Распространен горизонт повсеместно, но его мощность непостоянна и изменяется от 23 до 62 м, чаще составляет 30—35 м, иногда возрастает до 70—108 м за счет опесчанивания батских, обычно глинистых, отло- жений. Гидростатический напор от 250—290 м на Ольховатском и Боль- шетроицком месторождениях возрастает в юго-западном направлении до 320—410 м на Яковлевском и Мелихово-Шебекинском месторожде- ниях. Коэффициент фильтрации колеблется от 0,1 до 2,4 м/сутки, чаще составляет 0,6—1,1 м/сутки. От ниже залегающих вод каменноугольных отложений келловей- батский водоносный горизонт отделен бат-байосским водоупором, сло- х енным байосскими, иногда батскими глинами общей мощностью 30— 48 м. Среди водоупорных глин местами встречаются прослои обводнен- ных песков мощностью до 2—10 м. Напор вод таких слоев достигает 354—400 м. Коэффициент фильтрации песков незначительный — поряд- ка 0,05 м/сутки, редко возрастает до 0,7 м/сутки. Каменноугольная водоносная толща представлена водоносными комплексами и горизонтами: башкирско-протвинским, стешевским, та- ру сско-окским и яснополянским. Первые три из них приурочены к известнякам и обычно гидравлически тесно взаимосвязаны, яснополян ский более обособлен и приурочен чаще к пескам. Основное значение для эксплуатации железорудных месторождений белгородского типа имеет тарусско-окский водоносный горизонт, непо- средственно залегающий на рудах. Общая мощность каменноугольного водоносного комплекса весьма изменчивая и зависит от характера по- верхности кристаллического фундамента. Она увеличивается во впади- нах и на склонах погребенных гряд до 70—НО м, иногда до 180 м и уменьшается по гребням гряд в пределах контуров месторождений до 40—10 м, местами до нуля. Напор над кровлей комплекса от 295—305 м на Ольховатском увеличивается до 380—500 М на Яковлевском, Мели- хово-Шебекинском и Белгородском месторождениях. Максимальная водопроницаемость вмещающих известняков установлена в центральной части и над висячим боком Яковлевского месторождения, где коэффи- циент фильтрации достигает 3,6—7,1 м/сутки. По периферии Яковлев- ского месторождения и на других месторождениях белгородского типа коэффициент фильтрации обычно меньше 0,6—0,1 м/сутки, только ме- стами повышается до 2,6—3,5 м/сутки. Радиус влияния крупных опыт- ных откачек, проведенных из известняков карбона с дебитом до 355 л!сек при понижениях до 210 м, достигал 74—80 км. При этом наблюдалось снижение уровней в протерозой-архейском водоносном комплексе до 150 м, а в келловей-батском горизонте до 60 м. В почве каменноугольной водоносной толщи выдержанный водо- упор отсутствует, но взаимосвязь ее вод с протерозой-архейским водо-
388 РОЛЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ носным комплексом затруднена из-за увеличения прослоев глин в ниж- ней части разреза каменноугольных отложений и наличия плотных карбонатизированных руд в верхней зоне рудных залежей. Наиболее тесная взаимосвязь этих вод установлена на Яковлевском месторожде- нии, на других месторождениях она ослаблена. Протерозой-архейский водоносный комплекс обладает напором, возрастающим з юго-западном направлении от 315—370 м на северо- восточных месторождениях белгородского типа — Ольховатском, Тете- ревинско-Малиновском, до 440—520 м на Яковлевском и до 580—618 м на крайнем юго-западном — Мелихово-Шебекинском. Мощность этого водоносного комплекса колеблется в значительных пределах — от 10 до 150 м, иногда возрастая то 340 м. Коэффициент фильтрации водовме- щающих пород коры выветривания кристаллического фундамента не- большой и обычно колеблется от 0,0004 до 0,5 м/сутки, как исключе- нье— до 1,3 м/сутки. При этом наибольшие значения коэффициента фильтрации характеризуют богатые железные руды, а наименьшие — сланцы (до 0,01 м/сутки) и железистые кварциты (0,002—0,004 м/сутки). Радиус влияния опытных откачек из этого комплекса на Яковлевском месторождении с дебитом до 6,8 м3/сек при понижениях до 84 м дохо- дил до 2,8 км. При этом отмечалось снижение уровней и в каменно- угольных водоносных комплексах в радиксе свыше 2,6 км. Ввиду наличия трех региональных водоупоров питание нижних, непосредственно обводняющих рудные залежи водоносных горизонтов затруднено, и существенное значение имеют их упругие запасы. Так же важно наличие в кровле руды известняков карбона. При осушении эти известняки будут являться хорошей естественной дреной широкого площадного распространения для выше- и нижележащих водоносных горизонтов. Эти особенности железорудных месторождений белгород- ского типа способствуют возникновению крупных депрессионных воро- нок при откачках, что повышает эффект взаимодействия смежных водопонизительных систем. Так, по ориентировочным расчетам разных авторов, возможные притоки подземных вод в рудники Яковлевского и Гостищевского месторождений могут достигать, без учета взаимодей- ствия, 3900—12 200 м3/ч. При этом коэффициент водообильности для рудников с годовой производительностью от 15 до 50 млн. т руды будет колебаться от 2,1 до 3,6 м3 воды на 1 т добываемой руды. Влияние дренажной системы центрального Яковлевского рудника вызовет сни- жение притоков от 66% в ближайшем руднике до 27% в руднике, расположенном в 10 км, с уменьшением коэффициента водообильности дс 1,0—1,3 м3/т. Притоки в более отдаленные рудники снизятся ненамного (на 9—2% и меньше). Особенно значительным может быть эффект взаимо- действия при одновременной разработке Яковлевского и Гостищевского месторождений несколькими рудниками. В этом случае можно обеспе- чить снижение расчетных величин более чем в два раза. При разра- ботке месторождений открытым способом (например, наиболее пригод- ного для разработки этим методом Гостищевского месторождения) коэффициент водообильности будет выше и составит 1,5—5,2 м3/т вме- сто 1,2—2,1 м3/т при подземном способе для соответствующих место- рождений при одной и той же производительности рудников. В целом коэффициент водообильности месторождений белгородского типа будет значительно меньше, чем для разрабатываемых месторождений Под- московного буроугольного бассейна. Инженерно-геологические условия месторождений рассматриваемо- го типа характеризуются наличием в покрывающей толще скальных, гюлускальных (песчаники, известняки, мел, мергель), пластичных и
ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ МЕСТОРОЖДЕНИИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ 389 пучащихся (глины), плывунных и сыпучих (обводненные и дрениро- ванные пески) пород. Суммарная мощность неустойчивых пород может доходить до 30% осадочной толщи. Это потребует специальных мето- дов проходки стволов шахт. Непосредственная кровля железных руд сложена достаточно устойчивыми породами, но при очистных работах с обрушением кровли неизбежно нарушение сплошности слоев, в том числе и водоупорных, с просадочными явлениями на поверхности. При мощности рудной залежи более 100 м величина просадок может до- стигать 40—70 м. Углы сдвига составят для осадочной толщи в целом около 50°, для рыхлых разностей руд около 35°. Эго потребует регу- лирования поверхностных водотоков. Наряду с общими чертами имеются и различия между отдельными месторождениями белгородского типа. Наиболее важными из них яв- ляются следующие: 1) различная ширина рудных залежей (от 0 2— 0,6 км на Яковлевском до 2,1 км на Госгищевском месторождениях), что в отдельных случаях не исключает возможности применения откры- того способа разработки (Госгищевское месторождение); 2) различный характер и интенсивность взаимосвязи между каменноугольными и протерозой-архейским водоносными комплексами, что определяет ст-г- пень сложности добычи руд; 3) различная степень пересечения рудных нолей водообильными зонами маастрихт-туронского водоносного гори- зонта. На отдельных участках Яковлевского и Гостищевского место- рождений площадь таких обводненных зон по соотношению со всей площадью рудного поля не превышает 12%, на других месторождениях сна повышается до 18—58%, что потребует специальных мер для пре- дотвращения прорыва этих вод в выработки; 4) различная стелено пересечения рудных полей поверхностными водотоками и различный их расход. На Яковлевском, Госгищевском и некоторых других месторож- дениях расход паводковых вод обычно не превышает 44 лГ/сек, а на остальных месторождениях можег доходить до 79—217 м3/сек, что по- требует регулирования поверхностного стока на опасных участках; 5) различная минерализация воды, изменяющаяся в нижних горизон- тах от 0,5 до 11 г,л, с переходом вод по мере увеличения глубины за- легания от гидрокарбонатных к хлоридным. Орловский тип железорудных месторождений КМА (рис. 76, 77) характерен для северо-восточного склона Воронежского кристалличе- ского массива (Орловский и северная часть Михайловского подрайона Ьурско-Орловского железорудного района). Из выявленных и разве- данных месторождений к этому типу наиболее близко Ново-Ялтинское месторождение. Глубина залегания богатых железных руд месторож- дений орловского типа увеличивается в северном направлении в сред- нем от 220—250 м на Ново-Ялтинском месторождении до 300—400 м на Орловских и Хотынецких аномальных участках, с глубиной залегания докембрия у северных границ территории КМА до 600 м. Соответст- венно величина гидростатического напора на кровлю пород докембрия возрастает от 130—240 до 380—550 м. Эти показатели отражают осо- бенности месторождений орловского типа, сближающие их с месторож- дениями белгородского типа. К ним относятся: упругий режим вод нижних горизонтов, относительно выдержанный состав пород кровли рудных залежей, наличие зон с разной активностью водообмена, повы- шенная минерализация вод на глубине. Однако имеется и ряд важных отличий: глубина залегания руды и напоры несколько меньше, мощ- ность богатых руд в среднем не превышает 9 м, решающее значение имеет непосредственное залегание на рудах песчано-глинистых пород среднего девона, наличие двух, а не трех региональных водоупоров, что потребует трехъярусной дренажной системы, степень минерализации
390 РОПЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ Рис 76 Гидрогеологический разрез по простиранию рудных залежей железоруд ных месторождений орловского типа северо-восточной аномальной полосы КМА Составил Б Н Смирнов Условные обозначения см на рис 74 -too -zoo D3el D,za Ozt m Cral + cm C^nc+ap O3cl-km - D3pt + UP B3sm D3sc2 Gj/s+sc, r2cr-osk Гг ms H2rz+mr С 5 О 5 10 Юки ।----1----1----1_____। Рис 77 Гидрогеологический разрез по простиранию рудных залежей > елезоруд ных месторождений орловского типа юго западной аномальной полосы КМА Со ставил Б. Н Смирнов Условные обозначения см иа рис 74
ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ МЕСТОРОЖДЕНИИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫЕ 391 вод не более 7—8 г/л, характер минерализации — гидрокарбонатные воды на верхних горизонтах и сульфатные на нижних. На межано- мальных площадях на кристаллическом фундаменте лежат пески мор- совско-ряжского водоносного комплекса, к северу переходящие в гли- нисто-карбонатные гипсоносные, незначительно обводненные породы. К склонам гряд железистых кварцитов прислонены обычно монолитные с низкой водоотдачей известняки мосоловского водоносного горизонта Выше они сменяются песчано-глинистыми породами черноярско-нижне- щигровской толщи, которые перекрывают обычно гребни погребенных гряд и составляют непосредственную кровлю рудных залежей. В гидрогеологическом разрезе покрывающей руды осадочной толщи развито два региональных водоупора (сверху вниз): кимеридж-келло- вейский и пласты глин нижнещигровско-черноярских отложений. Водо- носные горизонты четвертичных и меловых отложений обычно мало- мощные и практического значения для разработки месторождений рас- сматриваемого типа не имеют. Из них только сеноман-альбский водо- носный горизонт следует учитывать, но и он сильно дренирован и к северу исчезает совсем из-за выклинивания водовмещающих песков Кимеридж-келловейский водоупор представлен в основном верхнекел- лоьейскими глинами, в пределах северо-восточной аномальной полосы местами опесчаненными. Нижележащий келловей-батский водоносный горизонт не имеет повсеместного распространения и чаще встречается г- пределах юго-западной аномальной полосы. Наиболее водообильны водоносные горизонты верхнедевонской карбонатной толщи от кудея- ровско-лебедянского до рудкинско-верхнещигровского. От рудных залежей они отделены нижнещигровско-черноярскими отложениями, среди глин этой толщи нередко распространены пласты песков, со- держащих напорные воды и неустойчивых при их вскрытии выра- ботками. В пределах Ново-Ялтинского месторождения, включая Лубянский участок, и на прилегающей к ним площади сеноман-альбский водонос- ный горизонт имеет мощность от 8 до 40 м. Максимальная мощность относится к участкам, где в состав горизонта включены воды аптских песков. Величина напора изменяется от 0 до 35 м, коэффициент филь- трации— от 0,2 до 2,3 м/сутки. Келловей-батский водоносный горизонт имеет ограниченное распространение, выявленная его мощность не превышает 2 м, но может колебаться от 0 до 56 м, с изменением коэф- фициента фильтрации от 0,4 до 16 м/сутки. Из девонских отложений более водообильны известняки верхнего девона. Их коэффициент филь- трации вблизи месторождения порядка 0,6 м/сутки. Коэффициент фильтрации известняков мосоловского горизонта обычно меньше 0,5 м/сутки. Наибольшей водопроницаемостью обладают водовмещаю- щие пески морсовско-ряжского водоносного комплекса, их коэффициент фжльтрации изменяется от 5,6 до 38 м/сутки. Протерозой-архейский во- доносный комплекс обладает напорами от 130—200 м по гребням гряд железистых кварцитов с залежами богатых железных руд до 210— 280 м по склонам этих гряд, с увеличением напоров к Лубянскому участку в северном направлении. Мощность этого водоносного ком- плекса равна 20—27 м. Коэффициент фильтрации водовмещающих об разований небольшой — 0,02—0,54 м/сутки. Возможный приток предварительно определен при разработке под- земным способом в 640 м3/ч и при эксплуатации руд карьером — в 1060 м3/ч. Коэффициент водообильности соответственно может изме- няться от 1,6 до 4,6 м3/т. Рентабельность разработки месторождений орловского типа в на- стоящее время недостаточно ясна, особенно по сравнению с более до-
392 РОЛЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В НАРОДНОМ хозяйстве С1Лпными месторождениями старооскольского и михайловского типов или с крупнейшими месторождениями белгородского типа Новооскольский тип месторождение! КМА (рис 78) характерен для области перекрытия девонских отложений каменноугольными и рас- пространен в юго восточной части свода Воронежского кристалличе- ского массива К нему относятся аномальные участки и выявленные месторождения богатых железных ру • Новооскольского железорудного района КМА, за исключением Валуиских аномалий Из них наиболее изучены Погромецкое и Чернянское месторождения г3 200 700 О -700 Чернянское м-ние З3с1-йш В^рхне Сосненскдр аномалии HuSo Оскольское м-ние Crzt+cn Б3тт 41 Pg3b’+pL Pg3ka C,ml + up ClOS-fW D3 mm ЩИ tys-hu 70 15км ) trnl*j:m ——- Стчпс+ар ) Chok+tb jp Гидрогеологический разрез по простиранию рудных залежей железорудных месторождений КМА новооскольского типа Составит Б Н Смирнов Условные обозначения см на рис 74 Рис 78 Глубина залегания богатых железных руд колеблется от 150—200 м на Чернянском и Погромецком месторождениях до 230—300 м на Но- вооскольских аномальных участках Северо-восточнее Чернянского ме- сторождения руды могут залегать на глубине 100 м Соответственно этому гидростатические напоры в пределах района возрастают в южном направлении от 100 и менее до 200—250 м Особенностью новооскольского типа железорудных месторождений является невыдержанный литологический состав покрывающих девон- ских или каменноугольных и юрских пород, представленных песками, известняками, глинами Местами (Чернянское месторождение) сущест- венное значение имеет взаимосвязь подземных и поверхностных вод. В северной части района непосредственно на рудах лежат песчано- глинистые отложения мезозоя (преимущественно юры) или нижнещпг- ровско-черноярские отложения, южнее, в кровле докембрийских образо- ваний, залегают песчаные породы мамонских слоев, а по выступам железистых кварцитов — глинистые с прослоями известняков породы турнейского яруса нижнего карбона Из основных водоносных горизонтов, имеющих значение для раз- работки месторождений, первым от поверхности залегает маастрихт- туронский горизонт, наиболее водообильный в долинах при минималь- ной водоносности по водоразделам Мощность его возрастает в юго-
ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ МЕСТОРОЖДЕНИИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ 393 западном направлении от 0 до 60 м. Воды чаще безнапорные. Коэф- фициент фильтрации изменяется от 0,001 до 21,3 м/сутки. В северной части района этот горизонт тесно взаимосвязан с сеноман-альбским, в южной части они разделены сантонским водоупором, но только в пре- делах водоразделов. Это позволяет осушать мергельно-меловую толщу откачками из сеноман-альбского водоносного горизонта. Сеноман-альбский водоносный горизонт распространен повсемест- но. Мощность его 26—40 м, напоры 40—78 м. Коэффициент фильтрации колеблется от 0,01 до 7,4 м'сутки. Ниже залегающий волжский водоносный горизонт мощностью от 2 до 14 м отделен от сеноман-альбского глинами неокома и встречается только на отдельных участках. Напор его вод 89—ПО м. Коэффициент фильтрации пород меньше 1 м/сутки. Шире распространен келловей-батский водоносный горизонт, отде- ленный от волжского келловейскими глинами. Мощность этого гори- зонта не более 13—14 м при напорах вод 95—115 м. Коэффициент фильтрации 0,1—2,0 м/сутки. Этот горизонт следует особо учитывать при разработке Чернянского месторождения. Решающее значение для разработок Чернянского месторождения имеют хованско-озерский и мамонский водоносные горизонты, приуро- ченные к пескам и известнякам. Их мощность колеблется от 0 до 40 м, а напоры составляют от НО до 134 м. Коэффициенты фильтрации из- меняются от 0,1 до 5,3 м/сутки. На Погромецком месторождении реша- ющую роль играет каменноугольная водоносная толща (тарусско-ок- ский, яснополянский, упинский водоносные горизонты и комплексы), представленная также песками и известняками. Мощность ее 5—20 .и, напор 122—158 м, коэффициент фильтрации 0,1 —1,2 м/сутки. Протерозой-архейский водоносный комплекс обладает мощностью преимущественно до 50—60 м. Его напор на Чернявском, Погромецком и Новооскольсксм месторождениях увеличивается к югу от 110 до 210 м Коэффициент фильтрации составляет 0,001—0,5 м/сутки. Изменчивость гидрогеологического разреза на месторождениях но- вооскольского типа усложняет дренажные мероприятия и снижает их эффективность, требуя в каждом конкретном случае особой схемы. Разработка Чернянского и Погромецкого месторождений проекти- руется карьерами. Суммарный приток определен в пределах 3000— 7600 м3/ч. Коэффициент водообильности ожидается от 3,3 до 8,3 м3/т. При этом для Чернянского месторождения учитывается возможность участия в обводнении выработок р. Оскола. Инженерно-геологические условия месторождений рассматриваемо- го типа осложняются фациальной невыдержанностью покрывающих пород, с наличием среди них тонкозернистых глинистых песков, пес- чанистых и пылеватых глин, прослоев водоносных известняков. Такое сочетание пород при их переслаивании может привести к деформациям откосов, особенно при наличии наиболее неустойчивых пород в их осно- вании. Это требует мер по предотвращению высачивания вод в осно- вании бортов карьера, что представляет собой определенные трудно- сти, учитывая слабую водоотдачу водовмещающих пород. Михайловский тип железорудных месторождений КМА (рис. 79) распространен в северо-западных районах свода и в верхней части северо-восточного склона Воронежского кристаллического массива. К этому типу относятся Михайловское и Курбакинское месторождения и некоторые аномальные участки. Их особенностью является наиболее резко выраженное грядообразное строение поверхности рудовмещаю- щих образований кристаллического фундамента и изменение рельефа гряд по простиранию залежей. В результате этого местами руда зале-
394 РОЛЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ гает выше поверхности девонских отложений (Веретенинский участок Михайловского месторождения) и перекрывается юрскими и нижне- меловыми песчано-глинистыми отложениями. Чаще кровлю составляют песчано-глинистые отложения девона, но в отличие от месторождений орловского типа отсутствует наиболее водоносная карбонатная толща верхнего девона. К нижней части склонов погребенных гряд, обычно ИЗ 250 200 150 100 50 О -50 Cral+cm Cr^ap-nc J3cl-km Ж-cl Djjs-scV BjCr-OSk' Рис. 79. Гидрогеологический разрез по простиранию руд- ных залежей железорудных месторождений КМА михай- ловского типа. Составил Б. Н. Смирнов Условные обозначения см. на рис. 74 глубже подошвы залежей богатых руд, прислонены слабо трещинова- тые мосоловские известняки и залегающие под ними водсвмещающие пески морсовско-ряжского водоносного комплекса. Относительная вы- сота гряд железистых кварцитов с покрывающими их богатыми же- лезными рудами достигает 200—220 м. Это предопределяет резкие изменения на близких расстояниях глубины залегания руды (от 30 до 200 м) и соответствующие изменения величины напоров на кровлю руд (от 0 до 170 м). Михайловским карьером в настоящее время разраба- тываются богатые железные руды на участке с наиболее простыми гидрогеологическими условиями. Из основных водоносных горизонтов, обводняющих месторождения рассматриваемого типа, первым от поверхности залегает сеноман-альб- ский водоносный горизонт. Его мощность колеблется от 0 до 22 м, воды безнапорные, местами с незначительным напором (до 7 м). Коэффи- циент фильтрации изменяется от 0,4 до 4 м/сутки, иногда повышаясь до 8,3 м/сутки. Основным является келловей-батский водоносный гори- зонт, отделенный от надъюрских вод кимеридж-келловейским региональ- ным водоупором мощностью до 40—60 м. Мощность келловей-батского
ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ МЕСТОРОЖДЕНИИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ 395 водоносного горизонта доходит до 55 м, с выклиниванием его у скло- нов гряд. Напор 3—НО м. Коэффициент фильтрации водовмещающих песков колеблется от 0,4 до 4,5 м/сутки, местами возрастая до 14— 16 м/сутки. С вышележащими водами этот горизонт взаимосвязан через верхнюю трещиноватую зону докембрийских образований на участках прислонения к склонам гряд кимеридж-келловейского водо- упора. Более глубоко залегающие воды песчано-глинистых нижнещиг- ровско-ястребовских и старооскольско-черноярских отложений имеют спорадическое распространение. Они залегают в виде линз и прослоев небольшой мощности среди глин. Последние играют роль второго от поверхности водоупора, отделяющего келловей-батский водоносный го- ризонт от слабо обводненных мосоловских известняков и наиболее водообильного морсовско-ряжского водоносного комплекса. Воды по- следнего могут обводнять месторождения михайловского типа за счет их проникновения в выработки по трещиноватой зоне кристаллических пород докембрия при углублении карьера ниже пьезометрической по- верхности морсовско-ряжского водоносного комплекса. Напор этого комплекса достигает 230 м. Коэффициент фильтрации водовмещающих песков доходит до 38 м/сутки. Протерозой-архейский водоносный комп- лекс имеет мощность от 20 до 150 м, а его напор колеблется в пре- делах 50—120 м. Коэффициент фильтрации обычно небольшой — по- рядка 0,01—0,4 м/сутки, но местами достигает максимальной для желе- зорудных месторождений КМА величины — 12,4 м/сутки. Наличие одного-двух водоупоров требует двух-трехъярусной дре- нажной системы, с осушением сеноман-альбского и келловей-батского водоносных горизонтов, а в дальнейшем по мере углубления разрабо- ток и снижения напоров морсовско-ряжского водоносного комплекса. Общий приток в карьеры оценивается порядка 1160—2000 мг/ч, коэффи- циент водообильности 3,9—5,1 м3/т. Для подземной разработки Кур- бакинского месторождения предполагалась величина притока порядка 640 м3/ч, со снижением коэффициента водообильности до 3,7 м3/т. Сум- марный фактический приток в действующий Михайловский карьер к на- чалу 1966 г. составлял 670 м3/ч (меньше ожидаемого). Старооскольский тип железорудных месторождений КМА (рис. 80, 81) распространен в центральной части свода Воронежского кристал- лического массива. К нему относятся почти все месторождения Старо- оскольского железорудного района КМА, наиболее изученными из которых являются Лебединское и Стойленское и первое из эксплуати- руемых — Коробковское месторождения. Средняя глубина залегания богатых железных руд возрастает от 60—100 м на Коробковском и Лебединском месторождениях до 132 м на Стойленском месторождении. Далее глубина увеличивается в юго- западном направлении до 200 м на Огибнянских аномалиях до 168 м к северу, на Роговском месторождении. Соответственно величина напо- ров на кровлю руды изменяется от 50 до 170 м. Для условий разработки этого типа месторождений решающее зна- чение имеет литологическая невыдержанность песчано-глинистых отло- жений юрской и меловой систем, в обводненном состоянии неустойчи- вых и обладающих плохой водоотдачей. Более древние породы пред- ставлены песчано-глинистыми пижнещигровско-ястребовскими и сгаро- оскольско-черноярскими отложениями, но они имеют небольшую мощ- ность и распространены в основном за контурами залежей богатых железных руд в межаномальных понижениях рельефа кристаллическо- го фундамента. Для Роговского месторождения возрастает значение девонских отложений, что выделяет его в особый подтип.
395 РОЛЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В НАРОДНОМ хозяйстве Первый от поверхности маастрихт-туронский водоносный гоочзснт имеет небольшую мощность, не свыше 20—23 м, содержит преимущсщ- венно безнапорные воды, коэффициент фильтрации водовмещающеи мергельно-меловой толщи до 3,9 м/сутки, местами до 16—20 м/ситки Основное значение для разработок имеет сеноман-альбский водоносный ЮЗ Pg3hr+pl Рд2>™ Cr2t-тп Cral+cm Снпс+пр -З3и Del-km ЗН + cl Pg,ku 11 & ч, k Si si 233 A + Pt D3js-sc, D3js*sc1 I)2 cr-osR Cr«t-m Cral+cm Cr^c+ap Jd-km Jit cl Djis + scj ID, r-ask 5 D 5 3D 35км I-------1______L „ I__________I 12-5,0 ТОО 200 WO -WO -200 Рис 80 Гидрогеологический разрез вкрест простирания рудных залежей жечезо рудных месторождений КМА старооскольского типа Составил Б Н Смирнов Условные обозначения см на рис 74 горизонт, гидравлически взаимосвязанный с маастрихт-туронским. Мощность сеноман-альбского водоносного горизонта 20—41 м, напор 5—40 м, на Огибнянских аномалиях до 71 м. Коэффициент фильтрации водовмещающих песков изменяется от 1,5 до 22 м/сутки В понижениях доюрского рельефа встречается келловей-батский водоносный горизонт. Его мощность не превышает 10 м, напор доходит до 48—116 м Коэф- фициент фильтрации незначительный — от 0,001 до 0,05 м!сутки, но иногда возрастает до 0,7—4,5 м/сутки Протерозой-архейский водонос- ный комплекс с напором до 46—120 м, максимально до 17b м, имеет мощность от 2 до 90 м, чаще 20—60 м Коэффициент фильтрации по- род кристаллического фундамента в зоне выветривания небольшой — порядка 0,0001—0,01 м/сутки, но иногда повышается до 1,1—4,0 м/сут- ки Из водоупоров наиболее выдержан кимеридж-келловейский, что
ГИДРОГ ДОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ МЕСТОРОЖДЕНИИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ 397 определяет необходимость применения двухъярусной дренажной си- стемы, вполне оправдавшей себя на Лебединском карьере Приток в карьеры оценивается в пределах 2200—6000 м3!ч при коэффициенте во- дообильности 7 8—16,0 м3/т В условиях взаимодействия приток сни- зится по расчетам до 2070—3140 м3/ч, а коэффициеш водообильности — до 4,1—6,9 м3/т Фактический приток при эксплуатации Лебединского карьера равен 3500—4500 м31ч, а суммарный водоотлив при строитель- стве Стойленского карьера составляет 1000—1100 ,м3/ч Из шахт, эк- сплуатирующих железистые кварциты Коробковского месторождения, откачивается 300 м3 воды в час. -1ОО Рис 81 Гидрогеологический разрез по простиранию рудных затежей желе зорудных месторождений КМА старооскотьского типа Составил Б Н Смирнов Условные обозначения см на рис 74 Дичнянский тип железорудных месторождений КМА близок к ста- рооскольскому, но отличается от него наличием в разрезе покрывающей осадочной толщи только мезо-кайнозойских отложений и большей глу биной залегания руды (ри<; 82, 83). Развит этот тип месторождений в верхней части юго-западного склона Воронежского кристаллического массива Глубина до руды колеблется от 250—260 м на Дичнянском месторождении и Истобнянско-Медвенских аномалиях до 350 м на Рс утецком месторождении Непосредственно на рудах лежат кимеоидж- келловейские глины, а по склонам погребенных гряд — пески келловей- батского водоносного горизонта. Выше кимеридж-келловейского вото- упора залегают сеноман-альбский и гидравлически взаимосвязанный с ним маастрихт-туроиский водоносные горизонты Самый верхний из них — маастрихт-туроиский горизонт — значительно дренирован, и его мощность не превышает 60 м, обычно равна 10—20 м Основное зна- чение для разработок имеют сеноман-альбский и келловей-батский во- доносные горизонты Верхний из них обладает мощностью 23—45 м, напор его 68—100 м Коэффициент фильтрации водовмещающих пес- ков 0,2—2,3 м]сутки. Келловей-батский водоносный горизонт имеет
398 РОЛЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ мощность от 1 до 30—45 м. Напор его вод до 190 м, а на Реутецком месторождении возможен и до 280 м Коэффициент фильтрации опре- делен по откачкам только для Дичнянского месторождения, где он ра- Даттсте м те -100 Рис 82 Гидрогеологический разрез вкрест про- стирания рудных залежей железорудных место- рождений КМА дичнянского типа. Составил Б Н Смирнов Условные обозначения см иа рис 74 вен 0,5—0,8 м/сутки, по лабораторным данным составляет 0,06— 0,4 мтсутки Протерозой-архейский водоносный комплекс обладает на- пором от 165 до 270 м Мощность его 20—40 м Коэффициент фильтра- 750 250 { 200 - ТОО 50 О Дичнянское м ние pt Pgsm-Ьс Jbt-cl j- 33cl-cm 75км A + Pt >cL+cm C^rr-ap Сгг1-т Рис 83 Гидрогеологический разрез по протиранию рудных залежей железорудных месторождений КМА дичнянского типа. Составил Б Н См |рьов icioBHbie обозначения см на рие 74 753 158 750 ild
ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ МЕСТОРОЖДЕНИИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ 399 ции не определялся. Весьма ограниченные гидрогеологические данные не позволяют сколько-нибудь надежно определить возможные притоки для этого типа месторождений. Для их осушения потребуется двухъ- ярусная дренажная система, аналогичная примененной на Лебединском месторождении, с заложением дренажной галереи в породах кристал- лического фундамента и применением сквозных фильтров для осуше- ния песков покрывающей толщи. Сопоставление приведенных гидрогеологических данных по основ- ным типам железорудных месторождений КМА показывает, что наибольшие напоры характерны для белгородского и орловского типов месторождений, а наименьшие — для старооскольского и отчасти ми- хайловского. Такое же соотношение имеется и по величинам притоков. Однако по коэффициенту водообильности картина обратная. Поскольку запасы руд на месторождениях белгородского типа позволяют проекти- ровать наиболее крупные по производительности рудники, то здесь коэффициенты водообильности могут быть в 2—4 раза меньше, чем на месторождениях михайловского, старооскольского и новооскольского типов. На всех месторождениях необходимо осушение основных водо- носных горизонтов, что при современном развитии техники вполне осу- ществимо. Однако на месторождениях белгородского и орловского ти- пов необходимо применение насосов большей производительности и высоты подъема воды, чем на месторождениях остальных типов. Взаи- мовлияние дренажных систем наиболее эффективно на месторождениях белгородского и орловского типов, где радиусы влияния откачек мак- симальные из-за увеличения доли упругих запасов и затрудненного пи- тания глубоких водоносных горизонтов. Поэтому здесь наиболее целе- сообразна разработка смежных месторождений одновременно несколь- кими рудниками. Устойчивость пород кровли наибольшая на месторождениях белгородского типа, где к тому же каменноугольные известняки могут быть использованы при осушении в качестве естест- венной дрены. Сложнее осушение месторождений Старооскольского типа из-за преобладания в разрезе пород со слабой водоотдачей. Обес- печить их устойчивость путем осушения относительно труднее, чем на месторождениях белгородского типа, но, как показал опыт работы Ле- бединского карьера, является вполне достижимым. Результаты развед- ки месторождений КМА, проведенные многочисленные исследования и опыт эксплуатации некоторых месторождений достаточно убедительно доказывают практическую возможность более интенсивного освоения выявленных запасов железных руд КМА. В настоящее время лишь практические работы могут до конца осветить спорные вопросы. Пока опыт вскрытия и эксплуатации месторождений КМА доказывает, что сложность гидрогеологических и инженерно-геологических условий КМА преувеличивались. Железные руды (бурые железняки). Залежи бурых железняков, имеющие промышленное значение, приурочены к прикон- тактовой зоне пород палеозоя и мезозоя. Граница распространения про- мышленных и близких к ним по мощности железных руд проходит примерно по контуру г. Липецк — г. Задонск— г. Елец — г. Грязи — г. Липецк. Непромышленные рудопроявления встречаются несколько севернее и западнее указанных границ. На описываемой территории разрабатывается лишь одно месторождение — Липецкое (Ольшанский, Дмитровский, Сенцовский, Ленинский и другие участки). Основная масса рудных залежей расположена на площади водораздельного пла- то рек Дона и Воронежа. Отдельные залежи известны и на правобе- режье р. Дона.
400 РОЛЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ Поверхность района месторождения расчленяется речной и овраж- но-балочной системой бассейна р. Дона (реки Сосна, Воронеж), часто врезаясь до задонских отложений. В геологическом строении Липецко- го железорудного месторождения принимают участие отложения верх- него девона, рудного горизонта, юры, нижнего мела, неогена и четвер- тичной системы. Рудный горизонт проблематичного возраста представлен преиму- щественно бурыми железняками, реже сидеритами с подчиненными прослоями глинистых пород и линзами песков. Залегает он на неровной поверхности девонских известняков, осложненной впадинами и карсто- выми воронками. Перекрыт рудный горизонт песчано-глинистыми отло- жениями мезозоя с галечником и конгломератом в приконтактовой части. Мощность рудного горизонта изменяется от 10 м до полного выклинивания, вскрышных пород колеблется от 20 до 73 м. Водоносные горизонты, приуроченные к покрывающим породам четвертичного, неогенового и мезозойского возраста, вскрываются при проходке шахтных стволов почти повсеместно, но имеют незначитель- ную водообильность и на разработку рудных залежей влияния почти не оказывают. Они проявляются обычно в виде капежа и слабого вы- сачивания. Однако на отдельных участках тонкозернистые разности глинистых песков нижнего мела при обводнении приобре1ают хаэакгер плывунов, встреченных отдельными шурфами и скважинами при раз- ведке северной части месторождения. На Дмитровском участке они развиты повсеместно, где имели место прорывы плывунов в горные вы- работки. Проходка плывунов осуществлялась с помощью сварного ме- таллического пояса. На остальной площади месторождения осложне- ний при проходке плывунов шурфами не возникало. Девонские водоносные горизонты в большинстве случаев залегают значительно ниже рудных залежей и серьезного влияния на их разра- ботку не оказывают. Месторождение по степени и характеру обводнен- ности относится в основном к I—II группам. Залежи бокситов обнаружены ГУЦР в районах железорудных месторождений КМА белгородского типа, в коре выветривания кристал- лических сланцев. Гидрогеологические и инженерно-геологические усло- вия их залегания практически идентичны условиям залегания железных руд, и все эти залежи относятся по характеру обводненности к IV груп- пе. Отличие заключается в основном в значительно меньшей водопро- ницаемости подстилающих сланцев и покрывающих каменноугольных отложений, представленных более глинистыми слоями. При выявлении промышленных залежей их разработку наиболее рационально прово- дить параллельно с разработкой железных руд, под защитой дренаж- ных систем железорудных рудников. Сульфидные м е д н о-н и к е л е в ы е руды. Первые место- рождения сульфидных медно-никелевых руд, пока еще с забалансовы- ми запасами, выявлены ГУЦР в юго-восточной части свода Воронеж- ского кристаллического массива, на левобережье Дона в районе с. Нижнего Мамона (Нижнемамонское и Подколодновское месторожде- ния). Гидрогеологические и инженерно-геологические условия этих ме- сторождений изучены недостаточно. Откачки проведены только на Нижнемамонском месторождении. Оруденение связано с интрузией ос- новных и ультраосновных пород и уходит в глубь массива. Эти породы образуют в рельефе кристаллического фундамента выступ овальной формы с относительной высотой до 70—80 я (рис. 84). Глубина зале- гания кристаллических образований изменяется от 29—32 м в центре месторождения до 120—160 м по его периферии. Купол выступа распо-
ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ МЕСТОРОЖДЕНИИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ 401 ложен примерно на 5 м выше уровня подземных вод и уреза р. Дона. Таким образом, это месторождение по условиям обводнения относится частично к III, а в основном к IV группам. В кровле центральной части месторождения залегают дренирован- ные мамонские пески, перекрытые четвертичными суглинками и песка- ми. По склонам выступа вмещающих руду интрузивных пород их кров- лю слагают песчано-глинистые старооскольско-черноярские отложения Рижнемаманс щ м г/ие Рис 84 Гидрогеологический разрез Нижнемамонского месторождения медно никеле- вых р^д (по Л. А Стрелкову) Условные обозначения см на рис 74 с прослоями известняков, перекрытые ястребовскими песчано-глинис- тыми породами и нижнещигровскими глинами с пластами эффузивов. Над ними залегает песчаная мамонская толща. В гидрогеологическом разрезе месторождения участвуют (сверху вниз): верхне-среднечетвер- тичный аллювиальный водоносный горизонт, приуроченный к третьей надпойменной террасе р. Дона. Несколько восточнее месторождения развиты маастрихт-туроиский и сеноман-альбский водоносные гори- зонты. Они непосредственно не участвуют в обводнении месторождения, но пополняют запасы мамонского водоносного горизонта. Последний является основным обводняющим месторождение горизонтом. Он отсут- ствует только в центральной части месторождения, где водовмещаю- шие пески полностью дренированы, и широко развит по пери- ферии месторождения с увеличением мощности от 0 до 42 м Вблизи месторождения этот горизонт безнапорный, при погружении под верх- не-среднечетвертичный и сеноман-альбский водоносные юризонты приобретает напор до 1 —12 м. Удельный дебит скважин порядка 0,1 л/сек Воды гидрокарбонатные кальциевые, с минерализацией 0,0— 0,8 г/л. Ниже залегают воды спорадического распространения в ниж- нещигровско-черноярской песчано-глинистой толще с пластами эффузи- всв Протерозой-архейский водоносный комплекс связан с корой вывет- ривания интрузивных образований и имеет мощность от 8 до 52 м. В центральной части месторождения воды безнапорные, по его перифе- рии они приобретают напор, величина которого достигает 86—100 м Коэффициент фильтрации незначительный — порядка 0,003 м/сутки. Воды по химическому составу от гидрокарбонатных магниевых до хло- ридных натриевых, с минерализацией, увеличивающейся по мере уве- личения глубины залегания комплекса от 0,2 до 2 г/л
402 РОЛЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ Значительный интерес представляет поглощение вод при пересече- нии скважинами зон тектонических нарушений. Первая такая зона в интрузивном массиве подсечена в интервале глубин 202—216 м. Коэф- фициент фильтрации этой зоны по откачке с дебитом 7,9 л/сек при по- нижении на 5,5 м ориентировочно определен в пределах 0,6—19,2 м/сцт- ки. Динамический уровень при откачке за 96 ч не установился и после окончания откачки в течение 2 месяцев не восстановился. Это указы- вает на ограниченные запасы вод тектонических зон и затрудненное их питание. По химическому составу эти воды хлоридные натриевые, с ми- нерализацией от 1 до 2,6 г/л. Ожидаемый суммарный приток в шахту определен в 820 м3(ч за счет вод мамонского горизонта и протерозой-архейского водоносного' комплекса. Амплитуда колебаний уровня протерозой-архейского водо- носного комплекса по режимным наблюдениям в период с апреля по сентябрь 1966 г. изменялась по разным скаважинам от 0,6 до 1,9 м, с максимальным подъемом в мае — июне и минимумом в сентябре. Это противоречит выводам, основанным на данных откачки, о затруднен- ном питании водоносного комплекса, и требует дальнейших наблюде- ний. Температура вод коры выветривания колебалась от 8,5 до 9,5°, а вод тектонических зон составляла 11°. По приведенным предварительным данным, гидрогеологические ус- ловия разработки месторождения довольно благоприятные. Основной мамонский водоносный горизонт изолирован от рудной зоны слабо проницаемыми девонскими отложениями и интрузивными породами; вмещающие руду породы прочные. Опасения вызывает наличие текто- нических зон с открытой трещиноватостью, из которых могут быть зна- чительные прорывы подземных вод. Требуется дальнейшее изучение гидрогеологических и инженерно-геологических условий месторождений медно-никелевых руд. ГОРЮЧИЕ ИСКОПАЕМЫЕ Бурые угли обнаружены в Белгородско-Обоянском угленосном районе, где приурочены к бобриковским, тульским, алексинскпм и ми- хайловским отложениям нижнего карбона. Наиболее выдержаны по распространению нижние два угольных пласта в бобриковском гори- зонте. Мощность пластов угля колеблется от 0,1 до 2,6 м, глубина за- легания составляет от 290 м (г. Обоянь) до 600 м (с. Вторые Новосел- ки). По условиям разработки угольные залежи относятся к IV группе. В настоящее время эти угли не имеют промышленного значения из-за большой глубины залегания, неустойчивой мощности и сложных гидро- геологических условий, примерно аналогичных условиям железорудных месторождений КМА белгородского типа. ПРОЧИЕ НЕРУДНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ Граниты. Обнажения гранитов в долине Дона могут разраба- тываться карьерами, но гидрогеологические условия их неблагоприятны. При паводках карьеры будут заливаться, а при углублении ниже уреза Дона возможны значительные притоки воды. При удалении в глубь берега с оставлением предохранительного целика существенно воз- растает мощность вскрыши. Один из выходов гранитов у с. Русской Буйловки разрабатывается для местных нужд только в периоды между половодьями. В районе г Павловска разведано Шкурлатовское место- рождение гранитов, с глубиной их залегания 14—54 м. По условиям эксплуатации это месторождение относится к IV группе В кровле гра-
ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ МЕСТОРОЖДЕНИИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ 403 нитов залегают воды спорадического распространения, приуроченные к песчано-глинистым отложениям девона. Основным водоносным горизон- том является маастрихт-туронский, с удельным дебитом скважин 0,3—1,8 л!сек. Притоки, видимо, не могут быть значительными, но ус- тойчивость выработок требует осушения этих отложений. На базе мес- торождения проектируется крупный карьер. Фосфориты. Выявленные на описываемой территории месторож- дения фосфоритов желвакового типа приурочены к сеноманским, реже к альбским или сантонским отложениям верхнего и нижнего мела. В пределах Воронежской области отдельные месторождения фосфоритов (Таловское, Смаглеевское) связаны с песчаными киевскими отложения- ми палео! ена. Большинство месторождений выявлено и частично раз- ведано в 1928—1932 гг. Фосфоритовая серия обычно представлена тремя слоями скоплений фосфоритовых желваков, разделенных прослоями песка мощностью от 0,1 до 7,5 м, чаще до 2,5 м. Мощность фосфоритовых слоев изменяется от 0,1 до 2,5 м, средняя мощность — 0,3—0,6 м. В большинстве случаев практическое значение имеют верхний и средний слои, но часто верхний слой перемыт и переотложен. Нижний слой почти всегда малопродук- тивен, а в отдельных случаях пески, разделяющие средний и нижний слои, сильно обводнены, что осложняет разработку нижнего слоя фос- форитов. В кровле месторождений залегают четвертичные (аллювиаль- ные или флювиогляциальные) пески и суглинки и верхнемеловые пес- чанистый мел, мергели и трепел или песчано-глинистые породы. Мощ- ность вскрышных пород колеблется от 0,1 до 15 м, в отдельных случаях, достигает 22—50 м. К наиболее крупным месторождениям фосфоритов относятся Пол- пинское, Сеннинское (Брянская область), Щигровское, Трухачевское, Уколовское (Курская область), Марусинское (Тамбовская область), Дмитровское (Орловская область). Из них разрабатываются только три — Полпинское, Щигровское и частично Трухачевское, имеющие союзное значение. Остальные месторождения пригодны для местного ис- пользования. Большинство месторождений расположено в пределах водоразделов или склонов долин выше уреза поверхностных вод местной гидрографи- ческой сети. Поэтому по обводненности эти месторождения относятся преимущественно к I или II группам. Отдельные месторождения, в том числе и такие крупные, как Щигровское и Полпинское, расположены' ниже уровня подземных вод и относятся к III группе по условиям об- водненности. Гипсометрическое положение фосфоритовых пластов чаще всего обусловливает их несложные гидрогеологические условия, позво- ляющие в большинстве случаев снижать уровень грунтовых вод дре- нажными канавами, заложенными в сторону речных долин. Основным водоносным горизонтом, обводняющим фосфоритовые месторождения, является сеноман-альбский, реже воды флювиогляци- альных и аллювиальных песков четвертичного возраста. Часто в при- бсртовой части долин эти водоносные горизонты дренируются. На наиболее крупных месторождениях фосфоритов (в Брянской и Курской областях) уровень подземных вод часто находится выше кров- ли промышленных слоев (II и III группы по обводненности). На от- дельных участках Сенненского месторождения, расположенного на право- и левобережье Сены и Болвы (Брянская область), водопритоки в горные выработки достигают 10 -м3/«, на Полпинском месторождении водопритоки в карьеры составляют 0,6—0,8 .м3/ч. Осушение этого месторождения осуществляется при помощи дренажных канав и спе-
404 РОЛЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ циальных насосов. Горнотехнические условия благоприятны для разра- ботки открытым способом. Промышленное освоение Щигровской группы месторождений свя- зано с трудностями подземной добычи Здесь площади с неглубоким залеганием фосфоритового слоя имеют весьма ограниченное распрост- ранение. Мощность вскрыши изменяется от 2 до 50 м. На месторожде- нии выявлено несколько водоносных горизонтов — от четвертичных до юрских Обводнение месторождения в основном происходит за счет Рис 85 Геоюгический разрез по Фокинскому месторождению мела, трепела и фосфоритов. Составили К С Чермашенцева п 3. М Щадрина 1—пески, 2 —трепел, — мел, 4— пески кварцево-глауконитовые, 5 — фосфоритовый слой; 6 — уровень грунтовых вод и его абсолютная отметка сеноман-альбского водоносного горизонта. Водопритоки в горные вы- работки составляют 1,3—4,4 м^ч. Водообильность юрских и четвертич- ных водоносных горизонтов незначительная. Участки месторождения с глубиной вскрыши до 15 м почти полностью отработаны. На Трухачевском месторождении гидрогеологические условия бла- гоприятны для открытой разработки. Обводняется оно грунтовыми вода- ми спорадического распространения. Водопритоки в выработки незна- чительны. В Тамбовской, Воронежской и Орловской областях фосфоритовые •месторождения незначительны по площади, со сложными условиями разработки. В связи с большой мощностью вскрышных пород они доступ- ны для разработок только подземным способом. Наличие плывунных лесков в кровле фосфоритовых слоев осложняет их добычу. Карбонатное сырье (известняки, доломиты, мерге- ли, мел). Известняки и доломиты приурочены к верхнедевонским (фаменским) отложениям. Месторождения известняков широко извест- ны в Липецкой и Орловской областях, где гидрографическая сеть глу- боко врезается в осадочную толщу. В меньшей степени они встречают- ся на юго-западе Тамбовской и Воронежской областей. Мел приурочен к верхнему отделу меловой системы. Наиболее ши- роко известны месторождения мела в Брянской, Курской, Воронежской и Белгородской областях. Большинство месторождений карбонатных пород эксплуатируется местной промышленностью. Отдельные место- рождения высококачественных известняков (Донское и др.) и мела (Брянское, Белгородское) имеют союзное значение (рис. 85). Месторождения карбонатных пород расположены преимущественно на склонах долин или реже на водоразделах, т. е. там, где мощность вскрыши небольшая (0,9—20,0 м, редко до 65 м) и породы дренируются
ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ МЕСТОРОЖДЕНИИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОП ХЕМЫХ 405 местной речной сетью Поэтому месторождения мела часто или безвод- ны (Брянское) или относятся по обводненности ко II типу (Чапа- евское и др ) Единичные месторождения (Рыльское) относятся к Ш группе Обводняются месторождения мела главным образом маастрихт- туронским водоносным горизонтом или нижележащим сеноман-альб- ским Меньшее значение по долинам рек в пределах пойм имеют воды аллювия и верховодка (на склонах) Наибольшее число обводненных месторождений мела расположено в Брянской области, но притоки в выработки здесь не превышают 10 м3/ч В Курской области на Рыльском месторождении мела дебит сква- жин из маастрихт-туронского водоносного горизонта достигает 60 л/сек (216 м3/ч) Рышковское месторождение обводняется за счет сеноман альбского водоносного горизонта Водопритоки в выработки здесь сос- тавляют 18 м3/ч. Несколько меньше обводнено Благодатенское место- рождение мела (12—14 и3/ч) Остальные месторождения обводнены незначительно или залегают выше уровня подземных вод В Белгородской, Воронежской и Тамбовской областях месторож- дения мела в большинстве случаев безводны или слабо обводнены Известняки и доломиты залегают на более низких абсолютных отмет- ках, чем мел Несмотря на это, большинство месторождений известня- ков относится к I или II группам по обводненности Притоки воды в выработки обычно не превышают 3—6 м3/ч Реже полезная толща на- ходится ниже уровня подземных вод, а в отдельных случаях и ниже уреза реки (III и IV группы) Обводняются месторождения известня- ков этих типов главным образом напорными водоносными горизонтами девона, а в отдельных местах — вышележащими меловыми, юрскими й четвертичными водоносными горизонтами Водопритоки на Данков- ском месторождении Липецкой области колеблются в пределах 6— 62 м3/ч В Студеновском карьере Липецкой области притоки воды со- ставляли 210—360 м3/ч Коэффициент фильтрации сильно трещинова- тых и раскарстованных елецких известняков здесь изменяется от со- тых долей метра в сутки до 1000 м/сутки Приток в первый эксплуа- тационный горизонт с отметкой + 100 составляет порядка 750 м3/ч На отдельных месторождениях (Илловайское, участок 3 Тамбовской об- ласти) в случае разработки известняков в пойме приток воды в выра- ботки ожидается до 500 м3/ч и больше Гидрогеологические и горнотехнические условия месторождений известняков в большинстве случаев позволяют вести разработке ме- сторождений открытым способом—карьерами с отработкой уступами от реки в сторону водоразделов и сбросом воды самотеком На отдель- ных месторождениях (Студеновский карьер, рис 86) требуется уста- новка мощных водопонизительных агрегатов При оборудовании от- стойников необходимо учитывать ливневые осадки, за счет которых водоприток может достигать (например, на Студеновском карьере) 100 тыс м3/сутки Однако реальной угрозы ливневые осадки обычно не представляют в связи с сильной проницаемостью пород в дне карьера Трепел Месторождения трепела связаны с отложениями верх- него отдела меловой системы Известны они преимущественно в Брянской, Курской, Воронежской и Белгородской областях Гидрогео- логические условия месторождений трепела и мела весьма сходны По характеру и степени обводненности они относятся преимущественно к I и реже ко II группам Глины (огнеупорные, тугоплавкие) Наиболее широко развиты на описываемой территории и имеют промышленное значение огнеупорные и тугоплавкие глины апт-неокома В Брянской области
406 РОЛЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ известны также отдельные месторождения, где используются бат-кел- ловейские огнеупорные и тугоплавкие глины. В Тамбовской области выявлены, а в ряде случаев и эксплуатируются неогеновые тугоплавкие глины. Тугоплавкие глины неогена залегают в виде отдельных прослоев или линз, переслаивающихся с песками. Мощность глинистых прослоев изменяется от 1,3 до 8,2 м. Покрывают их глины, суглинки и пески четвертичного возраста. Мощность вскрышных пород 1,2—13,5 м. По- лезная толща или безводна (I группа) или обводнена незначительно Рис 86 Схема дренажа елецкого водоносного горизонта на Ст;, деновском месторождении флюсовых известняков (по материа- лам Липецкой экспедиции ГУЦР) / — покровные суглинки, 2 — песчаио глинистые отложения; 3 — глины; 4 — известняки флюсовые 5 — мергели, 6 — пески. 7 — зона открытого дре нала, 8 — зона подземного дренажа, 9—уровень грунтовых вод и его аб солютная отметка {П группа). Отдельные месторождения относятся к III группе по об- водненности. Так, на Мордовском месторождении, расположенном на левом склоне долины р. Битюга, самая нижняя часть полезной толщи глин находится ниже хреза реки, но основная часть толщи сдрени- ровава. Месторождения огнеупорных и тугоплавких глин апт-неокомского возраста известны в Брянской, Орловской, Липецкой, Воронежской, Белгородской и Курской областях. Наиболее крупное из них Латнен- ское (Воронежская область). Мощность полезной толщи изменяется здесь от 0,6 до 15,4 м, средняя мощность равна 4,8—6 м. Вскрыша часто представлена песчано-глинистыми отложениями четвертичного возраста мощностью от 1,4 до 30 м. В Курской и Воронежской обла- стях промышленные апт-неокомские глины перекрываются четвертич- ными, неогеновыми (Воронежская область) и меловыми отложениями мощностью до 20 м, а иногда и больше. Глины в большинстве случаев используются местной промышленностью. По условиям обводненности месторождения относятся ко II, III, а иногда и к IV группам. Обводняются месторождения тугоплавких и огнеупорных глин главным образом сепоман-альбским водоносным горизонтом. Часто насыщенные водой мелко- и тонкозернистые пески приобретают харак- тер плывунов и значительно осложняют разработку месторождений. В меньшей степени месторождения обводняются за счет верховодки. В аналогичных гидрогеологических условиях находятся и место- рождения келловейских глин, эксплуатирующиеся главным образом
ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ МЕСТОРОЖДЕНИИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ 407 в Брянской области для нужд цементной промышленности. Мощность глин достигает здесь 45 м. Большую опасность для разработки месторождений в пределах Брянской области, где глины добываются совместно с девонскими из- вестняками, имеют напорные воды последних. Так, на Березинском участке Брянского месторождения, расположенного в междуречье Бол- fcbi и Березники, где 40 м полезной толщи юрских глин находятся ниже уреза р. Болвы (IV группа): для изоляции карьера от девонских на- порных вод рекомендуется оставлять в подошве карьера целики глин мощностью 25 м. Водопритоки в карьер здесь достигают 150 м3/ч. На участках Старом и Новом, где полезная толща полностью находится ниже уреза реки, эксплуатация прекращена. Притоки воды в выра- ботки здесь достигали 280 м3]ч. Глины и суглинки. Месторождения глин и суглинков четвер- тичного возраста, пригодных для цементной промышленности, разведа- ны лишь в Курской (Пушкарское и Русско-Конопельское), Орловской (Залегощенское и Крутой Верх) и в Белгородской (Чернополянское) областях. Все они расположены на склонах долин и оврагов, отно- сятся к I или ко II группам по обводненности. В основном обводняют выработки воды четвертичных отложений, но водопритоки незначи- тельные. Осложняют разработку паводковые воды. При правильном расположении дренажных траншей подземные воды будут сами сбра- сываться в реки и овраги. Месторождения легкоплавких глин и суглинков, используемые промышленностью, приурочены преимущественно к четвертичным об- разованиям, лишь незначительное число месторождений представлено отложениями неогена, палеогена и нижнего мела. Легкоплавкие гли- ны развиты почти повсеместно как на водораздельных пространствах, так и на речных террасах. Мощность глин изменяется от 0,3 до 20 м. Мощность вскрышных пород колеблется от 0,2 до 5 м. Большинство месторождений относится к I, реже ко II группам по обводненности. В пределах речных долин месторождения легкоплавких глин могут быть отнесены к III группе. Но во всех случаях подошва полезной толщи находится выше уреза рек, поэтому месторождения могут быть дренированы речной сетью. Глины и суглинки, залегающие ниже уровня подземных вод и глубже вреза местной гидрографической сети, практически не исполь- зуются. Месторождения легкоплавких глин в основном обводняют четвер- тичные водоносные горизонты, в большинстве случаев связанные с ал- лювиальными отложениями. Водопритоки незначительные, но высачи- ванпе воды может привести к деформации бортов карьеров. На отдель- ных участках месторождений встречаются обводненные песчаные линзы, что требует оставления целиков. Значительно осложняют разработ- ку дождевые и паводковые воды, иногда напорные воды нижних гори- зонтов. В этих случаях необходимо предусматривать ограждение карье- ров нагорными канавами, водоотлив и на опасных участках оставление целиков. Пески и гравий. Наиболее древними отложениями, к которым приурочены разведанные и эксплуатируемые месторождения песков, на данной территории являются юрские (бат-келловейские). Ряд место- рождений песков близ г. Орла (Казначеевское, Верхне-Щекотихинское и др.) используется Орловским заводом силикатного кирпича. Песча- ная толща перекрывается здесь четвертичными суглинками мощностью 0,2—19,0 м, которые также используются силикатной промышлен- ностью. Средняя мощность продуктивной толщи около 10 м. Пески в
РОЛЬ ПОДЗЕМНЫХ вод в нлродном ХОЗЯЙСТВЕ Рис 87 Схематическая карта месторождений полезных ископаемых с характеристикой их обводненности Сосгавитн В А Ни Кольская, Б И Смирнов и 3 М Ща трина 1— полезная толща частично выше уровня подземных вод (II группа по обводненности). 2 — полезная толща ниже уровня подземных вод, но вы ше хреза вод поверхностных водотоков <111 группа по обзо(ценности), 3 полезная толща ниже уреза поверхностных водотоков {IV группа по об водненности) 4 - границ! КМА. 5 - граница Липецкого железорудного месторождения Месторождения 6 — фосфоритов 7 — известняков 8 ме ла н меловою мергеля 9 [лип огнеупорных н тугоплавких, 10—i лин легкой гавких // — песков строительных и баластных (в том числе сили катных), 12— песков формовочных, 13 — песков стекольных 14 — модно никелевых р>д, /5 — гранитов Любой вид полезного ископаемого, залегающею выше уровня подземных вод (1 группа обводненное!п) - без кружка
ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ МЕСТОРОЖДЕНИИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ 409 основном не обводнены. Спорадически встреченные об- водненные линзы дренируются или могут быть дрени- рованы овражно-балочной сетью. Из отложений меловой системы наиболее широко применяются в промышленности аптские, реже альбские и сеноманские пески и песчаники. В большинстве слу- чаев они используются в качестве строительного и фор- мовочного сырья. Выявлен ряд месторождений альб-апт- ских песков, пригодных для стекольной промышлен- ности. Гидрогеологические условия месторождений песков мелового возраста в основном благоприятны для разра- ботки (I, редко II группы по обводненности) Но име- ются месторождения, как, например, в Воронежской об- ласти месторождение строительных песков Стремица 2, где водопритоки в выработки (шурфы) достигали 22 м3/ч. Однако водоносный горизонт здесь имеет мно- гочисленные выходы на поверхность вдоль склона до- лины, и полезная толща может быть осушена дренаж- ными канавами, проложенными перпендикулярно скло- ну долины. Касторнинское месторождение стекольных песков в Курской области из-за сильной обводненности не представляет интереса для промышленности. Пески полтавских слоев разведаны и эксплхати- руются лишь на одном Новозыбковском месторождении в Брянской области. Используются в качестве формо- вочного сырья. Средняя мощность вскрыши здесь 3,6 м. Мощность песков 1,2—13,0 м. Водоносный горизонт приурочен к низам полезной толщи (II группа). В пре- делах Воронежской области выявлен ряд месторожде- ний полтавских песков, пригодных к использованию в стекольной промышленности. Месторождения не обвод- нены (I группа). Отдельные месторождения строительных песков приурочены к харьковским (Глубочинское в Брянской области), киевским и бучагским (Ясеневское и Подъем- ный Лог в Воронежской области) и неогеновым (Там- бовская область) отложениям. Месторождения не раз- веданы, благоприятны для разработки (I группа). Наибольшее число месторождений песка и гравия приурочено к четвертичным отложениям — аллювиаль- ным пескам первой, второй и третьей надпойменных террас рек Оки, Сейма, Десны и др. и русловому аллю- вию. Отдельные месторождения песков используются в качестве стекольного сырья — Козловское (пески первой и второй террас р. Ветьмы) и Снежеготьское (пески второй и третьей террас р. Десны) месторождения, эксплуатирующиеся Бытошевским и Брянским стеколь- ными заводами. Месторождения относятся ко II группе по обводненности. Козловское месторождение эксплуа- тируется гидромеханическим способом. На остальных месторождениях пески используются как формовочное и строительное сырье. Основные месторождения различ- ных видов полезных ископаемых и степень их обвод- ненности показаны на рис. 87.
ГЛАВА XV ВЛИЯНИЕ НА РЕЖИМ ГРУНТОВЫХ ВОД НЕКОТОРЫХ МЕЛИОРАТИВНЫХ МЕРОПРИЯТИЙ Широкая мелиорация земель имеет большое значение для сельско- го хозяйства описываемой территории. Необходимость ее проведения и условия осуществления рассматриваются в главе XIX. Ниже описаны два вида мелиоративных мероприятий — искусственное лесонасажде- ние и строительство малонапорных плотин — с точки зрения их влияния на режим грунтовых вод на основе результатов многолетних наблюде- ний в районе Каменной Степи. РОЛЬ ЛЕСНЫХ ПОЛОС В ФОРМИРОВАНИИ РЕЖИМА ГРУНТОВЫХ ВОД Лесные полосы имеют широкое распространение на территории центрально-черноземных областей. Комплексное изучение их влияния на режим грунтовых вод в Каменной Степи проводится с 1892 г., что по- зволяет сделать ряд обобщений и выводов практического значения Относительно влияния леса на грунтовые воды мнения исследова- телей расходятся. Одни считают, что лес понижает уровень грунтовых вод (Отоцкий, Высоцкий и др), другие находят, что лес способствует накоплению запасов грунтовых вод (Лабунский, 1948; Басов, 1948 и др.), а третьи полагают, что влияние леса может быть различным и его необходимо рассматривать в зависимости от конкретных физико-гео- графических условий. Так, по мнению Л. С. Берга, там где влаги мало, как например, в степях и частично в лесостепи, лес, по-видимому, вы- сушивает грунты, а там где ее много, как, например в лесной зоне, обычно иссушающего действия не наблюдается. По мнению JI. С. Кузи- на (1949), «леса слишком различны по .характеру и окружающей их среде, чтобы везде во всех случаях давать одинаковые показатели сте- пени их влияния на грунтовые воды». Изучением влияния леса (и в меньшей степени лесных полос) на уровень грунтовых вод занимаются главным образом лесоводы и гидрометеорологи, но лишь в пределах решения вопросов лесоразведе- ния, лесомелиорации и др. Вместе с тем в последнее десятилетие на- коплен большой материал наблюдений за режимом грунтовых вод в ус- ловиях влияния лесных полос в Каменной Степи, в Южном Заволжье, на Ергеиях, на Северном Кавказе и на севере Украины. В табл. 36 приведены данные за период с 1952 по 1961 г., харак- теризующие влияние облесенности водосборов Каменной Степи ца фор- мирование снежного покрова, поверхностного стока и инфильтрацию. Приведенные в табл. 36 данные показывают, что лесные полосы способствуют накоплению снега, запасы которого на облесенных участ- ках в 1,5—2 раза больше, чем на безлесных площадях. Под влиянием
ВЛИЯНИЕ HI РЕЖИМ ГРУНТОВЫХ ВОД МЕЛИОРАТИВНЫХ МЕРОПРИЯТИИ 411 Таблица 36 Зависимость снежного покрова и стока от степени облесенности водосборов Каменной Степи Облесенность водосборов, % Запасы воды в снеге, мм Средний ко- эффициент стока, % Слой весен него стока, мм Средняя го довая инфиль- трация, мм Пределы значений Среднее Менее 2 37 37 0,52 41—55 39 2—4 52,0—59,6 55,3 0,44 15—37 48 4—9 71,2—78,4 73,4 66 9—12 73,0—89,4 81,2 и,2У 69 12—15 89,2—89,4 89,3 0,21 5 72 15—25 89,2 89,2 0,16 5—16 74 лесных полос происходит также существенное уменьшение поверхност- ного стока и увеличение инфильтрации. Таким образом, облесение ба- лок способствует переводу большей части поверхностного стока в под- земный сток, что приводит в конечном итоге к увеличению общих ресур- сов подземных вод. Кроме того, лесные полосы, выполняя роль ветроло- мов, способствуют более равномерному распределению снега в межпо- лосных полях. В результате этого при таянии снега весной влажность почв увеличивается, что благоприятно сказывается на урожайности сельскохозяйственных культур. Для рассмотрения влияния лесных полос на уровень грунтовых вод выбраны 1957, 1958 и 1961 гг., различные по количеству атмосферных осадков и температуре воздуха. В 1961 г., когда годовое количество осадков было близко к многолетней норме, сумма зимних осадков мень- ше, а средняя годовая температура больше многолетней нормы, отме- чались почти повсеместное превышение величин летнего снижения уровня грунтовых вод над весенним его повышением и отрицательный общий годовой баланс грунтовых вод. Только на небольших полянах, со всех сторон окруженных лесными полосами, летнее снижение уровня было меньше его весеннего подъема, и, таким образом, за год пополне- ние запасов грунтовых вод здесь превосходило их расходование. В 1957 г. выпало наименьшее количество осадков за весь период наблюдений (290 мм), однако сумма зимних осадков была больше мно- голетней нормы и почти в 3 раза больше, чем в 1961 г. Большие запасы воды в снеге повсеместно вызвали в Каменной Степи значительное ве- сеннее повышение уровня, которое было больше, чем в 1961 г. Тем не менее незначительное количество летних осадков и высокая температура воздуха (среднегодовая на 2° превышала норму) вызвали большое сни- жение уровня грунтовых вод, величина которого на многих участках была больше весеннего повышения. Только на полянах небольших раз- меров, со всех сторон окруженных лесными полосами, летнее снижение уровня было равно весеннему Повышению или даже меньше его. Таким образом, на этих участках и в 1957 г. сказалась положительная роль лесных полос, благоприятствующих питанию грунтовых вод за счет накопившихся за зиму атмосферных осадков. Запасы воды в снеге в 1957 г. в лесной полосе 109 составляли 215 мм, а на поляне они изменялись (по мере продвижения вниз по склону от лесной полосы) от 50 до 30 мм. В соответствии с этим на поляне величина весеннего повышения уровня грунтовых вод постепен- но убывала вниз по склону. На расстоянии 75 м от лесной полосы она составляла половину величины повышения уровня, наблюдавшегося в лесополосах, в 150 м — одну четверть и в 250 м — только одну седьмую
412 РОЛЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В НАРОДНОМ хозяйстве часть. Кроме того, на поляне повышение уровня происходило более плавно ц. максимум наступал в более поздние сроки, чем в лесной полосе В 19§8 г суммы осадков за год и за зимний период были больше многолетней нормы, что создавало хорошие условия Для накопления значительных запасов воды в снеге как в лесных полосах, так и на защищенных посадками полянах. Благодаря этому повсеместно величи- на весеннего повышения уровня грунтовых вод была больше последую- щего снижения Таким образом, лесные полосы накапливают запасы грунтовых вод при годовых и зимних атмосферных осадках, превышающих многолет- нюю норму или равную ей, что создает хорошие условия для накопле- ния влаги также на полянах и в степи Однако в годы с малым количеством атмосферных осадков и высо- кой температурой воздуха даже при сумме зимних осадков больше мно- голетней нормы весеннее повышение уровня грунтовых вод сменяется большим его понижением в летнее и осеннее время В такие годы уси- ленная транспирация влаги растительностью при слабом ее восполне- нии за счет атмосферных осадков приводит к понижению уровня грун- товых вод не только в лесопосадках, но и на расположенных вблизи полянах. Таким образом, в засушливые годы лесные полосы не всегда способствуют сохранению запасов грунтовых вод, а могут усиливать их расходование В 1955 г. в Каменной Степи было организовано сравнительное изу- чение баланса грунтовых вод в лесных полосах, на полянах и в степи При выборе балансовых участков учитывались рельеф местности, гео логическое строение, гидрогеологические условия и другие особен- ности Расчет баланса грунтовых вод проводился по уравнению Г. Н. Ка- менского в конечных разностях, уточненному А. В. Лебедевым (1963). Здесь мы рассмотрим результаты исследований на трех характерных участках 1) в леснои полосе. 2) на поляне между лесными полосами п 3) в степи. На всех участках грунтовые воды приурочены к покров- ным суглинкам и залегают на глубине 5—6 м от поверхности земли. По этим участкам использованы данные за три года, в течение которых уровень грунтовых вод, следуя многолетним циклическим колебаниям, последовательно понижался (1955 г.), находился в минимальном поло- жении (1956 г.) и повышался (1957 г.). Это сделано из расчета полу- чить сравнительные данные, которые бы не отражали односторонней направленности (повышение или понижение уровня) изменения режима грунтовых вод, во избежание ошибочных выводов о прогрессирующем повышении или понижении уровня грунтовых вод под влиянием лесона- саждении. Результаты балансовых расчетов и некоторые исходные данные по балансовым участкам приведены в табл. 37. Небольшие различия в величинах боковых притока и оттока грун- товых вод зависят главным образом от разного положения балансо- вых участков относительно общего направления подземного потока и в наших выводах могут не учитываться Наиболее характерны получен- ные расчетом величины инфильтрации и испарения; они наибольшие в леснои полосе и наименьшие в степи. Во всех случаях инфильтрация превосходит испарение, причем особенно существенно (почти в 3 раза) на поляне Таким образом, положительная роль лесных полос в нако- плении запасов грунтовых вод состоит прежде всего в том, что благода- ря их влиянию на полянах между лесопосадками происходит усиленное
ВЛИЯНИЕ НА РЕЖИМ ГРУНТОВЫХ ВОД МЕЛИОРАТИВНЫХ МЕРОПРИЯТИИ 413 Таблица 37 Средние балансовые показатели грунтовых вод в Каменной Степи за 1955, 1956 и 1957 гг. Показатели Лесная полоса Поляна Степь Атмосферные осадки, мм 381 381 381 Температура воздуха, С 5,8 5,8 5,8 Средний годовой уровень грунтовых вод, м . 5,95 5,23 6,44 Запас воды в снеге, мм 120 63 51 Боковой приток, мм 5,3 8,6 1,4 Боковой отток, мм 4,0 32,4 0,4 Инфильтрация, мм 164,0 109,4 58,4 Испарение, мм 133,9 39,4 34,6 Баланс воды, мм +24,6 +56,9 +37,6 питание грунтовых вод за счет инфильтрации. В самих лесных полосах наряду с большой инфильтрацией происходят усиленные испарения и транспирация, которые в лесопосадках при одинаковой мощности зо- ны аэрации в 3—4 раза больше, чем на полянах и в степи. В табл. 38 приведены основные характеристики режима грунтовых вод, полученные осреднением данных по 110 наблюдательным скважи- нам за период с 1954 по 1958 г. Анализ данных показывает, что боль- ше всего снега в зимнее время накапливается в молодых лесных поло- сах (возраст посадок до 20 лет) так как они расположены по пери- ферии Каменной Степп и сюда ветром сносится снег с окружающих Таблица 38 Основные показатели режима грунтовых вод в Каменной Степи Участки наблюдения Количество скважин ая глубина зале- эсного горизон- В числителе—средняя мощ- ность снежного покрова, м, в знаменателе—запас влаги в снеге, мм Средняя величина повыше- ния уровня, м ь повышения 52 г., Средняя величина понижения уровня, м тенснвность понижения овня за 1952 г., см (сутки Средняя годовая амплитуда । уровня, .4 и о X са X и X ф X S уровня за 19 см / сутки о ЕС о ф X ЕХ ф и X с ЕС С Й £=* X - а со р. Лесные полосы: в возрасте 45—70 лет . . . в возрасте до 20 лет . . . 42 26 5 4 0 48 0,54 171 0,83 294 0,21 1,65 1,71 2,43 1,65 1,46 0 99 2,08 1,92 Поляна среди лесных полос . . 38 4 47 72 1,14 ,47 1,02 0 56 1,44 Степь 4 6 56 0,13 37 0,44 1 ,20 0,44 0 31 0,70 полей. Повышение уровня грунтовых вод (см. табл. 38) находится в прямой зависимости от запасов воды и снега и достигает наибольшей величины на участках лесных полос. На полянах средняя величина по- вышения уровня на 0,5 я меньше, чем в лесных полосах, но также значительна. Наименьшее повышение уровня наблюдается весной на не-
414 РОЛЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ облесенных, степных участках, где оно на 1,2—1,3 м меньше, чем в лес- ных полосах. Величины летне-осеннего снижения уровня наибольшие в старых лесных полосах и наименьшие — на необлесенных участках. В среднем они равны величинам весеннего повышения уровня, за исключением участков молодых лесных полос, где снижение уровня в среднем на 0,3 м меньше предшествующего повышения, что указывает на накопле- ние здесь запасов грунтовых вод. Данные о средней интенсивности весеннего повышения и летнего снижения уровня грунтовых вод (см. табл. 38) свидетельствуют о том, что под влиянием лесных полос происходит более интенсивный водо- обмен. Это подтверждается и данными о средних годовых амплитудах изменения уровня, которые в степи почти в 3 раза меньше, чем на ле- сопосадках. Уровень грунтовых вод в Каменной Степи, как было показано выше, испытывает многолетние циклические колебания, связанные с изменени- ями солнечной активности и атмосферных процессов. Сравнение дан- ных о минимальных и максимальных уровнях грунтовых вод, приве- денных в табл. 39, показывает постоянство многолетних минимумов уровня за весь период наблюдений и цикличность колебаний макси- мальных уровней, хорошо увязывающихся с общей тенденцией в изме- нениях многих природных процессов. Таблица 39 Минимальные и максимальные уровни грунтовых вод в Каменной Степи Минимальные уровни грунтовых вод Максимальные уровни грунтовых вод Годы Глубина, м Изменения от- носительно ypoi ня в 1892 г. Годы Глубина, м Изменения от- носительио уровня в 1897 г 1892 7,91 1897 5,62 1925 8,03 —0,12 1919 4,42 J-1,20 +0,52 1939 8,19 —0,28 1929 5,10 1957 7,90 +0,01 1942 4,45 + 1,17 Таким образом, каких-либо точных выводов о повышении уровня грунтовых вод под влиянием лесных полос в Каменной Степи сделать пока не удается. Вместе с тем выше была показана бесспорная поло- жительная роль лесных полос в улучшении общего водного баланса местности, регулировании (интенсификации) режима грунтовых вод и, вероятно, в увеличении их запасов. ВЛИЯНИЕ МАЛЫХ ИСКУССТВЕННЫХ ВОДОЕМОВ НА РЕЖИМ ГРУНТОВЫХ ВОД На рассматриваемой территории с давних пор сооружались искус- ственные водоемы для сбора паводковых вод и их использования в засушливое время года. По данным И. П. Сухарева и Е. М. Сухаревой (1957), общее число таких водоемов в Центрально-черноземной полосе превышает 3 000. Особенно интенсивно строительство малонапорных плотин велось в период с 1948 по 1955 г. Основные материалы по изу- чению поверхностного стока, его регулированию, влиянию облесенности водосборов на поверхностный сток, режиму прудов и их практическому значению для сельского хозяйства собраны в работах Г. Ф. Басова и
ВЛИЯНИЕ Н\ РЕЖИМ ГРУНТОВЫХ ВОД МЕЛИОРАТИВНЫХ МЕРОПРИЯТИИ 415 М.. Н Грищенко (1963) и И. П. Сухарева и Е. М. Сухаревой (1957) Режим подземных вод в зонах влияния искусственных водоемов формируется под воздействием подпора или фильтрации из водохра- нилищ, что зависит от проницаемости грунтов в чаше водохранилища и от режима аккумулируемого поверхностного стока. Режим грунтовых вод в зоне влияния прудов, сооруженных на слабо водопроницаемых породах, которые, однако, не препятствуют формированию общего уровня поверхностных и грунтовых вод, харак- терен для ряда малых водоемов Каменной Степи, где первый от по верхности земли водоносный горизонт приурочен к покровным суглин- кам Здесь на режим грунтовых вод помимо прудов оказывают влияние лесные полосы, в зимний период накапливающие значительное количе- ство снега, за счет таяния которого весной происходит усиленное пи тан1)е как прудов, так и непосредственно грунтовых вод. Благодаря этому создается специфический режим, характеризующийся наличием вокруг прудов зоны повышенного уровня грунтовых вод Ширина этой зоны не превышает 80—100 м, а колебание уровня грунтовых вод вблизи водоемов достигает 2 м Пруды и водоемы на территории Центрально-черноземной полосы сооружались в самых разнообразных геологических и гидрогеологиче- ских условиях, часто неблагоприятных по предварительным оценкам Такие неблагоприятные условия характерны для Гаврильского и Доку- чаевского водохранилищ, которые сооружены в связи с этим как опыт- ные Однако после строительства водохранилищ прошло более 10 лет, а вода в них хорошо удерживается и используется для орошения Гаврильское водохранилище (Павловский район Воронежской об- ласти), на котором наблюдения начаты до сооружения плотины, слу- жит примером водоема на водопроницаемых породах. Чаша водохра- нилища образована трещиноватым мелом, покрытым маломощными четвертичными отложениями. Объем водохранилища достигает 6 млн лР До его сооружения в период 1952—1954 гг. здесь наблюдалось общее многолетнее снижение уровня грунтовых вод. При заполнении водохра- нилища в 1955 г. начался резкий подъем уровня в скважинах, распо- ложенных в зоне его влияния. Вниз по потоку грунтовых вод влияние водохранилища распространилось до 800 м, а вверх — всего на 500 м, п подъем уровня был меньшим Со стороны левого борта поток грун- товых вод направлен в сторону водохранилища, а через его правый борт происходит постоянная фильтрация в сторону р. Осереди Для уменошения утечки воды трещиноватые мергельно-меловые породы пра- вого борта водохранилища при строительстве были закрыты глинистым экраном Докучаевское водохранилище сооружено в балке Таловой (Камен- ная Степь), врезанной в коренные отложения, представленные трещи- новатым мелом туронского яруса и сеноман-альбскими песками Скло ны балки покрыты маломощным (до 2—3 м) чехлом делювиальных суглинков, а аллювиальные отложения на дне балки достигают мощ- ности 7—8 м и более Объем водохранилища около 3 млн м3 Постоян- ный водоток в балке отсутствует Уровень воды в водохранилище во все времена года находится выше уровня грунтовых вод, и происходит круглогодичная фильтрация из водохранилища. Колебания уровня грунтовых вод под влиянием изменений уровня водохранилища происходят более резко, чем на других участках Зона влияния водохранилища имеет ширину 250—300 м. В табл. 40 и 41 приведены данные о фильтрационных потерях из Гаврильского и Докучаевского водохранилищ. Результаты расчетов
Потери на фильтрацию из Гаврил некого водохранилищ! Таблица 40 Рас- четный год Потери на фильтрацию, м3!год Суммарные потери, л<3/< од Потери на фильтра- цию в % от объема водохра- нилища расчетное снижение уровня, м Приток подземных иод через левый борт, и31год Повыше- ние ур°н ия за счет притока подземных вод, м Годовая сумма осадков, м м Испарение с водной поверхнос ТИ, мм Расчетное снижение уровня с учетом притока подземных вод, осад ков и испа- рения, м Фактичсс кое сни жение уровнях м Разность между фактнчес ким и рас- четным снижением уровня, м через правый берег в обход плеч плотины под тело плотины 1955 33 288 490 560 419 750 943 598 15,7 1,72 124 830 0,23 450 750 1,79 2,09 ДО, 30 1956 27 740 413 910 346 750 788 400 13,1 1,43 27 740 0,50 452 650 К 53 1,98 + о 45 1957 34 675 514 650 438 000 987 325 16,5 1,79 —, 0,13 282 694 2'19 2,85 4-0,16 1958 36 062 532 900 456 250 1025 212 17,1 1,86 13 870 0,25 628 580 1 ,79 1,76 —0,03 1959 34 675 543 350 456 250 1034 775 17,2 1,88 13 870 0,25 382 792 2,27 К97 —0 30 1960 31 755 465 740 401 500 898 995 15,0 1,63 41 610 0,76 400 731 К 88 2 26 4-0 40 1961 34 188 492 750 419 750 946 688 15,8 1,72 55 480 1,00 440 683 1,75 2 21 4-0 46 1962 31 755 475 960 406 975 914 690 15,2 1,66 55 480 1,00 469 699 1J2 2 01 4-0,29 1963 38 690 567 940 483 625 1090 255 18,2 1,98 69 350 1,26 437 836 2,25 3,16 4-0,90 Таблица 41 Потери на фильтрацию из Докучаевского водохранилища Рас четный год Потерн на фильтрацию в левый борт, м^/год Расход воды на орошение, л*/<. од Потерн на фильтрацию в обход плеч ПЛОТИНЫ, м3]год Потери на фильтрацию под тело пло- тины, м*1еод Суммарные потерн, м31год Потерн на фильтра- цию в ле- вый борт в % от объе ма водо- хранилища Расчетное снижение уровня, м Годовая сумма осадков, м м Испарение с водной поверхнос ти, мм Расчетное снижение уров- ня с учетом осадков и ис- парения, м Фактическое снижение уровня, м Разность меж- ду фактнче ским н расчет ным сниже- нием урония, м 1955 219 000 .— 106 562 328 500 654 072 21,8 0,73 450 750 1,03 1956 200 750 -— 97 236 304 410 602 396 20,1 0,67 452 650 0*87 1,17 4-о,зо 1957 200 750 — 88 806 281 020 570 576 19,02 0,63 282 694 1,05 1,26 4 о'21 1958 182 500 — 86 578 274 655 543 733 18,12 0,60 627 580 0,56 0,55 —0,01 1959 182 500 •— 90 520 284 700 577 720 18,6 0,62 382 792 1,03 1960 208 750 •— 88 806 281 020 570 576 19,02 0,63 400 731 0,96 1,18 4-0,22 1961 182 500 260 800 90 520 284 700 800 270 26,67 0,89 440 683 1,13 1,03 —0Д0 1962 182 500 319 200 86 820 274 655 863 175 28,77 0,96 469 699 1 jl9 1,32 4-0,13 1963 200 750 732 400 90 520 — — — — 437 836 1'89 1,75 —0,14
ВЛИЯНИЕ НА РЕЖИМ ГРУНТОВЫХ ВОД МЕЛИОРАТИВНЫХ МЕРОПРИЯТИИ 417 показывают, что годовые потери воды на фильтрацию из водохранилищ не превышают 20—30% их объема. Наибольшие потери (до 96% об- щих за год) воды из Гаврильского водохранилища происходят под пло- тину и в обход ее плеч. Потери воды в правый борт водохранилища так же, как и приток грунтовых вод со стороны левого берега, незначитель- ны. Расчетные величины годового снижения уровня воды в водохрани- лищах отличаются от фактических, что объясняется недостаточным уче- том расхода воды на орошение. В целом же сходимость расчетных и фактических данных вполне удовлетворительна. Проведенные расчеты и фактические наблюдения за 10 лет свиде- тельствуют о том, что в пределах Центрально-черноземной полосы и даже в неблагоприятных геологических условиях возможно сооружение малонапорных водохранилищ, воду из которых с успехом можно ис- пользовать для орошения и других хозяйственных нужд.
ГЛАВА XVI ОХРАНА ПОДЗЕМНЫХ ВОД Административные области, входящие в состав рассматриваемого региона, относятся к числу развитых в промышленном отношении областей Европейской части СССР Широкое развитие промышленности и сельского хозяйства, непре- рывный рост городов и поселков, их благоустройство вызывают зна- чительное увеличение отбора подземных вод для водоснабжения. В от- дельных случаях чрезмерный водоотбор определяет начавшееся исто- щение подземных вод. Перечисленные данные показывают, какое серьезное значение имеют вопросы охраны подземных вод на рассмат- риваемой территории. Следует отметить, что загрязнение подземных вод может происхо- дить как при их эксплуатации, так и в ненарушенных эксплуатацией условиях. В первом случае оно отчетливо проявляется в изменении со- става откачиваемой воды, во втором обнаружить загрязнение подзем- ных вод более затруднительно, для чего необходимы специальные нс следования. При рассмотрении вопросов охраны подземных вод от загрязнения следует различать химическое и бактериальное загрязнения подземных вод Бактериальное загрязнение является легкоустранимым и для круп- ного централизованного водоснабжения, когда вода подвергается хло- рированию или другим видам обеззараживания, существенной опас- ности не представляет Кроме того, бактериальное загрязнение само по себе быстро исчезает из подземных вод, если ликвидированы источ- ники загрязнения или пути проникновения бактериально загрязненных растворов к подземным водам Связано это с тем, что срок жизнедея- тельности болезнетворных микроорганизмов в условиях подземного по- тока очень ограничен и измеряется десятками суток Значительно более серьезным и трудноустранимым является хими- ческое загрязнение подземных вот В большом числе случаев процессы самоочищения химически загрязненных подземных вод протекают весьма медленно, и, попав в подземные воды, целый ряд химических соединений может оставаться в них неопределенно долгий срок Под химическим 3ai рязнениеи подземных вод понимается измене вне их состава и свойств, прямо или косвенно связанное с производст- венной деятельностью или бытовыми условиями населения, в резуто- тате которых воды стали непригодными для водоснабжения Химиче- ское загрязнение подземных вод выражается в появлении новых веществ искусственного происхождения или в увеличении содержания ранее имевшихся компонентов естественною химического состава Основным источником загрязнения подземных вод могут явиться сточные воды промышленных предприятий, поступающие в разного
ОХРАНА ПОДЗЕМНЫХ ВОД 419 рода пруды — отстойники, шламовые пруды, пруды-накопители и пру- ды-испарители, в хвостохранилища, золоотвалы и т. п. Фильтрация сточных вод через дно и стенки этих хранилищ может приводить к об- разованию очагов загрязнения грунтовых вод. Кроме того, источником загрязнения подземных вод в ряде случаев могут являться загрязнен- ные сточными водами поверхностные водоемы, гидравлически связан- ные с эксплуатируемыми водоносными горизонтами. Загрязнение вод может происходить из-за неисправности канализационной сети, отводя- щей сточные воды. Наконец, в ряде случаев сточные воды могут попа- дать в подземные воды непосредственно через поглощающие скважины, предназначенные для удаления промысловых, промышленных и быто- вых сточных вод. Значительная часть загрязняющих веществ (помимо сточных вод} может поступать в подземные воды с инфильтрующимися атмосферны- ми осадками, выпадающими на участках скопления твердых отходов, особенно химических производств, или на загрязненной территории про- мышленных предприятий в районе солеотвалов, участков хранения неф- тепродуктов, а также сырья и готовой продукции химических произ- водств. На участках хранения жидких нефтепродуктов загрязнение подзем- ных вод бывает связано с прямым проникновением этих веществ. Еще одним источником загрязнения пресных подземных вод служат минера- лизованные высоконапорные подземные воды нижележащих водонос- ных горизонтов. В процессе широкого и не всегда качественного разведоч- ного бурения на нефть, газ или другие полезные ископаемые в резуль- тате самоизлива соленых вод на дневную поверхность и последующей иг фильтрации к подземным водам или перелива их по стволу или за- трубному пространству скважин в вышележащие горизонты также про- исходит загрязнение пресных подземных вод. Наконец, загрязнение подземных вод может происходить и без притока загрязняющих веществ извне. Такое загрязнение отмечалось в районах некоторых рудных месторождений, разрабатываемых с во- допонижением и в районах некоторых водозаборов, где имело место значительное осушение водоносного горизонта. При подъеме уровня подземных вод, связанном с разного рода перерывами в работе водопонизительных систем или водозаборов, про- исходит растворение подземными водами легкорастворимых соедине- ний, образовавшихся в ранее осушенной зоне. Эти легкорастворимые соединения могут попасть в подземные воды и без подъема уровня, с инфильтрующимися атмосферными осадками. В подавляющем большинстве случаев загрязняющие вещества попадают в подземные воды в виде водных растворов, поэтому водо- носные горизонты, перекрытые водоупорными породами, естественно, лучше защищены от проникновения к ним загрязняющих веществ. В наименее благоприятных условиях в отношении загрязнения на- ходятся грунтовые воды. Загрязняющие вещества могут попадать в них многими путями, чаще в результате инфильтрации загрязненных рас- творов через зону аэрации. Также часто грунтовые воды загрязняются через горные выработки: поглощающие скважины, колодцы, карьеры, дефектные разведочные и эксплуатационные скважины и др. В ряде случаев загрязнение связано с подсасыванием водозабором поверх постных вод. В артезианские воды загрязняющие вещества практически могут попасть в сколько-нибудь значительных количествах только двумя пу- тями: 1) по скважинам — через затрубное пространство разного рода
420 РОЛЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ дефектных скважин и через ствол поглощающих скважин; 2) через гидрогеологические «окна» в кровле водоносного горизонта, когда за- легающий выше водоносный горизонт сам является источником загряз- нения. Основными показателями защищенности водоносных горизонтов от загрязнения являются наличие водоупорных слоев в их кровле и вы- держанность этих водоупоров. Вследствие многообразия гидрогеоло- гических условий описываемого района, большого числа водоносных горизонтов и различного их практического значения рассмотрим усло- вия защищенности только основных эксплуатируемых водоносных гори- зонтов: верхнедевонских, сеноман-альбского, маастрихт-туронского и четвертично-неогенового. При этом области распространения основных водоносных горизонтов даются в соответствии с принятым райониро- ванием. В северной части территории основной водоносный комплекс — верхнедевонский (район I) защищен по-разному. В пределах Брянской и в западной части Орловской области комплекс надежно перекрыт выдержанной толщей юрских глин. К востоку от долготы г. Орла (Орловская и Липецкая области) верхнедевонский комплекс практи- чески не защищен. Лишь местами на водораздельных участках он перекрыт песчано-глинистой толщей апт-неокомских и юрских осадков и моренными суглинками (последние имеют развитие в восточной по- ловине Липецкой области). Сравнительно надежно защищен юрскими глинами и апт-неоком- ской песчано-глинистой толщей верхнедевонский водоносный горизонт почти повсеместно в пределах Тамбовской области, где он является вторым от поверхности основным водоносным комплексом (район (VI). Лишь на юго-западном участке, южнее г. Тамбова, перекрывающая толща глин отсутствует. Сеноман-альбский — первый от поверхности основной водоносный горизонт в этом районе практически не защищен. Лишь на водораз- дельных участках он перекрыт местами моренными суглинками. В пределах районов II и III, протягивающихся полосой с северо- запада на юго-восток, через весь описываемый регион с юго-западного края Орловской области через всю Курскую область (за исключением крайней западной ее части) и частично через северо-восточную и вос- точную части Белгородской области, а также через западную часть (почти до долготы г. Воронежа) и юг центральной части Воронежской области этот водоносный горизонт также почти не защищен. Лишь в пределах Воронежской и Белгородской областей на водораздельных территориях он перекрыт глинами киевских слоев. Мергельно-меловой маастрихт-туронский водоносный горизонт, являющийся первым от поверхности основным водоносным горизонтом в пределах IV района, охватывающего Брянскую (без северо-западной части), Курскую (западная часть), Белгородскую (за исключением юго-западной, северо-восточной и периферической восточной части) и Воронежскую (юго-западная часть) области, почти повсюду не имеет водоупорной кровли. Только в южной части Белгородской области он перекрыт глинами киевских слоев. В юго-западной части этого района первый от поверхности основ- ной водоносный горизонт — палеогеновый также не имеет защитной водоупорной кровли. Второй от поверхности основной водоносный гори- зонт— сеноман-альбский — в пределах почти всего IV района надежно защищен монолитной толщей мергельно-меловых отложений сантон- ского водоупора.
ОХРАНА ПОДЗЕМНЫХ ВОД 421 Не имеет защитной водоупорной кровли и основной водоносный комплекс—четвертично-неогеновый—в пределах V района, охватыва- ющего половину Воронежской, юго-восточную часть Липецкой и юго- западную часть Тамбовской областей. Таким образом, почти на всей территории описываемого региона, за исключением северо-западной его части (Брянская область и запад- ная часть Орловской области), залегающие первыми от поверхности основные водоносные горизонты не защищены в естественных условиях от проникновения загрязненных растворов. Только на водораздельных территориях местами они имеют относительно водоупорные кровли. Поэтому при выборе места сооружения полей фильтрации или разного рода хранилищ промышленных стоков требуется проведение тщательных исследований гидрогеологических условий. Вторые от поверхности основные водоносные горизонты, как пра- вило, достаточно надежно защищены сверху выдержанными толщами глинистых осадков или монолитных мергельно-меловых пород. Загряз- нение их возможно только одним путем — через поглощающие сква- жины или по стволу и затрубному пространству дефектных скважин, если один из залегающих выше водоносных горизонтов загрязнен. Что касается загрязнения первого основного водоносного горизон- та, то вероятность такого загрязнения больше, а пути проникновения загрязненных растворов более разнообразны. Некоторые городские водозаборы эксплуатируют безнапорный чет- вертично-неогеновый водоносный комплекс, представленный аллюви- альными песками, мощность обводненной части которых достигает 50— 52 м. На значительной части территории комплекс подстилается гли- нами семилукского и щигровского горизонтов верхнего девона. Водо- упорной кровли нигде не имеет. Поэтому сточные воды, подающиеся на поля фильтрации, могут беспрепятственно поступать к подземным водам четвертично-неогенового комплекса. Опыт показывает, что весьма действенным для локализации очага загрязнения является создание близ фронта загрязненных вод ряда бар- ражных откачивающих скважин. Вследствие большой перегрузки полей фильтрации сточные воды не получают полной очистки, и загрязняющие вещества могут попадать в грунтовые воды в аллювиальных песках, образующих единый водо- носный комплекс с мергельно-меловой толщей. Несколько иным путем возможно загрязнение верхнедевонского во- доносного комплекса, перекрытого суглинками и песками четвертич- ного возраста мощностью до 10 м. Этот комплекс может быть подверг- нут загрязнению через глубокие овраги, вскрывающие девонские из- вестняки. Увеличению площади распространения загрязненных подземных вод могут способствовать водопонизительные работы на близлежащих участках водозаборов и карьеров. Проведенные экспедицией ГУЦР детальные гидрогеологические исследования показали, что загрязнение может проникать к артезиан- ским водам из грунтовых вод через заброшенные и незатампонирован- ные скважины. В ряде случаев, когда практически отсутствуют экономически при- емлемые и технически освоенные методы очистки или обезврежива- ния промстоков, целесообразна их закачка в глубокие надежно изоли- рованные горизонты. Объектом исследований были выбраны проницаемые пачки отло- жений воробьевского и старооскольского горизонтов среднего девона,
422 РОЛЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ представленные слабо сцементированными песчаниками общей мощ- ностью до 25 м, залегающие на глубине 700—750 м. Таким образом, между исследуемыми горизонтами и верхнедевонскими карбонатными породами, содержащими пресные подземные воды, залегает 500-метро- вая толща карбонатных и терригенных пород, содержащих горизонты высокоминерализованных вод. Непосредственно над старооскольским горизонтом залегает толща глин мощностью 80 м, надежно изолирующая этот горизонт от выше- лежащих водоносных горизонтов, также содержащих высокоминерали- зованную воду, непригодную для лечебного и промышленного исполь- зования. Выбор старооскольского и воробьевского горизонтов для возмож- ной закачки в них промышленных стоков произведен по материалам бурения глубоких скважин на северо-восточном склоне Воронежской антеклизы и примыкающих к ней районов Пачелмского прогиба. Ма- териалы по скважинам глубокого бурения показывают, что осадочная толща среднего девона здесь характеризуется спокойным, почти моно- клинальным залеганием и фациальной выдержанностью горизонтов. Проведенный комплекс исследований позволил достаточно надежно определить фильтрационные характеристики наиболее перспективных для закачки промстоков горизонтов и обоснованно выбрать два из них — старооскольский и воробьевский. Коэффициенты фильтрации по- род этих горизонтов изменяются от 1 до 4 м/сутки, минерализация воды в них достигает 70—75 г/л. Проведенная опытная закачка прес- ной воды в эти горизонты показала их хорошую поглощающую способ- ность. Было установлено, что при соответствующей водоподготовке в одну скважину можно закачивать промстоков свыше 1,5— 2,0 тыс. мг/сутки. В пределах восточной и крайней юго-западной частей описываемой территории закачка не поддающихся очистке промстоков в глубокие поглощающие горизонты является весьма перспективным методом борь- бы с загрязнением поверхностных и пресных подземных вод. При рассмотрении вопросов закачки промстоков в глубокие водо- носные горизонты в каждом конкретном случае следует исходить из сравнительного технико-экономического анализа этого метода с извест- ными. При этом должны учитываться гидрогеологические условия района и санитарные требования. В каждом конкретном случае для обоснования возможности закачки промстоков необходимо проведение специальных гидрогеологических исследований. Коротко рассмотрим вопрос об истощении подземных вод. Как известно, к понятию об истощении подземных вод следует подходить, четко различая истощение подземных вод всего водоносного горизонта в целом и истощение подземных вод на участке данного конкретного водозабора. В первом случае истощение может быть вызвано превы- шением суммарного водоотбора над возможным восполнением водо- носного горизонта, включая усиливающееся в процессе эксплуатации поступление дополнительных запасов из соседних водоносных горизон- тов и из поверхностных водоисточников. В пределах описываемого региона до настоящего времени такого рода истощения подземных вод не отмечаются. Под истощением подземных вод на участке водозабора понимается невозможность сохранения существующего водоотбора в течение всего расчетного срока работы водозабора. Выражается такое истощение в непрерывном и значительном по величине снижении уровня эксплуати- руемого водоносного горизонта. Причем темпы этого снижения такие.
ОХРАНА ПОДЗЕМНЫХ ВОД 423 что уровень опускается ниже предельно возможной глубины отбора воды раньше расчетного срока. Предельно возможная глубина отбора воды определяется техническими возможностями отбора или пониже- нием уровня эксплуатируемого водоносного горизонта. Истощение подземных вод в районе водозабора поэтому целиком опреде- ляется несоответствием между величиной существующего водоотбора и эксплуатационными запасами подземных вод в районе данного во- дозабора. Наиболее целесообразными мероприятиями по борьбе с начав- шимся в районе водозабора истощением подземных вод являются сокращение существующего водоотбора до величины, соответствующей эксплуатационным возможностям водоносного горизонта, и привлече- ние недостающих количеств воды из дополнительных источников водо- снабжения. Например, по рекомендации ГУЦР было остановлено на- чавшееся истощение подземных вод юрско-девонского комплекса в рай- оне Курска, а дефицит в воде хозяйственно-питьевого назначения 6р1Л покрыт за счет запасов сеноман-альбского водоносного горизонта. Проводимые в настоящее время экспедициями ГУЦР обследования крупных водозаборов позволят выяснить, имеются ли в пределах описываемого региона другие (подобные Курскому) водозаборы, кото- рым угрожает истощение.
ГЛАВА XVII МИНЕРАЛЬНЫЕ (ЛЕЧЕБНЫЕ) И ПРОМЫШЛЕННЫЕ ВОДЫ На рассматриваемой территории минеральные и особенно промыш- ленные воды имеют ограниченное распространение, что обусловлено главным образом геолого-структурными особенностями территории, почти полностью расположенной в пределах Воронежской антеклизы и ее склонов, где поверхность кристаллического фундамента находится на абсолютных отметках от плюс 50 до минус 300 м и где условия для интенсивного водообмена весьма благоприятны. Лишь на перифе- рийных участках территории эти отметки снижаются: на севере и сеье- ро-западе в сторону Московской синеклизы и Брянско-Рославльского прогиба до минус 400—600 м\ на юго-западе в сторону Днепровско- Донецкой впадины и на северо-востоке в сторону Пачелмского прогиба до минус 2500 м. Здесь условия водообмена глубоких горизонтов затруднены. К этим периферийным частям рассматриваемой территории и приуро- чены главным образом минеральные и промышленные воды. МИНЕРАЛЬНЫЕ ВОДЫ К минеральным водам относят природные воды, оказывающие на организм человека лечебное действие, обусловленное либо повышенным содержанием полезных биологически активных компонентов их ионного или газового состава, либо общим ионно-солевым составом (Овчинни- ков, 1963). В данной работе принята классификация минеральных вод, рекомендованная институтом ВСЕГИНГЕО для монографии «Гидро- геология СССР» *. Согласно указанной классификации, все минеральные воды под- разделяются на три основные группы по важнейшим особенностям их лечебного действия и использования. К I группе отнесены воды, лечебное действие которых определяется главным образом специфиче- скими биологически активными компонентами ионно-солевого и газо- вого состава или другими специфическими свойствами. II группа минеральных вод объединяет воды, лечебное действие которых обуслов- лено прежде всего характером основного ионного состава; к ней отне- сены воды с минерализацией от 1 до 50 г/л, не вошедшие в первую группу. III группу образуют воды, отличающиеся высокой минерали- зацией (более 50 г/л) —рассолы. * Центральным институтом курортологии и физиотерапии разработана в по- следнее время иная классификация минеральных вод (Иванов, Невраев, 1964). Крите- рии отнесения вод к минеральным, принятые в этой классификации, отличаются тем, что нижний предел общей минерализации воды принят 2 г/л, а содержание желе- за — 20 г/л.
Таблица 42 Минеральные воды и их распространение Минеральные воды В числителе—ос- новной показатель (критерий), мг/л:, в знаменателе—до- полнительные условия Распространение Использование в ле- чебных целях Основ- ная группа Наименование и основ- ные разновидности I А. Железистая гидро- карбоиатиая 10 М*<1 В отдельных пунктах (Липецк, Курск, Мичуринск и др.) Используется в Ли- пецке санаторием как лечебио- питьевая вода Б. Бромиая 1. Хлоридно-сульфат- ная натриевая 2. Хлоридная каль- циево-иатриевая Вг>25 М<15** В крайних северо-за- падной (Брянск, Стругова Буда), се- верной (Чаплыгин) и юго-восточной (Бе- лая Горка) частях территории Завод розлива в Бе- лой Горке В. Йодо- бромиая хлоридная кальцие- во-иатриевая Br>25; J>5 М<15** В районе Струговой Буды (Брянская обл.) Не используется и А. Маломинерализо- ванная 1. Сульфатно-гидро- карбоиатиая 2. Сульфатная 3. Гидрокарбоиатно- хлоридная 4. Сульфатио-хло- ридиая 5. Сложного ионного состава М = 1 — 3 На большей части территории (отсут- ствует в централь- ной части Воронеж- ской антеклизы) Не используется Б. Средиеминерализо- ваиная 1. Хлоридно-суль- фатиая 2. Сульфатно-хло- ридиая 3. Хлоридная М = 3 —10 На значительной час- ти территории (кро- ме центральной) Используется в Ли- пецке санаторием как лечебно- питьевая вода В. Повышсниомиие- рализованиая 1. Сульфатио-хло- ридная 2. Хлоридная М = 10—20 В периферийных час- тях территории Не используется Г. Высокомииерали- зованиая хлоридная натриевая и каль.- циево-иатриевая М = 20—50 В крайних северо-вос- точной и северо-за- падной частях тер- ритории Не используется III Рассольная—хлорид- ная натриевая и кальциево-иатрневая М>50 В крайней северо-вос- точной части тер- ритории Не используется * М — общая минерализация, г/л. •* При минерализации воды более 15 г/л концентрация брома и йода должна быть пропорцио- нально большей, с учетом необходимости разбавления воды для применения в лечебно-питьевых целях. Ррссолы, независимо от содержания в ннх брома и йода, относятся к Ш группе.
ГЩАВСК Vhema' КЛИНЦЫ 1,2-Dg 7 42,1- S>kXM386-397 690-926, I РЯЖСК ПОЧЕГй г ТРУБЧЕВСК угг.г-л-ву77 «535-583/!^ МОРШАНСК ОРЕЛ МИЧУР 339-363 ОСЕВСК 55-65 200-254 ОРОНЕЖ 17 СТАРЫМ ОСКОЛ 285-302 64,6-Dg гостищево 527-617 -866 ПАВЛОВСК БОГУЧАР ш 29-30 I8 28~л 118,5-D, .. „„ 5.3-Pt 300-439 НОВОСИЛЬ 8,6-А-Р; 448*479 ЧАПЛЫГИН ,;вг-53 517-5^8,635-782 70-84 2 ЛАНЬ-КОЛЕНОВСКИЙ 303-330 ОИ1ИГРЫ КУРСК , ВГ-25 260-290 864-884’ ТАМБОВ ГЕОРГИ У-ДЕ НОВЫМ ОСКОЛ РЖАКСА ДАНКОВ 252-284 714-725 282-334 БОЯНЬ 72-D2 Ч0-Р2 382-457 ЛИПЕЦК Ре Ю-15 ЗАДОНСК Рис. 88. Схематическая карта распространения минеральных и промышленных вод. Составил Ф, И. Кравчинский 1 — район отсутствия минеральных и промышленных вод, Районы распространения минеральных вод I — группы (специфического состава): 2 — бромных, 3 — железистых, 4 — II группы (с минерализацией 1—50 г/л); 5—III группы (с минерализацией >50 г/л, рассольных); 6 — граница рас- пространения промышленных рассолов и бромных вод, 7 —линии равной минерализации (в г/л) подземных вод в подошве осадочной толщи; 8 — скважина, вскрывшая минеральные или промышленные воды и ее номер — в числителе минерализация воды (в г/л) и геологический возраст водо- вмещающих пород, в знаменателе — интервал (глубина) опробования (вл), в случаях опробования нескольких горизонтов первая дробь соответ- ствует минимальной, а вторая —- максимальной глубине опробования, 9— скважина, вскрывшая бромную Минеральную или промышленную воду (содержание брома в лг/л); 10 — скважина, вскрывшая железистую минеральную воду (содержание железа в лг/л): // — линии гидрохимических ра срезов. ьо г^аБР.ЯНСКг' P2,U-g<t1,6-A-.Pt " К9'7.К'7П ’“Г‘< ЖЕЛЕЗНОГОРСК 1Q»S-Ci S96-105U п 3^-Рэ<46Д-Р2 l3ffpjt20j5-D>, Ш,6-д3 \99,6-А КИРСАНОВ ИНЖАВИНО^ 2FdfeHl;BrJ.2Z4 935;950' ' 56^9з’1Г"6°°9 РОЛЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ
МИНЕРАЛЬНЫЕ И ПРОМЫШЛЕННЫЕ ВОДЫ 427 На рассматриваемой территории установлено распространение ми- неральных вод всех трех указанных выше основных групп (табл. 42). При этом, как видно из рис. 88, 89 и табл. 42, на рассматриваемой территории достаточно широкое распространение имеют лишь мине- ральные воды II группы, а минеральные воды I и III групп развиты на весьма ограниченной площади. Минеральные воды I группы. К минеральным водам этой группы на рассматриваемой территории относятся три вида: железистые, бром- ные и йодо-бромные. Сведения по отдельным водопунктам даны в табл. 43. Железистые воды. Воды с содержанием железа более 10 мг/л, т. е. железистые воды, имеющие бальнеологическое значение, издавна известны на описываемой территории. Они отмечаются в ряде пунктов, наиболее известны железистые воды близ Липецка, Курска, А1ичуринска и Тамбова. Воды пресные, гидрокарбонатного кальциевого состава. Характерной особенностью их является тесная связь с чет- вертичными отложениями, за счет которых они и обогащаются желе- зом. Содержание его изменяется во времени как в многолетнем раз- резе, так и по сезонам года в зависимости от количества выпадающих осадков. Следует отметить, что многие из ранее известных железистых источников давно исчезли. Большой известностью пользуются Липецкие железистые воды. Источники с железистой минеральной водой известны в этом районе еще со времен Петра I. В 1803 г. здесь был официально открыт ку- рорт, просуществовавший до 1930 г. Содержание железа в воде дости- гало 23 мг/л и даже 48 мг/л (1866 г.). В связи с сильным загрязне- нием источников использование этих вод с 1930 г. было приостановлено. В 1936 г. Институт курортологии начал работы по поискам железистых вод на левом берегу р. Воронежа. Рядом скважин были вскрыты прес- ные воды с сухим остатком 0,1—0,3 г/л, гидрокарбонатного кальцие- вого состава, с содержанием железа 10—15 мг/л. Эти воды приурочены к флювиогляциальным разнозернистым пескам и, по-видимому, свя- заны с водами нижележащих девонских отложений. Благоприятным •фактором образования здесь железистых вод является повышенное содержание в исходной («девонской») воде свободной углекислоты и гидрокарбонатов кальция и магния, что является следствием интен- сивных восстановительных процессов и содержания в породах боль- шого количества органического вещества. Ресурсы железистых вод в районе г. Липецка очень велики, санитарные условия на левом берегу р. Воронежа благоприятны, что дает возможность широкого использования этих вод в лечебных целях. С 1889 г. были известны родники с железистой водой в районе Курска, на Стезевой даче и в долине р. Кур. Содержание железа в воде изменилось здесь от 23 мг/л в 1891 г. до 1—2 мг/л в 1914 г. Дебит каптированного некогда родника составлял свыше 100 м3/сутки. При обследовании источников в 1935 г. они оказались заваленными Тулпновские источники близ Тамбова известны с 1888 г. Содержание железа в воде достигало здесь 14 мг/л, вода гидрокарбонатная каль- циевая, с минерализацией 0,2 г/л. В последнее время врачами-специалистами высказываются мнения о малой терапевтической эффективности железистых вод. С этим, по-видимому, связано повышение требований к содержанию железа в воде; Институт курортологии и физиотерапии в последнее время лредложил нижний предел содержания железа принять 20 мг/л вместо
428 РОЛЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ
МИНЕРАЛЬНЫЕ И ПРОМЫШЛЕННЫЕ ВОДЫ 429 10 мг/л. В настоящее время железистые воды применяются в лечебно- питьевых целях только на курорте «Липецк». Бромные воды. Бромные минеральные воды развиты в пери- ферийных частях рассматриваемой территории- 1) в северо-западной (Брянская область) и северной (Липецкая и Тамбовская области) ча- стях территории, составляющих южную окраину Московского артези- анского бассейна; 2) в юго-восточной части территории (Воронежская область), приуроченной к склону Днепровско-Донецкого артезианского бассейна. По данным, требующим подтверждения, бромные минераль- ные воды развиты и в северо-восточной части территории (Тамбовская область), приуроченной к склону Пачелмского прогиба. Условия фор- мирования подземных вод на указанных трех участках различны, в связи с чем и химический состав их неодинаков. На первом участке бромные воды вскрыты разведочными скважи- нами в селах Кокино и Стругова Буда Брянской области (см. рис. 88). В с. Кокино близ Брянска из архей-протерозойских гранитов с глу- бины 428—540 м получена вода с содержанием 25 мг/л брома следую- .. SO, 57 С141 „ тл щего состава- Мне-------------. По заключению Института курорто- ’ (Na-|-K)76Ca 17 логин и физиотерапии, эта бромная хлоридно-сульфатная натриевая минеральная вода по ионному составу является близким аналогом минеральной воды из скв. 3 в Шаамбарах (Таджикская ССР) и источ- ника 2 в Трусковце. Дебит скважины составляет всего 0,52 л/сек при понижении уровня воды на 22 м. Однако высокие лечебные свойства и близость источника от крупного промышленного центра — Брянска — делает его весьма перспективным для использования в лечебных целях. В с. Струговой Буде скважиной на глубине 535—583 м в кристал- лических породах архея и песчаниках рифея вскрыта хлоридная каль- циево-натрисвая вода с минерализацией 22,2 г/л и содержанием брома 37 мг/л, дебит весьма незначительный — 0,25 л/сек при понижении на 109 м. В г Чаплыгине скважиной на глубине от 517 до 782 м в песках и песчаниках верхнего и среднего девона вскрыты минеральные воды с содержанием брома от 31 до 53,3 мг/л при общей минерализации от 13,9 до 20,5 г/л; дебит 12,7 л/сек при понижении на 21,2 м. Границы зоны развития бромных минеральных вод на этом участке пока не выяснены. Учитывая данные по скважинам и закономерность распространения брома в подземных водах—увеличение его концент- рации с ростом обшей минерализации воды, можно предположить, что площадь распространения бромных минеральных вод в северо- западной и северной частях территории довольно значительна. Второй участок развития бромных минеральных вод расположен в крайней юго-восточной части территории и приурочен к юго-восточ- ному склону Воронежской антеклизы. Поверхность кристаллического фундамента залегает здесь на глубине около 200—220 м, на абсолют- Рис 89 Схематические гидрохимические разрез /—/, II—II, III—III, IV—IV. Со ставил Ф И Кравчинский Зоны с минерализацией подземных вод (в г/л) 1 — до 1, 2 — от 1 до 3. 3— от 3 до 10, 4 —от 10 до 20 5 — от 20 до 50, 6 — от 50 до 100. 7 — от 100 до 150, 8 — свыше 150. 9 — скважина, вскрывшая минеральные или промышленные воды, вверху ее номер (скважина, вскрывшая только пресные воды — без номера), цифра слева — минерализация воды (в г/л), справа в числителе — дебит (в л/сек), в знаменателе — понижение уровня воды (в м), стрелка — фактически измеренный напор подземных вод цифра у стрелки — абсолютная отметка пьезометрического уровня Химический тип воды в опробованном интервале 30—гндрокарбонатный, 33 — сульфатный. 32— хлорндный 33 — смешанный, 34 — граница между зонами с различной минерализацией воды, 35 — граница страти- графических подразделений
430 РОЛЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ Краткая характеристика водопунктов с мине В числи- теле—но- мер водо- пункта иа карте- схеме (см. рис 88), в знамена- тел е—но- мер сква- жины по Районы, пункты, год бурения В числи- теле—аб- солютная отметка устья, в знаме- нателе— глубина скважи- ны, м В числителе— геологический индекс водо- вмещающих пород, в зна- менателе—ин- тервал (глу- бина) опробо- вания, м Литологический состав водовмещающих пород каталогу 1 Западная окраина с. Строгова 135 Pt3R (7) Песчаники с про- 191 Буда, Клинцовский р-н, Брян- ская обл , 1962 587,5 470—515 A—Pt3R слоями алевролитов и глин Мигматиты, слан- 535—583 цы, песчаники 2 В 7 км к северо-востоку от 158,7 D2ms Известняки органо- 201 г. Клинцов (д о «Вьюнок), Клинцовский р-н, Брянская обл., 1967 926,0 386—397 D2rz генно-обломочные Пески, песчаники 440—466 Pt3R Песчаники 555—573 Pt3R 660—685 Pt3R 739—755 Pt3R » 799—835 A Гнейсы гранато- 890—926 биотнтовые 3 189 В 15 км юго западнее Брянс- ка, с Кокино, 1964 183,3 D2ms Известняки 596,4 427—454 A—D2ms Г раниты 428—540 4 В 25 км к юго-западу от Ор- 202,5 D2ms Известняки 206 ла, 1962 442 339—364 5 г. Новосиль, Орловская обл., 168,5 A—D./г Алевролиты, гр а- 196 левый берег р. Зуши, 1960 479,3 443—479 велиты, граниты 6 На окраине г Данкова, на ле- 157,5 D3ev Известняки 186 вом берегу Дона, Липецкая обл., 1961 724,7 252—264
МИНЕРАЛЬНЫЕ И ПРОМЫШЛЕННЫЕ ВОДЫ 431 Таблица 43 ральными (лечебными) и промышленными водами Формула химического состава Микроэлемен- ты и биоло- гически ак- тивные ком- поненты, мг/л, темпе- ратура ВОДЫ, СС Название и группа минеральной воды В числителе дебит, л/сек, в знаменателе—пониже- ние уровня, м Лечебное исполь- зование. Примечания С191 М,„ , 22J Na52Ca28Mgl8 „ Cl 91 22’2 Na50Ca32Mgl8 М НСО363 SO431 1>2 (Na+K) 85 Са 10 SO4 84 НСО3 10 3’8 (Na+K) 47 Са 33 Mg 20 Cl 60 SO4 35 М i 6-4 (Na+K) 85 Са 10 „ Cl 80 SO418 м I6’z (Na+K) 69 Са 25 Cl 88 SO4 12 M09 о 22’8 (Na+K) 64 Ca 25 Mg 11 .. Cl 91 M 36’1 (Na+K) 68 Ca21 Mg 11 „ Cl 93 M,„ , 42’' (Na+K) 63 Ca 25 Mg 12 SO4 93 2’4 (Na+K) 64 Ca 25 Mg 11 „ SO4 57 Cl 42 M,, r 1 11(Na+K) 76 Ca 17 M 4’4 (Na+K) 52 Ca32 Mg 16 „ SO457 Cl 42 Mq a 8’6 (Na+K) 79 Ca 15 v SO4 54 Cl 39 Вг-—35,8 J-—10,2 Вг-—37 Вг-—10,1 J-—0,1 F-—1,4 Вг-—21,2 J——0,2 Вг“—35,9 J-—0,3 Вг-—49,2 J-—3,4 Вг~—63,8 J-—4,2 F-—0,43 Вг-—25,0 F-—2,0 СО,св—22,2 Йодо-бромная хло- ридная кальцпево- натриевая (I) Бромная хлоридная кальциево-натрие- вая (I) Сульфатно- гидро- карбонатная на- триевая Сульфатная каль- циево-натриевая (II) Сульфатно-хлорид- ная натриевая (II) Хлоридная каль- циево-натриевая (И) То же » » Сульфатная каль- циево-натриевая (II) Бромная хлорпдно- сульфатная натрие- вая (I) Сульфатная каль- циево-натриевая (И) Хлоридно-сульфат- ная натриевая (II) То же 0,08 272 0,25 109 1,3 28 5,6 6,2 0,6 61,1 1,1 44,6 1,9 31,3 2,8 20,6 2,6 21,5 0,4 131 0,5 22 0,2 105 0,02 368 и с Не используется То же » » » » » » » Не используется Аналог мине ральнои воды Сосневской скважины близ г. Иванова Не используется Аналог воды ИЗ СКВ. 3 в Шаамбарах (Тад жикская ССР), а также Ново Ижевского и Т рускавецкого источников Не используется То же » *3’8 (Na+K) 91
432 РОЛЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ В числи- теле—но- мер водо- пуикта на карте-схе- ме (см. рис. 88); в знамена- теле—но- мер сква- жины по каталогу Районы, пункты, год бурения В числи- теле—аб- солютная отметка устья, в знамена- теле—глу- бина сква- жины, м В числителе— геологический индекс водо- вмещающих пород; в зна- менателе—ин- тервал (глу- бина) опро- бования, м Литологический состав водовмещающих пород D2vb 568—596 Pt+P2ra 714—725 Пески с прослоями песчаников Песчаники, граниты 7 Окраина г. Чаплыгина, Ли- 131,8 D3s ct Пески, алевролиты 187 пецкая обл., 1963 860 517—540 D2ra—vb 635—782 Песчаники, доло- миты, известняки 8 Липепк, парковая зона, у под- 106,5 D3s q—rd Песчаники с про- 214 ножия склона правого кореино- иого берега р. Воронежа, 1961 520 212—320 D2mr—vb 382—457 слоями глии Известняки с про- слоями глии и мерге- лей 9 Липепк, левый берег р. Воро- — alfglQ Пески разиозериис- — иежа, 1936 ? тые 10 Тамбов, химический комбинат, 126 D3/o Известняки, мер- 213 1960 883,7 260—290 330—340 D2rz 839—859 A 865—879 гель То же Песчаники, алевро- литы Гнейсы сильно вы- ветрелые, трещино- ватые 11 В 10 км к северо-востоку от 129,9 D3 Глина с прослоя- ст. Хворостянка, Липецкая обл. 65 55—65 ми известняков 12 с. Ржакса, Тамбовская обл., 185,8 D3e/—lb Известняки 236 1962 810 200—254 D3eo 362—375 D3s Ci 567—580 D2ob-|-osfe 689—760 Известняки Алевролиты с прос- ЛОЯМИ глин Алевролиты, пески, песчаники
МИНЕРАЛЬНЫЕ И ПРОМЫШЛЕННЫЕ ВОДЫ 433 Продолжение табл. 43 Формула химического состава Микроэлемен- ты и биоло- гически ак- тнаные ком- поненты, мг]л\ темпе- ратура воды, °C Название и группа минеральной воды j В числителе дебит, л/сек, в знаменателе понижение уровня, м Лечебное исполь- зование. Примечания С173 SO427 — Сульфатно- хлорид- 0,002 Не используется М9,1 (Na+K) 66 Са 32 ная кальциево- натриевая (II) н. с. Cl 80 SO4 20 — Хлоридная — То же М16,8 (Na+K) 75 Са 18 натриевая (11) Cl 78 SO4 21 Вг“—32,0 Бромная хлорид- 12,7 » М13,9 Na 77 Ca14 J——следы F~—0,3 ная натриевая (I) 21,2 Cl 85 SO414 Вг~—53,3 То же 10,0 » М20,5 Na 74 Ca 16 J —0,7 60,0 Cl 53 SO4 40 t=10,5° Сульфатно-хло- 7,5 » М4,5 ' Na 84 Ca 10 SO4 51 Cl 42 t—12° ридная натриевая (И) X лоридно-сульфат- 36,2 8,9 Используется М4,0 Na 84 ная натриевая (II) 23,9 санаторием как лечебно-питье- HCO3 100 Р^обш Ю Железистая гидро- 0,46 вая вода Используется М0,3 \Л Ca 74 Cl 94 15 t=7,8° карбонатная каль- циевая (I) Хлоридная натрие- ? санаторием Не используется М14,1 (Na+K) 76 Mg 12 Ca 12 вая (II) ^22,6 Cl 95 .— То же То же (Na+K) 72 Mg 18 М102,5 Cl 98 Вг-—190 Рассольная бромная 0,48 » Na 54 Ca 30 Mg 16 Cl 99 J —‘2,8 Вг“—200 хлоридная кальиие- во-натриевая (III) То же 15 15 » М103,8 Na 52 Ca 32 Mg 16 J——2,9 К+—220 370 М1>8 м Cl 62 HCO325 SO4 13 — Г идрокарбонатио- 2,46 » (Na+K) 49 Ca 27 Mg 24 Cl 48 HCO331 SO4 21 .— хлоридная каль- циево-натриевая (II) Сложного ионного ? 3,8 » М1,4 Ca 38 Mg 35 (Na+K) 26 состава (II) 30 М19,6 Cl 96 Вг-—100 (?) Бромная хлоридная 0,22 » (Na+K) 63 Ca 22 Mg 15 F —0,3 натриевая (I) 192 ^69,8 Cl 98 Вг“—80 Рассольная хлорид- 2,5 » (Na+K) 63 Ca 24 Mg 13 F——1,4 ная натриевая (III) 27,0 М80,7 Cl 98 Вг-—500 То же 5,25 » (Na+K) 65 Ca 23 Mg 12 J —нет F-—0,5 20
434 РОЛЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ В числи- теле—но- мер водо- пункта иа карте гхеме (см. рис. 88); в знамена- теле—но- мер сква- жины по каталогу Районы, пункты, год бурения В числи- теле—аб- солютная отметка устья, в знаме- нателе— глубина скважи- ны, я В числителе— геологический индекс водо- вмещающих парод, в зна- менателе—ин- тервал (глу- бина) опро- бования, м Литологический состав водовмещающих пород 13 пос. Иижавиио, Тамбовская обл., 1963 121,5 Известняки 227 969,7 368—377 T)2vb Пески, глина 856—880 D/?—mr Песчаники 935—950 14 У с. Шукавки, Воронежская обл., 1961 165,1 D3s Cj Песчаники, алевро- 245 439 216—227 ЛИТЫ Pt Перидотиты 300—439 15 В 10 км к западу от райцент- ра пос. Токаревки (д. Плата), Тамбовская обл 158,6 D js Песчаники глинис- 243 511,8 375—393 тые и алевролиты 16 В 27 км к северо-западу от 224,5 Pt Руда мартито-сиде- 261 г. Обояни, Курская обл., 1959 319,5 285— 302 ритовая, кварциты 17 В 18 км к северо-востоку от 239,6 A Гнейсы, мигматиты 264 г. Обояни (у с. Потопахино), Курская обл., 1958 345,3 291—334 18 В 4 км иа юго-запад от пос. 191,0 Pt Руда мартитовая 280 Яковлево, Белгородская обл., 1957 606,8 504—597,5 19 Г остищевское железорудное 211 Pt Руда сидерито-мар- — месторождение, Белгородская обл., 1958 866,3 302—866 Титова я, кварциты 20 Свх. «Батрацкая дача», Ще- бекинский р-н, Белгородская обл , 1958 163,5 Qv Известняки — 883,1 493—576 21 с. Маслова Пристань, Щебе- 116,3 Q Известняки с про- — кииский р-н, Белгородская обл., 1961 966 633—780 слоями сланцеватых глин 22 с. Муром, Щебекинский р-н, 198 Ci Известняки, сланцы 294 Белгородская обл., 1958 1137,8 896—1054 23 г. Валуйки, Белгородская 86,8 Ci Известняки 299 обл., 1935 477,4 354—477 24 В 32 км к юго-востоку от Около 210 Cral+cm Пески разнозернис- — г. Валуек, Белгородская обл., 1958 306 262—294 тые 25 У г. Елаиь-Колеиовского, Во- 101,2 D3 Песчаники мелко- — ронежская обл., 1937 88,9 70—84 зернистые 26 В 39 км от Поворино (с. Ал- 80,9 D2-z—ms Пески разнозернис- 273 феровка), Воронежская обл., 1961 351,3 303—330 тые ।
минеральные и промышленные воды 435 Продолжение табл. 43 Формула химического состава Микроэлемен ты и биологи чески актив иые компо иеиты, мг]л, температура воды, С Название и группа минеральной воды 1 В числителе дебит, л!сек, в знаменателе—пониже ине уровня, м Лечебное исполь- зование Примечания „ С198 Мк„ о 6319 (Na+K) 61 Са 25 Mg 14 м С199 из'’ (Na+K) 65 Са 22 Mg 12 Cl 100 123’8 (Na+K) 59 Са 26 Mg 14 м Cl 51 SO4 49 3’2 (Na+K) 85 Cal 5 Cl 97 513 (Na+K) 60 Ca 30 Mg 10 M Cl 91 293 (Na+K) 71 Ca 17 Mg 12 „ Cl 93 M, 7 1,7 (Na+K) 50 Ca 27 Mg 23 „ Cl 88 b5 (Na+K) 70 Cal9 Mg 10 „ Cl 63 HCO3 35 M< o (Na(-K)96 „ Cl 81 HCO3 15 M, „ ’8 (Na+K) 91 „ Cl 84 HCO, 16 ‘6 (Na+K) 94 „ Cl 97 M, „ ————— 7’2 (Na+K) 81 Cal2 M Cl 96 10 6 (Na+K) 82 „ CI 64 HCO, 19 SO. 17 — 2 ’’3 Ca 75 .Mg 25 HCO, 42 SO. 32 Cl 26 ‘•° Ca 66 Mg 18 (Na+K) 16 M = 1,3 „ Cl 99 Мд. „ — 64’8 Na60Ca 28 Mg 12 Вг-—217,6 J-—2,3 Вг-—384 J-—4,8 Вг-—422,4 J——4,1 г;— 9 к Си*+—2,44 F-—1,38 F-—0,38 Рассольная бром- иая хлоридная кальциево-натрие- вая (III) То же ъ Сульфатно-хлорид- ная натриевая (П) Хлоридная кальцие- во-иатриевая (И) Хлоридная натрие- вая (И) Хлоридная кальцие- во-натриевая (II) Хлоридная натрие- вая (И) Г идрокарбоиатио- хлоридная натрие- вая (П) Хлоридная натрие- вая (II) То же » » Хлоридная магние- во-кальциевая (II) Сложного ионного состава (11) Рассольная хлорид- иая кальциево-нат- риевая (III) 2,1 131 9,2 43 3,5 256 0,5 31 0,0014 0,8 1.8 0,9 44,6 0,2 24,6 0,74 29,2 1,05 25,2 2,1 33,4 0,97 36,8 3,4 16,3 8,2 19,9 2,1 12 5 12,4 Не используется То же » » » » » » » » » » » » »
436 РОЛЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ В числите- ле—номер водопунк- Та На кар- те-схеме (см. рис 88);в зна- менателе— иомер скважины по ката- логу Районы, пункты, год бурения В числи- теле—аб- солютная отметка устья, в знамена- теле—глу- бина сква- жины, м В числителе— геологический индекс водо- вмещакмцих пород; в зна- менателе—ин- тервал (глу- бина) опробо- вания, м Литологический состав водовмещающнх пород 27 266 28 267 29 310 30 г. Борисоглебск, Воронежская обл., у впадения р. Вороны в р. Хопер, 1962 В 33 км к востоку от г. Бо- рисоглебска (северо-западный бе- рег оз. Ильмень), 1963 с. Белая Горка, Богучарский р-н, Воронежская обл., 1937 Вблизи с. Белая Горка (балка Попасная), Богучарский р-н, Во- ронежская обл. 86,1 627,6 107,5 856,6 68,5 D3e/ Известняки Переслаивание из- вестняков, песчани- ков, мергелей Известняки Сланцы Песчаники, пески То же » Известняки с про- слоями сланцев, пес- чаники Известняки с прос- лоями сланцев 130—150 D2osk 443—460 Dprzs 551—552 Pt 610—615 D3s cj 595—620 D3oZ> 730—737; 750—761 D/г 845—916 Ds+Cj 218,1 95,5 190 146—182 ct 109—182 Ных отметках минус 140—150, причем глубина эта заметно увеличи- вается по направлению на юго-восток. Впервые минеральная вода в этом районе была вскрыта скважиной в 1931 г. при разведочном бурении на уголь вблизи с. Белая Горка. С глубины 146—182 м из Песчаников с прослоями известняков и известковых песчаников ниж- него карбона — верхнего девона была получена горько-соленая вода хлоридного кальциево-натриевого состава. Ценная минеральная вода фактически не использовалась до послевоенного времени. Лишь после Великой Отечественной войны в 1946 г. изучением вод данного района занялся Институт курортологии и физиотерапии. В 1948 г. была пробурена скважина, расположенная в 9 км ст первой, в балке Попасной — районе, находящемся в более благоприят- ных условиях в отношении хозяйственно-питьевого водоснабжения. В этой скважине была вскрыта аналогичная минеральная вода состава
МИНЕРАЛЬНЫЕ И ПРОМЫШЛЕННЫЕ ВОДЫ 437 Продолжение табл. 43 Формула химического состава Микроэлемен- ты и биологи- чески актив- ные компо- ненты, мг/л; температура воды, СС Название и группа минеральной воды В чнслнтелЬ дебит, л/свк;- в знаменатбле—пониже- ние уровня, м Лечебное исполь- зование. Примечании С1 44 SO4 28 НСО3 28 Вг~—250 t—17,5° J——нет F-—1,0 Вг-—480 J-— 6 Вг~—216,2 J-—2,7 Вг-—332,6 J——2,5 Вг-—360,0 J-—3,7 Вг“—35; J-—0,4 К+—40,6; Fe2+—0,3 H2SiOs—0,8 Вг-—35 J-—0,4 Сложного ионного состава (II) Рассольная хло- ридная кальциево- иатриевая (III) Рассольная бромная хлоридная кальцие- во-натриевая (III) Рассольная йодо- бромная хлоридная натриевая (III) Рассольная бромная хлоридная кальцие- во-натриевая (III) То же Бромная хлоридная кальциево-иатрие- вая (I) То же 0,005 Не используется То же » » » » » Используется санаторием им. Цюрюпы для лечебных целей Работает завод розлива мине- ральных вод ’2 (Na+K) 59 Са 23 Mg 18 Cl 98 153 3,6 '‘87’9 (Na+K) 60 Са26 Mg 14 Cl 100 48,2 0,05 2'195-2 (Na+K) 63 Са 26 Mg 11 Cl 100 3,6 0,47 106 (Na+K) 76 Ca 17 M CI99 95-4 (Na+K) 56 Ca 29 Mg 14 м C198 113,3 (Na+K)57 Ca29 Mg 13 Cl 100 1,1,25 (Na+K) 71 Ca 19 Mg 10 Л1 C1" 9-° Na46Ca38Mgl4 Cl 99 Само- излив 1,19’° (Na+K)47Ca39 Man------------.Данные наблюдений за изменением химического со- ’ (Na+K) 47 Са 39 става воды и дебитом скважины в с. Белая Горка приведены в табл. 44. Воды, вскрытая скважиной в с. Белая Горка, содержит следующие микрокомпоненты (в мг/л): Ва2+—3—6,3; Fe2+—0,3; J-—0,4. Как видно из данных табл. 44, величина общей минерализации воды и содержание основных компонентов за тридцатилетний период наблюдений почти не изменились. В содержании же брома отмечаются колебания. Содержание ионов кальция и натрия почти равно, что встречается крайне редко, а в пределах СССР такая вода является уникальной. Она содержит в терапевтически активных концентрациях бром при сравнительно невысокой общей минерализации воды. Другие микрокомпоненты содержатся в минимальных количествах, не оказы- вающих существенного лечебного действия.
438 РОЛЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ Таблица 44 Изменения химического состава и дебита минеральной воды в с. Белая Горка Год Химический состав Дебит, л/сек Формула Курлова Содержание брома, мг/л 1932 м С1 100 33 0,47 8-8 (Na+K) 53 Са 44 м Cl 98 1946 60 0,47 8’9 (Na+K) 46 Са 40 С1 99 1947 38 0,45 ' 9>2 (Na+K) 46 Са 38 1960 м С1 99 35 э’° (Na+K) 46 Са 38 Бальнеологическое значение вод с. Белая Горка доказано много- численными клиническими наблюдениями. Воды могут быть исполь- зованы как для наружного применения (солевые ванны), так и для внутреннего употребления при хронических заболеваниях желудка и кишечного тракта, при нарушении обмена веществ, особенно известко- вого, при кожных и нервных заболеваниях. Дебит скважины при самоизливе составляет 0,45—0,47 л/сек и почти не изменился с момента ее бурения. Он может обеспечить пер- спективную потребность в минеральной воде при создании курорта. Ввиду наличия ценной минеральной воды в достаточно больших количествах, а также благоприятных ландшафтных условий район с. Белая Горка весьма перспективен для создания здесь крупного курорта. Этому в известной мере препятствуют отсутствие удобных путей сообщения, а также недостаточная гидрогеологическая изучен- ность района. В настоящее время в с. Белая Горка работает завод розлива минеральной воды. Последняя используется также санаторием идо. Цюрюпы для лечебно-питьевых целей. Кроме указанных двух участков бромные минеральные воды, по- видимому, имеют развитие и в северо-восточной части территории. Здесь скважиной в с. Ржаксе Тамбовской области на глубине 362— 375 м в известняках верхнефранского возраста вскрыты подземные хлоридные воды с минерализацией 19,6 г/л и содержанием брома 100 мг/л. Такое высокое содержание брома при сравнительно неболь- шой общей минерализации воды сомнительно и требует проверки, тем более, что в этой же скважине на большей глубине при общей мине- рализации воды 69,8 г/л, т. е. в 4 раза большей, содержание брома оказалось 80 мг/г. йодо-бромная вода выявлена на рассматриваемой терри- тории лишь в одном пункте — в с. Стругова Буда Брянской об- ласти, где скважиной на глубине 470—515 м, из песчаников рифея получена минеральная вода с содержанием брома 35,8 мг/л, а йода С191 10,2 лг/л следующего ионного состава: М221 -----------. Дебит сква- ’ Na 52 Са 28 Mg 18 жины ничтожен — 0,08 л/сек при понижении на 272 м. В отличие от бромных вод, йодные и йодо-бромные минеральные воды не имеют широкого площадного распространения и могут быть встречены на
МИНЕРАЛЬНЫЕ И ПРОМЫШЛЕННЫЕ ВОДЫ 439 описываемой территории лишь в отдельных пунктах в различных по возрасту водоносных горизонтах на различных глубинах. Минеральные воды 11 группы. Минеральные воды этой групп, ы подразделяются на ряд видов по степени их минерализации. Маломинерализованные воды (1—3 г/л) пользуются наибольшим распространением и отсутствуют лишь в центральном рай- оне территории, соответствующей сводовой части Воронежской анге- клизы. Эти воды вскрыты многочисленными скважинами в различных частях территории — вблизи Орла, Брянска, г. Клинцов, с. Ржаксы, г. Валуек, Борисоглебска, г. Богучара и др. Глубина залегания маломинерализованных вод колеблется от 70—100 м на большей части их распространения до 200—250 м на северо-востоке (Тамбовская область), 300—350 м на северо-западе (Брянская область) и 300—500 м в крайней юго-западной части тер- ритории (юг Белгородской области). Эти воды приурочены к гнейсам и кварцитам докембрия, известнякам и доломитам, реже пескам и песчаникам среднего и верхнего девона, известнякам нижнего карбона и редко к пескам меловой системы. В последнем случае повышенная минерализация и хлоридно-сульфатный состав вод объясняются под- током из нижележащих горизонтов девона, что было отмечено Н. С. Пчелиным еще в 1942 г., описавшим воды, вскрытые скважинами в районе г. Россоши и в других пунктах. Преимущественное распро- странение рассматриваемые воды имеют в отложениях девона (см. рис. 89). Воды указанной минерализации характеризуются различным ионным составом. Встречаются воды сульфатные, хлоридно-сульфатные и сульфатно-хлоридные натриевые и кальциево-натриевые, а также хлоридные натриевые. Первые характерны для северной части, а по- следние— для южной части территории. Типичными представителями этой группы являются воды, вскрытые скважинами вблизи городов Брянска, Белгорода и Валуек. В скважине юго-западнее Брянска, у с. Кокино (см. рис. 89), из мосоловских отложений среднего девона с глубины 427,6—453,8 м получена минеральная вода следующего со- пл s°4 93 -става: М2 л----2. ’ (Na + К) 68 Са 21 Согласно заключению Института курортологии и физиотерапии, вода может быть использована для питьевого лечения заболеваний органов пищеварения и при нарушении обмена веществ. Она является близким аналогом воды из Сосневской скважины близ г. Иванова. В скважине, расположенной восточнее Белгорода, из известняков ниж- него карбона с глубины 493—576 м получена хлоридная натриевая вода следующего состава: Mi,6 . Представителем гидрокарбо- натно-хлоридно-сульфатных вод сложного катионного состава является вода из скважины у г. Валуек. Здесь из апт-неокомских песков с интервала 07-7 ОПК V, SO4 36 С134 НСО3 30 277—295 м получена вода следующего состава: Mi 2----------i— • Ca54Na22Mg22 Сложный ионный состав этих вод является результатом смешения минерализованных вод хлоридного состава, приуроченных к отложе- ниям карбона, с пресными гидрокарбонатными водами мезозойского комплекса. Пьезометрические уровни вод описываемой группы фиксируются на глубинах от 3 до 100 м от поверхности земли, как правило, на глубине нескольких десятков метров. Дебиты скважин невелики и ко- леблются в пределах от десятых долей до нескольких литров в секунду
440 РОЛЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ при понижениях от --9 до 116 м. Удельные дебиты не превышают де- сятых долей литра в секунду. На описываемой территории они пока практически не'используются. Среднеминерализованные воды (3—10 г/л) имеют несколько меньшее распространение и залегают на больших глубинах, чем описанные выше. Они вскрыты рядом скважин в районе г. Ли- пецка, г. Новосиля, г. Данкова, с. Белая Горка, г. Борисоглебска и в других пунктах. Воды приурочены к породам докембрия, пескам, пес- чаникам и известнякам среднего и верхнего девона (северная и северо- восточная части территории) и нижнего карбона (южная часть терри- тории). Воды эти напорные, напоры достигают нескольких сотен мет- ров. Пьезометрические уровни фиксируются на глубине от 50 м до нескольких метров, на отдельных участках отмечается самоизлив с высотой столба воды до 6,45 м над уровнем земли. По ионному составу это преимущественно хлоридно-сульфатные, сульфатно-хлоридные и хлоридные натриевые и кальциево-натриевые воды. Типичными представителями этой группы являются воды, вскры- тые скважинами в районе Липецка. Здесь в 1960—1961 гг. экспеди- цией конторы «Геоминвод» были разведаны минеральные воды средней минерализации. Скважиной глубиной 520 м вскрыто несколько гори- зонтов минеральных вод, из которых выбран мосоловский горизонт среднего девона, как наиболее перспективный. С глубины 380—458 м получена минеральная вода хлоридно-сульфатного натриевого состава SO451C142 х (Л’° ' Na 84 ) • По заключению Института курортологии и физиотерапии, вода аналогична минеральной воде «Феодосия» (Паша-Тепе), может при- меняться для внутреннего употребления при желудочно-кишечных за- болеваниях, болезнях печени и желчного пузыря. Дебит скважины довольно велик и составляет около 9 л)сек при самоизливе (около 700 м3/сутки), что во много раз превышает потреб- ности курорта. Район г. Липецка, как отмечалось выше, богат и железистыми водами. В настоящее время Липецкий курорт имеет два санатория и работает круглогодично. Выгодное географическое поло- жение курорта и наличие разнообразных минеральных вод и грязей создают благоприятные условия для его развития. Аналогичные воды вскрыты скважинами в г. Новосиле Орловской области, у с. Рожны Брянской области и в других пунктах. Дебиты скважин колеблются в широких пределах — от сотых долей литра в секунду до 6—7 л/сек при понижениях от единиц до сотен метров. Удельные дебиты изменяются от тысячных долей до единиц литров, в секунду, преобладают величины в пределах сотых и десятых долей литра в секунду. Повышенноминерализованные воды (10—20 г/л) развиты в северо-восточной части территории (Тамбовская и Воронеж- ская области) и на крайнем северо-западе (Брянская область). Эти воды изучены по нескольким скважинам, расположенным близ горо- дов Брянска, Данкова, Чаплыгина, Тамбова и с. Ржаксы. Водовмеща- ющими породами служат песчаники и известняки нижнего карбона, верхнего и среднего девона, а также породы кристаллического фунда- мента. Глубина залегания этих вод колеблется от 200—250 м в районе Тамбова и с. Белая Горка до 900 м в крайней юго-западной части территории (с. Муром). Напоры вод достигают 500—800 м и более. Пьезометрические уровни фиксируются на глубине от нескольких метров до 23 м. В отдельных скважинах отмечается самоизлив (г. Чап-
МИНЕРАЛЬНЫЕ И ПРОМЫШЛЕННЫЕ ВОДЫ, 44 Г лыгин). По химическому составу воды почти исключительно хлоридные натриевые, реже сульфатно-хлоридные (г. Данков) и хлоридно-суль- фатные (Брянск). В скважине г. Чаплыгина в воде с общей минерали- зацией 19,9 г/л содержится НВО2 в количестве 31,3 мг/л. Дебиты скважин колеблются от сотых долей до единиц литров в секунду при понижениях от 1 до 60 м.. Удельные дебиты обычно не превышают 'сотых и десятых долей, литра в секунду. Воды данной группы на описываемой территории пока не используются. Высокоминерализованные воды (20—50 г/л) распрост- ранены в северо-восточной и крайней северо-западной частях террито- рии. Они вскрыты скважинами в Тамбове, с. Токаревке, Борисоглебске, с. Стругова Буда на глубинах от 300 до 600 м (см. рис. 88). Эти воды приурочены к известнякам, мергелям и песчаникам девона и рифея, а также к породам архея. Это исключительно хлоридные натриевые и кальциево-натриевые воды, как правило, со значительным содержанием брома. Воды напорные, величина напора достигает нескольких сотен мет- ров. Дебиты скважин колеблются от сотых долей литра в секунду до 24 л)сек (Борисоглебск) при понижениях до 272 м. Удельные дебиты составляют 0,002—0,5 л)сек. Эти воды могут быть использованы для ванн, но пока применения на данной территории не нашли. Минеральные воды П1 группы. Воды с минерализацией более 50 г/л относятся к рассолам и наряду с возможным их использованием в бальнеологических целях представляют интерес как промышленное сырье. ПРОМЫШЛЕННЫЕ ВОДЫ* На рассматриваемой территории воды промышленного значения имеют весьма ограниченное распространение и развиты лишь в край- ней северо-восточной и восточной частях территории, приуроченной к склону Пачелмского прогиба, где кровля кристаллического фундамента опускается от минус 400 до минус 2500 м. Эти воды изучены по дан- ным четырех скважин — в Тамбове, с. Ржаксе, пос. Инжавино и Борисо- глебске (см. рис. 88) и приурочены к породам кристаллического фун- дамента, рифейским, вендским и девонским отложениям. Из различных видов промышленных вод на данной территории от- мечается развитие лишь кондиционных рассолов и бромных вод. Эти два вида промышленных вод тесно связаны между собой: для высоко- минерализованных вод характерно высокое содержание в них брома. Концентрация рассолов, как и содержание в них брома, как правило, возрастает с глубиной от молодых отложений к более древним, а в плане к восток-северо-востоку с приближением к оси Пачелмского про- гиба. По мере продвижения в этом направлении рассолсодержащими оказываются все более молодые отложения. Таким образом, отмечается ясно выраженная гидрогеохимическая зональность, обусловленная прежде всего геоструктурными особенностями — гипсометрическим по- ложением кристаллического фундамента, мощностью осадочной толщи, т. е. степенью «закрытости» нижних водоносных горизонтов и, следо- вательно, условиями водообмена (см. гл. XI). Глубина залегания рассолов колеблется от 340 м в районе пос. Ин- * К промышленным относятся природные воды, обогащенные до определенных концентраций компонентами (одним или несколькими), представляющими интерес как промышленное сырье для извлечения отдельных элементов, а также рассолы и термальные воды с температурой свыше 40°.
442 РОЛЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ жавино до 300 м в районе г. Чаплыгина, при этом некоторое уменьше- ние глубины наблюдается в направлении погружения поверхности кристаллического фундамента, т. е. примерно на восток-северо-восток. По ионному составу рассолы, развитые на описываемой террито- ри, хлоридные кальциево-натриевые, реже натриевые. Максимальная выявленная химическим анализом концентрация рассола отмечена в Инжавинской скважине, где на глубине 930 м в известняках ряжско- морсовского возраста среднего девона вскрыты воды с минерализа- цией 124,7 г/л. Химический состав воды характеризуется следующей С199 формулой: М125 м - . - • Na 66 Са 26 Mg 13 Учитывая указанную выше закономерность — увеличение минера- лизации с глубиной, — максимальная концентрация рассолов на кровле кристаллического фундамента в крайней северо-восточной части терри- тории предположительно должна достигать 150—200 г/л. На рис. 88 дана карта-схема минерализации подземных вод на кровле кристалли- ческого фундамента; она в определенной степени является прогнозной, поскольку построена на небольшом фактическом материале и в значи- тельной мере основана на учете гипсометрии поверхности кристалли- ческого фундамента, т. е. мощности осадочной толщи. Напоры рассольных вод достигают 800 м и более. Пьезометриче- ские уровни фиксируются на глубинах до 100 м, чаще всего 10—40 м, в некоторых случаях отмечается самоизлив (скважина в Борисоглеб- ске). Производительность скважин, вскрывших рассолы в указанных выше четырех пунктах, весьма низкая. Удельные дебиты, как правило, составляют сотые и тысячные доли литра в секунду, редко доходя до 0,2 л/сек, что свидетельствует о сравнительно малых эксплуатацион- ных запасах промышленных вод на данной территории. Промышленные концентрации других компонентов (калия, строн- ция и др.) в подземных водах данной территории не обнаружены. Учитывая приведенные выше данные — относительно невысокие концентрации рассолов и бромных вод, небольшие дебиты скважин и, следовательно, их малые эксплуатационные запасы, а также наличие сравнительно близко значительно более благоприятных гидрогеологи- ческих условий (Московский артезианский бассейн), следует считать вписываемую территорию малоперспективной с точки зрения освоения промышленных вод в ближайшем будущем.
Часть четвертая ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕРРИТОРИИ ГЛАВА XVIII ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОРОД Инженерно-геологические свойства пород территории рассматри- ваются по инженерно-геологическим комплексам * пород как поверх- ностных отложений, так и коренной основы. Среди поверхностных от- ложений выделяются комплексы песчано-глинистых, глинистых и песча- ных пород; среди пород коренной основы — комплексы песчано-гли- «пстых, глинистых, песчаных, полускальных и скальных пород, а также комплексы скальных пород, переслаивающихся с пластичными, и комп- лексы скальных с пластичными и песчаными. Все выделенные комплексы пород с указанием их геологического возраста, генезиса и принадлежности к геологическим формациям при- ведены в табл. 45. На карте инженерно-геологического районирования по условиям поверхностного строительства (см. прилож. VI, листы 1,2) отображены комплексы поверхностных отложений и непосредственно их подстилающие породы коренной основы. Некоторые комплексы пород залегают вне зоны влияния надзем- ных сооружений и на карте не показаны. При описании этих комплек- сов приводятся сведения о глубинах их залегания. Для характеристики инженерно-геологических свойств пород ис- пользованы многочисленные фондовые работы, как тематические, так и содержащие результаты исследований отдельных строительных пло- щадок, участков проектируемых водохранилищ, разведок месторожде- ний полезных ископаемых и пр. ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОВЕРХНОСТНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ Под поверхностными отложениями понимаются породы, залегаю- щие близ поверхности земли и образовавшиеся в последнюю конти- нентальную эпоху геологической истории данного района. Инженерно-геологические комплексы песчано-глинистых пород. Аллювиальный современно-четвертичный комплекс (alQiv) распространен по поймам рек и овражно-балочной сети. Наи- более широкая (до 5—7 км) полоса его развития наблюдается в доли- нах рек Десны, Сейма, Доиа и Воронежа. Этот комплекс представлен сложным переслаиванием песчаных и глинистых пород с линзами гра- вийно-галечного материала, иногда с прослоями торфа и иловатых су- глинков. Песчаный и гравийный материал обычно преобладает в ниж- ней части разреза. * Под инженерно-геологическим комплексом понимается совокупность совместно залегающих пород, имеющих сходный генезис и эпигенез и характеризующихся одно- родностью нли закономерной изменчивостью состава и инженерно-геологических свойств.
Инженерно-геологические комплексы пород Таблица 45 Структурный этаж Текто- ниче- ские усло- вия Инжеиерно-геологн- ческие формации Фации Отло- жения Инженерно -геологические комплексы пород Песчаио- глинистые Глинистые Песчаные Полу- скальные Скальные с пластич- ными Скальные с пластич- ными и песчаными Скальные Альпийский Плат- Фор- мен- ные Виеледниковая Континентальные По- верх- ност- иые alQIV alQn-ш PrQ[—IV Ледниковая fglQndn—m fg'Qi- ip*— —dn g'Qlldn Виеледниковая al—IN Верхиетерригенная Прибрежно-мор- ские, континен- тальные Корен- ной осно- вы Pg Карбонатная Морские Cr2t—m Нижиетерригенная Прибрежно-мор- ские, лагунно- прибрежиые Cr,nc—ap J3cl—km Jzbj—bt Cral—cm Jbt—cl Герцинский Терригеиио-карбо- натиая Лагунно-прибреж- иые, морские Cj—jok—b C,t C2_3m—g Clip Карбонатная Морские D3 Терригеиио-карбо- иатиая Прибрежно мор- ские и лагунно- прибрежные D3 js—s Ci D3 tnm D3s c2—fmj D2 cr—osk D2 nts Каледонский Нижиетер ригениая Прибрежно-мор- ские R—V D2 rz—mr Архейский и протеро- зойский Гео- сии- кли- иаль- иые Метаморфическая Ph A Интрузивная v (A—Pt) (кислые) v (A—Pt) (основные)
ИНЖЕНЕРНО ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОРОД 445 График па рис. 90, а харак- теризует гранулометрический со- став пород комплекса Мощность его от 0 до 20 м, а в долинах Дона и Десны иногда достигает 30—40 м Аллювиальные пески мел- ко- и тонкозернистые, реже крупнозернистые и гравелистые, неплотного сложения (пористость 30—43%), находятся обычно ь водонасыщенном состоянии Грунтовые воды залегают на глу- бине 0—5 м Глинистые породы представлены в основном суглин- ками, а также иловатыми глина- ми Число пластичности варьи- рует в пределах от 10 до 48, наи- более характерные величины 15—17 (рис 91) Породы нахо- дятся в водонасыщенном состоя- нии и имеют пластичную и мяг- ко-пластичную консистенцию. Естественная влажность их вы- сокая (иногда до 70—80%) Тор- фяники достигают наибольшей мощности (до 14 м) в долине р Десны Аллювиальный верх- не- среднечетвертичныи комплекс (al Qn-ш) объеди- няет породы надпойменных тер- рас Наиболее широко распрост ранен в долинах рек Десны, Сейма и особенно Дона и Воро нежа, где ширина его полосы до- стигает 4—5 м Представчен переслаивающимися песками, су- глинками и глинами В нижнеи части разреза преобладают пес- ки и галечники Мощность комп лекса различная (от 2—3 до 40— 50 м) Пески мелко , средне- и разнозернистые (см рис 90, б), косослоистые, часто глинистые, слабоуплотненные (пористость 27—49%) Угол естественного от- коса 37—40° в сухом состоянии и 30—38° под водой Среди гли- нистых пород комплекса преоб- ладают суглинки пылеватые, с числом пластичности 10—26, по- ристостью 34—55%, имеющие мягко-пластичную консистенцию Грунтовые воды в комплексе получили широкое распростране- Пыль, % Рис 90 Графики гранулометрического со става пород поверхностных отчожений а — породы аллювиального современно четверти! ного комплекса (alQ^y), б — породы аллювиаль- ного верхне среднечетвертичного (alQH цр в—• породы перигляциального (покров ного) комплекса (prQj )
446 ИНЖЕНЕРНО ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕРРИТОРИИ ние Они залегают на глубинах от 0 до 30 м, чаще от 5 до 10 м По- роды низких террас обычно обводнены на всю мощность. Ф люви огл я ни а льны й днепровск о-м осковский комплекс (fglQndrt — т) распространен изолированными пятнами на водоразделах и их склонах в северо-западной и восточной частях Рис 91 Графики пластичности глинистых пород современного четвертичного алтю виального комплекса (alQ[v) a — верхний предел б—нижний предел в — чис ло пластичности странен на северо-западе описываемой территории. Он: объединяет нерасчлененные вод- но-ледниковые, озерно-леднико- вые и аллювиально-озерные отло- жения времени отступания днеп- ровского ледника и днепровско- московского межледниковья. Сложен преимущественно песка- ми с прослоями суглинков и глин На востоке территории пес- ки иногда полностью замещают- ся иловатыми глинами Мощ- ность комплекса обычно состав- ляет от 5—10 до 20 м, но места- ми увеличивается до 40-50 м Пески преимущественно раз- нозернистые с гравием и галькой, слабо сортированные В южном направлении они становятся бо- лее мелкозернистыми, часто гли- нистыми, уплотненными Глины и суглинки имеют пластичную консистенцию Число пластично- сти изменяется от 19 до 28 для глин и от 10 до 16 для суглин- ков. Породы комплекса обычно обводнены Уровень воды зале- гает на глубине от 0 до 4—6 м на западе и до 8—13 м на восто- ке описываемой территории Флювиогляциальный о к с к о-д непровскии комп- лекс (fglQi-nofe—dn) распро- Он объе- и востоке описываемой территории диняет водно-ледниковые, озерно-ледниковые и аллювиальные отложе- ния времени наступания днепровского ледника и окско-днепровского межледниковья Эти отложения плащеобразно покрывают эрозионную поверхность дочетвертичного рельефа К этому комплексу отнесены также флювиогляциальные отложения окского оледенения, выполняю- щие погребенные долины (например, «Сещенский проток» на севеоо- западе территории) Мощность комплекса изменяется от 5 до 10 м, достигая 30—40 м и более в пределах погребенных долин (73 м в «Сещенском протоке») Сложен он переслаиванием глинистых и песчаных пород Глины слои- стые, нередко жирные, иногда песчанистые, уплотненные. Пески гори- зонтально- и косослоистые, в нижней части разреза более грубые, в верхней — чаще мелкозернистые, иногда глинистые Местами пески слабо сцементированы Породы комплекса обычно обводнены Воды нередко напорные, напор обычно равен 3—7 м, местами до 17—42 м
ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОРОД 447 Инженерно-геологические комплексы глинистых пород. Комп- лекс нерасчлененных перигляциальн о-д елювиально- элювиальных (покровных) пород (prQi-iv) широко распро- странен на всей территории на водораздельных пространствах, скло- нах долин и местами на высоких надпойменных террасах. Мощность комплекса 5—10 м, иногда достигает 20—30 м, например на водораз- делах Десны и Сейма, Оскола и Черт Комплекс представлен пре- имущественно лёссовидными су- глинками, а также пылеватыми глинами и супесями, а в южных районах лёссами. Лёссовидные суглинки известковистые, с со- держанием пылеватых фракций до 50—80% (см. рис. 90, в), большой пористостью (преиму- щественно макропористость) и малым объемным весом. Число пластичности изменяется в пре- делах 5—25, наиболее характер- ные величины 15—17 (рис. 92). Естественная влажность чаще равна 18—22%. Пылеватые гли- ны характеризуются числом пла- стичности от 12 до 30. В породах комплекса места- ми на глубине 0—18 м встречает- ся верховодка, особенно часто в областях распространения мо- рены Комплекс отложений морены (glQn dn) распрост- ранен на северо-западе и восто- ке описываемой территории в областях развития днепровского и донского языков днепровского оледенения. Мощность комплек- са составляет 10—15 м на севе- ро-западе и 5—6 м на востоке, закономерно уменьшаясь в юж- ном направлении. По склонам долин иногда наблюдается увеличение (мощности пород комплекса до 30— 80 я Комплекс представлен преимущественно суглинками и глинами, грубыми, нередко песчаными, плотными, с примесью дресвы, щебня и валунов кристаллических и осадочных пород, с гнездами, линзами и прослоями разнозернистых глинистых песков Местами в морене встречаются крупные (мощностью до 40 м) отторженцы мезозойских пород (Асельская и Кочевская гряды на северо-западе) Суглинки часто пылеватые, с содержанием пылеватых фракций до 70—78% и пористостью до 40—42%, число пластичности в среднем 15—16 Су- глинки и глины имеют твердую и туго-пластичную консистенцию К опесчаненным разностям морены, линзам и прослоям песка при- урочены грунтовые воды, нередко типа верховодки, залегающие на глубине 0—30 м Инженерно-геологические комплексы песчаных пород. Аллюви- Калитвы. § § I I J47 20 ТО 20 30 40 50 60 влажность, О ТО 4Ог 30- 20- ТО- О ТО 20 30 40 50 60 Влажность, 6 4Ог 30- 20- ТО - О ТО 20 30 40 50 60 Влажность, 7„ ff Рис 92 Графики пластичности лес- совидных суглинков (prQ[—п) а — верхний предел, б — нижнии пре- дел. в—число пластичности и в древних понижениях рельефа
448 ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕРРИТОРИИ ально-оЗерйый неогеновый комплекс (al—IN)- распро- странен наиболее широко в восточной части территории, в пределах Окско-Донской низины и в меньшей степени на юго-западе, где он приурочен к высоким надпойменным террасам. Представлен комплекс преимущественно песками с прослоями и линзами глин, гравия и галь- ки, а местами на востоке с прослоями опок и трепелов. Мощность комп- лекса в пределах Окско-Донской низины изменяется от L—10 до 70 м, увеличиваясь к югу. В пределах надпойменных террас на юго-западе мощность комплекса не превышает 10—13 л. Пески различной зернистости — от крупнозернистых на западе до тонкозернистых и глинистых ламко-андреевских песков на востоке. В основании комплекса чаще преобладают, крупнозернистые пески с гравием и галькой осадочных пород. Пески слабо уплотненные, с по- ристостью около 40%, водонасыщенные. Угол естественного откоса из- меняется от 37° в сухом состоянии до 35° под водой. Глины тонко- песчаные, с содержанием песчаных частиц от 5 до 30%, пылеватых от 35 до 67% и глинистых от 23 до 47%. Они находятся обычно в пла- стичной консистенции. Число пластичности изменяется от 22 до 30, естественная влажность — от 19 до 22%. К комплексу приурочен неогеновый водоносный горизонт, играю- щий в пределах Окско-Донской низины Важную роль для водоснабже- ния. Воды преимущественно напорные, с величиной напора от 1,5 до 5 м. ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОРОД КОРЕННОЙ ОСНОВЫ Комплексы пород коренной основы выходят на поверхность и на- ходятся в пределах глубин заложения фундаментов сооружений пре- имущественно в центральной части территории. Некоторые комплексы «а поверхность не выходят. В юго-западном направлении они погру- жаются на большие глубины. Иижеиерно-геологические комплексы песчано-глинистых пород. Палеогеновый комплекс (Pg) распространен на водораздель- ных пространствах в юго-западной и южной частях территории, зале- гая на глубине до 10 м, а местами выходя на поверхность. Представлен комплекс переслаиванием песков и глин с прослоями мергеля и пре- обладанием глии в средней части разреза. Мощность пород комплекса изменяется от 2—3 до 40 м. Пески мелко- и среднезернистые, вверху разнозернистые, иногда грубозернистые, кварцевые, с пористостью от 33 до 45%. Естественная влажность изменяется от 1 до 39%. Полная влагоемкость песков из- меняется от 14 до 45%. Угол естественного откоса от 35 до 45° в сухом состоянии и от 26 до 40° под водой .Глинистые породы комплекса представлены преимущественно су- глинками и глинами. Глины жирные, иногда песчанистые, местами алевритистые, с содержанием песчаных частиц от 5 до 55%, пылеватых q.t 16 до 67% и глинистых от 10 до 60%. Число пластичности глин изменяется от 27 до 41, суглинков — от 10 до 17. Пористость состав- ляет 35—58%. Естественная влажность изменяется от 14 до 63%. Обычно глины и суглинки находятся в пластичной, реже полутвердой и твердой консистенции. К породам комплекса приурочены водоносные горизонты в верхней (глубина залегания 15—20 м) и нижней частях разреза, разделенные водоупорными глинами. Иногда воды напорные, с местными напорами до 18 м. Неоком-аптский комплекс (Crtnc — ар) распространен по-
ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОРОД 449 всеместно. Выходит на поверх- ность в верховьях Сосны, Кшени и притоков Оки. Комплекс сло- жен переслаиванием глин и пес- ков. Пески преобладают в верх- ней части разреза и местами у основания. Мощность песчаных прослоев от 2 до 15 ле. Местами пески выклиниваются. Общая мощность комплекса 15—20 м, реже 30 м, увеличиваясь к юго- западу до 50—80 м. Пески мелкозернистые, пы- леватые и глинистые (рис. 93,а), иногда уплотненные до слабо сцементированного песчаника. Пористость песков изменяется от 26 до 41%, полная влагоемкость составляет 26—36%, угол естест- венного откоса изменяется от 41—45° в сухом состоянии до 33—35° под водой. Глины плот- нее, песчанистые, с прослоями Жирной глины, сланцеватые, с содержанием глинистых частиц от 30 до 90%, пылеватых — от 25 до 60% и песчаных — от 1 до 50%. Пористость изменяется от 25 до 49%. Консистенция обыч- но мягко-пластичная. Число пла- стичности изменяется от 17 до 24, иногда достигая 61. К комплексу приурочен водо- носный горизонт с грунтовыми и напорными водами. Величина на- поров увеличивается на юг, где местами достигает более 500 м. Ястребовско - нижне- щигровский комплекс (D3/'s—sci) распространен в се- веро-восточной части территории. Его кровля залегает на глубине 80—140 м. Представлен пересла- иванием глин н песков с просло- ями алевритов, песчаников и с редкими прослоями известняков. Мощность комплекса изменяется от нескольких метров до 120 м. Глины алевритнстые. плот- ные. тонкослоистые, неоднород- ные по составу. Пористость глин изменяется от 10 до 39%. Со- держание песчаных частиц от 1 до 42%, пылеватых от 12 до 40%, глинистых от 33 до 90%. Глины Рис. 93. Графики гранулометрического со- става пород коренной основы а — породы песком-аптского комплекса (Сг,пс—ар); б — породы байос-батского комплекса (JbN-btj; в — породы бат-келловейского комплекса (Jbt—с!)
450 ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКХЯ X\РАКТЕРИСТИК 1 ТЕРРИТОРИИ находятся в твердой и полутвердой консистенции. Алевриты слюдистые, тонкослоистые, с содержанием песчаных частиц 20—30%, пылева- тых— 37—53%, глинистых — 18—36%. Пористость изменяется от 25 до 45%, число пластичности не превышает 7—10. Пески тонкозерни- стые, алевритистые, угол естественного откоса изменяется от 39—44° в еухом состоянии и 32—41° под водой. Пористость составляет 39% и более, полная влагоемкость изменяется от 28 до 34%. Комплекс в целом представляет собой относительный водоупор, но местами песчаные разности содержат напорные воды. Верхнепротерозойский комплекс (R — V) приурочен к глубоким впадинам кристаллического фундамента и представлен толщей переслаивающихся песчаников, песков, алевролитов и глин. Пески уплотненные, известковые, песчаники слабо сцементированные, Глины плотные, полутвердые. Залегает на значительной глубине и на поверхность не выходит. К комплексу приурочены напорные воды, ве- личина напора более 400 м. Инженерно-геологические комплексы глинистых пород. К е л л о- вей-кимериджский комплекс (Лзс!—km) широко распростра- нен в юго-западной, западной и центральной частях территории и вы- ходит на поверхность в верховьях притоков Оки и Сосны. Мощность комплекса в среднем составляет 30—40 м и увеличивается в юго-запад- ном направлении. Сложен толщей сероцветных глин с маломощными прослоями алевритов, алевролитов, иногда известняков. Глины изве- стковистые, алевритовые и песчанистые, местами аргиллитоподобные, тонкослоистые и сланцеватые. Находятся в полутвердой, твердой и пла- стичной консистенции, довольно неоднородны по составу и свойствам Число пластичности глин изменяется от 10 до 59. Пористость равна 17—56%. Естественная влажность изменяется обычно от 15 до 25%. Содержание глинистых частиц в песчанистых глинах составляет 12— 47%, пылеватых — 5—35%, песчаных — 45—60%; в пылеватых извест- ковистых глинах содержание глинистых частиц достигает 30—60%, пылеватых — 32—52%, песчаных — 5—-20%, в высокодисперсных тяже- лых глинах содержание глинистых частиц увеличивается до 40—90%. При увлажнении глины склонны к набуханию и деформациям ползу- чести. Комплекс представляет собой региональный водоупор, лишь места- ми в северо-восточной части площади распространения отмечаются от- дельные песчаные водосодержащие линзы. Байос-батский комплекс (J2bj — bt) распространен в юго- западной части территории, где он залегает на больших глубинах (300—450 м). Мощность комплекса изменяется от 1 до 65 м, увеличи- ваясь в юго-западном направлении. Сложен он преимущественно гли- нами (см. рис. 93, б) с прослоями песков и песчаников на северо-восто- ке и известняков и мергеля—на юго-западе. Глины тонкодисперсные, в; различной степени алевритистые, сравнительно невысокой физико-хими- ческой активности (емкость поглощения 9,22—21,48 мг-экв). В глини- стой фракции преобладают гидрослюды. Пористость глин изменяется обычно в пределах 30—38%. Число пластичности изменяется от 18 до 32, естественная влажность — от 17 до 21%. Глины находятся в полу- твердом и твердом состоянии. Временное сопротивление сжатию со- ставляет от 8,8 до 18 кГ!см2. При взаимодействии с водой породы склонны к набуханию, рез- кому снижению и потере прочности и деформации ползучести. К песча- ным прослоям комплекса приурочены воды спорадического распрост- ранения. Инженерно-геологические комплексы песчаных пород. Атьб-се-
ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОРОД 451 номанский комплекс (Cral— cm) широко распространен на территории и выходит на поверхность в центральной ее части в вер- ховьях Навли и Оки, а также небольшими полосами в верховьях при- токов Дона, Сейма и по левобережным притокам Оки. Мощность комп- лекса в среднем составляет 20—30 м. Сложен комплекс песками кварцево-глауконитовыми, слюдистыми, в верхней части тонко- и мелкозернистыми, известковистыми, с жел- ваками фосфоритов. В нижней части пески разнозернистые, с гравием. Характерно увеличение содержания карбонатного ма- териала от подошвы к кровле, где он пред- ставляет собой слабо сцементированный известковистый песчаник («сурку»). По гранулометрическому составу пески иногда переходят в супеси, реже в суглинки и пес- чаные глины. Пористость песков изменяет- ся от 26 до 37%. Полная влагоемкость от 20 до 36%, максимальная молекулярная от 1 до 8%. Угол естественного откоса из- меняется от 27—44° в сухом состоянии до 23—38° под водой (рис. 94). К комплексу приурочены грунтовые воды, залегающие на глубине более 10 м, а местами по склонам долин и балок, вы- ходящие на поверхность в виде родников и мочажин. Б а т-к е л л о в е й с к и й инженер- но-геологический комплекс (Jbt—cl) распространен в западной и цент- ральной частях описываемой территории. Представлен он песками (см. рис. 93), ме- стами с прослоями песчаников, глин и але- вритов. Мощность комплекса изменяется в широких пределах — от нескольких метров до 80—100 м, постепенно увеличиваясь в юго-западном направлении. В том же на- правлении увеличивается и глубина его за- а О ю 20 30 40 30 У гол.б epaff Рис. 94. Графики изменения угла естественного откоса сеноман-альбских песков а — в сухом состоянии, б — под водой чегания (от 80—100 до 300—400 м). Пески глинистые, со слабой водоотдачей (4—8%). Пористость изменяется от 30 до 35%, полная влагоемкость составляет 19—48%. При нарушении естественной структуры пески разжижаются, приобре- тают большую плывучесть и поддаются суффозии. Угол естественного- откоса изменяется от 39—43° в сухом состоянии до 23—35° под водой. К комплексу приурочены напорные подземные воды с величиной напоров, увеличивающейся к юго-западу и достигающей в Белгород- ской области 400—500 м. Мамонский комплекс (Взт/п) распространен на юго-восто- ке территории, он не выходит на поверхность и представлен преиму- щественно песками и песчаниками с прослоями каолиновых глин и (алевритов. В основании встречается рудная брекчия. Характерна пло- хая сортировка обломочного материала и местами косая диагональная слоистость. Иногда наблюдается ритмичное, а часто беспорядочное переслаивание. Мощность комплекса изменяется от 2 до 30—40 м, ре- же до 100 м. Пески разнозернистые, преимущественно грубозернистые, 'нередко гравийные, в верхней части разреза мелкозернистые. Иногда' пески слабо сцементированы известковистым цементом.
452 ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕРРИТОРИИ Инженерно-геологические комплексы полускальных пород. Турон- маастрихтский комплекс (Сгг!—ш) широко распространен б южной половине территории. Вдоль северной границы своего распространения и по склонам долин комплекс выходит за поверх- ность или перекрывается поверхностными отложениями, залегая на глубине 10—15 м. Здесь его мощность в среднем 30—45 м, к югу возрастает. Сложен комплекс писчим мелом и мергелем. В северо-за- падных районах распространения верхняя часть разреза сложена тре- пелами, опоками, глинами, реже песками. Мел белый, глинистый, внизу опесчаненный, с включениями фос- форитовой гальки. Сопротивление сжатию изменяется от 40 до 100 кГ/см2. Мергель плотный, микрозернистый, участками окремнелый, крепкий, с прослоями более слабого глинистого мергеля. Временное сопротивление сжатию изменяется от 20 до 120 кГ/см2. Опоки сильно песчанистые, трещиноватые, местами щебенчатые. В зоне выветривания мел и мергель сильно трещиноваты, места- ми разрушены до щебенки и закарстованы. Под долинами рек мел превращен в тестообразную массу пластичной консистенции с числом пластичности до 11—15, Подземные воды, приуроченные к комплексу, залегают на глубине ют 0 до 10 м и более. Глубина залегания увеличивается в юго-запад- ном направлении. Инженерно-геологические комплексы пород скальных, переслаи- вающиеся с пластичными. Окско-башкирский комплекс (Ci-2 ок — Ь) распространен на юго-западе описываемой территории, где он залегает на больших глубинах, представлен известняками с прослоями глин, мощностью 1—5 м. Мощность комплекса увеличи- вается к юго-западу от нескольких метров до 1100 м. Известняки преимущественно органогенно-обломочные, грубоде- тритусовые, иногда перекристаллизированные, доломитизированные и мраморовидные. Обычно крепкие, с сопротивлением сжатию от 200 до 1200 кГ/см2. Иногда встречаются рыхлые, мягкие и мучнистые извест- няки, с сопротивлением сжатию до 150 кГ)см2. Глины сланцеватые, известковые, плотные, местами переходящие в глинистые сланцы, с прослоями углистых сланцев. Содержание гли- нистых фракций изменяется от 17 до 70%, пылеватых — от 10 до 83%, песчаных — от 1 до 62%. Консистенция обычно твердая, полутвердая, реже мягко-пластичная. К комплексу приурочены напорные подземные воды с величиной напоров до 300—800 м, увеличивающейся к юго-западу. Турнейский комплекс (Ci/) распространен на юго-востоке и юго-западе территории. Представлен преимущественно известняка- ми, реже доломитами с прослоями глин, иногда песков и песчаников. Нешироко распространен также на северо-востоке территории, где вы- ходит на поверхность по склонам долин. Мощность комплекса 10— .30 м. Известняки преимущественно органогенно-обломочные, тонкокри- 'сталлические и мелкозернистые, сильно доломитизированные, с сопро- тивлением сжатию от 300 до 900 кГ/см2. Встречаются прослои трещи- новатых слабых известняков, с сопротивлением сжатию 70—150 кГ1см2. Глины песчанистые и жирные, известковистые, плотные, иногда пере- ходят в глинистые сланцы. К комплексу приурочены напорные воды, с величиной напоров 130—240 м. Верхнещигровск о-н ижнефаменский комплекс i(D3sc2—frrii) распространен в северной части территории. Выходит на
ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОРОД 453. поверхность в верховьях Зуши, в долинах Дона, Красивой Мечи и Сосны. Сложен известняками, глинами, доломитами и мергелями с прослоями песков и песчаников. Мощность комплекса увеличивается в северном направлении и составляет обычно 150—200 м. Известняки органогенно-обломочные, местами доломитизирован- ные, мелко-, тонко- и микрозернистые, иногда песчанистые, с сопро- тивлением сжатию от 130 до 500 к.Г!см2. Мергели плотные, слабо доломитизированные. Глины известковистые и жирные, иногда сланце- ватые, плотные. Число пластичности глин изменяется от 10 до 44; угол внутреннего трения 14—18°. Глины находятся в полутвердой и липко- пластичной консистенции. Пески разнозернистые, с гравием и мелкой галькой, рыхлые, не- редко сцементированы известковым и известково-доломитовым цемен- том в песчаники слабые и крепкие с сопротивлением сжатию от 130 до 300 кГ/см2. К комплексу приурочены подземные воды, залегающие в районах выхода комплекса на поверхность на глубине 0—10 м. Ч е р н о я р с к о-о с к о л ь с к и й комплекс (D2cr— osk) распро- странен в северной части территории, на поверхность не выходит и за- легает на значительной глубине. Представлен преимущественно извест- няками, мергелями и глинами, с преобладанием в верхней части глин с прослоями алевролитов и песков. Мощность комплекса обычно состав- ляет 40—60 м, увеличиваясь к северу до 150 м. Известняки органогенно-обломочные, неравномерно глинистые',, микрозернистые, в различной степени доломитизированные, с сопро- тивлением сжатию порядка 200 кГ/см2. Глины в различной степени алевритистые, иногда жирные и песчаные, с содержанием песчаных фракций от 2 до 37%, пылеватых — от 2 до 53% и глинистых — от 35 до 96%. Число пластичности глин изменяется от 15 до 35. Алев- риты сильно глинистые, известковистые, с содержанием песчаных фрак- ций до 10—42%, пылеватых — 34—44%, глинистых — 33—49%. Число пластичности изменяется от 6 до 13. Пески и песчаники играют под- чиненную роль, мощность их прослоев не превышает 1 м. Изредка встречаются конгломераты. Комплекс в целом представляет собой региональный относитель- ный водоупор, но местами песчаные и карбонатные разности пород содержат подземные воды. Инженерно-геологические комплексы пород скальных, переслаи- вающихся с пластичными и песчаными. Московск о-гжельский комплекс (С2-з гл — g) распространен на юго-западе территории, где залегает на больших глубинах. Представлен переслаиванием глин, песчаников, песков и известняков. Мощность комплекса увеличивается в юго-западном направлении от 10 до 400 м. Известняки органогенно- обломочные и гранулированные, местами перекристаллизованные, ча- сто трещиноватые и кавернозные. Глины аргиллитоподобные, жирные и слабо песчаные, сланцеватые, плотные. Песчаники тонкозернистые,, слабо уплотненные, на известковом и глинисто-известковом цементе. К комплексу приурочены напорные воды. Яснополянский комплекс (Cijp) распространен на юго- востоке и юго-западе территории, а также на северо-востоке, где выхо- дит на поверхность. Представлен ритмичнослоистой толщей с прослоя- ми глин, известняков, сланцев, песчаников. В основании преобладают грубообломочные породы: конгломерато-брекчии, брекчии и гравелиты. Мощность комплекса от 5 до 100 м. Глины песчаные, иногда тяжелые, нередко углистые и алеврити- стые, плотные, полутвердой и твердой консистенции. Содержание пес-
454 ИНЖЕНЕРНО ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАР 1КТЕРИСТИК 1 ТЕРРИТОРИИ Паных частиц, в глинах изменяется от 5 до 38%- пылеватых — от 34 до 62%, глинистых — от 27 до 50%. Глины нередко переходят в алеври- ты. Пески глинистые и алевритистые, плохо отсортированные. Порис- тость песков 24—46%. Угол естественного откоса изменяется от 43— 44° в сухом состоянии до 33—34° под водой. Известняки органогенно- обломочные, мелкодетритусовые и перекристаллизованные, обычно крепкие, массивные, с сопротивлением сжатию 200—500 кГ/см2. К комплексу приурочены напорные воды, с величиной напоров 150—400 м. Р я ж с к о-м о р с о в с к и й комплекс (D2rz— mr) распростра- нен в северной части территории. Представлен переслаиванием гипсов, ангидритов, глин, песков, песчаников, доломитов и известняков, с пре- обладанием песков и песчаников в верхней части разреза. К югу глины и известняки полностью замещаются песками и песчаниками. Мощ- ность комплекса 58—80 м. Глины алевритистые, иногда песчанистые, местами битуминозные, тонкослоистые. Пески средне- и разнозернистые, с примесью гравия 41 гальки, известковистые, местами сцементированы в слабые песчани- ки. Известняки и доломиты мелкозернистые, крепкие. Гипс образует частые волнистые прослои мощностью несколько миллиметров, обычно .составляют пачки мощностью 10—20 см. Представлен белой волокни- стой разностью. Ангидрит среднезернистый и крупнозернистый, обра- зует прослои мощностью до 10 см. К комплексу приурочены напорные воды, с величиной напоров до 200—500 м. Инженерно-геологические комплексы скальных пород. Верхне- девонский карбонатный комплекс (D3) широко распрост- ранен в северной части описываемой территории, где он залегает под поверхностными отложениями на глубине от 5 до 10 м, а в долинах Оки, Зуши, Сосны, Красивой Мечи и Дона выходит на поверхность. Его мощность здесь в среднем составляет 20—30 м. Представлен глав- ным образом известняками с прослоями доломитов и мергелей. Известняки средне-, тонко- и микрозернистые, большей частью доломитизированные, с прослоями органогенно-обломочных и конгло- мератовидных разностей, плотные, крепкие, массивные. Встречается переслаивание крепких и рыхлых разностей. Сопротивление сжатию Изменяется от 300 до 500 кГ)см2 у крепких разностей и от 130 до (170 кГ/см2 у слабых. Доломиты микро- и тонкозернистые, местами окремнелые, кавернозные, рыхлые и крепкие. Мергели плотные, местами окремнелые, крепкие, иногда трещиноватые. В толще карбонатных по- род встречаются изредка прослои глин, песков и песчаников. К комплексу приурочены безнапорные подземные воды, залегаю- щие на глубине 0—20 м. К северу по мере погружения под более мо- лодые отложения они приобретают напоры до 20—100 м. Мосоловский карбонатный комплекс (D2/ns) рас- пространен в северной части территории, на поверхность не выходит. Представлен известняками с подчиненными прослоями глин, местами песками и песчаниками. Известняки мелкозернистые, органогенно-обло- мочные, конгломератовидные и ракушечные, неравномерно глинистые, внизу песчаные, с галькой и прослоями конгломератов, крепкие, тре- щиноватые. Глины алевритистые, каолиновые, слабо набухающие. Пески средне- и разнозернистые, глинистые, плотные. К комплексу приурочены напорные воды, с величиной напоров 150—200 м. Нижнепротерозойский железорудный кварцито- сланцевый комплекс (Pti) сложен породами кристаллического •фундамента, залегает на больших глубинах и лишь местами встречен
ИНЖЕНЕРНО ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОРОД 455 на глубине 80—120 м Мощность комплекса до 6000 м. Представлен крутопадающими, реже пологопадающими толщами метабазитов ми- хайловской и кварцитов и сланцев курской серий На этих породах развита зона выветривания мощностью от нескольких метров до 500 м Верхняя часть зоны выветривания представлена глинистой массой (древний элювий и делювий). Ниже расположена зона менее вывет- релая, с экзогенной трещиноватостью, глубже залегают породы, сплош- ность которых нарушена лишь тектоническими трещинами. Кора выветривания на сланцах мощностью около 30 м (иногда до 50—200 м) представлена гидрослюдисто-каолиновыми н охристо- каолиновыми глинами. На кварцитах мощность коры выветривания изменяется от 40—60 до 300—500 м, реже до 700 м; здесь она пред- ставлена богатыми железными рудами малой крепости, рыхлыми, мягкими и крепкими (табл 46) Таблица 46 Соотношение крепких и небольшой крепости РУД (в %) на месторождениях КМА Месторождение Руды крепкие Руды малой крепости Лебединское .... 47 53 Коробковское .... 54 46 Волоконовское . . . 60 40 Михайловское .... 50 50 Новооскольское . . . 86 14 Яковлевское 45 55 К комплексу приурочен водоносный горизонт с напорами до 500 м и более Архейский гнейсовый комплекс (А) наиболее широко распространен на описываемой территории, залегает на больших глу- бинах Общее простирание его пород северо-западное Сложен круто- падающими толщами древних гнейсов с подчиненными пачками био- титовых сланцев, безрудных и железистых кварцитов Гнейсы разно- образны по минеральному составу, сланцеватые Кварциты распространены узкими прерывистыми полосами северо- западного простирания Зона выветривания на гнейсах достигает мощ- ности от нескольких метров до 30—70 м, в зависимости от минераль- ного состава гнейсов представлена гидрослюдисто-монтморрилонито- выми или гидрослюдисто-каолинитовыми глинами К комплексу приу- рочен водоносный горизонт с напорами до 500—1100 м А р х е й-п р о т е р о з о й с к и й гранитоидный комплекс у (А—Pt) объединяет интрузии кислого состава, прорывающие архей- ские и протерозойские метаморфические породы и образующие пласто- вые интрузивные тела, батолиты и зоны мигматизации. Комплекс представлен плагиоклазовыми и микроклиновыми гра- нитами и мигматитами Кора выветривания на гранитах состоит из гидрослюдистой зоны мощностью до 40 м и слабо развитой каолино- Ьой зоны мощностью до 10 м. Граниты в невыветрелом состоянии очень крепкие, с сопротивлением сжатию до 800—2300 кГ/см? (при объемном весе 2,51—2,73 г/см3 и естественной влажности 0,05—0,24%). Времен- ное сопротивление сжатию выветрелых гранитов находится в пределах 120—700 кГ/см2, для мигматитов составляет 60—70 кГ!см2 (при удель- ном весе 2,57—2,67 г/см3 и объемном весе 2,18—2,87 г/с.и3). К выветре-
456 ИНЖЕНЕРНО ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ Х4Р ЖТЕРИСТИАА ТЕРРИТОРИИ лой трещиноватой зоне кислых интрузий приурочен водоносный гори- зонт с напорами 100—1000 м. Архей-протерозойский габбро-диорито-серпен- тинитовый комплекс v(A—Pt) объединяет интрузии основного и ультраосновного состава, прорывающие архейские и протерозойские по- роды и образующие согласные интрузивные залежи, дайки, штоки, лакко- литы. Представлен серпентинитами, габбро-амфиболитами, амфиболи- тами, диоритами, габбро-диоритами, габбро-норитами. Породы крепкие и прочные, в верхней части трещиноватые, с сопротивлением сжатию- 1400—1600 кГ/см2. Кора выветривания на габбро-амфиболитах и сер- пентинитах мощностью 1,5—10 м, иногда 60 м представлена гидро- хлорито-гидрослюдистыми глинами. На диорит-порфирах кора вывет- ривания представлена охристо-каолиновыми глинами мощностью до 30 м, а на серпентинитах — выщелоченными карбонатизированными сланцами и гидрохлоритовыми глинами мощностью до 100 м. К трещиноватой зоне ультраосновных и основных интрузий при- урочен напорный водоносный горизонт с величиной напоров от 100 до 1000 м.
ГЛАВА XIX ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ НАЗЕМНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА И МЕЛИОРАЦИИ ЗЕМЕЛЬ ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ НАЗЕМНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА Инженерно-геологические условия наземного строительства пред- определяются рядом природных факторов — физико-географических,, геологических и гидрогеологических. Ниже кратко рассматриваются те факторы, которые в пределах рассматриваемой территории оказы- вают существенное влияние на инженерно-геологические условия этого 1зида строительства. Обширные площади описываемой территории с поверхности сложе- ны четвертичными перигляциально-делювиально-элювиальными отло- жениями, которые представлены покровными лёссовидными суглинка- ми. Ими сложены многие водораздельные пространства, а местами и. склоны долин. В связи с особенностями состава этих пород (большое содержание пылеватых фракций) и их повышенной пористостью они способны к интенсивным деформациям при замачивании. Эти особен- ности покровных отложений должны учитываться при использовании их в качестве оснований для сооружений. Более благоприятными для строительства являются ледниковые моренные отложения. В долинах рек распространены современные и древние аллювиаль- ные и флювиогляциальные отложения, представленные песками, су- глинками и глинами, а иногда торфяниками. Из-за высокого стояния в них грунтовых вод приходится часто применять дренаж или свайные основания. С составом пород в значительной мере связаны современные фи- цико-геологические явления; некоторые из них оказывают большое влияние на инженерно-геологические условия наземного строительст- ва. Так, с покровными лёссовидными породами связаны просадочные явления и распространение на водораздельных пространствах западин, и степных блюдец. Довольно широкое развитие получили карстовые явления. Они из- вестны в северной части территории в бассейнах рек Оки и Сосны и связаны с девонскими известняками. Карст вызывает деформации земной поверхности (карстовые воронки, западины), нарушает условия поверхностного стока и часто создает угрозу различным сооружениям, особенно строительству плотин и водохранилищ в сухих логах, балках и оврагах. Карстовые явления, связанные с мергельно-меловыми по- родами, распространены в западных частях территории. Оползневые явления получили развитие главным образом в райо- нах распространения юрских глин. Они встречаются на склонах рек Оки, Сосны и их притоков. Небольшие по размерам оползни распро- странены по долинам рек на юго-западе территории, где они связаны с отложениями палеогена, а местами с мореной. Овражная эрозия широко распространена в центральных и южных частях территории-
458 ИНЖЕНЕРНО ГЕОЛОГИЧГСК ХЯ Х.ХР ХКГЕРИС1ИКХ ТЕРРИТОРИИ По данным А А Дубянского, на каждый квадратный километр здесь приходится от 100 до 600 м оврагов и балок Гидрогеологические условия неблагоприятны большей частью для <троитетьства в долинах рек, где на пойменных террасах грунтовые .воды залегают на глубинах 0—5 м, местами вызывая заболачивание Особенно заболоченными являются речные долины в западной части территории Неблагоприятным фактором для строительства является также развитие на отдельных участках верховодки в покровных лес- совидных, а также в делювиальных суглинках ОПЫТ НАЗЕМНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА Различные осложнения при наземном строительстве и деформации 'оорхжений на рассматриваемой территории были связаны с изменчи- востью несущей способности покровных лессовидных пород при их замачивании, с высоким стоянием уровня грунтовых вод или наличием верховодки, с процессами оврагообразования и с карстовыми явле- ниями Как указывалось выше, покровные лессовидные пытеватые поро- ды получили широкое распространение почти на всей территории, в связи с чем промышленное и гражданское строительство ведется глав- ным образом на этих породах Лёссовидные породы, особенно в южных частях территории, склонны к уплотнению при замачивании и к проса- дочным явлениям, что вызывает неравномерные осадки сооружений и их деформации Борьба с этими явлениями ведется путем упорядоче- ния поверхностного стока — устройства водоотводных и нагорных ка- нав, применения в фундаментах песчаных или шлаковых подушек и др При строительстве зданий в городах (Тамбов, Липецк, Белго- род и др ) на лессовидных суглинках и глинах величины допустимых нагрузок обычно принимались равными 2,0—2,5 кГ/см2 На пойменных террасах и вообще в районах высокого стояния уровня грунтовых вод последние часто затрудняют проходку строи- тельных котлованов В водонасыщенных песках пойменных террас в этом случае, кроме водоотлива из котлованов, возникала необходи- мость специального понижения уровня грунтовых вод с помощью водо- понижающих скважин Оно применялось, например, на участке строи- тельства электроподстанции в пос Жуковке (Брянская область), в г Семилуках и в других пунктах В г Клинцах при проходке котлова- на в водоносных флювиогляциальных песках применялись шпунтовое крепление и водоотлив На участке распространения верховодки часто наблюдается затоп- ление подвалов зданий Борьба с этим явлением ведется путем гидро- изоляции или дренажа При наличии водоносных песков большое применение получили Свайные основания Они применялись при строительстве промышлен- ных сооружений, линий электропередач и мостовых устоев Борьба с Рврагообразованием играет весьма существенную роль при дорожном строительстве, прокладке газопроводов и в других случаях Так, на- пример, при строительстве Шебелинского газопровода потребовалось укрепление вершин растущих оврагов с устройством водосбросов В районах распространения карстовых процессов как мера борьбы с развитием карстовых воронок применялся тампонаж их глинистым грунтом Близ Орла (ст Оптуха) наблюдались деформации железнодорож- ного полотна, связанные с карстом (просадка путей и образование не-
ИНЖЕНЕРНО ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ У (ТОВИЯ СТРОИТЕЧЬСТВ\ И МЕЧИОРХЦИИ 459 больших карстовых воронок под путями) Борьба с ними велась путем упорядочения поверхностного стока на склоне долины р Оки (создание системы нагорных и водоотводных канав, тампонаж карстовых воро- нок), а также цементацией полотна под путями При проектировании плотины на р Оке в районе г Орла замеча- лось удаление рыхлых отложений из основания плотины и цементиро- вание закарстованных известняков, ца которых предполагалось рас- положить плотину При исследованиях для проектирования Калужского водохранили- ща на р Оке обращалось внимание на возможность развития на скло- нах оползневых явлении ХАРАКТЕРИСТИКА ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ НАЗЕМНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА Анализ геологического строения, геоморфологических и гидрогео логических условий рассматриваемой территории, а также оценка инженерно-геологических свойств пород и развития различных совре менных физико-геологических явлении позволили составить картх районирования территории го инженерно-геологическим условиям мае сового наземного строительства (см прилож VI) Вся рассматриваемая территория входит в пределы одного круп- ного, выделенного по геостру кту рному признаку региона — Воронеж- ской антеклизы В пределах региона по признакам геоморфологических условий и геологического строения (распространения пород различных геологических формаций) выделено пять инженерно-геологических об- ластей (рис 95) Области подразделяются на инженерно-геологические районы с учетом деталей рельефа и преобладающих комплексов пород, а также связанных с ними водоносных горизонтов и физико геологи- ческих явлений 1 Область аллювиатьнофлювиогляциальной При днепровск о-П ридеснинской равнины Эта область охваты- вает западную часть территории (Брянская область, за исключением ее небольшой восточной краевой части) — бассейны рек Десны и Ипути Претставляет собой пониженную пологоволнистую раввину, на поверх- ности сложенную преимущественно песчано-глинистыми аллювиальным и флювиогляциальным комплексами и в меньшей степени глинистым (моренным) комплексом формации днепровского оледенения Породы коренной основы, представленные преимущественно полускальным турон маастрихтским комплексом, залегают на глубинах от 10 до 75 м и характеризуются довольно плавным погружением на юго-запад Для области характерно слабое проявление эрозионных процессов Широко развито заболачивание, в меньшей степени развевание на участках долинных зандров, просадки, связанные с лессовидным харак- тером покровных суглинков, а также древний карст в мощной толще мела Все это в пределах области осложняет инженерно-геологические условия массового наземного строительства Область включает пять инженерно-геологических районов Район I—1 охватывает левый берег р Десны выше г Брянска Рельеф района типично моренный, слабо- и среднерасчлененный, хол- мистый, с высотой холмов до 15—18 м. Верхними комплексами явля- ются песчано-глинистый аллювиальный и флювиогляциальный днепров- ского и отчасти московского оледенений Характерно наличие морены напора (Ассельская и Кочевская гряды) и мощной (до 75 м) толщи подморенных отложений в глубокой погребенной долине «Сещенский
4b0 ИНЖЕНЕРНО ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕРРИТОРИИ проток», в пределах которой встречена окская морена и флювиогляци- альные отложения времени наступания окского ледника Грунтовые воды залегают неглубоко (0,1—5 м), часто вызывая заболачивание территории В пределах погребенной долины скважина- ми встречены напорные воды, с напорами, достигающими 24 м. В рай- Рис 95 Схема инженерно-геологического районирования по условиям наземного строительства. Составили Г Г Скворцов и Н. И. Смирнова 1— границы и номера инженерно-геологических областей, 2— то же, районов I — область ал- тювиальио флювиогляциальной Приднепровско Придеснинской равнины // — область возвышен ной эрозиоиио денудационной равнины, включающая Среднерусскую возвышенность (ее виелед никовую часть), III—область возвышенной эрозиоиио денудационной равиииы (восточный склон Среднерусской и северный склон Калачской возвышенностей в пределах распространения морены днепровского оледенения); IV — область эллювнально моренио-флювногляцнальной Окско-Донской равнины, У —область возвышенной эрознонно денудационной Приволжской равннны оне распространены карстовые воронки, связанные с мергельно-мело- выми породами турон-маастрихтского инженерно-геологического ком- плекса. Местами наблюдается боковой подмыв склонов, а в восточной части района — участки закрепленных дюн. К району I—2 относится западный склон Среднерусской возвышен- ности в пределах распространения морены днепровского оледенения. Он представляет собой возвышенную равнину средней расчлененности, прорезанную долинами р. Оки и ее притоков. Покровные отложения мощностью 5—10 м залегают на песчано-глинистом флювиогляциаль- ном днепровско-московском и глинистом моренном инженерно-гелоги- ческих комплексах. Грунтовые воды типа верховодки встречаются местами в покров- ных суглинках на глубине 2—5 м Во флювиогляциальных отложениях грунтовые воды встречены также на глубине 2—5 м. Для района харак- терно неширокое развитие эрозионных процессов, связанных с толщей покровных суглинков. К выходам юрских пластичных глин по склонам речных долин приурочено развитие оползневых явлений. Район I—3 охватывает долину р Ипути и представляет собой по- ниженную плоскую равнину, сложенную преимущественно песчано-гли- нистыми аллювиальными (alQrv, alQn—ш) и флювиогляциальными
ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА И МЕЛИОРАЦИИ 461 (fgl, IglQudn—m) комплексами, подстилаемыми мореной. Породы коренной основы, залегающие на глубинах от 10 до 30 м, представлены мергельно-меловым турон-маастрихтским, а на юге частично палеоге- новым песчано-глинистым комплексами. Грунтовые воды в аллювиальных и флювиогляциальных отложе- ниях залегают на глубине от 1 до 4 м и часто вызывают заболачивание территории. В покровных суглинках встречаются воды типа верховодки, отличающиеся повышенной карбонатной жесткостью. На участках долинных зандров покровные суглинки мощностью от 5 до 10 м приобретают характер типичных лёссов. С их развитием связано появление на поверхности плоских западин типа степных блю- дец. На надпойменных террасах встречаются развеваемые бугристые пески. Район I—4 охватывает междуречья Судости и Ипути и представ- ляет собой относительно пониженную пологохолмистую равнину, сло- женную с поверхности лёссовидными суглинками мощностью от 5 до 10 м, реже более 10 м. Они залегают на моренных слабо уплотненных суглинках, по составу также приближающихся к лёссовидным. Породы коренной основы, залегающие на глубинах 20—30 м, представлены мергельно-меловым турон-маастрихтским инженерно-геологическим комплексом. Воды спорадического распространения приурочены к отдельным песчаным линзам и прослоям внутри морены и в покровных суглинках, слабоводообильным, залегающим на глубине 2—5 м. Для района харак- терно широкое развитие просадочных явлений, отмечаются овражная эрозия, реже заболачивание. Район I—5 охватывает долины Десны и Судости и представляет собой пониженную пологоволнистую слаборасчлененную равнину с широким развитием аллювиальных и флювиогляциальных песчано-гли- нистых комплексов, залегающих преимущественно на породах коренной основы. Местами под покровом лёссовидных суглинков, флювиогляци- альными и реже аллювиальными отложениями сохранилась морена не- большой мощности. Грунтовые воды залегают неглубоко (0—2 м) и часто выходят на поверхность, вызывая заболачивание. Для района характерно широкое распространение болот и торфяников. Местами на террасах встречаются развеваемые бугристые пески, а по правому берегу Десны — молодые растущие овраги. II. Область возвышенной эрозионн о-д енудационной равнины, включающая внеледниковую часть Средне- русской возвышенности. В нее входят Орловская, Курская, Белгородская и юго-западная часть Воронежской области (Россошан- ский, Богучарский районы). Характеризуется возвышенным и сильно расчлененным рельефом. Для нее характерно широкое почти повсемест- ное, развитие лёссовидных суглинков, залегающих на породах коренной основы различного возраста (от девона до палеогена). Грунтовые воды залегают довольно глубоко. Верховодка распространена спорадически. В северной части области широко развиты карстовые и оползневые яв- ления, для южных частей характерна высокая активность эрозионных процессов. В связи с хорошей дренированностью суглинков просадоч- ные явления в них имеют ограниченное распространение. Область под- разделяется на семь инженерно-геологических районов. Район II—1 охватывает водоразделы Десны и Оки и представляет собой возвышенную, сильно расчлененную холмистую равнину. Покров- ные лёссовидные суглинки мощностью 5—10 м и более залегают не посредственно на породах коренной основы, представленных глинами
462 ИНЖЕНЕРНО ГЕОЮГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕРРИТОРИИ и опоками кампан-маастрихтского и мергелями турон-маастрихтского инженерно-геологических комплексов Местами речная сеть врезается в альб-сеноманский песчаный комплекс Район характеризуется глубоким (до 15—20 м) залеганием грун- товых вод на водораздельных пространствах В покровных суглинках встречаются воды типа верховодки Альб-сеноманские пески содержат мощный водоносный горизонт, его местами вскрывает эрозионная сеть и дренирует Большая ai thbi ость эрозионных процессов приводит к <?начительной расчлекенюстч рсл_ефа каньонообразными долинами, балками, оврагами с крутыми склонами С лессовидными суглинками связано незначительное, вследствие хорошей дренированности, распрост- ранение просадочных явлений К району II—2 относится северная, наиболее возвышенная часть области в верховьях рек Зуши, Сосны и СКи Рельеф представляет со бой холмистую, глубоко расчлененную эрозионной сетью равнину с амплитудой рельефа до 130 м Покров лессовидных суглинков мощ- ностью от 5 до 10 м и более лежит на породах коренной основы, пред- ставленной неоком-аптским песчано-глинистым, келловейским глинис- тым и верхнедевонским карбонатным инженерно-геологическими комп- лексами Грунтовые воды залегают на глубинах от 10 до 20 м на водо- разделах и дренируются в долинах Водоносные горизонты в девонских известняках водообильны и служат источником крупного водоснаб- жения Для района характерно широкое развитие оползневых явлений, развивающихся по склонам долин, оврагов, бортов карьеров и котлова- нов Эти явления связаны с келловейскими глинами, склонными к набу- ханию и ползучести С песчано-глинистыми поводами неоком-аптского комплекса связаны многочисленные, но более мелкие оползни Водо- насыщенные пески в обнажениях местами дают мелкие оплывины Распространены также суффозионные явтения С породами герхнеде- вонского карбонатного комплекса связано широкое развитие карстовых процессов Они отмечаются не только в местах выхода комплекса на поверхность, но также под покровом более молодых отложений Обра- зование мелких карстовых воронок наблюдается по склонам речных долин, лощин, ложбин и суходолов Наиболее крупные воронки локали- зуются по дну лощин и суходолов и связанщ с обрушением кровли кар- стовых пустот в толще известняков Крайняя — северная, наиболее возвышенная часть района, охваты- вающая водораздел Зуши и Красивой Мечи, характеризуется меньшей расчлененностью рельефа с системой широких древних балок, имеющих пологие склоны Карстообразование здесь выражено слабо, а современ- ная глубинная эрозия захватывает только поверхностный рыхлый пок- ров Район II—3 охватывает широкую, хорошо разработанную долину р Сейма Характерна резкая асимметрия склонов — правый берег кру- той, левый — широкий и пологий Террасы аккумулятивные, частично цокольные, с мощностью аллювиальных отложений до 20—35 м Поро- ды коренной основы представлены турон-маастрихтским мергельно-ме- ловым инженерно-геологическим комплексом Песчано-гравелистые породы аллювиальных комплексов содержат грунтовые воды нередко хорошего качества, залегающие на глубинах от 1 до 5 м Водообильность пород значительная и тесно связана с пос- туплением в них напорных вод из дочетвертичных отложений Широкие (до 2—3 км и более) поймы часто заболочены, с многочисленными ста- рицами На надпойменных террасах местами встречаются дюны и хол- мы развеваемых песков
ИНЖЕНЕРНО ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА И МЕЛИОРАЦИИ 463' Район II—4 охватывает водораздельные пространства рек Сосны и Сейма. Он представляет собой пологоволнистую равнину средней рас- члененности. Мощность покровных отложений незначительная на водо- разделах (до 5 м), увеличивается на склонах до 5—10 м. На между- речье Сейма и Свапы их мощность на водоразделах составляет 5—Ю.ч. на склонах—10—15 м. Эти отложения залегают непосредственно на породах коренной основы. Район характеризуется глубоким залеганием грунтовых вод. Верховодка распространена спорадически, отличается повышенной минерализацией и залегает на глубине 5—10 м, реже до 15 м. Характерно широкое развитие эрозионных процессов, а на восто- ке района встречаются погребет ые карстовые воронки. Район II—5 охватывает правобережье р. Сосны и представляет собой пологохолмистую равнину. Покровные отложения небольшой мощности (до 3—5 м), иногда увеличивающейся на склонах до 12— 15 м, залегают на породах коренной основы, представленных преиму- щественно песчаным альб-сеноманским, а на склонах песчано-глинис- тым неоком-аптским комплексами. Грунтовые воды залегают обычно на глубине более 10 м на водо- разделах и выходят на поверхность по склонам долин и балок в виде родников и мочажин. Сеноман-альбский водоносный горизонт широко используется для водоснабжения. Для района характерно развитие суффозионных процессов, осыпей, оплывин, связанных с обводненным песчаным альб-сеноманским комплексом. Иногда наблюдаются мелкие оползневые явления, связанные с выходами глин неоком-аптского комплекса. Район II—6 включает южные сильно расчлененные склоны Средне- русской возвышенности. Характеризуется широким распространением покровных лёссовидных суглинков, обладающих просадочными свойст- вами. На водоразделах их мощность незначительная (5—10 м), а на склонах возрастает до 25—35 м. Залегают они по водоразделам на песках и глинах палеогенового комплекса, а по склонам — на мергелях и мелах турон-маастрихтского инженерно-геологического комплекса. Грунтовые воды залегают глубоко (25—30 м) Минерализация их пест- рая, встречаются даже соленые воды. Для района характерна высокая активность эрозионных процессов. В северной части района междуречные пространства расчленены в меньшей степени, чем на юге, где густая и глубоко врезанная долинно- балочная сеть осложняется мелкими оползневыми деформациями и оп- лывинами, локализирующимися на крутых склонах эрозионной сети. Несмотря на повсеместное развитие лёссовидных суглинков, просадоч- ные явления (степные блюдца) наблюдаются лишь в пределах плоских междуречий. Они располагаются цепочкой по дну слабо развитых сквозных лощин и бессточных понижений. Район II—7 охватывает широкую хорошо разработанную долину Дона. Правый склон долины крутой, левый — широкий и пологий с четырьмя надпойменными террасами и высокой неогеновой террасой, частично перекрытой флювиогляциальными отложениями днепровско- московского комплекса. Песчано-глинистые породы аллювиальных и флювиогляциальных комплексов залегают на коренных породах турон-маастрихтского мергельно-мелового, девонского карбонатного и местами протерозой-архейского метаморфического комплексов Грунтовые воды в аллювиальных отложениях залегают неглубоко и местами вызывают заболачивание поверхности надпойменных террас На пойме много озер, стариц, болот. Поверхность террас расчленена балками и оврагами, местами с дюнами и холмами развеваемых пес- ков.
464 ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕРРИТОРИИ III. Область возвышенной эрозионно-денудацион- ной равнины. Эта область охватывает восточный склон Среднерус- ской и северный склон Калачской возвышенностей в пределах распрост- ранения морены днепровского оледенения. К ней относятся восточная часть Липецкой и восточная и южная части Воронежской области (Острогожский, Каменский, Калачский районы). Область характеризу- ется распространением поверхностных отложений формации днепров- ского оледенения, сглаживающих общий характер рельефа. К наиболее распространенным в северной части области физико-геологическим про- цессам относятся карстовые явления. В южной части создаются усло- вия для развития оползней, связанных с глинистыми породами келло- вейского комплекса, и отмечается увеличение интенсивности эрозион- ных процессов, в связи с чем рельеф приобретает характер резко рас- члененной равнины с густой овражно-балочной сетью. В связи с хоро- шей дренированностью пород просадочные процессы развиты слабо. В области выделяются четыре инженерно-геологических района. Район III—1 охватывает правобережье р. Дона и представляет собой возвышенную, среднерасчлененную равнину, покрытую породами формации днепровского оледенения. Покровные суглинки небольшой мощности (до 5 м) залегают на моренном комплексе, а по склонам до- лин на породах коренной основы — мергелях турон-маастрихтского, песках альб-сеноманского, песках и глинах неоком-аптского и извест- няках девонского инженерно-геологических комплексов. Район характеризуется значительной дренированностью территории и слабым развитием верховодки в покровных отложениях. Эрозионные процессы развиты широко. В южной части распространены оползни, приуроченные к моренным суглинкам и отчасти к глинам палеогена. В северной части с известняками девона связано активное проявление карстовых процессов. Район III—2 охватывает Доно-Воронежское междуречье и харак- теризуется спокойным слабо расчлененным равнинным рельефом. Мощ- ность покровных лёссовидных суглинков на водоразделах не превышает 0,5—2 м и увеличивается по склонам до 4—5 м, изредка достигая 8— 11 м. Залегают они на моренном комплексе мощностью до 20 м. Широ- ким распространением пользуется верховодка неглубокого (1—5 м) залегания и часто с повышенной минерализацией вод. Район характеризуется слабым развитием физико-геологических явлений. Встречающиеся здесь балки и овраги имеют мягкие очертания склонов и широкие, часто заболоченные днища. В южной части овражно-балочная сеть развита более интенсивно. Склоны долин проре- заются молодыми короткими оврагами. Иногда встречаются блюдце- образные западины, большая часть которых заболочена. Район III—3 приурочен к наиболее узкому участку долины р. Дона. Здесь аллювиально-зандровая долина переходит в долинные зандры. Поверхность представляет собой пологий террасированный склон доли- ны р. Дона. Прослеживаются четыре хорошо выраженные надпоймен- ные террасы. Породы коренной основы представлены верхнедевонскими известняками, доломитами и песчаниками, турон-маастрихтскими ме- . ом и мергелями. Грунтовые воды в аллювиальных отложениях залега- ют неглубоко (2—5 м) и местами выходят на поверхность. На пойме встречаются старицы и болота. Поверхность высоких террас местами сильно расчленена балками и оврагами, часть из которых интенсивно растет. Во многих балках наблюдаются донные врезы. Район III—4 охватывает Калачскую возвышенность и представля- ет собой пологоволнистую равнину сильной и средней расчлененности. Покровные лёссовидные суглинки мощностью от 10 до 26 м залегают
ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА И МЕЛИОРАЦИИ 465 на песчано-глинистом палеогеновом, а по склонам на мергельно-мело- вом турон-маастрихтском инженерно-геологических комплексах. Для района характерно неширокое развитие верховодки в покров- ных суглинках. Грунтовые воды приурочены к палеогеновым отложени- ям. Эрозионные явления достигают в районе исключительной актив- ности и большой разрушительной силы. Район характеризуется интен- сивным ростом оврагов с образованием промоин в стенках древних балок и переуглублением их днищ. Большое распространение имеют Мелкие оползни, связанные с выходами песчано-глинистых палеогено- вых отложений. Широко развиты суходолы, без водопроявлений. На северо-западе района эрозионные процессы менее активны, однако рост оврагов и развитие промоин отмечаются и здесь. IV. Область аллювиально-моренно-флювиогляци- альной Окско-Донской (Тамбовской) равнины, охватыва- ющая восточную пониженную слабо расчлененную часть территории. Эта область граничит с Мещерской низиной и Окско-Цнинским плато за пределами территории. В административном отношении она охва- тывает большую часть Тамбовской, северную и центральную части Во- ронежской, а также восточные окраины Липецкой областей. Область характеризуется большой мощностью поверхностных от- ложений. Лёссовидные суглинки мощностью от 1—2 м в пределах вы- соких террас до 10—15 м на водоразделах залегают на 10—12-метровой толще морены, развитой почти повсеместно. В лёссовидных суглинках обычно развита верховодка. К мощным аллювиальным и флювиогля- циальным отложениям приурочены обильные грунтовые воды, залега- ющие на глубине от 1 до 15 м. Область подразделяется на семь инже- нерно-геологических районов. Район IV—1 приурочен к долинам рек Дона и Воронежа. Долины широкие, хорошо разработанные, резко асимметричного строения. Пра- вый берег крутой, местами обрывистый, левый пологий, с четыпьмя надпойменными террасами. Мощность аллювиальных комплексов до- стигает 20—60 м. Залегают они на породах коренной основы, пред- ставленных девонскими известняками, а местами песками и глинами неоком-апта. Район характеризуется повсеместным развитием и неглу- боким залеганием грунтовых вод (около 3 м на пойме, 3—7 м на пер- вой и второй надпойменных террасах и 10—14 м — на высоких терра- сах). На пойме много стариц, на значительных площадях ее поверх- ность заболочена. Поверхность надпойменных террас расчленена бал- ками и оврагами, местами с развеваемыми песками, собранными в холмы и дюны. Район IV—2 приурочен к высоким левобережным аллювиально- флювиогляциальным террасам р. Воронежа и представляет собой сла- боволнистую равнину. Покровные лёссовидные суглинки, имеющие небольшую мощность (1—3 м), залегают на песчано-глинистых поро- дах четвертой надпойменной террасы. Морена, подстилающая терра- совые отложения, представлена суглинками и супесями, большей частью безвалунными. Район характеризуется неглубоким (2—5 м) залеганием грунтовых вод в аллювиальных отложениях. Для района характерно незначитель- ное развитие суходолов и полное отсутствие растущих оврагов. На междуречьях широко развиты степные блюдца глубиной 0,5—1,5 м, округлой формы и с плоским дном. Днища их заболочены или запол- нены водой. Район IV—3 охватывает аллювиально-зандровую Прицнинскую равнину и полосу главного Окско-Донского водораздела. Поверхность района плоская, слабоволнистая. Аллювий крупных рек вложен в
466 ИНЖЕНЕРИО-ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕРРИТОРИИ толщу подморенных и неогеновых песков, на севере в водонасыщенные пески альб-сеномана, а в верхнем течении рек чаще в моренные суг- линки. На водораздельных пространствах распространены покровные суглинки, имеющие небольшую мощность (5—10 .и) и залегающие на флювиогляциальных песках и моренных суглинках. Грунтовые воды приурочены к песчаным породам современного и древнего аллювия. Залегают они на глубине 2—10 м и гидравлически связаны с водами дочетвертичных отложений. Во флювиогляциальных песках грунтовые воды встречаются на глубине от 3—5 до 11 м, в- покровных отложениях от 3 до 4 м, спорадически развита верховодка. Верховодка дренируется слабо и способствует образованию степных блюдец. Наиболее часто они встречаются на междуречье Польной, Воронежа, Челновой и в верховьях р. Цны. В северной части степные блюдца редки и среди них преобладают суходонные. Поймы рек забо- лочены и заторфованы. На правобережье Цны широкие площади по- крыты песками, образующими бугры и дюны. Активные процессы оврагообразования в районе отсутствуют. Район IV—4 охватывает равнину на правобережье р. Битюга. Здесь лёссовидные суглинки мощностью 10—20 м непосредственно залегают на морене. В толще покровных отложений встречается верхо- водка, залегающая на глубине 2—3 м. Для района характерно ожив- ление эрозионной деятельности, выраженное растущими оврагами и вторичным размывом днищ балок, Район IV—5 охватывает водораздельные пространства рек Цны, Битюга и Савалы. Он представляет собой пониженную, слабо расчле- ненную равнину. Покровные суглинки мощностью 5—10 м, местами до 15—17 м залегают непосредственно на морене, подстилаемой флю- виогляциальными песчано-глинистым окско-днепровским и песчаным неогеновым инженерно-геологическими комплексами. В толще покров- ных суглинков развита верховодка. Район характеризуется активными современными эрозионными процессами. На междуречье встречаются редкие степные блюдца, но они преимущественно сухие. Район IV—6 охватывает левобережье р. Савалы, инженерно-гео- логические условия которого довольно сходны с четвертым и пятым районами. Здесь лёссовидные суглинки мощностью до 10—15 м зале- гают также на морене, которая подстилается неоком-аптским инженер- но-геологическим комплексом. Район характеризуется значительной дренированностью территории, глубокой балочной сетью, развитием суходолов. Более активные современные эрозионные процессы лока- лизуются преимущественно на склонах долин. Район IV—7 охватывает широкие резко асимметричные долины рек Хопра, Вороны, Савалы и Елани. Аллювиальные песчано-глинистые комплексы залегают на коренных породах, представленных преимуще- ственно песчаным альб-сеноманским инженерно-геологическим комп- лексом. Грунтовые воды в пределах надпойменных террас залегают на глтбине 5—10 м, а на пойме близко к поверхности, местами вызывая ее заболачивание. На надпойменных террасах иногда встречаются по- движные пески. V. Область возвышенной эрозионн о-д енудац ионной Приволжской равнины. К ней относится краевая восточная часть территории, включающая по административному делению восточ- ные районы Тамбовской и Воронежской областей. Эта область харак- теризуется широким развитием покровных лёссовидных суглинков, за- легающих на моренном глинистом комплексе. Поймы рек чаето забо- лочены и заторфованы. На надпойменных террасах местами встреча- ются подвижные пески, на водоразделах — степные блюдца, а на крутых
ИНЖЕНЕРНО ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА И МЕЛИОРАЦИИ 467 склонах долины р. Вороны и ее притоков иногда наблюдаются молодые растущие овраги и переуглубление днищ балок. В области выделяются два инженерно-геологических района. Район V—1 охватывает юго-западный склон Приволжской возвы- шенности, характеризующийся значительной расчлененностью поверх- ности. Покровные лёссовидные суглинки, имеющие мощность 5—7 м, а местами на склонах до 15—20 м, залегают на моренных суглинках. Коренные породы на глубине 15—25 м представлены преимущественно песками альб-сеноманского комплекса. В покровных суглинках местами встречается верховодка. Грунто- вые воды сеноман-альбского водоносного горизонта залегают на зна- чительной глубине. Для района характерны активный рост молодых оврагов и переуглубление балочных днищ. Степные блюдца имеют незначительное развитие, чаще всего они сухие. Ближе к долине р. Цны они распространены сравнительно широко и днища их заболочены. Район V—2 приурочен к средней и верхней частям долины р. Во- роны. Долина асимметричная, с двусторонней поймой высотой 2—4 м, двумя аккумулятивными надпойменными террасами высотой 10—15 и 20—25 м и высокой цокольной террасой. Аллювий р. Вороны вложен в обводненные альб-сеноманские пески. Пойма часто заболочена, на ней распространены торфяники. На надпойменных террасах местами встречаются подвижные незакрепленные пески. ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕРРИТОРИИ ПО ИНЖЕНЕРНО- ГЕОЛОГИЧЕСКИМ УСЛОВИЯМ МЕЛИОРАЦИИ ЗЕМЕЛЬ Комплексное осуществление мелиоративных мероприятий имеет большое значение для развития сельского хозяйства рассматриваемой территории. Наряду с работами по орошению, осушению и обводнению крупных земельных массивов в больших масштабах здесь необходима организация и таких мероприятий, как улучшение лугов и пастбищ, борьба с ветровой и водной эрозией, закрепление песков и оврагов, строительство прудов и водоемов, орошение на местном стоке, осушений пойм и др. Рассматриваемая территория в значительной своей части располо- жена в зоне, где в связи с особенностями климатических условий для получения высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных куль- тур необходимо орошение земель. Исключение составляют западные части территории, а также заболоченные поймы некоторых рек, где требуется осушение. Наиболее благоприятны условия для орошения близ крупных рек, из которых возможен водозабор. В долинах небольших рек возможно- устройство водозадерживающих плотин и водоемов. На водораздель- ных пространствах перспективным является создание плотин и неболь- ших прудов по балкам и оврагам. Осушение требуется для сравнительно меньших площадей. Оно- необходимо в западной части территории — в пределах I области, в: особенности по долине р. Десны. Осушение речных пойм необходимо’ также в V области. Как указывалось выше, овражная эрозия широко распространена в центральной и южной частях территории. Борьба с зарождением новых и ростом существующих оврагов должна проводиться путем правильной распашки склонов, укрепления оврагов, регулирования по- верхностного стока с помощью устройства в оврагах и балках плотин и водоемов. Борьба с ветровой и особенно с водной эрозией почв на рассматри- ваемой территории имеет существенное значение. По данным А. А. Ду-
468 ИНЖЕНЕРНО-1 ЕОЛОГИЧЕСКЛЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕРРИТОРИИ бянского, в пределах каждой из областей (Курской, Липецкой, Воро- нежской, Тамбовской и Белгородской) ежегодно из-за смыва почвы списывается в среднем по 4—5 тыс. га земли. Борьба с этим явлением должна вестись путем лесонасаждений, регулирования поверхностного стока и орошения земель. Строительство прудов и водоемов в балках, оврагах, на мелких речках является важным мероприятием, создающим базу для орошения земель и развития животноводства. В начале 50-х годов в центрально-черноземных областях были про- ведены большие работы по строительству прудов и водоемов. Однако во многих случаях недостаточно учитывались инженерно-геологические условия (водопроницаемость днищ балок, оврагов и речных долин в связи с песчано-галечниковым составом аллювия или карстовыми явле- ниями), что вызывало большие потери воды. В результате этого из >6380 существующих прудов более пятисот имеют воду только в периоды паводков, а в остальное время года они сухие. Остановимся в кратких чертах на тех мелиоративных мероприя- тиях, осуществление которых может оказаться нужным в пределах инженерно-геологических областей, выделенных на карте инженерно- геологического районирования (см. прилож. VI). I область. В пределах области необходимо проведение осушитель- ных мероприятий, особенно в районе I—5 (по долине р. Десны). Менее необходимо осушение на высоко приподнятом междуречье Судости и Ипути (район I—4). Требуется закрепление развеваемых дюн на тер- расах р. Десны. При проектировании различных видов строительства следует учитывать развитие карстовых явлений, а также возможность развития оползней на участках выходов юрских глин на склонах (рай- он I—2). II область. Эта область резко отличается от первой и требует про- ведения оросительных мероприятий. Наиболее благоприятны условия для орошения на участках высоких речных террас. При проектировании оросительной системы необходимо учитывать возможности возникнове- ния просадочных явлений в лёссовидных суглинках (районы II—1, II—6). Существенное значение имеет борьба с оврагообразованием (наиболее важно в районах II—1 и II—4, в меньшей мере в районе II—6). При проектировании инженерных мероприятий необходимо учи- тывать развитие на севере территории оползневых и карстовых явлений. III область. Значительные площади в пределах области требуют проведения оросительных мероприятий, а в южной части — борьбы с оврагообразованием и эрозией почв (особенно в районе III—4). По высоким террасам в долине р. Дона (район III—3) имеются наиболее благоприятные условия для организации орошения земель. IV область. Северная часть области по сравнению с другими тер- риториями находится в благоприятных условиях для сельского хозяй- ства и требует лишь небольших мелиоративных мероприятий. Для всей «области целесообразно орошение водораздельных пространств с созда- нием водоемов. При проектировании следует учитывать просадочные •свойства покровных суглинков. В районе IV—7 удобны для орошения участки высоких речных террас. По долине р. Воронежа целесообразны осушительные мероприятия на низких террасах. Процессы оврагообра- зования существенны, но несколько слабее, чем в III области. V область. В пределах этой области очень важное значение имеет борьба с оврагообразованием и эрозией почв. Необходимо осуществле- ние оросительных мероприятий на водораздельных пространствах с созданием прудов и водоемов, по долинам рек — осушение пойм и за- крепление песков на террасах р. Вороны.
ГЛАВА XX ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИИ ТВЕРДЫХ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ Важнейшим твердым полезным ископаемым на рассматриваемой территории являются железные руды, основные запасы которых сосре- доточены в пределах Курской магнитной аномалии, где они связаны с породами докембрийского кристаллического фундамента. Некоторое значение имеют также железные руды в осадочной толще (Липецкие месторождения). К другим полезным ископаемым, встречающимся на рассматриваемой территории, относятся бокситы (не разрабатываются), фосфориты, а также строительные материалы (кирпичные глины, це- ментное сырье, пески). Ниже дается краткая характеристика инженерно-геологических условий некоторых действующих шахт п карьеров, а также инженерно- геологическая характеристика ряда разведанных месторождений. Б связи с тем, что геологическое строение и гидрогеологические условия этих месторождений рассматривались выше, здесь приводятся лишь их основные инженерно-геологические особенности. ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ДЕЙСТВУЮЩИХ ШАХТ И КАРЬЕРОВ Инженерно-геологические условия разработки железных руд КМА Железные руды КМА разрабатываются в настоящее время под- земным способом на Коробковском руднике и открытым способом на Михайловском и Лебединском карьерах. Инженерно-геологические условия Коробковского рудника. На этом руднике шахтами разрабатываются преимущественно железистые кварциты. Шахтные стволы проходятся по обводненным породам оса- дочной толщи, причем в трещиноватой зоне выветривания в кровле докембрийских пород оставляют целики мощностью иногда до 100 м. Они служат для изоляции водоносных горизонтов осадочной толщи и вод зоны выветривания. В связи с этим разработка железистых кварцитов возможна без предварительного осушения надрудной толщи. Обводненность глубоких горизонтов шахтных полей незначительная и связана в основном с зонами тектонических нарушений. Железистые кварциты являются весьма крепкими и прочными поро- дами, местами допускающими проходку выработок без крепления. Про- ходка ведется с применением взрывных работ, что увеличивает трещи- новатость пород. Трещиноватость способствует деформациям пород; в выработках имели место случаи отдельных вывалов пород и деформа- ций межкамерных целиков. Среди железистых кварцитов встречаются гнезда рыхлых богатых руд и прослои выветрелых кварцитов и сланцев с малой прочностью,.
470 ИНЖЕНЕРНО ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕРРИТОРИИ требующих усиленного крепления. Рыхлые богатые руды в обводненном состоянии обнаруживают свойства плыву нностп. В шахте 1 наблюдался прорыв обводненных рыхлых руд в объеме до 30—50 м3. Инженерно-геологические условия Михайловского карьера. Карьер расположен в центральной части юго-западных аномалий КМА, где выступ докембрийских рудоносных пород перекрыт толщей юрских, меловых и четвертичных осадочных пород общей мощностью 40—80 м. На участке карьера первой очереди залежи богатых железных руд перекрыты келловейскими глинами мощностью 15—25 м. Глины весьма плотные и практически водоупорные. Они пронизаны сетью тонких трещин отдельности, по которым происходит разрушение пород при их выветривании в откосах карьера. Глины характеризуются (по данным ИНИИГоросушение) содержанием глинистых фракций от 33 до 48%, пылеватых — от 35 до 47% и песчаных — от 8 до 23%. Их объемный вес равен 1,9—1,98 г/см3, естественная влажность 24—28%, верхний предел пластичности 60—73%, нижний — 28—34%, число пластичности 30—40. Величина набухания равна 8—11%. Прочностные показатели глин довольно высокие: величина сцепления изменяется в пределах 0,4—1,6 кГ[смг, чаще равна 0,6—1,0 кГ[см2 угол внутреннего трения 14—36°, чаще 17—19°. Залегающие выше отложения нижневолжского яруса представлены глинистыми песками и глинами мощностью 7—8 м. Глины имеют есте- ственную влажность, равную 21—23%, верхний предел пластичности 38—57%, нижний — 21—26%, число пластичности 19—26. Величина сцепления 0,3—0,8 кГ{см\ угол внутреннего трения изменяется в пре- делах 10—28°. Песчано-глинистые отложения неоком-апта мощностью около 10 м характеризуются частым переслаиванием ц фациальной изменчивостью. В основном здесь преобладают песчаные глины и глинистые пески. Консистенция глин мягко-пластичная, иногда близкая к текучей. Пес- чаные породы обводнены. Залегающие выше альб-сеноманские пески мелко- и гонкозернистые, содержат до 20—25% пылеватых и 3—6% глинистых фракций. Угол естественного откоса равен 34—35° (под во- дой 22—25°). Мощность песков непостоянна (0—10 м), они обводнены. Коэффициент фильтрации по данным опытных откачек в среднем равен 1 м/сутки. Четвертичные отложения представлены лёссовидными cyi- линками, в нижней части тяжелыми, в верхней — более легкими. При строительстве карьера и в первый период эксплуатации имели место различные деформации бортов, связанные как с неблагоприят- ными инженерно-геологическими свойствами пород (слабая водоотдача) и условиями их залегания, так и с горнотехническими факторами. В карьере развиты процессы оплывания песчано-глинистых пород, пре- имущественно неоком-апта. В 1960 г. в связи с оплыванием этих пород на участке въездной траншеи западного борта карьера сформировался крупный цирк оплывания, из которого песчано-глинистая масса в виде грязевого потока оплывала в траншею. В течение 6—8 месяцев размеры цирка достигли 80 м по протяженности и 35—40 м в глубь уступа. Оползневой цирк протяженностью 60—80 м и глубиной 20 м возник в июне 1961 г. в южном борту карьера также в неоком-аптских поро- дах. Оползневые явления наблюдались и на других участках карьера. На откосах, сложенных альб-сеноманскими песками, легко возникали промоины. В связи с неурегулированным стоком атмосферных вод про- моины иногда достигают глубины нескольких мегров. Широкое разви- тие в карьере имеют обвально-осыпные явления. Из приведенной характеристики Михайловского карьера можно видеть, что его инженерно-геологические условия довольно сложные,
ИНЖЕНЕРНО ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИИ 471 что связано в значительной мере с присутствием в разрезе песчано- глинистых пород, обладающих слабой водоотдачей. По данным В. Г. Тер- новской (1966 г.), на возникновение оползневых деформаций откосов оказывают влияние также древние формы подземного рельефа — древ- ние ложбины стока, погребенные овраги, впадины и т. п. Эти формы подземного рельефа определяют на отдельных участках своеобразные гидрогеологические условия, а также ослабляют устойчивость выше- лежащих пород при вскрытии их в бортах карьера. Рис 96 График грану тометрического состава юрских от.тоже ний Лебединского месторождения По Г Г Скворцову и Л И. Романовской 1 — гранулометрический состав образцов глнн, отобранных нз разведочных скважин. 2— то же. из карьеров На деформации откосов карьера повлияло также резкое завышение их углов, при строительстве в 1960—1961 гг. общий угол рабочего борта карьера достигал 50°, тогда как генеральный угол борта был принят в проекте равным 18—20°. Инженерно-геологические условия Лебединского карьера. Карьер первой очереди вскрывает железные руды на глубине 60—90 м. Мощ- ность богатых руд изменяется от 0 до 60 м, в среднем составляя 20 м. Они залетают на крутопадающих слоях железистых кварцитов, пере- крыты юрскими темно-серыми сильно песчаными (рис. 96) глинами мощностью до 6 м, увеличивающейся по направлению к долине р. Ос- кольца до 30 м. Глины имеют большей частью пластичную консистен- цию Их влажность равна 22—28%, верхний предел Пластичности 20—40%, чаще 30—35%, нижний—10—25%, чаще 18—20%, объемный вес 1,9—2,0 г/см3, пористость 38—42%. Величина сцепления равна 0,2—0,8 кГ/см2, чаще 0,5 кГ/см2-, угол внутреннего трения равен 20—30°, чаще 22—26°. Выше залегает толща песков, оказывающая большое влияние на инженерно-геологические условия карьера. Толща снизу начинается гравелистыми аптскими песками мощностью 4—6 м, переходящими в
472 ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕРРИТОРИИ пески альб-сеномана мощностью 25—30 м. Эти пески внизу грубые, разнозернистые, в средней части однородные, мелкозернистые, а в вер- хах— средне- и мелкозернистые. Графики рассеяния физико-механиче- ских свойств альб-сеноманских песков приведены на рис 97. Рис 97 Графики рассеяния физико-механических свойств атьб-сеноманских песков / — образцы из разведочных скважин, 2 — образцы из карьера На песках залегают породы мергельно-меловой толщи мощностью 40—60 м. Верхняя часть толшп мела сильно трещиноватая, с чем свя- зана ее большая обводненность. При вскрытии карьером мела в нем были обнаружены большие карстовые полости, заполненные глинами и песками палеогена. Палеогеновые породы встречаются также в виде отдельных пятен на неровной поверхности мергельно-меловой толщи. Четвертичные отложения представлены делювиальными и покров- ными суглинками мощностью до 20—25 м. Число пластичности суглин- ка 10—20, объемный вес 1,6—2,0 г]см\ величина сцепления колеблется в больших пределах — от 0,05 до 0,8 кГ/см2, угол внутреннего трения 11—30°. Лебединский карьер имеет сложные гидрогеологические и инженер- но-геологические условия, обусловленные тем, что надрудная осадочная толща состоит в значительной мере из рыхлых песчано-глинистых пород и содержит несколько водоносных горизонтов. При проектировании карьера особые опасения вызывало поведение в бортах карьера обвод- ненных альб-сеноманских песков, при выемке которых могло возникнуть большое гидродинамическое давление. В связи с этим проектом преду- сматривалось предварительное осушение участка карьера. При этом четвертичные суглинки предусматривалось разрабатывать гидромонито- рами, мергельно-меловые породы — экскаваторами с транспортировкой пород во внешние отвалы, а альб-сеноманские пески и юрские отло- жения — земснарядами. Осушительные мероприятия тесно увязывались с принятой систе- мой разработки. С начала вскрытия месторождения до ввода в действие
инженерно геологические условия разработки месторождении 473 плавучих земснарядов были осушены четвертичные и мергельно-мело- вые породы до кровли альб-сеноманских песков В дальнейшем интен- сивность водопонижения (осуществлявшаяся путем устройства внешне- го кольцевого дренажа — скважин, оборудованных глубинными насо- сами АТН-10 и расположенных по периметру строящегося карьера на расстоянии 32 м друг от друга) увязывалась с работой земснарядов, чтобы не создавать больших градиентов и таким образол; исключить возникновение суффозии в откосах Однако в связи с допущенными отступлетиями от проекта при строительстве возник ряд осложнений Так, вначале из-за отставания выемки меловых пород экскавато- рами, земснаряды отсасывали песок из-под уступа мела высотой 20—23 м, в результате чего мергельно-меловые породы обрушивались в карьер большими глыбами При разработке нижнего песчаного усту- па в связи с нарушением режима работы дренажной системы произо- шел отрыв депрессионной поверхности от уровня воды в котловане i образовались зоны высачивания высотой 1,0—1,5 м Вода выходила и~ песков альба в виде отдельных струй с дебитом в несколько кубических метров в час, вынося большое ко- личество песка, что привело к обра- зованию сначала каналов, а через 3—4 суток крупных пещер и про- вальных воронок. В откосах, ело женных покровными суглинками, во время строительства карьера на- блюдались оползневые явления На конечной стадии строитель- ства карьера водопонизительные скважины дренажного кольца были переоборудованы в сквозные филь- тры с выпуском воды в выработки подземного кольцевого дренажа Прекращение суффозионных явле- ний было достигнуто с помощью восстановления нормальной работы водопонизительных скважин, а так- же дополнительным применением в откосах карьера легких иглофиль- тровых установок. Инженерно-геологические условия разработки Липецких месторождений Липецкие месторождения рас- положены северо-западнее Липецка. Месторождения в значительной ме- ре уже отработаны целым рядом шахт, и геологоразведочные работы в последние годы велись на полях действующих шахт с целью выяв- ления возможности расширения рудных полей В геологическом строении ме- сторождений участвуют верхнеде- вонские, юрские, нижнемеловые, неогеновые и четвертичные отложе- Рис 98 Стратиграфическая колонка района Липецких железорудных место рождений По Г Я Борисенкову и В П. Орешкину / — почвенный слой и грубозернистые пески, 2 — пески мелкозернистые, кварцевые 3 — пе- ски тонкозернистые, с прослоями песчаников, 4 — пески глинистые 5 — песчаные глины, 6 — глины 7 — глины тонкослоистые, 8 — песчани- ки, 0 — железистые песчаники. 10— рудный” слой, 11 — известняки
474 ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧТСК\Я ХЛР ХКТЕРИСТИК 1 ТЕРРИТОРИИ ния. Их условия залегания и литологический состав иллюстрируются рис. 98. Железные руды имеют осадочное происхождение и залегают в виде линз на размытой поверхности девонских закарстованных из- вестняков. Мощность рудных залежей изменяется в пределах 0,75— 2,40 м, в среднем составляя 0,95 м. Объемный вес руды равен 2,2 г/см3, влажность около 10%. Средняя глубина залегания рудного слоя 73 м при колебании ее в пределах 55—95 м. Непосредственной кровлей рудной залежи являются местами юр- ские песчаники, пески, глины и песчаники валанжинского и баррем- ского ярусов нижнего мела. На участках, где в кровле горных вырабо- ток залегают глинистые породы, инженерно-геологические условия раз- работки довольно благоприятные. Имеют место лишь отдельные вывалы пород, выработки обводнены слабо. Несколько ухудшаются условия при ведении горных работ на мак- симальных глубинах, где на обводненность выработок оказывает влия- ние девонский водоносный комплекс. Здесь снижается устойчивость пород кровли, а также происходит вынос песчаного материала. ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ РАЗ В ЕДУ ЕМ ЫХ МЕСТОРОЖДЕНИИ КМА Судя по опыту горных, а также геологоразведочных работ, инже- нерно-геологические условия разработки железных руд на территории КМА весьма разнообразны. Они обусловлены как инженерно-геологи- ческими свойствами руд и рудовмещающих пород докембрийского кри- сталлического массива, так и мощностью и инженерно-теологическими свойствами надрудной осадочной толщи, вмещающей ряд водоносных горизонтов. Из главы XVII видно, что железные руды имеют различные свой- ства. Железистые кварциты и некоторые разности богатых руд имеют высокую прочность (кварциты более 1000—1500 кГ/см2, богатые руды более 300—400 кГ/см2). Такие крепкие и прочные руды благоприятны для проведения горных работ, хотя для этого и потребуется применение взрывных работ. Разработка некрепких разностей богатых руд, содер- жание которых может быть весьма значительным (см. табл. 46), может вызвать ряд затруднений и потребует применения осушительных меро- приятий. При этом целесообразность применения на КМА открытого или подземного способа разработки обусловливается рядом природных п экономических факторов и зависит от объемов вскрышных работ, мощ- ности рудных залежей, состава и свойств пород надрудной осадочной толщи, гидрогеологических условий и пр. При районировании территории КМА по инженерно-геологическим условиям разработки железных руд прежде всего необходимо прини- мать во внимание изменение мощности надрудной осадочной толщи, существенно влияющей на инженерно-геологические условия месторож- дений. Мощность осадочной толщи наименьшая в центральной и северо- восточной частях территории КМА — в центральной части свода Воро- нежского кристаллического массива. Здесь благоприятные условия для разработки некоторых месторождений открытым способом, в особен- ности там, где железные руды образуют гребневидные выступы на поверхности докембрийских пород. Мощность осадочной толщи увели- чивается на склонах кристаллического массива и особенно в юго-за- падном направлении. В этом же направлении увеличивается число водоносных горизонтов в осадочной толще и, что особенно важно, ве- личины напоров подземных вод.
ИНЖЕНЕРНО ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ 475 Большое значение имеют состав и физико-механические свойства пород осадочной толщи, особенно фильтрационные свойства пород, вмещающих водоносные горизонты. В некоторых районах распростра- нены песчано-глинистые породы, обладающие весьма слабой водоот- дачей, в связи с чем осушение пород, без которого почти невозможно проведение горных работ, сказывается весьма затруднительным и тре- бу ет длительных сроков. Весьма важными являются также состав и свойства пород, зале- гающих непосредственно в кровле рудных залежей Если непосредст- венно в кровле находятся известняки, то она обычно устойчивая, к тому же трещиноватые известняки могут служить часто естественными коллекторами при осушении вышележащих водоносных горизонтов. Вопросами инженерно-геологического районирования территории КМА занимался ряд исследователей (И Н. Павлов, С. П. Прохоров, Г Г Скворцов, Ф. И Лосев, В. И. Фандеева, Б. Н. Смирнов, Н И Смирнова и др.). Приведем схему инженерно-геологического районирования территории КМА по условиям разработки железных руд, предложенную Б. Н Смирновым и Н. И. Смирновой (ГУЦР). Ими приняты следующие таксономические единицы- инженерно-геологи- ческие регионы (выделены по структурно-тектоническим особенностям территории), инженерно-геологические области (по комплексам пород, лежащим непосредственно на кристаллическом фундаменте) и инже- нерно-геологические районы (по особенностям строения и мощности осадочной толщи). При районировании также учтены величины гидро- статических напоров подземных вод и сложность осуществления осу- шительных мероприятий. На рис. 99 приводится схема инженерно-геологического райониро- вания территории КМА с некоторыми упрощениями. Из этой схемы видно, что наименее сложные условия освоения месторождений желез- ных руд КМА наблюдаются в северо-восточной и центральной частях территории; они резко ухудшаются в юго-западных районах. Инженерно-геологические условия Яковлевского месторождения. Это месторождение по своим запасам богатых железных руд и их вы- сокому качеству является уникальным. Однако гидрогеологические и инженерно-геологические условия его освоения весьма сложные. Же- лезные руды залегают здесь на глубине более 500 м и перекрыты тол- щей рыхлых осадочных пород, вмещающих шесть водоносных горизон- тов Кроме того, в самих рудах встречаются обводненные рыхлые раз- ности, по которым проходка горных выработок будет затруднительной Средн богатых руд по генетическим признакам выделяют переот- ложенные и остаточные руды. Переотложенные руды в основном креп- кие: их временное сопротивление сжатию колеблется в пределах от 298 до 1258 кГ/см2 (наиболее характерна величина 350—700 кГ/см2), удельный вес их чаще всего равен 4,3 г/см3, объемный 3,5 г/см3, есте- ственная влажность 3—5%, пористость 22% Остаточные руды составляют основные запасы месторождения. По инженерно-геолот ическим признакам они подразделяются на три груп- пы (рис. 100): крепкие (плотные) с сопротивлением сжатию более 400 кГ,см2, средней крепости — 400—100 кГ/см2 и малой крепости — менее 100 кГ/см2. Руды малой крепости в свою очередь подразделяются иа мягкие, легкоразрыхляемые со скелетом и легкоразрыхляемые без скелета Мягкие руды в основном гидрогематитовые и гётитовые («краски») обладают псевдопластическими свойствами (глиноподобные). Легко- разрыхляемые руды — мартито-железнослюдковые («синьки») обла- дают некоторой цементацией, создающей своеобразный скелет, в связи
476 ИНЖЕНЕРНО ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ X iPAKTEPHCTHKl ТЕРРИТОРИИ с чем их временное сопротивление сжатию составляет 2—20 кГ/ся- Г»есскелетные разности руд быстро размокают в воде Физико механи- ческие свойства руд малой крепости, определенные по 150 пробам, взятым из керна разведочных скважин, приводятся в табл 47 Рис 99 Схема инженерно геологического районирования терри тории КМА по условиям разработки месторождений железных руд приуроченных к кристаллическому массиву По Б Н Смир нову и Н И Смирновой Условия осушения в зависимости от разреза всей осадочной толщи 1— про стые 2 — сложные 3 — очень сложные 4 — чрезвычайно сложные Устой чивость пород в кровле кристаллического фундамента (жирные линии — устойчивые тонкие лниии — неустойчивые) при преобладающих капорах (в л<), 5 — <200 6 — 200—500, 7 — >500 8 — граница центральной части свода Воронежского кристаллического массива Содержание различных разновидностей руд по данным докумен- тации керна разведочных скважин характеризуется следующими вели- чинами крепкие руды 20,3%, средней крепости 34,7%, мягкие 5,4%, тегкоразрыхляемые со скелетом 36,2%, без скелета 3,4% На долю руд малой крепости, таким образом, падает до 42% (см рис 100), в связи с чем для их разработки необходимы осушительные мероприя- тия, так как обводненные рыхлые руды в выработках будут весьма неустойчивыми
ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИИ 477 из св Скв17В Ск8!77 Скв 17в Скв 179 Скв1В0 Рис 100. Инженерно геологический разрез рудной залежи Яковлевского место- рождения (по материалам ГУЦР) / — руды остаточные 2 — руды переотложенные, 3— межрудные сланцы: 4—кварциты; 5 — Сокситоносные породы. Руды по крепости 6 — крепкие, 7— средней крепости, 8— малой крепости, 9 — цифры слева от ствола скважины — глубина от поверхности Таблица 47 Физико-механические свойства мягких и легкоразрыхляемых руд
478 ИНЖЕНЕРНО ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕРРИТОРИИ В связи с телт, что Яковлевское месторождение намечено к разра- ботке подземным способом, наибольшее значение для горных работ в ссадочной толще будут иметь их нижние горизонты — каменноуголь- ные известняки и юрские породы Известняки (мощностью от 13 до 75 м) обладают большой прочностью (их временное сопротивление сжатию колеблется в пределах 400—900 кГ/см2) Они трещиноваты и закарстованы, в связи с чем MoiyT служить коллекторами при осушении вышележащих водоносных горизонтов Юрские породы представлены двумя толщами глин (баиос бата и оксфорд-кимериджа), разделенных толщей келловейских песков Ниж- няя толща имеет мощность 37—69 м и содержит два прослоя песков Глины плотные, имеют твердую, реже пластичную консистенцию, их коэффициент уплотнения равен 1,33—1,67, а сопротивление сжатию 10—27 кГ/см2 Коэффициент фильтрации глин измеряется стотысяч- ными долями метра в сутки Верхняя толща глин имеет мощность 20—53 м, в ней содержатся прослои песчаников, при этом глины со- ставляют 50—80% Естественная влажность глин 16—24%, верхний предел пластичности 21—65%, нижний — 20—29%, число пластичности 21—40 Констистенция глин твердая, временное сопротивление сжатию 1—20 кГ/см2, коэффициент фильтрации 0,00006 м/сутки Разделяющие толщи глин келловейские пески тонкозернистые, глинистые, обвод- ненные Толщи юрских глин являются практически водоупорными Учиты- вая их большую мощность, можно предположить, что они могут изолировать горные работы от надъюрских водоносных горизонтов Однако наличие прослоев песков и песчаников несколько ухудшает инженерно-геологические свойства этих глин, а принятые в проекте системы разработки руд камерами с обрушением кровли вызовет не только обрушение известняков, но л сдвиг вышеле/кащих пород Проходка шахтных стволов на Яковлевском местооожденпп будет сопряжена с рядом трудьостей потребуется замораживание пород на больших глубинах Инженерно-геологические условия Дичнянско-Реутецкого месторож- дения Это месторождение приурочено к юго-западной полосе магнитных аномалий Толщи надрудных песчано-глинистых и мергельно-меловых осадочных пород имеют мощность 228—297 м и содержат пять водонос- ных горизонтов В связи с этим разработка месторождения намечена подземным способом Шахтные стволы пересекут а) четвертичные покровные лёссовидные суглинки, б) отложения палеогена мощностью 0—10 м, представленные пес- I ами с прослоями песчаников Пески в основном кварцевые, тонкозер- нистые, с содержанием фракций менее 0,25 мм 62—81% и глинистых фракции 0,7—11,0% Угол естественного откоса песков 38—44° (под водой 33—38°), коэффициент фильтрации 0,11—2,17 м/сутки Песчаники преимущественно слабые, с 1линистым цементом, в) мергельно-меловую турон-маастрихтску ю толщу, имеющую значительную мощность, в среднем равную 110 м Верхняя часть толщи сложена мергелистыми i линами, средняя — мергелями и нижняя — мелом Наиболее детально изучены мергели Они содержат до 60% глинистых частиц, влажность их 13—27%, объемный вес 1,5—1,93 г/см3, пористость 39—50% Консистенция мергелей часто пластичная Слои мела имеют мощность 23—31 м Мел характеризуется высоким содер- жанием карбонатов кальция (до 96—98%), объемный вес—1,3 г/см3, естественная влажность 16—18%, г) пески альб-сеномана, мелкозернистые, хорошо отсортированные, с содержанием глинистых фракции не более 3—5% Угол естествен-
ИНЖЕНЕРНО РЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ Р\ЗР\Б0ТКИ МЕСТОРОЖДЕНИИ 479 кого откоса 35—40° (под водой 32—37°), коэффициент фильтрации Э 23—2,29 м/сутки. Мощность песков изменяется от 16 до 33 м, д) отложения неоком-апта, представленные вверху песками, а ниже песчаными глинами, с небольшими прослоями песков Коэффициент фильтрации песков 0,06—3,0 м/сутки, чаще 0,11—0,29 м/сутки-, е) нижневолжские отложения, представленные переслаиванием глин, песчаных глин и песков. Эти пески по гранулометрическому составу могут быть отнесены к супесям и обладают весьма слабой водоотдачей и свойствами истинных плывунов; ж) толщу келловей-кимериджа, представленную глинами, мощ- ность которых достигает 45—СО м. Глины тяжелые, содержание глинистых фракций от 41 до 65%, число пластичности их равно 15—27, естественная влажность 21—27%, объемный вес 1,9—1,7 г/см3-, з) отложения батского яруса, сложенные тонкозернистыми глини- стыми песками мощностью 45—33 м. Пески содержат до 90% фракции 0 1—0,05 мм. Величина коэффициента фильтрации их равна 0,06— 0,4 м/сутки. Рудная залежь представляет собой полосу крутопадающих слоев железистых кварцитов, ограниченную с боков филлитовидными слан- цами. Кварциты прочные, их временное сопротивление сжатию 300— 1500 кГ/см2 и более. Сланцы весьма неоднородны по составу и механи- ческим свойствам. Богатые руды представлены в основном крепкими разностями (сопротивление сжатию 100—400 кГ/см2), но встречаются также руды с малой прочностью, легкоразрыхляемые. Разработка месторождения намечается одним шахтным почем протяженностью 5 км. Отработка будет производиться от центра к флангам. Проходка шахтных стволов намечается с применением спо- соба замораживания В связи с тем, что в осадочной толще имеется ряд водоупорных слоев (слои нетрещиноватого глинистого мела, глин келловей-кимерид- жа), для ведения горных работ потребуется осушение только бат- ского водоносного горизонта и снижение напора руднокристалли- ческого водоносного горизонта. Полное снятие напоров может быть достигнуто в процессе строительства путем применения в горных выра- ботках забивных фильтров.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ В настоящем томе монографии «Гидрогеология СССР» приведено -одробное описание гидрогеологических и инженерно-геологических условии обширной территории южной части центральных районов Европейской части РСФСР, включающей Брянскую, Орловскую, Ли- пецкую, Курскую, Белгородскую, Воронежскую, Тамбовскую области. Такая всесторонняя и составленная по единой методике характеристика данной территории, имеющей большое народнохозяйственное значение, дается впервые При этом использован большой фактический материал гидрогеологических и инженерно-геологических исследований, получив- ших большой размах, особенно в последние 15—20 лет и в связи с освое- нием Курской магнитной аномалии и развитием промышленности и сельского хозяйства Материалы проведенных здесь исследований съемок и работ по разведке подземных вод для водоснабжения крупных городов и про- мышленных центров, а также по региональной оценке эксплуатацион- ных ресурсов подземных код, изучению гидрогеологических условий разработки железорудных месторождений KWA, изучению режима под- земных и поверхностных вод позволили осветить в настоящей работе основные закономерности распространения и формирования подземных вод, оценить их общие ресурсы и пути дальнейшею использования. Эти закономерности и условия эксплуатации подземных вод по- дробно рассмотрены в настоящем томе монографии и отражены на прилагаемых к нему гидрогеологических картах и разрезах Основным фактором, определяющим указанные закономерности, является крупная I оологическая структура — Воронежское поднятие кристаллического массива, — пересекающая описываемый район с северо-запада на юго- восток и разделяющая описываемую территорию на отдетьные гидро- геологические районы Районы, располагающиеся на северо-восточном склоне поднятия, характеризуются широким развитием девонских отложений, к которым прихрочены достаточно водообильные водоносные горизонты, являю- щиеся основными источниками водоснабжения на территории Брянской, Орловской, Липецкой и Тамбовской областей Район юго западного склона поднятия (в основном территория Белгородской и южной части Курской области) характеризуется раз- гитием каменноугольных отложений, которые хотя и обводнены, но не используются в качестве источника водоснабжения вследствие боль- шой глубины залегания (300—400 м) На этой территории, так же как и на территории расположения свода Воронежского поднятия (Кур- ская, Белгородская и Воронежская области), основные, используемые для водоснабжения водоносные горизонты приурочены к меловым от-
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 481 ложениям (к мергельно-меловой толще и к альб-сеноманским пескам). В пределах Воронежской области практическое значение имеют и водоносные горизонты, приуроченные к песчаным отложениям неогена. Характерной чертой описываемого региона, связанной со структур- ными особенностями, является большая мощность зоны пресных вод (до 600—700 м) и отсутствие на большей части территории рассолов. Последние отмечаются при бурении глубоких скважин только в пре- делах Тамбовской области, где имеет место значительное погружение кристаллического фундамента (на глубину 900 м и более). Минеральные подземные воды, пригодные для лечебных целей, развиты в перифе- рийных частях территории. Впервые приведена региональная оценка эксплуатационных запасов гфесных подземных вод для всей описываемой территории. Установлено, что общие эксплуатационные запасы подземных вод составляют 405 м3/сек. По состоянию на 1966 г. из подсчитанных запасов фактически используется 3% (включая карьерный и шахтный водоотливы на горно- рудных предприятиях КМА). Подсчитанные эксплуатационные запасы в целом значительно превосходят намеченную в перспективе на 1980 г. потребность в хозяйственно-питьевой воде. Вместе с тем в отдельных районах, особенно на территории КМА, вблизи действующих горноруд- ных предприятий складывается довольно напряженное положение с ресурсами подземных вод для водоснабжения. Однако и в этих районах, как показало проведенное моделирование на электронно-счетной ма- шине УСМ-1, при правильной организации использования подземных вод имеется возможность удовлетворения заявленной на перспективу потребности в хозяйственно-питьевой воде. Целесообразно также разработать вопрос о практическом исполь- зовании подземных вод, откачиваемых в большом количестве водоот- ливными установками на действующих железорудных карьерах КМА. Продолжение гидрогеологических исследований с целью выявления эксплуатационных запасов подземных вод для водоснабжения крупных городов и промышленных центров, изучение общего водного режима на территории КМА в связи с развитием горных работ на железоруд- ных месторождениях, разведка минеральных вод, дальнейшее изучение глубоких водоносных горизонтов при осуществлении глубокого бурения при поисках нефти и газа в Тамбовской области, проведение средне- и крупномасштабных гидрогеологических съемок — все это далеко не полный перечень задач дальнейших гидрогеологических и инженерно- геологических исследований, которые необходимо проводить в описы- ваемом районе. Осуществление всех этих работ поможет решению больших задач, поставленных перед гидрогеологической службой в связи с дальнейшим развитием промышленности и сельского хозяйства, городского и сель- ского строительства. В ходе выполнения этих задач несомненно будут собраны дополнительные материалы, которые еще более пополнят наши знания по гидрогеологии и инженерной геологии центрально-чернозем- ных и прилегающих областей.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ АгошковМ И, Еникеев И Б Курская магнитная аномалия Изд АН СССР, М, 1959 Агроклиматические справочники по Курской, Белгород с к о й, Воронежской и Орловской областям Г идрометеоиздат, 1958— I960 АльтовскийМ Е О классификации эксплуатационных запасов подземных вод «Советская геология», 1947а, № 19 АльтовскийМ Е Периодограммный анализ как метод обработки материалов наблюдений за уровнем подземных вод в многолетнем разрезе Методическое руковод- ство по изучению режима подземных вод Госгеолтехиздат, 1954 АльтовскийМ Е Методические указания по составлению гидрогеологических карт масштаба 1 1 000 ОСО—1 500 000 и 1 200 000—1 100 000 Госгеолтехиздат I960 Ананьев В П К вопросу о методике рентгеновских исследований лессовых пород В сб «Вопросы строительства на лессовых грунтах» Изд Воронежск ун та, 1963 Андреев Н С Инженерно геологическая структура осадочной толщи Михай ловского месторождения КМА В сб ^Исследования по геологии, горному делу ь обо гащению руд КМА» Ростехиздат М, 1962 АндреевН С и др Инженерно геологические условия устойчивости надрудной толщи постоянного борта АГихайловского карьера В сб «Материалы совещания по во- просам изучения оползней и мер борьбы с ними» Изд Киевск ун та, 1964а АндреевН С К методике выбора максимально допустимых углов наклона \сту- чоа на карьерах КМА В сб «Геология и полезные ископаемые Центральных Черно земных областей» Изд Воронежск ун та, 19646 Андреянов В Г Циклические колебания годового стока и их учет при гидро геологических расчетах Тр Гос гидролог ин та, вып 68, Л , 1959 Артемьев А В Фнзико генетическая классификация складок железорудного бассейна КМА и смежных областей Русской платформы В сб «Исследования по геологии, горному делу и обогащению руд КМ^» Ростехиздат М 1962 Артемьев А В К методике инженерно геологического изучения и оценки тре- щиноватости массивов месторождений КМА В сб «Исследования по геологии, гор ному делу и обогащению руд КМА» Ростехиздат, М 19626 Бабинец А Е Подземные воды юго запада Русской татформы (распростра некие и условия формирования) Изд во АН УССР 1961 Бабушкин В Д, Бобрышев А Т Гидрогеологические условия Яковлев- ского месторождения и некоторые результаты опытного водопонижения Бюлл науч - техн информ № 2/18 Госгеолтехиздат, 1959 Бабушкин В Д и др Методика прогнозов осушения рудных залежей иа при мере Яковлевского месторождения КМА Госгеолтехиздат, 1962 Бабушкин В Д Прохорове П и др О питании артезианских водонос ных горизонтов за счет отжатия воды из глинистых пород В сб «Проблемы комп лексного изучения засушливых зон СССР» Изд АН СССР М 1963 Ьагдасарьян Г С Осушение Лебединского карьера Курской магнитной ано- малии «Монтажные и специализированные работы в строительстве», № 3 Гос-еол техиздат, 1963 Баска чеико И Н Подземные соленые воды европейской части СССР и их практическое использование Изв Всес геогр о ва т 96, вып 4 1964 Басов Г Ф Итоги пятидесятилетиего изучения гидрогеологической роли лесньх полос Каменной Степи «Почвоведение» 1948 № 8 Басов Г Ф, Грищенко М Н Гидрогеологическая роль леса Б3 миздат, 1963 Беспалов П М Анализ и оценка работы средств 1 ьубинного водопонижения
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 483 на Михайловском карьере КМА. В сб : «Исследования по геологии, горному делу и обогащению руд КМА». Ростехиздат, М., 1962. БиндеманН Н. Определение водопроницаемости горных пород методом ин- фильтрации при неустановившемся движении. «Разведка и охрана недр», 1957, № 10. Ь ин де м а и Н. Н. Оценка эксплуатационных запасов подземных вод (методиче- ское руководство). Госгеолтехиздат, 1963. Бобрышев А. Т. Гидрогеологические условия месторождений богатых желез- ных руд Белгородского района и отвечающая им схема водопонизительных мероприя- тий В сб.: «Материалы по геологии и полезным ископаемым центральных районов Ев- ропейской части СССР», вып. 1. Калужское книжное изд-во, 1958. Бобрышев А. Т. Разведка подземных вод для крупных водозаборов. «Развед- ка и охрана недр», 1964, № 12. Богомолов Г. В. Основные закономерности формирования и распространения вод в центральной н западной частях Русской платформы. Изв. АН СССР, № 4, 1958. Богомолов Г. В Подземные воды как поисковый критерий и возможная сырь- евая база редких элементов. Тр. ЛГГП АН СССР, т. 30, 1960. Богомолов Г. В. н др. Подземные воды центральной и западной частей Рус- ской платформы. Изд. АН БССР, Минск, 1962. Бочевер Ф. М. О постановке опытных откачек в условиях неустановившегося движения для определения гидрогеологических параметров. «Разведка н охрана недр», 1956, № 12. Бочевер Ф. М О классификации запасов подземных вод для целей водоснаб- жения. «Советская геология», 1957, № 62 Бочевер Ф. М. Типизация гидрогеологических условий для целей расчета эксплуатационных запасов подземных вод. «Советская геология», 1958, № 9. Бочевер Ф. М., Цюрупа П. В. Прогноз притока и снижения уровней подзем- ных вод при осушении месторождений полезных ископаемых. «Разведка и охрана недр», 1958, № 5. Бочевер Ф. М. Неустановившийся приток грунтовых вод к скважинам в доли- нах рек Изв. АН СССР, отд. техн, наук, № 1, 1959а Бочевер Ф. М. Расчет водопонизительных установок в водоносных пластах речных долин. Тр. совещ. по вояр. водопонижения. Госстройиздат, 19596. Бочевер Ф. М. Гидрогеологические расчеты осушения при разработке место- рождений полезных ископаемых. «Разведка и охрана недр», 1959в, № 8. Бочевер Ф. М. Неустановившийся приток подземных вод к линейному ряду скважин в артезианских бассейнах. Изв. АН СССР, № 1, 1960а. Бочевер Ф. М. Оценка эксплуатационных запасов подземных вод в долинах рек засушливых областей. Проблемы гидрогеологии. Докл. к гидрогеолог, конгрессу. Госгеолтехиздат, 19606. Бочевер Ф. М. Приближенные гидрогеологические расчеты водозаборов и во- допонизительных установок. Тр ВОДГЕО, сб. 18 Госстройиздат, 1961. Бочевер Ф. М. Расчет притока подземных вод к водозаборным сооружениям с учетом осушения пласга в области выхода его на поверхность. Изв. АН СССР, отд. мех и матем., № 4, 19616. Бочевер Ф М. н Веригин Н. Н. Методическое пособие по расчетам эксплуа- тационных запасов подземных вод для водоснабжения. Госстройиздат, 1961 Бочевер Ф М., Орфаниди К- Ф. Опыт определения исходных гидрогеологи- ческих параметров для оценки эксплуатационных запасов подземных вод Тр. ВОДГЕО, сб. 4, Госстройиздат, 1962. Бочевер Ф. М. Гидрогеологические расчеты крупных водозаборов подземных вод и водопонизительных установок. Госстройиздат, 1963а. Бочевер Ф. М. Расчет водозаборных и водопонизительных скважин в «закры- тых пластах». Тр. ВОДГЕО, сб. 5. Госстройиздат, 19636. Бочевер Ф М. К расчетам скважин в неглубоких напорных водоносных пла- стах артезианских бассейнов. Тр. ВОДГЕО. Гидрогеология. Вып. 6, 1964а. Бочевер Ф. М. К гидрогеологическим расчетам водозаборных сооружений в неоднородных водоносных пластах. В сб «Вопр. фильтрац. расчетов гидротехн сооруж.», № 4. Стройиздат, 19646. Бочевер Ф. М. и др. Основы гидрогеологических расчетов. Изд-во «Недра», 1965 Булавин Б. П. О составе, стратификации и условиях залегания лессовых пород КМА «Стр-во сооруж. на лёссовых породах». Изд. Воронежск. инж -строит, ин-та, вып. 1, 1961. Бунеев А. Н. К вопросу происхождения основных типов минерализованных вод в осадочных породах. Докл. АН СССР, т 14, № 6, 1944. Валях В. М, Комаров И. С. и др Опыт применения методики ускоренного инженерно-геологического картирования Изв высш, учебн. завед., «Геология и раз- ведка», 1965, № 3. Вевиоровская М А К вопросу об определении величины инфильтрацион-
484 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ наго питания грунтовых вод Изв высш учебн завед, «Геология и разведка», 1965, № 1 Веденеева Н И.НизовцеваТ В Случаи загрязнения источника водо- снабжения сточными водами «Гигиена и санитария», 1962, № 6 ВеденяпинВ Е О заилении и кольматации водоемов с повышенной фильт- рацией в Воронежской области «Малые водоемы равнинных областей СССР и их ис- пользование» Изд АН СССР, М—Л, 1961 Веригин Н Н О методе расчета водопонижения с помощью несовершенных скважнн Тр совещ по вопросам водопонижения Госстрониздат, 1959 В ер и 1 и и Н Н Методы определения фильтрационных свойств горных пород .1 осстройиздат, 1962 Веригин Н Н О растворении пластов горных пород в подземных водах Тр ВОДГЕО, вып 6, 7, 8, 9 Госстройиздат, 1964 Вернадский В И О классификации и химическом составе природных вод «Природа», 1929, № 9 Виноградов А П О хлор-бромном коэффициенте подземных вод Докл АН •СССР, 1944 Вопросы геологии, инженерной геологии и гидрогеологии месторождений КМА Сб статей Изд АН СССР, М, 19Ы Ворт м а и 3 Д'! Артезианские воды СССР ОНТИ, 1934 Воскресенский К П Водные ресурсы рек центральных черноземных обла- стей Тр ГГИ, вып 12 Гидрометеоиздат, Л., 1948 Воскресенский К П Сток рек и временных водотоков на территории лесо- степной и степной зоны Европейской части СССР Тр ГГИ, вып 29 Гидрометеоиз- дат, 1951 Г а е в П Т Новые технические средства глубокого осушения месторождений по- лезных ископаемых «Шахтное строительство», 1961, № 2 Газизов М С, Лебединская 3 П и др Опыт водопонижения на место- рождениях полезных ископаемых со сложными гидрогеологическими условиями Изд во АН СССР, М, 1963 Газизов М С Принципы водопонижения на железорудных месторождениях КМА и Кустанайской области Тр Всес совещ по освоению месторождений полезных •ископаемых, залегающих в сложных гидрогеол и инж -геол, условиях, № 3. Изд-во «Недра», 1964 Газизов М С Интенсификация водопонижения в песках путем создания дре- нажных каверн В сб «Гидрогеология и осушение месторождений КМА» Изд во «Наука», М, 19646. Гармонов И В Зональность грунтовых вод Европейской части СССР Тр ЛГГП АН СССР, г 3, 1948 Гармонов И В Принципы зонального районирования грунтовых вод В сб «Вопросы изучения подземных вод и инженерно-геологических процессов» Изд АН СССР, 1955а Гармонов И В Пояснительная записка к картам грунтовых вод степных и лесостепных районов Европейской части СССР Изд АН СССР, 19556 Гармонов И В Грунтовые воды степных и лесостепных районов Евро- пейской части территории СССР и их гидрохимическая зональность Тр Лабор гид- рогеол проблем им Ф П Саваренского, i XVH Изд АН СССР, 1958 ГатальскийМ А Оценка перспектив нефтегазоносности Русской платформы по гидрохимическим показателям Очерки по геологии СССР Тр ВНИГРИ, т 3, вып 3 Гостоптехиздат, 1957 Гвоздецкий Н А Типы карста СССР БМОИП отд геол, 39, №3, 1964 Геология месторождений угля и горючих сланцев СССР Т II Подмосковный бассейн и другие месторождения угля центральных и восточных областей Европейской части РСФСР Госгеолтехиздат, 1962 Геология, минералогия и инженерная геология КМА Изд АН СССР, М 1963 ГеренчУкН К Тектонические закономерности в opoiрафии и речной сети Русской равнины Изд Львов ун та, 1960 Гидрологический ежегодник 1955 г Т IV Бассейн Каспийского моря (без Кав- каза и Средней Азин), вып 0—4 Гидрометеоиздат, 1958 Гидрологический ежегодник 1955 г Т II Бассейн Черного и Азовского морей (без Кавказа), вып 2—4 Гидрометеоиздат, 1959 Гидрологический ежегодник 1955 и 1960 гг Т II Бассейн Черного и Азовского морей (без Кавказа) Бассейн р Дона вып 7—9 Гидрометеоиздат, 1958 и 1962 Гидрологический ежегодник 1960 г Т II Бассейн Черного и Азовского морей (без Кавказа), вып 4, 5 Гидрометеоиздат, 1963 Гидрологический ежегодник 1956—1961 гг Т IV Бассейн Каспийского моря (без Кавказа и Средней Азии) Гидрометеоиздат, 1960—1964 Гидрогеология и осушение месторождений КМА Изд-во «Наука», М, 1964 Гидрогеология СССР Т 1 (Московская и смежные области) Изд во «Недра», 1966
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 485 Гидрохимическая карта СССР (минеральные воды). Масштаб 1 5 000 000, 1964 Гире А А Основы долгосрочных пропюзов погоды Гидрометеоиздат, 1960 Г о л о в к и н с к и к Н А Щелочно железные воды близ г Курска Тр .Харьковск. ОИП, т XXV, 1881 Горькова И М идо О природе плывунности песчано-коллоидных пород Тр. Л1 ГГ1 АН СССР, т XV, 1957’ Горькова И М и др Природа прочности и деформационные особенности гти нистых пород в зависимости от условий формирования и увлажнения Тр ЛГГП АН СССР, т 29, 1961 Горькова И М Гидрофильность, просадочность, относительная уплотнен ность и консистенция мела и мелоподобных пород и зависимость предела их проч- ности от пористости и влажности Тр ЛГГП АН СССР, т 44, 1962 Григорьев В М Зарубежный опыт искусственного пополнения запасов под- земных вод Тр ВНИИ ВОДГЕО вып 9 Госстройиздат, 1964 Грин А М и др Инфипьграциоиные свойства почв различных объектов Кур- ского стационара Института географии АН ССС Р В сб «Вопр гидрол Успенского во дохранилища и его водосбор ,» Изд во АН СССР, М—Л , 1963 ГрищенкоМ Н Неогеновые и четвертичные отложения ЦЧО и их полезные ископаемые Тр межвузовского совещ по геологии и полезным ископаемым централь- но-черноземных областей Воронеж, 1904 Грищенко М Н Основные итоги изучения неогеновых и четвертичных отло- жений территории КМА Тр межвузовского совещ по геологии и полезным ископае- мым центрально-черноземных областей Воронеж, 1964 Грищенко М Н, Холмовой! В К истории геологического развития тер- ритории Центральночерноземных обтастей в нео1ене Тр третьего совещ по пробле мам Воронежской антеклизы Воронеж, 1966 Гуляева Л А йод в осадочных породах девона Докл АН СССР, т 2, XXL, № 5 1951 Гун В Я и Перцовский Ю М Некоторые сведения об инженерно-геологи- ческих условиях разработки Лебединского месторождения КМА В сб «Вопросы гео- логии иг женерной геологии и гидрогеологии месторождений КМА» Изд АН СССР, М, 1967 Гуркин А Я Результаты опытного глубокого водопонижения на Яковлевской месторождении КМА и их оценка Тр НИИ и проектно-конструкт ин-та по осушению месторожден по гезн ископаемых, вып 3, Белгород 1964а Гуркин А Я Опыт глубокого водопонижения в условиях Яковлевского руд- ника КМА Тр Всес совещ по освоению месторождений полезных ископаемых, зале- гающих в сложных гидрогеол и инж геол условиях 11зд-во «Недра», 19646 Гуров А Первое артезианское бурение на подмеловые воды в Харькове Тр. ОИП Харьковск ун та. т XX 1887. Гусев А М Основные положения проекта Яковлевского рудника Проблемы Курской магнитной анома.и и Госгортехиздат, 1961 ГужеваяА Ф Овраги Среднерусской возвышенности. Тр Ин-та географии АН СССР, вып 42, 1948 ДокучаевВ В Способы образования речных долин Европейской России СПб, 1878 Докучаев В В Труды экспедиции по использованию и учету различных спо- собов и приемов лесного и водного хозяйства в степях России СПб, 1893—1895 Докучаев В В Наши степи прежде и теперь Изд 2е Сельхозгиз, 1953 Долгов Л Н, Потапов А I Водные ресурсы ЦЧО «Социалистическое строительство», 1932, № 1 ДубровкииВ Л, Царева А М, Чеклииа Е А Инженерно геологиче- ские свойства лессовых пород центральной части территории КМА В сб. «Научные труды по проблемам КМА» Ростехиздат, М, 1962 Дубронкнн В Л и др Инженерно-геологическая характеристика лессовых пород территории КМА Изд-во «Недра», 1964 ДубянскийА А Пояснительная записка к карте распределения основных ар- тезианских вод на площади ЦЧО Мат-лы по районированию ЦЧО, вып 2, Воронеж, 1925 Дубянский А А Гидрогеологические районы Воронежской области Вып I. Воронеж, 1935 ДубянскийА А Ископаемый карст среди верхнемеловых отложений Бюлл. МОИП, отд геол, т XV (4), 1937 Дубянский А А Геология и подземные воды северной части Воронежской области Вып I, II, III, Воронеж, 1939 Дубянский А А Минеральные запасы Белой Горки и их использование Научная конференция по изучению и развитию производительных сил Воронежской обл Тезисы докл Изд Воронежск ун-та, 1940. Дубянский А А Гидрогеология СССР Вып V Воронежская обл М—Л, ГОНТИ, 1941
486 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ Дубянский А А Геология и подземные воды Курской и Орловской областей Изд ВСХИ Воронеж 1948 Дубянский А А, Штемпель В Е Полезные ископаемые Воронежской области Вороиежск книжное изд во 1961 Дубянский А А и др Подземные воды Центральночерноземной полосы и пути их использования в народном хозяйстве В сб «Охрана водных ресурсов и очистка сточных вод» Изд Воронежск ун-та, 1964 ДугиновВ И, Коробейников В А Ритмические колебания грунтовых вод Каменной Степи и причины, вызывающие их Тр III Всесоюзи гидрогеол съезда, т IX Гидрометеонздат, 1959 Д у ги но в В И и Коробейников В А Многолетние колебания уровня грунтовых вод Каменной Степи и их связь с колебаниями метеорологических элемен тов «Разведка и охрана недр», 1957, № 8 ДитмарБ П, Сысоев И К Геоморфологические районы Воронежской и Тамбовской областей Изв Воронежск пед нн-та, т. 3, 1938 Е ж о в И Н Новейшие тектонические движения и происхождение основных черт рельефа ЦЧО Тр ВГУ, т XXVIII, Воронеж, 1953 Ежов И Н Геоморфологические районы Центральных Черноземных областей Тр ВГУ, т XXVIII, Воронеж, 1953 Елагина Л И и др Карты возраста, состояния откосов карьеров и некоторые результаты их анализа В сб «Йнж геол процессы и явления, их значение для строи- тельства» Госстройиздат, 1963 ЗаезжевН М, Борисе нкоС Т. идр О защите месторождений полезных -ископаемых от подземных вод с помощью противофильтрационных завес «Разведка и охрана недр» 1965, Xs 8 Зайков Н А Блочные фильтры, применяемые при сооружении скважин на воду» Новосибирск, 1964 Зайцев Й К Принципы гидрогеологического районирования «Советская геоло гия», 1947, № 19 Зайцев И К К вопросу формирования подземных рассолов Информ сб ВСЕГЕИ, № 4 Госгеолтехиздат, 1956 Зайцев И К Региональные закономерности гидрохимии подземных вод СССР В сб «Проблемы гидрогеологии» Докл к собранию Международной ассоциации гид рогеологов Госгеолтехиздат, 1960 Зайцев И К Некоторые закономерности распространения подземных рассолов на территории СССР Сб статей по вопросам гидрогеологии и инженерной геологии Изд МГУ, 1962 Зайцев И К Вопросы классификации и генезиса промышленных вод Тезисы докл секции минеральных, термальных и промышленных вод научи техн совещ по гндрогеол и инж геол Госгеолтехиздат 1963 Зайцев Ю С Некоторые черты строения докембрия Белгородского железоруд ного района КМА «Советская геология», 1965, № 7 ЗанинГ В О происхождении западин Окско Донской равнины Тр Инта геогр АН СССР, вып 51, 1952 Захарченко Г М Широтная зональность химического состава подземных вод восточной части Днепровско-Донецкой впадины Изв Харьковск отд геогр об ва СССР Харьков, 1963 Захарченко Г М Сеиоман нижнемеловой водоносный комплекс Днепровско Донецкого артезианского бассейна «Советская геология», 1965, № 7 Зброжек Ф Г Предварительный отчет рекогносцировочной экспедиции по работам гидротехнического отдела в верховьях рек Волги, Днепра, Красивой Мечи, Оки и Сызрани (экспедиция по исследованию источников гтавнейшнх рек Европейской России) СПб, 1894 Зброжек Ф Г Бассейн Дона Тр экспедиции для исследования источников главных рек Европейской России, издаваемые А А Титло СПб 1897 Зограф Ю К Карта водоносности водосборов р Зуши до устья р Черни вклю чительно, р Плавы до устья р Плавицы включительно н р Труды в пределах Туть ской губ (Новоснпьский и Чернский уезды) Изд Тутьского губ земства, М, 1914 ЗубащеикоМ А О меловом карстве Среднерусской возвышенности Изв ВГПИ, т XIII вып 1, 1953 Иванов В В Китицина Л С Основные результаты работ бюро экспеди ций ин та курортологии и физиотерапии за 1958 i В сб «Информационно методиче ские материалы но вопросам гидрогеологии и бальнеотехники лечебных вод», вып 1 Медгнз, 1960 Иванов В В, Овчинников А М, Яроцкий Л А Карта подземных мн неральных вод СССР Госгеолтехиздат 1960 Иванов В В.Невраев Г А Классификация подземных минеральных вод Изд-во «Недра», 1964 Игнатович Н К О закономерностях распределения и формирования подзем ных вод Докл АН СССР, нов серия, т 45 1944
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 487 Игнатович Н К Районирование и оценка условий нефтеносности палеозоя Русской платформы на основе данных гидрогеологии Изв ВГФ, вып 1 Госгеолиз- дат, 1946 Игнатович Н К. Гидрогеологические структуры — основа гидрогеологического районирования территории СССР «Советская геология», 1947, № 19 Инструкция по поимененню классификации эксплуатационных запасов подземных вод Госгеолтехиздат, 1962 Информационно-методические материалы по вопросам гидрогеологии и баль- неотехники лечебных вод и грязей Центральный научно-исследовательский ии-т курор- тологии и физиотерапии Медгиз, вып 2, I960, вып 3 и 4, 1961. Иосифова Ю. И Морские миоценовые отложения на территории Окско Дон- ской равнины Тр Третьего совещ по проблемам Воронежской антеклизы. Воронеж, 1966 Исаченков В А Новые данные по палеогеоморфологии и неотектоиике бас- сейна Верхнего Днепра Изв АН СССР, серия геогр , вып 3, 1963 Кал имин И П Некоторые вопросы геологического строения и неотложные задачи по изучению Лы овско-Михайловского железорудного района КМА Мат-лы по геологии и полезным ископаемым центральных районов Европейской части СССР, вып 2 Калужское книж изд во, 1959 Каменский Г. Н Гидрогеологические принципы исследования водопритока в горные выработки «Советская геология», 1948, № 35 Каменский Г Н Гидродинамические основы прогноза режима грунтовых вод Тр ЛГГП, т XXVI, 1960 Каменский Г Н, Толстихин Н И, Толстихина М И Гидрогеология СССР Госгеолтехиздат, 1959 Капче н ко Л Н О природе хлоридных глубинных рассолов «Советская геоло- гия», 1962, № 3 Карта модулей эксплуатационных ресурсов пресных и солоноватых вод СССР Масштаб! 5 000 000 Под ред Н Н Биндемана Изд I УI К, М, 1964 Карта подземного стока СССР и коэффициентов подземного стока Масштаб 1 5 000 000 Под ред Б И Куделина Изд ГУГК, М, 1964 Карташов Ю М. Лабораторные определения физико-механических свойств горных пород Яковлевского месторождения КМА для расчета давлений на крепь шахт- ных стволов Сб тр по вопросам проявления горного давления, расчету и охране крепи в вертикатьных выработках Изд ВНИМИ, № 46, Л , 1962 Касымходжаев А А Новые данные по геологии и гидрогеологии района г Воронежа Бюлл МОИП, отд геол, вып 38, № 3, 1963 Киссин И Г. Гидрогеологические условия разработки железистых кварцитов Коробковского месторождения КМА В сб «Железистые кварциты и богатые желез- ные руды КМА» Изд АН СССР, М, 1955 Киссин И Г.КулибабаФ В.ПаффенгольцН. К и др Инженерно- геологические и гидрогеологические условия района КМА (применительно к разработ- ке месторождений открытым способом) Тр ЛГГП, т XXVIII. Изд АН СССР, М, 1960 Климатический справочник СССР Вып 8 Гидрометеоиздат, 1949 Климатический справочник СССР Вып 8, часть II, т III Гидрометеоиздат, 1957. Климатический справочник СССР Вып 8, часть V, т 3. Гидрометеоиздат, 1963 К о г а н С С Закономерности распространения вод хлор-кальциевого типа в центральной части Русской платформы в связи с ее геологическим строением В сб. «Геохимическье методы поисков нефтяных и газовых месторождений» Изд АН СССР, 1959 Козлова Н Д Геохимия и формирование подземных вод (на примере Сред- него Дона) И д-во «Наука», М, 1965 Козменко А С Провальные, оползневые и эрозионные образования северо- восточной части Новосильского уезда Тульской губ «Землеведение», т VII, кн III, IV, 1909 Козменко А С Гидрогеологическое исследование Тульской губ Район пеовый. Водосборы рек Зуши до устья р Черни включительно, Плавы до устья р. Плавицы включительно в пределах Тульской губ (Новосильский и Чериский уезды) Поясни- тельная записка к картам, вып 1 Тр гидро> еол отд Тульского губ земства, Тула, 1913 Козменко А С Мелиорация и водоносность карстовых районов ЦЧО Тр. Ин-та гидротехники и мелиорации, М , 1931. КолодяжнаяА А О происхождении карста в отложениях нижнего карбона Курской магнитной аномалии В сб «Геохимия подземных вод некоторых районов Европейской части СССР» Изд АН СССР, М, 1963 КоломенскийН В и др Принципы государственного инжеиерно-геологиче- ского картирования «Советская геология», 1964, № 3 Коломенский Н В Основные положения методики инженерно-геологической съемки масштаба 1 200 000 Изв высш учебн завед, «Геология и разведка», 1964, № 10.
488 СПИСОК ЛИТЕРУГУРЫ КомарницкийН И К вопросу о влиянии зон и поверхностей ослабления горных пород на устойчивость откосов Михайловского карьера КМА В сб «Инже- нерно геологические поэдессы и явления их значение для строительства» Госстройиз- дат, 1963 Коненков Д М Четвертичные п нешеновые отложения в связи с историей формирования долины Дона Бюлл МОИП, отд геол , т XXI (2), 1946 Кочо пл яндев А А, Ковалевский В С, Семенов С М Естественный режим подземных вод и его законсмерности Госгеолтехиздат, 1963 Копелиович А В Процессы эпигенеза на примере песчаг ых пород древних толщ Приднестровья Изд АН СССР, М, 1962 КоробановаИ Г, Бочарова И С, Зу бкович Г Г и др Инженерно- геологическая характеристика юрских пород КМА в связи с условиями их формиро- вания Изд АН СССР, М, 1963 Коробейников В А Изучение режима подземных вод в пределах Централь- но-Черноземной полосы Геология и полезные ископаемые центрально черноземных об- ластеи Тр Межобластною геол совещ Изд Воронежского ун та, 1964 Коробейников В А Циклические многолетние изменения уровня грунтовых вод и природных иротессов «Разведка и охрана недр», 1965, № 1 Кравчук С В Определение коэффициента фильтрации водовмещающих пород по результатам водопонижения В сб «Гидрореология и осушение месторождений КМА» Изд-во «Наука», М, 1964 Крицкий С Н и др О генеральной схеме комплексного использования и ох- раны водных ресурсов СССР Тр Гидропроекта, сб 12, 1964 Кротова В А О хлор бромном коээффициенте подземных вод Геологическим сборник № 2 Гостопгехиздат, 1956 КрутовВ И и др Возведение жилого дома на насыпных грунтах «Основан 1я, фундаменты и механика грунтов», X"1 5 Строииздат, 1961 Куделии Б И Гидрогеологический анализ и методы определения подземного- питания рек Тр ЛГГП АН СССР, г 5, 1949 Куделин Б И Новые принципы выделения подземного стока на гидрографе рек Докл АН СССР, т 78, № 6, 1951 Куделин Б И К вопросу о значении геоструктурного и гидрогеологического анализа при изучении водною баланса регионов Уч зап МГУ, вып 176 Геоло- гия 1956 Куделин Б И О действительных скоростях движения воды и темпах водооб- мена в Днепровско Донецком артезианском бассейне Научн докл высшей школы, геол географ наут и, № 1 Изд АН СССР, 1958 Куделин Б И К вопросу о налеогидрогеологических условиях накопления пресных вадозных вод в Днепровско Донецком артезианском бассейне «Советская гео- логия», 1959, № 10 Куделин Б И Принципы региональной опенки естественных ресурсов под ем- ных вод Изд МГУ, 1960 Куделии Б И, Коробейников 3 А Лебедева Н А Естественные эесурсы подземных вод центрально-черноземного района и методика их картирования Изд МГУ, 1963 Кудинова В И Сравнительная характеристика инженерно геологических свойств мергельно-меловых пород Лебединского и Погромецкого месторождений КМА В сб «Исследования по геологии, горному делу и обогащению руд КМА» Ростехиз- дат 1962 Кудинова В И Сравнительная инженерно геологическая характеристика мер- гельно меловых пород некоторых месторождений юго-восточной части КМА В сб «Геология и полезные ископаемые центрально черноземных областей» Изд Воронежск ун-та, 1964 Кузин П С О влиянии леса на водный режим п грунтовые воды «Природа», 1949, № 7 Кулибаба Ф В О влиянии речного дренажа на режим подземных вод на территории КМА В сб «Железистые кварциты и богатые железные руды КМА» Изд. АН СССР, 1955 Кулибаба Ф В Гидрогеологические ч инженерно геологические условия эксп- луатации железорудных месторождений в пределах северной части юго-западных ано- малий КМА Тр Межвузовского научного совещ по геологии и полезным ископаемым.. Изд Воронежск уи-та, 1057 Кулибаба Ф. В Подземные воды Курского экономического района н их ис- пользование в промышленности и сельском хозяйстве Бюзл техн информ, № 5 Изд Курского СНХ, 1958 Кулибаба Ф В Некоторые даииые о гидрогеологических и инженерно-геоло- гических условиях северней части территории КМА В сб «Материалы по геологии и полезным ископаемым центральных районов Европейской части СССР» Вып II Ка- луга, 1959
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 489 Лабунскнй И М Лесоразведение в Донбассе Результаты 100 летнего опыта Велико-Аиаде.чьского лесничества Донецк, 1948 Ланге О К О зональном распределении грунтовых вод на территории СССР В сб «Очерки по региональной гидрогеологии СССР» Полиграфкнига, 1947 Ланге О К Подземные воды Русской платформы и их районирование Тр ЛГГН 4Н СССР, т. III, 1948 Л а н г е О К Подземные воды СССР Изд MI У, 1959 Л а п т е в Ф Ф. Анализ воды Госгеолтехиздат, 1955 Ларионов А К О характере распределения карбонатов в лессовых породах Докл АН СССР, т 102, № 4, 1955 Ларионов А К Лессовые породы юга Европейской части РСФСР и их инже- нерно геологическая характеристика Тр совещ по инженерно-геологическим свойст- вам горных пород и методам их изучения, т 2 Изд АН СССР, 1957 Ларионов А К, Пр и к л онс кий В А, Ананьев В П Лессовые поро ты и их строительные свойства Госгеолтехиздат, 1959 Ларионов А К Вопросы инженерно-геологического изучения ЦЧО В сб «Геология и полезные ископаемые центрально-черноземных областей» Изд Воро- нежск ун та, 1964а Ларионов А К Опыт иьженерно-’’еологического районирования г Воронежа в связи с его застройкой В сб «Геология и потезные ископаемые центрально-черно- земных областей» Изд Воронежск ун-та, 19646 Ларионов А. К и ДР Условия залегания и строительные свойства лессовых пород Воронежской области В сб «Геология и полезные ископаемые Центрально- черноземных областей» Изд Воронежск ун та, 1964 Лебедев А В Методы изучения баланса грунтовых вод Госгеолтехиздат, 1963 Лейст Э Г Курская магнитная аномалия Мат лы исследования КМА, вып 2, 1 ИЗ, 1921 Леонеико И Н Об изученности КМА и направлении дальнейших работ В сб «Маг лы по геологии и полезным ископаемым центральных районов Европейской части СССР», вып 2 Калужск книжное изд во, 1959 Леоненко И Н О [дологическом строении докембрия и запасах железных руд КМА Научные труды по проблемам КМА Ростехиздат, М , 1962 Лившиц Г М Гидрохимические фации и микроэлементы некоторых поверх- ностных и подземных вод Воронежской области В сб «Химическая география и гид- рогеохимия», вып 2 (3) Пермь, 1962 Лобанова Н Ф Схема гидрогеологических условий Курской магнитной ано- малии до н после крупного водопонижения МОИП, отд геол, т 40, № 4, 1965 Ломидзе Л Н Деформация скрытой просадочности в лессовидных супниках и пути борьбы с ними В сб «Материалы IV Всес совещ по закреплению и уплотне- нию грунтов» Тбилиси, 1964 ЛопатниковМ И Некоторые вопросы палеогеографии бассейна среднего Дона в неогене и в четвертичное время Мат лы Всес совещ по изучению четвертич- ного периода, т 3 Изд АН СССР, 1961 Маков К И Новые данные о химизме глубоких подземных вод Днепров(ко- Донецкой впадины в связи с eg нефтеносностью Изд АН УССР, Киев, 1939 Маков К И Напорные воды Северо-Украинской мульды Изд АН УССР Киев, 1940а Маков К. И О гидрогеологическом районировании Днепровско-Донецкой впа- дины «Советская геология», сб 5 6, 19406 Маков К И Подземные воды Днепровско Донецкой впадины Изд АН УССР, Киеь, 1941а Маков К- И О сравнительной оценке водообильности водоносных горизонтов Докл АН СССР, т 43, № 3, 19416 МаковК И К вопросу о путях формирования подземных вод Днепровско До нецкой впадины Докл АН СССР, т. 44, № 9, 1944 Маньковский Г И Водопонижение и проходка стволов на Яковлевском руднике Проблемы Курской магнитной аномалии Госгортехиздат, 1961 Матвеев Б В Механические свойства надрудных пород Яковлевского место- рождения КМА, обусловливающие давление иа крепь вертикальных шахтных стволов В сб «Научные труды по проблемам КМА» Ростехиздат, М , 1962 Материалы к совещанию представителей социалистических стран по вопросам координации в области курортологии и физиотерапии Медгиз, 1961 Матикова В А Уточненная карта скорости современных вертикальных дви- жений земиой коры на западе Европейской части СССР и некоторые соображения о периоде этих движений «Современные движения земной коры», сб № 1 Изд АН СССР, М, 1963 Машкин С И Дендрологическое районирование центрального черноземья Охрана природы Центрально черноземной полосы», № 5 Изд Воронежск ун та, Воронеж, 1964 Мещеряков Ю А Современные движения земной коры «Природа», 1958, № 9
490 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ МинкинЕ Л Об истощении подземных вод «Разведка и охрана недр», 1963, № 5 МнрчинкГ Ф О четвертичюм орогенезе н эпейрогенезе на территории СССР Мат лы Всес совещ но изучению четвертичного периода СССР Мзд ГГУ, 1933 Михайлова 3 Н Фнзико механические свойства пород карбона Погромеи- кого железорудного месторождения КМА В Сб «Исследования по геологии, горному дел) и обогащению руд КМА» Ростехиздат М, 1962 Мухин Ю В Об осушении толщи богатых железных руд КМА В сб «Желе зистые кварциты и богатые железные руды КМА» Изд АН СССР, 1955 НевраевГ А, Иванов В В О порядке наименования (обозначения) лечеб- ных миндальных вод Информационно-методические мат-лы по вопросам гидрогеоло- гии и бальнеотехники лечебных вод и грязей, вып IV Медгиз, 1961 Никитин С Н Гидрогеологический очерк Кирсановского уезда Тамбовской губ Изв Геолкома, СПб, 1891 Никитине Н Докладная записка о геологических условиях орошения полей юго-восточных губерний Европейской России Изв Геолкома, № 2, 1892 НнкитинС Н О буровой скважине на артезианской воде в г Павловске Во- ронежской губ Изв. Геолкома, № 8—9 СПб, 1893 Никитин С Н Артезианская скважина иа ст Ьрянск Льгово-Брянской ж д Изв Геолкома т XVI, СПб, 1897 Никитин С Н Работы по исследованию буровых скважин (отчет за 1897 г). Изв Геолкома, т 17, СПб, 1898а Никитин С Н Краткий предварительный отчет гидрогеологического отдепа экспедиции за 1897 г Тр экспедиции для исследования источников главнейших рек Европейской России СПб, 18986 Никитине Н Некоторые данные о бурении на воду и водоносных горизонтах в г Коломне, Белгороде н близ Брянска Изв Геолкома, т XVII, СПб, 1898в Никитин С Н Бассейн Волги Исследования гидрогеологического отдела 1894—1898 гг Тр экспедиции для исследования источников главнейших рек Евро- пейской России СПб, 1899а Никитине Н О возможности получения аотезианской воды хорошего каче ства в г Тамбове Изв Геолкома, т XVIII СПб, 18996 Никитин С Н Грунтовые и артезианские воды на Русской равнине СПб, 1900а Никитин С Н.ВоларовичП Е Гидрогеологические исследования в бас- сейне верховьев Цны, Битюга и Савалы. Изв Геолкома, т XIX СПб, 19006 Никитине Н, Погребов Н ф Бассейн Оки Исследования гидрогеологи- ческого отдела 1894—1898 гг, вып 2 Тр экспедиции для исследования источников ’Главнейших рек Европейской России СПб, 1905 Никитине Н О возможности снабжения г Воронежа доброкачественной во- дой Изв Геолкома, т XXV, СПб, 1906 Никитин С Н О гидрогеологических исследованиях в Старооскольском уезде Курской губ Изв Геолкома, СПб, 1908 Никитин С Н Указатель литературы по буровым на воду скважинам в Рос- сии Прилож к т 29 Изв Геолкома, СПб, 1911 Николаев Н И Неотектоника и ее выражение в структуре и рельеф терри- тории СССР Госгеолтехиздат, 1962 Оводов К С Типы оползневых явлений Воронежской и смежных областей Изв Воронежск отдела географ об ва СССР, вып 1, 1957 Овчинников А М О типах артезианских бассейнов Сб статей по вопросам гидрогеологии и инженерной геологии Изд МГУ, 1962 Овчинников А М Минеральные воды Госгеолтехиздат, 1963 Овчинников А М и др Вопросы определения возраста подземных вод Изв сысш учебн завед «Геология и разведка», 1965, № 2 ОдокийБ Н иСемкинВ Г Силикатный карст в Белгородском железоруд- ном районе КМА Тр 3-го совещ по проблемам изучения Воронежской антеклизы Изд Воронежск ун-та, 1966 ОппоковЕ В Режим грунтовых вод г Нежина в связи с метеорологическими элементами «Почвоведение», т 2, № 4, 1900 Осинцев Д К Загрязнение подземных вод отходами флотационных цехов же- лезорудного комбината Гигиена и санитария Изд-во «Медицина», 1965. ПавловИ Н Гидрогеологические условия КМА в связи с вопросами осушения В сб «Железистые кварциты и богатые железные руды КМА» Изд. АН СССР 1955а Павлов И Н. Общие гидрогеологические условия разработки Михайловского месторождения В сб «Железистые кварциты и богатые железные руды КМА» Изд. АН СССР, 19556 Павлов И Н Наблюдения за режимом подземных вод на Лебединском место- рождении КМА Сбор научи-техн информ. № 1 Госгеолтехиздат, 1955в Павлов И Н О составе и строении юрских отложений территории КМА в свя-
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 491 зи с их инженерно геологической оценкой для целей горного дела В сб «Вопросы гидрогеологии и инженерией геологии» № 14 Госгеолтехиздат 1956 ПавловИ Н и др I идрогеологические и инженерно геологические условия же лезорудных месторождений КМА Госгеолтехиздат, 1959 Паффенгольц Н К Особенности формаций осадочной (надрудной) толщи территории КМА Изв АН Арм ССР, серия геол и геогр, т XIV, № 6 Ереван, 1961а Паффенгольц Н К Инженерно геологическая характеристика осадочной (народной) толщи территории КМА и ее значение для разработки железных руд Научи тр НИ горнометаллург ин та, вып 2 Ереван Армгиз, 19616 Паффенгольц Н К Четвертичные отложения и геоморфология района КМА Изв АН Арм ССР, серия геол и геого , т XIV, № 3 Ереван, 1961в ПелешенковВ И и др Новые данные о водоносности юрских отложений междуречья Северный Донец — Оскол Вгсник Кигвськ унта, № 5, сер геол та геогр, вып 2, 1962 Пер е с у н ько Д И Плотникове С Нарушение природного режима под земных вод территории КМА в связи с экстуатацией железорудных месторождений Тезисы докл на научно техн совещ по гидрогеологии и инженерной геологии Госгеол техиздат, 1963 ПерцовскийЮ М Инженерно геологические явлегия на Лебединском ьарье ре КМА В сб «Исследования по геологии, горному делу и обогащению руд КМА» Ростехиздат, 1962 ПерцовскийЮ М Анализ и оценка инженерно геологической структуры Ле бедииского месторождения железных руд КМА в связи с его открытой разработкой В сб «Геология и полезные ископаемые центрально-черноземных областей» Изд Во ронежск ун та 1964а Перцовский Ю М Условия устойчивости бортов карьеров Старооскотьск< "г железорудного района КМА В сб «Мат-лы совещ по вопросу изучения оползней и мер борьбы с ними» Изд Киевск ун та 19646 Плотников В С Прогноз изменения режима подземных вод в Михайловском железорудном бассейне КМА В сб «Геология и разработка Михайловского железо рудного месторождения КМА» Воронеж, 1964а Плотников В С Региональная оценка эксплуатационных ресурсов подземных вод КМА В сб «Гидрогеология и осушение месторождений КМА» Изд во «Наука», М , 19646 Плотников Н А Изменение общего статического уровня юрского горизонта в районе г Курска и ежедневные колебания ею, начиная с октября 1930 г, в связи с изменением баоаметрическогс давления и общего дебита Тр 1 го гидрогеол съезда в Ленинграде сб III ОНТИ, 1933 Плотников Н А Северо Украинская мульда Гидрогеологический очерк гту боких подземных вод ГОНТИ, 1934 Плотников Н области ГОНТИ, 1939 Плотников Н г XXXV, 1958 Плотников Н Плотников Н дат, 1959 А Гидрогеология СССР Вып 1 Подземные воды Курской А Иодо бромные воды и их месторождение Тр МГРИ, А Оценка запасов подземных вод Госгеолтехиздат, 1959 И Водоснабжение горнорудных предприятий Госгортехггз Плотников Н И К вопросу захоронения вредных промышленных стоков в глубокие горизонты земной коры В сб «Вопросы формирования химического состава подземных вод» Изд МГУ, 1963 Плотников Н И Погски и разведка пресных подземных вод для целей круп- ного водоснабжения Ч 1 Гидрогеологические основы Изд МГУ, 1965а Плотников Н И О выборе участков для детальной разведки напорных вод «Разведка и охрана недр» 19656, № 7 Покровский В А Температурная характеристика подземных вод Русской платформы и ее обрамления Докл к собранию международной ассоциации гидрогео логов Госгеолтехиздат, 1960 Полковников А А Итоги и перспективы поисковых и разведочных работ на КМА в пределах Белгородской области Проблемы Курской магнитной аномалии Гос гортехиздат, 1961 Попов И В Вопросы гидрогеологии и инженерной геологии КМА В сб «Ж? лезистые кварциты и богатые железные руды КМА» Изд АН СССР, 1955 П о п о в И В Некоторые вопросы инженерно геологического изучения месторож- дении КМА В сб «Материалы по геологии и полезным ископаемым центральных рай онов Европейской части СССР», вып 2 Калужское книжное изд-во 1959 Потов В В О некоторых научных итогах Воронежского межвузовского сове щания по вопросам строительства на лёссовых грунтах (20—23 февраля 1962 г ) Бюлл комиссии по изуч четвергичн периода, № 28 Изд АН СССР, 1963 Прозоров Л Б Теоретические и экспериментальные исследования процесса
492 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ замораживания гооных пород в условиях движения подземных вод Научн сообщ Ин та горн дела АН СССР И_>д АН СССР, 1961 Проничева М В О г овейших изменениях в характере эрозионных обра.,о ваний на Среднеоусскон возвышенности Изв АН СССР, серия географ, № 2, 1952 Прохоров С П Скворцов! Г Инженерно геологические свойства рых- лых богатых руд КМА и вопросы их дальнейшего изучения «Разведка и охрана недр», 1958 №6 Прочухан Д П Инженерно геологическая оценка выветрелостн горных по род Тр «Гидропроекта», сб 2 1965 Пушкина 3 В Поровые воды современных четвертичных и плиоценовых гли- нистых отложений в разрезе скв 4 и 8 (Юж Каспии/ Автореф канд дисс , М 1964 Раскатов Г И Геоморфология территории КМА Тезисы докл на межобласт- ном совещ по геологии и минеральным ресурсам ЦЧО Воронеж, 1962 Раскатов Г И Важнейшие черты неотектоники и геоморфологии территории КМА Тр межобтастного геол совещ Воронеж, 1964а Раскатов Г И Неотсктоническая структура территории Воронежской анома- лии В сб «Проблемы неотектоники» Изд во «Недра», 19о4б Раскатов Г И Принципы построения мелкомасштабной геоморфологической карты территории КМА Тр Третьего совещ по проблемам Воронежской антеклизы Воронеж, 1966а Раскатов Г И О применении геоморфологического метода для познания тек- тоники кристаллического фундамента платформы (на примере Воронежской антекли- зы) «Советская геология» 196об, 7 Ржевский В В , Но с о в В В Кож и н В И О комплексном освоении Ми сайловского месторождения КМА Госгеолтехиздат 1960 Родионов Г А Лабораторные исследования влияния вакуумирования дре- нажных устройств на осушение келловейских песков н рудной толщи Яковлевского железорудною месторождения Тр научно исслед и проектно констр нн та по осуше- нию месторождении потезных ископаемых вып 3, Белгород, 1964 Розанов А Н Система научного исследования при проектировании орошения и мелиорации засоленных почь Таблицы засоления почв и водных источников Изд. Ml СССР, М , 1960 Розанов Л Н, Цыганков А В, Алешин В М Основные вопросы тек- тонического и геоморфологического районирования юго востока Воронежской анте- клизы Тр межобластн геол совещ Воронеж 1964 Русинович И А Гостищевское месторождение богатых железных руд Мат-лы по геологии н полезным ископаемым центральных районов Европейской части СССР, вып 2 Калужск книж нзд во, 1959 Русинович И А, Небосенко В Ф Гостищевское железорудное место рождение Центрально Черноземное изд во, Воронеж, 1964 РябченковА С Инженерно геологические исследования для мелкого иррига ционного строительства в центрально черноземных областях «Советская геология», 1955, сб 44 Рябченков А С О принципах гидрогеологической стратификации «Совет- ская геология», 1959, № 3 Савицкий П Г Провал при ударном бурении в районе КМА «Разведка иедр», 1935, 1 СазицкийП Т Об артезианских водах девонских отложений в Старом Осколе Курской области «Разведка недр», 1938, № 6 Савицкий П Т Гидрогеология СССР Вып 5 Гидрогеологический очерк КМА Гостоптехнздат, Л—М, 1939 Сафохнна И А Условия залегания, физическое состояние н физико механиче- ские свойства меловых и мелоподобных пород изученных районов Тр ЛГГП АН СССР, т 44, 1962 Сафронов В В Некоторые вопросы химической обработки водопонижающих скважин на Яковлевском руднике и их возможное решение Тр научно исслед и про- ектно констр ин та по осушению месторождений полезных ископаемых, вып 3, Бел- город, 1964 Семихатов А Н Подземные воды СССР Ч 1, IОНТИ, М—Л, 1934 Сидельникова Е А ндр Изменение химического состава подземных вод в районе г Воронежа «Разведка и охрана недр», 1965, М» 7 Симкин Б А Перспективы освоения Погромецкого месторождения богатых железных руд Проблемы Курской магнитной аномалии Госгортехиздат, 11961 СннцовИ Ф О буровых и копаиьгх колодцах казенных винных складов Зап С -Петерб минер об ва, т 43, 45, 46, 47 СПб, 1905, 1907, 1908, 1909 Скабалланович И А Гидрогеологические расчеты Изд 2е Госгортехнз- дат, г960а Скабалланович И А Методика опытных откачек Госгеолтехиздат, 19606. Сквалецкий Е Н О процессе подъема уровня грунтовых вод в лессовых породах. Изв высш учебн завед «Геология и разведкам, 1965, № 3
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 493 Скворцов Г Г, Романовская Л И Инженерно-геологические прогно зы условий разработки месторождений твердых полезных ископаемых Госгеолтехиз- дат, 1961 Славянов В Н, Фандеева В И К методике прогноза инженерно-геоло- гических условий вскрытия н разработки месторождений КМА В сб «Мат-лы по гео- логии и полезным ископаемым центральных районов Европейской части СССР», вып 2 Калужск книж изд-во, 1959 Славянов В Н Цирки оплывания песчано глинистых пород на откосах карьеров КМА и некоторые закономерности их развития В сб «Инженерно-геологиче ские процессы и явления их значение для строительства» I осстройиздат, 1963а Славянов В Н Новый комплексный метод инженерно-геологического опреде ления формы устойчивости откоса глубоких карьеров и выемок В сб «Природные физико-геологические и инженерно геологические процессы и явления» Изд АН СССР, М, 19636 Славянов В Н и др Влияние горных работ на природные условия КМА В сб «Инженерно-геологические процессы и явления их значение Для строительства» Госстройиздат, 1963 С л а вя но в а Л В Минеральные ч промышленные воды Волго-Уральской об- ласти Госгеолтехиздат 1963 Смирнов Б Н Гидрогеологические условия Яковлевского железорудного ме сторождения «Разведка и охрана недр», 1959, № 12 Смирнов Б Н Методика составления гидрогеологических и гидрохимических карт тепптории КМА и прилегающих районов В сб «Материалы ио геологии и полез иым ископаемым центральных районов Европейской части СССР», вып V Калужск книж изд-во 1962а Смирнов Б Н Состояние гидрогеологической изученности и последние дан ные гидрогеологических пссчедований на КМА В сб «Научные труды по проблемам КМА» Ростехиздат 19626 Смирнов Б Н Районирование теоритории КМА по гидрогеологическим и ин женерно-геологическим условиям В сб «Научные труды по проблемам КМА» Ростех издат, 1962в Смирнов Б Н Методика составления гидрогеологических, гидрохимических и инженерно-геологических карт территории КМА «Советская геология», 1963а, № 4 Смирнов Б Н Сравнительная оценка гидрогеологических и инженерно-гео- логических условий месторождений богатых железных руд и карта районирования тер- ритории КМА Тезисы дскл на научи-техн совещ по гидрогеол и инж-геолог Ере ван, 19636 Смирнов Б Н Гидрсгеологическое и инженерно-геологическое районирование Воронежской антеклизы Тр 3-го совещ по проблеме Воронежской антеклизы Изд Воронежск ун-та 1966 Смольянинов В М и др Важнейшие факторы, влияющие на водообиль- ность скважин пробуренных во флювиогляциальных ергенинских отложениях в районе г Воронежа В сб «Материалы научной конференции Воронежск с-х ин та», т I Во ронеж, 1963 4 Смольянинов В М Строение и водоносность верхнеплиоценовых отложений на юге Окско-Донской низменности Автореф дисс на соиск уч степ канд геол -ми- нер наук Воронеж, 1965 J Соболев С С О некоторых закономерностях в развитии процессов овражной эрозии на Европейской равнине СССР «Почвоведение», 1941, № 3 СоколовД С О гравитационной гипотезе формирования вертикальной гидро химической зональности артезианских вод Изв высш учебн завед, «Геология и раз- ведка», 1966, № 10 Соколов Н А Об артезианских колодцах Южной России Изв Геолкома, Т XI, СПб, 1892 Сорокин И Н Водный баланс малых водоемов Курской области на примере Борщенского и Береговского водоемов Тр Лабор озероведения АН СССР, № 13 Изд АН СССР 1961 Спиридонов А И Основные черты рельефа Черноземного центра Вопр географ сб 32 Госгеолтехиздат г953 Спиридонов В А Предварительная оценка инженерно- геологических усло- вий освоения Реутенкого месторождения КМА открытым способом Бюлл МОИП, отд геол вып 38 N° 5. 1963 Справочное руководство гидрогеолога (ред В М Максимов) Госте дат, 1959 Субботин И О Об использовании наблюдений за подземными вода’ исследованиях и прогнозах речного стока Тр III Всесогозн гидрогеол съезда, Гидрометеоиздат 1959 Сулин В А Условия образования основы классификации и состав при. вод Изд АН СССР 1948
494 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ Сухарев И П, Сухарева Е М Труды Центральночерноземной поло- сы Воронеж, 1957 Табаксбл а г Л С О процессе оплывания в осадочной толще Михайловского карьера КМА В сб «Геология, минералогия и инженерная геология КМА» Изд АН СССР, 1963 Табаксблат Л С Инженерно-геологические явления на Михайловском карьере КМА В сб «Геология и полезные ископаемые центральночерноземных обла- стей» Изд Воронежск уи-та, 1964 Та гее в а Н В О геохимии глинистых осадков Каспийского моря Докл АН СССР №6, 1958 Тарасов® В К вопросам 1еоморфологии северо-западных склонов Приволж- ской возвышенности Изв Воронежск. отд географ об-ва СССР, вып 1. Воронеж, 1957. Твердохлебов II П К вопросу о характере взаимосвязи подземных и по- верхностных вод на Яковлевском месторождении КМА Тр научно нсслед и проектно- констр нн-та по осушению месторождений полезных ископаемых, вып 3, Белго- род, 1964 Твердохлебов И П и др. Результаты исследования пористости известняков Яковлевского месторождения КМА методом сопротивления Тр научно-исслед и про- ектпо-консгр ин-та по осушению месторождений полезных ископаемых, вып 3, Бел- город, 1964 ТерновскаяВ Г Влияние погребенных форм рельефа на деформации отко- сов карьеров В сб «Инженерно-геологические процессы и явления, их значение для строительства» Госстройнздат, 1963а Терновская В Т Некоторые выводы о результатах проверки геологических, гидрогеологических и инженерно-геологических прогнозов на Лебединском месторожде- нии КМА В сб «Природные физико-геологические и ннженерно-геологнческие процес- сы и явления» Изд АН СССР, М, 1963 Терновская В Т Опыт исследования подземных ложбнн стока на Михай- ловском месторождении КМА Ьюлл МОИН отд геол, вып 40, № 3, 1965 Терновская В Т. Аргюшков Е В, Славянов В Н Палеогеомор- фологический метод прогноза деформации горных пород Изд-во «Наука», М, 1966 Тилло А А Об охране водных богатств Главные результаты 4-летних трудов экспедиции для исследования источников главнейших рек Европейской России СПб, 1898, 1899, 1900 Токарев Н С Разделение территории СССР по характеру режима климата, подземных и поверхностных вод Тр Новочеркасск политехи ин-та, 1962 Толстой М П О роли гравитации в формировании подземных вод Изв высш учебн завед , «Геология и разведка >, № 3, 1963 Труды Всесоюзного совещания по освоению месторождений полезных ископаемых, залегающих в сложных гидрогеологических и инженерно-геологических условиях Сб. токл Изд во «Недра», 1964 Физико-географическое районирование Центрально-Черноземных областей Под ред Ф И Милькова Изд Воронежск ун-та, 1964 Филатов К В Гравитационная гипотеза формирования химического состава подземных вод п гатйюрменных депрессий Изд АН СССР, 1956 Филатов К В К вопросу об основных процессах формирования подземных вод Изв высш учебн завед ,< Геология и разведка», № 2, i960 Филимонов Б А О возможной деформации пород осадочной толщн при во допонижении га Яков гг веком месторождении КМА Научн сообщ Ин-та горного дела АН СССР, вып 9 Из л АН СССР, 1961а Филимонов Б А Некоторые вопросы исследования упругого режима водо- носных птастов на Яковлевском месторождении КМА Вопр разраб месторождений Курской магнитной аномалии Изд во АН СССР, М, 19616 Филимонов Б А и др Уплотнение пород в результате глубокого водопони- жения п характер его протекания во времени Тр Всес оовещ по освоению месторож дений полезных ископаемых, залегающих в сложных гидрогеологических и инженерно- геологических условиях Изд-во «Недра» 1964 , Филиппова М Ф и др Девонские отложения центральных областей Рус скон платформы Гостоптехиздат, Л 1958 Фисенко Г Л Иванов И П, Мироненко И Л Устойчивость бортов карьера КМА В сб «Научн труды по проблемам КМА» Ростехиздат, 1962 Фотиади Э Э Схема структуры современной поверхности кристаллического фундамента Русской платформы Госгеолтехиздат, 1955 Фотиади Э Э О строении кристаллического фундамента Русской платформы по данным опорного бурения и региональных геофизических исследований Докл АН СССР т НО, № 3 1957 Фурман И Я Возможности и ограничения образования подземнгх вод ин- фильтрационного и седиментационного типов Тр Воронежск ун-та, № 62, 1963 Фурман И Я и др Опыл увеличения дебита водяных скважин торпедирова нием «Гидротехника н мелиорация», 1964а 51° 1
СПИСОК ЛИТЕРАТОРЫ 495- Фурман И. Я. Гидрогеологическая характеристика Воронежского района как основа мероприятий по охране подземных вод и форсирования водоотдачи пластами. В сб «Охрана водных ресурсов и очистка сточных вод». Изд. Воронежск. ун-та, 19646. Хватов Б. В. и др. Кадастр подземных вод СССР. Орловская область Гид- рогеологический очерк и каталог буровых скважин. Изд. ВГФ, М., 1963. X в а т о в Б В. и др. Кадастр подземных вод СССР. Белгородская область. Гидрогеологический очерк н каталог буровых скважин. Изд. ВГФ, М, 1964а. Хватов Б В. и др. Кадастр подземных вод СССР. Липецкая область. Гидро- геологический очерк и каталог буровых скважин. Изд. ВГФ, М., 19646. Центральные черноземные области. Физико-географическое описание. Изд. АН СССР, М., 1952. Цибизов А. Н. и др. Иижеиерно-геологическая схема зональности рудно-кри- сталлического комплекса месторождений КМА. В сб «Исследования по геологии, гор- ному делу и обогащению руд КМА». Ростехиздат, 1962. Центральные Черноземные области. Физико-географическое описание Изд. АН. СССР, М, 1952. Чепижная Э. А. Опыт исследования влияния особенностей контактов разно- возрастных пород на устойчивость откосов Михайловского месторождения КМА. В сб.: «Инженерно-геологические процессы и явления, их значение для строительства». Гос- стройиздат, 1963. Черкииский С. Н Новый международный стандарт качества питьевой воды. «Гигиена и санитария», 1965, № 2. Чур с а нов А. М. и др. Влияние процессов выветривания на устойчивость от- косов Лебединского карьера КМА. Тр. иаучно-исслед и проектно-констр. ин-та по осу- шению месторождений полезных ископаемых, вып. 3, Белгород, 1964. Шевяков Л. Д., Маньковский Г. И. Курская магнитная аномалия. Изд. АН СССР, 1962. Шестаков В. М. Определение гидрогеологических параметров по данным от- качек с помощью эталонных кривых. «Бюлл. научн.-техн. информ. Гос геол, ком СССР», № 3 (53). Изд. ВИЭМС, 1964. Шик С. М. Доледниковая гидрографическая сеть юго-западного Подмосковья, и ее развитие в плейстоцене. Мат-лы Всесоюзн. совещ. по изучению четвертичного пе- риода, т. II Изд АН СССР, 1961. III и к С М Стратиграфическая схема четвертичных отложений центральных районов Европейской части СССР В сб.: «Материалы по геологии и полезным ископае- мым цептоальных районов Европейской части СССР», вып. 1. Калужск. книж. изд-во, 1958. Шишкина О. В Метаморфизация химического состава иловых вод Черного- моря. В сб.- «К познанию диагенеза осадков». Изд. АН СССР, М., 1959 Шрейбер г М. И Санитарный контроль за использованием подземных вод. Тр Акад, коммун, хоз-ва им К- Д. Памфилова, вып. 27. М.— Л., 1964 Шнитников А. В. Изменчивость общей увлажненности материков северного полушария. Зап. Географ, об-ва СССР, новая серия, вып. X, т. 16, 1957. Щеголев Д И, Краснопевцев Н. Д. Геологическое строение н гидро- геологические условия огадоч«ой толщн района КМА. В сб.: «Проблемы советской геологин», № 10, т. IV. ГОНТИ, 1934. Щелкачев В. Н Упругий режим пластовых водонапорных систем. Гостоптех- издат, 1959. Щелкачев В. Н. Упругий режим пластовых водонапорных систем Гостоптех- издат, 1948. Щербатенко А. П. Опыт применения метода ЭГДА для обоснования схем осушения карьеров (на примере Погромецкого железорудного месторождения КМА). Тр. научно-нсслед. и проектно-констр. ин-та, по осушению месторождений полезных ископаемых, вып. 3, Белгород, 1964. Эйгенсон М. С. Солнце погода и климат. Гидрометеоиздат, 1963 Язвин Л. С Краткие указания по определению гидрогеологических параметров артезианских водоносных горизонтов для оценки запасов с учетом упругого режима Изд. ВСЕГИНГЕО, 1961. Язвин Л. С., Боре веки й Б. В. Опыт определения расчетных гидрогеоло- гических параметров по данным групповых откачек. «Разведка и охрана недр», 1963, № 4
ГИДРОГЕОЛОГИЯ СССР Том IV Воронежская, Курская, Белгородская, Брянская, Орловская, Липецкая, Тамбовская области Редактор издательства Березовская Л И. Техн редактор Калужина В И Корректор Шульц Т Ю Сдано в набор 8/IV 1971 г Подписано в печать 14/III 1972 г Т-94200 Формат УОхЮб’Лб Печ л 31.04-190 прилож т 4-15,0 ив карты = 65,0 Усл печ л 91,0 с прилож и цв картами Уч -изд л 86,76 с прилож в т ч. 20,0 цв карты Бумага № 1 и картограф Индекс 3 4 1 Заказ 217/10877-2 Тираж 1030 Экз Цена книги с прнлож 10 р. 88 к Издательство «Недра» Москва, К 12, Третьяковский проезд, д 1/19 Московская типография № 6 Главполиграфпрома Комитета по печати при Совете Министров СССР Москва, Ж 83, 1-й Южно портовый пр, 17.