Текст
                    МИНИСТЕРСТВО ГЕОЛОГИИ СССР
гидрогеологи я СССР
ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР
А. В. СИДОРЕНКО
ЗАМЕСТИТЕЛИ ГЛАВНОГО РЕДАКТОРА
Я. В. РОГОВСКАЯ,
Н. И. ТОЛСТИХИН,
В. М. ФОМИН
ИЗДАТЕЛЬСТВО «НЕДР А» © МОСКВА • 1966
МИНИСТЕРСТВО ГЕОЛОГИИ СССР
ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ГИДРОГЕОЛОГИИ И ИНЖЕНЕРНОЙ ГЕОЛОГИИ (ВСЕГИНГЕО)

ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ ЦЕНТРАЛЬНЫХ РАЙОНОВ (ГУЦР)
ГИДРОГЕОЛОГИЯ СССР
том
I
МОСКОВСКАЯ, КАЛИНИНСКАЯ, ЯРОСЛАВСКАЯ, ВЛАДИМИРСКАЯ, РЯЗАНСКАЯ, ТУЛЬСКАЯ, КАЛУЖСКАЯ, СМОЛЕНСКАЯ ОБЛАСТИ
РЕДАКТОР ТОМА
I д. с. соколов
ЗАМЕСТИТЕЛИ РЕДАКТОРА
А. Т. БОБРЫШЕВ,
Е. Г. ЧЛПОВСКИИ
ИЗДАТЕЛЬСТВО «НЕДРА» • МОСКВА о 1966
УДК 551.49(474.2)
РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ «ГИДРОГЕОЛОГИИ СССР»
Т. П. АФАНАСЬЕВ
У. М. АХМЕДСАФИН
А.	Е. БАБИН ЕЦ
И. М. БУАЧИДЗЕ
В.	И. ДУХАНИНА
А. И. ЕФИМОВ
и. к. ЗАЙЦЕВ
А. Ф. КАЛМЫКОВ
Б. И. КУДЕЛИН
И. А. КЕН ЕСА РИН
А. А. МАККАВЕЕВ
Г. А. МАНЕВСКАЯ
Н.	И. ОБИ ДИН
А. М. ОВЧИННИКОВ н. и. плотников О. И. ПОКРЫШЕВСКИИ В. И. ПОНОВ И. В. ПОПОВ
Н. В. РОГОВСКАЯ \д. с. соколов | А. В. СИДОРЕНКО И. И. ТОЛСТИХИН В. М. ФОМИН Е. Г. ЧАПОВСКИИ .11. В. ЧУ РИНОВ Д. И. ЩЕГОЛЕВ
РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ I ТОМА
А. Т. БОБРЫШЕВ
Ф. И. КРАВЧИНСКИИ
И. И. ЛЕОНЕНКО
Е. М. ПИРОГОВА
И. В. ПОПОВ
С. П. ПРОХОРОВ Н. В. РОДИОНОВ Б.Н СМИРНОВ \д. с. соколов | Е. Г. ЧАПОВСКИИ
2-9-6
507-66
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие ...........................................................J
Введение. Ф. И. Кравчинский (редактор |д. С. Соколов)) .	14
История гидрогеологических исследований. Е. М. Пирогова, W. П. Толстой (редактор 11. Н. Леоненкр) :	:................................. 17
1.	Дореволюционный период ...................................... 17
2.	Послереволюционный период (1917—1945 гг.) .	.	.	.	, 19
3.	Послевоенный период	.	27
ЧАСТЬ ПЕРВАЯ
ОСНОВНЫЕ ЕСТЕСТВЕННО-ИСТОРИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ХАРАКТЕР РАСПРОСТРАНЕНИЯ И УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ПОДЗЕМНЫХ вод
Глава первая. Физико-географические условия. Н. А. Мо.ггачева (редактор
И. В. Попов).....................................................  -	41
1.	Основные черты рельефа............................. .	41
2.	Краткая характеристика климатических условий .	.	.43
3.	Главные реки и озера ...	..............................48
4.	Общин характер почвенного и растительного покрова	53
Глава вторая. Геологическое строение........................................55
1.	Стратиграфия и лнтоло1ня. С. М. Шик (редактор И. Н. Леоненко) . —
2.	Тектоника. К. Ю. Волков (редактор И. Н. Леоненко)...................84
3.	История геологического развития. С. Л1. Шик (редактор И. Н. Леоненко) 88
4.	Геоморфология. Н. .4. Молгачева (редактор И. В. Попов) .... 93
5.	История развития рельефа. Н. Л. Молгичева (редактор И. В. Попов) 107
ЧАСТЬ ВТОРАЯ
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД, ИХ ФОРМИРОВАНИЕ, ЗОНАЛЬНОСТЬ И ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ
(редактор Е. Г. ЧАПОВСКИИ)
Глава третья. Воды четвертичных и неогеново-палеогеновых отложений.
Я. А. Сыроквашина при участии 3. М. Щадриной (редактор Н. В. Родионов)
1.	Водоносные горизонты четвертичных отложений .	.	.	. ~'
2.	Водоносные горизонты неогеновых и палеогеновых отложений	138
Глава четвертая. Воды меловых и юрских отложений. Л. Л. Чаповская (редактор Н. В. Родионов) .	.	. 140
1. Водоносные горизонты меловых отложении ....	142
2. Водоносные горизонты юрских отложений .	.	...	.151
Глава пятая. Воды триасовых и пермских отложений (редактор Е. М. Пирогова) .	.	.	.	..........................158
1. Воды отложений нижнего триаса и татарского яруса верхней перми. 3. М. Щадрина................................................... .158
2. Водоносные горизонты казанского яруса и нижней перми. Г. Н. Ассовский 166
Глава шестая. Воды каменноугольных отложений (редактор С. П. Прохоров) .	..............................................172
I. Водоносные горизонты верхнего карбона. Е. Л. Минкин ...
6
ОГЛАВЛЕНИЕ
2.	Водоносные горизонты среднего карбона. Е. Л. Минкин	.	185
3.	Водоносные горизонты нижнего карбона. Б. Н. Смирнов .	. 199
4.	Обшие закономерности распространения и режима подземных вод карбона. Е. Л. Минкин ...	. 231
Глава седьмая.	Воды девонских отложений. Г. В.	Богомолов, Л.	И.	Флерова (редактор Б.	Н. Смирнов)	....	....	239
1.	Водоносные	комплексы и	горизонты	верхнего	девона	.	239
2.	Водоносные	комплексы п	горизонты	среднего	девона	.	248
3.	Некоторые закономерности распространения вод девонских отложений и изменения их химического состава .	.		252
Глава восьмая. Воды отложений нижнего палеозоя и докембрия. Г. В. Богомолов, Г. Н. Плотникова (редактор С. П. Прохоров) .	. 255
1.	Водоносные комплексы нижнего палеозоя .	.	. —
2.	Водоносные комплексы позднего докембрия	. .	.	. 257
3.	Водоносный комплекс кристаллического фундамента .	. 263
Глава девятая. Формирование и зональность подземных вод. Г. В. Богомо-
ло	в, Г. Н. П лотникова (редактор А. И. Силпн-Бекчурпн)	264
1.	Формирование подземных вод .	264
2.	Гидродинамическая зональность .	272
3.	Вертикальная гидрохимическая зональность	.	.	273
4.	Гидротермальная зональность.....................................  279
Глава десятая. Гидрогеологическое районирование. Ф. И. Кравчинский (редактор А. Т. Бобрышев)	.	.	...	282
ЧАСТЬ ТРЕТЬИ
РЕСУРСЫ ПОДЗЕМНЫХ ВОД И ИХ РОЛЬ В НАРОДНОМ хозяйстве (редактор А. Т. БОБРЫШЕВ)
Глава одиннадцатая. Ресурсы и использование подземных вод (редактор
Е.	Г. Чаповскин)	.	. 303
1.	Естественные ресурсы. Б. И. Куделин, Н. .4. Лебедева........303
2.	Современное использование подземных вод. Ф. М. Бочевер, И. В. Ковалева .........................................................314
3.	Эксплуатационные запасы подземных год. Ф. М. Бочевер, И. В. Ковалева 319
Глава двенадцатая. Охрана подземных вод. Е. Л. Минкин (редактор А. Т. Бобрышев) .	.	.	.	.	.	.	.	.	333
Глава тринадцатая. Минеральные и промышленные воды (редактор Б. Н. Смирнов)	.	.	...	.341
1.	Минеральные воды. В. И. Васильева	.	. 341
2.	Промышленные воды. Ф. И. Кравчинский .	.... 34J
3.	Перспективы использования промышленных и минеральных вод.
Ф. И. Кравчинский, В. Н. Васильева ...	. 354
Глава четырнадцатая. Гидрогеологические условия месторождений полезных ископаемых. Б. Н. Смирнов, С. П. Прохоров (редактор А Т. Бобрышев) .	.	...	. 357
1.	Бурый уголь................................................ 11ч
2.	Железные руды (бурые железняки) .	.	’
3.	Прочие полезные ископаемые ...	.	. 364
ЧАСТЬ ЧЕТВЕРТАЯ инженерно-геологические условия территории (редактор Е. Г. ЧАПОВСКИИ)
Глава пятнадцатая. Принципы инженерно-геологического районирования и характеристика районов (областей). И. В. Попов. Б. Э. Урбан (редактор Н. В. Родионов)	.	.	... 373
1.	Область позднеледниковых озер ...	... 376
2.	Область ледниково-речных равнин и конечных морен ..	380
3.	Область Мещерской низины	394
4.	Область Окско-Цнииского плато...............................  399
ОГЛАВЛЕНИЕ
7
5.	Перпгляциальная область днепровского оледенения.................4U1
G. Область впелединковой частя Средне-Русской возвышенности .	. 404
Заключение. А. Т. Бобрышев			^06
-Литература	.	.			....	4U9
ПРИЛОЖЕНИЯ
(п отдельной папке)
I.	Графические
Карты в масштабе 1  1300 000
I.	Карта геоморфологического районирования
2.	Гидрогеологическая карта четвертичных отложений
3.	Гидрогеологическая карга дочсгвертпчных отложений. Лист 1 Гидрогеологические разрезы. Лист 2
4.	Карта естественных ресурсов подземных вод
о. Схематическая карта современного потребления подземных вод
6. Схематическая карта эксплуатационных запасов подземных вод
II. Текстовые
I. Каталог скважин, вынесенных на гидрогеологическую карту дочетвер-тичных отложений .	...	...........................4
2. Таблица химических анализов подземных вод........................82
ПРЕДИСЛОВИЕ ГЛАВНОГО РЕДАКТОРА
Советские гидрогеологи ведут большую работу по изучению подземных вод страны. Исследования проводятся на огромной территории, выполняются по единой методике н для единых целей в рамках государственных плановых заданий. Достаточно сказать, что в среднем в течение года в стране работает единовременно более 650 гидрогеологических партий и экспедиций, ежегодно государственной гидрогеологической съемкой покрывается более 550 тыс. км2, с целью изучения подземных вод бурится свыше полутора миллионов скважин, не считая скважин, сооружаемых для водоснабжения.
Гидрогеологические исследования в СССР проводятся на глубоко научной основе. По своему размаху, разнообразию и комплексности они выгодно отличаются от работ, выполняемых во многих других странах. Даже в тех случаях, когда работы носят ярко выраженный прикладной характер, они всегда основываются на глубоком знании геолого-структурных и ландшафтных условий, столь большое разнообразие которых наблюдается только в СССР. Зоны тундры и тайги, разнообразные пустыни, величайшие равнины и горы, древние докембрийские щиты, разновозрастные платформы, складчатые горные системы различного возраста и разной степени расчленения, многообразие как по генезису, так и по составу типов горных пород, несущих подземные воды, — таков огромный диапазон гидрогеологических условий территории СССР.
Вполне естественно, что накопленный гидрогеологами материал нуждался в глубоком научном анализе и широком региональном обоб щении по единому плану. Такое обобщение было начато еще в довоенный период. В 1939—1943 гг. было издано 12 выпусков монографии «Гидрогеология СССР» под общей редакцией Н. И. Толстихина. Отечественная воина помешала довести это издание до конца. В последующее время накопленный материал обобщался по отдельным районам и по разным вопросам. Составлялись различные по содержанию и масштабу аналитические и сводные карты, в том числе карты распространения, условий залегания, минерализации, состава и температуры подземных вод различных типов, их естественных и эксплуатационных ресурсов и т. п. Все это позволило шире использовать подземные воды для народного хозяйства, расширить представления о закономерностях формирования ресурсов подземных вод, их режиме, балансе, гидрохимической и гидродинамической зональности и установить причинную связь отдельных элементов подземной гидросферы с геолого-структурными и физико-географическими условиями.
10
ПРЕДИСЛОВИЕ
Необходимо отметить, что разнообразие и объем фактического материала по гидрогеологии давно превысили уровень ранее достигнутых теоретических обобщений по отдельным регионам и в особенности в целом по стране. Поэтому вновь назрела потребность в глубоком обобщении накопленного материала по подземным водам, в переходе к новому этапу в развитии теории и практики гидрогеологии.
Обобщение и анализ материала полагается производить по етиной системе гидрогеологического районирования, применяя методику оценки водных ресурсов, выполненных на базе сопоставимых представлений о структурных особенностях водоносных горизонтов, на широкой научной основе изученных процессов формирования, питания и режима (естественного и искусственного) подземных вод.
Теоретической основой для создания многотомной монографии «Гидрогеология СССР» были работы В. И. Вернадского. Этот ученый не только впервые показал значение подземных вод в недрах земли как одного из важнейших геологических объектов и составных частей горных пород, но своими трудами «История минералов земной коры» п «История природных вод» он по существу заложил основы широкого учения о подземных водах и значении их в истории земли.
Именно тогда возникли представления о единой природной воде. Подземные воды — это лишь одна из составных частей гидросферы в целом. Подземные воды обособляются от всех других видов воды лишь методами их изучения и количественной оценки, воды атмосферы п суши — поверхностные, подземные, жидкие, твердые и парообразные, кристаллизационные и входящие в молекулы минералов и т. д.— едины и представляют собой один из важнейших компонентов как в процессе естественного развития природы, так и в процессах разумного искусственного воздействия человека на эту природу.
Выходом в свет первого тома монографического описания подземных вод Московской п смежных с ней областей начинается серия монографий «Гидрогеология СССР», охватывающих всю территорию страны. Она запланирована к изданию в ближайшие 5 лет в 50 томах, нз них в 45 томах обобщены исследования по гидрогеологии подземных вод отдельных регионов по состоянию изученности на 1963—1965 гг., а 5 сводных томов будут содержать описание всей территории СССР.
В составлении монографий принимают участие около 600 квалифицированных гидрогеологов научных и производственных организаций Министерства геологии СССР, Академии наук СССР и академий наук союзных республик и высшей школы, многие годы провопивших исследования в различных районах страны. Тома монографии составляются по единой программе под редакцией рабочей комиссии Главной редколлегии- монографии при институте ВСЕГИНГЕО. Повседневная научно-методическая и организационная работа осуществляется отделом региональной гидрогеологии ВСЕГИНГЕО под руководством Н. В. Роговской.
Анализ огромного фактического материала, произведенный по единой методике, позволил выявить и обосновать такие вопросы гидрогеологии, как системы гидрогеологического районирования, формирование подземных вод, общая количественная оценка водных ресурсов страны и ресурсов подземных вод как источника минерального сырья, роль подземных вод как фактора, вызывающего заболачивание и засоление почв, затопление шахт, а также их роль как фактора здравоохранения, природного регулятора речного стока, охраны и восполнения природных ресурсов вод. Вследствие этого возникла необходимость синтезировать ц генерализовать данные, изложенные в многотомной
ПРЕДИСЛОВИЕ
11
серии «Гидрогеология СССР», в пяти сводных томах, к составлению которых уже приступили редакция издания и институт ВСЕГИНГЕО.
В силу особенностей организации геологических работ в стране, территории, охваченные отдельными томами монографии, выделялись не по историко-геологическим регионам, а по административному расчленению. По этой причине в процессе подготовки рукописей выяснилось, что ряд томов многотомного издания, глубоко освещая отдельные части гидрогеологии Советского Союза, не затрагивает многих проблем гидрогеологии страны в целом, поэтому в дальнейшем необходимо обратить внимание на рассмотрение нижеследующих проблем, не получивших освещения в отдельных томах монографии.
Прежде всего следует заметить, что, несмотря на огромное значение подземных вод в жизни человека и в геологических процессах, гидрогеология нее еще нс играет тон роли в науках о земле, которой она заслуживает.
Гидрогеология, первоначально возникшая и развивающаяся как наука о подземных водах, в основном все еще остается наукой, обслуживающей водохозяйственные проблемы и изучающей воды верхней части земной коры, наиболее доступной для эксплуатации. Когда зарождалась эта наука, глубокие горизонты земной коры были еще мало доступны для изучения, поэтому гидрогеология строилась в основном па материале, полученном по родинкам, колодцам и мелким гидрогеологическим скважинам. Создание учения об артезианских бассейнах и использование напорных артезианских вод положили начало проникновению гидрогеологов в глубинные процессы, однако основное внимание было направлено на изучение динамики подземных вод.
Теперь же, когда геологи используют глубинные методы исследований, позволяющие проникать в толщи пород на несколько километров, гидрогеология также должна перейти на новый этап гидрогеологических исследований. Геологическую науку интересуют конкретные сведения о геологической и геохимической роли воды во всей многокилометровой толще земной коры. Изучение гидрогеологии глубоких горизонтов земной коры становится насущной задачей геологов. Изучение птдрогеологпи нефтегазоносных и нефтеносных бассейнов, воды как носителя подземного тепла в глубоких горизонтах, познание роли воды в тектонических процессах, значения воды и путей ее миграции при метаморфизме горных пород на больших глубинах — вот только некоторые аспекты «глубинной гидрогеологии», имеющие важнейшее научное и практическое значение. Важное значение для определения генезиса вод, установления закономерностей миграции воды п распределения вещества в земной коре будет иметь количественное изучение водной составляющей в отдельных горных породах и целых геологических комплексах (пластах, свитах).
Пока еще очень мало работ, посвященных изучению роли воды в геологических процессах, процессах минералообразования и преобразования осадка в горную породу, выявлению роли воды в закономерностях миграции, рассеянии и концентрации элементов в земной коре, а соответственно в формировании месторождений полезных ископаемых. Эти проблемы рассматриваются обычно в самом общем виде, а многие закономерности взаимоотношений системы вода — осадок— порода — химический элемент принимаются без достаточных научных обоснований. Считая бесспорным положение, что вода в земной коре, атмосфере и на поверхности едина и неделима, мы в этом едином круговороте наименее полно изучили1 отдельные формы воды в ее многообразном проявлении в земной коре и в разных геолого-структурных, литолого-петрографических комплексах, в геологических процессах. Пэ
12
ПРЕДИСЛОВИЕ
существу мы находимся лишь у начала учения о единой природной воде в земной коре.
В геологических процессах мы обычно понимаем роль воды весьма узко — главным образом механически — как растворение, перенос, отложение материала, но редко рассматриваем подземные воды как одну из составляющих и наиболее подвижных частей земной коры.
При разных температурах и особенно при различном давлении вода находится в неодинаковых соотношениях с горными породами, минералами и растворенными в пей химическими компонентами.
Важнейшая научная и практическая проблема гидрогеологии — это определение возраста подземных вод, не толщ, несущих воды, а именно: абсолютного возраста самой подземной воды. Эта проблема тесно связана с палеогндрогеологией отдельных регионов и является важнейшей предпосылкой для познания условий формирования подземных вод, а также нефтяных, газовых и ряда рудных месторождений. Однако работы, посвященные этому вопросу, находятся лишь в начальной стадии.
Немало задач возникает и в связи с проблемой использования подземных вод. Еще недостаточно работ, содержащих надежную оценку той доли пресных природных вод, которую можно отобрать из отдельных структурных единиц для наших нужд без опасения истощить водоносные горизонты пли засолить их. Нет еще и работ, которые послужили бы руководством для гидротехников при обосновании искусственного регулирования водных ресурсов в естественных подземных емкостях. Большие задачи стоят перед гидрогеологами в связи с вопросами мелиорации в районах искусственного осушения и особенно в областях искусственного орошения.
Недостаточно оцениваются солоноватые воды как возможный источник прямого использования п особенно как источник искусственного опреснения. Отметим, что расположенные в глубине континентов относительно слабо засоленные воды более перспективны в этом отношении, чем морские воды.
При изучении гидрогеологии месторождений полезных ископаемых, как правило, основное внимание уделяется гидрогеологическому режиму разработки месторождения, имеющему огромное практическое значение. Но роль подземных вод в формировании месторождения (концентрация рудных компонентов) или в его разрушении (рассеяние вещества) рассматривается недостаточно тщательно, причем этим вопросом занимаются большей частью специалисты по полезным ископаемым, подходя к нему с общих позиций минералога, петрографа, рудничного геолога, геохимика, но гнтрогеологического подхода к этим проблемам почти не было. Обычно не учитывается и гидрогеологическая обстановка во время формирования месторождений, характер вод (температура, давление, химизм), пути их миграции.
Одной из важнейших задач современной науки ныне является изучение «единой» воды в земной коре. Переоценка роли воды во многих геологических процессах не является задачей только гидрогеологов, необходима совместная работа многих специалистов, в том числе минералогов, геохимиков, лптологов, физиков, химиков.
Новый этап развития гидрогеологических исследований в пашен стране открывается в связи с решением майского (1966 г.) Пленума ЦК КПСС, наметившего многолетнюю программу широкого проведения мелиорации земель. В соответствии с решением Пленума, в текущем пятилетии объем гидрогеологических работ увеличивается почти в 1,5 раза; при этом предусматривается проведение детальных геото-го-гидрогеологических и инженерно-геологических съемок на новых
ПРЕДИСЛОВИЕ
13
плошадях проектируемого орошения и осушения, а также на площадях, подлежащих рассолению.
Должна быть расширена сеть режимных гидрогеологических станций, пересмотрена программа проводимых ими наблюдений. Особое значение для развития мелиорации земель будет иметь гидрогеологическая наука, которая должна дать научные основы мелиоративной гидрогеологии, разработать методы прогноза режима водносоле-ього баланса районов орошения, научные основы различных видов дренажа, в том числе и вертикального.
Материалы, обобщенные в монографии «Гидрогеология СССР», будут служить научной и практической основой для гидрогеологических работ, связанных с мелиорацией земель.
Издавая монографию «Гидрогеология СССР» как итог гидрогеологических работ в стране. Редколлегия надеется, что колоссальный коллективный труд гидрогеологов будет способствовать дальнейшему развитию учения о подземных водах нашей страны. Монография рассчитана на широкое использование производственными, проектными и научно-исследовательскими организациями, она также может служить учебным пособием для вузов соответствующего профиля.
А. В. Сидоренко
ВВЕДЕНИЕ
В I томе монографии «Гидрогеология СССР» приводится гидрогеологическое описание территории Московской области и смежных с нею областей: Калининской, Ярославской, Владимирской, Рязанской, Тульской, Калужской и Смоленской (рис, 1). Эта территория общей площадью 335 тыс. клг2 граничит на западе — с Белорусской ССР (II том); на северо-западе —с Новгородской областью (III том); на севере — с Вологодской областью (XLIV том); на востоке — с Ивановской, Костромской, Горьковской областями и Мордовской АССР (XIII том); па юге — с Тамбовской, Липецкой, Орловской и Брянской областями (IV том). На юге граница территории, описываемой в I томе, примерно соответствует южной границе Московской синеклизы (южной границе распространения нижнего карбона). На остальном своем протяжении граница территории не совпадает с какой-либо естественной геолого-гидрогеологической границей.
Московская и сопредельные с ней области занимают особое место в политической жизни и народном хозяйстве СССР. Эта территория, расположенная в центре Европейской части РСФСР, отличается высокоразвитой промышленностью, большим количеством крупнейших промышленных предприятий, интенсивным развитием сельского хозяйства, широкой сетью коммуникаций и большой плотностью населения.
Особое значение описываемая территория приобретает в связи с наличием в ее центре столицы СССР—Москвы, политического, индустриального и культурного центра нашей страны. Вполне понятно, что в этом районе подземные воды, имеющие большое положительное значение (водоснабжение, бальнеологическое применение, использование промышленных вод), но в некоторых случаях оказывающие и отрицательное воздействие (заболачивание земель, обводнение месторождений полезных ископаемых), играют весьма существенную роль.
Подземные воды на описываемой территории имеют важнейшее значение как источник водоснабжения городов, промышленных предприятий, сельских населенных пунктов, санаториев и т. д. В шести из восьми областных центров, находящихся на описываемой территории, водоснабжение основано на использовании подземных вод (Калинин, Владимир, Рязань, Тула, Смоленск, Калуга). На территории, описываемой в томе, действует ряд лечебных учреждений, использующих минеральные подземные воды в бальнеологических целях (в Московской, Ярославской, Тульской, Калининской и Калужской областях).
Отрицательная роль подземных вод выражается в заболачивании крупных территорий (Мещерской низины, части Калининской области), в обводнении месторождений в Подмосковном бассейне.
ВВЕДЕНИЕ
15
Несмотря на центральное положение указанных выше областей, территория их в гидрогеологическом отношении изучена весьма неравномерно и еще довольно слабо. Различными гидрогеологическими изысканиями и исследованиями на описываемой территории занимались и продолжают заниматься многочисленные производственные и научно-исследовательские организации, сосредоточенные главным об-
Рис. 1. Обзорная карта территории I тома монографии «Гицрогеологпт СССР»
/ граница территорий, охватываемых томами «Гидрогеология СССР» и номера го мов, 2 - границы административных областей
разом в Москве. Со времени издания последнего монографического описания подземных вод данной территории прошло более 20 лет и за это время в организациях накопился очень большой фактический материал. Целью настоящей работы и является обобщение имеющихся многочисленных новых данных по гидрогеологии ряда центральных районов РСФСР. Такое обобщение даст возможность глубже осветить закономерности распространения и формирования подземных вод, позволит правильнее учитывать роль последних в народном хозяйстве, полнее и рациональнее использовать их ресурсы.
При составлении настоящего тома были использованы: материалы геологических и гидрогеологических съемок, проведенных силами Геологического управления центральных районов (ГУЦР), б. Всесоюзного Гидрогеологического треста (ВГТ); результаты изысканий для водоснабжения крупных населенных пунктов (ГУЦР, Гипрокоммуиводо-канал, ВОД ГЕО, ВСЕГИНГЕО) и сельского хозяйства (ГУЦР);
16
ВВЕДЕНИЕ
результаты бурения на воду скважин (ГУЦР, В ГТ, Институт курортологии, Промбурвод и др.), а также работы указанных выше и других организаций (б. Лаборатория гидрогеологических проблем АН СССР, МГУ, Гндропроект и др.) по отдельным вопросам гидрогеологии описываемой территории или ее частей. При составлении тома авторы и редколлегия руководствовались методическими указаниями, разработанными институтом ВСЕГИНГЕО.
Составление и подготовка к изданию настоящего тома выполнены Геологическим управлением центральных районов Министерства геологии РСФСР. Для составления и редактирования отдельных глав и разделов были привлечены специалисты ряда производственных и на-х чно-исследоватсльских организаций Москвы. Авторский коллектив состоял из 23 человек, представляющих 9 организаций. Авторы и редакторы отдельных' глав н частей тома указаны в оглавлении.
Организационная подготовка, большая работа по сбору, обработке и систематизации фактического материала, техническому редактированию текста и карт, так же как и составление отдельных глав и карт, проведены гидрогеологами тематической партии Геологосъемочной экспедиции ГУЦР: Ю. П. Антоновским, Н. В. Бастраковой, В. Д. Воловиковой, Н. А. Зеленской, Ф. И. Кравчипским (иач. партии), М. А. Смирновой, Л. Л. Чаповской, 3. ДА. Щадриной и др. Оформление карт и рисунков выполнено картгруппон Геологосъемочной экспедиции ГУЦР под руководством М. П. Мельникова и С. Ф. Городецкой.
Настоящий I том состоит из четырех частей. Первая часть посвящена характеристике основных естественно-исторических факторов (физико-географических, геолого-структурных), определяющих формирование и распространение подземных вод. Во второй части дается последовательное общее описание водоносных горизонтов и комплексов, развитых на описываемой территории, причем основное внимание уделяется описанию водоносных горизонтов карбона, имеющих наибольшее значение. Эта часть заканчивается освещением вопросов формирования и зоначьности подземных вод и гидрогеологическим районированием территории. Третья часть посвящена ресурсам подземных вод, их использованию и охране, минеральным и промышленным водам, гидрогеологическим условиям месторождений полезных ископаемых. Впервые для данной территории дается региональная оценка естественных и эксплуатационных ресурсов подземных вод, что имеет первостепенное значение в связи с постоянно возрастающей ролью подземных вод для народного хозяйства. В четвертой части приводится описание инженерно-геологических условий территории.
К тому прилагаются 6 карт масштаба 1:1 500 000 (см. приложение I): карта геоморфологического районирования, гидрогеологические карты четвертичных и дочетвертпчных отложений, карта естественных ресурсов подземных вод, карта современного недопотребления п карта эксплуатационных запасов подземных вод.
В связи с отсутствием для большей части территории современной геологической основы, тематической партии пришлось создавать таковую заново для построения гидрогеологических карт. Было проведено стратиграфическое расчленение додевопских отложений и увязка геологической индексации многочисленных скважин в соответствии с унифицированной стратиграфической схемой, принятой в Ленинграде I декабря 1962 г. В этой работе приняли участие Б. М. Келлер, Л. М. Бирина, 3. П. Иванова, Б. А. Яковлев и др. При подготовке тома к изданию учтены замечания, сделанные рецензентами И. И. Плотниковым, М. Р. Никитиным, Ф. В. Котловым.
ИСТОРИЯ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
Историю гидрогеологических исследований можно разделить на три основных периода: дореволюционный, послереволюционный, включая период Великой Отечественной войны (1917—-1945 гг.), и послевоенный.
1.	ДОРЕВОЛЮЦИОННЫЙ ПЕРИОД
Изучение подземных вод в центральных районах России началось примерно в половине XIX в., когда были созданы общие предпосылки для развития знаний о подземных водах. Рост промышленного капитализма в последнюю четверть XIX в. обусловил интерес к освоению минеральных богатств страны, способствовал развитию геологических наук и становлению гидрогеологии как самостоятельной отрасли знаний. Оформлению гидрогеологии как науки благоприятствовали исследования, проведенные геологами организованного в 1882 г. Геологического комитета и его выдающегося представителя, крупного геолога и гидрогеолога С. Н. Никитина.
В конце 50-х и начале 60-х годов в Москве, а также около Серпухова и Подольска были пробурены разведочные скважины для выявления глубины залегания залежей каменного угля и установлено положение артезианских вод в карбоне (Романовский, 1857, 1860).
В Москве ручным способом были пробурены две скважины: на Поклонной горе — глубиной 127 м, и на Трехгорной заставе — глубиной 65 м. Однако скважины не дошли до угленосных пород нижнего карбона, н признаки фонтанирующих вод не были обнаружены. Результаты этих работ как бы подтвердили теоретические представления того времени, согласно которым вместилищем артезианских вод могут служить только песчаные породы. Считалось, что из трещиноватых пород вода уходит в нижележащие пласты.
В 1865 г. инженер В. А. Бабии, базируясь на высказываниях Г. Д. Романовского (1863), Г. Гельмерсена (1861), Г. Е. Щуровского (1866—1867) и других геологов, составил проект бурения глубокой скважины в Москве для организации водоснабжения за счет вод девона. Согласно этому проекту в 1866—1869 гг. на Яузском бульваре была пробурена скважина, остановленная на глубине 460 м в связи с аварией. Водоносные горизонты в процессе бурения не опробовались и не было установлено, из какого горизонта поступает вода — каменноугольного или девонского. Вода в Яузской скважине обладала повышенной жесткостью, плотный остаток составлял около 1 г/л, вода использовалась для технических нужд московских боен (Щуровский, 1869).
2 Заказ 161.
18
ИСТОРИЯ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИИ
Эта неудача несколько затормозила поиски пресных артезианских вод в Москве и вызвала интерес к использованию грунтовых вод и родников. В связи с этим в 70—80-х годах были проведены первые специальные гидрогеологические исследования в районе Мытищ с целью изыскания грунтовых вод, их производили В. Шухов, Е. Кнорре и К. Лембке (1881, 1887, 1891), а также Н. Зимин (1882). Составленная Е. К. Кнорре (1889) карта Яузского бассейна с изогипсами уровня грунтовых вод (по данным на февраль 1888 г.) явилась одной из первых гидрогеологических карт, характеризующих положение зеркала грунтовых вод к северу от Москвы. По данным этих исследований, учитывающих подземный сток бассейна Яузы, был сделан расчет расхода проектируемого Мытищинского водозабора.
Вопросами использования артезианских вод для целей водоснабжения Москвы и Подмосковья в те годы, кроме Г. Е. Щуровского, Г. Д. Романовского и В. А. Бабина (1885), занимались также А. П. Иванов (1896) и С. Н. Никитин (18906). Последний составил указатель литературы по буровым на воду скважинам России (Никитин, 1911). В сводках И. Ф. Сннцова (1903—1909) были систематизированы материалы по скважинам, пробуренным для казенных винных складов на территории всех областей, входящих в данный том.
Минеральным водам центральных областей в дореволюционные годы были посвящены многочисленные очерки и статьи, но вся эта литература в большинстве случаев носила справочный или даже рекламный характер. Наиболее интересными можно считать статьи Зеленского (1854) о минеральных водах Европейской России и П. А. Ильинского (1899) о минеральных водах Костромской губернии.
Особенно большое значение для развития региональной гидрогеологии имели работы по проведению площадной десятиверстной геологической съемки территории Европейской России, выполненные Геологическим комитетом. Опубликованные по материалам съемки многокрасочные геологические карты С. Н. Никитина (1884, 1885, 1890а), Н. М. Сибирцева (1896) и Н. А. Богословского (1906), а также крупномасштабная геологическая карта южной части Подмосковного' бассейна А. О. Струве (1895) явились важнейшей геологической основой для изучения подземных вод центральных областей.
Общую характеристику артезианских вод каменноугольных отложений Подмосковья дал в известном труде С. Н. Никитин (18906), в его работе приведены сведения о районах питания водоносных толщ, о площадях нх распространения, о водообилип и химическом составе вод. Приведены также критический разбор геологических разрезов, вскрытых отдельными скважинами, сведения о взаимовлиянии скважин и о повышении минерализации воды при их углублении. С. Н. Никитин установил в Подмосковье наличие двух артезианских водоносных горизонтов— верхне- и среднекаменноугольного — и дал нх общую характеристику. Несколько позднее была опубликована работа С. Н. Никитина (1900), посвященная другим районам Русской равнины, в которой автор предложил научное определение артезианских и грунтовых вод, принимаемое и в настоящее время.
Первыми комплексными гидрогеологическими исследованиями явились работы комплексной экспедиции по изучению источников главнейших рек Европейской России, возглавляемой С. Н. Никитиным, нх методика не утратила своего значения и до наших дней (Никитин, 1896, 1899, Никитин и Погребов, 1905).
Для познания гидрогеологических условий северных областей значительный интерес представляют результаты глубокого бурения, предпринятого в Ярославле с целью получения пресных вод для водосиаб-
ПОСЛЕРЕВОЛЮЦИОННЫЙ ПЕРИОД
19
жения. Здесь в 1894—1895 гг. была пробурена скважина глубиной 603,7 м, вскрывшая в отложениях перми и карбона напорные соленые воды. Имеются сведения, что в годы гражданской войны (1918— 1921 гг.) из них добывали соль, получая из ведра воды 800 г соли.
К концу 90-х годов XIX в. и к первому десятилетию XX в. относятся работы по обследованию источников сельского водоснабжения, в б. Тверской, Рязанской, Лкюковской, Тульской и Владимирской губерниях, проведенные земствами. Результаты этих работ отражены в ряде очерков (Соколов, 1896, 1899, 1909; Дубровский, 1903, 1904, 1905, 1910; Иванчин-Писарев, 1908; Козменко, 1915; Хименков 1916). По итогам этих исследований в 1913 г. Н. Д. Соколовым пои участии В. Д. Соколова был подготовлен для издания «Гидрогеологический очерк Московской губернии» с каргой, на которой показаны площади распространения ближайших от поверхности земли пяти основных водоносных горизонтов коренных отложений — мезозойских и каменноугольных. Водоносность четвертичных отложений на этой карте не была отражена.
В Тульской губернии работы губернского земства проводились с 1905 по 1917 г. под руководством А. С. Козменко. Последним был составлен ряд очерков по результатам гидрогеологических исследований южных районов Тульской губернии, сопровождаемых многокрасочными картами водоносности водосборов рек Зуши, Красивой Мечи и других, а также картами размывов, провалов, оползней и болот тех же районов (Козменко, 1909, 1913, 1915). Отдельные карты составлены Ю. К. Зо-графом (1914—1916).
К 1914 г. в Москве было пробурено уже более 40 артезианских скважин, что позволило А. П. Иванову (1916) составить сводное описание артезианских вод Москвы, выделить третий артезианский горизонт в отложениях нижнего карбона, отметить снижение напора и дебита, а также проследить изменения химического состава вод каменноугольных отложений в связи с их возрастающей эксплуатацией. Краткие сведения о буровых скважинах других районов даны в материалах А. Д. Стопневича (1915).
Подводя итоги гидрогеологических исследований дореволюционного периода, следует отметить, что на основании трудов С. Н. Никитина, В. Д. Соколова, В. Г. Хименкова, А. П. Иванова и других под Москвой были выделены три верхних артезианских водоносных горизонта карбона. Был также составлен ряд гидрогеологических карт, что позволило широко использовать артезианские воды для водоснабжения на территории б. Московской, Тверской и Тульской губерний. Глубокое бурение, произведенное в Ярославле и Иванове для целей водоснабжения, позволило установить наличие соленых вод, непригодных для питья. В работах земств, помимо изучения гидрогеологии, велись исследования карстовых явлений, изучение провалов и оползней в Тульской губернии. По существу эти работы явились одними из первых инженерно-геологических исследований в Центральной России.
2.	ПОСЛЕРЕВОЛЮЦИОННЫЙ ПЕРИОД (1917—1945 гг.)
После Великой Октябрьской социалистической революции начался новый этап изучения грунтовых и артезианских вод, одновременно исследовались инженерно-геологические условия для различных видов строительства и устанавливалась степень обводненности буроугольных месторождений. Планомерному геолого-гидрогеологическому изучению территории центральных областей способствовала организация в 1918 г. Московского отделения Геологического комитета (позднее Московское 2*
20
ИСТОРИЯ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИИ
геологическое управление). В начале 20-х годов были продолжены полистовые десятнверстные геологические съемки «Общей геологической карты Европейской части СССР». На центральной части территории, описываемой в настоящем томе, эти съемки были закончены в 20-х годах, по северным районам они продолжались до середины 30-х годов. К опубликованным материалам по десятиверстной съемке относятся труды С. А. Доброва и А. Э. Константиновича (1936), А. М. Жирмунского (1928, 1931), А. П. Иванова и Е. А. Ивановой (1936), Е. А. Ивановой (1936), В. И. Козловой (1939), И. А. Преображенского (1933), Е. И. Сомова (1939), В. Г. Хименкова (1934), М. С. Швецова (19326). В очерках, сопровождающих геологические карты, был дан краткий обзор подземных вод, а по некоторым листам составлены схематические гидрогеологические карты (М. С. Швецов, А. П. Иванов и Е. А. Иванова).
Региональное гидрогеологическое картирование в тот период еще не проводилось. После завершения десятиверстной съемки в конце 20-х и 30-х годов, в связи с общим подъемом народного хозяйства в годы первых пятилеток, значительное развитие приобрели детальные геологические и гидрогеологические съемки. Крупномасштабные съемки довоенного периода, проводившиеся как самостоятельные гидрогеологические, так и в комплексе с геологическими и инженерно-геологическими, не носили характера плановых исследований, а выполнялись эпизодически в связи с различными практическими задачами народного хозяйства, связанными с проблемами водоснабжения, поисками и освоением месторождений полезных ископаемых, орошением и осушением земель, гражданским, промышленным и гидротехническим строительством. Методика их не была еще разработана. Особенно большое внимание уделялось изучению южного крыла Подмосковного бассейна и территории, примыкающей к окрестностям Москвы. В северных районах гидрогеологические съемки проводились главным образом по долинам Волги, а на востоке — в области Окско-Цнинского вала.
Геологические и гидрогеологические карты, составленные по детальным съемкам довоенного периода, не отвечают современным требованиям, предъявляемым к крупномасштабным картам, в результате переоценки материалов они были отнесены к некондиционным — схематическим.
Большой фактический материал по подземным водам был получен в связи с изучением вопросов водоснабжения и освоением буроугольных месторождений Подмосковного бассейна. Многочисленные инженерно-геологические исследования были также проведены на территориях больших городов и на площадках крупного промышленного и гидротехнического строительства.
Значительный объем комплексных геологических и гидрогеологических работ позволил составить и опубликовать ряд крупных научных обобщений, геологических и гидрогеологических карт, гидрогеологических очерков, что способствовало развитию различных научных направлений. Обобщение накопленного фактического материала производилось в различные этапы послереволюционного периода. Исторический обзор основных гидрогеологических работ этого периода (1917—1945 гг.) излагается по основным видам исследований.
Изучение пресных подземных вод и сводные работы, В данный раздел, помимо специальных работ, включены и все сводные гидрогеологические работы, которые в основном базировались па материалах геологического картирования и изучения источников водоснабжения. В первые годы после Октябрьской революции были продолжены работы земств по исследованию источников водоснабжения, проводившиеся
ПОСЛЕРЕВОЛЮЦИОННЫЙ Пк PH ОД
21
главным образом в селениях Московской губернии (Хименков, 1918). Фактический материал по изучению артезианских вод, накопленный в результате геологических съемок, бурения многочисленных скважин и различных исследований, проведенных земскими ведомствами, позволил М. М. Пригоровскому в 1922 г. составить обзор артезианских вод Русской равнины, в котором он дал краткую характеристику Московского артезианского бассейна.
Интересные научные обобщения по грунтовым водам Европейской части СССР были сделаны в 1922—1925 годах В. С. Ильиным в его схематической карте зон грунтовых вод (1925), где впервые были выделены зональные и азональные грунтовые воды. В. С. Ильин выделил в Европейской части Союза шесть зон — полос. Описываемая территория, по В. С. Ильину, входит в третью зону грунтовых вод. К азональным грунтовым водам В. С. Ильин относил: воды области конечных морен, области кристаллических пород, карста, болот, солончаков и, наконец, аллювиальные воды. На рассматриваемой территории он выделял азональные воды областей конечных морен (северо-запад Калининской области) и области болот (Мещерская низина).
В 1925 г. А. И. Семихатов составил краткую сводку о подземных водах Европейской части СССР, сопровождаемую мелкомасштабной картой районирования территории по распространению основных водоносных горизонтов. Для Московского артезианского бассейна на карте были показаны только воды каменноугольных и девонских отложений (Гефер и Семихатов, 1925). А. М. Жирмунский (1927) описал артезианские воды района Смоленска и Западного края и составил каталог главнейших скважин, пспользуюшпх воды окского и девонских водоносных горизонтов. Большие заслуги в изучении подземных вод Московской области имеет В. Г. Хименков, который составил ряд сводных очерков по водоснабжению Москвы и характеристике гидрогеологических условий отдельных уездов Московской губернии (Хименков, 1922—1927). Им произведена систематизация артезианских скважин, разработана схема вертикальной последовательности водоносных юрн зонтов и составлена схематическая карта распространения артезианских водоносных горизонтов Московской области.
В начале 30-х годов в соответствии с задачами пятплетнсго плана резко возросло использование подземных вод для водоснабжения крупных городов, промышленных объектов и населенных пунктов, в связи с чем возникла необходимость регистрации, систематизации и научной обработки разрезов всех скважин. Бурение скважин на воду осуществляли многие организации: Геологоразведочное бюро МОЗО, Московское геологическое управление, Бурвод, Госводоканалпроект, Союзвод-строй, Коммунстрой, Мелиострой и др. Сбор и обработку материалов по буровым на веду скважинам, а также сведений о колодцах и родниках с 1926 г. производил б. Геологический комитет. С 1931 г. составление кадастра подземных вод было возложено на Государственный гидрологический институт Гидрометслужбы. В 1936 г. эта работа была передана в ведение Комитета по делам геологии, а затем — геологических фондов территориальных геологических управлений. В Московском геологическом управлении сбор, систематизация и обработка результатов бурения на воду скважин были начаты в середине 20-х годов; в дальнейшем это позволило опубликовать ряд каталогов (Вортман, 1934; Даньшин, Муравьева п др., 1935; Жуков и др., 1936—1937).
К началу первой пятилегки Б. М. Даньшин (1927, 1928) подвел итоги научной обработки всех данных об артезианских скважинах Москвы. Он составил общую характеристику грунтовых вод и трех основных водоносных горизонтов каменноугольных отложений, установил
22
ИСТОРИЯ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИИ
некоторую связь верхне- и среднекаменноугольных горизонтов с грунтовыми водами, сделал подсчеты количества скважин по отдельным водоносным горизонтам, привел дебиты и напоры, составил таблицы, в которых действующие скважины были систематизированы по горизонтам. В отдельных статьях Б. М. Даньшиным (19296) был затронут вопрос об использовании артезианских вод девонских отложений.
Изучению грунтовых и артезианских питьевых и лечебных вод способствовали многочисленные комплексные геологические и гидрогеологические средне- и крупномасштабные съемки, проведенные главным образом на территории Московской области и в незначительных объемах в пределах других областей. В этих работах принимал участие большой коллектив Московского геологического управления, различных организаций Наркомзема и др. — М. Е. Альтовский, Н. Н. Бинде-ман, И. В. Гармонов, Б. М. Даньшин, В. А. Жуков, Е. А. Иванова, А. П. Иванов, А. Э. Константинович, И. А. Корчебоков, Б. М. Овчинников, Н. В. Сапрыкина и др. Многие весьма ценные карты, к сожалению, не были опубликованы, но материалы съемок были использованы в составленных Московским геологическим управлением очерках по геологии и полезным ископаемым районов Московской области (Даньшин, 1932; Добров, 1932, 1934; Дорофеев и Леонтьева, 1932; Жуков, 1934, 1935а; Завидонова, 1932, 1934; Иванова, 1932; Карпинский, 1934, 1938; Константинович, 1932—1934; Овчинников, 1933; Сапрыкина, 1934; Сокольская, 1932, 1934; Хакман, 1933, 1934; В. Г. Хименков и Ю. В. Хи-менков, 1932; Швецов, 1932а п др.).
Из опубликованных гидрогеологических карт, составленных при общих геологических съемках, следует упомянуть карты: б. Каширского уезда (Швецов и Яблоков, 1931), Загорского и Константиновского районов (Добров, 1932), Егорьевского района (Зонов и Константинович, 1932), Орехово-Зуевского района (Молдавская, 1932). На этих картах на схематической топооснове штриховкой показаны площади распространения водоносных горизонтов. И. В. Гармонов и Г. Н. Каменский (1933) по материалам специальных исследований, проведенных для выявления источников водоснабжения, составили карты водо-проводимости и динамических запасов грунтовых вод Пехорско-Купав-ненского района.
Одновременно с детальными съемками, в конце 20-х и в 30-е годы проводились работы по изысканиям источников крупного водоснабжения. Результаты этих работ отражены в материалах Н. И. Гущина (1929)—по Москве, Б. М. Овчинникова — по Рязани и Калуге, М. Е. Альтовского, А. А. Маккавеева и С. В. Троянского — по промышленным центрам южного крыла Подмосковного бассейна. В составлении рукописных очерков и заключений по водоснабжению отдельных районов центральных областей принимали участие Н. Н. Биндеман, А. Р. Гаганидзе, Д. И. Гордеев, С. А. Добров, В. А. Жуков, В. Г. Хименков и др.
В 1933 г. в институте «Водгео» С. В. Троянским и М. Е. Альтов-ским была выполнена сводная работа по источникам водоснабжения городов СССР. Обобщающим крупным работам по территории Московского артезианского бассейна предшествовало издание книги А. Н. Семихатова (1934) по подземным водам СССР. А. Н. Семихатов впервые четко показал закономерности распределения подземных вод в зависимости от тектонических структур, наметил контуры артезианских бассейнов и дал гидрогеологическое районирование Европейской части СССР, построенное на геоструктурных признаках.
Большая роль в изучении и освоении подземных вод Московской области и всей территории Подмосковной котловины принадлежит
ПОСЛЕРЕВОЛЮЦИОННЫЕ! ПЕРИОД
23
В. А. Жукову, под руководством которого Московским геологическим управлением был составлен ряд мелкомасштабных гидрогеологических карт, включающий карты напорных вод палеозоя (по данным на i. I 1933 г. и 1. I 1936 г.), слабонапорных вод мезозоя, карты грунтовых иод п карту провалов и оползней. Методика составления этих карт была использована в дальнейших сводных работах и не утратила своего значения до настоящего времени.
В. А. Жуковым составлены очерки и сводки по грунтовым и артезианским водам Москвы, Московской области и другим районам центральных областей (Жуков, 1933; 1934а, б; 1935; 1937). В эти же годы накопленный материал по артезианским водам Подмосковной палеозойской котловины был обобщен в работах Б. М. Овчинникова, Н. М. Бочкова, С. В. Троянского, Н. И. Хованского и др.
В ЗО-х годах ряд геологических и гидрогеологических очерков по территории Москвы и Московской области был написан Б. М. Даньшиным (1934—1935, 1937а, б). В 1935 г. Б. М. Даньшин совместно с другими гидрогеологами Л^осковского геологического управления составил каталог буровых на воду скважин Москвы, содержащий данные по 624 скважинам (Даньшин, Муравьева и др., 1935). Весьма ценной работой, выполненной под руководством Б. М. Даньшина, является фундаментальный Атлас геологических и гидрогеологических карт Москвы (Даньшин и Корчебоков, 1935).
В 1937 г. В. А. Жуковым и М. П. Толстым во Всесоюзном Институте минерального сырья выполнена большая тематическая работа по артезианским водам карбона Подмосковной котловины. Работа включала составление комплекта геологических и гидрогеологических карт, среди которых наиболее интересны карты трех основных горизонтов карбона, площадей питания каменноугольных водоносных горизонтов, химизма вод, изолиний модулей грунтового стока и карта гидрогеологического районирования. Позднее на основе этих материалов В. А. Жуковым совместно с М. П. Толстым и С. В. Троянским (1939) была написана большая монография с картами артезианских вод Подмосковной палеозойской котловины. В этом труде были весьма обстоятельно описаны границы распространения и области питания водоносных горизонтов карбона, дана качественная и количественная характеристики артезианских вод, разобраны вопросы питания и условия эксплуатации, предложено гидрогеологическое районирование артезианского бассейна, произведена ориентировочная оценка ресурсов подземных вод. Н. А. Корчебоковым и К. Т. Анохиной (1939) были определены ресурсы подземных вод Бобриковско-Донского района Подмосковного угольного бассейна.
В предвоенные годы Московским геологическим управлением, институтом ВСЕГИНГЕО и другими научно-исследовательскими организациями был выполнен ряд сводных работ. В. А. Жуковым и М. И. Ко-фом была закончена работа по гидрогеологическому районированию центральных областей Европейской части СССР, проведенная с целью правильного размещения государственной сети режимных станций. Работа содержит несколько карт подземных вод палеозоя, мезозоя, третичных и четвертичных отложений, карту гидрогеологического районирования и схематические карты климатических и гидрогеологических факторов. Д. И. Погуляевым написан гидрогеологический очерк по Смоленской области. В это же время Л. П. Нелюбовым и Т. И. Осиповой в институте ВСЕГИНГЕО составлена большая работа по грунтовым водам Европейской части Союза, содержащая карту гидрогеологического районирования подземных вод четвертичных отложений, предназначенную для перспективного планирования сельскохозяйственного
24
ИСТОРИЯ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИИ
водоснабжения. В 1941 г. Н. А. Плотниковым была написана статья о ресурсах артезианских вод Москвы, оценка которых дана на основании опыта многолетней эксплуатации подземных вод каменноугольных отложений.
В последние предвоенные годы по территории центральных областей была составлена новая геологическая основа для Геологической карты СССР и проведено обобщение гидрогеологических материалов, представленное в монографии «Гидрогеология СССР».
В годы Великой Отечественной войны полевые гидрогеологические исследования на территории центральных районов проводились в незначительных объемах и основное внимание было уделено сводным обобщающим работам. К этому времени относятся исследования А. А. Бакирова и других авторов по гидрогеологии и гидрохимии северной части Окско-Цпинского вала и восточной части Ярославской области, выполненные в связи с проблемой нефтегазоносности центральных областей.
В 1942 г. А. С. Храмушев закончил составление схематической карты изопьез среднекаменноугольных водоносных горизонтов Московской палеозойской котловины. В конце 1942 г. Московским геологическим управлением была начата большая работа по составлению комплексных геологических п гидрогеологических мелкомасштабных карт. Сводные гидрогеологические карты этого масштаба составлялись под руководством В. А. Жукова. В серию гидрогеологических карт входили карты водоносности дочетвертичных и четвертичных отложений п ряд дополнительных карт, характеризующих основные водоносные горизонты.
Минеральные воды и рассолы. Изучению минеральных вод центральных областей в послереволюционный период уделялось большое внимание. Первая сводка по соляным источникам Вологодской, Костромской, Ярославской и Владимирской областей была составлена И. И. Горским (1926). Характеристика отдельных минеральных источников приводится в очерках М. М. Жукова и Н. С. Шатского (1931), А. С. Храмушева (1931), Л. Р. Гагапидзе (1934) и в многочисленных рукописных отчетах (В. Н. Рябинин, Н. Л. Преображенский, В. В.Штпль-марк и др).
Для планомерного изучения минеральных вод в 30-х годах Государственным научно-исследовательским институтом курортологии и физиотерапии был организован ряд экспедиций в центральных областях РСФСР. Позднее в работу включилось Московское геологическое управление. По результатам этих исследований был составлен реестр всех минеральных источников и буровых скважин, вскрывших минеральную воду, для каждой области составлены регистрационные карты с пояснительными записками. По материалам экспедиций и литературным источникам Н. С. Пчелип (1935, 1936) подготовил ряд очерков по минеральным водам Московской и Ивановской областей.
Большое значение для изучения минеральных вод имело бурение глубоких скважин, проводившееся в 30-х годах в Москве (Ордынская и Боенская) и на Окско-Цнинском валу (Судогда). Все скважины встретили в отложениях девона сильно минерализованные воды (рассолы), содержащие бром и йод. Результаты опробования скважин изложены в отчете Б. А. Александрова (1940) и в его отдельных статьях.
Изучению подземных вод палеозойских отложений, в том числе минеральных вод Подмосковной котловины и других районов Русской платформы, посвящен ряд работ И. К. Игнатовича (1940, 1944, 1945), в которых, помимо общей характеристики минеральных вод и рассолов, затронуты вопросы определения их ресурсов, генезиса и оценки для бальнеологических целей и в качестве сырья для промышленности.
послереволюционный период
25
Изучив гидрогеологию Русской платформы, Н. К. Игнатович установил гидрохимическую и гидродинамическую вертикальную зональность подземных вод. Он выделил в осадочном чехле три зоны: активного водообмена с пресными водами, затрудненной циркуляции с минеральными сульфатными водами и застойного режима с рассольными хлоридиыми водами. Труды И. К. Игнатовича о вертикальной зональности подземных вод являются большим достижением отечественной гидрогеологии.
Большая работа по минеральным водам и рассолам территории Московского геологического управления в военные годы выполнена Ц. С. Гринберг и В. И. Семеновой под руководством И. К. Игнатовича. Ими обобщены гидрогеологические данные по глубоким скважинам.
Шахтная гидрогеология. В годы предвоенных пятилеток на многих месторождениях Подмосковного буроугольного бассейна были начаты специальные гидрогеологические исследования. В этих работах принимали участие А. С. Сергеев, А. А. Воробьев, С. В. Троянский, Л. П. Нелюбов, Д. Д. Беляев, В. Г. Кноблок и др. Большая сводная работа по характеристике обводненности южного крыла Подмосковного бассейна выполнена коллективом авторов Московского геологического управления (Д. Д. Беляев, А. А. Воробьев и др., 1941). В их труде приведено списание гидрогеологических условий отдельных угольных районов, дано подразделение месторождений по степени их обводненности и рекомендованы более эффективные способы их осушения.
Вопросам методики гидрогеологических исследований и условиям эксплуатации угольных месторождений посвящены работы Д. Д. Беляева (19386, 1944), А. А. Воробьева и В. С. Яблокова (1936), А. А. Мак-кавеева (1936а, б; 1937), С. П. Прохорова и А. С. Сергеева (1939), С. В. Троянского (1939) и др.
В 1942 г. были начаты работы по восстановлению затопленных шахт южного крыла Подмосковного бассейна, в которых активное участие принимало Московское геологическое управление. Специально созданная под руководством Д. Д. Беляева гидрогеологическая партия разработала ряд мероприятий по откачкам воды из горных выработок, снижению уровня вод упинского горизонта, осушению надугольных песков и тульских известняков (Беляев, 1942).
Инженерная геология. Инженерно-геологические работы получили широкое развитие в 30-х годах. Наиболее значительные из них связаны с реконструкцией Москвы, работами на Волге (проблема «Большой Волги»), Оке, Москве и Яузе, строительством канала им. Москвы, Московского метрополитена. Проектирование и строительство плотин, водохранилищ, гидроэлектростанций (Иваньковской, Угличской, Рыбинской) и ряда промышленных предприятий потребовало проведения крупномасштабных геолого-гидрогеологических и инженерно-геологических съемок, изучения режима грунтовых вод и его изменения в связи с подъемом уровня рек Москвы и Волги.
В выполнении комплекса геологических работ по проблеме «Большая Волга» принимали участие многочисленные организации (Гидро-проект, Гпдроэнергопроект, Московское геологическое управление и ряд других), что обусловило рассредоточенность геологических материалов и отсутствие сводных обобщающих работ. Результаты этих работ, за исключением отдельных очерков (Попов, 1934; Рябченков, 1937), не опубликованы. Б1екоторые результаты работ по реконструкции Москвы были обобщены и опубликованы в уже упомянутом атласе геологических и гидрогеологических карт Москвы, в журнале «Метрострой» и в трудах Московского геологического управления, принимавшего активное участие в выполнении разнообразных инженерно-геологических работ по генеральному плану реконструкции Москвы (Корчебоков, 1935; Корче-
26
ИСТОРИЯ ГИДРО1ЕОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИИ
боков п Мильнер, 1933, 1934; Корчебоков и Григорьев, 1938; Мильнер, 1935а, б; Моро, 1936 и др.).
Большое практическое значение имели теоретические расчеты Г. Н. Каменского (1937, 1939) по определению величии расхода грунтового потока в неоднородных грунтах и подпора грунтовых вод при подъеме уровня реки. Весьма цепным для строительства было произведенное А. Ф. Лебедевым (1935) выделение среди водонасыщепных песков истинных плывунов и псевдоплывунов. Перечисленные крупные ипженерно-геологпчсские работы и последующая практика строительства обогатили пауку большим фактическим материалом и способствовали усовершенствованию методики инженерно-геологических работ, в том числе инженерно-геологического картирования и районирования.
В военные годы Московским геологическим управлением был осуществлен первый опыт составления сводной мелкомасштабной инженерно-геологической карты по территории центральных районов, в выполнении которой принимали участие В. А. Жуков, Н. А. Титова, С. В. Троянский, А. С. Храмушев, а подзнее П. Н. Пашоков.
Режим подземных вод. В первое десятилетие Советской власти наблюдения за режимом подземных вод производились попутно при различных гидрогеологических исследованиях и носили кратковременный характер. Отдельные разрозненные наблюдения за уровнем подземных вод в водозаборах Москвы и других крупных городов проводили организации, входившие в систему обслуживания городских водопроводов. В Московском санитарном институте им. Эрисмана изучался состав подземных вод. Результаты многочисленных анализов подземных вод Москвы и Московской губернии были систематизированы И. Р. Хецро-вым и Л. Д. Михайловской (1927), которые дали оценку химического состава вод отдельных водоносных горизонтов, главным образом каменноугольных.
Значительное развитие режимные наблюдения получили в 30-х годах. Систематические, но разрозненные наблюдения за уровнем подземных вод в это время начали проводиться в Москве по трассам метро и долинам рек Москвы и Яузы. В 1931 г. Московским геологическим управлением была сделана попытка организовать работы по выявлению депрессиониой воронки, развивающейся в пределах Москвы в связи с возрастающей эксплуатацией вод каменноугольных отложений. Однако эти работы не были полностью завершены в связи с невозможностью длительных остановок скважин.
Вопрос образования местных дспрессиопных воронок в артезианских видах Москвы рассмотрен М. Е. Альтовским в книге «Режим подземных вол» (Каменский, Бипдсман, Вевиоровская и Альтовский, 1938). В том же труде Г. Н. Каменским освещен вопрос изменения режима грунтовых вод в связи со строительством канала Москва—Волга.
В 1937 г. при Гидрологическом институте гидрометслужбы па базе разрозненных пунктов наблюдений была организована Московская гидрогеологическая станция, которая ныне находится в ведении института ВСЕГИНГЕО. Основной задачей станции явилось изучение режима подземных вод в естественных условиях и в условиях, нарушенных крупным строительством. Результаты режимных наблюдений Московской станции освещались в ежегодных отчетах.
Режимные наблюдения за уровнем подземных вод в условиях крупного шахтного водоотлива в Щекинском районе Тульской области периодически (1934—1936 гг.) проводились в довоенные годы Московским геологическим управлением. Эти работы позволили выработать ряд мероприятий по борьбе с шахтными водами (Беляев, 19386, 1941). Систематические наблюдения за уровнем подземных вод в этом районе начали
послевоенный период
27
проводиться после Отечественной войны при восстановлении шахт, результаты их отражены в ежегодных отчетах Д. Д. Беляева (начиная с 1945 г.). Сводка материалов по режиму артезианских вод на территории Подмосковной котловины с составлением ряда мелкомасштабных карт (карты многолетнего стока, доенажа, химизма) была выполнена в 1941 г. Д. Д. Беляевым и М. И. Кофом.
3.	ПОСЛЕВОЕННЫЙ ПЕРИОД
Послевоенный период является наиболее плодотворным в отношении познания гидрогеологических условий центральных областей. Этому способствовало предшествовавшее проведение региональной комплексной геологической и гидрогеологической съемки, бурение значительного количества глубоких скважин, выполнение крупных работ по водоснабжению, всестороннее обобщение гидрогеологических материалов в сводном картировании, изучение ресурсов подземных вод. Многосторонние исследования и теоретические обобщения, произведенные советскими учеными в послевоенный период, позволили по-новому поставить вопросы зональности подземных вод, их формирования, режима и баланса. Большие успехи геологических наук в области палеогеолопш, геотектоники и геохимии создали базу для изучения условий формирования подземных вод в историческом палеогидрогеологическом аспекте.
Региональное картирование и сводные работы. В первые годы после завершения Великой Отечественной войны Московским геологическим управлением был выполнен ряд крупных работ по сводному геологическому и гидрогеологическому картированию. В период 1945—1947 гг. для всей территории были составлены мелкомасштабные комплексные геологические и гидрогеологические карты, а по южному крылу Подмосковного бассейна —крупномасштабные карты.
Гидрогеологические карты составлялись по методике, разработанной И. К. Зайцевым (1945), они отражали литологию водовмещающпх пород, степень водообильности и минерализацию подземных вод. В составлении гидрогеологических карт принимали участие Е. Е. Альтов-ская, А. И. Баширова, А. С. Великоречина, Ф. А. Воробьев, Е. М. Пирогова, С. П. Прохоров, Я. А. Сыроквашина и др. По материалам гидрогеологических карт составлено сводное описание центральной части южного крыла Подмосковного бассейна. В эти же годы Л'1осковским геологическим управлением подготовлен к изданию IV том монографии «Геология СССР», охватывающий описываемую территорию и содержащий разделы, посвященные подземным водам и инженерно-геологическим условиям.
В 1948 г. Московским геологическим управлением было начато проведение планомерной комплексной среднемасштабиой геологической съемки, сопровождаемой картировочным б\ рением и сбором материалов по подземным водам, сведения о которых отражены на картах водопунк-тов и в отчетах по этой съемке. К концу 1963 г. такой съемкой было покрыто около 60% площади рассматриваемой территории, в основном в ее южной половине (рис. 2). С конца 50-х годов Геологическое управление центральных районов начало проводить на отдельных участках территории крупномасштабную геолого-гидрогеологическую съемку в целях изучения перспектив использования подземных вод для водоснабжения и оценки условий обводненности месторождений. Одновременно было начато сводное мелкомасштабное гидрогеологическое картирование южных районов (Б. Н. Смирнов, Л. Л. Чаповская и др.).
Вопросы гидрогеологического районирования Русской платформы и всей территории СССР освещены в работах Ф. П. Саваренского (194'7),
28
ИСТОРИЯ ГИДРОГЕО. 1ОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВМТИП
О. к. Ланге (1947, 1948, 1959), Г. Н. Каменского (1954, 1955), Н. И. Толстихина (1956) и др. Изучению грунтовых вод посвящен ряд работ И. В. Гармонова, А. В. Лебедева, В. И. Духаниной и др.
Рис. 2. Картограмма геологической и гидрогеологической заспятостп / геологическая съемка. 2 - шдрогеологичсская съемка
И. В. Гармонов (1953, 1955) обобщил обширный материал различных организаций, в том числе и Геологического управления центральных районов, по грунтовым водам степных и лесостепных районов Европейской части СССР, разработал вопрос об их гидрохимической зональности, составил сводные мелкомасштабные карты. Эти карты в пределах рассматриваемой территории захватывают южные части Тульской и Рязанской областей, где выделены два гидрогеологических района: Окско-Цнинское плато и северо-восточный склон Средне-Русской возвышенности, различающиеся по глубине залегания грунтовых вод и их химическому составу. Несколько позже коллективом сотрудников ВСЕГИНГЕО под руководством А. Н. Семихатова была составлена «Карта грунтовых вод Европейской части СССР» (1955). представляющая собой атлас карт, характеризующих распространение, глубину залегания и минерализацию грунтовых вод. На отдельной схеме отражено районирование и зональность грунтовых вод. Из опубликованных мелко
послевоенный период
29
масштабных карт следует отметить «Гидрохимическую карту СССР» (1956).
Артезианские пресные воды, в частности каменноугольные, имеющие огромное значение для водоснабжения центральных районов, изучали в различных аспектах многие специалисты: А. А. Гаврюхина (1959), Е. Л. Минкин (1960, 1963), М. П. Толстой (1958, 1959, 1962) и др. В последние годы сводную работу по подземным водам каменноугольных отложений Московского артезианского бассейна выполнила Гидроре-жимная экспедиция ВСЕГИНГЕО, которая составила атлас разнообразных мелкомасштабных гидрогеологических карт и дала описание водоносных горизонтов карбона, условий их питания, дренирования и эксплуатации. В процессе выполнения этой темы был разработай ряд методических вопросов по сводному картированию, изучению режима подземных вод и др.
Всестороннее обобщение геологических материалов, полученных по глубоким скважинам, пробуренным в 40—50-х годах в связи с проблемами нефтегазоносности, выполнено в сводных работах ВНИГНН (Иванова, Васильев и др., 1957; Ильина и др., 1958; Филиппова и др., 1958; Нечитайло, Хохлов и др., 1957). На основании результатов глубокого бурения впервые, хотя и с недостаточной полнотой, была освещена водоносность додевонскпх отложений, коры выветривания кристаллического фундамента, получены данные о величинах напора, температуре, химическом составе и содержании промышленных компонентов в подземных водах нижнего палеозоя. Эти материалы показали обширное распространение рассольных вод на Русской платформе и позволили высказать соображения об условиях их формирования (Богомолов, 1958, 1961; Богомолов и др., 1962).
В 1960 г. Геологическим управлением центральных районов были начаты работы по бурению глубоких скважин, целью которых являлось продолжение изучения геологического строения территории в связи с поисками нефти и газа. Результаты бурения Нелидовской, Смоленской, Переславль-Залесской, Некрасовской (сел. Малые Соли) и других скважин отражены в рукописных отчетах В. М Васильева, Б. Н. Розова и др.
Водоснабжение и ресурсы подземных вод. В первые послевоенные годы одновременно с восстановлением всего народного хозяйства происходило восстановление разрушенных водозаборов. Дальнейшее интенсивное развитие народного хозяйства и рост населения вызвали необходимость увеличения водоснабжения. В конце 40-х годов задачи водоснабжения в основном разрешались бурением новых скважин. В выполнении этих работ принимало участие Геологическое управление центральных районов и ряд специализированных организаций (Пром-бурвод, Союзшахтоосушение, Гипрокоммунводоканал, Мелиовод-строй и др.).
Наличие в большинстве городов крупных самостоятельных водозаборов, принадлежащих различным предприятиям и организациям, вызвало нарушение правильной эксплуатации подземных вод, что привело к созданию крупных депрессионных воронок, снижению эффективности отдельных водозаборов, а зачастую и к загрязнению подземных вод сточными водами промышленных предприятий. В целях улучшения условий водоснабжения Совет Министров СССР и Совет Министров РСФСР в 1959 г. приняли ряд постановлений о развитии водопроводного и канатизационного хозяйства в городах и рабочих поселках РСФСР и об усилении государственного контроля за использованием подземных вед и их охраной. В развитие последнего постановления Советом Министров СССР в 1960 г. была утверждена также генеральная схема
30
ИСТОРИЯ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИИ
комплексного использования и охраны подземных и поверхностных вод по республикам и областям СССР.
Проведение гидрогеологических изысканий основных источников водоснабжения крупных городов и рабочих поселков было возложено на I лавгеологию РСФСР. В целях претворения в жизнь решений Правительства Геологическое управление центральных районов в конце 50-х годов начало большие работы по разведке подземных вод для водоснабжения городов и промышленных поселков центральных областей. Эти работы сопровождались составлением сводных материалов по вопросам водоснабжения и оценке ресурсов подземных вод, проводилась также систематизация и обработка сведений о буровых на воду скважинах для подготовки к изданию кадастра подземных вод. Каталоги этих скважин, сопровождаемые картами фактического материала и районирования по использованию подземных вод, составлены для Московской (без территории Москвы), Калининской, Калужской, Владимирской и Ярославской областей (А. И. Худякова, 3. М. Пантелеева, Ф. И. Райзман, Р. В. Гордон).
Организации крупных гидрогеологических изысканий источников водоснабжения городов н промышленных центров предшествовало обобщение материалов существующего водоснабжения и составление гидрогеологических очерков, заключений и программ для обоснования проектов изысканий дополнительных источников водоснабжения. Такне материалы, в отдельных случаях сопровождаемые полевыми гидрогеологическими исследованиями, подготовлены Водоканалпроектом, Гипро-коммунводоканалом, Мособлпроектом, Геологическим управлением центральных районов и другими организациями (Г. Н. Ассовский, Б. И. Грицай, Б. Л. Костюшко, С. А. Ситнина и др.). Санитарно-гидрогеологические очерки по центральным областям были составлены Л. С. Зиновьевой и Н. В. Сапрыкиной, по Московской области Б. М. Овчинниковым составлен альбом гидрогеологических разрезов. По району Москвы и Московской области в послевоенные годы составлен ряд сводных работ, характеризующих условия использования подземных вод для водоснабжения и перспективы их дальнейшей эксплуатации (Н. А. Плотников, 1947 а, б; Толстой, 1959; Белицкий, 1958; Гаврюхина, 1959, 1964). Характеристика подземных вод района Смоленска и Смоленской области и проблемы их использования освещены в работах Д. И. Погуляева (1955), Е. Я. Шабловского (1955— 1957), В. Г. Белецкого и В. И. Ракитянского (1959).
С 1959 г. все работы по изысканию источников водоснабжения центральных областей были сосредоточены в Геологическом управлении центральных районов. Это обеспечило возможность более широкого п геологически обоснованного проведения этих работ, чем ранее, когда изысканиями занимались отдельные организации и различные ведомства. Наиболее крупные работы с выявлением запасов подземных вод на описываемой территории были проведены Геологическим управлением для городов Калуги, Тулы, Новомосковска, Щекина, Лаптева, Кимовска, Богородицка и др. В выполнении их принимали участие Б. А. Абадов, Н. И. Авдеев, Н. А. Ванин, Б. Л. Костюшко, Н. Ф. Потемкина, В. Г. Тре-шев. В Смоленской области аналогичные работы для городов Демидова, Велижа, Рославля и Смоленска проводили Е. М. Панкратов, М. М. По-шехов и Б. Л. Чуйко; проводились также работы по водоснабжению Калинина, Рязани и других городов.
В целях более полного изучения гидрогеологических условий п исчерпывающей оценки перспектив водоснабжения отдельных промышленных районов в конце 50-х годов Геологическое управление центральных районов предприняло проведение комплексных крупно
ПОСЛЕВОЕННЫЙ ПЕРИОД
31
масштабных гидрогеологических съемок, сопровождавшихся большими объемами буровых и опытных работ. Такие съемки были проведены в Подмосковье, Смоленской и Рязанской областях (Е. Е. Альтовская, В. А. Бовенко, Н. А. Каграманян, Е. М. Пирогова, Л. П. Никифорова, Ю. А. Севостьянов и др.).
Разработка Генеральной схемы комплексного использования и охраны подземных вод, выполняемая с 1960 г. Институтом «Гпдро-проект» с привлечением ряда геологических организаций, потребовала региональной оценки ресурсов подземных вод обширной территории СССР. В начале 60-х годов институтами ВОДГЕО и ВСЕГИНГЕО был разработан ряд методических указаний по расчетам эксплуатационных запасов подземных вод, в том числе по их региональной оценке (Ф. М. Бочевер, Н. Н. Веригин, 1961; Н. Н. Биндеман, 1963; Н. Н. Бпп-деман и Ф. М. Бочевер, 1964).
Согласно новейшим методикам перспективные запасы подземных год каменноугольных отложений для ряда территорий на 25- и 50-лет-ш;й периоды эксплуатации были подсчитаны Московской гидрогеологической станцией ВСЕГИНГЕО в содружестве с институтом ВОДГЕО (Ф. М. Бочевер, Н. Ф. Гуркина, Я. Я. Данильченко, Л. С. Язвин и др.).
Геологами Геологического управления центральных районов II. В. Говоровым и Н. А. Ивановой была выполнена работа по региональной оценке прогнозных эксплуатационных ресурсов пресных подземных вод территории центральных районов. Ее результаты показали, что в настоящее время на территории центральных районов используется всего 8% прогнозных запасов подземных вод, подсчитанных на 25-летний период. Оценка естественных ресурсов подземных вод зоны интенсивного водообмена была разработана на кафедре гидрогеологии Московского Государственного университета под руководством Б. И. Куделина (1949, 1960). В период 1959—1962 гг. по этой методике в Московском Государственном университете был составлен ряд карт подземного стока в реки для территории южного крыла Московской синеклизы, отображающих среднемноголетние естественные ресурсы подземных вод (Б. И. Куделин, Н. А. Лебедева и др.).
В 1963 г. институтом ВСЕГИНГЕО была закончена большая сводка по характеристике Московского артезианского бассейна, дана региональная оценка эксплуатационных запасов подземных вод каменноугольных отложений (Ф. М. Бочевер, И. В. Ковалева и др.).
В 1962 г. была опубликована работа А. А. Гаврюхиной, в которой рассматривались различные факторы нарушения естественных природных условий, влияющих на формирование подземных вод. В работ? показано, что из всего сложного комплекса видов хозяйственной деятельности человека, влияющих на подземные воды, наиболее сильное воздействие оказывают откачки, производимые с целью водоснабжения пли осушения.
Основные принципы охраны подземных вод применительно к Московскому артезианскому бассейну в последние годы разрабатываются институтом ВСЕГИНГЕО. Некоторые результаты этой работы отражены в промежуточных отчетах (Е. Л. Минкин, А. А. Комарова) и в отдельных статьях (Минкин, 1963).
В целях обобщения материалов по изучению гидрогеологических условий сельскохозяйственного водоснабжения составлены справочники по административным районам и сводные отчеты по Смоленской и Тульской областям. Справочники содержат каталоги буровых скважин, карты гидрогеологического районирования, проектные разрезы эксплуатационных скважин и краткие геолого-гидрогеологические очерки. В составлении справочников принимали участие: В. Т. Галенко, Б. Л. Костюшко,
32
ИСТОРИЯ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
К. Т. Ларин, Н. С. Царева, И. Л. Оверченко, Е. М. Панкратов, М. М. Пошехов и др.
Минеральные воды и рассолы. В послевоенные годы изучение минеральных вод и рассолов проводилось в различных направлениях — в целях лечебного и промышленного использования, оценки перспектив газонефтеносности, выявления условий их формирования. Изучение минеральных вод для бальнеологических целей предпринимали Центральный институт курортологии н физиотерапии и контора Геолминвод Министерства здравоохранения. Результаты работ отражены в отчетах и частично в опубликованных статьях: по курорту «Краинка»— в статье А. Н. Бунеева и Л. П. Харитоновой (1948) и в отчетах А. М. Малаховой; по курорту «Кашин» — в опубликованных материалах И. Л. Берри (1961) и в отчетах В. В. Штильмарк. Сводный обзор минеральных источников Московской области дала В. В. Савина (1961).
В конце 50-х и начале 60-х годов изучение минеральных вод для курортного строительства проводилось в Звенигородском, Монинском, Дороховском и Рузском районах Московской области, а также в отдельных районах Смоленской и Калужской областей (А. О. Блюмен-фельд, Б. М. Овчинников, А. Ф. Важина, Л. А. Миловидова, Е. М. Панкратов и др.). В послевоенные годы Н. К. Игнатович в своих работах (1947, 1950) продолжал развивать теорию глубинной зональности минеральных вод. Большое внимание он уделял условиям формирования вод в зависимости от развития геологических структур.
Основные материалы по характеристике минеральных вод и рассолов Московского артезианского бассейна были получены в результате глубокого бурения, проведенного организациями Министерства нефтяной промышленности (ВНИГРИ, ВНИИГ) в период 1947—1953 гг. в связи с проблемой изучения перспектив нефтегазоносности Русской платформы. Бурение отдельных опорных скважин — Барятинской, Плавской и Тамбовской выполнялось .Московским геологическим управлением. В конце 50-х годов глубокое бурение на территории центральных районов было продолжено Союзной геологопоисковой конторой (СГПК) в связи с поисками площадей для подземного храпения газа, а несколько позже Геологическим управлением центральных районов с целью изучения глубинной геологии и оценки перспектив нефтегазоносности. Однако гидрогеологическое опробование в этих скважинах было проведено недостаточно полно.
Гидрогеологические материалы, полученные при бурении опорных и глубоких скважин (Поваровской, Редкинской, Старицкой, Зубцовской и др.), в основном были обработаны М. С. Карасевым, К. А. Ксенофонтовой, В. Б. Торговановой и другими и сведены в отчетах ВНИГНИ и СГПК. Обобщающая сводка гидрохимических показателей минеральных вод и рассолов, имеющих повсеместное распространение в погруженной зоне Московской синеклизы, и оценка их в отношении нефтегазоносности, выполненная М. С. Карасевым, приводится в монографии, составленной сотрудниками ВНИГНИ но результатам глубокого бурения (Нечитайло и др., 1957).
Вопросы закономерностей распределения минеральных вод, динамики, генезиса и формирования рассолов и нефтяных вод, оценка запасов йодо-бромных вод и других промышленных компонентов привлекли внимание многих гидрогеологов. Ими занимались А. П. Виноградов (1944, 1948), Н. К. Игнатович (1946, 1947, 1950), В. А. Сулин (1948), И. И. Палей (1948), А. И. Силип-Бекчурин (1949 а, б), А. Н. Бунеев (1944, 1947, 1956), Н. А. Плотников (1947 б, 1959), М. А. Гатальский (1953, 1957), М. Г. Валяшко (1954), К. Ф. Филатов (1956, 1961), С. С. Коган (1959), М. С. Яншина (1960), М. С. Гуревич (1961), 3. Ф. Дёрпголь
ПОСЛЕВОЕННЫЙ ПЕРИОД
33
(1962), В. В. Красинцева, А. К. Алешина (1962), И. К. Зайцев (1956, 1960, 1962), М. П. Толстой (1958, 1962), А. Н. Капченко (1962).
Изучению геотермических условий подземных вод Русской платформы и использованию термальных вод как источника тепла посвящены работы В. А. Покровского (1960 а, б). Установлено, что изменение температуры вод зависит от глубины залегания кристаллического фундамента. Рассолы с температурой +40° залегают на глубине около 2000 м.
В 1960 г. в Центральном институте курортологии была составлена карта подземных минеральных вод СССР в масштабе 1 :7 500 000 (Иванов, Овчинников, Яроцкий, 1960). На карте выделены зоны с различной минерализацией подземных вод: до 10 г/л, от 10 до 50 г/л и более 50 г/л. Одновременно был составлен сводный отчет по территории центральных и северных областей Европейской части СССР, в котором дана оценка современного использования минеральных вод для лечебных целей и перспективы дальнейшего использования гидроминеральных ресурсов (В. Н. Васильева).
Геологическим управлением центральных районов в 1961 г. была составлена сводная работа по промышленным водам центральных областей (Ф. И. Кравчинский, 3. М. Щадрина) с приложением ряда обзорных карт и геолого-гидрохимических профилей, отражающих распространение рассолов и других типов промышленных вод, выделены перспективные районы для их промышленного освоения.
В период с 1955 по 1960 г. в Лаборатории гидрогеологических проблем выполнялась тематическая работа по изучению минерализованных подземных вод палеозоя на территории Московской синеклизы. Результаты этой работы опубликованы в монографии, где условия формирования нижнепалеозойских и девонских вод рассмотрены на базе палеогид-рогеологического и геоструктурного анализа (Богомолов, Яншина и др., 1962). Основные выводы этой работы отражены в настоящем томе в главе «Формирование подземных вод».
Характеристика минеральных вод и рассолов, составленная по результатам глубокого бурения, проведенного в последние годы, изложена в сводном отчете СГПК за 1960—1961 гг. (3. В. Заверяева, Н. И. Лазарева и др.), а по отдельным скважинам также в отчетах Геологического управления центральных районов (Б. Н. Розов, В. А. Васильев, А. Г. Морев и др.). Эти сведения по Зарайской, Щелковской, Калужской, Нелидовской, Смоленской, Ржевской, Вяземской, Переславль-Залесской, Некрасовской (сел. Малые Соли), Горловской (Рязанской обл.) и другим скважинам использованы в настоящем томе.
Шахтная гидрогеология. В конце 40-х годов в новых районах Подмосковного бассейна развернулись большие разведочные работы, включающие изучение гидрогеологических условий. В разведочных работах и составлении отчетов принимала участие большая группа геологов и гидрогеологов: Е. Е. Альтовская, Д. Д. Беляев, Ф. С. Бибиков, А. Т. Бобрышев, К. Ю. Волков, Е. А. Изюмова, Е. Н. Качурипа, Н. А. Кондауров, А. С. Пампулов, И. С. Пекельный, В. Г. Петров, Б. Н. Розов, Б. Н. Смирнов, В. А. Ширямов и др.
В 1951 г. Я. А. Сыроквашиной под руководством Д. Д. Беляева были составлены гидрогеологические карты и произведено районирование по условиям обводненности западной части южного крыла Подмосковного бассейна. Позднее эти материалы была опубликованы в трудах института ВСЕГИНГЕО (Сыроквашина, 1959).
С конца 40-х годов в практике шахтного строительства стало широко применяться комплексное осушение месторождений и угольных районов в целом, что потребовало обобщения гидрогеологических материалов, полученных при разведке отдельных участков. С этой целью Геологиче-3 Заказ 161.
34
ИСТОРИЯ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИИ
ским управлением нейтральных районов были проведены специальные гидрогеологические съемки районов крупных месторождений и составлены гидрогеологические карты, характеризующие условия обводненности и литологические особенности пород вскрыши и почвы угольных пластов (Д. Д. Беляев, А. И. Яковлева, А. Л. Воронина и др.). Сводная гидрогеологическая карта территории южного крыла Подмосковного бассейна составлена трестом Мосбассуглегеология (Э. Э. Заре).
Для последнего десятилетия характерны более повышенные требования к изучению месторождений. Наряду с гидрогеологическими работами начинают проводиться инженерно-геологические исследования, в том числе более детально изучаются зоны трещиноватости и закарсто-ьанности известнякового фундамента, содержащего основной —упин-ский водоносный горизонт. Отдельные результаты работ по шахтной гидрогеологии, а также опыт гидрогеологических исследований Подмосковного бассейна частично изложены в опубликованных работах С. А. Криворога (1949), А. И. Антоненко (1954), С. В. Комиссарова (1956), В. А. Ширямова (1957), А. Т. Бобрышева (1952), М. П. Бурцева и 3. П. Лебединской (1958), Б. Л. Костюшко, В. Г. Трещева (1958), С. Н. Кондратьева (1959), А. А. Антонова (1962) и др. Работа М. В. Сыроватко (1956) посвящена вопросу инженерно-гидрогеологической классификации угольных месторождений.
В последние годы изучение Подмосковного бассейна сосредоточилось в Геологическом управлении центральных районов, где была подготовлена монография по Подмосковному бассейну «Геология месторождений угля и горючих сланцев СССР» том II (1962). Гидрогеологические и горнотехнические условия Подмосковного бассейна в этой монографии описаны А. Т. Бобрышевым, Б. Л. Костюшко и В. А. Ширямовым; гидрогеологические характеристики по отдельным угольным районам даны Б. Н. Смирновым, А. Ф. Потемкиной, А. И. Костроминой, Е. А. Изюмовой, Е. Е. Альтовской и др. Монография содержит карту гидрогеологического районирования Подмосковного бассейна по степени сложности гидрогеологических условий на месторождениях.
Инженерная геология. В послевоенные годы инженерно-геологические исследования на территории центральных районов проводились в большом объеме. Наиболее значительные из них связаны с реконструкцией Москвы, строительством новых трасс метрополитена, мелиорацией земель Мещерской низины, изысканиями подземных хранилищ газа, строительством и проектированием гидротехнических сооружений на Волге и Оке и других реках. Большие успехи были достигнуты в инженерно-геологическом картировании и в районировании как региональном, так и специализированном. Московское геологическое управление в 1945—1947 гг. по всей территории проводило составление мелкомасштабных инженерно-геологических карт (П. Н. Панюков и А. П. Гри-чук). Сводная инженерно-геологическая карта районирования была ссставлена П. Н. Панюковым и опубликована в монографии «Геология СССР», т. IV (1948). В том же труде был изложен принцип инженерно-геологического районирования и дано описание выделенных районов.
В 40-х и начале 50-х годов Гидропроектом и Мосгидэпом были проведены обзорные и детальные инженерно-геологические съемки в долинах Волги, Оки, Угры и Жиздры. Отчеты по этим съемкам составлены И. П. Сакьяновым и В. Г. Хименковым, А. А. Лазаревым. Б. Д. Леоновым, Ц. Я. Мирской, К. М. Пашевой и др. В 1954 -1956 гг. Всесоюзным Гидрогеологическим трестом были произведены детальные инженерногеологические съемки на территории Мещерской низины в связи с разработкой мероприятий по осушению болот и заболоченных земель. Сводный отчет об исследованиях составлен Е. А. Балашковой, Б. В. Граф
послевоенный период
35
ским п А. П. Гричук. По результатам этих работ А. С. Рябченкозым (I95G) был написан очерк о гидрогеологических условиях Мещерской низины.
Результаты отдельных видов испытаний грунтов были освещены в статье Л. Е. Леванковского (1960). Несколько позднее, в 1956—1959 гг., Пятым геологическим управлением было проведено детальное картирование верховьев Волги и ее притоков с целью выявления геолого-гидрогеологических и инженерно-геологических условий для проектируемого каскада водохранилищ. Сводный отчет, обобщающий материалы этих исследований, и комплекс средиемасштабных карт составлены 3. В. Яцкевич, А. Н. Русс и др. В этих материалах значительное внимание уделено процессам карстообразования.
На территории Москвы инженерно-геологические исследования строительных площадок выполнялись Мосгоргеолтрестом, где был собран обширный фактический материал, позволивший составить в 1953—1958 гг. ряд крупномасштабных гидрогеологических и инженерно-геологических карг. В их составлении принимали участие В. П. Касаткина, Н. А. Киягинпчева, Е. В. Власова, Б. Э. Урбаи, И. Р. Кутателадзе и др.
В 1954 г. на территории Ленинских гор производилось специальное изучение оползневых участков, на основании которого было произведено крупномасштабное инженерно-геологическое районирование, рекомендованы мероприятия по укреплению склонов и организованы стационарные режимные наблюдения за развитием оползней. Результаты этих работ отражены в отчетах В. В. Кюитцель и в статьях М. В. Чуринова (1957) и Н. М. Кухарева (1958).
В последние годы оползневая станция института ВСЕГИНГЕО проводила исследования па многих участках Подмосковья: в Барвихе, Серебряном бору, Ильинском, Красной Пахре и др. Результаты этих работ освещены в ежегодных отчетах В. В. Кюнтцель и др. Оползневые явления, развитые на территории центральных областей, регистрируются на геоморфологических картах, составляемых в процессе проведения региональной комплексной геологической съемки.
В 40-х годах, после завершения в Подмосковье строительства водохранилищ, начались систематические наблюдения за переработкой берегов, которые проводят стационарные станции. Развитию этого направления инженерной геологии посвящены отдельные работы Ф. П. Саваренского (1940). Обширный материал по изучению характера разрушения и переработки берегов Рыбинского и других водохранилищ, накопившийся с 1941 г. и позволивший выявить закономерности этих процессов, отражен в многочисленных опубликованных материалах И. К. Акимова (1953, 1959, 1961), А. ЛЕ Викторова (1958), Г. С. Золотарева (1955), К. П. Савельевой (1959), К. П. Стариковой (1956). Методика исследований освещена в статье С. Л. Вендрова, Г. С. Золотарева и Б. Э. Урбан (1961).
Изучению карста территории отдельных районов центральных областей посвящены статьи Н. А. Гвоздецкого, А. И. Спиридонова (1958 а, б), А. С. Кориной (1948), В. М. Соколовой (1957), Е. Д. Смирновой (1959) и др. Обобщение материалов по изучению карста по территории Русской платформы, в том числе Московской синеклизы, дано в работах А. Ф. Якушевой (1949) и II. В. Родионова (1963). В труде Н. В. Родионова рассмотрены некоторые общие закономерности развития карста, одним из важнейших вопросов автор считает связь карста с тектоническими процессами и особенно новейшей тектоникой.
Вопросы классификации карста в зависимости от факторов его образования и районирование карста на территории Европейской части 3*
35
ИСТОРИЯ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИИ
СССР излагаются в трудах Н. В. Родионова (1958, 1961). С. А. Максимович (1962) выделил гидродинамические зоны карстовых вод и произвел типизацию подземных вод в зависимости от условий их циркуляции в карстовых зонах.
В связи с поисками локальных структур для создания подземных газохранилищ, проводимыми с конца 50-х годов, СГПК Главгаза получен материал по оценке коллекторских свойств пластов и характеристике подземных вод. Эти работы, сопровождавшиеся бурением глубоких скважин, проводились на Щелковской, Зарайской, Калужской, Рязанской и других площадях. В процессе исследований изучался солевой и газовый состав подземных вод, определялась их температура, статические уровни, пластовое давление, а также коллекторские свойства пород в отложениях кембрия, среднего и верхнего девона, нижнего карбона и частично мезозоя. По результатам исследований для отдельных площадей был составлен ряд отчетов, а в 1960—1961 гг. — сводный отчет (3. В. Заве-ряева, Н. И. Лазарев, А. С. Зыков). С. В. Тихомировым (1960) подготовлена статья, посвященная результатам разведки Калужского поднятия. Научные наблюдения, произведенные прп подземной газификации углей на Подмосковной и других станциях, дали новый материал, показывающий изменения режима подземных вод (Силин-Бекчурин, Богородицкий и Кононов, 1960; Кононов, 1960).
В послевоенные годы в больших объемах производилось изучение инженерно-геологических свойств пород, причем значительно расширились виды этих исследований и усовершенствовалась их методика. Результаты отдельных исследований освещены в опубликованной литературе. В работе Ф. В. Котлова (1947) обобщены результаты изучения культурного слоя Москвы и дано его историко-генетическое районирование на территории города. Сводная работа по изучению плывунов Подмосковного бассейна выполнена А. С. Гераскиной. Инженерно-геологические свойства глинистых пород палеозоя охарактеризованы в работе В. Ф. Ломтадзе (1956). С привлечением материалов по Подмосковному бассейну выполнена работа А. Н. Кориковской по изучению явления пучения глин в горных выработках. В более поздних работах Ф. В. Котлова (1957, 1958, 1959, 1963) обобщены результаты исследований инженерно-геологических особенностей глин и других типов пород пс территории Москвы и Подмосковья. Принципы инженерно-геологического картирования и районирования разработаны И. В. Поповым (1961 а, б).
Изучение режима подземных вод. В послевоенные годы изучение режима подземных вод приобрело широкое развитие — увеличилась сеть стационарных режимных станций, значительно расширилась сфера их деятельности и стал более многообразным комплекс режимных наблюдений.
В конце 50-х годов изучение режима подземных вод с циклом наблюдений от 1 до 2 лет стало входить в состав работ детальных гидрогеологических съемок, проводимых Геологическим управлением центральных районов. Московская гидрогеологическая станция ВСЕГИНГЕО увеличила сеть наблюдательных пунктов, охватывающих территорию Большой Москвы. Результаты наблюдений станции обобщены в ежегодных отчетах .(И. М. Козюлин, Г. Н. Ефремова, Е. П. Костина, Я. Я. Данильченко, Т. Ю. Соболева и др.). В многолетнем отчете станции за 1937—1961 гг. (Т. Н. Ефремова, Я-Я. Данильченко) освещены основные закономерности режима подземных вод. Установлена одиннадцатилетняя цикличность колебания уровня грунтовых вод и величина сработки напоров средне- и нижнекаменноугольных водоносных горизонтов за 60-летний период эксплуатации.
ПОСЛЕВОЕННЫЙ ПЕРИОД
37
По материалам режимных наблюдений, проведенных Т. Н. Ефремовой (1960), разработан прогноз естественного уровня грунтовых вод. Материалы разрозненных наблюдений Мосгорводопровода были использованы в работах Н. А. Плотникова и А. А. Гаврюхиной по характеристике каменноугольных вод Москвы и явились базой для оценки эксплуатационных ресурсов вод каменноугольных отложений на территории Большой Москвы. Обобщение материалов по режимным наблюдениям Мытищинской станции Мосгорводопровода за 140-летний период ее работы было выполнено Н. А. Плотниковым (1947), который дал оценку ресурсов вод надюрского горизонта и сделал выводы о возможном увеличении производительности этой станции.
В середине 50-х годов Всесоюзным Гидрогеологическим трестом (ВГТ) были организованы большие работы по изучению режима под-\ земных вод Мещерской низины и подземных вод каменноугольных отложений центральных районов Московского артезианского бассейна. Результаты этих работ (по Мещерской низине), отражающие зависимость режима грунтовых вод от климатических факторов, дренирующего влияния рек, литологического состава водовмещающих пород и глубин залегания водоупоров, освещены в ежегодниках Мещерской режимной партии, составленных С. А. Оршанским, Е. Н. Забариной и др. В настоящее время эти наблюдения проводятся в условиях создания дренажных систем.
На Пехорско-Купавненском водоразделе институтом ВСЕГИНГЕО организован стационар, выполняющий функции научно-исследовательской лаборатории по изучению динамики грунтовых вод и связанного с нею режима. Результаты этих исследований приведены в опубликованных работах И. В. Гармонова и А. В. Лебедева (1958), А. В. Лебедева (1958, 1959). В последние годы в связи с разработкой мероприятий по охране подземных вод в число режимных исследований были включены наблюдения за изменением режима подземных вод под влиянием сбрасываемых сточных вод, проводимые с 1959 г. институтом ВСЕГИНГЕО при участии Научно-исследовательского института санитарии и гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана на территории Ногинского и Подольского районов Московской области (отчеты В. И. Владимирского, Г. А. Шин). Для изучения водного баланса речных бассейнов, в том числе стока подземных вод, на отдельных участках центральных областей ВСЕГИНГЕО проводится комплекс режимных наблюдений (при участии организаций Гидрометслужбы).
Изучение режима подземных вод в условиях эксплуатации угольных месторождений южного крыла Подмосковного бассейна с 1945 по 1954 г. систематически проводилось Щекинской режимной партией Московского геологического управления на Ломинцевской (1949—1953 гг.), Гранковской (1946—1954 гг.) и Выглядовской (1953—1955 гг.) гидрогеологических станциях. Результаты этих наблюдений освещены в сводном отчете Д. Д. Беляева, а также в отчетах А. И. Печера, В. А. Ширя-мова и Н. М. Кузнецова. Многочисленные наблюдения за режимом грунтовых вод, проводившиеся в послевоенные годы в зоне Рыбинского и других водохранилищ, нашли отражение в опубликованных материалах С. С. Баксатова (1959), Н. И. Аничкова (1959).
Проведение разнообразных исследований режима подземных вод в естественных и нарушенных условиях дало обширный материал для решения ряда практических и научных вопросов.
Часть первая
ОСНОВНЫЕ
ЕСТЕСТВЕННО-ИСТОРИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ
ХАРАКТЕР РАСПРОСТРАНЕНИЯ И УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
Глава первая
ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ
1.	ОСНОВНЫЕ ЧЕРТЫ РЕЛЬЕФА
Территория центральных областей Европейской части РСФСР представляет собой равнину, возвышенную западнее линии Бологое-Скопин и низменную восточнее этой линии. В пределах возвышенной части равнины расположены Валдайская, Смоленско-Московская и Средне-Русская возвышенности. Смоленско-Московская возвышенность протягивается с юго-запада на северо-восток и, вклиниваясь в восточную низменную часть равнины, делит эту последнюю на две части: северо-восточную, занятую низиной бассейна Верхней Волги (которую ниже мы будем называть Верхне-Волжской), и юго-восточную, занятую Мещерской низиной, переходящей южнее долины Оки в Тамбовскую равнину.
Вдоль восточных границ описываемой территории протягивается Окско-Цнинское плато. Эти главные орографические районы, отличающиеся по характеру поверхности одна от другой, в свою очередь делятся на более мелкие орографические единицы (см. карту 1 в приложении).
Возвышенности
На описываемой территории выделяется несколько возвышенностей.
Валдайская возвышенность образует водораздел между системами рек Волги — с востока и Ловати и Западной Двины — с запада. Это обширная залесенная холмистая страна с массой озер и болот и с типичным ледниковым рельефом. Междуречные пространства возвышенности на северо-западе описываемого района, где она круто обрывается к Ло-ватской низине (лежащей в основном за пределами описываемой территории), имеют абсолютные высоты порядка 300 м и более, которые постепенно снижаются к Западно-Двинской и Верхне-Волжской низинам.
В пределах Валдайской возвышенности выделяется ряд крупных гряд и массивов. На северо-западе вдоль границ Калининской области протягиваются Ревеницкие горы с преобладающими высотами 250—260 л и максимальной высотой 321 м (гора Каменник). Северо-восточным продолжением Ревеницких гор является Осташковская гряда, а юго-западным — Воробьевы горы и Торопецкие гряды. Юго-восточные склоны этих гряд незаметно сливаются с поверхностью Озерной области, которая понижается до абсолютных отметок 200—220 м. Эта часть Озерной области начинается от Онежского озера и уходит в Прибалтику. В ее пределах находится огромное количество озер, в том числе и группа Верхне-Волжских.
42
ОСНОВНЫЕ ЕСТЕСТВЕННО-ИСТОРИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
Юго-восточнее Озерной области расположена Вышневолоцкая гряда, высоты которой составляют в среднем 260 м, а максимальные несколько превосходят 300 м. На Вышневолоцкой гряде, на междуречье Цны (бассейн р. Меты) и Поведи (бассейн р. Тверцы) находится высшая точка Валдайской возвышенности и всей описываемой территории с абсолютной высотой 347 м. К Вышневолоцкой гряде с юго-востока примыкает целый ряд отдельных возвышенных массивов: Свиные и Ильины горы — по левобережью, Приволжская гряда и Оковский Лес — по правобережью Волги. Оковский Лес по высотам мало уступает Вышневолоцкой гряде, максимальная абсолютная высота в верховьях р. Молодой Туд достигает 342 м. Через Оковский Лес смыкаются Валдайская и Смоленско-Московская возвышенности.
Смоленско-Московская возвышенность входит в границы описываемого района с запада п широкой полосой протягивается от Смоленска на северо-восток через Вязьму, Гжатск, Можайск и Волоколамск. Далее в том же направлении она идет через Клин, Дмитров и Загорск, где носит название Клннско-Дмитровской гряды, или возвышенности. Еще восточнее, в окрестностях Юрьева-Польского, Кольчугина и Суздаля, эта гряда называется Юрьевским Ойольем.
Наиболее четко выделяется в рельефе Клинско-Дмитровская гряда. Поверхность этой гряды волнистая, местами холмистая, с абсолютными высотами от 250 до 320 м. Она сильно дренирована реками, нередко заболочена и так же, как и Валдайская возвышенность, характеризуется ледниковым ландшафтом, но более сглаженным денудацией.
Широкие речные долины делят Смоленско-Московскую возвышенность на отдельные части. На западе (до долины р. Вопь — правого притока Днепра) находятся Бельско-Духовщинские гряды, или плато, далее располагаются Сычевско-Вяземские гряды, а восточнее рек Вазузы и Гжати-—Гжатско-Можайские гряды. Самая высокая часть Смоленско-Московской возвышенности — Вяземско-Сычевские гряды. Здесь максимальные высоты достигают 320 м при средней высоте междуречий всей возвышенности 220—240 м. Среди возвышенных гряд и массивов лежат Верхне-Днепровская и Угринская низины, юго-западнее которых расположена плоская или слегка волнистая возвышенная равнина с высотами до 250—270 и. Это так называемый Ельнинский узел, соединяющий Смоленско-Московскую и Средне-Русскую возвышенности.
Средне-Русская возвышенность занимает юго-западную часть описываемой территории. Междуречные пространства здесь характеризуются высотами от 240—260 до 310 м у южных границ Тульской области. Поверхность возвышенности имеет вид волнистой равнины, прорезанной глубокими и широкими долинами рек и множеством балок и оврагов.
По Валдайской, Смоленско-Московской и Средне-Русской возвышенностям проходит линия водораздела бассейнов Черного, Азовского, Каспийского и Балтийского морей. Отсюда берут начало главнейшие реки Европейской части СССР: Волга и Западная Двина — с Валдайской возвышенности, Днепр — со Смоленско-Московской, Дон — со Средне-Русской.
Низины
Вдоль западных границ территории располагаются Западно-Двинская и Сожская низины.
Западно-Двинская низина является частью Ловатской низменности. Она занята обширными ровными заболоченными пространствами, перемежающимися с участками холмистого рельефа. Преобладающие высоты ее поверхности колеблются около 160—170 м.
ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ
43
Сожская низина представляет собой северо-восточную окраину Приднепровской низменности, она простирается юго-западнее границ территории и отделяется от Западно-Двинской низины отрогами Смоленско-Московской возвышенности. Здесь преобладают абсолютные высоты 170—180. местами до 200 м и более. По общему характеру поверхности она сходна с Западно-Двинской низиной.
Верхне-Волжская низина занимает северо-восточную четверть описываемой территории. На западе в ее пределы заходят отроги Валдайской возвышенности (Торжковская гряда и Бежецкий верх) с абсолютными высотами от 175 до 200, иногда до 250 м. С востока Верхне-Волжская низина ограничивается Угличско-Даниловской возвышенностью с абсолютными высотами до 200 м. В центральной, наиболее пониженной части Верхне-Волжской низины, отметки близки к 150 м на междуречьях и снижаются до 100—80 м в долине Волги.
Низина сильно заболочена и залесена, поверхность ее наклонена к северу, где она сливается с Молого-Шекснинской низиной, которая в пределах описываемого района почти полностью покрыта Рыбинским водохранилищем. Эту самую пониженную часть Верхне-Волжской низины занимает долина Волги с большим количеством притоков.
Мещерская низина располагается в юго-восточной части описываемого района. Преобладающие абсолютные высоты здесь колеблются в пределах 120—130 м, а в долине Оки понижаются до 85—80 м. Это край необозримых болотистых равнин, почти сплошь залесенных, с массой озер и спокойно текущих рек и речек, часто теряющихся среди болот. Южной границей низины принято считать долину Оки между Рязанью и Касимовым.
Тамбовская равнина входит в пределы описываемой территории только самой северной своей частью, где абсолютные высоты междуречий не превышают 180 м. Водораздельные пространства здесь такие же плоские, как и на Мещерской низине, но благодаря глубоко (до 60— 80 м) врезанным и хорошо разработанным долинам рек Оки, Пронп, Рановы и Пары с ух многочисленными притоками, болота отсутствуют, а леса в значительной мере уступают место полям.
Окско-Цнинское плато. С востока Мещерская низина и Тамбовская равнина сливаются с поверхностью невысокого меридионально вытянутого Окско-Цнинского плато. Орографически плато четко обособляется благодаря меридионально расположенным участкам долин рек Оки и Мокши с Цной на востоке и Пары, Колпи (система Оки) и Судогды (приток Клязьмы) — на западе. На севере, близ Коврова абсолютные высоты поверхности плато достигают 180 м. Южнее, на границе с Мещерской низиной, максимальные высоты, приуроченные к отдельным останцам, не превышают 165 м.
Междуречья здесь часто снижаются до 140—130 м и сливаются с Мещерской низиной. К югу от долины Оки, между долинами Пары и Мокши, возвышенные части междуречья Окско-Цнинского плато несколько расширяются, но по максимальным высотам не отличаются от расположенных севернее частей междуречий. В целом Окско-Цнинское плато представляет собой равнину, иногда заболоченную и залесенную, в осевой возвышенной части распаханную.
2.	КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИИ
Климат описываемой территории умеренно континентальный, с некоторым увеличением континентальности с запада на восток '. Средняя
1 Раздел составлен по материалам Бюро расчетов и справок Управления гидро-Метслужбы (1962).
44
ОСНОВНЫЕ ЕСТЕСТВЕННО-ИСТОРИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
годовая температура колеблется от 4,8 до 3,0° (рис. 3). Понижение средней годовой температуры наблюдается с юго-запада на северо-восток. В этом же направлении понижаются (от минус 8,0 до минус 11,5°) и средние температуры января (рис. 4). Средние температуры июля изменяются от +20,0° на юге Рязанской области до +17,2° на севере Калининской области (рис. 5). Максимальные амплитуды средних температур января — июля на востоке территории достигают 30°, тогда как на западе они не превышают 26°.
Рис. 3. Схематическая карта годового количества осадков и гоцовых изотерм. Составила Н. А. Молгачева по материалам Управления гидромет службы центральных областей
Годовое количество осадков, jwju: 1 — больше 600. 2 — 600—550, 3 — 550—500. 4 — 500—450, 5 — меньше 450, 6 — годовые изотермы, 7 — характеристики пунктов: слева — годовая температура, справа — годовое количество осадков
Зима начинается с конца ноября — начала декабря. Переход среднесуточной температуры через 0 происходит в северных областях 3—4 ноября, в районе Смоленска и Тулы — 8 ноября, холодный период продолжается до конца марта. В это время центральные области находятся под воздействием европейско-азиатского антициклона с его безветренной морозной погодой, когда температура падает до 25—30° ниже нуля, а иногда даже до минус 46° (Москва, Ярославль) и минус 50° (Калинин). Почва промерзает на глубину в среднем от 0,4 до 1,0 м, а при сильных
ФИЗИКО-ГЕОГРА ФИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ
45
морозах — до 1,2 м на юге и западе и до 1,3 м на севере (Вышний Волочек). Зимой нередки вторжения атлантических циклонов, сопровождающиеся снегопадами п повышением температуры от 0 до +5°. Наиболее холодные зимы наблюдаются в районе Ряжска и Скопина, где средние январские температуры снижаются до минус 12°. Мягкие зимы характерны для западных районов Калининской и Смоленской областей, где средние температуры января колеблются от минус 8 до минус 9°.
Рис. 4. Схематическая карта изотерм января. Составила Н. Л. Молгачева по материалам Управления гидрометслужбы центральных областей
1 — изотермы января, 2 — средняя температура января в данном пункте
Весна приходит в конце марта, но заморозки (до минус 5-—10°) иногда бывают еще в мае и даже в июне. Весна наступает быстро, что вызывает бурное таяние снегов и развитие широких весенних половодий. К концу апреля снеговой покров сходит. Средняя суточная температура +5°, т. е. начало вегетационного периода наступает со второй половины мая, к этому времени полностью оттаивает почва.
Лето в центральных областях отличается довольно устойчивой погодой с температурой от 10—12 до 18—20°. Днем нередко температура повышается до 28—30°, а в отдельные дни достигает 35—37°. Однако и летом случаются внезапные похолодания. Наиболее высокие средние температуры июля установлены для Юрьевского Ополья (см. рис. 5).
46
ОСНОВНЫЕ ЕСТЕСТВЕННО-ИСТОРИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
Среднемесячное и годовое количество
Район станции	I	II	III	IV	V	
Бологое		35	33	34	32	48	
Калинин 	 Москва, Сельскохозяйственная ака-	32	28	32	33	43	
демня 		33	27	31	35	46	
Ярославль		27	23	26	30	42	
Владимир (ж. д.)			26	23	25	34	38	
Вязники 		22	21	19	32	42	
Жиздра		31	26	30	42	56	
Калуга 		33	28	31	42	50	
Тула (ж. д.)		30	24	29	33	48	
Рязань (ж. д.)			34	27	28	28	37	
Ряжск (ж. д.)		34	33	25	27	41	
Смоленск 		29	24	31	36	52	
Рыбинск		35	30	30	30	49	
Ростов	 ,	.. .	25	21	24	31	42	
Ефремов	......	—	•—	—	—	—	
Рис. 5. Схематическая карта изотерм июля. Составила Н. А. Молгачева по материалам Управления гндрометслужбы центральных областей /—изотермы июля, 2 — средняя температура июля в данном пункте
ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ
47
осадков и годовое испарение (ли()
Таблица 1
	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII	Количество осадков за год	Испарение за год
	72	83	76	63	51	46	43	616	348
	75	85	76	59	52	41	37	593	363
	67	84	72	60	52	41	39	587	357
	65	65	69	61	50	36	32	526	333
	70	75	64	56	48	37	33	529	—.
	71	73	70	58	51	33	25	517	326
	82	89	65	53	53	45	38	610	387
	74	96	75	56	60	41	40	626	373
	63	78	55	48	44	38	37	527	351
	52	64	59	38	43	38	39	487	—
	49	56	47	37	40	40	40	469	-—•
	67	94	82	50	54	49	40	608	381
	64	69	77	73	56	45	39	597	338
	66	69	70	82	46	33	29	518	340
	—•	1	—	—	—'	—	—•	433	—
Рис. 6. Схематическая карта годового испарения. Составила Н. А. Молгачева по материалам Управления гндрометслужбы центральных областей
Величина испарения в процентах к годовому количеству осадков: 1 — 60, 2 — 60—65. 3 — больше 65.
4 — величина годового испарения в данном пункте
48
ОСНОВНЫЕ ЕСТЕСТВЕННО-ИСТОРИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
Переход к осени происходит сравнительно медленно. В первой половине октября заканчивается вегетационный период, суточные температуры не поднимаются выше Н-5°. Отдельные теплые дни с температурой днем до +20° отмечаются и в октябре и даже ноябре, но в то же время случаются и морозы. Первые морозы обычно отмечаются в конце сентября. Средняя продолжительность безморозного периода составляет для Калинина 130 дней, для Тулы 140—150 дней, для Смоленска 150 дней. В начале ноября на севере описываемой территории и в конце ноября на ее юго-западе ложится снеговой покров; наступает зима.
Количество осадков и их распределение по временам года и по территории приведены в табл. 1 и на рис. 3. В Смоленской, Калужской и Калининской областях среднее годовое количество осадков достигает 620 мм. На Юрьевском Ополье оно уменьшается до 500 мм, в Тульской области до 450—430 мм (г. Ефремов), а в районе Рыбинска увеличивается до 600 мм, что, по-видимому, вызвано влиянием Рыбинского моря. В течение года осадки распределяются неравномерно. Примерно две трети их выпадает в теплое время года — с апреля по октябрь вклю-. чптельно, при этом особенно много в летние месяцы. Высота снегового покрова в среднем в северных и западных областях достигает 47—50 см, в южных и юго-восточных — 38 см.
Следует подчеркнуть, что весной и особенно летом дожди часто бывают бурные, ливневые, осенью — тихие, затяжные. Данные об испарении с площади бассейнов некоторых рек, вычисленные 3. Ф. Горшковой (Управление гидрометслужбы центральных областей) по графикам Полякова, приводятся в табл. 2 и на рис. 6.
Таблица 2
Испарение с площади бассейна
Бассейн реки	Участок бассейна от истоков до пункта	Площадь, к и-	Испарение за год, мм
Зап. Двины	Велиж	17560	316
Волги	Ржев	24 560	349
Москвы	Бабьегородская пло-	8 170	344
	тина		
Угры	Товарково	15 300	369
Клязьмы	Ковров	25 800	340
Характерной чертой климата территории центральных областей является большое непостоянство погоды, объясняющееся влиянием атлантических циклонов.
3.	ГЛАВНЫЕ РЕКИ И ОЗЕРА
Реки
Выше уже упоминалось, что через территорию центральных областей проходит линия главного водораздела, которая не всегда совпадает с самыми высокими точками междуречий. Часто верховья рек противоположных систем ле?кат в общем понижении. Так, например, истоки рек Днепра, Осуги (система Волги) и Обши (система Западной Двины) находятся в одном болотном массиве. Река Шат (система Оки) вытекает из Иван-Озера, которое весной питает и Верхний Дон. Вследствие такого нечеткого выражения водоразделов в рельефе, речные бассейны противоположных систем во время весеннего половодья обычно сливаются. Особенно расплывчаты границы бассейнов в западных областях и в Me-
ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ
49
щере, наиболее четки они на Средне-Русской возвышенности. Основная часть описываемой территории занята бассейном Волги и ее главного притока Оки. На долю бассейнов других главных рек приходится не больше Vs всей описываемой площади.
Река Волга начинается на Валдайской возвышенности, близ дер. Волгине Верховье на абсолютной высоте 228 м. Небольшой речкой Волга доходит до Верхне-Волжских озер: Малого и Большого Верхитов, Стержа, Вселуга, Пенс и Волге (см. карту 1 в приложении I). До г. Зубцова Волга протекает по Валдайской возвышенности. Как сама она, так и ее притоки — реки Селижаровка, Молодой Туд и другие — отличаются на этом отрезке непостоянством падения и неразработанностью долин. Общее падение Волги до г. Зубцова составляет около 78 м. До Ржева она проходит через 32 порога. Близ Ржева падение Волги составляет в межень 32 см/км, а скорость течения достигает 2—3 м/сек. Ниже г. Зубцова Волга выходит на равнины Верхне-Волжской низины где уровень ее изменяется от 150 м — у г. Зубцова до 79 м абсолютной высоты у восточных границ Ярославской области. Близ Калинина падение едва достигает 14 см/км, а скорость течения составляет лишь 0,2—0,3 м/сек.
На Верхне-Волжской низине Волга принимает в себя реки Ламу, Сестру, Дубну, Юхоть и Которосль — справа, Тверцу и Медведицу — слева. Устья двух ее больших левых притоков — Мологи и Шексны, впадающих в Волгу в Молого-Шекснинской низине, затоплены Рыбинским морем, площадь которого составляет около 4500 км2. Несколько выше устья р. Дубны, от Волжского водохранилища (Московского моря), площадь которого составляет 327 км2, начинается канал имени Москвы. Низменная часть бассейна характеризуется наличием хорошо разработанных широких долин как у самой Волги, так и у ее главных притоков. В долинах, кроме поймы, насчитываются 2—3 надпойменных террасы.
Река Ока входит в пределы Калужской области с юга близ устья своего правого притока — Зуши. Бассейн Оки занимает почти половину всей площади бассейна Волги на описываемой территории. До Серпухова Ока протекает по Средне-Русской возвышенности, где в ее долине прослеживается широкая пойма и 1—2 надпойменных террасы. Глубина вреза долины Оки и долин ее притоков на Средне-Русской возвышенности достигает 100 м и более. От устья р. Зуши до Серпухова уровень Оки снижается от 132 до 108 м абсолютной высоты. Наиболее крупные притоки Оки на Средне-Русской возвышенности — реки Жиздра и Угра — впадают в нее слева, из правых притоков наиболее значительны Упа I! Осетр.
Долина Оки, начиная от устья ее левого притока Протвы, сильно расширяется и становится асимметричной, она обладает крутым правым и пологим, террасированным левым склоном. Ниже устья р. Москвы Ока выходит на пространства Л1ещерской (по левобережью) низины и Тамбовской (по правобережью) равнины, где течет в широкой долине с нечетко выраженными в рельефе тремя надпойменными террасами и плоской, часто заболоченной, поймой. Течение реки здесь медленное, падение — в области Мещерской и Тамбовской низин не превышает 3— 5 см км. В этой части своего течения Ока принимает слева реки Москву, Пру и Гусь, справа — Проню и Пару. От устья последней до выхода за границы описываемой территории Ока трижды резко меняет направление своего русла. От г. Шилова она меняет направление с широтного (в общем) на меридиональное, следуя на север вдоль западного склона Окско-Цнинского плато, затем, пересекая плато ниже устья р. Гуся, уходит на восток, а ниже устья Мокши снова поворачивает на север, следуя уже вдоль восточного склона плато. К западу от Окско-Цнинского плато левый склон долины Оки низкий, пологий, незаметно сливающийся с
4
Заказ 161.
50
ОСНОВНЫЕ ЕСТЕСТВЕННО-ИСТОРИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
ФИЗИКО-ГЕОГР \ФИЧЕСКИЕ УСЛОВИИ
поверхностью Мещерской низины, правый склон крутой. К востоку от плато, наоборот, правый склон пологий, а левый крутой. В районе г. Касимова, где Ока прорезает Окско-Цнинское плато, оба берега ее долины крутые, с плохо выраженными надпойменными террасами, но с довольно хорошо развитой поймой.
По Мещерской низине протекает также Клязьма с притоками Киржачем и Нерлью — слева и Судогдой — справа. Все это спокойно текущие реки, долины которых отличаются широкими, часто заболоченными поймами и очень пологими склонами, с неясно прослеживающимися двумя пли тремя надпойменными террасами. Верхняя из террас обычно незаметно сливается с заболоченными и залесенными склонами ме?кдуречных пространств.
Небольшая юго-восточная часть описываемого района занята бассейном Дона (его верхней частью). Дон начинается на Средне-Русской возвышенности. Начало ему дают ключи у дер. Урванка близ г. Новомосковска в Тульской области. Река протекает здесь в узкой долине с высокими берегами, сильно изрезанными балками и оврагами.
На северо-западе, в Калининской области, небольшая территория занята бассейном Западной Двины, которая начинается на Валдайской возвышенности, вытекая из оз. Охват. Почти у г. Западная Двина река выходит на плоские заболоченные пространства Западно-Двинской лизины, точнее —той ее части, в которой лежит бассейн р. Межи, левого притока Западной Двины.
На всем протяжении своего течения Западная Двина является типичной рекой ледниковых ландшафтов. Она, как и ее притоки, часто проходит через болота и озера или петляет среди моренных холмов. Долина ее слабо разработана, но на отдельных участках, кроме повсеместно развитой поймы, встречаются и надпойменные террасы.
Бассейн Днепра охватывает значительную часть Смоленской области. Днепр начинается на Смоленско-Московской возвышенности из болота Клецово, откуда вытекают также речки, относящиеся к системам Волги и Западной Двины. До Дорогобужа Днепр представляет собой небольшую реку с неширокой и неглубоко врезанной долиной, почти без надпойменных террас, но всюду с хорошо выраженной поймой. Как и все реки моренных областей, Днепр отличается неравномерным падением и различной скоростью течения. У Дорогобужа слева в Днепр впадает р. Осьма, а несколько ниже, справа — р. Вопь, после чего он сильно расширяется. Здесь река вступает в Верхне-Днепровскую низину, где имеет широкую, хорошо разработанную долину с тремя надпойменными террасами и поймой. Ниже, пройдя у Смоленска узкую долину прорыва с высокими берегами, Днепр выходит в низину и снова широко разливается. Из больших притоков Днепра с возвышенности Ельнинский, узел начинается р. Десна, верхнее течение которой располагается в пределах описываемой территории.
Озера и болота
Наибольшее количество озер находится в Калининской и Смоленской областях, в так называемом Озерном крае, на Валдайской возвышенности. Самые большие из них: Стерж, Вселуг, Волге, Селигер, Шлино и др. Озера большей частью ледникового происхождения с очень извилистой береговой линией и неровным дном. Значительны по своим размерам также озера Верхне-Волжской низины — Верстово, Великое, Плещееве, Неро. Это озера остаточного происхождения — реликты когда-то обширных бассейнов ледниковых вод. Берега озер плоские, заболоченные, слабо изрезаны, днища их покрыты толстым слоем ила.
51
с: ,
5 л и ц а	ГО X 2 5 О	высота меженного уровня Реки м	153,43 80,0 116,72 82,57 122,11 93,1		91,68 82,95 172,92 162,71 146,0 14-1,94
Т а (	Средний годовой модуль стока, л! сек		СО	СО	оо	00 00	СО	Ю	LQ	Ю	СО		5,2 5,5 6,7 7,1 6,1 8,6
		За год, .ИЛ1	СЧОООСЧ—«Г-о	—<	oi	ci	- —«	о сч СО ci — —<	ос to		СЧ	СО	Г-	to	о	—’ to со	—'	СЧ	Г-	СО	—< С-	о г-
		х	70,6 1150 134 310 36,6 14,3		со	О	со	LO	со	ю О	С1	со	тГ	СП	° ’Ф	ю	—’	тГ	СО	~
		X	ПО 1090 154 426 52,8 16,1		О	СО	-ф	со	'ф	г К-	СЧ	СО	Cl	to	ю LO	О	СО	СО	ю
		X	-гГ	О	СЧ	Г-	ОО —«	со	—< —<	_	_ со О СЧ —•	ю	—<		СО	О	СП	со	—' -	"	-	-	-	СЧ —	О	СО	Ю	ю	—’ to	С1	СЧ	ю
рек		X	79,7 956 119 282 52,4 10,7		СЧ со	СО	о Ь-	О	-sF	СО	СО СО Г- СЧ	оо
X X са о X	го	VIII	to со .	С0	О)	О	-н	рГ' §	ОО	—	О1	5	«		—<	со со сч ю -Ф	ОО	О	СО	СО ”О	СО	СЧ	СО
о X	к о о с		7	СО	Г-	04	04 ь- g 12	£	«	« .		«0	О-	О-	—	~	СЧ Ю оо*	’ т СО	Г-	СЧ	Ю	Xf	00
по реж	а о с. 3 &	>	117 1020 168 436 56,2 18,4		49,4 109 21,1 55,5 53,7 95,9
<р X X	X (X	>	185 1030 369 2040 105 61,1		CD	СО	Г-	—	01 СО	-	Tf	СЧ	М4 —1	СО	Ь-	СЧ	СО со
			287 900 1670 3090 472 ЗЯ9		О	О	—'	г-	—	ю -О	—<	О	со	со	хг -о	со	СЧ	'Ф	СО	ю
			ТР	сч	о S ОО СО CN	5		49,0 61,2 52,6 66,8 74,0 76,9
			37,6 ИЗО 99,2 216 30,4 12.0		30,2 46,0 12,4 26,3 29,0 45,6
		-	Г-	О	СО	1О	со	to - со	- СО	О	оо	СЧ	со	тГ тГ	С1	СЧ	—’		О	со	со	СЧ	00 сч"	—Г	со" г-" ГО	—	СЧ	СЧ	lO
	Площадь	водосбора, A’.U2	12 200 154 000 54 900 130 000 15 300 13 600		15 200 25 800 6 390 13 800 12 400 17 600
	Ближайший	пункт от места наблюдения	Ржев Ярославль Калуга Касимов Товарково Княжево		5	И	>>	CJ ~	О	'0	X	CJ	X X	сх	С	О)	х	х 5 ё ° §	§ 5 ~ Д d ю к
Река	- я	я	2	2	о. и 2 я ег	“	х	х	г?	х	со	со	а>	о>	о	Э- 5 с	°	О	О	>,	X	5	Е	Л	Л	Л	с5 i=4	го

52
ОСНОВНЫЕ ЕСТЕСТВЕННО-ИСТОРИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
К остаточным озерам относятся также и многочисленные озера Мещеры, из которых по размерам выделяются Святое, Великое и др. На Окско-Цнинском плато и на Средне-Русской возвышенности встречаются озера карстового происхождения — небольшие по размерам, но часто очень глубокие..
Болота занимают особенно большие площади в Калининской области (Жарковско-Свитский Мох, Васильевский Мох и др.) и на Мещер-
Рнс. 7. Схематическая карта среднегодового модуля поверхностного стока. Соста-сила Н. А. Молгачева по материалам Управления гидрометслужбы центральных областей
Значения среднего годового модуля стока. л!сек\ 1 — больше 8, 2 — 7—8. 3 — 6—7. 4 — 5—6. 5 — 4—5. 5 — меньше 4, 7 - значение среднего годового модуля стока в данном пункте
ской низине (Шатурские и Гусевские болота, Тутолеский Бор и др.), где они представляют собой преимущественно остатки ледниковых озер на озерно-ледниковых и флювиогляциальных равнинах. В северо-западной части территории заболачиванию способствуют также и климатические условия — сравнительно большое количество осадков при небольшом испарении. Болота замедляют сток поверхностных вод и снижают высоту весенних паводков.
Режим рек и озер в центральных областях обычен для Европейской равнины. Зимой, когда все реки и озера замерзают, они имеют самый низкий уровень и минимальный расход (табл. 3). К вскрытию льда в
ФИЗИК.О-ГЕОГРЛФИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ
53
марте расход речных вод увеличивается в 2—3 раза, а в апреле, во время ледохода, совпадающего с бурным таянием снегов, возрастает еще во столько же раз. Затем начинается быстрый спад воды, особенно резкий на Средне-Русской возвышенности с ее изрезанным рельефом. С июня по август включительно устанавливается меженный уровень с расходом воды несколько большим, чем зимой. Второй подъем уровня воды в реках, менее значительный, наблюдается в октябре — ноябре месяце. Днепр и Западная Двина замерзают в первой декаде декабря, Дон, Москва, Цна и другие реки восточной части территории — уже в последней декаде ноября. С северо-запада на юго-восток возрастает амплитуда колебаний уровней рек и заметно уменьшаются значения среднего годового модуля стока (рис. 7 и табл. 3).
Питаются реки и озера в основном за счет атмосферных осадков, однако питание грунтовыми водами также играет значительную роль, особенно на Средне-Русской возвышенности. В связи с этим изменяется п химический состав воды в реках и озерах. Основными компонентами в составе поверхностных вод являются гидрокарбонаты кальция и магния. В западных районах и в Мещерской низине, где много болот, поверхностные воды отличаются слабой минерализацией и повышенным содержанием органических веществ. На Средне-Русской возвышенности, напротив, увеличивается роль грунтового питания, а в связи с этим повышается минерализация речных вод. В бассейне Оки, из-за наличия в составе питающих рек водоносных горизонтов гипсоносных пород, в речной воде заметно увеличивается содержание сульфатов.
Химизм поверхностных вод изменяется и по сезонам года. Характерно повышение минерализации зимой, когда питание вод исключительно грунтовое. В то же время иногда, особенно в озерах, значительно повышается содержание сероводорода, что нередко вызывает заморы рыбы.
4.	ОБЩИЙ ХАРАКТЕР ПОЧВЕННОГО И РАСТИТЕЛЬНОГО ПОКРОВА
Центральные области находятся в зоне лесов и подзолистых почв. Почвы формируются преимущественно на моренных и покровных суглинках, а также на аллювиальных и флювиогляциальных песках и песчано-глинистых породах. Подзолистые почвы в зависимости от климатических условий и строения мезо- и микрорельефа находятся в разной степени оподзоливания, в соответствии с этим изменяется также и состав растительного покрова.
В Заволжье, на севере Калининской и Ярославской областей, леса таежного типа с преобладанием ели (на сильно оподзоленных почвах) перемежаются с сосновыми борами (на подзолистых опесчаненных почвах) , на всей остальной территории леса типичные лиственные. На северо-западе, в пределах Валдайской возвышенности и Западно-Двинской низины, часто сменяют друг друга подзолы суглинистые, глинистые, супесчаные и песчаные. Среди них нередки болотные почвы, местами занимающие большие пространства. Здесь произрастают типичные смешанные леса с преобладанием березы, ольхи, осины и др. В зависимости от микрорельефа и почвенного покрова к лиственным породам примешивается в большем или меньшем количестве то сосна, то ель. Характерно также присутствие в этих лесах широколиственных пород — дуба и липы.
Междуречье Волги и Оки относится к области смешанных хвойношироколистных лесов с преобладанием ели в более возвышенных и влажных западных частях территории и сосны — в восточных. В восточной ее части, в Юрьевском Ополье, ландшафт лесной зоны сменяется степным,
54
ОСНОВНЫЕ ЕСТЕСТВЕННО-ИСТОРИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
а подзолистые почвы уступают место темноцветным, в которых содержится перегноя до 10%, т. е. вдвое больше, чем в обычных подзолах. Своеобразна также Мещерская низина с ее обширными заболоченными пространствами, озерами, широкими долинами и сосновыми лесами по их берегам. Здесь преобладают песчаные почвы, образовавшиеся на флювиогляциальных и аллювиальных отложениях.
Средне-Русская возвышенность в пределах описываемой территории также относится к зоне смешанных лесов, но леса относительно широко распространены только в западной ее части — в Смоленской и частично в Калужской областях. На большей, восточной, части Калужской и Тульской областей леса вырублены; они сохранились там лишь на отдельных небольших участках. Для этих лесов характерно присутствие среди берез, ольхи, осины и других лиственных пород — дуба и липы. Леса здесь имеют вид парковых и известны под названием «тульские засеки». Они развиваются на слабо оподзоленных почвах. Водораздельные пространства в этих частях Средне-Русской возвышенности почти повсеместно распаханы и заняты посевами зерновых культур. Это область переходная к лесостепи.
Юго-восточная часть Тульской и южная часть Рязанской областей, как и Юрьевское Ополье, являются азональными в ландшафте лесной зоны центральных областей. Азональными почвами и растительными сообществами на описываемой территории являются также болотные и аллювиальные почвы обширных заболоченных равнин и долин Волги, Оки, Клязьмы и других больших рек.
В заключение следует отметить, что наибольшей залесенностью характеризуются Калининская, Ярославская и северо-западная часть Смоленской областей. Лесом покрыто здесь 30—40%, а в отдельных районах даже до 80% (Бельский район) площади. Отсюда к юго-востоку залесенность уменьшается до нескольких процентов и долей процента, а на юго-востоке описываемой территории лесов совсем нет. Однако залесенность вновь возрастает до 80% в Мещерской низине. Наиболее обнаженным районом является Средне-Русская возвышенность.
Глава вторая
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ
1. СТРАТИГРАФИЯ И ЛИТОЛОГИЯ
Описываемая территория находится в области Д1осковской синеклизы, северного склона Воронежской антеклизы и части Пачелмского (Рязано-Саратовского) прогиба. В ее геологическом строении выделяются два структурных яруса. Нижний представляет собой складчатое основание (фундамент), сложенное сильно дислоцированными кристаллическими породами архейского и протерозойского возраста. Верхний структурный ярус — осадочный комплекс — представлен отложениями позднего докембрия (рифейским и вендским комплексами), кембрия, ордовика, девона, карбона, перми, триаса, юры, мела, палеогена, неогена п четвертичной системы. На дневную поверхность выходят осадки от фаменского яруса и моложе; более древние отложения известны только по кернам скважин.
В настоящей работе стратиграфическое расчленение всех отложений производится на основании унифицированных стратиграфических схем, утвержденных Межведомственным стратиграфическим комитетом до 1 января 1963 г. Исключение сделано лишь в двух случаях: для озерско-хованских отложений, которые по унифицированной схеме отнесены к турнейскому ярусу, а в настоящей работе, как это принималось ранее, включены в состав фаменского яруса ’, а также для доордовик-ских отложений. При описании этих отложений был использован проект унифицированной стратиграфической схемы, принятый на совещании в Ленинграде 1 декабря 1962 г. и ко времени составления настоящей работы еще не утвержденный Межведомственным стратиграфическим комитетом.
Необходимо отметить, что расчленение литологически однообразных доордовикских отложений, вскрытых единичными глубокими скважинами и почти совершенно не содержащих органических остатков, связано с очень большими трудностями и вызывает много споров. В настоящей работе эти отложения расчленены по схеме, предложенной
1 Сделано это потому, что далеко не всюду озерско-ховаиские слои удается отделить от нижележащих отложений фаменского яруса. Кроме того, озерско-хованские с юн вместе с подстилающими их фамеискимп отложениями часто образуют единый водоносный горизонт.
56
ОСНОВНЫЕ ЕСТЕСТВЕННО-ИСТОРИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
3. П. Ивановой, обработавшей разрезы опорных скважин для использования их в настоящей монографии. Эта схема соответствует взглядам большинства исследователей.
Архейская и протерозойская группы (A, Pt)
Архейские и протерозойские породы залегают на различной глубине. На южном крыле Московской синеклизы (на юге Тульской и Калужской областей) они находятся на глубине 500 м, постепенно погружаясь в северо-восточном направлении, и к центральной части синеклизы (па севере Ярославской области) залегают на глубине около 4000 м. В осевой зоне Пачелмского прогиба (Рязанская область) глубина их залегания достигает 5000—5500 м. По результатам бурения отдельных глубоких скважин, врезавшихся в породы кристаллического фундамента не более чем на 20—25 м, а также по данным геофизических исследований, здесь преобладают архейские породы. Они представлены мигматизирован-ными гнейсами, которые сопоставляются с беломорской серией Карелии, тетереве-бугской свитой Украины и обоянской серией древних гнейсов территории Курской магнитной аномалии (КМА). Архейские гнейсы вскрыты скважинами в Москве, Непейцине, Калуге, Новомосковске, Редкине, Нелидове, Максатихе.
Протерозойские образования, по-видимому, имеют ограниченное распространение и сохранились в основном в ядрах синклинальных структур. Вероятно, как н на смежной с описываемой территории КМА, протерозойские породы представлены курской и михайловской сериями нижнего протерозоя. К курской серии относятся безрудные и железистые кварциты и вмещающие их фпллитовидные сланцы, а к михайловской серии — метабазиты. Первые вскрыты скважиной у ст. Барятино в Калужской области, вторые — у ст. Поваровка близ Москвы.
Архейские и нижнепротерозойские метаморфические породы прорваны интрузиями различного состава и возраста. Среди них преобладают гранитоиды, особенно широко развитые в центральной части района («Воронежско-Выборгский пояс гранитов» по Л. А. Варданьянцу, 1960). Гранитоиды вскрыты в Смоленске, а также Старице, Зубцове, Серпухове, Туле, Плавске, Веневе, Ряжске. При этом некоторые граниты (гранодиориты, плагиограниты) являются, по-видимому, архейскими и соответствуют кировоградскому комплексу Украины, другие (микроклиновые граниты) относятся к протерозою.
В Горлове вскрыты кварцевые сиениты, а в г. Щелково в одной пз скважин встречены изверженные породы чернокито-норитового состава. По данным геофизических работ можно предполагать, что довольно широкое распространение имеют также основные и ультраосновпые изверженные породы; возможно, что они образуют несколько зон субширотного направления, приуроченных к глубоким прогибам складчатого основания платформы, и связаны с сопровождающими их разломами (Зандер, 1960). Породы основного состава габброидного типа вскрыты скважиной в Переславле-Залесском.
На эрозионной поверхности дислоцированных архейских и протерозойских образований местами развита кора выветривания мощностью до 10—25 м. По данным М. М. Веселовской (Нечитайло и др., 1957), кора выветривания обычно представляет собой рыхлую глинистую массу, состоящую из каолинита с примесью монтмориллонита, хлорита, зерен кварца (до 25—35% породы) и микроклина (до 25—30%). Местами (в Москве и Воротынске) кора выветривания состоит в основном нз гид-роокислов железа (50—55%), содержащих отдельные зерна и обломки гнейсов.
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ
57
Верхний рифей (R)
В соответствии с решением, принятым на совещании по уточнению унифицированных стратиграфических схем позднего докембрия и палеозоя Русской платформы в декабре 1962 г., в настоящей работе к верхнему рифею отнесены только полесская и сердобская серии. Вышстежа-щие волынская и валдайская серии, включавшиеся одними исследователями в состав рифея, а другими в состав нижнего кембрия, выделены в самостоятельный вендский комплекс.
Рис. 8. Схематическая геологическая карта до девонских отложений. Составил С. М. Шик
1 — ордовикская система. О, 2— кембрийская система. Ст. 3 — вендский комплекс, vn , 4 — складчатый фундамент, A-f-Pt , 5 — граница распространения верхнего рифея, б— основные скважины, вскрывшие додевонские отложения
Отложения верхнего рифея известны только в глубоких докембрийских прогибах— Крестцовском (Оршанском) и Пачелмском (рис. 8); вероятно, они присутствуют и в наиболее погруженной части Московской синеклизы. Рифейские отложения залегают на кристаллическом фундаменте и перекрываются вендским комплексом. Буровыми скважинами они пройдены лишь в краевой части Крестцовского прогиба у Смоленска, где их мощность составляет около 200 м, и в г. Нелидово (30 л). В Пачелмском прогибе — в Каверине, Мосолове и Захарове — вскрыта лишь
58
ОСНОВНЫЕ ЕСТЕСТВЕННО-ИСТОРИЧЕСКИЕ ФЛКТОРЫ
верхняя часть описываемой толщи мощностью до 960 м. Полная мощность этих отложений в Пачелмском прогибе, а также в центральной части Московской синеклизы (Ярославская область) и в глубоких впадинах, выявленных в последние годы геофизическими работами южнее Москвы, возможно, достигает 1500—2000 м.
Отложения верхнего рифея представлены мелко- и среднезернистыми кварцевыми и кварцево-полевошпатовыми горизонтально- и косослоистыми песками и песчаниками с подчиненными прослоями алевролитов и аргиллитов. При этом в Крестцовском прогибе, где описываемые отложения относятся к полесской серии (R pl), в их составе преобладают пески, а в Пачелмском прогибе, где их относят к сердобской серим (Rsd), преобладают песчаники. Судя по кернам скважин, расположенных за границами рассматриваемого района (Пачелма, Сердобск), здесь можно ожидать и присутствия прослоев доломитов.
Вендский комплекс (Vn)
Вендский комплекс развит на рассматриваемой территории почти повсеместно и отсутствует только южнее линии Барятино—-Тула — Новомосковск— Горлово (см. рис. 8). Он залегает трансгрессивно на отложениях верхнего рифея или непосредственно на кристаллическом фундаменте. В основании комплекса местами наблюдается базальный горизонт, состоящий из крупных (до 0,5 м) окатанных обломков кристаллических пород (Смоленск).
Полная мощность вендского комплекса на севере территории, где ок залегает под балтийской серией нижнего кембрия, изменяется от 450 до 600 .и, увеличиваясь в северо-восточном направлении (близ г. Старицы — 457 м, у ст. Поваровка — 460 м, у ст. Редкино — 535 м, у Переславля-Залесского — 605 м). Южнее, где вендский комплекс залегает непосредственно под средним девоном, мощность его с севера на юг постепенно уменьшается вплоть до полного выклинивания (у г. Нелидово — 443 м; у сел. Каверине — 435 м\ у г. Зубцова — 400 м\ в Москве — 404 м\ в сел. Непейцино — 365 м, в Смоленске — 295 м, в Серпухове — 210 м, в Калуге— 150—170 м, в Веневе—113 м, в Ряжске —68 лт). Помимо этого закономерного уменьшения мощности вендского комплекса в южном направлении, наблюдаются ее значительные местные колебания, связанные с локальными тектоническими структурами. Так, в сводовой части Щелковского поднятия мощность вендского комплекса не превышает 185 м, на крыльях поднятия она возрастает до 313—375 м, а за пределами поднятия (в Москве) — до 400 м и более.
В составе вендского комплекса присутствуют две серии — волынская и валдайская, однако, выделить их в разрезах многих скважин при настоящем состоянии изученности описываемых отложений не представляется возможным. По-видимому, образования валдайской серии развиты на всей площади распространения вендского комплекса, тогда как отложения волынской присутствуют на более ограниченной площади, в основном в северо-западной части района и в Пачелмском прогибе.
Волынская серия (Vn vl) и нижняя часть валдайской серии — гдов-скпй горизонт (Vn gd) литологически очень сходны; их суммарная мощность от 70—80 до 200—250 м. На западе (Смоленск, Нелидово, Вязьма, Валдай) и на востоке (Мосолово, Непейцино) описываемой территории они представлены преимущественно песчаниками, обычно плохо отсортированными, грубозернистыми, с пористостью до 20—25%, переслаивающимися с глинами и алевролитами.
В центральной части Московской синеклизы (Москва, Зубцов, Старица) описываемые отложения сложены глинами с подчиненными про
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ
59
слоями алевритов и мелкозернистых песчаников, в Крестцах (за северо-западной границей района) волынская серия представлена мощной (более 300 Л() туфогенной толщей. Весьма вероятно, что такие туфогенные отложения присутствуют и в северо-западной части рассматриваемой территории, в пределах Крестцовского прогиба. Присутствие туфогенного материала в низах вендского комплекса отмечается и в разрезе Мссоловской скважины.
Верхняя часть валдайской серии — л я м и н а р и то в ы й (котлпп-ский) горизонт (Vn 1т) — сложена довольно однообразной толщей зеленовато-серых и красновато-бурых тонкослоистых глин с подчиненными прослоями песчаников и алевролитов. На востоке района (Непейцино, Мосолово) встречаются тонкие (5—10 см) прослои известняков, доломитов и мергелей. Для лямпнаритового горизонта характерно развитие микроскладчатости, вызванной, вероятно, процессами подводного оползания. Мощность лямпнаритового горизонта достигает 250—300 м.
Кембрийская система (Ст)
Кембрийские отложения развиты только в северной части рассматриваемого района, севернее линии Зубцов — Щелково; в их составе выделяется балтийская серия — нижний кембрий — и ижорские слои — средний кембрий (?).
Балтийская серия (CmiЫ) трансгрессивно залегает на вендском комплексе и покрывается также трансгрессивно лежащими на ней ижорскими слоями или средним девоном. Мощность балтийской серии довольно постоянна, в Валдае, Редкино и Поварове она составляет 50— 55 м и только на северо-востоке района (Переславль-Залесский, Вологда) увеличивается до 80—85 м. В г. Старице, у границы распространения балтийской серии, мощность ее уменьшается до 30 м *.
В составе балтийской серии выделяются три горизонта: надлямина-ритовый, горизонт синих глин и эофитоновый. Надлям и наритовый горизонт (Cmi nlm) представлен песчаниками с подчиненными прослоями алевролитов и глин; мощность его не превышает 15—20 м. Г о-р и зонт синих глин (Cmj sn) сложен зеленовато-серыми тонкослоистыми глинами с тонкими прослоями песчаников и алевролитов общей мощностью до 25—30 м. Эофитоновый горизонт (Cmi ef) представлен серыми кварцевыми песчаниками мощностью до 10 м\ местами в результате размыва, предшествовавшего отложению ижорских слоев, он отсутствует.
Ижорские'1 2 (фукоидные) слои (Сш2 (?) iz) развиты лишь в северной части района3. Они залегают с размывом на балтийской серии и покрываются (также с размывом) нижним ордовиком. Ижорские слои представлены мелкозернистыми песками и песчаниками с подчиненными прослоями глин, общая их мощность до 105 м.
1 Прежде 3. П. Иванова (Иванова и др., 1957; Нечитайло и др., 1957) относила к балтийской серии значительную часть осадков, включенных в настоящей работе в состав вендского комплекса; прн этом увеличивалась как мощность балтийской серии, так и площадь ее распространения. В настоящее время 3. П. Иванова проводит границу между отложениями валдайской и балтийской серий так, как это принято в настоящей работе.
2 В проекте унифицированной стратиграфической схемы доордовикских отложений ижорские слои названы «тнскреским горизонтом».
3 Южная граница распространения ижорских слоев точно не установлена. Раньше обычно предполагалось, что они распространены до широты ст. Редкино. Однако по последним данным в разрезах скважин, пробуренных в Кувшинове и Максатихе, эти отложения отсутствуют.
60
ОСНОВНЫЕ ЕСТЕСТВЕННО-ИСТОРИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
Ордовикская система (О)
Отложения ордовика развиты лишь в крайней северной части рассматриваемого района (см. рис. 8). Они вскрыты Любимской скважиной (Ярославская обл.), остановленной в аренигском ярусе ордовика, а также скважинами, пробуренными в 1963 г. в Кувшинове и Максатихе (Калининская обт.) и в сел. Малые Соли (Ярославская обл.). Данные по последним трем скважинам еще не обработаны, поэтому о строении ордовикских отложений приходится судить в основном по разрезам Валдайской, Пестовской и Вологодской скважин, пробуренных за пределами рассматриваемого района, но часто в непосредственной близости к его границам (ст. Пестово— 18 км, г. Валдай — 25 км). Судя по разрезам этих скважин, в рассматриваемом районе присутствуют нижний ордовик — тремадокскпй и аренигский ярусы, а также средний ордовик, представленный лландейльским и невским ярусами.
Тремадокский ярус (Oi t) имеет трехчленное строение. В его основании залегают оболовые песчаники (от 3 до 30 м), а выше — диктиане-мовые сланцы (до 26 лг) и кварцево-глауконитовые песчаники (от 7 до 22 м).
Аренигский ярус (Oi аг) на северо-западе района представлен известняками (до 50 лг), а на северо-востоке (г. Любим) —глинами и аргиллитами с подчиненными прослоями мергелей и глинистых известняков (до 80—90 м).
Лландейльский (Ог1) и невский (О2 iv) ярусы на северо-западе сложены глинистыми известняками и доломитами общей мощностью до 2000 м. На северо-востоке территории (г. Любим) сохранилась от последующего размыва только нижняя часть лландейльского яруса (мощностью до 70 м), представленная глинами и аргиллитами с прослоями мергелей, доломитизированных известняков и доломитов.
Девонская система (D)
Девонские отложения распространены повсеместно; они представлены средним и верхним отделами (эйфельский, живетский, франскпй и фаменский ярусы сложенными в основном осадками нормального морского бассейна.
Значительные периоды осушения района в девоне не известны, однако в результате регрессии моря в средине эйфеля (морсовский горизонт) и в конце верхнего фамена (озерский горизонт) здесь накопились довольно мощные толщи сульфатно-карбонатных и галогенных отложений. Сопоставление разрезов девонских отложений различных частей района приведено на рис. 9.
Средний отдел (D2)
Эйфельский ярус (D2e) трансгрессивно залегает на различных стратиграфических горизонтах — от кристаллического фундамента на юге до среднего ордовика на севере. В нем виделяются три стратиграфических горизонта — ряжский, морсовский и мосоловский 1 2.
Ряжский горизонт (D2rz) представлен разнозернистыми квар-
1 Некоторые исследователи отрицают наличие ча рассматриваемой территории эйфечьского яруса, а отложения, отнесенные в настоящей работе к Эйфелю, включают в состав живетского яруса.
2 Отложения, соответствующие ряженому горизонту, многие исследователи называют пярнускими слоями, а морсовскому и мосоловскому горизонтам — наровскими слоями.
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ
61
Северо-запад Юго-запад Юг	Центр Юго-восток Северо-восток
(Старица, Зубцов) (Барятино) (Плавен.) (Москва Поездом) (Мосолово,Каверино) (Лобим)
с* о
.а
6'Z	ОСНОВНЫЕ ЕСТЕСТВЕННО-ИСТОРИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
цевыми и кварцево-полевошпатовыми песками и песчаниками с подчиненными прослоями алевритов, глин, а местами доломитов и доломптпзп-рованных известняков. В центральной части района мощность этого горизонта достигает 60—80 м (Москва, Непейцино), в западном и южном направлении она уменьшается до 10—15 .я (Старица, Новомосковск). Эффективная пористость песчаников обычно не превышает 10—12%, изредка она возрастает до 23%.
Средняя часть эйфельского яруса — морсов с кий горизонт (D2 тг) — сложена чередующимися прослоями ангидритов, глин, мергелей, доломитов и доломитнзированных известняков, общей мощностью около 50—60 м. Сульфатные породы обычно приурочены в основном к нижней, а карбонатные — к верхней частям разреза. Сульфатные породы особенно широко развиты в юго-восточной половине рассматриваемого района, где в нижней части морсовского горизонта выделяется пачка гипса и ангидрита мощностью до 30 м. На северо-западе района (Смоленск, Старица, Редкино, Валдай) мощность сульфатных пород значительно меньше.
В пределах широкой полосы, тянущейся от Нелидова через Вязьму, Зубцов, Боровск, Серпухов и Тулу до Новомосковска, в основании морсовского горизонта залегает пачка каменной соли мощностью от 10—20 до 40—50 м. Общая мощность морсовского горизонта при этом возрастает до 100—120 м (в Боровске—до 151 м).
Верхняя часть эйфельского яруса — м о со л о в с к и й горизонт (D2/«s) — в центральной и южной частях района сложена глинистыми известняками и известковистыми глинами общей мощностью от 30 до 50 м; в нижней части разреза преобладают глины, а в верхней — известняки. На западе эта толща представлена в основном доломитами, доломитовыми глинами и мергелями, при этом на юго-западе мощность ее возрастает до 60—70 м (Смоленск), а на северо-западе уменьшается до 15—20 м (Валдай, Крестцы). В районе Калуги среди эйфельскпх отложений встречены вулканические туфы и туфобрекчии общей мощностью до 100 м.
Спорным является вопрос о строении эйфельского яруса в северо-восточной части рассматриваемого района. Судя по разрезу Любпмской скважины, здесь между ордовиком и живетским ярусом залегает мощная (около 270 м) глинисто-карбонатная толща, в нижней части содержащая гнезда и вкрапления ангидрита. В основании толщи и в ее средней части наблюдаются пачки терригенных пород мощностью по 15— 17 м. сложенные песками и песчаниками.
В настоящей работе вся эта толща отнесена к среднему девону, причем нижняя терригенная пачка сопоставляется с рижским горизонтом, а вышележащие отложения мощностью около 250 м — с мор-совским и мосоловским горизонтами. Л. М. Бирина (1954), М. Ф. Филиппова (1958) и некоторые другие исследователи относят нижнюю часть этой толщи мощностью около 200 м к силуру или нижнему девону. При такой трактовке разреза мощность эйфельскпх отложений в г. Любиме не превышает 70 м, в то время как в Поварове, Москве и Непейцино она составляет не менее 150—180 м. Такое сокращение мощности эйфельскпх отложений в центральной части Московской синеклизы очень маловероятно, тем более, что мощность живетских и франских отложенпй в этом районе существенно возрастает (см. ниже).
Живетский ярус (D2gv) всюду залегает на эйфелъских отложениях и перекрывается франским ярусом верхнего девона. Мощность живетских отложений обычно составляет 100—120 м, на юго-востоке территории (Непейцино, Каверине) опа возрастает до 130—160 лц а на северо-востоке (Любим)—до 180 м.
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ
63
В основании живетского яруса залегает толща известковистых глин с прослоями известняков общей мощностью около 20—25 м (чернояр с кий горизонт), на западе она замещается доломитовыми глинами и мергелями. Вышележащая часть живетского яруса, мощность которой составляет от 80—100 до 150—160 м (воробьев-ский и старооскольский горизонты), представлена в основном алевритами и алевролитами с подчиненными прослоями песчаников и глин; в верхней части разреза местами наблюдается пачка глин мощностью до 15—25 м. На севере района (Старица, Валдай, Любим) воробьевскпй и старооскольский горизонты представлены преимущественно песками; в верхней части разреза появляются прослои доломитовых глин и мергелей. Пористость алевритов обычно не превышает 10—15%, однако в отдельных прослоях песчаников пористость повышается до 30%.
Верхний отдел (D3)
Франский ярус (D3fr) всюду залегает на живетских отложениях и перекрывается фаменскпм ярусом; только в юго-восточной части района, юго-западнее линии Рудня — Шумячи, франскпе отложения залегают непосредственно под юрскими или четвертичными образованиями. Мощность франскпх отложений на юго-западе составляет 300—350 м\ в северном и восточном направлениях она увеличивается, достигая в Старице и Москве 390—400 м, а в Каверине, Непейцино п Любиме 440—460 м. Франский ярус делится на три подъяруса.
В основании нижнефранского подъяруса (Dgfr,) залегает терригенная толща — я с т р е б о в с к и й и н и ж н е щ и г р о в с к и й горизонты— мощностью от 50—80 м на юго-западе до 145—170 м на востоке (Мосолово, Любим); она сложена пестроцветнымп песками, песчаниками, алевролитами и глинами. Пески и песчаники обладают значительной пористостью (до 25—35%) и хорошей проницаемостью. Вышележащая карбонатная толща (в е р х и е щ и г р о в с к и й горизонт) сложена пятнисто-доломптизированными известняками, мощность ее обычно составляет 40—50 м, а на северо-востоке (Любим) увеличивается до 88 м.
Среднефранский подъярус (D3fr2), в составе которого выделяются руд кин с кий и семилукский горизонты, на большей части рассматриваемой территории представлен известняками (на западе сильно доломитизированными) с подчиненными прослоями мергелей и известковистых глин. На юго-западе (Барятино, Смоленск. Воротынск, Плавск) мощность его не превышает 30—40 At; в центральной части района она возрастает до 50—80 м, а на востоке (Непейцино) — до 101 ан На северо-востоке (Любим) среднефранский подъярус (общей мощностью около 80 лг) представлен карбонатными глинами с маломощными прослоями известняков.
Верхнефранский подъярус (D3fr;i) на юго-западе имеет мощность НО—120 м; его нижняя часть — петин с кий и воронежский горизонты — сложена известняками, мергелями и глинами, а верхняя часть — евлановский и ливенский горизонты — главным образом известняками.
В западной части района (Смоленск, Нелидово, Зубцов) мощность подъяруса сокращается до 45—70 м, в центральной части района (Москва и др.) она возрастает до 140—150 м, а на востоке (Любим, Непейцино, Мосолово)—до 160—180 я. На северо-востоке (Любим) в составе подъяруса значительно возрастает количество мергелей и глин.
64
ОСНОВНЫЕ ЕСТЕСТВЕННО-ИСТОРИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
На северо-западе района значительные фациальные изменения наблюдаются во всей толще франских отложений. В Зубцове и Нелидове в них появляются прослои пестроцветных мергелей, глин и песчаников, а на крайнем северо-западе территории франскпй ярус представлен пестроцветными песчано-глинистыми отложениями с подчиненными прослоями известняков и мергелей.
Фаменский ярус (Dgfm) распространен в рассматриваемом районе почти повсеместно, он отсутствует лишь юго-западнее линии Рудня— Шумячи. Породы этого яруса согласно залегают на образованиях франского яруса и на большей части территории покрываются отложениями нижнего карбона. Западнее линии Валдай — Нелидово—Смоленск— Рославль фаменские отложения залегают непосредственно под четвертичными, а на крайнем юге — под мезозойскими образованиями. В южных частях Калужской, Тульской и Рязанской областей по многим речным долинам наблюдаются выходы фаменских отложений на дневную поверхность. Мощность фаменских отложений 1 на юге (Барятино, Плавск) около 150—160 ж; в северном и восточном направлениях она возрастает до 240—260 м, а в Веневе достигает 300 м. Фаменские отложения, представленные карбонатными породами, подразделяются на два подъяруса.
Нижнефаменский подъярус (Dsfnii) сложен обычно неравномерно доломитизированными известняками. Мощность его в центральной части района составляет 40—60 м (Старица — 40 м, Поварово — 49 м, Щелково — 43 м, Москва — 60 ж), а на востоке увеличивается до 75— 105 м (Любим—-75 м, Мосолово, Каверине и Венев — 93—105 ж). Возрастает мощность нижнефаменского подъяруса и на северо-западе (Нелидово — 98 ж), где в нем появляются прослои песков, песчаников, пестроцветных глин и мергелей. Выделить в литологически однородной толще нижнефаменского подъяруса задонский и елецкий горизонты удается только по отдельным скважинам (при наличии характерной фауны). На западе (Барятино, Смоленск, Зубцов) в нпжнефаменском подъярусе наблюдаются прослои гипса мощностью то 4 ж.
Верхнефаменский подъярус (D3fni2) сложен доломитами и известняками с прослоями мергелей; на юго-западе (Барятино, Смоленск) в средней части подъяруса наблюдается прослой песчаника, соответствующий орловско-сабуровским слоям Центрального девонского поля. Мощность верхнефаменского подъяруса на юго-западе (Баря-тпно) составляет около 100 ж; в северном и восточном направлениях она возрастает, достигая в Москве, Мосолове и Непейцпне 180— 200 ж; в Любиме она не превышает 135 ж.
В центральной части южного крыла Московской синеклизы (Москва, Калуга, Тула, Новомосковск) в верхней части фаменских отложений залегает мощная (до 80—100 м) сульфатно-карбонатная толща, в основном соответствующая, очевидно, озерским слоям Центрального девонского поля. Она состоит из чередующихся прослоев гипсов, доломитов, доломитовых мергелей и глин, причем местами гипс образует сплошные пласты мощностью 30—40 ж. В западном, южном и восточном направлениях сокращается как мощность гипсо-носиой толщи, так и количество в ее составе сульфатных пород. В Непейцино и Каверино наблюдаются лишь маломощные прослои гипса, а на северо-западе гипсоносная толща замещается своеобразной пачкой темных тонкослоистых доломитов, сильно обогащенных
1 Мощность фаменских отложений всюду приведена суммарная с озерско-хован-скпмп слоями, которые в настоящей работе описываются в составе фаменского яруса.
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ
65
органическим веществом («угледоломптовая пачка»). В Старице и Вязьме в этой пачке наблюдаются прослои гипса, в районе Сафонова п Нелидова гипс в ней уже не встречается.
Ниже сульфатно-карбонатной толши в южной части района (до шпроты Москвы) часто наблюдается прослой кавернозного доломита мощностью около 10 м с многочисленными ядрами брахиопод, соответствующий кудеяровским слоям Центрального девонского поля.
Необходимо отметить, что к северо-западу от линии Смоленск-— Зубцов среди верхнефамепских отложений появляются прослои песков и песчаников, а также пестроцветпых глин и мергелей. В крайней северо-западной части района эти отложения представлены пестроцветными глинами и песками с подчиненными прослоями известняков п мергелей.
Каменноугольная система (С)
Каменноугольные отложения распространены почти повсеместно, они отсутствуют только на крайнем западе и юге, западнее линии Андреаполь — Нелидово — Смоленск — Рославль и южнее линии Рославль — Людпново — Волхов — Данков — Александро-Невский.
Каменноугольная система в рассматриваемом районе представлена всеми тремя отделами, сложенными в основном карбонатными осадками нормального морского бассейна. Однако дважды — на границе турнейского и визейского веков п в конце нижнего карбона — имели место длительные континентальные перерывы, которые привели к выпадению из разреза значительных толщ осадков — верхней части верхнетурнейского подьяруса и ннжневпзейского подъяруса. Почти полностью выпадают также отложения намюрского и башкирского ярусов.
В начале визейского века происходило накопление континентальных и прибрежно-морских угленосных бобрпковских и тульских отложений, а в начале московского векг! — континентальных (?) и при-брежно-морскнх верейских отложений.
Кратковременное осушение района, не вызвавшее, однако, накопления континентальных отложений, неоднократно наблюдалось в течение всего карбона (см. раздел «История геологического развития»).
Нижний отдел (CJ
Турнейский ярус (Ci t) залегает на фаменских отложениях согласно или с очень небольшим размывом. Внзейскпе отложения залегают на туриейских с резким размывом, в связи с чем мощность тур-нейских отложений очень непостоянна (от 0 до 60—70 лг).В восточной части района, северо-восточнее липни Пестово — Рязань, турнейские отложения были нацело размыты в довизейское время; в более зала щых районах они тоже отсутствуют на отдельных участках (обычно на тектонических поднятиях и в погребенных довпзейскпх долинах). В западной и южной частях рассматриваемого района турнейские отложения лежат непосредственно под четвертичными и мезозойскими, выходы их на дневную поверхность наблюдаются по многим речным долинам в Калужской и Тульской областях.
В составе турнейского яруса выделяются нижнетурнейскпй подъярус— малевскпй и упинскпй горизонты1 — и верхнетурнейский подъ-
1 Озерский и хованский горизонты в настоящей работе отнесены к верхнему девону.
5 Заказ 161.
66
ОСНОВНЫЕ ЕСТЕСТВЕННО-ИСТОРИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
ярус, представленный только черепетским горизонтом. Верхняя часть верхнетурнейских отложений в рассматриваемом районе отсутствует.
Мал ев ск ий горизонт (Ci ml) на южном крыле Московской синеклизы представлен маломощной (до 8—10 лг) толщей вязких, пластичных глин с тонкими прослоями и линзами известняков. На юго-востоке района (в Рязанской обл.) этот горизонт местами сложен известняками с подчиненными прослоями глин. В северном направлении мощность малевского горизонта возрастает, достигая в Поварове 17 м. На малевском горизонте согласно залегает уп и некий горизонт (С\ир), представленный светлыми известняками, мощность которых обычно 20—25 м, а на отдельных участках до 35—53 м (р. Перепеть) .
Западнее линии Людиново —Вязьма —Редкнно малевскпе и упинские отложения представлены восковпдными доломитовыми глинами с прослоями доломитовых мергелей и доломитов общей мощностью 10—15 м, реже до 30 м. Доломитовые мергели и доломиты встречаются в основном в верхней части разреза; местами наблюдаются прослои песков и алевритов. Выделить в этой толще малевскпй и упинский горизонты удается только по микрофауне.
На размытой поверхности нижнетурнейских отложений залегают осадки черепетского горизонта (Cicr). Мощность их обычн> не превышает 15—20 м и лишь на р. Черепети достигает 40 я. Нижняя часть черепетского горизонта — агеевские слои—-представлена мелкозернистыми песками п плотными черными глинами с маломощными (до 0,3 ж) прослоями бурого угля. Выше лежит толща известняков мощностью до 20 я — ч е р н ы ш и н с к и е ело и.
Черепетский горизонт в результате интенсивного довпзейского размыва сохранился лишь на отдельных небольших участках. Особенно сильно размыты чернышпнекие слои, известные только на р. Черепети в Ханпнском районе Тульской области, а также в Козельском, Людиновском и Спас-Деменском районах Калужской области. Агеевские слон распространены несколько шире, местами они залегают непосредственно под литологпческп сходными с ними впзейскими отложениями и отделяются от них только по данным спорово-пыльне-вых анализов.
Визейский ярус (Ci v) развит почти на всей площади распространения каменноугольных отложений. На востоке района, восточнее линии Пестово—Рязань, он обычно залегает непосредственно на озер-ско-хованских слоях верхнего девона, западнее этой линии — на размытой поверхности турнейского яруса и лишь на отдельных участках— непосредственно на озерско-хованских слоях. Известняки упин-ского и черепетского горизонтов, подстилающие визейские отложения, часто сильно закарстованы.
Визейский ярус покрывается намюрскими отложениями, а восточнее линии Зарайск—-Владимир — верейским горизонтом среднего карбона. На западе и юге района в полосе шириной от 30 до 150 км визейские отложения лежат непосредственно под четвертичными и мезозойскими, в Калужской, Тульской и Рязанской областях, в южной части Московской области и в отдельных районах Смоленской и Калининской областей они обнажаются в долинах рек и вскрыты многими карьерами. Визейский ярус подразделяется на три подъяруса: нижневизейский— Малиновский надгоризонт, средневизеискпй — яснополянский надгоризонт и верхневизейский — окский и серпуховский надгоризонты.
Наиболее древняя часть визейского яруса—-Малиновские
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ
67
отложения (Ci inn)—известны только в Ханписком районе Тульской области (Умнова, 1961). Они залегают на размытой поверхности чернышпнских известняков и кверху постепенно переходят в яснополянские отложения. Мощность малиповскпх слоев достигает 33 м; в их основании залегает десятпметровая толща мелко- и тонкозернистых песков, а вышележащая часть разреза сложена плотными жирными глинами с прослоями песков (до 4 м) и бурых углей (до 2 ж).
Вышележащие яснополянские отложения (Ci jp), представленные бобрпковским и тульским горизонтами, распространены почти повсеместно. Они залегают иа размытой поверхности турней-скпх отложений и только в Ханписком районе подстилаются Малиновскими слоями впзейского яруса.
Мощность бобриковского горизонта (Ci bb) обычно составляет 20—25 м. В нижней части он сложен мелко- и тонкозернистыми песками, а в верхней — глинами с прослоями бурых углей (обычно мощностью до 1,5—1,8, иногда до 3—4 м) и песков (то 5 — 10 ж). В депрессиях довпзейского рельефа мощность бобрнковских отложений возрастает до 50—70, а местами до 100—140 м за счет увеличения мощности песков в основании толщи (до 80—100 ж).
На южной и западной окраинах Подмосковного бассейна в боб-рпковских отложениях содержатся линзы высокоглиноземистых непластичных (сухарных) глин, местами переходящих в пестроцветные бокситоподобные породы.
Тульский горизонт (Ci tl) широко распространен, он лежит с размывом па бобриковском горизонте и на более древних отложениях. Нижняя часть горизонта сложена мелкозернистыми и тонкозернистыми кварцевыми песками, иногда с прослоями песчаников, общей мощностью от 10—15 до 50—60 и—это так называемые «надугольные пески». В верхней его части преобладают темно-серые углистые глины с подчиненными прослоями песков, бурых углей (до 1 ж) и известняков (до 5 ж). Мощность тульского горизонта обычно 30—40 я, но в долинах дотульского рельефа она возрастает до 80—90 м.
Окские отложения (Ci ok) залегают на яснополянских согласно, реже с небольшим размывом. На южном крыле Московской синеклизы они представлены довольно мощной (40—50 ж) толщей серых крепких трещиноватых известняков с прослоями глин и песков. Известняки по составу фауны расчленяются на три горизонта — а л е к с и и с к ий, михайловский и веневский. В центральной части синеклизы мощность окских отложений местами возрастает до 55—65 ж, а на юго-востоке (Рязанская обл.) —до 70—80 ж.
В основании алекспнскпх отложений в этих районах обычно выделяется маломощная (2—3, изредка — до 5 ж) толща песчано-глинистых отложений, терригенные пачки меньшей мощности (0,5—1 ж) наблюдаются также в основании михайловского и веневского горизонтов. В западном направлении роль песчано-глинистых отложений возрастает. Начиная с меридиана Калуги, нижняя часть алексинского горизонта (мощностью до 10—12 ж) сложена песками и глинами, иногда с маломощными прослоями бурых углей; увеличивается и мощность терригенных пачек, залегающих в основании михайловского и веневского горизонтов. На крайнем западе (западнее Ельни и Ржева) алексинскпй и михайловский горизонты сложены в основном песчано-глинистыми породами с подчиненными прослоями известняков. Мощность терригенной толщи, залегающей в основании веневского горизонта и представленной обычно пестроцветнымп глинами и песками, возрастает до 7—8 м.
5*
68
ОСНОВНЫЕ ЕСТЕСТВЕННО-ИСТОРИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
Распространение серпуховских отложений (Cisr), залегающих согласно на окских, ограничено на западе и юге линией Осташков— Оленино— Вязьма — Спас-Деменск — Сухинпчп — Калуга— Венев, восточнее линии Зарайск — Владимир они срезаны Верейскими отложениями. Мощность серпуховских отложений составляет 20—30 м, они подразделяются на два горизонта —тарусский и сте-шевскпй.
Тарусский горизонт (Cj tr) представлен тонкоплптчатыми известняками с линзами и прослоями кремней; мощность его изменяется от 6 до 12 м. На севере района (Селпжарово, Любим) среди тарусских отложений появляются прослои доломптпзированных известняков и доломитов. Местами в основании горизонта наблюдается пачка глин и алевритов мощностью до 5 м.
Мощность стешевского горизонта (Ci st) обычно составляет 15—18 м, но на северо-западе она сокращается до 8—12 м. В юго-западной части Московской синеклизы стешевскпй горизонт представлен черными жирными сланцеватыми глинами. Восточнее (в районах /Алексина и Венева) в нижней части горизонта наблюдаются известняки (до 8 м) с прослоями жирных глин. Западнее Калуги среди глин появляются прослои доломитов, доломитовых мергелей и до-ломитизпрованных известняков.
Севернее Москвы (Селпжарово, Ржев, Поварово, Любим) сте-шевскнй горизонт сложен доломитами и доломитовыми мергелями с подчиненными прослоями известняков и глин. На северо-востоке (Любим) в стешевских и тарусских отложениях наблюдаются эпигенетические вкрапления гипса.
Намюрский ярус (Ctn) в рассматриваемом районе представлен только протвинским горизонтом (Cipr), залегающим согласно на серпуховских отложениях и имеющим почти такую же площадь распространения. Образования намюра с резким размывом перекрываются верейским горизонтом среднего карбона. При этом местами на поверхности протвинских отложений наблюдается маломощный (до 1—1,5 м) элювий — «высоковская толща», представленный пестроцветными глинами с обломками известняков.
На западе и на юге района протвинские отложения залегают непосредственно под четвертичными пли мезозойскими и выходят на дневную поверхность в долинах Волги (Калининская область), Оки, Протвы (Калужская, Московская, Тульская области) и притоков этих рек. Мощность протвинского горизонта обычно составляет 20—25 м.
В южной части района горизонт сложен белыми перекристаллизованными «сахаровидными» известняками массивной текстуры, севернее Москвы в его составе значительную роль играют доломптизи-рованные известняки и доломиты. На северо-востоке (Любим) протвинский горизонт сложен доломитами с включениями гипса (по-видимому, эпигенетического).
Средний отдел (С2)
Башкирский ярус (С2 Ь). Присутствие башкирских отложений установлено только на северо-западе, в районе Пестово — Максатиха — Торжок, где они представлены перекристаллизованными известняками мощностью до 25 м, залегающими непосредственно на известняках протвинского горизонта. Литологически породы очень сходны с протвинскими и выделяются только на основании комплекса форамини-
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ
69
фер *. Возможно, что к башкирскому ярусу относятся также континентальные отложения, местами залегающие в глубоких доверейских долинах (см. ниже).
Московский ярус (С2 т) распространен повсеместно к северо-востоку от линии Бологое — Ржев — Гжатск — Малоярославец — Алексин— Пронск — Шацк. Он залегает на размытой поверхности башкирского яруса и на различных горизонтах нижнего карбона: на западе района — обычно на известняках намюрского яруса; восточнее линии Зарайск—Владимир — на образованиях стешевского и тарусского горизонтов, восточнее — на веневском горизонте, а в пределах Окско-Цнинского вала —на алекспнском и тульском (?) горизонтах визейского яруса.
Вдоль границы распространения московского яруса в полосе шириной до 100—120 км все его горизонты последовательно залегают под мезозойскими или непосредственно под четвертичными отложениями. В Калининской и Московской областях, а также в северных частях Смоленской, Калужской, Тульской и Рязанской областей, в долинах Волги, Вазузы, Оки, Москвы и их притоков наблюдаются выходы московского яруса на поверхность. В районе Максатпхи (Калининская обл.) на среднем карбоне залегают верхнепермские терригенные отложения, на остальной площади породы среднего карбона покрываются отложениями верхнего карбона, залегающими согласно или с очень небольшим размывом.
Верейский горизонт (С2 иг), залегающий в основании московского яруса, обычно имеет мощность 20—30 м. Он представлен в основном вязкими пестроцветными глинами, в нижней части содержащими прослои песков, а в верхней — маломощные (до 1—2 .и) прослои известняков и доломитов. Местами в основании верейского горизонта лежит толща песков мощностью до 10—15 м, а в отдельных случаях он целиком представлен песками с маломощными прослоями глин. На юго-востоке района, в пределах Окско-Цнинского вала, верхняя часть верейского горизонта сложена доломитами или известняками мощностью до 8—10 м.
Местами терригенная толща, залегающая в основании московского яруса, заполняет глубокие (до 100—120 м) доверейские долины, в которых эти отложения располагаются на различных стратиграфических горизонтах нижнего карбона и даже непосредственно на породах девона. Наиболее крупная доверейская долина прослеживается по многим буровым скважинам от района Вереи и Малоярославца (Калужская обл.) до Моршанска (Тамбовская обл.) на протяжении более 350 км. Погребенные доверейские долины обнаружены и в других районах, в том числе южнее границы сплошного распространения верейских отложений. В погребенных долинах мощность терригенных отложений, залегающих в основании московского яруса, достигает 100—120 м. Эти отложения представлены в основном мелко- и среднезернистыми песками с прослоями пестроцветных глин (до 10 л«) и песчаников (до 3—4 ,и), а также серых глин с растительными остатками (до 2—3 ж). Возможно, что нижняя часть этой толщи относится к башкирскому ярусу.
Каширский горизонт (С2 ks) лежит согласно на Верейском и покрывается подольским горизонтом. Между ними наблюдается не-
1 Принадлежность этих известняков к башкирскому ярусу нельзя считать окончательно установленной, так как в последнее время фораминнферы, характерные для башкирского яруса Приуралья, обнаружены в Подмосковье также и в протвинском юризонте.
70
ОСНОВНЫЕ ЕСТЕСТВЕННО-ИСТОРИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
большой размыв. На западе и юге района каширский горизонт покрыт четвертичными и мезозойскими отложениями. Мощность его закономерно увеличивается с запада на восток с 30—40 м в Ржевско-Ста-рпцком Поволжье до 55—60 м в Любнме и Москве и до 80—90 м в районе Рязани. В районе Окско-Цнинского вала она снова сокращается до 60—65 лк
Каширский горизонт представлен в основном доломитами с подчиненными прослоями известняков и мергелей. На южном крыле Московской синеклизы среди карбонатных пород каширского горизонта прослеживаются две толщи пестроцветных глин и алевритов (мощностью по 4—5 м): нижняя-—хотунская и верхняя — рости-славльская. Мощность ростнславльской толщи местами возрастает до 10 м за счет появляющихся в ее основании мелкозернистых песков. Соответственно выделяются (снизу вверх) три карбонатные пачки — нарекая (30—35 .и), лопаенпнекая (15—20 ж) и смедвпнская (10— 15 л). В северо-западном направлении пачки терригенных пород постепенно замещаются карбонатными породами, а смедвпнская толща срезается подольскими отложениями. Для пород каширского горизонта характерно присутствие фтористого кальция в виде мелких кристаллов флюорита и скоплений землистого ратовкита.
Подольский горизонт (C2prf) залегает на размытой поверхности каширского горизонта, он покрывается карбонатными же породами мячковского горизонта, а на западе и юге — четвертичными и мезозойскими отложениями. На южном крыле Московской синеклизы подольский горизонт представлен доломитизированными известняками с прослоями глин и мергелей общей мощностью 25—30 м. На востоке (Любим, Непейцино) мощность подольского горизонта возрастает до 35—45 м.
Мяч ко в с кий горизонт (С2 тс) залегает с небольшим размывом на карбонатных породах подольского горизонта и покрывается верхнекаменноугольнымп, а на западе и юге — четвертичными и мезозойскими отложениями. На западном и южном крыльях Московской синеклизы мячковский горизонт имеет мощность 25—30 м: он сложен чистыми органогенными известняками с редкими прослоями мергелей и доломитов. В северо-восточном направлении мощность этого горизонта возрастает до 40—45 м в районе Окско-Цнинского вала и до 68 м у г. Любима. В этих же районах возрастает мощность прослоев мергелей и доломитов и появляются прослои гипса и ангидрита во всех горизонтах московского яруса.
Верхний отдел (Сз)
Верхнекаменноугольные отложения распространены повсеместно к северо-востоку от линии Максатиха — Калинин — Истра — Москва— Коломна — Пителино (у впадения в Оку р. Мокши). Они залегают с небольшим размывом на мячковском горизонте среднего карбона. Северо-восточнее линии Весьегонск — Калязин — Киржач—-Меленки верхний карбон покрывается согласно залегающими отложениями ассельского яруса нижней перми, а в районе Бежецка и Максатихи (северная часть Калининской области) —верхнепермскими терригенными отложениями. Западнее и южнее, а также в районе Окско-Цнинского вала, на размытой поверхности верхнего карбона лежат мезозойские или четвертичные породы. Верхнекаменноугольные отложения хорошо обнажены в пределах Окско-Цнинского вала и вскрыты карьерами на отдельных участках восточнее и юго-восточнее Москвы.
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ
71
В верхнекаменноугольных отложениях выделяются два яруса — гжельский и оренбургский '.
Гжельский ярус (С3 g) имеет мощность 120—135 м, он подразделяется на два подъяруса.
Нижнегжельский подъярус (С3 gi) в Подмосковье имеет мощность 55—60 м; в нем выделяются четыре толщи — к р е в я к и н с к а я. хамовническая, дорогомиловская и яузская. Нижняя часть каждой толщи сложена доломитизированными известняками и доломитами мощностью по 8—10 м, а верхняя — пестроцветными глинами и мергелями мощностью 5—8 м. Лишь в яузской толще глинистая пачка отсутствует. В основании кревякинской толщи местами наблюдается пачка глин мощностью 3—5 м, отделяющая карбонатную пачку кревякинской толщи от известняков мячковского горизонта.
В восточном направлении пачки глинистых пород постепенно выклиниваются. В Любиме п Непейцпио нижнегжельскпй подъярус представлен сплошной толщей известняков и доломитов общей мощностью до 75—80 м.
Верхиегжельский подъярус (С3 g2). залегающий на нижнегжельском с небольшим размывом, распространен к северо-востоку от линии Бежецк — Мытищи — Шатура — Касимов. В Подмосковье верхнегжельский подъярус имеет мощность 70—75 м, он состоит из чередующихся карбонатных (преимущественно доломитовых) и глинисто-мергельных пачек. В нем выделяются четыре толщи. Нижняя из них — руса в кин с кая мощностью около 10 я целиком сложена доломи-тизпрованными известняками, которые обычно залегают непосредственно на карбонатных породах яузской толщи нижнегжельского подъяруса и отделяются от нее только по характерной для верхиегжель-ского подъяруса фауне и по наблюдающемуся местами в их основании известняковому конгломерату.
Выше лежит очень характерная, повсеместно выдержанная пестроцветная глинисто-мергельная толща — щелковская — мощностью до 15—18 м, которая является хорошим маркирующим горизонтом. Е. А. Иванова (1955) проводила по кровле этой толщи границу касимовского и гжельского ярусов, ошибочно поместив ее в своей стратиграфической схеме ниже русавкинской толщи. Две верхние толщи верхнегжельского подъяруса — амерьевская и павлово-по-садская — имеют двучленное строение. Нижняя часть каждой из этих толщ сложена доломитизированными известняками и доломитами мощностью от 15 до 25 м, а верхняя — пестроцветнымп глинами и мергелями мощностью 5—7 м.
На востоке территории в районе Окско-Цнинского вала мощность щелковской глинисто-мергелистой толщи сокращается до 6—8 м, а в остальных глинистых пачках — до 0,5—1,0 м. Общая мощность верхнегжельского подъяруса здесь возрастает до 80—86 м. В южной части Ярославской области щелковская толща иногда представлена песчаниками мощностью до 10—15 м. На северо-востоке района, в Любиме, мощность верхнегжельского подъяруса сокращается до 40 м. Здесь этот подъярус целиком сложен доломитами и известняками, причем во всей толще гжельского яруса наблюдаются прослои и вкрапления гипса и ангидрита.
‘ В настоящей работе принято утвержденное в 1960 г. Межведомственным стратиграфическим комитетом деление верхнего карбона на гжельский и оренбургский ярусы. Раньше в верхнем карбоне обычно выделялись касимовский и гжельский ярусы. В принятой в настоящей работе стратиграфической схеме первому из них соответствует нижнегжельский подъярус, а второму — верхнегжельский подъярус и оренбургский ярус.
72
ОСНОВНЫЕ ЕСТЕСТВЕННО-ИСТОРИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
Оренбургскому ярусу (Сзо), по-видимому, соответствует выделенная Д. М. Раузер-Черноусовой (1941) на Окско-Цнинском валу и сев-до фузул и новая толща. Она имеет мощность до 45 м и сложена известняками с подчиненными прослоями доломитов. На северо-востоке района (Любим) мощность этой толщи сокращается до 30 м и в ней появляются прослои и вкрапленники гипса и ангидрита. В Подмосковье к оренбургскому ярусу, вероятно, относится ногинская толща, сложенная доломитами мощностью до 40—50 м и раньше обычно включавшаяся в состав гжельского яруса.
Пермская система (Р)
Пермские отложения развиты только к северо-востоку от линии Максатпха — Кимры — Киржач—Меленки. На территории Ярославской области они покрываются триасовыми, а южнее — юрскими или четвертичными образованиями. На дневную поверхность пермские отложения выходят только в пределах Окско-Цнинского вала (восточная часть Владимирской обл.) и в районе Максатихи (Калининская обл.). В их составе выделяются нижний отдел, согласно залегающий на верх нем карбоне, и верхний отдел, породы которого залегают со значительным размывом на различных горизонтах нижней перми, а на северо-западе района — непосредственно на верхнем и среднем карбоне.
Пижнепермские отложения представлены осадками нормального морского бассейна (ассельский ярус), вверх по разрезу переходящими в лагунные отложения сакмарского яруса. В артинское, кунгурское и уфимское время рассматриваемый район, вероятно, представлял собой сушу; во всяком случае, отложения этого возраста зч.есь отсутствуют. В казанском веке верхней перми северо-восточная часть рассматриваемого района была захвачена кратковременной трансгрессией, после отступания моря на обширной территории накапливались континентальные озерно-аллювиальные отложения татарского яруса.
Нижний отдел (Р4)
Ассельский ярус (Рщз). К этому ярусу относится карбонатная толща, согласно залегающая на верхнем карбоне. В литературе она обычно описывается под названием ш в а г е р и н о в о г о горизонта, который многие исследователи включают в состав верхнего карбона.
Ассельский ярус представлен доломитами и доломптпзированнымп известняками, на северо-востоке района (Любиме) среди них появляются прослои и вкрапления гипса. Мощность ассельского яруса в пределах Окско-Цнинского вала 20—25 м, севернее она возрастает до 40—45 м.
Сакмарский ярус (Рщ) согласно залегает на ассельском; он развит только в Ярославской области и в северной части Владимирской области, где представлен доломитами с прослоями гипсов и ангидритов, мощность которых вверх по разрезу увеличивается с 0,5—1 до 4—5 ж. Верхняя часть толщи (мощностью до 25—30 м) сложена гипсами п ангидритами с подчиненными прослоями доломитов, глин и мергелей. Общая мощность сакмарского яруса1 здесь достигает 60—65 м.
Вероятно к сакмарскому ярусу относится также развитая на восточном склоне Окско-Цнинского вала толща доломитов и доломитизи-рованных известняков мощностью до 15 м (так называемые шусто-в о-д е н я т и н с к и е слои), согласно залегающая на породах ассельского яруса.
1 Некоторые исследователи верхнюю часть этой сульфатной толщи относят к артинскому и кунгурскому ярусам.
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ
73
Верхний отдел (Р2)
Казанский ярус (P2kz) развит только в северо-восточной части Ярославской области и в восточной части Владимирской области (к востоку от Окско-Цнинского вала), он залегает на размытой поверхности сакмарских отложений1. Мощность казанского яруса на Окско-Цнинском валу не превышает 15—20 л, в северном направлении она увеличивается, достигая в Любиме 60 лг. Казанский ярус представлен доломитизпрованными известняками и доломитами с вкраплениями гипса (вероятно, эпигенетическими).
Татарский ярус (Pat) залегает па размытой поверхности казанских и нпжнепермскпх отложений, а в северной части Калининской области, в районе Бежецка — Максатихи — непосредственно на образованиях верхнего и среднего карбона1 2. Мощность татарского яруса в Любиме достигает 180 лг, в западном и южном направлениях она постепенно сокращается вплоть до полного выклинивания толщи. Татарский ярус сложен пестроцветными глинами, алевритами, алевролитами, песками н мергелями с подчиненными прослоями песчаников, известняков и доломитов, часто наблюдаются вкрапленники и прослои гипса, мощность которых местами достигает 8—10 м.
Триасовая система (Т)
К нижнему триасу относится ветлужская серия (Т|Щ). развитая почти на всей территории Ярославской области, кроме ее южной части, и в северной части Владимирской области.
Она залегает на размытой поверхности татарского яруса и покрывается юрскими пли четвертичными отложениями, в долине Волги и по ее притокам триасовые отложения местами выходят на дневную поверхность. Ветлужская серия представлена пестроцветнымп песками, песчаниками, алевролитами и глинами с редкими прослоями известняков, ее общая мощность достигает 100—120 м. Как и в татарском ярусе, в ней преобладают континентальные (озерно-аллювиальные) отложения.
Юрская система (J)
Юрские отложения широко развиты на северо-востоке рассматриваемого района, в центральной части Московской синеклизы, в Калининской, Ярославской, Владимирской, Московской, Рязанской областях, а также в пределах Брянско-Рославльского прогиба в южной части Смоленской п Калужской областей. На южном крыле Московской синеклизы, в Калужской и Тульской областях, они сохранились от размыва в виде отдельных изолированных останцов.
Юрские отложения трансгрессивно залегают на сильно размытой поверхности различных горизонтов палеозоя—от девона до перми, а на северо-востоке — на ветлужской серии триаса. Среди них выделяются континентальные образования конца бата — начала келловея и морские отложения келловейского, оксфордского, кпмериджского, нижнего волжского и верхнего волжского ярусов. Сопоставление разрезов юрских отложений различных частей района приведено на рис. 10.
1 В последнее время установлено присутствие казанских отложений также в центральной части Ярославской и Владимирской областей.
2 Некоторые исследователи относят пестроцветные песчано-глинистые отложения, развитые в северной части Калининской области, не к татарскому ярусу, а к уфимской свите.
ОСНОВНЫЕ естественно-исторические факторы
о
fl-
сп


СО
OJ

ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ
75
Континентальные бат-келловейские отложения (J bt-)-cl) известны всюду, где развиты юрские отложения, однако они не имеют сплошного площадного распространения, а залегают главным образом в погребенных долинах, врезанных в палеозойские породы.
Описываемые отложения имеют мощность до 20—30 м (в отдельных случаях до 50—60 лг) и представлены аллювиальными осадками — главным образом мелкозернистыми, реже разнозернистыми песками с прослоями темно-серых пластичных глин, иногда с пластами лигнита мощностью до 2—3 м. На повышенных участках доюрского рельефа местами сохранились озерно-болотные образования — светлые каолиновые глины и бурые железняки мощностью не более 1—2 м.
Келловейский и оксфордский ярусы (J3cl + ox) распространены на всей площади развития юрских отложений. Они сложены в основном жирными или пылеватыми глинами местами, с прослоями песчаников, мергелей и известняков (0,5—1 nt). В основании толщи иногда залегают глинистые пески и алевриты мощностью до 5—6 м.
Общая мощность описываемых отложений очень непостоянна. На южном крыле Московской синеклизы, в Тульской и Калужской областях и в южной части Московской области, она обычно не превышает 5— 8 м и лишь местами возрастает до 20—30 м. В северо-восточной части района, в северной части Московской области и в Калининской., Ярославской, Владимирской и Рязанской областях, мощность келло-вейского и оксфордского ярусов возрастает до 30—40 м, а в пределах Владпмиро-Шиловского прогиба достигает 50—60 м. В Брянско-Рос-лавльском прогибе развиты только келловейские отложения, мощность которых в пределах Калужской области не превышает 20—30 а в южной части Смоленской области достигает 50—60 м.
Кимериджский ярус (J3km) довольно широко развит только в северо-восточной части района, в северной части Московской и Владимирской областей, в Калининской и Ярославской областях. Южнее образования этого яруса сохранились от размыва лишь на отдельных небольших по площади участках, приуроченных к локальным тектоническим депрессиям. Обычно они представлены плотными черными глинами мощностью до 15—20 лг, на юге района (в Калужской обл.) глины иногда замещаются спонголитом — своеобразной кремнистой породой, состоящей из спикул губок.
Нижний ВОЛЖСКИЙ И верхний ВОЛЖСКИЙ ярусы (J3V1+2) широко развиты в центральной части Московской синеклизы — в Ярославской области. На южном крыле синеклизы, в Московской, Рязанской и Тульской областях, они сохранились лишь в виде изолированных останиов, а в Брянско-Рославльском прогибе совершенно отсутствуют.
Описываемые отложения залегают на размытой поверхности нижележащих горизонтов юры, а изредка (в Тульской обл.)—непосредственно на осадках палеозоя. Обычно они представлены мелкозернистыми глинистыми кварцево-глауконитовыми песками с фосфоритами, реже темными слюдистыми глинами. Их общая мощность изменяется от 2—3 до 20—25 м. В Люберецком районе Московской области и на некоторых других участках развиты очень чистые мелкозернистые кварцевые пески мощностью до 30 м.
Меловая система (Сг)
Породы меловой системы обычно залегают на верхнеюрских, а в южной части района местами непосредственно на каменноугольных или девонских отложениях, перекрываются они четвертичными и изредка неогеновыми отложениями.
76
ОСНОВНЫЕ ЕСТЕСТВЕННО-ИСТОРИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
Меловая система представлена нижним и верхним отделами. Нижнемеловые отложения развиты на юге Смоленской и Калининской областей, в Московской, Калужской, Тульской, Рязанской и Владимирской областях, а также в центральной части Ярославской области. Верхнемеловые отложения распространены в южных частях Смоленской и Калужской областей и на Клпнско-Дмитровской гряде, в Московской и Владимирской областях. В виде небольших останцов они сохранились местами в Рязанской области. Сопоставление разрезов меловых отложений различных частей района было приведено на рис. 10.
Среди меловых отложений преобладают морские осадки. Перерывы в осадконакоплении, неоднократно наблюдавшиеся в течение всей меловой системы и приведшие к выпадению из разреза многих зон, подъярусов и целых ярусов, обычно не сопровождались накоплением континентальных отложений, которые известны только в аптском ярусе.
Нижний отдел (Сп)
Валанжинский ярус (Cnv) довольно широко распространен в центральной части Ярославской области и в южных частях Смоленской, Калужской и Рязанской областей, где мощность его осадков местами достигает 10—15 лг (обычно 3—5 м). На остальной части площади распространения нижнемеловых отложений образования валан-жпнского яруса сильно размыты и сохранились только на отдельных небольших участках, причем мощность их обычно не превышает 1-—2 м.
Валанжинские отложения представлены в основном мелкозернистыми глинистыми кварцево-глауконитовыми песками. В Рязанской, Московской, Владимирской и Ярославской областях в их основании местами залегают маломощные слои (0,5—0,6 м) фосфоритового песчаника или конгломерата нижней зоны нижнего валанжина — «рязанский горизонт». Иногда, особенно в Смоленской и Калужской областях, валанжин представлен песчанистыми глауконитовыми глинами мощностью до 5—8 м.
Готеривский и барремский ярусы (Crih + b) распространены шире, чем валанжинский, и залегают на размытой поверхности валанжин-скпх, юрских и палеозойских отложений. Обычно они представлены сильно слюдистыми алевритистымп глинами и алевритами с подчиненными прослоями мелкозернистых песков и песчаников. Мощность этих отложений обычно составляет 15—20 м, но во Владимпро-Шилов-ском прогибе (Рязанская обл.) она достигает 30—35 м, а в центральной части Московской синеклизы (Ярославская обл.)—45 м. По-видимому, большая часть описываемой толщи относится к баррему. Присутствие в ее составе готерпвских отложений установлено только в отдельных пунктах Ярославской и Рязанской областей, хотя не исключена возможность, что они имеют более широкое распространение.
Аптский ярус (Спар) обычно связан с барремским постепенным переходом, хотя местами аптские породы залегают с размывом на различных горизонтах более древних отложений (вплоть до палеозоя). Аптские образования представлены мелкозернистыми кварцевыми песками, среди которых встречаются прослои и крупные стяжения рыхлого пли сливного песчаника; местами наблюдаются прослои глины. Мощность аптских отложений достигает 20—30 м.
Альбский ярус (Crial) развит в пределах Клпнско-Дмитровской гряды и во Владнмиро-Шиловском прогибе в восточной части Рязанской области. Изолированный останец альба сохранился на Теплостан-ской возвышенности на юго-западной окраине Москвы. Образования
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ
77
альбского яруса залегают с размывом на различных горизонтах нижнего мела и имеют мощность до 50—55 м. Нижняя часть яруса (до 20 м) сложена мелкозернистыми, иногда разнозернистыми кварцевоглауконитовыми песками, а верхняя (до 30—40 м)—черными пылеватыми «парамоновскимп» глинами, алевритами и мелкозернистыми песками.
В южной части Смоленской и Калужской областей, в пределах Брянско-Рославльского прогиба развита довольно мощная песчаная толща (до 25—30 м) альб-сеноманского возраста, трансгрессивно залегающая на аптских, неокомскпх, нижнекаменноугольных и верхнедевонских отложениях и покрывающаяся туронскимп, коньякско-сантонскими, неогеновыми или четвертичными образованиями К альб-скому ярусу, по-видимому, относится нижняя часть этой толщи, сложенная мелкозернистыми кварцевыми песками с небольшой примесью глауконита общей мощностью до 10—15 м. В ее основании часто залегает прослой галечника или разнозернпстые гравийные пески мощностью до 3—4 м (изредка до 8 м).
Верхний отдел (Сг2)
Сеноманский ярус (Сг2сш) залегает на размытой поверхности альба. На Клпнско-Дмитровской гряде и в Мещерской низине (Московская, Владимирская и Рязанская области) он представлен мелко- и среднезернпстыми, местами разнозернпстыми, глинистыми, кварцево-глауконитовыми песками с песчанистыми фосфоритами. Мощность песков обычно составляет 8—10 м, но местами достигает 20—25 м.
В Брянско-Рославльском прогибе (Смоленская и Калужская области) к сеноману относится верхняя часть упоминавшейся выше альб-сеноманской толщи (мощностью 6—8 м), сложенная мелко- и среднезернпстыми, глинистыми, кварцево-глауконитовыми песками с несколькими прослоями фосфоритов, иногда сцементированных в фосфоритовую плиту. В верхней части толщи пески часто становятся сильно известковистыми.
Туронский ярус (Cr2t) залегает с размывом на сеномане, а местами (в Ельнинском районе Смоленской обл.) непосредственно на карбоне. Он покрывается коньякско-сантонскимп, неогеновыми или четвертичными отложениями. Наиболее широко турон развит в южной части Смоленской и Калужской областей, где он представлен толщей писчего мела, содержащего в нижней части значительное количество зерен кварца, глауконита и мелкие гальки фосфорита.
Мощность туронских отложений в юго-западной части Смоленской области достигает 25—30 м, в северо-восточном направлении она постепенно уменьшается вплоть до их полного выклинивания. В центральной части Смоленской области (Глинковский район) турон представлен мергелями мощностью до 38 м. В пределах Клинско-Дмптров-ской гряды к турону, по-видимому, относится маломощная (до 11 ж) толща песчанистых мергелей, известковистых глин и песков.
Коньякский и сантонский ярусы (Cr2cn + st) залегают трансгрессивно на образованиях турона и сеномана, в Рязанской области непосредственно на аптских, а в Калужской области — ина нижнекаменноугольных породах. Покрываются они четвертичными образованиями и изредка — неогеновыми.
Описываемые отложения представлены толщей опок и трепелов. На юге района, в Смоленской и Калужской областях, в нижней части толщи опоки часто известковистые, а на севере, в пределах Клинско-
78
ОСНОВНЫЕ ЕСТЕСТВЕННО-ИСТОРИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
Дмитровской гряды и Владимиро-Шиловского прогиба, они песчанистые, содержат прослои разнозернпстых песков и песчаников. Мощность коньякско-сантонских отложений обычно составляет 10—15 м. а местами достигает 30—40 м.
Палеогеновая (Pg) и неогеновая (N) системы
Палеогеновая и неогеновая системы в рассматриваемом районе представлены, по-видимому, только континентальными отложениями, хотя возможно, что во время накопления последних имели место кратковременные ингрессии моря. На рассматриваемой территории развиты два типа осадков: на юго-западе известны отложения, сопоставляемые с полтавскими слоями более южных районов, а на юго-востоке озерно-аллювиальные отложения, которые часто описывались в литературе под названием ергенинских.
Полтавские слои (Pg3—Nip/) развиты на отдельных участках в южной части Смоленской области. Они заполняют эрозионные углубления на поверхности меловых отложений, имеют мощность до 15—20 м и представлены мелкозернистыми чистыми кварцевыми песками с прослоями серых вязких пластичных глин (мощностью до 3 лг).
Неогеновые озерно-аллювиальные отложения (/, a/N) довольно широко развиты в юго-восточной части Рязанской области, где они слагают обширную аллювиальную равнину; кроме того, они сохранились на отдельных участках — в основном в погребенных неогеновых долинах—в Московской, Смоленской, Калужской и Тульской областях. Эти отложения залегают на различных стратиграфических горизонтах — от верхнего девона до верхнего мела — и покрываются четвертичными образованиями. Во многих районах Рязанской области они выходят на дневную поверхность. Мощность их достигает 60—80 м.
Представлены эти осадки в основном тонко- и мелкозернистыми песками с подчиненными прослоями глин (до 5 лг), реже встречаются разнозернпстые и гравийные пески. В основании толщи часто наблюдается скопление крупных (до 0,2—0,3 .и), плохо окатанных обломков кремня и окремнелого известняка. По палеоботаническим данным в составе этой озерно-аллювиальной толщи присутствуют как миоценовые, так и плиоценовые отложения.
Четвертичная система (Q)
Четвертичные отложения в рассматриваемом районе представлены только континентальными образованиями, они имеют повсеместное распространение. Мощность их и строение на различных участках района изменяются в широких пределах в зависимости от морфологии дочетвертичного рельефа и особенностей распространения материковых оледенений. Древнейшее из оледенений — окское — достигало примерно линии Людиново — Тула — Михайлов — Касимов. Последующее — днепровское—-оледенение охватывало почти всю территорию рассматриваемого района, за исключением небольшой площади в южной части Тульской области. Московское оледенение распространялось до линии Рославль— Калуга — Подольск — Бронницы — Юрьев-Польский1; верхнечетвертичное — валдайское — оледенение захватывало, по-видимому, только крайние северо-западные части Смоленской и Калининской
1 Возможно, что язык московского ледника спускался по долине Нерлп до г. Владимира.
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ
79
областей до линии Рудня — Пречистое — Белый — Андреаполь — Селпжарово— Вышний Волочек1 (см. рис. 11).
На мощности и строении четвертичных отложений очень сильно сказывается форма поверхности подстилающих их коренных пород, она отражает в основных чертах особенности доледникового рельефа и последующего тектонического развития района. Как видно на прилагаемой схеме (рис. 11). области высокого положения поверхности коренных отложений приурочены в основном к Средне-Русской и Вал-
Рис. 11. Схема доледникового рельефа и границ оледенений. Составил С. М. Шик Погребенные доледниковые долины: / — прослеженные по данным бурения, 2 — предполагаемые, 3 — водораздетьные пространства (с абсолютной высотой кровли дочетвергич-ных отложений более ^00 л). Границы оледенений (сплошные линии — установленные, пунктир — предполагаемые): -/—окского, 5 — днепровского, 6—московского, / — валдайского
дайской возвышенностям, а области низкого залегания этой поверхности— к Верхне-Волжской и Мещерской низинам. Таким образом, современный рельеф в основных чертах совпадает с доледниковым. Однако на большей части описываемой территории имеется система
1 Вопрос о границе распространения верхнечетвертичного оледенения до сих пор является дискуссионным. Некоторые исследователи (Москвитин, 1950; Яковлев, 1956 и др.) считают, что восточнее г. Белого она проходит значительно южнее, по линии Ржев—Калинин—Ростов, и выделяют два верхнечетвертичных оледенения — калининское и осташковское (по А. И. Москвитпну).
80
ОСНОВНЫЕ ЕСТЕСТВЕННО-ИСТОРИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
погребенных доледниковых долин, заполненных мощной толщей четвертичных отложений. Эти долины, особенно в области московского оледенения, не совпадают с современными речными долинами и часто вообще не выражены в современном рельефе. Глубина долин достигает 80—100 м при ширине всего порядка 0,5—1 км.
Мощность четвертичных отложений в южной части района обычно не превышает 10—15 м, в северном направлении она постепенно увеличивается до 60—80 м, а в области развития конечноморенных образований московского и валдайского оледенений достигает 100 м и более. В развитых здесь погребенных доледниковых долинах мощность четвертичных отложений даже в южной части района составляет 80— 100 лг, а на севере возрастает до 150—200 м.
В толще четвертичных отложений выделяются морены окского, днепровского, московского и валдайского оледенений, подстилающие, разделяющие и покрывающие их песчано-глинистые водно-ледниковые и аллювиальные отложения, а также покровные суглинки, озерные и болотные образования
Аллювиальные и флювиогляциальные отложения, залегающие под мореной окского оледенения (al, ig7Qio/e), сохранились только на отдельных участках в некоторых погребенных доледниковых долинах, где они залегают на коренных породах разного возраста. Мощность этих отложений колеблется от 5—10 до 12—15 м, они представлены песками с подчиненными прослоями суглинков и глин. Пески обычно мелкозернистые, глинистые, реже встречаются разнозернистые пески с гравием и галькой.
Морена окского оледенения (glQiok) также сохранилась главным образом в доледниковых долинах, где залегает обычно непосредственно на коренных породах, а изредка па доокских аллювиально-флювиогляциальных отложениях. Мощность морены обычно не превышает 5—10 м, но иногда достигает 25—30 м. Изредка эта морена встречается и на древних водоразделах, где всегда залегает непосредственно на коренных породах и мощность ее не превосходит 1—2 м.
Окская морена обычно представлена плотными тяжелыми суглинками с гравием и мелкой галькой, в основном состоящей из местных пород; валуны северных кристаллических пород встречаются очень редко. На дневную поверхность окская морена и подстилающие ее аллювиально-флювиогляциальные отложения не выходят.
В о д н о - л е д н и к о в ы е и аллювиальные отложения, залегающие под мореной днепровского оледенения (fg/, Igl, alQtok — Qndn), распространены значительно шире, чем описанные выше типы отложений. Они присутствуют почти во всех погребенных долинах, а также на многих участках древних водоразделов. Особенно широко эти отложения развиты в крупных депрессиях доледникового рельефа — в Верхне-Волжской и Мещерской низинах. В большинстве случаев они залегают непосредственно на коренных породах, но в доледниковых долинах иногда подстилаются окской мореной. Описываемые отложения покрываются днепровской мореной, а- на отдельных участках — днепровско-московскими межморенными отложениями пли аллювиальными отложениями речных долин. По многим речным долинам, особенно в южной части рассматриваемого района, наблюдаются выходы этих отложений на дневную поверхность. Мощ
1 Термином «водно-ледниковые отложения»' в настоящей работе обозначается весь комплекс осадков, связанный с деятельностью талых ледниковых вод и включающий как флювиогляциальные, так и озерно-ледниковые (лимногляциальные) отложения.
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ
81
ность отложений, залегающих под днепровской мореной, обычно не превышает 5—8 м, но в погребенных долинах она часто возрастает до 15—20 л, а иногда достигает 40—50 м и более.
В описываемой толще преобладают аллювиальные отложения лпхвпнского межледниковья и флювиогляциальные отложения днепровского оледенения, представленные мелко- и среднезернпстыми, глинистыми, известковистыми песками. Местами, особенно в нижней части толщи, наблюдаются разнозернистые гравийные песни мощностью до 3—5 л, а в погребенных долинах иногда встречаются довольно мощные гравийно-галечные прослои.
Подчиненное значение имеют озерно-ледниковые отложения, представленные глинами, суглинками и супесями, часто с ленточной слоистостью. В погребенных долинах местами встречаются озерные отложения лпхвпнского межледниковья, представленные известковистыми супесями и суглинками с прослоями сапропелитов и мергелей, а также погребенные торфяники.
Морена днепровского оледенения (g/Qnrf/i) в рассматриваемом районе развита почти повсеместно, она отсутствует лишь в южной части Тульской области, а также на отдельных участках высокого залегания кровли коренных пород. На северо-западе района, в области валдайского оледенения, днепровская морена сохранилась главным образом в погребенных долинах, сильно размыта она и в Мещерской низине. Мощность морены обычно составляет 10—15 м, но в погребенных долинах она иногда достигает 50—60 м. Днепровская морена сложена неоднородными песчанистыми суглинками с довольно большим количеством гравия, гальки и валунов как местных осадочных, так и северных кристаллических пород. Иногда в морене встречаются прослои и линзы песков, а также отторженцы коренных пород.
Дн е п р о в с к о - м о с к о в с к и е меж моренные и днепровские надморенные отложения (fgl, IglQudn—т). В области московского оледенения почти повсеместно развита межморенная толща, разделяющая морены днепровского и московского оле-(ененпй. На участках, где днепровская морена размыта, эта толща залегает на доднепровских аллювиально-флювиогляциальных отложениях пли непосредственно на коренных породах. Московская морена, покрывающая описываемые отложения, также местами бывает размыта, и на них налегают непосредственно надморенные водно-ледниковые отложения пли аллювиальные отложения речных долин. Мощность межморенной толщи обычно составляет 10—15 м, но иногда она сокращается вплоть до полного выклинивания или местами, особенно в древних долинах, возрастает до 40—50 м. В этой толще, согласно наблюдениям, преобладают водно-ледниковые отложения конца днепровского и начала московского оледенений и аллювиальные отложения одинцовского межледниковья. И те и другие представлены в основном разнозернистымп песками с гравием и галькой, с подчиненными прослоями суглинков п глин. В погребенных долинах нередко встречаются озерно-болотные образования — однородные супеси и суглинки с прослоями мергеля, сапропелита и торфа общей мощностью до 30—40 м.
Южнее границы московского оледенения, особенно в Мещерской и в других низинах, довольно широко развиты водно-ледниковые отложения, залегающие на днепровской морене под покровными суглинками или непосредственно под почвой. Эти отложения образовывались в основном во время отступания днепровского ледника, а частично и во время максимального распространения московского ледника. Мощность их обычно составляет 3—5 м, но местами возрастает до 10—15 лк Они 6 Заказ 161.
-1500-
НОВГОРОД
алич
1247 Vn
-J>_97 -
Sx КОСТРОМА
®£гв50Н
Великие Луки
-1180
1648
01261 Pt
-1500:
ВИТЕБС
СВОД
Коломна
1290
II
ЯЗАНЬ ®
-Сухиничи о
>,»Х«.69О
-500
>000
О 2030 Pt-
.-1500
X 161
-78?
832
710 -□40
,3ООО
-г1*°
Вязьма ф~1ОО8 1253
Пестово№
74455;«
1602- ®
СЭ760 Ре ’.If 1
'Soo
ВЛАДИМИР
КАЛУГА
оСпас-Деменск х тм?
^.КАЛИНИН


Й731 \ ; <в РедкинооЗг, Старица \ 4351 г	\: YV
1542	\ •. '
Бётнецк
-О.
Кимры
_Нёпейцин6?\
Опа
О ввг Е>
7°о0
CBj5O2 Vn
6f
*4* 20/6 ГКО

СЛ

I J ! Tati ® Арзамас
‘ / Ч токмовский
-7so —У-Л 8 /so—	, -
МОГИЛЕВ
Рославльсу- *
_\оО°
1' V
-1362 \
1481	\
9 21о;
Г—?~Л2158
- —9 937
Л -.338 О -253Л A -Kt “^9 (
-250
6РЯН
СКАЯ
ЕКЛИ^А ' ©ОРЕЛ
г°оо
±17
802 ||
Рис. 12. Тектоническая схема. Составил К. Ю. Волков. 1963 г.
1 — скважины, вскрывшие кристаллический фундамент (числитель — отметки кровли фундамента, знаменатель — глубина до фундамента, м), 2 — скважины, не достигшие кристаллического фундамента (знаменатель — глубнна н нндекс вскрытых в забое пород), 3— изогипсы кровли фундамента по данным бурения н сейсморазведки (пунктир — предполагаемые), 4 — то же, по гравитационно-магнитным данным. 5 — дизъюнктивные нарушения, 6 — прогибы. 7— поднятия. Тектонические стр у к-туры первого порядка: I — Московская синеклиза, // — Токмовский свод. II/ — Пачелмскнй прогиб, IV Воронежская антеклнза. Т е к т о н и ч е с к и е структуры второго порядка (арабские цифры в кружках): 1 —Валдайский прогиб, 2—Нелндово-Торжокский выступ, 3 —Брянско-Рославльский прогиб, 4— Труфаново-Павелецкая зона поднятий, 5— Щекино-Горловская зона прогибов, 6—• Окско-Цнинекий вал, 7 Владнмнро-Шиловский прогиб, 8 Московский грабен. Предположительно выделенные структуры второго порядка (арабские цифры в пунктирных кружках): 9 — Рыбннско-Любнмская зона поднятий, /£) —Ростовско-Костромская зона поднятий, И— Ярославско-Галичская зона прогиба
82
ОСНОВНЫЕ ЕСТЕСТВЕННО-ИСТОРИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
представлены разнозернистыми (преимущественно мелко- и среднезернистыми) песками, однако местами широко развиты и озерно-ледниковые образования — суглинки и глины, иногда с хорошо выраженной ленточной слоистостью («ленточные глины»), ЛАощность их до 8— 10 м.
Морена московского оледенения (g7QiHH) к северо-западу от линии Рославль — Калуга—-Подольск — Юрьев-Польский развита почти повсеместно. Мощность ее обычно составляет 15—20 м, но в погребенных долинах иногда возрастает до 40—50 м, а в области развития конечноморенных образований даже до 80—100 м. Московская морена сложена неоднородными песчанистыми суглинками и супесями с довольно большим количеством гравия, гальки и валунов кристаллических и осадочных пород, в ней значительно чаще, чем в днепровской морене, встречаются прослои и линзы песков, а также крупные отторженцы коренных пород. Последние особенности характерны для западной части Калининской области (район г. Торжка), причем размеры некоторых из них достигают нескольких квадратных километров.
М о с к о в с к о - в а л д а й с к и е меж море иные и московские надморенные отложения (fgl, Igl Qn'»—Qmo). В северо-западной части района, покрывавшейся валдайским ледником, широко развита межморенная толща, разделяющая морены московского и валдайского оледенений. На участках, где московская морена размыта, эта толща залегает на днепровско-московских аллювиально-флювиогляциальных отложениях пли непосредственно на коренных породах. Мощность межморенной толщи колеблется от нуля — на участках, где валдайская морена непосредственно налегает на московскую,—до нескольких десятков метров, но обычно не превосходит 10—15 м.
Наряду с различными по зернистости песками флювиогляциального п аллювиального происхождения в ней довольно широко развиты озерно-ледниковые суглинки и глины, в том числе глины с ленточной слоистостью, а также озерно-болотные отложения.
Между границами валдайского и московского оледенений во всех низинах широко развиты водно-ледниковые отложения, залегающие на московской морене под покровными суглинками пли непосредственно под почвой. Они образовались в основном во время отступания московского ледника, а вблизи границы валдайского оледенения — и во время максимального распространения валдайского ледника. Мощность водно-ледниковых отложений часто не превышает 1—2 м, по обычно составляет 8—10 лг, а местами достигает 15—20 м. Наряду с различными по зернистости флювиогляциальными песками в составе этой толщи существенную роль играют озерно-ледниковые суглинки и глины.
Морена валдайского оледенения (g/Qui^) развита только в северо-западной части района. Мощность ее обычно не превышает 5—10 Л1, по в областях развития конечноморенных образований возрастает до 50—80 м. Морена обычно представлена тяжелыми, слабо-песчанистыми суглинками и глинами с гравием, галькой и валунами преимущественно кристаллических пород. Прослои и линзы песков и глин, а также отторженцы коренных пород в валдайской морене встречаются значительно реже, чем в московской, но очень широко развиты отторженцы озерно-ледниковых отложений.
Валдайские надморенные отложения (fgl, Igl Qin v) широко развиты в верховьях Западной Двины в пределах Велижской низины, где они представлены главным образом водно-ледниковымг супесями, суглинками и глинами (часто ленточными) мощностью до 10—12 м. Песчаные флювиогляциальные отложения как в пределах
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ
83
этой низины, так и на Валдайской возвышенности имеют ограниченное распространение, мощность их обычно не превышает 2—3 м.
Покровные отложения (prQi-m) распространены чрезвычайно широко и представлены преимущественно суглинками. Они сплошным чехлом покрывают почти все водораздельные площади и отсутствуют только в области валдайского оледенения, на обширных полях флювиогляциальных отложений Мещерской, Верхне-Волжской, Угринской и других низин, а также на низких надпойменных террасах, поймах и современных торфяниках.
В южной части Тульской области, за границей днепровского оледенения, покровные образования лежат непосредственно на коренных породах, а севернее — на ледниковых и водно-ледниковых отложениях днепровского и московского оледенений.
Максимальную мощность 20—25 м — при обычной мощности 10—12 м— покровные суглинки имеют на юго-западе района, в южных частях Смоленской и Калужской областей, и на его юго-востоке, в южной части Рязанской области, где развиты легкие пористые известковистые лёссовидные суглинки. В северном направлении лёссовидные суглинки постепенно переходят в плотные, тяжелые суглинки мощностью не более 8—10 м (обычно 3—5 м), такие же суглинки развиты п в южной части Тульской области. Вблизи границы валцайского оледенения покровные суглинки значительно опесчаниваются, а местами переходят в тонкие однородные супеси.
Делювиальные отложения (d/Qn-iv) довольно широко развиты на склонах речных долин, особенно в тех районах, где па водоразделах развиты суглинистые покровные отложения. Они имеют мощность до 2—3 м и представлены суглинками и супесями, лптологически очень сходными с покровными, но отличающимися большей опесчанен-ностью и присутствием гравийного материала.
Аллювиальные отложения речных долин. Речные долины лучше всего разработаны в юго-восточной части района (за границей московского оледенения), где в них наблюдаются пойма (al Qrv) п четыре надпойменных террасы: первая (al (It) Qui), вторая (al (21) Qin), третья (al (3t) Qn-ш) и четвертая (al (4t) Qu). В области московского оледенения в речных долинах наблюдается только три, а в области валдайского оледенения одна надпойменная терраса.
Аллювий четвертой, третьей и второй надпойменных террас обычно имеет мощность не более 5—8 м, он лежит на цоколе, состоящем из ледниковых или дочетвертичных отложений и возвышающемся на 10—20 м над урезом реки. ААощность аллювия первой надпойменной террасы и поймы на крупных реках возрастает до 20—25 м, а подошва его обычно лежит ниже уреза воды.
Аллювиальные отложения представлены главным образом мелко-и среднезернистыми песками, в основании аллювия часто залегают разнозернистые пески с гравием и галькой. Суглинки и супеси играют существенную роль только в составе современного аллювия.
Современные озерные и болотные отложения (/,/iQiv). Современные озера развиты главным образом в северо-западной части района, в области валдайского оледенения. В течение голоцена в них накапливались сапропелевые или известковистые илы, мощность которых местами достигает 10—15 м. В связи с сокращением площади многих озер, эти водоемы окружены террасами, сложенными озерными осадками.
На остальной части описываемой площади сохранились лишь отдельные, наиболее крупные озера, существующие со времени московского или даже днепровского оледенений. В них озерные осадки накап-
6*
84
ОСНОВНЫЕ ЕСТЕСТВЕННО-ИСТОРИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
ливалпсь не только в голоцене, но и в течение верхпечетвертичного, а иногда и среднечетвертичного времени. Мощность осадков в таких озерах иногда достигает 30—40 м.
Современные болота наиболее широко распространены в области валдайского оледенения, где они занимают 8—9% всей территории; площадь некоторых торфяных массивов достигает 30—40 тыс. га. Очень сильно заторфована также Мещерская низина. За исключением этой низины, в области развития московского оледенения торфяники занимают не более 2% всей площади, а в области днепровского оледенения на водоразделах они практически отсутствуют. Мощность торфов обычно колеблется от 2—3 до 8—10 м.
2. ТЕКТОНИКА
Описываемая территория расположена в центральной части Русской платформы. Здесь сопрягаются четыре структуры первого порядка (рис. 12): Московская синеклиза (I), Токмовский свод (II), Пачелм-скнй (Рязано-Саратовский) прогиб (III), Воронежская антеклпза (IV).
В геологическом разрезе на этой территории выделяются пять структурных этажей, характеристика которых приведена в табл. 4.
Таблица 4
Структурные этажи центральной части Русской платформы
Этажи (сверху ВНИЗ)	Характер и возраст отложений	Время структурного оформления	Распространение в пределах структур первого п орядка
Пятый	Осадочные породы кайнозоя и мезозоя (без Т,)	Кайнозойская и мезозойская фазы	I, II, III, IV
Четвертый	Осадочные породы нижнего триаса, пермской, каменноугольной и девонской систем	Герцинская фаза	I. II, (III)*, (IV)
Третий	Осадочные породы силура, ордовика и кембрия	Поздне- н раннекаледонская фазы	I, (III?)
Второй	Осадочные породы вендского комплекса и рифея	Раннекаледонская и байкальская фазы	I, III
Первый	Сильно дислоцированные метаморфические, магматические породы среднего и нижнего протерозоя и архея	С р ед н е-нижнеп ротер озой -ская и архейская фазы	I, II, III, IV
* Скобками отмечены неполные разрезы.
Возникновение структур первого порядка на рассматриваемом участке платформы генетически связано с развитием грабенов двух направлений: одного, Пачелмского, имеющего северо-западно — юго-восточное направление, и трех —Московского, Крестцовского п Яро-славско-Галического — юго-западного— северо-восточного направления. Грабены были выполнены рифейскими отложениями, предполагаемая мощность которых изменялась от 800 (Крестцовскпй грабен) до 2200 /t (Пачелмский грабен).
Начало формирования Московской синеклизы относится, по-видимому, к вендскому времени, когда испытывала погружение вся площадь, расположенная между юго-восточным крылом Балтийского
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ
85
шита, Волго-Уральским сводом и Воронежской антеклизой. Глубина залегания кровли кристаллического фундамента в погруженной части Московской синеклизы (по геофизическим данным и одиночным скважинам) изменяется от 1,5 до 3,5—4,0 км; шарнир испытывал погружение в северо-восточном направлении со средним уклоном по кровле фундамента 7 м!км и по подошве верхнещигровского горизонта (D3) порядка 2 м/км.
По результатам геофизических работ между Ярославлем и Галичем в кристаллическом фундаменте Ярославско-Галической зоны намечается центральный грабен и прилегающие к нему с северо-запада две зоны поднятий (см. рис. 12).
Рис. 13. Карта изопахит франских отложений. Составил К. Ю. Волков
/— скважина и ее название, мощность (в .«) франских отложений, 2 — изопахиты (сечение через 25 лО
Структура кристаллического фундамента, изучавшаяся геофизическими методами, в Пачелмском прогибе, по-видимому, имеет сложный характер. Здесь намечаются высокоамплитудные продольные припортовые дислокации фундамента, маскирующие предполагаемый общий юго-восточный наклон шарнира прогиба, который устанавливается только по мезозойским отложениям. Изопахиты франских отложений в прогибе вытянуты вдоль его оси. Начиная с верхнеюрского времени, прогиб стал значительно расширяться в результате опускания крыльев. Токмовского свода п Воронежской антеклизы (Шатский, 1946; Муратов, 1962).
86
ОСНОВНЫЕ ЕСТЕСТВЕННО-ИСТОРИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
Две другие структуры первого порядка — Токмовскпй свод (в изогипсе кристаллического фундамента минус 1000 м) и Воронежская антеклиза (в изогипсе минус 500 м) приобрели самостоятельный характер в девоне, когда произошло отделение Воронежской антеклизы от Украинского щита (DJ) и Токмовского свода от Волго-Уральского (Dg). Обе эти структуры в основном расположены за границами описываемой территории.
Рис. 14. Карта стратоизогипс потошвы верхнещигровского горизонта. Составил К. Ю. Волков
1 — скважина и ее название, абсолютная отметка подошвы верхнешигровского горизонта, 2—изогипсы (сечение через 100 .«)
В границах карты (см. рис. 12) по рельефу кровли кристаллического фундамента и по условиям залегания палеозойских и мезозойских отложений выделены одиннадцать структур второго порядка, преимущественно приуроченных к бортам структур первого порядка. Три из них (9, 10 и 11) выделены в погруженной части Московской синеклизы по данным геофизических п геологических исследований. Ниже приводится краткая характеристика структур второго порядка.
1.	Крестцовский прогиб. По кровле кристаллического фундамента имеет амплитуду до 700 м\ выполнен рифейскпми, а также вендскими н кембро-ордовпкскпми отложениями.
2.	Нелидовско-Торжокский выступ. По кровле кристаллического фундамента и по подошве мосоловских, верхнещигровских и задонских отложений имеет амплитуду 200—250 м.
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ
87
3.	Брянско-Рославльский прогиб. Установлен по турнейским, визей-скпм п мезозойским отложениям. Его амплитуда по алексннскому горизонту (Ci al) составляет НО м, по поверхности кристаллического фундамента — около 150 .и.
4—	5. Труфаново-Павелецкая зона поднятия и Щекино-Горловская зона прогиба расположены в области сочленения Московской синеклизы с Воронежской антеклнзой. Обе структуры установлены по тур-пепскнм и впзейскпм отложениям; их амплитуды не превосходят 50 м.
6.	Окско-Цнинский вал приурочен к западному крылу Токмовского свода. Вал прослежен в виде цепи локальных поднятии с амплитудами около 100 и п углами падения на крыльях до 6—8 м. Поднятия установлены по условиях залегания мезозойских, верхне- и среднепалеозойских отложений. Своды поднятий в более высоких горизонтах смещены к востоку и северо-востоку в направлении к Токмозскому своду. К северо-западу от Каверина в пределах Окско-Цнинского вала сейсмическими исследованиями (по замкнутой изогипсе минус 2000 л) установлено Чучковское поднятие кристаллического фундамента с амплитудой до 500 л.
7.	Западнее вала расположен Владпмпро-Шиловский прогиб, установленный по условиям залегания девонских, каменноугольных, мезозойских отложений, имеющий амплитуду до 300 м.
8.	Сейсмическими исследованиями выявлен Московский грабен, в пределах которого кристаллический фундамент залегает на глубине то 3,5 км. С севера грабен ограничен сбросом с амплитудой более 2 км. Грабен выполнен предположительно рифейскпми отложениями мощностью до 2 тыс. м. Условия залегания каменноугольных отложений к востоку п юго-востоку от Москвы, а также геоморфологические данные п результаты точного нивелирования показали, что в районе сброса могли происходить и более молодые подвижки.
9.	Рыбпнско-Любпмская зона поднятия с амплитудами до 400 м по кровле кристаллического фундамента п до 100 м по кровле ордовика, каменноугольных, пермских и юрских отложений.
10.	Ростовско-Костромская зона поднятия с амплитудами 200— 250 м по кровле кристаллического фундамента п до 50 м по кровле пермских, триасовых и юрских отложений.
II.	Ярославско-Галическая зона прогиба с амплитудами до 400— 500 л по кровле триасовых и юрских отложений. Между Рыбпнско-Любпмской и Ярославско-Галической зонами предполагается региональный сброс.
На рассматриваемой территории геологическими и геофизическими методами в процессе поисков и разведки на различные полезные ископаемые выявлено большое количество тектонических структур III порядка, преимущественно поднятий. Преобладающая их часть приурочена к крыльям структур первого порядка п ориентирована по простиранию крыльев. Размеры структур III порядка изменяются от 3—5 км до первых десятков километров по длинной оси. Амплитуды достигают 50—100 м по маркирующим горизонтам осадочных пород и 200—300 м по кровле кристаллического фундамента.
Начиная с 1961 г., изучение тектонической структуры территории производится более интенсивно в связи с работами по оценке перспектив нефтегазоносности центральных районов Русской платформы. Более детальное изучение некоторых структур III порядка в пределах Московской синеклизы (Любимского, Даниловского и Рыбинского поднятий) и ее южного крыла (Калужского и Щелковского поднятий), проводившееся геологическими и геофизическими методами, позволило установить несколько фаз их формирования — от нижнепалеозойскнх
88
ОСНОВНЫЕ ЕСТЕСТВЕННО-ИСТОРИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
до мезозойских и четвертичных включительно. На Калужском поднятии установлены два сброса субмеридионального направления (эйфель-ское время) с общей амплитудой до 150 м. К их опущенным северо-восточным крыльям приурочены две площади развития вод повышенной минерализации, сформировавшиеся в условиях застойного режима.
3.	ИСТОРИЯ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ
Имеющиеся данные позволяют более или менее достоверно судить только о платформенном этапе развития рассматриваемого района, начавшемся в середине протерозоя и продолжающемся до настоящего времени. В архее и в первой половине протерозоя здесь, по-видимому, имели место геосинклинальные условия; процессы накопления мощных осадочных п эффузивных толщ неоднократно сменялись эпохами орогенеза и интенсивной интрузивной деятельности. Это привело в середине протерозоя к консолидации Русской платформы, кристаллический фундамент которой сложен сильно дислоцированными и глубокомета-морфпзованнымп породами архея и нижнего протерозоя.
Дальнейший платформенный этап развития характеризовался наличием колебательных эпейрогенических движений различной амплитуды, которые обусловили цикличное строение всей осадочной толщи. При этом выделяются циклы различных порядков. Наиболее крупные колебательные движения приводили к чередованию длительных — охватывавших несколько геологических периодов — этапов осадконакопления, происходивших в основном в эпиконтинентальных морских бассейнах, с не менее длительными перерывами, в течение которых размывалась часть накопившихся ранее осадков (циклы первого порядка). Колебательные движения меньшей амплитуды проявлялись в возникновении на фоне этих крупных ритмов более мелких, охватывавших несколько эпох (циклы второго порядка), а внутри них — циклов третьего порядка, соответствующих веку пли части века (рис. 15 и 16).
Первый крупнейший цикл осадконакопления охватывает период от позднего рифея до ордовика и отделяется от следующего цикла длительным перерывом (верхний ордовик — нижний девон). В рифейское время осадконакопление происходило, по-видимому, только в области Пачелмского и Крестцовского прогибов и в отдельных грабенообразных впадинах в пределах Московской синеклизы, испытывавших интенсивное погружение. В южной части рассматриваемого района (Воронежская антеклиза) происходило, вероятно, не менее интенсивное поднятие, вызвавшее снос большой массы обломочного материала. Накопление его в морских бассейнах, занимавших погружающиеся части платформы, привело к образованию мощных (до 1000 м и более) терригенных толщ сердобской и полесской серий. Вероятно, местами в это время происходили и подводные излияния.
К концу рпфея рельеф в области сноса был, вероятно, значительно снивелирован, а прогибы заполнены осадками. Местами на поверхности кристаллических пород формировалась довольно мощная кора выветривания.
После кратковременного поднятия, завершившего рифейский этап развития платформы, вся рассматриваемая территория испытала новое погружение и была занята эпиконтинентальным морским бассейном, который с двумя довольно значительными перерывами (конец вендского времени и вторая половина кембрия) продолжал существовать до конца среднего ордовика. В вендское и кембрийское время здесь происходило накопление песчано-глинистых отложений, почти лишенных органических остатков, и имели место подводные излияния.
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ
89
В ордовике образовалась мощная толща преимущественно карбонатных осадков с обильной и разнообразной морской фауной. Кембрийские и ордовикские отложения сохранились только в северной части района. Возможно, что в это время происходило сокращение морского
Период	эпоха	Осадконакопление			
		Конщинен-'"'та’лыное'	Морское		
Четвертичный	Q				
Неогеновый	Ns				Iv
	N,				
Палеогеновый	Рч,’				
	Pq?				
	Pq,				
Меловой	Cr2			3	III
	Cr,				
Юрский	Js			1	
	Ja J,	-			
Триасовый	T3				
	T2				
	T,			4	
Пермский	T5TI — ГЧ				
Каменноугольный*	C3			•3 •2	41
	Cz c,	—_—J			
Девонский				1	
	D,				
	D,				
Силурийский	•$2				
	5,				
Ордовикский	Oj			4	
	O?				
	0,				
Кембрийский	Cm3				
	Cm2				
	Cm,				
Вендский	Vn			2	I
Рифейский	R			1	
Рис. 15. Ритмичность осадконакопления в послепротерозойскос время. Составил С. М. Шик
/, II, III, IV — циклы осадконакопления первого порядка; 1, 2, 3. 4 — циклы осадконакопления второго порядка
бассейна по сравнению с его размерами в период накопления осадков вендского комплекса; однако площад!, бассейна была, вероятно, больше площади современного распространения соответствующих отложений,
90
ОСНОВНЫЕ ЕСТЕСТВЕННО-ИСТОРИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
а их отсутствие в южной части района отчасти объясняется их последующим размывом.
В примыкавших к Русской платформе геосинклиналях каледонская складчатость вызвала поднятие, следствием которого был длительный континентальный перерыв, охватывавший поздний ордовик, силур и ранний девон.
Период
Век
Намюрский
Визейский
Турнейский
Фаменский
Франский
Живетский
Эйфельский
Кобленцский
Жиденский
Осадко нанопленке
Время
Морское
Континентальное
C,t,
O2gv
D2c
Dgd
В3е
D3fnij
C,te
б,рг С<зг Ciott Clip C,mn

Рис. 16. Ритмичность осадконакопления в девоне и нижнем карбоне. Составил С. М. Шик
1,	2 — циклы осадконакопления второго порядка; а, б, в и т. д. — циклы осадконакопления третьего порядка
Новое крупное опускание платформы началось в среднем девоне и продолжалось с небольшими перерывами до конца палеозоя. За это время накопилась мощная (более 1500 м) толща морских, преимущественно карбонатных отложений; терригенные континентальные и прибрежно-морские отложения имели подчиненное значение. Внутри этого цикла осадконакопления первого порядка выделяются четыре цикла второго порядка, разделенные периодами полного осушения района и частичного размыва накопившихся ранее осадков (см. рис. 16). Первый из них, охватывающий средний и верхний девон и турнейский ярус нижнего карбона, в свою очередь четко подразделяется на циклы третьего
IЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ
91
порядка. Два таких цикла выделяются в среднем девоне и по два цикла — во франском, фаменском и турнейском веках.
Максимумы трансгрессий приходятся на следующие периоды: на раннеэйфельское время — рижского горизонта (цикл 1а на рис. 16); на границу эйфельского и живетского веков — мосоловский и черно-ярский горизонты (цикл 16); на среднефранское время — рудкпн-ский горизонт (цикл 1в); на конец франского века — ливенский горизонт (цикл 1г); на конец ранпефаменского времени — елецкий горизонт (цикл Id); на вторую половину фаменского века — кудеяровские слои (цикл 1е); на конец раннетурнейского времени — упинский горизонт (цикл 1ж); на середину позднетурненского времени — чернышип-ские слои (цикл 1з). Трансгрессии проявляются в разрезе карбонатных отложений обильной и разнообразной фауной открытого моря.
Наиболее крупные регрессии отмечаются: в середине эйфельского века—-нижняя часть морсовского горизонта; на границе живетского п франского веков — ястребовский и нижнещпгровскнй горизонты; в начале верхнефранского времени — петинскнй горизонт; в начале фаменского века—задонский горизонт; в середине фаменского века — орловско-сабуровские слои; в конце фаменского века — озерские слои и в начале позднетурнейского времени — агеевские слои.
Регрессии фиксируются появлением в разрезе сульфатных, а иногда и галогенных лагунных отложений (нижняя часть морсовского горизонта, озерские слои), терригенных континентальных (петинскнй горизонт, агеевские слои) или прибрежно-морских отложений (ястребов-скип и нпжнещпгровский горизонты, орловско-сабуровские слои).
Поднятие платформы, происходившее в конце турнейского века, привело к перерыву в осадконакоплении, охватывавшему конец турнейского и начало визейского веков. В это время были почти повсеместно размыты верхпетурнейские отложения, а на востоке района, где амплитуда поднятия была больше, также и нпжнетурпейские. К концу этого периода уже была выработана система речных долин, глубоко врезанных в породы турнейского яруса, а местами — ив озерско-хованские слои верхнего девона. В дальнейшем эти долины заполнились визейски-ми осадками. Известняки турнейского яруса и озерско-хованских слоев верхнего девона местами были сильно закарстованы.
Следующий цикл второго порядка начался с накопления континентальных малпновских и бобриковских отложений, которые сменились морскими (преимущественно карбонатными) тульскими, окскими, серпуховскими и протвинскими отложениями. Цикл закончился новым крупным континентальным перерывом на границе раннего и среднего карбона, что привело к отсутствию в рассматриваемом районе морских осадков позднего намюра и башкирского века '. На востоке территории, где амплитуда поднятия была больше, отсутствует и значительная часть впзейских отложений. В это время снова были выработаны очень глубокие (более 100 м) узкие долины, которые в начале следующего цикла заполнились аллювиальными осадками конца башкирского века (?) и прибрежно-морскими отложениями начала московского века (верейский горизонт). На междуречьях в это время формировалась кора выветривания (высоковская голща) и получили широкое развитие карстовые процессы.
Третий цикл второго порядка, начавшийся накоплением упомянутых выше континентальных и прибрежно-морских осадков, охватывает мо-
1 Возможно, что в начале башкирского века в северной части района имела место кратковременная морская трансгрессия; однако данные о наличии здесь морских башкирских отложений нельзя считать вполне достоверными.
92
ОСНОВНЫЕ ЕСТЕСТВЕННО-ИСТОРИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
сковский век среднего карбона, позднекаменноугольную эпоху и значительную часть раииепермской эпохи, когда отлагались преимущественно карбонатные осадки. Он закончился накоплением сульфатных лагунных отложений сакмарского яруса, за которым последовало осушение района.
Внутри этих двух крупных циклов четко вырисовываются более мелкие, каждый из которых соответствует горизонту или части горизонта. Так, в визейском ярусе тульский, алексинский, михайловский, веневский и тарусский горизонты начинаются с терригенных континентальных пли прибрежно-морских отложений и заканчиваются карбонатными осадками открытого морского бассейна. Не менее четко эта цикличность проявляется в среднем и верхнем карбоне, где среди карбонатных отложений выделяется ряд пестроцветных пачек, сложенных мергелями, глинами, а иногда и песками, свидетельствующих о сокращении площади морского бассейна. Внутри карбонатных пачек нередко наблюдаются следы еще более мелких колебательных движений, вызывавших обмеление морского бассейна — прослои стигмариевых известняков в михайловском горизонте визейского яруса, автохтонные известняковые конгломераты в среднем и в верхнем карбоне и т. д.
После континентального перерыва, охватывавшего артпнский, кунгурский и уфимский века и связанного с поднятием платформы, отражавшем начало герцинской складчатости на Урале, в казанском веке происходила кратковременная трансгрессия, захватывавшая, по-видимому, только северную часть рассматриваемого района. Однако очень скоро в связи с продолжавшейся герцинской складчатостью и вызванным ею поднятием платформы море вновь отступило, в течение татарского века н в начале триаса в северной части района накапливалась мощная толща пестроцветных лагунных и озерно-аллювиальных отложений. На юге в это время, по-впдпмому, размывались накопившиеся ранее отложения.
В результате продолжавшегося поднятия осадконакопление прекратилось и па севере района, так что осадки среднего и позднего триаса, ранней и большей части средней юры в рассматриваемом районе практически отсутствуют. В этот длительный континентальный период снова выработалась система глубоко врезанных речных долин, в конце средней юры заполнившихся мощной (до 70—80 м) толщей аллювиальных и озерных отложений. На междуречьях местами накапливались болотные отложения (лигниты, железные руды), а в слагающих междуречья карбонатных отложениях девонской и каменноугольной систем широкое развитие получили карстовые процессы.
В начале поздней юры (ранний келловей) с востока в рассматриваемый район проникла трансгрессия, распространившаяся до района Рязани, в среднем келловее трансгрессия, по-видимому, захватила почти всю рассматриваемую территорию. Морские условия в общем преобладали в течение всей поздней юры и раннего мела.
Особенно интенсивное осадконакопление происходило в центральной части Московской синеклизы и во Владимиро-Шиловском прогибе, где общая мощность песчано-глинистых осадков достигает 200 м. Однако в результате продолжавшихся колебательных движений многократно происходили кратковременные осушения бассейна, в результате чего осадки почти каждой зоны лежат на подстилающих породах с размывом. Один из наиболее значительных размывов имел место на границе кимериджского и нижневолжского веков, в результате этого размыва в южной половине района были почти повсеместно уничтожены киме-риджские отложения, а вымытые из них фосфоритовые конкреции сгру- • жены в основании нижнего волжского яруса. Не менее значительные
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ
93
перерывы происходили на границе юрского и мелового периодов в го-теривском веке и в конце апта. На это указывает трансгрессивное залегание осадков валанжппа, почти повсеместное отсутствие готеривских отложений, наличие континентальных аптских отложений и трансгрессивное залегание осадков альба.
Морские условия продолжали существовать и в позднемеловое время; между ярусами здесь также наблюдаются перерывы в осадконакоплении. Однако поступление в морской бассейн терригенного материала в этот период сильно сократилось; в связи с этим в туроне отлагалась мощная толща писчего мела, а в коньякском и сантонском веках — толща трепелов и опок. Увеличение в северном направлении роли терригенного материала показывает, что область сноса в это время находилась севернее рассматриваемого района.
Во второй половине позднемеловой эпохи и в течение палеогена на всей рассматриваемой территории, по-видимому, господствовали процессы размыва. К концу палеогена, вероятно, уже выработался сильно расчлененный эрозионный рельеф; в конце олигоцена в речных долинах южной части района началось накопление континентальных аллювиальных отложений, на юго-западе территории закончившееся в начале миоцена (полтавские слои), а па юго-востоке, в пределах Окско-Донской равнины, продолжавшееся в течение всего миоцена и плиоцена. В отдельные периоды море ингрессировало по речным долинам глубоко в пределы Окско-Допекой равнины, что фиксируется по наличию морских неогеновых отложений севернее Тамбова.
В конце плиоцена рассматриваемый район, по-видимому, испытал новое поднятие, в результате которого были значительно размыты неогеновые отложения и выработана система глубоких (более 100 л«) речных долин, заполнившихся четвертичными отложениями (см. рпс. 11).
В четвертичное время описываемая территория испытала мощное воздействие не менее чем четырех материковых оледенений, обусловивших весьма своеобразные условия накопления отложений. Максимальное оледенение — днепровское — почти полностью покрывало рассматриваемый район, окское и московское захватывали его большую часть, а валдайское — только небольшую площадь на северо-западе. История геологического развития района в четвертичное время достаточно подробно рассмотрена в разделе «Геоморфология» при описании развития рельефа, в связи с этим в настоящем разделе она не рассматривается.
4.	ГЕОМОРФОЛОГИЯ
Территория центральных областей представляет собой равнину, поверхность которой в основных чертах отражает тектонические элементы Русской платформы. Общему наклону равнины к востоку соответствует падение всех горизонтов карбона Московской синеклизы в том же направлении. Приподнятым западному и юго-западному крыльям синеклизы отвечают Валдайская и Средне-Русская возвышенности; Влади-мнро-Шиловский прогиб проявляется в виде Мещерской низины, а Окско-Цнинский вал — в виде Окско-Цнинского плато. В орографическом строении района находят отражение и структуры более низших порядков. Древней возвышенностью, но уже эрозионно-денудационного происхождения, являются Клпнско-Дмптровская гряда и высоты Оков-ского Леса и Ревешшких гор; последние приурочены к границе распространения каменноугольных отложений, образующих крутой и высокий выступ, известный под названием «карбоновый глинт».
Мезо- и микрорельеф обязаны своим происхождением аккумуляции ледников четвертичного периода, доледниковым и послеледниковым про
□4	ОСНОВНЫЕ ЕСТЕСТВЕННО-ИСТОРИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
цессам денудации в самом разнообразном их проявлении. Однако в современном рельефе сказывается деятельность лишь последних трех оледенений: днепровского, московского и валдайского. Ледники и их талые воды являются основными рельефообразующими факторами в границах московского оледенения, а за этими границами главная роль в формировании рельефа почти всюду принадлежит эрозии. Эрозионную обработку в той или иной степени претерпел и ледниковый рельеф, свежестью ледниковых форм отличается лишь район валдайского оледенения. В границах московского оледенения ледниковые формы рельефа уже в значительной степени видоизменены денудацией.
Большое значение в формировании рельефа имел и литологический состав рельефообразующих пород. В областях, захваченных оледенением, это преимущественно четвертичные валунные и покровные суглинки и водно-ледниковые пески и глины. На Средне-Русской возвышенности и на Окско-Цнинском плато, где мощность четвертичных пород уменьшается, рельефообразующими становятся дочетвертичные породы разного возраста: юрские глины, меловые пески, карбоновые известняки и т. д. Их наличием обусловлено появление то оползней и оплывин, то карстовых воронок и провалов. Литологический состав пород определяет также характер и крутизну склонов речных долин, балок и оврагов.
В результате взаимодействия всех рельефообразующих факторов сложились и оформились разнообразные типы рельефа, по характеру которых на равнине центральных областей можно выделить несколько геоморфологических областей и районов (см. карту 1 в приложении И.
I.	На северо-западе Смоленской и в западной части Калининской областей выделяется область молодого моренного рельефа в пределах валдайского оледенения и водно-ледниковых равнин того же оледенения, Она включает западную часть Валдайской возвышенности с Ре-венпцкпмп горами, Торопецкими и Осташковской грядами, а также Западно-Двинскую низину. Это область типичного ледникового озернохолмистого рельефа краевой зоны валдайского оледенения, где возвышенности чередуются с обширными понижениями, холмы и гряды — с равнинами. Характерной особенностью этой области является также слаборазработанная речная сеть, обилие озер и болот; в ее пределах находится так называемый Озерный край северо-запада Русской равнины.
По характеру рельефа область разделяется на два района. Ее северную часть занимает р а й о н грядово-холмистого и крупнохолмистого, к о н е ч н о м о р е и и о г о рельефа В а л д а й-с к о й возвышенности и О з е р н о г о края (В) Здесь формирование рельефа было связано с деятельностью движущегося ледника. Холмы имеют вид массивных и широких в плане возвышенностей с относительной высотой до 30—40 м, они сложены мощной толщей четвертичных образований, состоящих преимущественно из валунных суглинков. Склоны и вершины холмов имеют плавные очертания. Нередко поверхность массивных моренных холмов и возвышенностей осложнена наложенными на них песчано-гравийными холмами высотой от 3—5 до 10—12 м. Они придают рельефу характер мелко- и среднехолмистый, происхождение которого, по-видимому, связано с таянием мертвого льда. Такой рельеф наблюдается в озерной области в окрестностях озер Селигер, Вселуг, Пенс и др.
Холмы в моренных областях перемежаются с понижениями, одни
1 На схематической карте геоморфологического районирования (карта 1 в приложении I) римскими цифрами обозначены номера областей, арабскими—номера районов.
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ
95
из которых имеют вид обширных плоских низин, очень часто заболоченных или занятых озерами, другие — ложбинообразных, узких долин с плоским днищем и четко обрисованными склонами. В них иногда слабо врезаны русла извилистых современных рек. Происхождение межхолмовых понижений связано с деятельностью потоков талых ледниковых вод, выработавших ложбины, или с ледниковыми озерными бассейнами, на месте которых располагаются обширные низины.
Многочисленные современные озера следует рассматривать, как реликты ледниковых озер и потоков талых вод, значительная часть этих озер относится к ложбинному типу, возможно, что они образовывались даже в условиях подледного стока. К ложбинным относятся все верхневолжские озера. По форме они вытянутые (главным образом с северо-запада на юго-восток), с очень извилистой береговой линией, и соединены одно с другим протоками. Берега их то плоские, заболоченные пли с песчаными косами и пляжами, то высокие, холмистые. Среди моренных холмов и понижений часто встречаются озы и камы. Повсюду видны валуны кристаллических пород размером 1,5—2,0 м в диаметре. Местами скопления валунов образуют валунные поля.
Эрозионная разработка рельефа слабая, долины плохо оформлены, без террас. Реки пользуются готовыми понижениями моренного рельефа п ложбинами стока ледниковых вод, часто они как бы «нанизывают» на себя озера и заболоченные понижения, отчего долины их приобретают четкообразный вид. Овражно-балочная сеть почти не развита.
Второй район охватывает Западно-Двинскую низину, занятую зандровыми и о з е р н о-л едниковыми р а в н и н а м и, образованными талыми л е д н и к о в ы м и вода м и в о время валдайского оледенения (Ь). Рельефообразуютпмн породами здесь являются флювиогляциальные пески и озерно-ледниковые суглинки и глины, залегающие на валдайской морене. В северо-восточной части района, занятой низиной бассейна р. Межи, в распределении водно-лединковых отложений по поверхности наблюдается некоторая закономерность, а в орографическом строении — трехегупепча-тость.
Вся низина бассейна Межи имеет вид чаши, краями которой па севере являются моренные холмистые равнины Валдайской возвышенности, а па юге — крутой склон Бельско-Духовщипских гряд Смоленско-Московской возвышенности. Западный край бассейна неясно очерчен отрогами Торопецких гряд, состоящими из участков крупнохолмистого и холмистого моренного рельефа валдайского оледенения. Относительная высота этих холмистых участков над поверхностью равнины колеблется от нескольких метров до 20—25 м, края Валдайской и Смоленско-Московской возвышенностей поднимаются над низиной на 40—50 м.
Верхняя ступень низины бассейна Межи представляет собой типичную зандровую равнину слегка волнистую, с топким чехлом флювиогляциальных песков. Часто поверхность ее осложняется моренными холмами высотой от 3—5 до 15—20 м. Верхняя часть ступени переходит к средней пологим, но хорошо заметным уступом высотой 5—6 м. Две нижние ступени вместе образуют обширные плоские пространства озерно-ледниковой равнины. Слагаются они суглинками п глинами такого же генезиса, а между собой связаны незаметным переходом. Низкая ступень почти полностью покрыта болотами Жарковско-Свптского Мха, по ее центральной части протекает р. Межа.
Для всех трех ступеней характерно обилие остаточных озер. На двух верхних встречаются ложбины стока ледниковых вод с четко очерченными перегибами от склонов к плоскому днищу (Свитская долина).
S6
ОСНОВНЫЕ ЕСТЕСТВЕННО-ИСТОРИЧЕСКИЕ ФЛКТОРЫ
Часто видны озовые гряды и камовые холмы. Нередки валунные поля, занимающие большие площади, отдельные валуны иногда достигают 2—3 м. в диаметре.
Западно-Двинская низина слабо разработана эрозией. Речные долины приурочены к ложбинам стока ледниковых вод, неглубоко врезаны, без террас, многие из них теряются среди болот. Более четко оформлены долины Западной Двины и ее левого притока Межи. Долины Межи, протекающей по плоской болотистой равнине Жарковско-Свнт-ских Мхов, имеет вид канала глубиной до 8—10 м с прямыми задернованными склонами, без террас и даже без поймы. Только на небольших участках виден узкий бичевник или неширокие заболоченные луговинки, возвышающиеся над уровнем реки не более чем на 0,5 м.
Долина Западной Двины имеет повсеместно развитую пойму и одну, реже две, надпойменных террасы. Выше г. Западная Двина высота их соответственно изменяется от 0,5 до 4,6 и даже до 8—10 м, но у г. Велижа террасы значительно выше, первая достигает 8—10 м, вторая— превышает 15 м. Ниже г. Андреаполя долинные зандры вдоль р. Западной Двины образуют также третью ступень надпойменных террас. Южнее границы распространения валдайского ледника зандры Западно-Двинской низины сливаются с широкой хорошо разработанной долиной Днепра.
II.	С юго-востока к границам вышеописанной области примыкает область моренного рельефа в пределах московского оледенения и водноледниковые равнины того же оледенения. Эта область занимает Смоленско-Московскую возвышенность, северный склон Средне-Русской возвышенности, Верхне-Волжскую и Верхне-Деснинскую низины. Рельефообразующими породами здесь являются не только мощная толща морены московского оледенения и различного состава водно-ледниковые отложения того же возраста, но и широко развитые покровные суглинки. Последние в значительной степени сглаживают моренный рельеф, а их способность легко поддаваться размыванию обусловливает своеобразие морфологии элементов эрозионной сети.
По происхождению рельефа и его морфологическим особенностям в этой области выделяется несколько геоморфологических районов.
Валдайская возвышенность за границей валдайского оледенения характеризуется как район к р у п н о х о л м и с т о го и грядовохолмистого рельефа типа краевых морен, с крупными о т т о р ж е н ц а м и коренных пород, слабо расчлененного эрозией (Hi). Район охватывает Вышневолоцкую гряду, Оковский Лес, Свиные и Ильины горы, Приволжскую и Торж-ковскую гряды. К этим возвышенностям приурочены самые большие абсолютные высоты всей территории центральных областей — до 347 м. Они же обладают и наибольшей относительной высотой, достигающей 60—70 м.
Возвышенности слагает московская морена, местами перекрытая маломощным плащом водно-ледниковых песков, суглинков и супесей. Мощность четвертичных отложений варьирует здесь от нескольких десятков до 100— 150 м, они залегают на неровной, но высоко приподнятой поверхности коренных пород, состоящей в основном из известняков карбона. В толщу морены часто включены огромные отторженцы коренных пород. У холмов и гряд отмечаются плавные очертания вершин и склонов, часто при большой относительной высоте широкие в плайе, что придает им вид массивных возвышенностей.
Геологическое строение и общий характер поверхности Вышневолоцкой гряды и отдельных ее орографических частей позволяет рассма-
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ
97
тривать рельеф описываемого района как область краевых моренных образований типа напорных морен. Эрозионная разработка поверхности здесь более значительна, чем в западной части Валдайской возвышенности. Главные реки — Волга, Селижаровка, Молодой Туд и некоторые другие имеют типичные эрозионные долины, иногда сильно заболоченные. Из отдельных характерных элементов рельефа следует упомянуть карстовые провалы в районе г. Андреаполя, связанные с близким к поверхности залеганием известняков карбона.
С востока к Вышневолоцкой гряде примыкает относительно пониженная территория бассейна р. Мологи. Ее центральная часть, занятая низиной оз. Верстово и долиной реки, представляет собой озерно-ледниковую равнину. Окружающие ее моренные холмы имеют разную высоту (обычно до 8—10 м), различную величину и очертания, округлые вершины и пологие склоны. Среди них в районе Бежецка встречаются озы и камы.
К типу высоких п о л о го в о л н и с т ы х, слаборасчле-ненных моренных равнин относятся Сычевско-Вя-земские гряды и Волоколамская возвышенность (Пг). Холмистые поверхности этих возвышенностей имеют спокойные очертания. Местами видны отдельные насаженные холмы высотой до 20—30 я, которые иногда располагаются группами и вытягиваются в гряды (окрестности Вязьмы). Для этих равнин характерны камовые холмы высотой до 20 м.
Пологоволнистые моренные равнины сложены московской мореной и перекрыты покровными суглинками. Последние достигают местами мощности 5—6 м и более, сглаживая неровности моренного рельефа и способствуя развитию западинок просадочного происхождения и эрозии, особенно на прндолинных участках склонов равнин. Вместе с тем речные долины еще недостаточно разработаны, большая часть их пассивно использует понижения среди моренных холмов или ложбины стока ледниковых вод (р. Вазуза с притоками). Наиболее разработанные долины имеют реки Вязьма и Москва.
Между Мещерской и Верхне-Волжской низинами резко выделяется К л и н с к о-Д м и т р о в с к а я гряда (113)—п о л о г о в о л н и с т а я слабо и среднерасчлененная холмистая моренная равнина на доледниковой возвышенности. Рельеф ее создан также при участии аккумулятивной деятельности московского ледника. Северный край гряды крутым уступом высотой до 40—60 м обрывается к Верхне-Волжской низине. Междуречные пространства вдоль уступа имеют холмистый и даже крупнохолмистый рельеф, который к югу, со снижением абсолютных и относительных высот, сменяется рельефом пологоволнистых моренных равнин.
Геоморфологические особенности Клинско-Дмитровской гряды обусловлены в первую очередь высоким залеганием мезозойских отложений. На гребне гряды между Дмитровым и Загорском кровля коренных пород залегает на отметках 200—215 м и больше (в сел. Тентиково — до 225 л). К югу от гребня, в долине р. Москвы, отметки постепенно уменьшаются до 170—-180 м, а к северу резко падают до 80—60 м. Невидимому, холмистый и крупнохолмистый рельеф Клинско-Дмитровской гряды, как и Вышневолоцкой, связан с образованием, морены напора вдоль уступов в рельефе коренных пород. Об этом свидетельствует и присутствие отторженцев коренных пород в морене. Однако в общем процессе формирования рельефа Клинско-Дмитровской гряды одинаковую роль с деятельностью ледника играет и эрозия. Описываемая гряда, особенно в северной части, довольно интенсивно расчленена 7 Заказ 161.
98
ОСНОВНЫЕ ЕСТЕСТВЕННО-ИСТОРИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
реками, которые здесь имеют глубокие долины, нередко с одной или двумя террасами. Склоны долин часто изрезаны глубокими оврагами и балками, но междуречья еще слабо затронуты современной эрозией.
Типичными конечными моренами являются крупнохолмистые и грядовохолмистые поверхности Спа с-Д е м е н с к о й п Рославльской гряд (П4). Особенно четко выделяется в рельефе последняя. Опа состоит из отдельных пологосклонных холмов и групп холмов, с относительной высотой от 25 до 55 м, сложенных московской мореной. Понижения между моренами представляют собой ложбины стока ледниковых вод, которые к югу ст Спас-Деменской гряды переходят в зандровую равнину.
Рославльская возвышенность по геологическому строению аналогична Спас-Деменской. В рельефе она представляет собой беспорядочное нагромождение высоких (до 40 м) холмов с округлыми очертаниями. Понижения между холмами носят ложбиннообразный характер п большей частью заняты долинами речек, притоков Осетра. Реки Спас-Деменской и Рославльской возвышенностей используют ложбины стока ледниковых вод, вследствие этого они имеют слабо разработанные широкие долины, не соответствующие их размерам. Склоны долин местами расчленены глубокими короткими оврагами и балками. В пределах этого района находится высокая, слабо расчлененная, плоская и пологоволнистая моренная равнина, она занимает возвышенность — Ельнинский узел. Поверхность долины местами заболочена и сглажена покровом осадочных пород, в северной части — безвалунных суглинков, в южной — грубозернистых и валунных сильно глинистых песков. По-видимому, последние представляют собой остатки морены, сохранившейся после выноса из нее мелкозема талыми ледниковыми водами.
К западу от Ельни возвышенность переходит в Глинковско-ЛАога-рецкую конечноморенную гряду, окаймляющую с юга Верхне-Днепровскую низину. Здесь, в районе ст. Рябцево, по обе стороны долины Днепра появляются высокие холмы, сложенные мощной толщей валунно-галечного материала. Как полагают некоторые исследователи (Мир-чинк, 1935; Погуляев, 1955), они представляют собой друмлины и камы московского ледника.
К типу пологохолмистых моренных равнин относится Угличско-Даниловская возвышенность (Пл). Здесь неровности поверхности морены в значительной степени снивелированы покровными суглинками. Холмы с преобладающей высотой до 10 м имеют очень пологие склоны и округлые вершины. Однако местами, например, в окрестностях оз. Неро и к западу от него на Борисоглебской возвышенности холмы становятся выше, а рельеф приобретает характер крулнохолмистого. Среди моренных холмов здесь встречаются камовые холмы, сложенные валунными песками.
Крупнохолмистый рельеф наблюдается также близ долины Волги у г. Тутаева, но здесь его образование вызвано не столько неравномерным накоплением морены, сколько эрозионной переработкой рельефа. На Угличско-Даниловской возвышенности в отличие от вышеописанного района понижения между холмами широкие, очень часто заболоченные, некоторые из них заняты остаточными озерами, подобными оз. Неро.
Между Угличско-Даниловской возвышенностью на востоке и возвышенностью Бежецкий Верх — на западе, в пределах северной части Верхне-Волжской низины расположена слабо расчлененная пологоволнистая или плоская моренная равнина К а л я з и н с к о-Р ы б и н с к о го Поволжья (П6). Удивительная
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ
99
выравненность поверхности отличает этот район от других моренных равнин. Ландшафт Калязинско-Рыбинского Поволжья часто сравнивают с ландшафтом украинских степей.
Водоразделы здесь плоские и совершенно не затронуты эрозией, только приречные пространства рассечены неглубокими лощинками и короткими овражками с пологими задернованными склонами. Рельефообразующая роль принадлежит лёссовидным суглинкам, сглаживающим неровности поверхности донной морены московского оледенения. Там, где мощность суглинков невелика (1,5—2,0 м), слабо дренированные поверхности часто заболочены.
На Кашинско-Калязинском плато, где мощность их достигает 6—8 м, появляются характерные просадочные микроформы — лёссовые, или степные, «блюдца».
Речные долины притоков Волги — Кашинки, Медведицы, Юхоти и др. — почти не имеют надпойменных террас. Коренные берега этих долин, имеющие высоту до 10—15 м, поднимаются непосредственно над широкими поймами. Хорошо разработанную широкую долину имеет только Волга. После создания Рыбинского водохранилища пойма и нижняя надпойменная терраса Волги оказались почти полностью затоплены, непрерывной полосой ниже Калязина по правому склону долины прослеживается лишь вторая надпойменная терраса. Над современным поднятым уровнем Волги ниже Угличской плотины (115— 117 м) эта терраса поднимается всего на 5—7 м, она не затопляется весенними водами вследствие регулирования стока реки. Ниже Углича вторая терраса Волги сливается с террасой ее правого притока — Юхоти. Здесь долина Волги расширяется до 15—20 км и включает в себя долину р. Улеймы — левого притока Юхоти. Ниже устья левого притока — р. Сутки — долина Волги входит в Молого-Шекснинскую низину, в настоящее время почти полностью затопленную Рыбинским водохранилищем.
Пологоволнистая, слабо расчлененная моренная равнина Подмосковья (II?) в основном также сложена московской мореной, но в процессе денудации первичная моренная поверхность была полностью видоизменена и выровнена, чему способствовало широкое распространение покровных суглинков. А. А. Борзов (1922) назвал такие равнины «вторичными» моренными равнинами.
Одной из типичных особенностей равнин Подмосковья являются плоские и широкие междуречья и глубокие, хорошо разработанные речные долины с асимметричными террасированными склонами. В долине р. Москвы, которая наследует доледниковую эрозионную долину, наблюдается до трех ступеней надпойменных террас, возвышающихся над урезом реки до 5—8, 10—15 и 25—30 м, а также широкая пойма. Низкие надпойменные террасы заходят вверх и по притокам Москвы — Пахре, Истре и другим. Третья надпойменная терраса, сложенная аллювием и водно-ледниковыми образованиями, ниже по течению р. Москвы сливается с равнинами Мещерской низины.
Широкие и хорошо разработанные долины имеют также реки Протва и Нара — притоки Оки. Очень интересна долина р. Суходрев. Это небольшая речка из системы Угры начинается близ долины Прот-вы, но течет в противоположном направлении по не соответствующей ее размерам широкой плоскодонной и нередко заболоченной ложбине, выработанной ледниковыми водами. Эта ложбина идет вдоль северного края Средне-Русской возвышенности до самой долины Протвы. Как полагает М. С. Швецов (1932), в среднечетвертичное время она являлась основным путем стока Оки на отрезке ниже Калуги и пере
7*
100
ОСНОВНЫЕ ЕСТЕСТВЕННО-ИСТОРИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
стала служить ей только после образования в Окской долине прорыва на участке от Калуги до Алексина.
Гл у боко р а сч л ененн а я, а в лридолинных частях — сильно расчлененная пологоволнистая моренная равнина развита на Бельско-Духовщинских грядах и местами по левобережью Днепра (Не)- На Бельско-Духовщинских грядах, или на плато, как их часто более правильно называют, моренная равнина характеризуется широкими и плоскими или слегка волнистыми, часто заболоченными междуречьями и довольно густой сетью балок и оврагов. Самую развитую, но резко асимметричную долину имеет здесь р. Воль, в ней прослеживается пойма, а на левом склоне три надпойменные террасы.
Южнее Бельско-Духовщинских гряд, по право- и левобережью Днепра моренная равнина отличается узкими, грядообразными междуречьями и глубоко (до 50—70 л/) врезанными речными долинами,, склоны которых расчленены густой сетью балок и оврагов.
Интенсивному развитию эрозионных процессов здесь способствовало наличие довольно мощных (до 6—8 м) и легко поддающихся размыванию покровных суглинков, а также большая амплитуда высот между возвышенностью и долиной Днепра. Образование этой долины, по-видимому, связано с подпружпванием Днепра моренными и водноледниковыми образованиями в районе ст. Рябцево. Прорыв их, вероятно, произошел в верхнечетвертичное время, когда образовалась долина Днепра у Смоленска.
В Верхне-Днепровской низине ширина долины Днепра достигает 15—20 км. В ее строении, кроме очень широкой поймы (до 8 км), наблюдаются три надпойменные террасы. У Смоленска, наоборот, непосредственно к реке подступают высокие коренные берега (до 100 м), долина суживается до 700—800 м, а пойма — до нескольких десятков метров. Из надпойменных террас наблюдаются только две низкие — первая высотой до 12—13 м, вторая — до 20—26 м, которые развиты лишь на отдельных очень небольших участках. Ниже Смоленска долина Днепра (уже за пределами описываемого геоморфологического района) снова расширяется и сливается с водно-ледниковой равниной Западно-Двинской низины. Грядообразные возвышенности на правобережье в излучине Днепра выше Смоленска, обязаны своим существованием эрозии, начавшейся после образования долины прорыва. Едва ли это друмлины, как называл их Г. Ф. Мирчинк (1935), хотя по своей форме и строению они сходны с друмлинами.
По характеру рельефа и степени его разработанности эрозионными процессами Бельско-Духовщинскпе гряды, а также право- и левобережье Днепра выше Смоленска можно рассматривать как район переходный от моренного к эрозионному. К такому же переходному типу относится рельеф подмосковных равнин и прилегающих к ним частей южного склона Клинско-Дмитровской гряды.
К области, где формирование рельефа связано с деятельностью московского ледника или его талых вод, относятся также зандровые и озерно-ледниковые равнины Верхне-Волжской (Пд), Сожской, Угрин-ской и Жиздринской (Пю) низин. Это по большей части слегка волнистые, плоские, а местами и холмистые поверхности, в создании рельефа которых главная роль принадлежит ледниковым водам. Рельефообразующими породами здесь являются флювиогляциальные пески и озерно-ледниковые суглинки и глины.
В е р х н е - В о л ж с к а я низина (Ц9) с севера ограничивается Вышневолоцкой и Угличско-Даниловской возвышенностями, с юга ее
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ
101
границами являются высокие склоны Клпнско-Дмитровской гряды. По отношению к этим возвышенным пространствам современная поверхность Верхне-Волжской низины опущена на 40—50 м, а амплитуда высот кровли коренных отложений между низиной и Клинско-Дмптров-ской грядой достигает 100—120 м. Таким образом, Верхне-Волжская низина представляет собой глубокую дочетвертичную депрессию с разветвленной сетью эрозионных ложбин. Депрессия заполнена мощной толщей ледниковых отложений, в составе которых значительная доля принадлежит надморенным водно-лецниковым осадкам, снивелировавшим моренный рельеф.
Не меньшую роль играла и размывающая деятельность ледниковых потоков. По-видимому, описываемая низина длительное время была областью стока отступающего московского ледника. Не исключена возможность, что она была использована водами и последнего ледника в период его максимального продвижения и стояния. Местами, особенно на юге района у края Клинско-Дмитровской гряды воды застаивались, образуя обширные приледниковые озера, остатками которых, по-видимому, являются современные озера и болота.
В самой западной части описываемой низины, в Заволжье, среди обширных плоских заболоченных равнин часто прослеживаются гряды моренных холмов высотой до 25—30 м— Калининская, Медведицкая или' Горицкая. Южнее этих гряд низина занята долиной Волги. В настоящее время низовья долин рек Шошп, Сестры и других более мелких, впадающих здесь в Волгу (как и долина самой Волги), затоплены Волжским водохранилищем — «Московским морем». Под воду ушли не только их поймы, но и значительная часть первых надпойменных террас, а в долинах притоков частично и вторые надпойменные террасы.
Восточнее долины Волги расположена озерно-ледниковая равнина, почти сплошь заболоченная и залесенная. Она занята бассейнами рек Дубны и Нерли1 — правых притоков Волги. Эти реки медленно текут по плоской поверхности равнины, извиваясь и часто теряясь среди болот, ни одна из них не имеет заметно оформленной долины.
Еще дальше на восток за Плещеевым озером располагается низина, занятая бассейном Нерли — левого притока Клязьмы. Здесь озерно-ледниковые равнины перемежаются с зандровыми, однако ландшафт изменяется мало, наблюдаются те же неоглядные плоские залесенные и заболоченные пространства. Несколько всхолмлена поверхность равнины только в северной части, прилегающей к оз. Перо.
Через Нерльско-Клязьминскую часть Верхне-Волжская низина соединяется с Мещерской. Соединение с Мещерой наблюдается также и по хорошо заметным в рельефе отдельным ложбинам в бассейне Кир-жач, вдоль долины Яхромы под Москвой и в других местах Клинско-Дмитровской гряды. По этим ложбинам в эпоху московского оледенения, а может быть и ранее, стекали талые ледниковые воды из области Верхне-Волжской низины через высоты Клинско-Дмитровскон гряды на юг, что было возможно благодаря очень высокому уровню прилед-никовых озер у северного подножия гряды.
Орографическая замкнутость (обособленность) Верхне-Волжской низины предопределила медленный спад ледниковых вод во время отступания последнего для нее московского ледника и неблагоприятные условия стока поверхностных вод в послеледниковое время. В свою очередь это, в сочетании с повсеместно развитыми водоупорными мо
1 В районе имеются две реки с одинаковым названием Нерль. Одна из них — приток Волги, вторая — приток Клязьмы.
102
ОСНОВНЫЕ ЕСТЕСТВЕННО-ИСТОРИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
ренными II юрскими глинами, явилось причиной слабого развития эрозии и интенсивного заболачивания.
Другой характер носят водно-ледниковые равнины С о ж с к о й, Угри некой и Ж изд римской низин (Ию)-Здесь водно-ледниковые отложения в основном флювиогляциальные. Большая часть пространства представляет собой преимущественно зандровую равнину с покровом легко размываемых суглинков мощностью до 5—6 ль Поверхность равнины пологоволнистая, а близ конечных морен даже холмистая, в придолинных частях она довольно сильно расчленена современными балками. В областях, прилегающих к западным склонам Средне-Русской возвышенности, по склонам долин и балок развиваются молодые роющие овражки. На поверхности междуречий наблюдаются лёссовые «блюдца», происхождение которых связано с просадкой в рыхлых покровных суглинках. Однако междуречья и здесь еше слабо затронуты эрозией, хотя долины уже достаточно хорошо разработаны.
Реки Жиздра, Россета и другие имеют широкие долины с тремя надпойменными террасами. Две нижние террасы, высотой соответственно 8—10 и 15—18 м над уровнем реки, по большей части аккумулятивные, третья высотой до 25—30 м— эрозионная. В цоколе третьей террасы лежат коренные и четвертичные (ледниковые) отложения, покрывающиеся аллювиальными и флювиогляциальными песками.
Слабее развиты эрозионные процессы в бассейне Сожа и в верховьях Десны, а также в бассейне Угры. Эти описываемые водноледниковые равнины еще находятся в пределах московского оледенения, где близкое залегание морены ощущается и в том, что поверхность равнины более холмистая, и в том, что по полям разбросаны валуны. Местами выступает из-под песков и сама морена, слагая небольшие, невысокие очень пологие холмы.
Долины рек здесь имеют пойму и локально развитые две нижние надпойменные террасы. Третья терраса проявляется в рельефе значительно слабее, чем за пределами московского оледенения. Она не имеет такого строгого линейного простирания вдоль долин как у Жиад-ры, Рессеты и других рек, а часто выходит на водоразделы, сливаясь с поверхностью зандровых равнин. Междуречья в бассейне рек Верхнего Сожа и Угры часто заболочены, но таких обширных болотных массивов, как в пределах Верхне;Волжской низины, здесь нет.
Все водно-ледниковые равнины на юго-западе территории широко открываются в Приднепровскую низменность, обусловливая направление постоянного стока поверхностных вод. В долинах многих рек, особенно из системы Днепра, отмечаются два уровня поймы, а нередко и современное врезание русла (реки Днепр, Сож, Воль и многие другие), свидетельствующие об изменениях положения базиса эрозии. Эти изменения следует, по-видимому, связывать с новейшими тектоническими движениями, происходящими в отдельных районах Русской платформы.
III.	За пределами Московского оледенения, но в области действия ледниковых вод того времени, лежит третья геоморфологическая область— Мещерская низина и сливающаяся с ней за Окой Тамбовская равнина. Это обширные аллювиально-флювиогляциальные равнины, занимающие, как и большинство других подобных равнин, депрессии в кровле коренных пород. Они находятся в зоне длительного п устойчивого Влади.миро-Шнловского тектонического прогиба, что предопределило пути развития и современный характер рельефа Мещерской низины и Тамбовской равнины.
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ
103
Этот своеобразный желоб в кровле коренных пород, начиная с последней регрессии моря, все время был областью стока. В полиоцене по нему текли широкие и многоводные реки, выработавшие аллювиальную равнину со сложной системой долин, которые по Г. Ф. Мир-чинку (1935) входили в то время в систему Дона. Во время днепровского оледенения донской ледниковый язык перекрыл территорию Мещеры и Тамбовской равнины. После освобождения от покрова льда эти области были залиты широкими потоками талых вод, которые размыли не только поверхность морены, но и нижележащие коренные отложения. Местами размыв достигал известняков карбона, особенно в восточной, наиболее пониженной части равнины, прилегающей к Окско-Цнинскому плато.
Юрские и меловые песчано-глинистые осадки и морена сохранились здесь только в виде останцов, которые средн плоских пространств видны как невысокие (до 5—8 м) изолированные возвышенности. Во время московского оледенения сюда заходили талые воды московского ледника, но они, по-видимому, имели уже более локализованный сток, чем днепровские, хотя, впрочем, локализация стока поверхностных вод частично намечалась и в днепровское время. Тогда, по всей вероятности, сток шел на уровне четвертых надпойменных террас, а в московское время — на уровне третьих надпойменных террас.
Западная, более возвышенная, часть Мещеры (Illi) расположена по левобережью р. Москвы. Она представляет собой зандровую равнину с пологоволнистой поверхностью слабодреннрован-ны.ч междуречий, широкими речными долинами и почти сплошь залесенную. Преобладающие абсолютные высоты на равнине не превышают 150 м. Она сложена маломощными водно-ледниковыми осадками сред-нечетвертичного времени, покрывающими днепровскую морену. Неглубокое залегание водоупорных моренных суглинков при небольших уклонах поверхности обусловливает широкое развитие процессов заболачивания равнины. Не захвачены ими лишь невысокие (от 5 до 10 лг) возвышенности, которые для глаза наблюдателя не были бы заметны, если бы на них не располагались селения. Незначительно развиты овраги, в долинах рек (в долине Цны) встречаются песчаные холмы, похожие па дюны.
В восточном направлении зандровая равнина понижается и незаметно сливается с широкими, сильно заболоченными пространствами восточной части Мещеры, которую часто называют Центральной Мещерой (IIН)- Это — страна песков, озер и бо-1от. она залесена еще больше, чем западная часть, и очень .мало заселена.
Абсолютные высоты здесь колеблются около 120 м, а относительные не превышают 5—7 м. Правда, вершины междуречий поднимаются над уровнем главных рек—Цны, Оки и Клязьмы — на высоту до 20— 30 м, но огромные расстояния скрадывают эту разницу высот. На Окско-Клязьминском междуречье, где среди болот расположилась группа пентралыю-мещерских остаточных озер, превышение междуречий над ложбинами едва достигает 2—3 м. Реки, теряясь среди болот, медленно текут в руслах, которые часто нельзя отделить от плоских низин.
Эта часть Мещерской низины сложена маломощной толщей аллювиальных и флювиогляциальных песков, лежащих большей частью непосредственно на коренных породах. Последние часто представлены юрскими глинами или песчано-глинистыми породами мелового возраста. Л\ощность четвертичных песков возрастает по направлению к до
104
ОСНОВНЫЕ ЕСТЕСТВЕННО-ИСТОРИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
л инам Клязьмы и Оки, в которых выделяется до четырех уровней надпойменных террас. Вся пониженная восточная часть Мещеры представляет собой сплошную поверхность флювиогляциальных и аллювиальных, террас этих рек. Верхние террасы поднимаются над уровнем рек соответственно на 25—30 и 35—40 м, они являются террасами размыва. Третья терраса Оки при этом расширяется до 30 км, сливается с одноименной террасой долины р. Москвы и по ней входит в пределы моренных равнин Подмосковья и Клинско-Дмитровской гряды, где смыкается с Верхне-Волжскими озерно-ледниковыми равнинами. Также далеко заходит эта терраса и вверх по Клязьме.
Нижние натпойменные террасы высотой 18—20 м (на Оке до 25 л) и 8—10 м (на Оке до 12 м) аккумулятивные, они сложены толщен аллювиальных песков. Вследствие нечетко оформленного уступа второй террасы в рельефе они почти не отделимы одна от другой. Более или менее отчетливо эти террасы прослеживаются в долинах западной части Мещерской низины, в частности, в долине р. Москвы. Характерными элементами рельефа речных террас являются эоловые взбугре-нпя, среди которых много дюн. Эоловые формы рельефа, болота и торфяники (обычно с мощностью слоя торфа до 8—10 м) —неотъемлемые части ландшафта Центральной Мещеры.
Непосредственно южнее долины Оки Мещерская низина переходит в Тамбовскую равнину (Шз). Болота и леса здесь уступают место полям, а аллювиально-флювиогляциальные равнины — плиоценовой аллювиальной равнине, перекрытой мореной, флювиогляциальными отложениями днепровского оледенения и покровными суглинками, измененной последующими процессами денудаций.
Тамбовская равнина больше эродирована, балки заходят далеко на междуречья, долины Пары, Прони и других рек глубоко врезаны (до 20—30 м) и хорошо разработаны. В их строении четко прослеживаются пойма и три надпойменные террасы, возвышающиеся на 8—11,. 12—16 и 22—24 м над рекой. Овраги имеют корытообразную форму, а часто и V-образную, в последнем случае они обладают крутыми склонами и отчетливо выраженными бровками. Глубина их достигает 25 м,. Склоны речных долин и балок в местах выходов юрских или ве-рейских глин, например, на правобережье Оки в районе г. Спасск-Ря-занского, осложнены оползнями. В настоящее время в этом районе отмечается переуглубление долин и балок, а на междуречьях — просадки в покровных суглинках и образование лёссовых, или степных, блюдец. Размеры блюдец 40—50 м в диаметре п 0,5—1,0 м по глубине, днища их обычно заболочены.
IV.	С востока к Мещерской низине и Тамбовской равнине примыкает Окско-Цнинское плато, в геоморфологическом отношении представляющее собой область пологоволнистой, слабо расчлененной доледниковой возвышенной равнины, перекрытой водно-ледниковыми отложениями, мореной днепровского оледенения и покровными суглинками и измененной последующими процессами денудации. Описываемая равнина располагается в области Окско-Цнинского вала, ее современная поверхность приподнята над поверхностью Мещерской низины на 60—80 м. А1ощность четвертичных отложений колеблется от 0,5 до 25 м, однако рельефообразующего значения они не имеют. Большее значение в преобразовании сглаженной дочетвертичной поверхности имеют процессы денудации, развившиеся после ухода днепровского ледника.
Асимметричность вала отразилась и на строении современного рельефа Окско-Цнинского плато. Его западный пологий склон неза
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ
105
метно сливается с Мещерской низиной, более крутой восточный образует левый высокий (до 60—90 м) коренной берег долины Оки ниже устья Мокши. Короткие овраги и балки так сильно расчленяют склон, что рельеф всей этой Приокской части становится резко холмистым. Однако на междуречьях эрозионные процессы развиваются слабо. Здесь благодаря близкому залеганию к поверхности известняков карбона при отсутствии морены появляются карстовые воронки и провалы, некоторые из них сухие, другие имеют заболоченные днища. Нередко наблюдаются карстовые озера, иногда значительные но размерам и глубине. Особенно интенсивно развит карст в районе г. Коврова, г ie и находятся наиболее глубокие карстовые озера: К\-мнново, Кумово, Коровье и др.
Северная часть Окско-Цнинского плато занята долиной Клязьмы и ее притока р. Луха, южная — долинами Мокши и Цны. В этих частях территории ландшафт плато очень сходен с прилегающими с запада Мещерской низиной п Тамбовской равниной. К югу от широтного отрезка Оки, как и на Тамбовской равнине, отмечается переуглублеппе долин рек, балок и оврагов, а в связи с этим — эрозия почв. По склонам в местах выходов карбоновых и юрских глин развиваются оползни.
V.	Область Средне-Русской возвышенности севернее границы днепровского ледника, а также Юрьевское Ополье выделяются как доледниковая эрозионная равнина, плащеобразно перекрытая покровными суглинками, почти повсеместно покрытая мореной днепровского оледенения и расчлененная в последующее время.
Как и в вышеописанной области, ледниковые отложения здесь почти не имеют рельефообразующего значения, эта роль принадлежит покровным суглинкам и отчасти коренным породам.
Часть Средне-Русской возвышенности в границах днепровского оледенения представляет собой сильно расчлененную доледниковую эрозионную равнину (V^. Она за нимает все правобережье Оки, примерно до меридиана г. Михайлова. Описываемая возвышенность простирается на юг до границы днепровского оледенения — это район глубоких, но не широких, речных долин с густой сетью балок и оврагов. Эрозионное расчленение в большой степени захватило и водоразделы, которые вследствие этого имеют вид узких увалообразных возвышенностей. Их вершины подняты относительно уровней главных рек на 60—70 м.
Долины рек, балок и даже оврагов прорезают не только всю толщу четвертичных осадков, но нередко углубляются до девонских отложений, вскрывая различные по литологическому составу породы мезозоя и палеозоя. Вследствие этого форма долин различна, склоны часто осложнены оползнями и осыпями, прорезаны множеством молодых роющих оврагов и промоин, развитию которых способствует большая амплитуда высот, наличие покрова лёссовидных суглинков и существующие климатические условия.
Овраги и связанная с ними эрозия почв носят в этих безлесных областях характер хозяйственного бедствия и требуют постоянной упорной борьбы с ними. Па междуречных пространствах в толще покровных суглинков широко развиты лёссовые (или степные) блюдца, а но склонам долин, где под маломощным слоем делювия залегают известняки— карстовые провалы. Карстовые процессы вызывают также появление исчезающих и снова появляющихся водотоков.
Северный и восточный склоны Средне-Русской возвышенности представляют собой среднерасчлененную доледниковую равнину (Va). А4еждуречья широкие, не затро
106
ОСНОВНЫЕ ЕСТЕСТВЕННО-ИСТОРИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
нутые эрозией, также с лёссовыми блюдцами и карстовыми формами. В северной части по левобережью Оки сохранились участки холмистого моренного рельефа или изолированные моренные холмы высотой 10—15 м.
Реки, протекающие ио Средне-Русской возвышенности, имеют хорошо разработанные глубокие долины с двумя и тремя надпойменными террасами. Высота третьей надпойменной террасы в долинах Упы, Пропи, Осетра и других рек достигает 25—30 м, в долине Оки — 45 м. Вторая надпойменная терраса поднимается пад урезом рек до 18— 20 м, первая — па высоту от 8—10 до 12 м, пойма па высоту от 0,5— 1,5 до 4—5 м.
Обращает па себя внимание резкое сужение долины Оки на отрезке от Калуги до Алексина. Высокие коренные берега долины на этом отрезке подходят с обеих сторон к самой реке, оставляя лишь узкие изолированные площадки двух нижних надпойменных террас. Третья надпойменная терраса ниже Калуги появляется только у Алексина. Здесь же по правому склону отмечается и четвертая надпойменная терраса высотой до 50—60 м. незаметно сливающаяся со склонами водораздела.
Сходное строение с описанным районом имеет Юрьевское Ополье (V3). В орографическом отношении оно является крайней восточной частью Клпнско-Дмитровской гряды, но, находясь за пределами развития московского оледенения, отличается от последних эрозионным характером рельефа. На Юрьевском Ополье прослеживается только один горизонт морены, которая, по-видимому, относится к днепровскому времени. Морена плащеобразно перекрыта лёссовидными суглинками мощностью до 5—7 м, полностью снивелировавшими моренный рельеф.
Высокое гипсометрическое положение Ополья в сочетании с наличием покровг! рыхлых суглинков создали благоприятные условия для развития эрозионных процессов. Однако эрозионное расчленение здесь слабее, чем в центральной части Средне-Русской возвышенности, а потому мы называем эту равнину среднерасчлененной.
На юге территории расположена неогеново-четвертичная эрозионно-денудационная сильно расчлененная равнина внеледниковой части Средне-Русской возвышенности. Здесь абсолютные высоты колеблются с.т 250 до 280 .и. Отсюда берут начало и радиально растекаются реки Плава, Красивая Меча, Зуша с притоком Чернь и др. Их долины глубоко врезаны п принимают в себя большое количество глубоких балок и оврагов, густой сетью покрывающих поверхность возвышенности. По облику рельефа эта область сходна с расположенным севернее (в пределах оледенения) районом Средне-Русской возвышенности, но отличается более интенсивным развитием эрозионных процессов и полным отсутствием ледниковых форм.
Междуречья имеют пологоволнистую поверхность, часто они ува-лообразпыс, пересечены многочисленными седловинами и сквозными долинами. Повсеместно распространенные лёссовидные покровные суглинки мощностью 5—6 м и более обусловливают наличие на поверхности водоразделов лёссовых блюдец, а на склонах появление и быстрое развитие промоин, оврагов и балок. В толще суглинков овраги имеют V-образную форму. Благодаря суффозии они легко расширяются и приобретают вид плоскодонных балок с прямыми склонами и четко очерченной бровкой.
Долины небольших речек, оврагов и балок по мере углубления врезаются в песчано-глинистые породы мезозоя и карбона, на их склонах появляются оползни и оплывпны. Овраги и оползни в этой части
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ
107
Средне-Русской возвышенности такой же бич для сельского хозяйства, как п в ранее описанном районе Средне-Русской возвышенности. Особенно неустойчивы склоны долин р. Зуши и ее притоков. В долинах Зуши, Красивой Мечи и их притоков нередко можно наблюдать карстовые воронки, а в днищах балок — трещины и исчезающие водотоки, свидетельствующие о выходах карстующихся девонских известняков.
5.	ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ РЕЛЬЕФА
Описанное выше геоморфологическое строение территории свидетельствует о длительной и сложной истории развития рельефа в ее пределах. Началом этой истории следует считать тектонические движения, которые описываемая территория пережила в палеозое. Эти движения привели к образованию крупных тектонических поднятий и депрессий, выделяющихся в современном рельефе в виде возвышенностей и низин.
Неоднократная смена морских условий континентальными проявляется не только в изменении характера осадков, по и в наличии нескольких ярусов погребенного эрозионного рельефа. После ухода верхнемелового моря наступил длительный континентальный период, продолжающийся до настоящего времени. Основным рельефообразующнм фактором после ухода моря были текучие воды.
Важнейшим событием в истории формирования рельефа явилось материковое оледенение четвертичного периода. Мощные ледники перекрывали территорию центральных районов несколько раз. В межледниковые эпохи установился климат, сходный с современным климатом средних широт или даже более теплых. Следы самого древнего --окского — оледенения в центральных областях встречаются в глубоких погребенных доледниковых долинах, глубина вреза таких долин достигает 80—100 м. Этот глубоко расчлененный эрозионный рельеф не был снивелирован отложениями' окского ледника. Заполнение древних долин осадками и выравнивание рельефа происходило в лихвинское межледниковье и во время наступания днепровского ледника.
Днепровский ледник покрывал почти всю описываемую территорию. В северных областях его мощные отложения не только выровняли доледниковый рельеф, но во многих местах благодаря неравномерности накопления морены создавали инверсию рельефа.
В настоящее время трудно проследить моренные гряды днепровского оледенения, но большинство исследователей полагает, что как в то время, так и в эпохи последующих оледенений краевые морены возникали в областях крупных поднятий и уступов в кровле коренных пород. В частности, к ним можно отнести карбоновый уступ, благодар/i которому образовались мощные скопления морены в районе Вяземско-Сычевских гряд. Гряды сложены в основном мореной московского оледенения, но причиной ее накопления послужили, вероятно, неровности моренного рельефа днепровского оледенения.
На Средне-Русской возвышенности, близ границ распространения днепровского ледника, мощность ледника была уже невелика и можно видеть, как покров морены подчиняется рельефх доледниковой поверхности. Талыми водами, образовавшимися после отступания ледника, были почти сплошь покрыты низины, окружающие с севера, запада и востока Средне-Русскую возвышенность. Эти воды снивелировали неровности моренного рельефа на больших площадях Мещеры и Тамбовской равнины, местами совсем уничтожив днепровскую морену. В одинцовское межледниковье в областях стока ледниковых во г выработались долины с широкими аллювиальными террасами. На
108
ОСНОВНЫЕ ЕСТЕСТВЕННО-ИСТОРИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
междуречьях повсюду образовывались покровные суглинки и нередко, особенно средн моренных равнин, обширные озера и болота.
Наступанию московского ледника предшествовало появление мощных и широких потоков талых вод. Они воспользовались готовыми путями стока вод предшествующего оледенения. Это были прежде всего области Мещеры и Тамбовской равнины на востоке и Сожская низина на западе. Московский ледник покрыл большую часть площади центральных областей. Граница его распространения местами четко прослеживается в современном рельефе по Рославльской, Спас-Де-менской и другим конечным моренам. Ко времени стаивания и отступания московского ледника относится оформление современных типов рельефа на большей части описываемой территории, тогда же были заложены и главные современные долины.
Ледник отступал неравномерно, не по всему фронту, а с остановками, с чем было связано появление стадиальных краевых морен, подобных моренным грядам Смоленско-Московской, Углнчско-Данплов-ской и Восточной части Валдайской возвышенности. Местами положение края ледника было стабильным в течение длительного времени, как, например, в районе Волоколамска. Здесь образовывались массивные моренные возвышенности с насаженными на них мелкими насыпными формами— озамп и камами. По периферии отступающего ледникового покрова возникали обширные поля мертвого льда, после таяния которого появлялся мелкохолмистый и пологоволнистый моренный рельеф с многочисленными ложбинами стока ледниковых вод.
В течение всего времени отступания ледника сток его талых вод шел по Верхне-Волжской и Мещерской низинам и по Тамбовской равнине, а также по Угрпнскон, Сожской и Жиздринской низинам. С последней остановкой ледника на Валдайской возвышенности связано образование крупнохолмистого моренного рельефа Вышневолоцкой и Торжковской гряд. В пределах низин вырабатывались зандровые и озерно-ледниковые равнины, а при локализации стока закладывались, поверхности третьей надпойменной террасы крупных речных долин.
К послемосковскому времени по всей вероятности следует отнести окончательное перераспределение речной сети. Во время формирования уступа третьей надпойменной террасы возникла долина прорыва на Днепре у Смоленска, благодаря которой Верхний Днепр отделился от Волжской системы. Подобные же долины прорыва образовались на Оке между Калугой и Алексиным и на Волге между Кимрами и Калязином, Рыбинском и Ярославлем. В середине микулин-ского межледниковья эрозионные процессы, по-видимому, стали затухать, широкое развитие получили озера и болота.
Последнее оледенение — валдайское — захватило только крайний северо-запад описываемой территории, где и наблюдаются свежие формы моренного рельефа с четко прослеживающимися конечпоморен-нымп грядами, многочисленными озерами, слабо оформленными речными тол инами.
Во время валдайского оледенения па территории, не занятой ледником, происходило образование низких надпойменных террас, дальнейшее эрозионное расчленение Средне-Русской возвышенности и накопление на междуречьях покровных суглинков. После отступания края ледника за пределы описываемой территории, в области Западно-Двинской низины талыми водами была выработана обширная зандровая равнина с громадными прпледниковыми озерами в бассейне р. Межи. Вероятно, валдайские талые воды достигали также и Верхне-Волжской низины. В голоцене в речных долинах появились поймы, микрорельеф
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ
109
под влиянием физико-геологических процессов принял современные очертания.
На протяжении всего голоцена и в настоящее время основным рельефообразующим фактором следует считать физико-геологические явления. Как можно видеть из описания геоморфологических районов, эти явления развиваются повсеместно, но проявляются различно. Главная роль несомненно принадлежит эрозии. Современные эрозионные процессы наиболее интенсивно развиваются на Средне-Русской возвышенности и на Юрьевском Ополье, где этому способствуют орографические условия, глубокое доледниковое расчленение, широко распространенный покров лёссовидных, легко размывающихся суглинков и другие причины (сильные летние ливни). Эти процессы выражаются в появлении и бурном развитии балок, оврагов и промоин, которые в Тульской п Калужской областях приносят большой вред народному хозяйству и требуют специальных мер борьбы с ними. Одновременно с эрозией здесь происходит боковой подмыв склонов, возникают осыпи и оползни.
Оползневые процессы широко развиты также в областях доледниковых эрозионных равнин, особенно в пределах распространения юрских п верейскнх глин. Нередко, например в Подмосковье, оползни л обвалы развиваются и на моренных равнинах. Большое значение в формировании микрорельефа имеют просадочные явления, выражающиеся в карстообразовании и появлении лёссовых блюдец.
Карстовые процессы характерны для Средне-Русской возвышенности и прилегающей к ней с севера Приокской части Подмосковья, Окско-Цнинского плато, Мещеры и некоторых районов Валдайской возвышенности (район г. Андреаполя). Обычно карстовые процессы приурочены к областям близкого к поверхности залегания известняков карбона. Карстовые явления выражаются в рельефе в возникновении воронок, сухих или с водой (нередко временно), в наличии исчезающих п вновь появляющихся водотоков (речка Папикля на Валдайской возвышенности, многие речки на Средне-Русской возвышенности). В пределах Метеры, Окско-Цнинского плато и других областей известны озера карстового происхождения.
Лёссовые блюдца образуются почти всюду там, где широко распространены покровные лёссовидные суглинки, особенно интенсивно они развиваются в южных областях, а также на Бельско-Духовщип-ском плато. В этих областях развитию блюдец способствует глубокое врезание речных долин.
На зандровых, озерно-ледниковых и аллювиальных равнинах важнейшим фактором, часто определяющим весь ландшафт, являются процессы заболачивания. Болота на Западно-Двинской (особенно в бассейне р. Межи), Верхне-Волжской (в бассейне рек Дубны. Нерли, по левобережью Волги ниже Калинина и в других местах) и в Мещерской низинах занимают 60—80% их территории.
Несколько менее заболочены низины, находящиеся на юго-западе района, — Сожская. Угрпнская и /Кпздрпнская. Интенсивность процессов заболачивания обусловлена прежде всего равнннностыо поверхностей этих низин и их некоторой орографической замкнутостью. Кроме того, на большей части их территории заболачиванию способствуют близкое залегание к поверхности морены или озерно-ледннковых глин. Имеют значение и климатические условия — испарение, облачность п т. д. Развиты преимущественно болота низинного типа, особенно на Мещерской низине, но болота верхового и переходного типов также занимают большие пространства.
по
ОСНОВНЫЕ ЕСТЕСТВЕННО-ИСТОРИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
Эоловые процессы не имеют широкого развития на описываемой территории. Развеваемые пески и дюны, большей частью закрепленные, встречаются на речных террасах и на зандровых равнинах, особенно на аллювиальной равнине Мещерской низины.
Как можно заключить из вышеизложенного, в течение всего четвертичного времени периоды накопления осадков по силе и продолжительности преобладали над периодами интенсивного размывания. Вполне естественно связать это обстоятельство с преобладающей тенденцией к поднятию наиболее значительной части территории центральных областей. Н. И. Николаев (1947) полагает, что эту тенденцию к поднятию Русская платформа сохраняла в течение всего четвертичного периода, но наиболее заметно она проявлялась во второй его половине. По-видимому, разные части территории одновременно претерпевали поднятия разной силы — одни поднимались быстрее, другие медленнее. Вероятно, наибольшей устойчивостью отличалось поднятие в области Средне-Русской возвышенности. В области Окско-Цнинского вала, напротив, оно шло весьма медленно. Некоторые районы Русской платформы на общем фоне поднятия являлись постоянными зонами прогибания. К этим зонам относятся все обширные современные низины, причем наиболее устойчивым прогибанием отличается Мещерская иизина.
В ряде районов Тамбовской равнины, Средне-Русской п Смоленско-Московской возвышенностей в настоящее время отмечается оживление эрозии, проявляющееся в образовании свежих оврагов и промоин, в переуглублении долин и балок. По-видимому, это связано с новым поднятием, приуроченным преимущественно к юго-восточной половине описываемой территории.
Часть вторая
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД, ИХ ФОРМИРОВАНИЕ, ЗОНАЛЬНОСТЬ И ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ
Глава третья Я
ВОДЫ ЧЕТВЕРТИЧНЫХ
II НЕОГЕНОВО-ПАЛЕОГЕНОВЫХ ОТЛОЖЕНИИ
1. ВОДОНОСНЫЕ ГОРИЗОНТЫ ЧЕТВЕРТИЧНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ
Четвертичные отложения развиты повсеместно в пределах описываемой территории, они представлены современными, верхне-, средне- и нижнечетвертичными образованиями. В их толще содержится сложный комплекс подземных вод как межпластовых, так и преимущественно грунтовых, залегающих на глубине от 1-2 до 20—30 м и более от поверхности земли.
Подземные воды, приуроченные к отдельным генетическим и стратиграфическим горизонтам и комплексам четвертичных отложений вследствие фациальной изменчивости этих пород, а также выклинивания и замещения песков суглинистыми породами, часто находятся в сложной взаимосвязи меж ту собой, а также с подземными водами, заключенными в дочетвертпчных порогах, и с водами рек и озер. Тем не менее в толще четвертичных отложений при наличии водоупоров прослеживаются отдельные довольно выдержанные водоносные горизонты, имеющие большое значение преимущественно для целей сельскохозяйственного водоснабжения (см. карту 2 в приложении).
Водоносный горизонт современных аллювиальных отложений (al Qiv) развит по всем речным долинам, крупным балкам и оврагам в отложениях пойменных террас п русел. Наиболее широко он представлен в долинах Волги, Днепра и Оки, где ширина поймы местами достигает 12—15 км, тогда как обычно она не превышает 1 — 2 км. Водосодержащпе пески в верхней части разреза чаше мелкозернистые, книзу, как правило, с включениями гравия, гальки и щебенки, иногда в подошве залегает прослой гравия и галечника. Пески чередуются с невыдержанными по простиранию маломощными прослоями п линзами глин, суглинков и супесей. Гранулометрический состав современных аллювиальных песков долины Оки на площади Мещерской низины указывает на преобладание в них песчаных фракций: пылеватых и глинистых частив содержится в количестве не более 10 12%, обычно 5—10%.
Мощность водосодержащей толщи колеблется от 1—2 м в балках и оврагах до 6 (реже до 10) м— по долинам мелких рек и до 10—20 м в долинах Волги, Днепра и Оки; наибольшая мощность — 25м — отмечена в долине Оки у деревень Коростово и Сельцо Рязанской области.
Водоносные пески нс имеют выдержанного водоупорного ложа и залегают на различных стратиграфических горизонтах четвертичных и дочетвертпчных отложений. Так, в бассейне Верхней Волги широко распространенным водоупором для вод современного аллювия служат суглинки морены валдайского и московского оледенений; в долинах "8 Заказ 161.
114
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ БОД
Оки п Клязьмы — нижнемеловые и юрские глины, а также суглинки днепровской морены; в долине Днепра — суглинки московской морены.
На отдельных участках этих рек современные аллювиальные пески залегают непосредственно на водоносных песках древнеаллювиальных отложений (первой и второй надпойменных террас), а также па флювиогляциальных или верхнеюрских песках (Углич). В ряде мест современный аллювий располагается непосредственно на известняках карбона (Калинин, Серпухов, Калуга и др.), а также на известняках и доломитах девона (Смоленск и др.), водами которых ои подпитывается.
Водоупорного перекрытия воды современных аллювиальных отложений обычно не имеют и являются типичными грунтовыми водами. Лишь на отдельных участках, где в кровле аллювия залегают прослои глинистых пород, отмечается местный напор, не превышаю щий 1—2 лп
Воды вскрываются большей частью на глубине 1—3 м, а в доли нах небольших рек — до 1,5 лг; в прибрежных частях пойм крупных рек (Волги, Оки, Днепра) воды залегают на глубине 6-9 лг. Положение зеркала грунтовых вод тесно связано с уровнем воды в реке. Поток грунтовых вод обычно направлен к руслу; величина уклона незначительна. Так, например, в пойме Оки в Мещерской низине уклон зеркала грунтовых вод составляет от 0,0001 до 0,0012, а в прирусловой части и вблизи рукавов достигает 0,002—0,01.
Питание подземных вод современных аллювиальных отложений происходит преимущественно за счед атмосферных осадков и паводковых вод, а также путем подтока вод из древнеаллювиальных, флювиогляциальных и дочетвертпчных отложений.
Водообилыюсть этого горизонта обычно невелика. При небольшой мощности современных аллювиальных отложений, их глинистости и нловатостп в днищах небольших ручьев, оврагов и ложбин ресурсы этих вод незначительны, дебиты питаемых ими здесь родников и колодцев обычно не превышают 0,1 л/сек. В долинах Волги, Днепра, Оки, Москвы, Клязьмы, Мокши и других рек, где мощность обводненных современных песчано-гравелистых отложений превосходит 10 м, дебиты родников и колодцев возрастают до 1 л!сек. Максимальные величины дебита скважин и колодцев — до 2—3 л!сек— отмечаются на тех участках, где воды описываемого горизонта гидравлически связаны с водами нижележащих отложений древнего аллювия, нижнего мела, карбона и девона (Калинин, Смоленск, Клин, долина р. Яхромы). В пределах Мещерской низины удельный дебит скважин и колодцев изменяется от 0,04 до 1 л/сек, чаще 0,1—0,25 л)сек. Коэффициенты фильтрации песков в пойме Оки по данным опытных откачек состав-дяют от 0,75—1,1 до 24,6 м/сутки, преобладают значения 3—7 м)сутки. Коэффициенты фильтрации песков из русла Клязьмы меняются в пределах от 3,9 до 14,7 м/сутки, а песков в долине р. Пры от 5,0 до 14,5 м/сутки.
Воды современных аллювиальных отложений весьма различны по качеству, но преимущественно они мягкие, пресные; преобладают гнд-рокарбонатные кальциевые воды, сравнительно часто встречаются и магниевые1. Местами отмечается повышенное содержание сульфатов и хлоридов; в районе Мещерской низины повышается содержание железа до 7—14 мг/л. В тех случаях, когда воды современного аллювия
1 В настоящей работе название типа воды по химическому составу дается по содержанию ионов, количество которых составляет не менее 25% • экв, при этом преобладающий ион пишется последним. Анионы и катионы пишутся отдельно.
ВОДЫ ЧЕТВЕРТИЧНЫХ И НЕОГЕНОВО-ПЛЛЕОГЕНОВЫХ ОТЛОЖЕНИИ
115
изолированы от подтока более минерализованных вод карбона и девона как например в верховьях Волги и Дона, и питаются главным образом речными и атмосферными водами, они довольно близки по своему химическому составу к поверхностным речным водам, их общая минерализация обычно не превышает 0,3—0,5 г/л. Но на участках, где наблюдается связь вод аллювиального водоносного горизонта с более минерализованными водами карбона и девона — по долинам Волги, Днепра, Оки, Москвы, Ламы — минерализация вод аллювиального горизонта возрастает до 0,6—1 г/л и более. Содержание железа (общее) иногда превосходит 19 мг/л (Углич), в отдельных районах (Краника) воды имеют запах сероводорода.
Наличие торфяников в пойменных отложениях Мещерской низины и проникновение их вод в пески пойменных террас долин Клязьмы, Верхней Волги, Верховий Днепра, Оки, Мокши, Пехорки и других рек заметно повышает жесткость пойменных вод. Общая жесткость, которая обычно не превышает 3,6—5,2 мг-экв, на этих участках возрастает то 8,5—13,5 мг-экв, а карбонатная жесткость увеличивается с 0,5 до 6,2 мг  экв.
Существенной особенностью аллювиальных вод является их легкая подверженность загрязнению с поверхности и присутствие в них значительного количества органических примесей. В населенных пунктах с долголетним загрязнением почвы и сбросом в реки сточных вод в Москве, Калинине, Калуге, Рязани п других промышленных городах и населенных пунктах минерализация аллювиальных вод резко возрастает. Так, например, на отдельных участках пойменной террасы р. Москвы вода имеет сухой остаток 1,2—4,8 г/л, жесткость от 10 до 35 мг-экв; отмечается большое количество азотных соединений: NH+ до 6 мг/л и NO^~ до 7—14 мг/л
Воды современного аллювия нередко используются для нужд сельского индивидуального водоснабжения неглубокими колодцами, реже скважинами, обычно дающими воды малоудовлетворительную в санитарном отношении.
Воды современных болотных и озерных отложений (h, I Qrv). Современные болотные отложения и связанные с ними торфяники широко развиты в басссейне Верхней Волги и ее притоков Тверцы, Цны, Меты, Медведицы и Мологи, в верховье рек Днепра, Западной Двины и ее притоков Межи, Каспли и других, где они слагают крупные торфяные масспвы: Васильевский Мох, Жарковско-Свитский Мох и др.
Современные озерные отложения развиты главным образом в северо-западной части района, в области валдайского оледенения, где они занимают значительные площади озер Селигер, Пено, Волго, Шлино, Вселуг, Серемо, Охват, Великое и др. На остальной площади озерные отложения сохранились лишь около отдельных крупных озер, таких, как Щучье (Смоленская обл.), Городолюбское, Великое, Верестово, Мстпно (Калининская обл.), Плещееве, Неро (Ярославская обл.) и озер Святое, Великое, Гусевскнй пруд (Рязанская обл.).
Болотные и озерные отложения широко развиты в Мещерской низине, на надпойменных террасах левобережья Оки (Бакшеевское и Пустышковское болота, Туголесский и Тасинский боры и др.), и правобережья Клязьмы, а также в бассейне Мокши и в Ростово-Костромской низине. Д^ощность обводненных болотных отложений составляет 3—4 м, нередко достигает 5—7 м, мощность озерных — от 0,1 — 3 до 12 м (оз. Шлино) и более. На остальной части территории болотные отложения развиты на отдельных участках надпойменных террас и пойм, реже на водораздельных участках. На карте (см. карту 2 в
8*
116
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
приложении) воды болотных и озерных отложений показаны лишь на участках, занимающих значительные площади.
Водовмещающей породой для болотных отложений является торф различной степени разложения, а для озерных — мелко- и тонкозернистые пески, чередующиеся с прослоями суглинков и илов. Водоупором современных водоносных болотных и озерных отложений обычно в области валдайского оледенения служат моренные суглинки или озерно-ледниковые глины, а в бассейне Волги и в Мещерской низине они часто залегают на подморенных флювиогляциальных или тревнеаллю-виальных отложениях первой и второй надпойменных террас, с водами которых взаимосвязаны. К прослоям песков и торфяникам приурочены безнапорные грунтовые воды. Зеркало воды в торфяниках располагается близко к поверхности (0—I я), в озерных отложениях нередко юно опускается до 2 .и и более. Иногда уровень воды стоит у поверхности земли и вызывает заболачивание отдельных участков (озера Городолюбское, Мстино, Верестово, Великое; озера Мещерской низины—Святое, Великое и Гусевский пруд). Воды озерных отложений в отдельных случаях обладают напором до 1—2 я (оз. Неро).
Воды озерных отложений и болот имеют питание смешанного типа (Костенаевскпй, Мошкаринскпй и Жарковско-Свитский Мхи и др.),, которое происходит за счет поступления воды из флювиогляциальных песков (Валдайская возвышенность) и аллювиальных отложений (бассейн Волги н бассейн Оки в Мещерской низине), а также за счет инфильтрации поверхностных вод и атмосферных осадков. Верховые болота питаются только атмосферными осадками; низинные болота — подземными водами аллювиальных и флювиогляциальных отложений, а также атмосферными осадками.
Коэффициент фильтрации для песков оз. Шлино составил 6,56 м/сутки, для торфа в среднем 0,0]—0,5 л/сутки. По данным опытной откачки из торфа в Шатурском районе Московской области коэффициент фильтрации составил 4,1 м/сутки, водопрнток, определенный в том же районе опытной откачкой из шурфа, пройденного в слабоводо-проннцаемом торфе, составил 0,025—0,044 л/сек при понижении уровня на 0,5—1,5 л/; водопрнток из шурфа, пройденного в плохо разложившемся торфе, при понижении уровня на 0,5 л/ составил 0,48 л/сек. Приток в колодцы из песков озерных отложений обычно не превышает 0,1 л/сек.
Воды торфяных и озерных отложений пресные, минерализация их не превышает 0,3—0,6 г/л. Они имеют пестрый состав: гпдрокарбонат-нып кальциевый или магниево-кальциевый, сульфатно-гпдрокарбопат-ный, магппево-кальниевый с повышенным содержанием железа и аммиака. Общая жесткость составляет от 1,2 до 9,4 мг-экв. Воды болотных отложений часто загрязнены, содержат большое количество железа п карбонатов и обогащены органическими соединениями (ульминовые и гуминовые кислоты), придающими воде желтую и коричневую окраску, они обладают гнилостным запахом, а иногда содержат сероводород и метан.
Практического значения для водоснабжения описываемые воды не имеют, но иногда они используются торфопредприятпями и сельским населением для хозяйственных целей.
Воды покровных отложений (pr Qj.ni). Покровные отложения, представленные преимущественно суглинками проблематичного происхождения, распространены весьма широко. Эти суглинки сплошным чехлом перекрывают все более древние четвертичные отложения; на гидрогеологической карте четвертичных отложений они не показаны.
ВОДЫ ЧЕТВЕРТИЧНЫХ II НЕОГЕНОВО-ПАЛЕОГЕНОВЫХ ОТЛОЖЕНИИ
117
Распространение и водоносность этих отложений иллюстрируются за-рамочной схемой (см. карту 2 в приложении).
Подземные воды в покровных суглинках, мощность которых обычно не превышает 10— 12 м, приурочены к опесчаиенным разностям и как правило, скапливаются в их основании. Эти воды залегают близко к поверхности и являются водами типа верховодки.
В южной части описываемой территории, в Калужской, Тульской п Рязанской областях покровные образования представлены лёссовидными разностями. Поступающие в них атмосферные осадки благодаря их легкой водопроницаемости свободно просачиваются и накапливаются в их основании. Мощность обводненной толщи здесь не превышает 1 —2 м, реже достигает 3—4 м при общей мощности суглинков-до 12 м. Водоупором для них часто служат моренные суглинки московской пли днепровской морей или нижнемеловые, юрские, реже каменноугольные глины, а в Ярославской области — местами плотные разности самих покровных суглинков. Глубина залегания воды в покровных суглинках весьма различна — от 2—3 м на склонах до 4—12 м на водоразделах, а местами до 20—25 м от поверхности. Гак, например, в Рязанской области эти воды вскрываются колодцами преимущественно на глубине 3—4 м, реже 1—8 м, а по правобережью Оки на глубине 20—25 м; в Тульской и Калужской областях — на глубине 4—5 лц реже 8—10 м.
В северной и северо-восточной частях территории, в Калининской, Ярославской и Владимирской областях подземные воды в плотных тяжелых суглинках, реже в супесях, скапливаются лишь в пониженных участках рельефа и на плоских залесенных участках. Обводненность суглинков в этих районах местами способствует заболачиванию верховьев лощин и балок, а также водораздельных западин. Воды здесь вскрываются на глубине 2—6 м, в Весьегонском, Краснохолмском и других районах Калининской области на глубине 10—12 до 18 м, в Ярославской и Владимирской областях — на глубине 2—8 ль Положение зеркала воды полностью определяется рельефом местности, количеством выпадающих осадков и сезоном года. В весеннее и осеннее время года уровень воды на 1—2 м выше, чем в летние месяцы. В жаркие засушливые годы уровень воды в покровных суглинках понижается, в Тульской и Рязанской областях питаемые ими мелкие колодцы и родники нередко иссякают. Значительное понижение уровня воды наблюдается также в зимний период, когда инфильтрация атмосферных осадков почти прекращается.
Этот горизонт получает питание главным образом за счет инфильтрации атмосферных осадков, а также частично вод дочетвертичных отложений на склонах долин рек (Тульская обл.). Площадью питания является вся площадь распространения суглинков. Дебиты колодцев изменяются от тысячных долей лигра в секунду до 0,03—0,04 л/сек, а в редких случаях достигают 0,1 л!сек. Обычно колодцы быстро вычерпываются, и вода в них пополняется медленно. Дебит единичных скважин, вскрывших этот горизонт, составлял 0,02 л]сек при понижении на 0,66 м (сел. Липково Московской обл.) и 0,03 л/сек. при понижении на 1 м (с. Парсуково Калужской обл.). Дебит родников невелик — от 0,005 до 0,01 л/сек, иногда 0,03—0,126 л/сек (дер. Нпжне-Жуково Тульской обл.).
Воды покровных суглинков характеризуются небольшой минерализацией (от 0,1 до 0,3 г/л, в редких случаях до 0,5—0,9 г/л Тульская обл.); жесткость 2,43 мг-экв (сел. Парсуково Калужской обл.). Воды обычно имеют гпдрокарбоиатный кальциевый состав; в большинстве
118
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
случаев они загрязнены с поверхности органическими веществами и содержат часто большое количество хлоридов, сульфатов, азотистых соединений и соединений железа.
Несмотря на часто невысокое качество и незначительный дебит, воды покровных суглинков благодаря неглубокому залеганию и легкой доступности используются колодцами глубиной до 4—8 м для мелкого сельского водоснабжения. Наиболее широко эти воды используются в Тульской и Ярославской областях главным образом на водоразделах, где другие водоносные горизонты залегают глубоко.
Водоносный комплекс древнеаллювиальных отложений (al Qn-ш)-Воды (объединенных) древнеаллювиальных отложений приурочены к песчаным толщам высоких надпойменных террас, протягивающихся широкими полосами вдоль Волги, Оки, Москвы, Клязьмы, Угры, Днепра, Мокши и их наиболее крупных притоков. Особенно широко они развиты по левобережью Оки, где прослеживаются четыре надпойменных террасы, тогда как на других реках их не более двух-трех.
На гидрогеологической карте четвертичных отложений (карта 2 в приложении) воды древнеаллювиальных отложений показаны как один комплекс и лишь для района Мещерской низины (Ока и Мокша) выделены водоносные горизонты первой и второй (al (1 +2t)Qm), третьей (al(3t) Qn-ш) и четвертой (al(4t)Qn) надпойменных террас.
Водовмещающими породами древнеаллювпальных отложений являются пески с прослоями супесей, суглинков и глин. Пески обычно мелко- и среднезернистые; к подошве слоя пески разнозернистые, иногда они переходят в гравийно-галечные слои. Общая мощность отложений в сводном разрезе колеблется от 15 до 35 м, достигая 65 м близ сел. Новое Калининской области. Мощность обводненной толщи песков древнего аллювия составляет от 1,2 до 15 м, а па переуглублепиых участках долин Днепра, Волги и Судогды опа превосходит 20 м. Водоносный комплекс всюту является первым от дневной поверхности и водоупорного перекрытия, как правило, не имеет. Водоупорным ложе.м являются иловатые аллювиальные глины того же возраста или моренные суглинки, а в бассейнах Волги, Днепра, Москвы и Угры — юрские и меловые глины. Иногда древнеаллювиальные пески лежат непосредственно на каменноугольных известняках — по Волге у Калинина и по Оке у Калуги, Серпухова п др.
Воды древнеаллювиальных отложений большей частью залегают на глубине 0—4 л«„ а в областях развития покровных суглинков на глубине 20—16 м (г Кимры). Опп обычно со свободным уровнем, но па отдельных участках наблюдается местный напор до 3—5 л, связанный с наличием водоупорных глинистых прослоев в кровле водоносного комплекса; иногда скважины дают самоизлпв (Клин, Егорьевск, сел. Кольцово Калужской обл. и др.).
Питание описываемого комплекса происходит как за счет атмосферных осадков, так и за счет подтока вод из дочетвертпчных пород — девона, карбона, мела. Области питания совпадают с областями распространения этих отложений.
Водообильность древиеаллювиального комплекса весьма различна. Она зависит как от гранулометрического состава песков п их мощности, так и от условий залегания и питания. Дебиты скважин, колодцев и родников составляют 0,1—2, реже 3—4 л!сек. Максимальные водопрн-токп отмечены в скважине Серпухова, где они достигают 5,7 л/сек при понижении па 9,2 м. В скважине Владимира водопрпток достигал 13,9 л/сек при понижении на 4,2 м, а в скважине с. Бельково Ковровского района Владимирской области — даже 16,6 л/сек при понижении
ВОДЫ ЧЕТВЕРТИЧНЫХ И НЕОГЕНОВО-ПАЛЕОГЕНОВЫХ ОТЛОЖЕНИИ
119
на 2 м. В долине Оки и ее притоков в районе Калуги, Рязани и других пунктах притоки в одиночные скважины из древнеаллювиальных и подокских песков составляли от 1,7 до 11,1 л/сек при понижении от 1,1 до 4,4 м. Как правило, наибольшие притоки воды из этого горизонта отмечаются на участках, где аллювиальные пески налегают непосредственно на известняки карбона или девона. Коэффициент фильтрации песков надпойменных террас р. Москвы (в ЛАоскве) составляет от 3,5 до 26,8 л/сутки.
Воды древнеаллювиальных отложений характеризуются слабой минерализацией, они преимущественно гидрокарбонатного, реже суль-фатно-гидрокарбонатного кальциевого типа. Общая минерализация нх не превышает 0,7 г/л, изредка достигая 1 г/л, обычо изменяется в пределах от 0,1 до 0,4 г/л.
В районе Рязани общая жесткость составляет около 0,38 мг-экв. У с. Галпцыно Московской области она повышается до 5,7 мг-экв, изредка достигает 10,3 мг-экв (у г. Гороховец Владимирской области), чаще находится в пределах 0,2—3,5 мг-экв. В местах отсутствия водоупорного перекрытия воды легко загрязняются с поверхности и характеризуются значительным количеством хлора — до 200 мг/л. Некоторые анализы вод показывают повышенное содержание КП4 (от 1 до 5 мг/л) NO“ (до 30,0 мг/л), Ге0ощ (от 1 до 9,0 мг/л).
В районе Верхней Волги, близ Калинина и Калязина, наличие в древнеаллювпальных отложениях илистых, богатых органическими соединениями прослоев, а также прослоев охры с вивианитом и торфа значительно ухудшает качество воды; она приобретает сероводородный запах. В воде родников, выходящих в районе болотных массивов, часто образуется железистый осадок (Редкпнское болото у сел. Кузминское), но в других местах этого района под толщей озерных глин поблизости содержатся чистые прозрачные и обильные воды, например, на второй террасе р. Мологп.
В случаях связи описанного комплекса с водоносными горизонтами дочетвертпчных отложений минерализация древнеаллювпальных вод повышается. Так, в некоторых скважинах Тулы, где отмечается подток вод девона, плотный остаток составляет 1,2 г/л, а общая жесткость достигает 40 мг-экв, содержание хлора повышается до 290мг/л, SOj+ до 60 иг/я, Fe2-r до 4 мг/л. Скважины городской водокачки Рязани, питающиеся водами древнеаллювпальных песков долины р. Павловки, показали увеличение минерализации воды в 1961 г. по сравнению с 1939 г. с 0,3 до 0,4—0,6 г/л в связи со значительным подсасыванием вод карбона.
Воды древнеаллювпальных отложений в некоторых районах имеют большое значение для водоснабжения населенных пунктов. В бассейнах Мологп, Верхней Волги и других рек с режимом этих вод тесно связаны вопросы мелиорации и осушения заболоченных луговых и лесных угодий, гидротехническое п дорожное строительство, а также разработки многочисленных торфяных залежей.
Водоносный горизонт первой и второй надпойменных террас (ctl( 1 +2/)Qin) выделен в пределах Мещерской низины, где древпе-аллювнальные отложения первой и второй надпойменных террас широко распространены и наиболее изучены. Они слагают левобережье Оки, правобережье Клязьмы, долины Пры, Гуся. Судогды, Бужи, Поля п других рек (см. карту 2 в приложении). В северо-западной части Мещерской низины в долине Клязьмы ширина террас достигает 6— 9 км; в центральной и восточной частях района по рекам Полю, Буже, Пре, Гусю и Колли она составляет 3—6 км. В юго-западной и южной
120
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
частях Мещерской низины описываемые отложения развиты по левобережью Оки, где ширина террас достигает 25—30 км, на правом высоком берегу Оки они отсутствуют.
Водовмещаюшпми породами являются пески с включением гравия и гальки, с прослоями супесей, суглинков и глин. Пески мелко- и среднезернистые, к подошве слоя обычно разнозернпстые, иногда переходят в гравийно-галечные слои. В районе г. Гусь-Хрусталыюго пески характеризуются высоким содержанием пылеватых и глинистых фракций. Иногда в толще аллювия отмечаются прослон погребенного торфа (рис. 17).
Общая мощность этих отложений составляет от 6 то 10 м по долинам мелких рек, до 20 м и более — по долинам рек Оки и Клязьмы. Подошва водоносных песков первой и второй надпойменных террас обычно лежит ниже уреза воды в реке — на цоколе, сложенном дочет-вертичными отложениями (нижнемеловыми, юрскими п каменноугольными), иногда водоносные пески залегают на днепровско-окских песках (реки Бужа, Поль, Пра и др.), с водами которых они взаимосвязаны. Воды первой и второй надпойменных террас, как правило, не имеют водоупорного перекрытия и являются грунтовыми.
Уровень воды находится на глубине до 2—3 м в северной (Клязь ма) и центральной частях Мещерской низины, а на отдельных участках до 5—10 м — в южной ее части (Ока). На некоторых участках, там где поверхность террасы сильно расчленена пли осложнена дюнными буграми, глубина залегания воды резко меняется на небольших расстояниях от 0 до 5 м. Воды, расположенные близко к поверхности, нередко вызывают заболачивание. Абсолютные отметки зеркала грунтовых вод изменяются от 90 до 115—117 м— в долинах рек Оки, Клязьмы, Судогды и Пры и от 120 до 130 м— в центральной части Мещерской низины по рекам Полю, Гусю, Колпи и др. Уклон потока в сторону рек небольшой и изменяется от 0,00016 до 0,005, увеличиваясь вблизи рек.
Питание водоносного горизонта происходит как за счет атмосферных осадков, так и за счет подтока вод из дочетвертнчных пород — нижнего мела, карбона. Области питания совпадают с областями распространения этих отложений. На площадях развития болотных массивов воды первой и второй террас имеют непосредственную связь с водами, приуроченными к торфяно-болотным образованиям. В пределах Мещерской низины, где проводились специальные гидрогеологические работы, выявилось, что водоносный горизонт надпойменных террас находится в весьма благоприятных условиях питания. Среднегодовое количество осадков достигает здесь 580 мм, из них на питание подземных вод в весеннее время идет около 16—20%, а в летнее и осеннее — 20—30% -
Водообпльность отложений первой и второй надпойменных террас незначительна. Дебиты скважин и колодцев изменяются от 0,01 до 2, реже до 3,6 л/сек при понижении на 7 м (г. Егорьевск); чаще дебит скважин составляет от 0,1 до 1 л/сек, дебит родников обычно не превышает 0,2 л/сек.
Коэффициент фильтрации водовмещающпх среднезернистых песков, определенный по данным опытных откачек в районе г. Гусь-Хрустального, изменяется от 2,3 до 4,2 м/сутки, а мелкозернистых песков — от 0,53 до 0,75 м/сутки.
Воды характеризуются слабой минерализацией, преимущественно гидрокарбонатным, реже сульфатно-гидрокарбонатным кальциевым составом. Общая минерализация их не превышает 0,7 г/л, обычно не
ВОДЫ ЧЕТВЕРТИЧНЫХ И НЕОГЕНОВО-ПЛЛСОГЕИОВЫХ ОТЛОЖЕНИИ
121
122
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
более 0,1—0,4 г/л; общая жесткость от 0,38 до 4,0 мг-экв. Отдельные анализы показывают минерализацию воды до 1,5 г!л и жесткость до 18 мг-экв. Воды надпойменных террас вследствие отсутствия водоупорного перекрытия и наличия на их поверхности болот и торфяных залежей легко загрязняются. Некоторые анализы воды дают повышенное содержание хлора, сульфатов, сероводорода. Содержание NH4' достигает 6 мг/л, NO^ 4,8 мг[л, Fe2+ от 1 до 11,2 мг)л, Fe3+ от 1,3 до 6 мг/л.
Описываемый водоносный горизонт является основным источником сельскохозяйственного водоснабжения, его воды эксплуатируются как колодцами, так и буровыми скважинами.
Водоносный горизонт третьей (a/(3/)Qn ш) и четвертой (rz/(4/)Qn) надпойменных террас. Воды древнеаллювиальиых отложении третьей и четвертой надпойменных террас распространены главным образом в южной и западной частях Мещерской низины, где они занимают большие пространства по левобережьям рек Оки и Москвы. В северной части Мещерской низины воды этих отложений распространены по долинам рек бассейна Клязьмы, а в восточной — по правобережью Мокши.
Водовмещающими породами являются древнеаллювпальиые и флювиогляциальные (для четвертой террасы) мелко- и тонкозернистые пески с редкими включениями гравия и гальки, с прослоями супесей, суглинков и глин. Общая мощность этих отложений составляет от 2—5 до 10—15 м. Воды, как правило, содержатся в нижней части песков, мощность обводненной части не превышает 3—4 м.
Древнеаллювпальиые отложения третьей и четвертой надпойменных террас залегают обычно выше уреза воды в реке и располагаются на цоколе, сложенном ледниковыми образованиями — моренными суглинками, флювиогляциальными днепровско-окскими песками и реже дочетвертпчнымп породами (см. рис. 17). Воды этих отложений являются первыми от дневной поверхности. Водоупорного перекрытия они, как правило, не имеют, за исключением высокой четвертой террасы па правобережье Оки, где они перекрыты толщей покровных суглинков мощностью 5—10 м.
Глубина залегания уровня воды колеблется от 0,5—3 до 5—10 м п более, несколько меньше глубина залегания уровня воды (от 0,5 до 1—3 л) иа пониженных участках террас. На возвышенных участках июль левых берегов Оки и ЛАосквы глубина залегаппя уровня грунтовых вод возрастает до 10 и 20 м. Пески этих террас дренируются Окой, Москвой и Клязьмой. Уклон потока к Оке и ДАоскве составляет от 0,0008—0,003 то 0,01—0,016, причем наибольшие уклоны наблюдаются вблизи рек.
В северной части Мещерской низины, в долине Клязьмы и Колокши уклон потока изменяется от 0,01 до 0,0003; абсолютные отметки уровня грунтовых вод здесь изменяются от 105 м—-вблизи рек до НО—125м—-вблизи водораздела.
Питание грунтовых вод отложений третьей и четвертой террас происходит главным образом за счет атмосферных осадков, а также за счет вод флювиогляциальных отложений. Области питания совпадают с областями распространения этих отложений. На площадях развития болотных массивов воды указанных террас имеют непосредственную связь с водами, приуроченными к торфяно-болотным образованиям.
Водообилыюсть отложений третьей и четвертой надпойменных террас весьма невелика. Дебит скважин при откачке из песков изменяется
ВОДЫ ЧЕТВЕРТИЧНЫХ И НЕОГЕНОВО-ПАЛЕОГЕНОВЫХ ОТЛОЖЕНИИ
123
от 0,01 до 0,08 л{сек, при откачке из супесей — от 0,005 до 0,0008 л/сек-, удельный дебит от 0,01 до 0,2 л!сек.
Коэффициент фильтрации тонко- и мелкозернистых песков изменяется от 1 до 6,9 м) сутки, а для супесей — от 0,17 до 1,17 м)сутки. В пределах ложбин стока на левобережье р. Москвы коэффициент фильтрации песков достигает 11—15 м/сутки.
Воды пресные, с минерализацией от 0,1 до 0,5 г/л, гпдрокарбонат-пого, реже сульфатно-гидрокарбонатного кальциевого или магниево-кальциевого состава. Общая жесткость колеблется от 1,1 до 7 мг-экв, карбонатная — от 0,6 до 4,3 мг-экв. По отдельным анализам минерализация достигает 1 г/л, а общая жесткость повышается до 15 мг-экв, что указывает на подпитывание водами дочетвертичных отложений. Воды часто загрязнены н содержат повышенное количество NH+, NO~ п NO”. Иногда отмечается повышенное количество железа (до 10л«г/л). что объясняется связью этих вод с болотными. По данным большинства анализов воды являются агрессивными по отношению к бетону, содержание агрессивной углекислоты в них составляет от 9 до 41 мг/л.
Воды древнеаллювиальных отложений третьей и четвертой надпойменных террас Мещерской низины иногда используются для водоснабжения небольших поселков с помощью колодцев индивидуального пользования и большого практического значения не имеют.
Надвалдайский водоносный горизонт водно-ледниковых отложений (fgl, Igl Qin V)—приурочен к надвалдайским флювиогляциальным и озерно-ледниковым отложениям, которые распространены в бассейне рек Верхней Волги и ее притоков — Тверцы, Шлпны, Меты, Цны и Мологи, а также в бассейне Западной Двины и ее притоков Межи и Каспли, где они слагают преимущественно водораздельные участки. Водовмещающими породами являются мелко- и среднезернистые пески с гравием и галькой — в флювиогляциальных отложениях и мелко- и тонкозернистые пески, переслаивающиеся с суглинками- в озерно-тедннковых отложениях.
Мощность этих отложений колеблется от долей метра до 10—12, а иногда и до 24 м (г. Осташков). Водоупором обычно служат суглинки валдайской морены или глины озерно-ледниковых отложении (бассейн Западной Двины).
Воды надвалдайских отложений обычно не имеют водоупорного перекрытия п являются безнапорными; они вскрываются па глубине о г 0,2 до 9 м. В бассейне Западной Двины, где воды приурочены к тонким прослоям песков озерно-ледниковых отложений, они часто имеют напор то 1—2 м. В верховье р. Мологи, где широко развиты озерно-ледниковые глинистые отложения, водоносный горизонт разделяется, по-видимому, на несколько этажей, из которых нижние более обильные, с напорными водами.
Питание водоносного горизонта осуществляется главным образом за счет атмосферных осадков, частично за счет вод аллювиальных отложений (бассейн Мологи), а также за счет вод флювиогляциальных московско-днепровских отложений (бассейн Меты). Уровень воды залегает на глубине от 0,3 м в пониженных до 6,2 м на повышенных участках рельефа; он зависит от количества выпадающих атмосферных осадков и от сезонов года. Наиболее высокий уровень бывает в весенний период, что связано с таянием снежного покрова.
Водоносный горизонт не содержит значительных ресурсов воды. Дебит колодцев не превышает 0,1—0,5 л[сек, дебит родников, выходящих в долинах Западной Двины и ее притоков Велесы, Жукопы и по берегам озер Пено и Вселуг, составляет 0,01—0,1 л!сек. Па отдельных
124
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
участках, где мощность обводненных песков превышает 5—10 м, притоки по скважинам составляют 0,2—0,9 л!сек\ на ст. Леонтьево дебиты скважин достигают 0,41 л]сек без заметного понижения, а в Велиже даже 1,36 л/сек. Коэффициент фильтрации песков в верховьях Волги составляет 2,0—13,7 м/сутки.
Подземные воды этого горизонта пресные, умеренно жесткие. Общая минерализация воды колеблется от 0,1 до 0,5 г/л, чаще 0,2—0,3 г/л; жесткость составляет 3—5, а в единичных случаях до 14,1 мг-экв. По составу воды гидрокарбонатпые и сульфатно-гидрокарбонатные, магние-во-кальциевые или магниево-натриевые. В большинстве колодцев вода не имеет запаха, прозрачная, приятная на вкус, однако часто во гы этого горизонта, незащищенные с поверхности глинистым перекрытием, нередко бывают загрязнены органическими веществами; отмечается повышенное содержание хлоридов. Несмотря на это воды широко используются для сельского водоснабжения многочисленными колодцами глубиной до 3—5 м, каптированными родниками и скважинами в районе Велижа, Вышнего Волочка и других городов, где около 50% всех колодцев используют воду этого горизонта.
Воды спорадического распространения валдайской морены (g^Qmv). Морена валдайского оледенения, включающая донную морену и краевые конечноморенные образования, развита в бассейне Западной Двины и в верховьях Волги. На большей части своего распространения она служит водоупором для выше- и нижележащих водоносных горизонтов.
Подземные воды в морене приурочены к изолированным гнездам, линзам и прослоям песков, ехпесей и гравия или к отторженцам коренных пород, заключенных в толще валунных суглинков. Линзы и прослои разнозернистых песков не выдержаны как ио мощности, так и по простиранию. Мощность их колеблется для донной морены в пределах от 0,2—0,5 до 2 м, редко более, а в области конечноморенных образований возрастает до 8,6 (Бологое) и 14,6 м (дер. Ср. Балакиреве в Болотовском районе). Воды вскрываются колодцами и скважинами на весьма различной глубине — от 0,2—10 до 30,8 м (дер. Балакиреве). Они обычно грунтовые, безнапорные, но в глубокозалегающих линзах п прослоях они приобретают напор до 2 м и даже до 13,8 м (дер. Бала кирево) .
Питание подземных вод осуществляется как путем инфильтрации атмосферных осадков на участках, где песчаные линзы сообщаются с дневной поверхностью или залегают вблизи нее, так, по-видимому, и путем поттока подземных вод из водоносных горизонтов, залегающих гипсометрически выше и ниже морены. Разгрузка вод происходит по долинам рек и оврагам.
Дебит колодцев и скважин изменяется от 0,05 до 0,6, реже до 1,33 л)сек (дер. Балакиреве); удельный дебит скважин от 0,02 до 0,86 л!сек. Коэффициент фильтрации песков в бассейне Верхней Волги колеблется от 0,4 до 2,2 м/сутки.
Воды моренных отложений пресные с общей минерализацией от 0,1 до 0,5 и реже до 0,8 г/л, они преимущественно гидрокарбонатного кальциевого пли магнпево-кальциевого состава; общая жесткость до 1,14 мг-экв. Вочы не загрязнены и используются местным населением для питьевого и хозяйственного водоснабжения колодцами глубиной 3—12 м, а в области развития конечноморенных образований — также и скважинами глубиной до 35 м.
Валдайско-московский водоносный горизонт водно-ледниковых отложений (jgl, Igl Qn пг— Qni^) приурочен к валдайско-московским
ВОДЫ ЧЕТВЕРТИЧНЫХ И НЕОГЕНОВО-ПАЛЕОГЕНОВЫХ ОТЛОЖЕНИИ
125
межморенным п московским надморенным флювиогляциальным и озерно-ледниковым отложениям1. В крайней северо-западной части района, в пределах развития валдайской морены, где эти отложения залегают между моренами валдайского и московского оледенений, приуроченные к ним воды обладают напором. На большей площади к западу и северо-западу от Рославля, Калуги, Подольска, Юрьева-Польского, Кольчугина и до границы валдайского оледенения широко распространены флювиогляциальные и озерно-ледниковые отложения, залегающие на московской морене. Они не имеют водоупорного перекрытия, и приуроченные к ним воды являются грунтовыми.
Водов.мещающимп породами здесь служат разнозерннстые пески-от тонкозернистых, даже пылеватых, до грубозернистых п гравийных песков с прослоями галечников и валунов. Толща песков иногда разделена на несколько подгоризонтов озерно-ледниковыми глинистыми осадками пли озерно-болотными отложениями, представленными мелко- и тонкозернистыми песками с прослоями глин. Мощность толщи непостоянна п обычно изменяется от 3—4 до 10—12 м, изредка достигая 20—45 я (с. Иваново Шаховского района Московской обл.).
Водоупорным ложем горизонта являются суглинки морены московского оледенения и озерно-ледниковые глины. На отдельных участках, где водоупор отсутствует, воды надморенных песков гидравлически связаны с водами межморенных московско-днепровских или дочетвертпчных отложений (например, бассейн р. Болвы). Глубина залегания зеркала грунтовых вод изменяется в различные сезоны года, так как зависит от количества атмосферных осадков. Наиболее высокий уровень бывает весной в период снеготаяния, обычно же уровень воды залегает на глубине от 0,2 до 16,5 м, на абсолютных отметках от 100 до 240 я. Так, например, в пределах Верхне-Волжской низины уровень вод этого горизонта близок к поверхности и залегает на глубине от 0,5 до 7 я (от 100 до 180 м абс. высоты).
В бассейне Медведицы и Мологп, где надморенные пески обводнены на всю их мощность, грунтовые воды залегают здесь близко к поверхности и нередко вызывают заболачивание местности. В бассейне Десны вода встречена на глубине от 3 то 7 и. На водоразделах Осетра и Ипути надморенные пески водоносны лишь в нижней части толщи (0,5—4 л), на глубине 10—14 я. На отдельных участках водораздела рек Десны и Болвы надморенные пески нередко полностью дренированы речной и овражно-балочной сетью. На междуречье Десны и Сожз воды залегают на глубине 1—3 л«, а местами даже меньше, чем вызвано заболачивание обширных водораздельных участков. На междуречье Волги — Клязьмы в Ярославской области воды надморенных песков вскрываются колодцами и скважинами на глубине 2—5 я— в пониженных участках и на глубине до 12—14,5 я— на водоразделах.
При наличии водоупорного перекрытия, ббразованного валдайской мореной, воды межморенных песков вскрываются на глубине 15—25 м (изредка до 29,3 л — в сел. Кожина Гора Лесного района Калининской обл.), местами па глубинах 1—3 я. Здесь эти воды часто обладают напором до 14-25 я (Вышний Волочек), обычно напор не превышает
1 В соответствии с решением ре шоллегпп настоящего тома воды московских на (моренных и валдайско-московских межморемиых отложении (так же, как и волы московско-днепровских и соответствующих им пацмореппых отложений) рассматриваются как один водоносный горизонт.
Автор этой главы тома, так же как и редактор, считают, что их следует выделять в качестве самостоятельных горизонтов.
126
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
5—7 м. Некоторые из этих скважин в г Вышнем Волочке дают само-излив.
На участках, где отсутствует водоупорное перекрытие, водоносный горизонт питается либо атмосферными осадками, либо водами, просачивающимися через песчаные разности валдайской морены, иногда также за счет подтока вод из нижележащих водоносных горизонтов. В местах полного пли частичного размыва водоупорного ложа — московской морены, происходит подпитывание горизонта водами московско-днепровских, днепровско-окских, а местами дочетвертичных отложений. Это отмечено в долине Яхромы на участке от Дмитрова до устья реки, где вся долина на глубину до 75 м заполнена четвертичными песчаными отложениями. Такая же картина отмечается в районе ДАытпщ. В Верхне-Волжской низине по левобережью Волги надморенный горизонт получает дополнительное питание за счет вод озерно-болотных отложений п поверхностных водоемов в зоне канала им. Москвы.
Горизонт дренируется речной и овражно-балочной сетью бассейнов Волги — притоками Твердой, Шошей, Ламой, Медведицей и Нерлыо— и Западной Двины — притоками Межей п Касплей, а также реками Сожем, Ипутью, Десной, Угрой и др.
При наличии водоупорного перекрытия валдайско-московский водоносный горизонт в межморенных флювиогляциальных песках обладает напором и значительной воцообпльностыо. Дебиты колодцев п скважин изменяются от 0,1 до 2,5 л/сек, чаще 0,1 — 1 л)сек. Иногда выходы этих вот создают родинки с дебитом до 1,5—2 л/сек (в долине р. Городня, на берегу оз. Отолово, в долине р. Каменки). Водообиль-ность падморенных песков обычно невелика, дебит колодцев и скважин, вскрывающих эти пески, не превышает 0,1 л/сек и лишь изредка достигает 0,4 л!сек. На отдельных участках, где пески представлены более крупнозернистыми разностями и мощность обводненной толщи превышает 7—10 ж, дебиты скважин достигают 4,95 л!сек при понижении на 3,36 м (дер. Дертнпки Ярославской обл.) и 3,3 л/сек без заметного понижения (г. Мосальск Калужской обл.). Удельные дебиты составляют от 0,01—0,41 (сел. Семлево Смоленской обл.) до 1,47 л[сек (дер. Дертнпки).
В Верхне-Волжской низине, на площади, находящейся к югу от Волги п достигающей северных склонов Клинско-Дмитровской гряды, по Шоше, Нерлн-Волжской и Нерли-Клязьминской, где водоносный горизонт взаимосвязан с водами аллювиальных отложений, дебит отдельных колодцев и скважин составляет от 0,1 до 1 л/сек, реже 3 л)сек. Менее водообильны эти отложения в районе ДАосковского моря и Волжского водохранилища, а также в бассейне Медведицы и в верховьях Молоти, где надморенные пески преимущественно мелкозернистые, мощность их не превосходит 3—5 м. На склонах долин выходы этих вод дают родники с дебитом не более 0,2 л/сек, чаще он измеряется сотыми и десятыми долями литра в секунду. Коэффициент фильтрации песков в верховьях Клязьмы составляет 32 м!сутки, а в верховьях ДАосквы он снижается до 10—20 м)сутки.
Воды надморенных песков характеризуются минерализацией от 0,15 до 0,3—0,5 г/л, редко более высокой. На участках подпитывания горизонта водами дочетвертичных отложений минерализация повышается до 1,14 г!л (дер. Мартынково Смоленской обл.) и 1,38 г/л (дер. Копнино Ярославской обл.). Минерализация увеличивается также на участках загрязнения горизонта поверхностными сточными водами. Общая жесткость составляет 1,8—5,6, иногда до 14,10 мг-эко (сел. Семлево Смоленской обл.). Тип воды преимущественно гидрокар-
ВОДЫ ЧЕТВЕРТИЧНЫХ И НЕОГЕНОВО-ПАЛЕОГЕНОВЫХ ОТЛОЖЕНИИ
127
бонатпый магпиево-кальцневый или сульфатно-гпдрокарбонатный кальциево-магпиевый. Качество воды этого горизонта на площадях, где отсутствует водоупорное перекрытие, часто не удовлетворительное, отмечается наличие хлора и азотистых соединений, что вызвано загрязнением, проникающим с поверхности.
Воды валдайско-московского горизонта используются населением для хозяйственных и технических целей, реже для питьевого водоснабжения с помощью колодцев глубиной от 2—3 до 10—17 м, иногда скважинами (в Калининской и Смоленской областях). В г. Д^осальске водоснабжение до 1941 г. частично базировалось на эксплуатации во i этого горизонта. По долинам Сожа, Ипутп, Осетра, Десны и других рек эти воды часто эксплуатируются путем каптажа родников. Воды валдайско-московского горизонта (межморенные) наиболее широко используются для сельскохозяйственного водоснабжения в районах Вышнего Волочка, Демидова, Холм-Жарковского и в бассейне р. Меты, путем каптажа родников, колодцами глубиной до 8—12 м и скважинами глубиной 40—50 м.
Воды спорадического распространения московской морены (glQam)- Морена московского оледенения развита почти повсеместно к северо-западу от линии Рославль — Калуга — Подольск — Юрьев-Польский—Кольчугине. В большей своей части морена представлена плотными валунными суглинками и служит водоупором для выше- п нижележащих водоносных горизонтов.
Воды приурочены к песчаным линзам, гнездам и прослоям песков и супесей, залегающих среди суглинков; реже они содержатся в отторжениях коренных пород. Пески преимущественно мелко- и средпе-зернистые с гравием и галькой, линзы и прослои песков не выдержаны как по мощности, так и по простиранию.
С мореной московского оледенения связаны краевые ледниковые образования — конечные морены. Копечноморенпые образования более опесчанены, чем основная донная морена того же оледенения, и более обводнены. В них чаще встречаются обводненные прослои, линзы и гнезда песков с гравием, мощность которых в среднем составляет 5 -10 м, а иногда увеличивается до 18 м.
Местами такие пески слагают холмы, к основанию которых приурочены выходы грунтовых вод. Эти образования наиболее широко распространены в бассейне Верхней Волги — на водоразделе Волги, Мо-логи, Тверды, а также в верховье Днепра (Сыческо-Вяземская гряда) и в бассейне Нерлп-Волжской 1.
Вследствие значительной неоднородности литологического состава копечноморенпые образования отличаются большей сложностью гидрогеологических условий, чем основная морена. Воды впутриморенпых песчаных линз, прослоев п гнезд, а также конечноморенных песчаных образований, встречаются на самых различных глубинах — от 1—5 до 15—25 м в Калининской и Смоленской областях, до 50 м в Ярославской области, чаще на глубине от 5 до 15 м. В колодцах, расположенных в понижениях между холмами конечноморенпых образований, вода встречается у самой поверхности земли (Калининская обл.).
Воды, приуроченные к линзам и прослоям песка, нередко являются напорными, величина напора составляет от 1—2 до 7—10 и, а в отдельных случаях до 35 м (дер. Курьяново Калининской обл.). Питание подземных вод морены происходит путем инфильтрации атмосферных осадков на участках, где песчаные линзы сообщаются с дневной по-
1 На гидрогеологической карте четвертичных отложений воды конечноморенных образований показаны специальным знаком.
128
общая харлкгерпстпка подземных вод
верхпостыо или залегают вблизи нее. По-впдимому, имеется п подток вод из надморенных пли межморенных водоносных горизонтов, залегающих гипсометрически выше и ниже морены.
Ресурсы вод впутриморенных песчаных образований обычно незначительны, все же на отдельных участках эти воды питают большое количество колодцев, а в некоторых случаях и скважины. Обычно дебпты скважин п колодцев, вскрывающих воды внутриморенных песчаных отложений, состав тягот сотые, изредка десятые доли литра в секунду (в районе Смоленска 0,5 л!сек при понижении на 2 м, в районе Рославля 0,8—3,4 л)сек). По долинам рек, оврагов и ложбин эти воды питают маломощные родники с дебитом от тысячных и сотых долей литра в секунду, редко до 0,1—0,3 л/сек. Коэффициент фильтрации водоносных отложений 0,4—2,2 м/сутки.
Качество впутриморенных вод не отличается постоянством. Воды песчаных линз и гнезд часто слабо минерализованы, воды же опесча-ненной морены обычно обладают повышенной жесткостью и неприятным вкусом. Общая минерализация воды изменяется от 0,27 до 0,5 г/д п реже до 0,9 г/л; общая жесткость 2,5—12 мг-экв. Состав воды преимущественно гндрокарбонатиый, реже сульфатно-гп дрокарбонат-ный, по составу катионов магннево-кальциевый и натрпево-кальциевый. Отдельные анализы показывают повышенное содержание хлора, NO^ и NH, (0,2—0,1 мг/л), что указывает на их местное загрязнение. Воды впутриморенных образований используются преимущественно колодцами глубиной от 1—2 до 6—10 м, реже скважинами, главным образом в Смоленской области.
Воды в отторженнах коренных пород (нпжнекаменноугольных песках, глинах и известняках), зажатых в валунных суглинках, известны па западе Калининской области в Вышневолоцком, Сппровском н Торжокском районах. Отторженцы эти протягиваются поюсой длиной порядка 100 км и шириной до 15 км в меридиональном направлении от Вышнего Волочка на Торжок. По восточному склону полосы наблюдаются обильные родники. Колодцы и скважины здесь вскрывают воду на глубине от 3 до 46 м. Воды обычно напорные и уровень воды в скважинах устанавливается на глубине 2,5—10,5 м от поверхности. Дебит колодцев п скважин изменяется от 0.1 до 1 л/сек. Общая минерализация воды составляет 0,3—0,9 г/л, жесткость 3—4,5 мг-экв. Воды отторжеицев широко используются для водоснабжения населенных пунктов, преимущественно колодцами и реже скважинами.
Московско-днепровский водоносный горизонт водно-ледниковых отложений (fgl, IglQwdn.—ni) приурочен к московско-днепровским межморенным и днепровским надморенным флювиогляциальным и озерио-леднпковым отложениям, развитым в пределах описываемой территории на весьма обширных площадях. Подземные воды, связанные с этими отложениями, образуют единый водоносный горизонт — напорный— в области развития московского оледенения пли грунтовый, безнапорный— вне области московского оледенения, преимущественно на водораздельных участках в восточной (бассейны Оки и Клязьмы) и южной (бассейны Болвы, Россеты, /Киздры) частях территории (см. карту 2 в приложении).
Обводненные московско-днепровские песчаные отложения развиты почти повсеместно в области распространения московской морены, т. е. к северо-западу от линии Рославль — Калуга — Подольск — Юрьев-Польский— Кольчугине. Эти отложения отсутствуют здесь лишь на участках высокого залегания днепровской морены. Район, пе московско-днепровский водоносный горизонт является, как правило, напорным
ВОДЫ ЧЕТВЕРТИЧНЫХ И НЕОГЕНОВО-ПАЛЕОГЕНОВЫХ ОТЛОЖЕНИИ
129
п залегает вторым от поверхности, выделен на карте особым контуром (см. карту 2 в приложении).
Воды здесь приурочены к толще разпозерннстых песков с гравием п галькой, иногда с гравийными прослоями, с подчиненными прослоями суглинков и глин. В древних погребенных долинах эта толща представлена преимущественно мелко- и тонкозернистыми песками; часто встречаются озерно-болотные глинистые образования, а также супеси с прослоями сапропелита и торфа. ЛАестами этот водоносный горизонт разделяется прослоями суглинков и глин на несколько более пли менее обособленных водоносных слоев, обычно невыдержанных, воды которых взаимосвязаны.
Водоупорным перекрытием с поверхности служит московская морена мощностью 10—15 и местами до 40—50 м (сел. Секприно Смоленской обл.). На отдельных участках мощность морены уменьшается до 2—3 и, иногда морена полностью размыта или представлена песчаными разностями, например, в окрестностях оз. Сенеж. На участках отсутствия водоупорного перекрытия воды московско-днепровского горизонта взаимосвязаны с водами флювиогляциальных — валдайско-московских— пли аллювиальных отложений, образуя с ними единый водоносный горизонт, например, в области развития древних террас ла Волге, Днепре, Соже и других реках.
Нижним водоупором для московско-днепровского водоносного горизонта является днепровская морена, мощность которой обычно меньше 15 м п лишь изредка превосходит 30—40 м. На отдельных участках морена размыта и воды московско-днепровского горизонта сливаются с водами днепровско-окского или с водами дочетвертпчных отложений. Так, по рекам Сенне н Болве (бассейн Десны) днепровская морена местами размыта п московско-днепровский водоносный горизонт связан с днепровско-окским или сеноман-альбским водоносными горизонтами, а по рекам Угре, Жпздре, Брыни, Гжатске, Сирене и другим — с водами каменноугольных отложений.
Общая мощность песков весьма изменчива, чаще она составляет 10—12 .и, изредка увеличивается до 25—36 м или сокращается до 1—2 я, иногда пески замещаются суглинками (Кашинский, Вышневолоцкий и другие районы). В понижениях доледникового рельефа и в древних погребенных долинах мощность песков возрастает до 50 м (сел. Азаиово Калининской обл.). Па участке от Калязина до Углича пески встречаются в виде больших разобщенных линз мощностью от 5 до 25 л, кровля линз обычно на 18—20 я возвышается над меженным уровнем Волги, поэтому в береговой полосе московско-днепровский горизонт дренируется многочисленными родниками. В районе оз. Пле-щеево днепровско-московские пески выходят на поверхность. Местами, главным образом в Ярославской области, этот горизонт отсутствует, п московская морена налегает непосредственно на днепровскую (сел. Петропавловское, сел. Великое, г. Тутаев, ст. Коромыслово и др.). Этот единственный для данного района водоносный горизонт с пресной водой исчезает, и потому условия водоснабжения здесь весьма неблагоприятны.
Вне области московского оледенения, где эти отложения залегают первыми от поверхности, они обычно обводнены не на полную мощность, вода содержится в нижней 2 -3-метровой часто толщи песков при их общей! мощности 10—17 м (г. Егорьевск). В районе ААешсоы мощность обводненных песков увеличивается до 5 м, а в области развития камового рельефа па правобережье Цны — до 10—13 м. Полностью на всю свою мощность пески обводнены лишь на небольших 9 Заказ JGI.
130
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
участках Мещерской низины, где они перекрыты водоносными торфяниками.
На высоких водоразделах правобережья Оки (на участке Коломна—Шилове) и левобережья Клязьмы (Орехово-Зуево — Владимир) этот горизонт слабо развит и в основном дренирован. Безводны эти пески также на участках, где они залегают непосредственно на днепровско-окских флювиогляциальных отложениях (водоразделы рек Бужи и Поля, Гуся и Колпи) и на известняках карбона (южная часть Окско-Цнинского плато).
Глубина залегания кровли водоносного горизонта колеблется от 2—3 до 20—30 м, редко более (46 м— сел. Рамешкн и 62 м—-сел. Выш-ково Калининской обл.). На большой глубине, 30—50 ж, воды московско-днепровского гориюнта залегают на водораздельных пространствах; в долинах рек глубина залегания уменьшается до 5—10 м.
В пределах области развития московской морены горизонт обладает напором, статический уровень воды устанавливается на глубине от 2—3 м— в долинах рек и до 15—20 м на водоразделах. Величина напора этих вод в пониженных участках достигает 15—20 м. Наибольшим напором воды обладают в области депрессий — до 32 м в сел. Рамешкн Калининской области и 44 м в пос. Октябрьский Ярославской области. Некоторые скважины самопзливают. Высота фонтана достигает 1,2 м в г. Данилове, около 5 м в дер. Иваново Смоленской области. Вне области московского оледенения этот горизонт, как отмечалось, безнапорный. Глубина залегания уровня воды изменяется обычно от 3 до 5—7 м, а в районе Мещерской низины от 0,5 до 3 м, нередко вызывая здесь заболачивание склонов водоразделов.
Московско-днепровский водоносный горизонт питается главным образом атмосферными осадками, а также подтоком вод из выше- и нижележащих водоносных горизонтов. На участках, где водоупорное перекрытие отсутствует, уровень воды этого горизонта подвержен сезонным колебаниям. Весной и осенью колодцы, эксплуатирующие этот горизонт, сильно обводняются, в летнее время они нередко пересыхают, а зимой вода в них часто вымерзает. Разгрузка этих вод происходит на склонах долин рек и балок, где горизонт дренируется, давая при этом пластовые выходы и многочисленные нисходящие родники, которые питают реки (Волга, Нерль, Руза, Дубна, Яхрома, 14путь, Клязьма, Навля, Сестра, Протва, Угра, Сож и др.), местами вызывая заболачивание речных долин.
На площади развития московской морены ресурсы московско-днепровского (межморенного) водоносного горизонта весьма значительны. Здесь это наиболее выдержанный водоносный горизонт в толще четвертичных отложений, но водообпльность его не везде одинакова. Наибольшие притоки воды дают скважины, вскрывающие гравийные прослои или заложенные на участках подтока воды из нижележащих водоносных горизонтов. Дебиты скважин колеблются от 0,08—1 до-3 л/сек (Смоленск), как исключение до 5—7 л/сек и более (Рославль). Удельный дебит изменяется от 0,3 до 2,5 л)сек. Дебиты родников колеблются от 0,01—0,1 до 2—3 и до 10 л/сек (родниковый колодец в г. Духовщины Смоленской обл.). В верхнем течении Волги водоносные московско-днепровские отложения сохранились главным образом во впадинах дочетвертичного рельефа, образуя в районе озер Волго и Селигер бассейны напорных вод. Ресурсы этих вод здесь огромны, и они могут быть крупным источником водоснабжения.
В этом районе (дер. Волго) скважина, вскрывшая московско-днепровский водоносный горизонт на глубине 20—27 м, давала самоиз-
ВОДЫ ЧЕТВЕРТИЧНЫХ И НЕОГЕНОВО-ПАЛЕОГЕНОВЫХ ОТЛОЖЕНИИ
13 т
ливом 8—9 л)сек. Коэффициент фильтрации песков для данного участка составлял 10—20 м!сутк.и. Ниже по течению Волги — на участке от Калинина до Калязина — притоки по скважинам редко превышают 2—3 л[сек и как исключение достигают 7 л)сек при понижении на 4 м (ст. Данилов).
К северу от Клинско-Дмптровской гряды на водоразделах и участках высокого залегания днепровской морены горизонт имеет слабую водообильность. Дебит родников здесь не превосходит 0,3 л]сек, а скважин до 0,5—0,8 л!сек. В Клинском районе (сел. Некрасино) ряд скважин дает самоизливом до 3,4 л!сек, в единичных случаях до 12— 14 л)сек, при понижении порядка 20 м. Здесь, впрочем, не исключена возможность соединения вод московско-днепровского горизонта с водами днепровско-окских песков, залегающих на юрских глинах, В г. Бежецке дебит колодца из этих отложений достигал 4 л!сек.
На северо-востоке района, в Ярославской области, дебиты скважин и колодцев весьма различны даже на близких расстояниях. Так, в районе г. Тутаева московско-днепровские пески слабоводоносны, чаще они совсем отсутствуют. В районе г. Середы пески обычно крупнозернистые или гравелистые, местами описываемый горизонт здесь связан с днепровско-окским, дебиты скважин достигают 7 л)сек при общей мощности водоносных песков 36—46 м. При мощности песков до 10 м дебит скважин здесь обычно не превышает 1 —1,4 л)сек. В районе Ярославля дебит отдельных скважин достигает 3,3—6,6 л/сек.
Исключительной водообилыюстыо характеризуется московско-днепровский водоносный горизонт в районе Мытищ, где в связи с выклиниванием московской и днепровской морен он взаимосвязан с водами валдайско-московских (флювиогляциальных) и аллювиальных горизонтов отложений, а также с водами днепровско-окских песков. Мульдообразное залегание комплекса водоносных отложений, образующих бассейн грунтовых вод с мощным водоупором из плотных юрских глин, здесь способствует накоплению огромных запасов подземных вод. Дебит отдельных скважин достигает 46,5—74,0 л!сек при понижении на 1,1—2,3 м\ удельный дебит составляет до 32—45 л/сек.
Вне области московского оледенения московско-днепровский (надморенный) горизонт слабоводообилен. Дебиты скважин и колодцев здесь не превышают 0,1—0,2 л)сек, редко более. Ресурсы его незначительны вследствие малой мощности и дренированностп горизонта. По данным двух пробных откачек в районе г. Егорьевска производительность колодцев составила 0,013—0,06 л!сек при понижении на 0,9— 1,5 м. Дебиты скважин и колодцев в районе г. Луховицы составляют 0,08—0,8 л'сек при понижении на 2—3 м. Величина удельных дебитов изменяется от 0,005 до 0,2 л]сек. Дебиты родников не превышают 0,1 л[сек, обычно составляют сотые и тысячные доли.
Общая минерализация воды горизонта изменяется от 0,04 (к югу от г. ЛАеленки Рязанской обл.) до 0,6 г/л, чаще 0,1—0,4 г!л и лишь иногда повышается до 0,7 (Викуши Рязанской обл.) —-0,8 г/л (Кашин). Исключение составляют участки более высокой минерализации, достигающей 1,1 (дер. Впнодеевка Рязанской обл. и Колосове Калужской обл.) и 1,64 г/л (г. Петровск Ярославской обл.). Общая жесткость изменяется от 1—2 до 7—9 мг-экв, изредка увеличивается до 12 мг-экв (район г. Гусь-Хрустального); карбонатная жесткость изменяется от 0,4 до 5, чаше от 0,5 до 3 мг-экв.
Увеличение минерализации и жесткости воды отмечается на участках взаимосвязи вод описываемого горизонта и дочетвертпчных отложений. Так, например, воды родников из данного горизонта, питавшие 9*
132
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
водопровод лечебницы в г. Верее (Московская обл.), были настолько Жестки, что пришлось от них отказаться. В долинах Горетовки, Сходни, Истры, Клязьмы и других рек нередко у родников, вытекающих из московско-днепровского горизонта, наблюдаются отложения известковистого туфа.
В воде многих родников, колодцев и скважин Московской области отмечено значительное содержание железа. В роднике близ сел. Михнево Московской области на правом берегу р. Яхромы содержание железа в осадке составляло 2.6 мг/л', значительная железистость источников отмечена в г. Кашине; в дер. Городок Смоленской области содержание железа достигало 3,1 мг/л, а па ст. Чекмесово — 3,5 мг1л. Повышение содержания железа связано с наличием в вышележащих горизонтах железных болотных руд или с подтоком вод из нижележащих горизонтов мезозоя.
Нередко воды загрязнены. Некоторые анализы показывают содержание хлора до 114 мг/л (сел. Дедушкино ЛАосковской обл.) и сульфатов до 89,7 мг/л (г. Нелидово). Отмечается также присутствие азотной (до 0,5 мг/л) и азотистой (до 0,3 мг/л) кислот. На участках отсутствия московской морены анализы вод показали содержание этих кислот от 6 до 10 мг/л, а аммиака до 0,7 мг/л. Загрязнение обычно связано с плохим состоянием колодезных срубов или скважин и общими антисанитарными условиями близ колодцев, скважин и каптированных родников, что особенно четко прослеживается в областях отсутствия моренного перекрытия.
По составу воды этого горизонта гидрокарбонатные кальциевые или магниево-кальциевые, в местах загрязнения увеличивается содержание хлоридов, сульфатов и натрия. Отметим, что московско-днепровский водоносный горизонт на большей площади своего распространения является наиболее доброкачественным источником питьевого водоснабжения и используется многочисленными скважинами и колодцами, а также путем каптажа родников. С режимом вод этого горизонта связаны вопросы осушения и мелиорации ряда заболоченных районов — Мещерской низины, верховья Волги и др.
Воды спорадического распространения днепровской морены (g/Qndn). Морена днепровского оледенения развита почти повсеместно. Она сложена плотными неоднородными суглинками, реже супесями с гравием, галькой и валунами, с редкими прослоями, линзами и гнездами песков и отторженцев коренных пород. Мощность морены обычно составляет 10—15 м, увеличиваясь в погребенных долинах до 60 м (сел. Темшино Луховицкого района Московской обл.). На Окско-Цнин-ском плато мощность морены местами уменьшается до 1—2 м.
Плотные валунные суглинки днепровской морены в основном являются водоупором, отделяющим вышеописанный московско-днепровский горизонт от нижележащих водоносных горизонтов. Днепровская морена залегает на днепровско-окских и подокских песках и на дочетвертичных породах. Подземные воды содержатся в опесчаненных разностях моренных суглинков, в линзах, гнездах и прослоях песков и супесей, мощность которых обычно от 0,2 до 2 м, редко 5—8 м и более; они встречаются также в отторженцах дочетвертичных пород, заключенных в толще валунных суглинков. Пески преимущественно мелко-и среднезернистые с гравием и галькой.
Условия залегания, режим, притоки и качество воды днепровской морены аналогичны водам московской морены. Воды внутриморенных песков не образуют выдержанных горизонтов, а залегают в виде разобщенных водоносных линз, которые вскрываются на самой различной
ВОДЫ ЧЕТВЕРТИЧНЫХ И НЕОГЕНОВОПАЛЕОГЕНОВЫХ ОТЛОЖЕНИИ
133
глубине. Нижним водоупором и водоупорным перекрытием для этих водоносных линз служат более плотные разности самих моренных суглинков. На Окско-Цнинском плато, по правобережью Оки и по левобережью Клязьмы, вода в морене вскрывается колодцами на глубине от десятых долей метра — по склонам водоразделов до 5—7 м и более — на водоразделах. В Рославльском и Почпнковском районах Смоленской области вода, вскрытая скважинами на глубине 15,4—40,5 л, обладает напором, изменяющимся от 10 до 23 м.
Внутриморениые воды питаются путем инфильтрации атмосферных осадков, а также, по-видимому, за счет подтока вод из выше- и нижележащих водоносных горизонтов. Водоносные линзы и прослои обычно не содержат больших запасов воды, и колодцы, заложенные в морене, быстро вычерпываются. В бассейне Оки и Клязьмы дебит колодцев, эксплуатирующих воды внутриморенных отложений, составляет 0,001—0,1 л/сек: для района Луховиц и Зарайска дебит по данным откачек составил 0,01—0,03 л/сек при понижении на 1,1—5,3 м; в районе ст. Петушки он составил 0,06 л/сек при понижении на 1 я; в дер. Екатериновке Шиловского района Рязанской области удельный дебит оказался равным 0,035 л/сек, а коэффициент фильтрации водосодержащих песков 1,7 м/сутки. Коэффициент фильтрации мелкозернистых песков в районе Гусь-Хрустального изменялся от 0,5 до 5,2м/сутки при средней величине 1,5 м сутки. Как исключение, довольно значительный дебит (0,8—3.4 л/сек) был получен скважинами в Рославле и в Почпнковском районе, где воды приурочены к линзам гравелистых песков. К югу от Касимова на правобережье Оки песчаные отложения днепровской морены безводны, так как дренированы известняками карбона и долинами рек.
Воды внутриморенных песков пресные и по качеству удовлетворительные, воды опесчаненных разностей морены обычно обладают повышенной минерализацией, значительной жесткостью и неприятным вкусом. Общая минерализация воды составляет обычно от 0,1 до 0,8 г/л, общая жесткость от 0,7 до 9,6 мг-экв, в г. Покрове Московской области до 13,4 мг-экв, в г. Касимове — до 28,6 мг-экв. Обычно общая жесткость воды изменяется в пределах от 2,5 до 7,5 мг-экв-, карбонатная жесткость — от 0,4 до 13,6 мг-экв, наиболее часто она составляет от 3 до 7,5 мг-экв. В некоторых анализах отмечается присутствие ионов NO;r и NOj", вызванное загрязнением.
По составу воды гидрокарбонатные, реже сульфатно-гидрокарбо-натные кальциевые, еще реже магниево-кальциевые. Как исключение, некоторыми колодцами вскрыты гидрокарбонатно-хлоридные кальциевые воды (дер. Екатериновка Рязанской области) с сухим остатком 1,3 г/л. В районе г. Луховицы воды днепровской морены характеризуются общей минерализацией до 1,5 г/л и общей жесткостью до 18— 27 мг-экв. По правобережью Оки, на участке от Коломны до г. Шилова встречаются воды хлоридно-сульфатного типа с содержанием хлора до 380 мг/л и сульфатов до 320 мг/л. В полосе Окско-Цнинского плато, в Касимовском районе и близ г. Меленки, отмечается минерализация воды до 1,1 —1,4 г/л. Повышенная минерализация этих вод может быть вызвана как поверхностным загрязнением, так и подтоком вод из нижележащих дочетвертичных водоносных горизонтов.
Воды днепровской морены почти не имеют практического значения, сельское население изредка использует их для хозяйственных нужд главным образом колодцами глубиной порядка 8—15 м.
Днепровско окский водоносный горизонт флювиогляциальных и аллювиальных отложений (fgl, alQ^dn—Q^ok) приурочен к флювио
134
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
гляциальным и аллювиальным отложениям, не имеющим сплошного распространения и залегающим под днепровской мореной, главным образом в депрессиях доледникового рельефа — Верхне-Волжской, Мещерской, Окско-Мокшинской и Угринской. Эти отложения установлены также почти во всех погребенных долинах и на многих участках древних впадин.
Воды содержатся в мелко- и среднезернистых песках, в различной степени глинистых и пылеватых, включающих прослои суглинков и глин. В нижней части толщи пески разнозернистые, гравийные, мощность их 3—5 м; в погребенных долинах среди песков иногда встречаются довольно мощные гравийно-галечные прослои. Общая мощность этих отложений обычно не превышает 5—12 м, но в погребенных долинах она часто достигает 15—25 м, а в глубоких впадинах возрастает до 45—50 (ст. Спирово, г. Калязин) и даже до 100 м (Селищенская депрессия Калининской обл.).
Выдержанного водоупорного ложа водоносный горизонт не имеет. На большей части территории днепровско-окский водоносный горизонт залегает непосредственно на дочетвертичных отложениях различного возраста: в северо-восточной и восточной частях территории — на меловых, юрских, триасовых и пермских; в западной, центральной и южной — на меловых, каменноугольных и девонских, поэтому воды этого горизонта часто гидравлически связаны с водами дочетвертичных отложений. Так, в Мещерской и Окско-Мокшинской низинах, а особенно по правобережью Оки в бассейнах рек Прони, Рановы и Пары, водоносные днепровско-окские пески, залегая на песках неогеновой толщи, образуют с ними единый водоносный горизонт. В районе Угличского Поволжья, Клинско-Дмитровской гряды и в юго-западной части описываемой территории они образуют единый водоносный горизонт с меловыми отложениями, а местами дренируются ими (район сел. Шелу-хово Рязанской обл.). В сел. Усолье и в окрестностях оз. Плещеева днепровско-окский горизонт подстилается пермскими и триасовыми отложениями, воды которых местами засолоняют днепровско-окский горизонт. Лишь на отдельных участках подстилающим водоупором последнего горизонта служит окская морена, мощность которой достигает 10—20 м. Морена сохраняется здесь лишь в виде отдельных пятен в глубоких депрессиях дочетвертичного рельефа (Орехово-Зуево, ст. Куровская), и на этих участках водоносный горизонт приобретает характер межпластового.
Водоупорным перекрытием горизонта чаще всего являются суглинки днепровской морены, но нередко эти суглинки размыты, например, в районе Мытищ и на значительных пространствах Егорьевского, Шатурского, Куровского и других районов Московской области. Глубокие размывы нередко захватывают и водоносную толщу днепровско-окских песков, которые в Реутовском и Ногинском районах замещаются крупнозернистыми флювиогляциальными московско-днепровскими песками. В Калязинско-Угличском Поволжье, в глубоких долинах размыва днепровской морены близ Углича, Калязина, Кимр и других городов водоупорной кровлей описываемого горизонта служит московская морена. В пределах поймы и первой надпойменной террасы водоносный горизонт часто не имеет водоупорной кровли и гидравлически связан с водами аллювиальных отложений.
Днепровско-окский водоносный горизонт залегает на различной глубине. В бассейнах Оки, Клязьмы и Десны воды горизонта вскрываются на глубине от 1—3 до 20 м, а в зонах погружения и древних размывов — на глубине 20—90 м. Минимальные глубины залегания отмечаются в речных долинах, главным образом Мещерской низины и
ВОДЫ ЧЕТВЕРТИЧНЫХ И НЕОГЕНОВО-ПАЛЕОГЕНОВЫХ ОТЛОЖЕНИИ
135
правобережных притоков Оки, Беспуты, Пары и Прони. В долине Волги у Ржева уровень воды находится на глубине 2—8 м, к водораздельным участкам глубина залегания увеличивается до 30—40 м, а в глубокой депрессии близ Углича эти воды вскрыты уже на глубине .05 м. Близ Ярославля воды горизонта в речных долинах залегают на глубине 8—12 м, а на водораздельных участках—на глубине 60—90 м от поверхности. В бассейне Десны воды днепровско-окского горизонта вскрыты на глубине от 6 до 60 м.
При выдержанном водоупорном перекрытии водоносный горизонт приобретает напорный характер, напор превосходит 30—50 м (пос. Мшерово, сел. Пречистое и другие Ярославской обл.); чаще напоры составляют 10—20 м. В Ярославской и Московской областях отдельные скважины дают самоизлив.
Статический уровень воды в перечисленных районах находится па глубине от 1—6 до 20—30 м, большей частью 5—17 м; при самоизливе он устанавливается примерно на 2 м выше поверхности.
Величина иапора часто определяется связью описываемого горизонта с водами дочетвертичных отложений. Так, в Смоленске, где днепровско-окские пески залегают непосредственно на отложениях девона, содержащиеся в них воды имеют тот же пьезометрический уровень, что и воды девонского водоносного горизонта. Зеркало воды приобретает уклон к естественным дренам — долинам рек и глубоким оврагам.
В местах отсутствия водоупорного перекрытия — в Мытищинском, Егорьевском и Шатурском районах Московской области, в долинах рек Судогды, Гуся и других, питание водоносного горизонта происходит путем проникновения атмосферных осадков с поверхности через аллювиальную толщу в долинах рек, а также через московско-днепровские флювиогляциальные пески. На отдельных участках этот водоносный горизонт получает питание за счет вод дочетвертичных — меловых и каменноугольных отложений. Разгрузка водоносного горизонта происходит по долинам рек, в отдельных местах отмечается также разгрузка в нижележащие водоносные горизонты. По данным откачек коэффициент фильтрации мелко- и тонкозернистых песков в районе ДАещер-ской низины изменяется от 1,1 до 7,1 м/сутки, а крупнозернистых гравелистых разностей — от 18 до 38 м] сутки.
Ресурсы водоносного горизонта довольно значительны, водообиль-ность его зависит от гранулометрического состава и степени однородности водосодержащих песков и их мощности. Дебиты источников, а также колодцев и буровых скважин, пройденных в днепровско-окских песках, колеблются в широких пределах. Так, например, в районе Ярославля, где днепровско-окский горизонт является основным эксплуатируемым горизонтом, дебит скважин составляет 1—-7 л[сек, удельный дебит составляет от 0,27 до 4,2, чаще 0,5—2 л!сек\ в Переславле-Залесском дебит скважины достигает 4 л)сек при понижении на 1,3 м\ в сел. Красный Холм (Калининская обл.) дебит скважины был равен 1,4 л!сек при понижении на 1 м. В Калининской области дебит скважин п колодцев обычно не превышает 1 — 1,5 л/сек, изредка достигает 2,2 л/сек (Бологое) при понижении на 1,4 л; в Дмитрове ДАосковской области дебит скважины составлял 2,4 л/сек при самоизливе.
Горизонт наиболее водообилен на тех участках, где на водоносных песках залегают непосредственно московско-днепровские более крупнозернистые (по р. Пехорке) или древнеаллювиальные (Мытищи) пески, а также на участках, где он взаимосвязан с водами дочетвертичных отложений. Так, например, в Ельне, где днепровско-окские пески залегают на известняках упинской толщи, дебит скважины достигал
136
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
4,5 л!сек, обычно же притоки воды в скважины и колодцы здесь не превышали 0,5—1 л!сек. По долинам многих рек — Истры, Волгуши, Осетра, Прони, Гуся, Судогды, Пахры, Цпы, Десны, Болвы и других — отмечаются многочисленные восходящие родники этого горизонта, образующие пластовые выходы и дающие начало ручьям и речкам (Истра, Волгуша и др.). Дебиты родников обычно не превышают 0,5 л]сек, местами увеличиваясь до 1—2 л)сек.
Воды днепровско-окских флювиогляциальных и аллювиальных отложений обычно пресные, сухой остаток составляет от 0,03 до 0,5 г/л, жесткость 3—4 мг-экв. Состав воды преимущественно гидрокарбонат-пый кальциевый или магниево-кальциевый. В отдельных пунктах минерализация воды увеличивается до 0,8—1,1 г/л; так, в колодце сел. Коровки Рязанской области и в колодце дер. Поляны той же области жесткость воды составляла 22 мг-экв при содержании хлоридов до 100 мг)л.
На участках отсутствия водоупорного перекрытия при антисанитарном состоянии колодцев отмечается загрязнение воды азотистыми соединениями. Так, например, в скважине в г. Богоявленске вода содержала аммиак в количестве 0,25 мг)л. В районе г. Гусь-Хрустального вода из скважины содержала (в мг/л}-. NH+ 6,0; NO;y 0,5; NO~100; F- 0,37; содержание суммарного железа изменялось от 2 до 8 мг/л. Увеличение минерализации вод этого горизонта на отдельных участках, а также повышенное содержание фтора указывают на подток вод из дочетвертпчных отложений.
Днепровско-окский водоносный горизонт имеет большое значение как источник питьевого водоснабжения; наиболее широко его воды эксплуатируются скважинами и колодцами в Ярославской области, где на большой площади он легко доступен, водообилен и обладает хорошей по качеству водой. В бассейне Оки и Клязьмы в Рязанской и Владимирской областях, а также в бассейне р. Десны в южной части Смоленской и Калужской областей этот горизонт используется для сельскохозяйственного водоснабжения преимущественно колодцами глубиной от 2—5 до 18—30 м, каптированными родниками и реже буровыми скважинами. В районе ЛАытищ этот горизонт эксплуатируется совместно с водами московско-днепровского и древнеаллювиального горизонтов.
Окская морена (Qio/г), залегающая в основании днепровско-окского водоносного горизонта, сохранилась главным образом в погребенных доледниковых долинах, в силу чего она имеет весьма ограниченное распространение. Эту морену обычно слагают плотные суглинки, поэтому в основной массе она представляет собой водоупор. Данных о водоносности внутриморенных песчаных отложений нет.
Подокский водоносный горизонт (fgl, al Qiok). Флювиогляциальные и аллювиальные отложения, к которым приурочен подокский водоносный горизонт, сохранились только на отдельных участках в глубоких впадинах дочетвертичного рельефа и в погребенных доледниковых долинах; на поверхность они нигде не выходят (см. рис. 17 и карту 2 в приложении) и вскрыты лишь отдельными скважинами.
Водоносные мелкозернистые пески обычно глинистые, реже разнозернистые, с гравием, галькой и подчиненными прослоями суглинков и глин. Общая мощность подокских отложений изменяется от 1—2 и до 5—10, реже до 12—15 м и более. Подокские пески вскрыты несколькими скважинами в районе г. Духовщина Смоленской области, где мощность их изменяется от 0,6 до 9 м.
ВОДЫ ЧЕТВЕРТИЧНЫХ И НЕОГЕНОВО-ПАЛЕОГЕНОВЫХ ОТЛОЖЕНИИ
137
Водоупорным перекрытием для вод подокского горизонта являются плотные суглинки окской морены мощностью до 10—20 м. Подокские водоносные пески залегают непосредственно на породах девона, карбона, юры, мела, с водами которых горизонт обычно взаимосвязан. Самостоятельного значения этот горизонт почти не имеет, водоприток в скважины и качество воды зависят от вод подстилающего его горизонта. На участках, где в подошве подокского водоносного горизонта залегают верхнеюрские или нижнемеловые глины, он слабо водообилен. Так, в дер. Бурчаково Ярославской области, где горизонт вскрыт па глубине 83,2 м, а мощность водоносных песков составляет 16,9 м, дебит скважины составил 0,6 л/сек при понижении на 11,4 л/. Статический уровень воды установился на глубине 29 м; общая минерализация достигала 0,4 г/л. В скважине в сел. Шеметово Московской области воды этого горизонта, приуроченные к толще разнозернистых песков мощностью 24,9 м, были вскрыты па глубине 41,1 м. Дебит скважин составил 0,5 л/сек при понижении уровня па 1,2 м, статический уровень воды установился на глубине 20 м, общая минерализация воды составляла 0,38 г/л, а жесткость 6,3 мг-экв. Практического значения подокский водоносный горизонт почти не имеет и очень редко используется для целей водоснабжения.
Таким образом, на описываемой территории воды четвертичных отложений широко распространены. Они приурочены к разнообразным по генезису и литологическому составу породам и находятся в сложной взаимосвязи как между собой, так и с водами дочетвертпчных отложений и с водами рек и озер. Для большинства водоносных горизонтов четвертичных отложений характерны сравнительно небольшая глубина их залегания, малая минерализация воды и относительно небольшие ресурсы.
Формирование вод четвертичных отложений связано с постоянным и весьма интенсивным водообменом их с поверхностными водами. Основным источником питания этих вод являются атмосферные осадки.
Режим подземных вод характеризуется сезонными колебаниями, связанными главным образом с атмосферными осадками и испарением, а вблизи рек и озер находится под влиянием их режима. Особенно близкий уровень стояния грунтовых вод (от 0 до 2 м) отмечается в Мещерской низине, что связано с наличием выдержанного водоупора (юрских глин) в подошве аллювиально-флювиогляциальных водоносных песков, значительным количеством атмосферных осадков (до 550 мм в год), слабым дренажом и стоком.
Воды четвертичных отложений, находящиеся в зоне активного водообмена, имеют минерализацию от 0,1 до 0,5 г/л, редко более, они относятся к типу гидрокарбопатных кальциевых. Воды четвертичных отложений играют большую роль в водоснабжении населенных пунктов главным образом сельскохозяйственных районов, иногда они могут удовлетворить потребности очень крупных водопотребителей.
Воды, заключенные в покровных суглинках, аллювиальных (современных и древних) отложениях и флювиогляциальных образованиях, часто не имеют водоупорного перекрытия. В населенных пунктах первые от поверхности водоносные горизонты, не перекрытые водоупорами, часто загрязняются поверхностными и сточными водами и являются типичными грунтовыми. Водосодержащие породы характеризуются изменчивой и в общем невысокой водообильностью; воды пресные с минерализацией от 0,1 до 0,5 г/л, чаще 0,2—0,4 г/л, изредка более. Для них характерно также значительное содержание органических веществ. Однако воды этих отложений благодаря их неглубокому залеганию
138
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
часто используются для сельского водоснабжения, они эксплуатируются преимущественно колодцами и реже скважинами. Дебит колодцев и скважин обычно не превышает 0,5 л!сек, изредка достигая 1 л/сек.
Среди подземных вод четвертичных отложений наибольшее значение имеют московско-днепровский и днепровско-окский водоносные горизонты. На значительной части своего распространения опи перекрыты моренными суглинками и обычно имеют характер межпластовых вод. Воды широко распространены, дают большие притоки в скважины и колодцы и представляют несомненный интерес в качестве источника сельскохозяйственного водоснабжения. Эти горизонты содержат значительные ресурсы подземных слабомииерализованных вод, их минерализация обычно изменяется в пределах от 0,2 до 0,5 г/л, редко более. Они сравнительно мало загрязнены органическими веществами и сточными водами. Воды московско-днепровского и днепровско-окского горизонтов эксплуатируются для целей водоснабжения многочисленными скважинами и колодцами, дебит которых обычно не превосходит 1—3 л!сек,.
Во избежание возможного загрязнения подземных вод этих горизонтов при их использовании необходимо создание охранных зон, а также регулирование расходов воды при слишком больших заборах из них воды. Как показал опыт эксплуатации этих горизонтов в Мытищах, качество воды может ухудшиться за счет подсоса вод из других загрязненных или засоленных водоносных горизонтов.
2. ВОДОНОСНЫЕ ГОРИЗОНТЫ НЕОГЕНОВЫХ И ПАЛЕОГЕНОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ
Неогеновый водоносный горизонт (/, alN). На большей части описываемой территории неогеновые отложения отсутствуют, лишь на юго-востоке Рязанской области они слагают аллювиальную равнину, которая в основном находится уже за пределами описываемой территории. На отдельных участках отложения неогена прослеживаются в бассейнах Пры, Прони, Лукмус, Истьи, Рановы, Верды, Мордвес, а также в погребенных донеогеновых долинах Московской, Тульской, Калужской и Смоленской областей.
Воды содержатся в тонко- и мелкозернистых песках с подчиненными прослоями глии, реже в разнозернистых песках, общая мощность которых изменяется от нескольких метров до 50—60 м. Обычно пески обводнены только в нижней части толщи, по мощности не превосходящей 10, а чаще 5—6 м. В скважине близ ст. /Келобово Рязанской области обводнена толща песков мощностью 15,2 м.
Водоупорным ложем водоносного горизонта в большинстве случаев служат нижнемеловые глины, а в районе г. Луховицы, в бассейнах рек Малого Осетрпка, Вожи и Меча — верхнеюрские глины, иногда также глины, залегающие в основании неогеновой толщи. Нередко водоупор отсутствует, и воды неогена сливаются с водами других горизонтов.
Водоупорным перекрытием на отдельных участках являются плотные суглинки днепровской морены мощностью до 10—15 м. Местами, например, в бассейнах Прони, Рановы, Истьи и Верды, где морена часто размыта, на неогеновых песках залегают водоносные днепровско-окские отложения, с водами которых на некоторых участках (близ сел. Верды Рязанской обл.) неогеновый горизонт тесно взаимосвязан.
Глубина залегания водоносного горизонта колеблется от 0—2,5 до 10—15 м вблизи рек и увеличивается до 20—23 м на водоразделах.
ВОДЫ ЧЕТВЕРТИЧНЫХ И НЕОГЕНОВО-ПАЛЕОГЕНОВЫХ ОТЛОЖЕНИИ
139
Скважина близ ст. Желобово Рязанской области вскрыла воды в этих отложениях на глубине 64,5 м\ статический уровень воды в ней установился на глубине 23,8 м. На большей части своего распространения водоносный горизонт имеет свободное зеркало воды. Нередко по долинам рек водоносный горизонт питает родники, дебит которых не превышает 0,1 л/сек. Исключение представляет родник в долине р. Рановы у дер. Новополье Рязанской области, дебит которого составляет 2,5 л/сек.
Ресурсы неогенового горизонта незначительны; дебиты родников и колодцев не превышают 0,1 л/сек, а скважин 0,5 л/сек\ лишь скважина близ ст. Желобово дала дебит 2,4 л/сек при понижении на 1,3 м, что объясняется крупнозерпистостью песков и мощностью их толщи, достигающей 15,2 м. Коэффициент фильтрации для среднезернистых песков этого горизонта в районе пос. Шилова по данным откачки составил 10 м/сутки.
Водоносный горизонт питается за счет инфильтрации атмосферных осадков, а также за счет выше- и нижележащих водоносных горизонтов. Разгрузка горизонта происходит по речным долинам, оврагам и балкам. Воды неогенового горизонта обычно слабоминерализованы. Общая минерализация изменяется от 0,09 до 0,37 г/л, редко более. Общая жесткость воды не превосходит 5 мг-экв, карбонатная составляет от 0,66 до 3,7 мг-экв. По типу воды гидрокарбонатные кальциевые, иногда, например в районе г. Луховицы, у пос. Шилове, отмечается повышенное содержание магния, натрия и сульфатов.
Практическое значение неогенового водоносного горизонта на описываемой территории невелико. Воды его используются для сельского водоснабжения колодцами глубиной до 10—18 м, единичными скважинами, а также путем каптажа родников.
Полтавский водоносный горизонт (Pg3—К^р/). Полтавские отложения развиты на отдельных участках в южной части Смоленской области, где они заполняют древние эрозионные понижения в меловых отложениях. Вода в полтавских отложениях встречена отдельными скважинами в Кардымовском, Глинковском, Шумячском и Рославль-ском районах Смоленской области, где эти отложения сохранились лишь на небольших участках.
Воды содержатся в тонкозернистых песках, включающих прослои глин общей мощностью до 15—20 м. Водоносный горизонт обычно не отделяется от вод нижележащего сеноман-альбского и вышележащего московско-днепровского водоносных горизонтов. В понижениях кровли меловых отложений воды полтавских песков обладают значительным дебитом и даже осложняют условия эксплуатации некоторых фосфоритовых месторождений.
Воды полтавского горизонта не имеют практического значения в качестве источника для водоснабжения, они эксплуатируются лишь колодцами в отдельных населенных пунктах.
Глава четвертая
ВОДЫ МЕЛОВЫХ II ЮРСКИХ ОТЛОЖЕНИИ
Юрские п меловые отложения, уничтоженные на значительных площадях последующей эрозией, характеризуются прерывистым распространением. Перерыв в отложении осадков, продолжавшийся с конца палеозоя до начала мезозоя, обусловил значительную денудацию палеозойского фундамента п несогласное налегание на него мезозойских отложений. На большей части Калининской и Смоленской областей юрские и меловые осадки отсутствуют. Они широко развиты в восточной части района и характеризуются значительным увеличением мощности в области Владимиро-Шиловского прогиба.
В меловых и юрских отложениях выделяются следующие водоносные горизонты:
1.	Сантон-туронскин водоносный горизонт, приуроченный к трещиноватой зоне мела, мергелей, опок, оиоковпдных песчаников и песков того же возраста.
В различных частях территории сантон-туронские отложения представлены различными стратиграфическими горизонтами. Однако эта толща мела, мергелей и опок повсеместно содержит воду в основном трещинного типа и рассматривается как единый сантон-туронский водоносный горизонт1.
2.	Сеноман-альбский водоносный горизонт, приуроченный к пескам сеноман-альба — в западной, сеномана и верхнего альба — в северо-восточной и альба — в восточной частях территории.
Пески сеномана на большой части площади своего распространения залегают на песках альба, вследствие чего эта водонасыщенная песчаная толша представляет собой единый сеноман-альбский водоносный горизонт.
3.	Апт-неокомскпй водоносный горизонт, приуроченный к апт-нео-комскпм пескам, переслаивающимся с глинами, залегающими в виде выдержанных мощных слоев в восточной и северо-восточной частях территории, прослоев и линз в ее юго-западной части.
4.	Волжский водоносный горизонт в песках верхнего и нижнего волжских ярусов.
5.	Келловей-батский водоносный горизонт в глинисто-песчаных континентальных отложениях.
Кроме перечисленных водоносных горизонтов, в келловей-киме-
* Сантоп-туропский водоносный горизонт в литературе часто именуется для западной части территории — мергельно-меловым, для северо-восточной — опочным водоносным горизонтом.
ВОДЫ МЕЛОВЫХ И ЮРСКИХ ОТЛОЖЕНИИ
141
рпджской в основном водоупорной глинистой толще прослеживаются линзовпдные прослои водосодержащих пород — песков, реже известняков и мергелей. Водоносные пески обычно встречаются в нижней части этой толщи. Мощность песчаных линз заметно увеличивается в восточной части территории.
Следует, однако, отметить, что возраст песков нижней части толщи келловея для северо-восточной части территории нельзя считать установленным. По материалам отдельных буровых на воду скважин Владимирской, Ярославской областей и северной части Московской области эти пески индексируются различно: Js, реже J3CI пли J2-3. Поскольку в этих районах геологические съемки пока не проводились, вопрос о возрастной принадлежности песков нижней части верхнеюрских отложений нельзя считать окончательно решенным. В дальнейшем описании эти водоносные пески условно отнесены к континентальной толще бат-келловея.
Водосодержащими породами меловых и юрских горизонтов являются преимущественно пески, часто тонко- п мелкозернистые, глинистые, что определяет их слабую водоотдачу и местами плывунный характер. В связи с этим рассматриваемые водоносные горизонты по территории в целом можно охарактеризовать как слабо водообильные. Дебиты буровых скважин, как правило, не превышают 1,0—2,0 л сек. при удельной производительности в среднем около 0,5—0,7 л, сек. Предельные значения удельного дебита скважин изменяются от 6,7—2,5 до 0,03—0,01 л сек при понижениях соответственно от 2,7—2,0 до 49— 39 м. Следует иметь в виду, что величина удельного дебита не всегда отражает истинные показатели водообильности горизонта, так как она зависит от конструкции скважин, величины понижения, степени вскрытия горизонта, соотношения величины понижения и вскрытой мощности водоносного горизонта и пр.
Для всех водоносных горизонтов выявляются участки увеличения их водообильности. В отдельных случаях это связано с изменением состава водовмещающпх пород, а в других — с наличием взаимосвязи с вышележащими четвертичными или нижележащими напорными палеозойскими водоносными горизошамп.
Одним из основных источников питания юрских и меловых водоносных горизонтов являются атмосферные осадки, в связи с чем уровень их подвергается значительным сезонным колебаниям. Отсутствие выдержанных водоупорных перекрытий для всех водоносных горизонтов, кроме келловей-батского, обусловливает сравнительно быстрое пополнение их ресурсов. Эта же особенность определяет и возможность их поверхностного загрязнения. Современная эрозионная сеть, дренируя их, обеспечивает общую закономерность в направлении движения вод этих водоносных горизонтов от водоразделов в сторону речных долин, активный водообмен, а также взаимосвязь с поверхностными водами через водопроницаемые отложения аллювиального комплекса.
Разобщенность отдельных площадей развития юрских и меловых водоносных отложений и дренаж содержащихся в них вод речной сетью обусловливает ограниченность водных ресурсов рассматриваемых водоносных горизонтов, а местами их полный дренаж.
Режим келловей-батского водоносного горизонта подчинен совершенно иным закономерностям. Выдержанное водоупорное перекрытие, образованное мощной толщей кимеридж-келловейскпх глин, затрудняет питание этого горизонта атмосферными осадками и водами вышележащих водоносных горизонтов. Пополнение ресурсов келловей-батского горизонта происходит главным образом за счет нижележащих каменно
142
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
угольных водоносных горизонтов. Химизм вод этого горизонта, а также его водообпльность и напорность тесно связаны и зависят от нижележащих водоносных горизонтов.
На значительной части территории, в Калужской, Смоленской, Тульской, южной части Московской ц западной части Рязанской областей меловые и юрские водоносные горизонты используются для местного сельского водоснабжения колодцами и каптажем родников, значительно реже буровыми скважинами. В восточных частях Рязанской и Калининской, северной части Московской, в Ярославской и Владимирской областях, где водосодержащие породы юрских и меловых отложений имеют значительные мощности и более широкое площадное распространение, воды этих горизонтов интенсивно эксплуатируются отдельными буровыми скважинами.
По химическому составу воды юрских и меловых отложений пресные, в основной своей массе они относятся к гицрокарбонатному кальциевому типу с общей минерализацией обычно не превышающей 0,5— 0,7 г/л. Следует отметить, что в водах волжского водоносного горизонта п в водоносных линзах верхнеюрской толщи местами отмечается запах сероводорода и повышенное содержание железа. Это, по-видимому, связано с разложением пирита, встречающегося в виде включений в водосодержащих слоях. Воды меловых и юрских отложений в местах их близкого залегания от поверхности вызывают заболачивание отдельных участков. С выходами юрских и меловых вод часто связаны также оползневые явления.
1. ВОДОНОСНЫЕ ГОРИЗОНТЫ МЕЛОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ
Сантон-туронский водоносный горизонт (Сг2 t — st). Верхнемеловые турон-сантонские отложения, слагая высокие водоразделы, характеризуются прерывистым островным распространением. Они развиты в юго-западной части территории — в южных частях Смоленской и Калужской областей, а также в восточной части — в пределах Клинско-Дмитровской гряды — в северо-восточной части Московской, а также Ярославской н Владимирской областей, на участке их примыкания к Московской. В юго-восточной части Рязанской области верхнемеловые осадки прослеживаются только в виде отдельных редких останцов. Краевая северно-восточная часть широкого развития верхнемеловых отложений приурочена к краевым южным частям Калужской и Смоленской областей (рис. 18).
Водовмещающие породы турон-сантонского возраста представлены в западной части в основном трещиноватыми мелом, опоками и мергелями (мергельно-меловой водоносный горизонт), а в восточной песчаными опоками, песками и опоковидными песчаниками (опочный водоносный горизонт). Максимальная мощность обводненных пород составляет 25—27 м. но обычно она не превышает 5—8 м.
В кровле водоносных сантон-туронских пород залегают четвертичные, а на отдельных участках неогеновые образования, в связи с чем водоносный горизонт не имеет выдержанной водоупорной кровли. Me стным верхним водоупором служит элювий верхнемеловых пород или глинистые разности четвертичных отложений, поэтому выявляются участки, на которых воды сантон-туронского горизонта имеют связь с водами, заключенными в песках неогена и в четвертичных отложениях.
В подошве сантон-туронских водонасыщенных пород залегает толща сеноман-альбскпх водоносных песков, а в западной части территории отмечаются участки налегания сантон-туронских пород на водоносные отложения палеозоя. Поэтому выдержанный нижний водоупор также
ВОДЫ МЕЛОВЫХ II ЮРСКИХ ОТЛОЖЕНИИ
143
отсутствует, и устанавливается почти повсеместная связь этого горизонта с сеноман-альбским и другими нижележащими водоносными горизонтами. Питание водоносного горизонта осуществляется как за счет инфильтрации атмосферных осадков, так и за счет просачивания воды из выше- и нижележащих водоносных горизонтов на участках отсутствия разделяющих их водоупорных слоев.
Рис. 18. Карта распространения меловых водоносных горизонтов. Составила Л. Л. Чаповская
Горизонты: / — саптон туронскпй, 2 — ссноман-альбский. 3—апт-нсокомский, 4 — граница административных областей
Сантон-туронскпй водоносный горизонт дренируется речными долинами, по склонам долин имеются нисходящие родники, дебит которых изменяется от 0,1 до 1,0 л’сек (Смоленская обл.). Небольшие по площади участки трещиноватых верхнемеловых отложений часто полностью дренированы. Общая характеристика сантон-туронского водоносного горизонта приведена в табл. 5.
Разобщенность отдельных участков развития сантон-туронских отложений, изменение их мощности, а также различия в гипсометрическом положении водосодержащих трещиноватых зон в толще мела, мергелей и опок определяют в целом значительные колебания показателей водообильности сантон-туронского водоносного горизонта, глу-
144
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
Общая характеристика сантои-ту
Область развития горизонта	Положение кровли водоносного горизонта, и от — до		Мощность водоносного горизонта, м от — до	Статический м от	
	глубина залегания	абс. отм.		глубина	
Северо-восточная часть Московской и западная часть Владимирской областей		18—40	151—214	0,3—24.0	6,3—24,5	
Калужская область		0—15	180—210	23*	0—13	
Смоленская область		1,2—8,0	171—182	1,4 -13.4	0.6 -8,0	
Краевая южная часть Калужской и Смоленской областей		0—61	148—198	0,2—27,0	0—16.7	
* Одно определение.
** В числителе — удельный дебит, в знаменателе—понижение.
бпны его залегания, а также его напорный пли безнапорный характер.
Местами этот горизонт носит характер слабонапорного или безнапорного со свободным уровнем. В краевой юго-западной части территории напорность горизонта увеличивается, и на юге Смоленской области величина напора местами достигает 25 —26 м. Увеличение напорностп горизонта связано здесь с общим погружением верхнемеловых пород в сторону Днепровско-Донецкой впадины.
По имеющимся данным производительность скважин на севере ^Московской п в западной части Владимирской областей не превышает 2,2 л сек. при изменении удельного дебита с 0,27 до 0,09 л сек и при понижениях соответственно 3,0 и 2,4 м. На юге Смоленской области производительность отдельных скважин увеличивается. Дебит скважины на ст. Добромпно в Глинковском районе составил 18,1 л'сек при понижении 2.7 м. В северной части Брянской области в г. Клетня производительность эксплуатационной скважины достигала 12,5 л/сек, понижение не определялось; удельный дебит скважин в Жуковском районе составлял 0,4 л;сек при понижении 3,0 м, коэффициент фильтрации по данным откачек 3,6 я, сутки.
По химическому составу воды сантон-туронского водоносного горизонта относятся к гидрокарбонатным кальциевым, общая минерализация по имеющимся единичным определениям обычно не превышает 0,6—0,7 г/л. На участках, где верхнемеловые водоносные породы залегают близко к поверхности и отсутствует водоупорное перекрытие, возможны случаи поверхностного загрязнения.
Сеноман-альбский водоносный горизонт (Cr al + cm) приурочен к верхней песчаной толще меловых отложений, а в Смоленской и Калужской областях — к нерасчлененной песчаной толще сеноман-альба. В восточной части Рязанской области, в районе городов Моршанск — Алгасово — Шацк на междуречьях Цны и Пары, Цны и Тырнпцы, где развиты пески альба и отсутствуют сеноманские отложения, распространен альбскпй водоносный горизонт. Несколько южнее Москвы в районе Теплостанской возвышенности этот водоносный горизонт также связан с песками альбского возраста. В северной и северно-восточной частях Московской, во Владимирской и Ярославской областях описы-
ВОДЫ МЕЛОВЫХ И ЮРСКИХ ОТЛОЖЕНИИ
145
ронского водоносного горизонта
Таблица 5
уровень воды, —до		Величина напора. я от — до	Дебит скважин от — до, tjceK	Удельн. дебит** (л!сек} и понижен. я	Общая минерализация от—до, г/л	Жесткость от—до, и/экв	
	абс. отм.					общая	карбонатная
	166—186	6-15	0,8.-2,2	0,27 0,9 3,0 2,4	—	—	г—•
	218—225	2,4*	—	—	—	—	—
	172—179	—	18,1*	6,7* 2,7	—	—	—
	160—198	1,5—26,4	0,8—12,5	0,25 Щ43 ю,о 1,0	0.6-0,7	3,7—7,2	3,1—7,2
ваемый водоносный горизонт приурочен к сеноманским и к верхней части альбских отложений.
В области Клпнско-Дмитровской гряды часть альбской толщи представлена песчаными или алевритистыми так называемыми «парамонов-скими» глинами, мощность которых местами достигает 20—25 м. Эта глинистая пачка в данном районе расчленяет альбскую водонасыщенную толщу на два подгорпзонта. Альбские водоносные пески, подстилающие «парамоновские» глины, здесь тесно взаимосвязаны с водоносной песчаной толщей нижележащих меловых отложений, и только пески альба, покрывающие эту глинистую пачку на данной части территории, образуют с водоносными песками сеномана единый водоносный горизонт.
Сенсман-альбскпй водоносный горизонт, так же как и сантон-ту-ронский, распространен на водоразделах и их склонах, в долинах крупных рек сеноман-альбскпе отложения размыты, в связи с чем для этого горизонта характерно прерывистое распространение (см. рис. 18). Северная граница района сплошного распространения сеноман-альбского водоносного горизонта проходит в юго-западной части Смоленской области и соответствует северо-восточной прибортовой части Днепровско-Донецкой впадины.
Песчаная толща сеноман-альба перекрывается сантон-туронскимп, четвертичными и на отдельных участках неогеновыми образованиями. Водовмещающими породами сеноман-альбского горизонта служат мелко-, средне- и разнозернпстые пески, часто глинистые, кварцево-глауконитовые и кварцевые с конкрециями и прослоями фосфоритов, на отдельных участках сцементированных. Мощность водонасыщенных пороч изменяется от 0,3—2,0 до 20—30 м.
Выдержанного водоупорного перекрытия сеноман-альбский водоносный горизонт не имеет, местами водоупором для него являются глинистые разности четвертичных и неогеновых отложений, а также глинистый элювий верхнемеловых пород. Выдержанный нижний водоупор у этого горизонта также отсутствует, местным водоупорным основанием для него служат глинистые разности альбских пли других нижнемеловых, юрских и палеозойских отложений. Трансгрессивный характер залегания водовмещающпх пород сеноман-альбского горизонта Ю Заказ 161.
146
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
и отсутствие выдержанных перекрывающих и подстилающих водоупорных слоев делают возможной его взамосвязь с палеозойскими, мезозойскими — ниже- и вышезалегающими, а также неогеновыми и четвертичными водоносными горизонтами.
Питание горизонта осуществляется путем инфильтрации атмосферных осадков п подтока вод из выше- и нижележащих водоносных горизонтов. Горизонт дренируется по склонам речных долин, где выходят нисходящие родники с дебитами от 0,01—0,05 до 0,6 л/сек. Общая характеристика сеноман-альбского водоносного горизонта для различных частей территории приведена в табл. 6.
Глубина залегания сеноман-альбского водоносного горизонта изменяется от 0—2 до 50—77 м, при изменениях абсолютных отметок кровли горизонта п статического уровня горизонта — соответственно 100— 220 и 110—240 м. На всей площади развития горизонта его можно отнести к смешанному типу — на одних участках он безнапорный со свободным уровнем, на других напорный. Максимальный напор в восточной части территории — во Владимирской и Ярославской областях— составляет 44 м; в западной части района — в Смоленской и Калужской областях — наибольшие величины напоров составляют 40—50 л.
Производительность скважин из сеноман-альбского горизонта во Владимирской и Ярославской областях не превышает 2 л/сек при величине удельного дебита 0,08—0,36 л/сек и соответствующих понижениях 0,8—5,2 м. В Смоленской и Калужской областях производительность отдельных скважин увеличивается до 4—5 л’сек при колебаниях величины удельного дебита от 0,14—0,53 до 2,5 л/сек и соответствующих понижениях 2,4—8,3 и 2,0 м.
Воды сеноман-альбского водоносного горизонта гидрокарбонатного кальциевого типа с общей минерализацией около 0,4—0,6 г/л, общая жесткость от 2,9 до 7,8 мг-экв, при колебаниях карбонатной жесткости от 2,9 до 7,4 мг-экв. Отсутствие выдержанного водоупорного перекрытия предопределяет возможность местного поверхностного загрязнения сеноман-альбского водоносного горизонта.
Апт-неокомский водоносный горизонт (Сп пс + ар) приурочен к глинисто-песчаной толще апт-неокома, характеризующейся прерывистым распространением (см. рис. 18). Наиболее широко апт-неокомские отложения развиты в восточной части территории, а в области Влади-миро-Шиловского прогиба отмечается значительное увеличение их мощности. На Окско-Цнинском валу нижнемеловые отложения отсутствуют. В южной части Московской, а также в Тульской и на юге и западе Рязанской области, апт-неокомские отложения прослеживаются отдельными участками на водоразделах и отсутствуют в речных долинах, врезанных здесь в палеозойские породы. Наиболее широко эти отложения развиты в южной части Калужской и юго-восточной части Смоленской областей.
Апт-неокомские отложения, представленные глинисто-песчаным комплексом пород, включают осадки валанжинского, готеривского, бар-ремского и аптского ярусов. В разных частях территории этот комплекс представлен отложениями различных ярусов нижнего мела в связи с тем, что на отдельных участках резко уменьшается мощность или полностью отсутствуют осадки того или другого яруса. Так, готерпв-бар-ремские отложения, залегающие на одних участках на размытой поверхности валанжина, местами налегают непосредственно на юрские или палеозойские осадки. Отложения аптского яруса местами залегают с размывом на более древних отложениях, включая и палеозойские.
воды меловых и ЮРСКИХ отложении
147
Общая характеристика сеноман-альбского водоносного горизонта
о
10*
148
ОБЩАЯ характеристика подземных Вод
Апт-неокомские отложения представляют собой толщу перемежающихся слоев песков и глин, причем глинистые и песчаные разности часто сменяются как в вертикальном направлении, так и по простиранию. Такое чередование водопроницаемых пород с водоупорными и их невыдержанность по простиранию позволяют рассматривать всю толщу апт-неокомских отложений как единый водоносный горизонт местами расчлененный пластами глин на несколько водоносных подгоризонтов.
Пески неоком-аптской толщи мелкозернистые, глинистые, иногда приобретающие свойства плывунов. На отдельных участках пески содержат конкреции песчанистых фосфоритов и сидеритов, прослои песчаников местами ожелезненных, а в аптском ярусе иногда сливных. В готерив-барремских отложениях мелкозернистые водоносные пески с прослоями песчаников играют подчиненную роль, они заключены в алевролитах и пылеватых глинах. В песках апта имеются прослои разно- и грубозернистых песков. Апт-неокомские глины то плотные, жирные, то пылеватые, местами песчанистые и алевритистыс, переходящие в алевриты.
В Смоленской и Калужской областях в толще апт-неокомских отложений преобладают глины. Пески, развитые в верхней части разреза, залегают обычно в виде линз среди глин, поэтому и воды, заключенные в этой толще, не имеют сплошного распространения.
В восточной части территории, где мощность апт-неокомских отложений значительно увеличивается, отмечается существенное увеличение мощности песков и более выдержанное распространение приуроченного к ним водоносного горизонта, местами расчлененного на несколько подгоризонтов. Так, буровой скважиной, расположенной несколько западнее Моршанска, вскрыта нижнемеловая толща общей мощностью около 100 м. Апт-готерпвскпе отложения представлены здесь чередующимися пластами глин мощностью до 29 м и мелкозернистых, глинистых, кварцевых песков на отдельных участках слюдистых мощностью до 19 м. Суммарная мощность песков составляет 47 м. В этой толще выявлены три водоносных подгорпзонта, уровень появления воды которых зафиксирован на отметках 112, 91 и 38 м. Достоверных сведений о статическом уровне не имеется. В верхней части толщи залегает 10-метровый слой глины, изолирующий вышележащий альбский водоносный горизонт от воцононасыщенных апт-готеривскпх песков.
Как показала буровая скважина в дер. Муравлянки, мощность нижнемеловых отложений здесь составляет 72 м. Мелко- и тонкозернистые пески мощностью 41 м подстилаются здесь глиной с прослоями песка мощностью 31 м. Примерно в том же районе у южной границы территории, восточнее Шацка и А'Уоршанска буровой скважиной вскрыты отложения апта, готерив-баррсма и валанжина общей мощностью 98 м. Водоносные аптские пески мощностью 36 м перекрываются 10-метровым слоем глин того же возраста. Готерив-барремские глины имеют мощность 50 м и подстилаются песчаниками валанжпнекого возраста с фосфоритовыми конкрециями в нижней части толщи, по-видимому, относящимися к рязанскому горизонту. Кровля водонасыщенных песков имеет отметку около 105 м абсолютной высоты, данные о статическом уровне отсутствуют.
В Путятинском районе Рязанской области северо-западнее Шацка (дер. Караулово) пройденная мощность нижнемеловых разнозернистых, в нижней части мелкозернистых глинистых песков составляет 41 м при глубине залегания 24 м (116 л; абс. высоты). Уровень воды установился на абсолютной отметке 122 м.
ВОДЫ МЕЛОВЫХ И ЮРСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ
149
Эксплуатационная скважина вскрыла в дер. Гнездилове Владимирской области, юго-западнее Суздаля нижнемеловые пески мелко-п разнозернистые, участками глинистые, с прослоями песчаников и глин общей мощностью 43 м. Эти пески перекрываются слоем глин того же возраста мощностью 4,8 м, а подстилаются верхнеюрскими глинами. Нижнемеловой водоносный горизонт здесь безнапорный, статический уровень устанавливается на абсолютной отметке около 130 м.
По скважине Щедринской МТС Ярославского района нижнемеловая толща представлена песками мелко- и тонкозернистыми, слюдистыми, глинистыми, в нижней части пылеватыми мощностью 45 м, с абсолютной отметкой кровли водосодержащей толщи около 150 м. В Ленинском районе Московской области в дер. Шаболово мощность нижнемеловых мелкозернистых водоносных песков составляет 39 м при глубине залегания их кровли 35 м (118 м абс. высоты). В западной части территории, в дер. Лппнпцы Бабынинского района Калужской области максимальная вскрытая мощность водоносных аптских песков составляет около 20 м. Пески здесь мелкозернистые, глинистые, в верхней части ожелезненные, прослоями слюдистые, плывунного типа.
В кровле апт-неокомской толщи залегают пески альба или сеномана, неогеновые пли четвертичные образования. Апт-неокомские отложения на большей части территории подстилаются глинами кимеридж-келловея, в местах отсутствия которых нижнемеловые породы залегают на палеозойских. На отдельных участках восточной части района в основании нижнемеловых пород залегают глинисто-песчаные отложения верхне- и пижневолжского ярусов. Водоупорное перекрытие апт-неокомской водоносной песчаной толщи часто отсутствует. Перекрывающим водоупором местами служат глины того же возраста, глины альба, или глинистые разности четвертичных образований.
Невыдержанность литологического состава апт-неокомской толщи, отсутствие выдержанного водоупорного перекрытия, а в южной и центральной частях территории и водоупорного основания, создают возможность взаимосвязи нижнемелового водоносного горизонта с выше-п нижележащими горизонтами, за счет которых происходит и частичное питание вод нижнемеловой толщи. На участках выхода водопроницаемых апт-нескомских пород на поверхность пли в местах перекрытия их водопроницаемыми четвертичными образованиями питание горизонта осуществляется за счет атмосферных осадков. Воды апт-неокомского водоносного горизонта дренируются по долинам рек, где на отдельных участках они подпитывают аллювиальные горизонты и дают выходы родникам. Общая характеристика апт-неокомского водоносного горизонта приводится в табл.7.
Пески апт-неокомской толщи имеют наибольшую мощность в восточной части территории, где отмечается и наибольшая глубина залегания водоносных пород. Преобладающие абсолютные отметки кровли этих пород в Ярославской области изменяются от 70 до 150 м, в Московской и Владимирской областях — от 90 до 160 м, а в Рязанской области — от 120 до 150 м.
Напор апт-неокомских вод в этих районах изменяется от 0 до 60 м, составляя в среднем 15—20 .и. Наиболее обычны абсолютные отметки статического уровня воды 100—190 и в Ярославской, 120—200 м— в Московской и Владимирской и 130—160 м в Рязанской областях.
В западной части Рязанской и в прилегающей части Тульской областей, где апт-неокомский водоносный горизонт питает многие колодцы и родники, отмечается общее уменьшение глубины его залегания и повышение отметок статического уровня до 200—240 м абсолютной
150
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
Одно определение.
В числителе — удельный дебит, в знаменателе — понижение.
Мощность глин исключена.
ВОДЫ МЕЛОВЫХ И ЮРСКИХ ОТЛОЖЕНИИ	151
высоты. В Рязанской области наибольшая величина напора составляет 20—30 м. В юго-западной части Тульской и в восточной части Калужской областей апт-неокомский водоносный горизонт залегает на глубине от 0 до 30 м, при изменении абсолютных отметок статического уровня воды от 180 до 260 д. В этом районе апт-неокомские воды питают колодцы и дают выходы родникам, дебиты которых изменяются от 0,02 до 0,5 л/сек.
Невыдержанность литологического состава апт-неокомских водоносных песков обусловливает значительные колебания показателей во-дообилия скважин, иногда на сравнительно близких расстояниях. Так, например, в Московской области на ст. Подсолнечная Солнечногорского района дебит скважины из апт-неокомских песков составил 12 л/сек при самоизливе. (на абс. отметке 175 м), а в соседнем Краснополянском районе, в сел. Озерецкое производительность скважины составила 0,08 л 'сек при понижении 9 м. Средняя производительность буровых скважин из нижнемелового водоносного горизонта не превышает 2 л[сек. Дебиты родников для восточной части территории изменяются от 0,008 до 0,3—0,5 л/сек.
Во Владимирской области скважина в сел. Старый Двор имела дебит 6,1 л/сек при понижении на 6 м и при абсолютной отметке статического уровня 146 м. В Александровском районе, в сел. Чернецкое производительность скважины достигала 4,2 л]сек при понижении уровня на 2,25 м и удельном дебите 1,86 л/сек. В г. Шацке Рязанской области производительность скважины составляла 6,4 л/сек при понижении уровня на 10 м.
Минимальная производительность скважин отмечается во Владимирской области, где юго-восточнее г. Собинка, в дер. Жабино, дебит скважины при понижении на 0,5 м составил всего лишь 0,06 л/сек', в Петушинском районе в сел. Костерово скважина дала 0,03 л,сек при понижении на 3 м, а в Покровском районе в сел. Костино при понижении на 2,9 м производительность скважины составила 0,047 л{сек. Такая низкая производительность скважин, по-видимому, связана с изменением гранулометрического состава водосодержащих песков — увеличением содержания пылеватых и глинистых частиц.
Удельные дебиты скважин по территории в целом изменяются от 0,01 л'сек при понижении на 39 м (мощность водоносного горизонта 15 м, величина напора 29 м) до 1,04—0,84 л/сек при соответствующем понижении 8 и 2 м. Коэффициент фильтрации апт-неокомских песков, по результатам единичных откачек, изменяется от 0,4—0,6 до 1,7 м/сутки (Владимирская обл., сел. Ново-Александрово и дер. Гнездилове).
Воды апг-неокомского водоносного горизонта гидрокарбонатные кальциевые или кальциево-магниевые с общей минерализацией от 0,050 до 0,931 г/л, преобладает минерализация до 0,500 г/л. Общая жесткость вод этого горизонта, как правило, не превышает 8,5 мг-экв, в единичных случаях она увеличивается до 23 мг-экв-, карбонатная жесткость изменяется от 0,4 до 8,0 мг-экв. На отдельных участках апт-неокомские воды имеют признаки загрязнения, в этих случаях повышается жесткость воды и увеличивается содержание в ней хлоридов и сульфатов.
2. ВОДОНОСНЫЕ ГОРИЗОНТЫ ЮРСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ
Волжский водоносный горизонт (J3V). Водоносные отложения верхнего и нижнего волжских ярусов верхней юры распространены в восточной части территории — в Ярославской, Московской, восточной части Калининской, северных частях Рязанской и Тульской, а также в краевой восточной части Калужской областей (рис. 19).
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ БОД
В Калининской и Ярославской областях волжские глинисто-песчаные отложения имеют широкое развитие, в частности долина Волги на участке от Тутаева до Ярославля и несколько ниже врезана в апт-неокомские отложения. Выше по течению — от Рыбинского водохранилища до Калязина русло Волги, прорезая нижнемеловые и волжские отложения, вскрывает породы кимеридж-келловейского возраста.
Рис. 19. Керта распространения юрских водоносных горизонтов. Составила Л. Л. Чаповская
Горизонты: /—волжский, 2—келловей-батский, 3—водоупорная глинистая толща кимеридж-кслловея. 4 — граница административных областей
В южной части Московской, а также в Рязанской и Тульской областях породы волжских ярусов слагают водоразделы и верхнюю часть склонов и характеризуются более ограниченным островным распространением. В южном направлении участки развития волжских отложений уменьшаются по площади, представляя собой отдельные останцы. Здесь эрозионный врез достигает кимеридж-келловейских и каменноугольных отложений.
Водовмещающими породами волжского водоносного горизонта обычно служат мелкозернистые пески, местами глинистые, с прослоями глин и включением конкреций фосфоритов и серного колчедана; мощность их достигает 20—80 м. Глинисто-песчаные волжские отложения
ВОДЫ МЕЛОВЫХ II ЮРСКИХ ОТЛОЖЕНИИ
153
перекрываются апт-неокомскими или четвертичными образованиями. В местах отсутствия разделяющих глинистых прослоев воды, приуроченные к пескам волжского возраста, смешиваются с водами вышележащих водоносных горизонтов. Возможность подтока вод из нижележащих горизонтов практически исключена в связи с наличием выдержанного подстилающего водоупорного слоя — мощной глинистой толщи кимеридж-келловея, поэтому питание волжского горизонта осуществляется за счет инфильтрации атмосферных осадков и просачивания вод из вышележащих водоносных горизонтов. Этот горизонт дренируется по долинам рек, где отмечаются выходы нисходящих родников, дебиты которых изменяются от 0,05—0,1 до 0,6—0,8 л/сек. Разгрузка горизонта происходит также в водопроницаемые толщи аллювиальных образовании.
Общая характеристика волжского водоносного горизонта для различных частей территории приводится в табл. 8, где видно, что этот водоносный горизонт залегает на максимальной глубине (до 107 лг) в северной части площади своего развития. В южном направлении глубина залегания горизонта уменьшается до 27 м, в соответствии с этим абсолютные отметки кровли горизонта увеличиваются в южном направлении. В Ярославской и Калининской областях волжский водоносный горизонт напорный, величина напора изменяется от 8—10 до 60—70 м. К, югу напор падает, и местами водоносный горизонт приобретает безнапорный характер.
Волжский водоносный горизонт в целом можно охарактеризовать как маловодообильный. Производительность скважин обычно не превышает 0,5—1,0 л/сек, иногда снижаясь до 0,02 л/сек. Дебпты отдельных скважин дают значительные отклонения от указанных средних значений. Так, в Угличе производительность скважины составляла 10 л/сек, понижение не определялось. В Калининской области максимальные дебиты двух скважин—1,66 и 2,0 л/сек при понижениях соответственно 2,5 и 0,6 л-г. Вблизи ст. Кашин производительность скважины из смешанной водоносной песчаной толщи четвертичного и волжского возраста составляла 14,25 л/сек при понижении 13,3 м. В том же районе (дер. Зенпно) при мощности водоносного горизонта 12 м скважина давала 0,55 л/сек (удельный дебит 0,024 л/сек) при понижении 23 м. В Подольском районе дебит скважины составил 2,5 л/сек при понижении 0,5 м. Удельная производительность скважин, использующих волжский водоносный горизонт, изменяется от 0,02 до 0,7—1,1 л/сек при понижениях соответственно 27,4 и 2,5—4,5 м.
Воды волжского водоносного горизонта гидрокарбонатные кальциевые или кальцпево-магниевые, общая минерализация обычно не превышает 0,50—0,55 г/л, а в отдельных случаях достигает 0,85 г’л, при этом повышается содержание сульфатов. Местами воды этого горизонта имеют запах сероводорода, что, видимо, связано с разложением пирита. В районе г. Кашина эти воды характеризуются повышенным содержанием железа; общая жесткость их колеблется от 0,6 до 12,6 мг-экв, карбонатная жесткость от 0,6 до 10,0 мг-экв.
Как отмечалось выше, в основании нпжне- и верхневолжских, а на отдельных участках их отсутствия — и нижнемеловых отложений, залетает водоупорная глинистая толща кимеридж-окс-ф о р д-к е л л о в е я. Эта глинистая толща повсеместно распространена на большей части Ярославской, в северной и центральной частях Московской и во Владимирской областях, а также в восточной части Рязанской области. Севернее линии, проходящей через города Кесь-ма — Рыбинск — Данилов, а также на Окско-Цнпнском валу эти отло-
154
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
Общая характеристика волж
Область развития горизонта	Положение кровли водоносного горизонта, м от— до		Мощность водоносного горизонта, м от — до	
	глубина залегания	абс. отм.		
Ярославская область				17—107	61—103	пр8—32	
Восточная часть Калининской области . . .	5,3—61	86—153	3—27	
Московская область		0—72	112—172	0,4—33	
Южная часть Московской и прилегающие части Тульской и Рязанской областей ....	0—27	126—202	0,4—8,3	
* Одно определение.
••В числителе — удельный дебит, в знаменателе — понижение.
жения отсутствуют (см. рис. 19). Западная граница распространения юрских отложений в северной части территории проходит примерно по линии, проходящей через Кесьму— Бежецк — Калинин—Волоколамск—ст. Дорохове. На большей части Смоленской и Калининской областей эти отложения отсутствуют.
Кимеридж-келловейские отложения представлены в основной своей массе глинами — то плотными, жирными, то песчаными, местами слоистыми, содержащими линзообразные, выклинивающиеся прослои песков, на отдельных участках сцементированных в песчаники, мергелей и известняков. Пески преимущественно тонко-, мелко- и среднезернистые, глинистые, местами переходящие в алевриты, с конкрециями пирита. Мощность песчаных слоев изменяется в среднем от 0,6—1,5 до 8—10 м, а прослоев мергелей и известняков от 0,1 до 2 м. Общая мощность верхнеюрских отложений изменяется от 1—5 до 60 л и более. Кимеридж-келловейскую толщу на территории в целом можно рассматривать как выдержанную водоупорную толщу с отдельными линзами Бодосодержащих пород.
Вследствие невыдержанного характера залегания в вертикальном разрезе и по простиранию водопроницаемых пород в толще кимеридж-келловейских глин создаются условия для спорадического развития в них водоносных линз, изменчивость мощности и состава водовмещаю-щпх пород предопределяют изменчивость их водопроводящих свойств Ч
Некоторое увеличение мощности водоносных песчаных линз ки-мерпдж-келловейской толщи отмечается в восточной части территории, где по отдельным скважинам мощность песчаных прослоев местами составляет 8—10 м. Для северной части этого района единичные скважины дают дебиты 1,0—1,3 л/сек из водоносных линз этих отложений. Так, в Нагорьевском районе Ярославской области, в сел. Нагорье при мощности водоносных песков 7,3 м и понижении уровня воды на 3,6 м дебит скважины составлял 1,08 л/сек, удельный дебит 0,3 л/сек. В По-
1 На гидрогеологической карте (см. карту 3 в приложении I) эта толща показана как водоупорная.
ВОДЫ МЕЛОВЫХ И ЮРСКИХ ОТЛОЖЕНИИ
155
Таблица 8
ского водоносного горизонта
	Статический уровень воды. м от — до		Величина напора, м от—до	Дебнт скважины, л! сек от— до	Удельн, дебит, л [сек, и понижения, .и от — до* *	Общая минерализация, г/ л от — до	Жесткость, мг-экв от — до	
	глубина	абс. отм.					общая	карбонатная
	4—73	105—131	15—71	0,4—10,0	0,03—1,1 31,0—4,5	0,55*	10,0*	10,0*
	2—18	110—195	8-56	0,33—2,0	0,02-0,66 27,4—2.5	0,37—0,40	5,6—12,6	4,5*
	0—63	115-172	0—16	0,02—2,5	0,17—0,6 8,0—1,0	0,12—0,85	0,6-8,3	0,6—6,2
	0-21	111—214	0-8	0,1—1,0	—	—	—	—
дольском районе Московской области в сел. Кутцево дебит скважины составил 1,83 л/сек, удельный дебит 0,66 л/сек при понижении уровня на 2,0 м.
В западной и южной частях территории мощность песчаных линз верхнеюрских отложений уменьшается, изменяется и состав водосодержащих песков в сторону увеличения глинистости, в связи с чем водо-обильность этих отложений минимальная. Так, в Кораблинском районе Рязанской области пробная откачка дала из скважины 0,05 л/сек при понижении уровня на 10 м. Оксфорд-келловейские отложения представлены здесь переслаивающимися песками мощностью 0,4—1,6 м и глинами мощностью 2,7—4,0 м.
В кровле кимеридж-келловейской толщи залегают нижнемеловые пли четвертичные образования, а в восточной части, кроме того, отложения волжских ярусов. На большей части площади они подстилаются каменноугольными, в северо-восточной части пермскими и триасовыми отложениями, а на отдельных участках-—континентальными бат-келло-вейскими образованиями.
Питание верхнеюрских водоносных линз происходит за счет атмосферных осадков в местах выхода их на поверхность или на участках близкого залегания от поверхности, где они перекрыты водопроницаемыми породами. Их подпитывание возможно также за счет подтока вод из выше- и нижележащих водоносных горизонтов. Разгрузка вод верхнеюрских водоносных линз местами происходит по долинам рек, где отмечаются выходы родников, а также за счет перелива вод в песчаный аллювий. Водами верхнеюрских водоносных линз в южной и западной частях территории питаются некоторые колодцы глубиной до 15 м п родники, дебиты которых изменяются от 0,05 до 0,3— 0,5 л/сек.
Воды кимеридж-келловейских песчаных линз относятся к типу гидрокарбонатных кальциевых или кальциево-магниевых с общей минерализацией, не превышающей 0,8—0,9 г/л, и общей жесткостью 2,45— 15,64 мг-экв, при карбонатной жесткости 2,45—11,0 мг-экв.
В районе Углича верхнеюрские водоносные линзы залегают ме
156
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
стами на пермских отложениях, по-видимому, здесь они имеют непосредственную связь с пермскими минерализованными водами. Так, скважина в Угличе вскрыла воду в юрских песках с минерализацией 3,4 г/л и с общей жесткостью 25,8 мг-экв. Вода сульфатного натриевого типа, соответствующего типу минерализации пермских вод этого района. Местами келловейскпе воды имеют следы загрязнения, в этих случаях отмечается некоторое повышенное содержание хлоридов, сульфатов и азотистых соединений. В Московской и Рязанской областях имеются родники, воды которых содержат 0,041—0,068 г/л железа, при общей минерализации до 0,9 г/л.
Келловей-батский водоносный горизонт (Jbt + cl). Континентальные глинисто-песчаные отложения бат-келловейского возраста, сохранившиеся преимущественно в пониженных участках домезозойского эрозионного рельефа, характеризуются неповсеместным распространением и значительными колебаниями мощности. Эти отложения почти повсюду перекрыты толщей глин кимеридж-келловейского возраста и только на отдельных весьма редких участках в Рязанской, Тульской и Калужской областях они лежат непосредственно под четвертичными образованиями (см. рис. 19).
Водовмещающими породами служат пески тонко-, мелко- и разно-зернистые, местами глинистые, с остатками обуглившейся древесины и включениями серного колчедана, иногда пески переслаиваются с глинами, на отдельных участках обогащенных гумусом и содержащих прослои лигнита. Местами водонасыщенные пески приобретают свойства плывунов. Мощность водосодержащих пород изменяется от долей метра до 40 м и более.
Водоупорным перекрытием келловей-батского водоносного горизонта являются верхнеюрские глины и только на отдельных участках, как отмечалось выше, в кровле этого горизонта лежат четвертичные отложения. Нижний водоупор обычно отсутствует, в редких случаях им являются бат-келловейские или каменноугольные глины. В связи с этим водоносный горизонт обычно тесно связан с нижележащими напорными горизонтами карбона, за счет которого происходит основное его питание.
Производительность скважин из келловей-батского водоносного горизонта изменяется в широких пределах и колеблется от десятых долей до 8—10 л/сек. Наиболее водообилен этот горизонт в северо-восточной части территории, где отмечается и увеличение мощности водосодержащих отложений. Так, например, в Ярославской области у ст. Берендеево Переславского района эксплуатационной скважиной под 16-метровым слоем юрских глин вскрыты мелко- и среднезернистые пески, пройденная мощность которых составляет 39 м. При понижении уровня на 17 л; дебит скважины составил 9,7 л/сек, удельный дебит 0,57 л/сек. В Некрасовском районе у сел. Рыбницы скважина дала 7,4 л/сек при понижении на 8,5 м, удельный дебит 0,86 л/сек.
В Ростовском районе в сел. Демьяновском скважина прошла верхнеюрские глины мощностью 49 м, в основании которых вскрыты пески пройденной мощности 19 м. При понижении уровня на 7,6 м удельный дебит скважины составил 0,17 л:сек (дебит 1,26 Л/Сек). Во Владимирской области в Суздальском районе в сел. Черниж эксплуатационной скважиной вскрыт 6-метровый слой водоносных песков, мелко- и среднезернистых, подстилающийся пестроцветными верхнепермскими глинами. Водоносный горизонт имеет напор 30 м, пьезометрический уровень установился на отметке 136 м. Дебит скважины составлял 8,9 л/сек, понижение не определялось.
ВОДЫ МЕЛОВЫХ И ЮРСКИХ ОТЛОЖЕНИИ
157
Почти повсеместное отсутствие нижнего водоупора определяет связь келловей-батского водоносного горизонта с нижележащими горизонтами карбона, за счет которых описываемый горизонт приобретает высокую напорность, а местами и значительную водообильность. Так, в Спас-Клепиковском районе Рязанской области, в сел. Заднее Пилево скважина под 13-метровым слоем верхнеюрскпх глин вскрыла пески бат-келловея мощностью 8 м, подстилающиеся известняками среднего карбона, пройденная мощность которых 6,4 м. Вода появилась в кровле песков, величина напора этого смешанного водоносного горизонта достигала 58 м. Эксплуатационная скважина в г. Егорьевске А4осковской области, оборудованная для использования вод 12-метрового слоя песков бат-келловея и подстилающих их известняков среднего карбона (вскрытая мощность 2,8 Л1), дала 17 л!сек при неизвестном понижении. Такая производительность скважины безусловно является результатом водообилня известняков карбона.
Келловей-батский водоносный горизонт вскрывается буровыми скважинами в Ярославской, Московской, Владимирской и Рязанской областях, в большинстве случаев он используется для водоснабжения эксплуатационными скважинами совместно с подстилающими горизонтами карбона. Этот горизонт в южной части территории питает некоторые колодцы глубиной от 6—10 до 20 м и более, а также родники, дебаты которых незначительны.
Воды келловей-батского водоносного горизонта по типу минерализации относятся к гпдрокарбонатным кальциевым с общей минерализацией. обычно не превышающей 0,7 г/л. Местами отмечается повышенное содержание сульфатов (до 30%-экв), по-видимому, за счет разложения серного колчедана.
Глава пятая
ВОДЫ ТРИАСОВЫХ И ПЕРМСКИХ ОТЛОЖЕНИИ
Отложения нижнего триаса и перми распространены на северо-востоке территории, в центральной части Московской синеклизы. Непосредственно под четвертичными и юрскими отложениями здесь залегают пестроцветные песчано-глинистые породы ветлужской серии нижнего триаса и татарского яруса верхней перми подстилаемые карбонатными и сульфатно-карбонатнымп породами нижней перми и карбона. Контакты между триасом и пермью, а также между отдельными ярусами сульфатно-карбонатной серии перми на данной территории изучены недостаточно.
В толще триаса и перми выделяются два резко различных водоносных комплекса: верхний, приуроченный к песчано-глинистым отложениям ветлужской серии триаса и татарского яруса перми, и нижний, связанный с карбонатными и сульфатно-карбонатными породами верхнего и нижнего отделов перми. Имеющийся фактический материал позволяет лишь для отдельных участков территории охарактеризовать в качестве самостоятельных горизонтов в верхнем комплексе воды ветлужской серии триаса и татарского яруса, в нижнем комплексе — казанский и нижнепермскпй водоносные горизонты.
1. ВОДЫ ОТЛОЖЕНИЙ НИЖНЕГО ТРИАСА И ТАТАРСКОГО ЯРУСА ВЕРХНЕЙ ПЕРМИ
Отложения ветлужской серии и татарского яруса, относящиеся в основном к осадкам озерных и аллювиальных фаций, представлены чередующимися слоями пород разнообразного литологического состава с преобладанием глин. Они содержат ряд водоносных слоев, приуроченных к не выдержанным по простиранию и мощности прослоям и линзам песков, песчаников, реже известняков. Отдельные водоносные слои вследствие ограниченности распространения имеют лишь местное значение. Они сообщаются между собой в вертикальном и горизонтальном направлениях через сложную систему трещин и линз водопроницаемых пород. Границы распространения отдельных водоносных комплексов и горизонтов показаны на рис. 20.
Воды спорадического распространения, заключенные в отложениях нижнего триаса (Tto/)- Отложения ветлужской серии распространены на значительной площади. Северная граница их распространения проходит южнее линии Чебоксары — Вологда, юго-западная и южная границы — несколько западнее Рыбинского водохранилища севернее линии Углич — Ростов—Иваново. Выходы ветлужской серии известны лишь
ВОДЫ ТРИАСОВЫХ И ПЕРМСКИХ ОТЛОЖЕНИИ
159
на севере по р. Мяксе. На остальной площади они залегают на различной глубине и изучены по разрезам буровых скважин. Севернее линии Рыбинск — Данилов они вскрыты непосредственно под четвертичными, а южнее — под юрскими отложениями. Поверхность отложений триаса сильно размыта и имеет довольно сложный подземный рельеф. В районе Рыбинска кровля триаса вскрыта на глубине 23—24 м (абс. отметки 73—77 м), в Ярославле — на глубине 65—74 м (абс. отметки 22—29 лг), в сел. Владычное — на глубине 102,8 м (абс. отметки 15,8 м)
Рис. 20. Карта распространения вод триасовых и пермских отложении и их минерализации. Составила 3. М. Щадрина
Границы распространения вод в песчано-глинистых отложе н и я х: 1 — триаса, 2 — татарского яруса. Границы водоносных горизонтов, приуроченных к сульфатно-карбонатным отложениям: 3 — казанского. 4 — нижнепермского. Подземные границы водоносных горизонтов: 5 — ка занского, 6 — нижнепермского. В о д о п у н к т ы: 7 — скважина, вскрывшая воду в триасовых и татарских отложениях [в числителе: слева—дебит (л/сек), справа—понижение (и), в знаменателе— отметки кровли водоносного слоя, сам — самоизлив]. 8— то же. в казанских и нижнепермскнх отложениях. Воды с минерализацией, г/л: 9 — до 1, /0—1—5. // — 5—10, 12 — 10—50, 13 — больше 50. Зоны преимущественного распространения вод с различной степенью минерализации: 14— пресных в пермских отложениях. 15 — с минерализацией от 1 до 5 г/л в триасовых и пермских отложениях, 16 — с минерализацией от 5 г/л и более в триасовых и татарских отложеннях. 17 — то же. в отложениях казанского яруса н ннжней перми, 18 — линии гидрогеологических разрезов, приведенных на рис. 21, 19 — граница описываемой территории
160
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
tO'J.
hwdoofio
ияинЕыд
joctoj
4Q09R
X>*VOUXf{
пооиАэиорО
QodlOQ
f4YiHHJtf
онихгаомэ
ояитиюИод
слтпчяв)
jontwxvy юдгажпц]
Dx/iycddafj g
Hdogadau *
oeowAh x>kQ
sifoo irewdoj dxge эоиэпирщ
мныяттод
»Л?Л
1^-
ей
xveovog *
VVJOlfOQ 4,

гзппнохоо вомэеоэ^мац xtavoq
х>гход « qifavtfoodb
«НИЖОНЭА

оним1«кэд
хунохй')
uodwoi/Dfl-aqwojfemou
dxQQ доиэхпдпс] joarOffx ыэнир1ч5 x
чгиохо!
ьииэд V2XOQ
нитод
iqdwnu
dxQO яоиэж¥од
эолэжт/сд
Dti/og 0MMUV3(j
ВОДЫ ТРИАСОВЫХ И ПЕРМСКИХ ОТЛОЖЕНИИ
161
Нижнетрпасовые отложения заполняют впадины в рельефе поверхности татарского яруса и залегают на различных его горизонтах. Абсолютные отметки подошвы триасовых отложений изменяются от 54,3 м на севере близ сел. Беседное Вологодской области до минус 37,9 я— в Рыбинске и минус 52,8 м — в Ярославле. Наибольшее погружение подошвы отмечается в районах Пошехинья-Володарска, Рыбинска и Ярославля (рис. 21). В соответствии с этим мощность отложений увеличивается с севера на юг от 10,8 м — у сел. Беседное до 115 я — в Рыбинске, затем вновь уменьшается до 80 м в Ярославле. В осевой зоне Любимского поднятия триасовые отложения полностью размыты, п верхнепермскпе осадки залегают здесь непосредственно под четвертичными образованиями.
Нижнетрпасовые отложения представлены толщей пестрых, преимущественно ярко-красных глин с прослоями зеленоватых и перечных песков, песчаников, реже мергелей и известняков. Наблюдается частая смена пород в горизонтальном и вертикальном направлениях. Эти особенности залегания и литология триасовых отложений обусловливают характер их водоносности. Подземные воды в триасовых отложениях приурочены к довольно редким прослоям песков и песчаников мощностью 5—6 я. Пески и песчаники грубые, в них встречаются плоские гальки плотных глин, известковистых мергелей и кристаллических пород, нередко сцементированные в конгломераты. Водоупором служат глинистые слои того же возраста.
Водоносные слои имеют линзообразное залегание и встречаются на разной глубине — от 24 до 132 м — и на различных абсолютных отметках — от 65,0 до минус 33,4 м. В районе Рыбинска одна из скважин встретила воду на глубине 131,6 м (абс. отметки минус 33,4 м), другая скважина зафиксировала в этих же отложениях три водоносных слоя на глубине 24, 69 и 83 м, причем для всех слоев характерен самоизлив на уровне поверхности земли.
Приводим предельные значения, характерные для вод триасовых отложений:
Глубина залегания кровли пород триаса	24,0—103,0	-и
абсолютные отметки этих пород .....	74,0—22,0	»
мощность...............................10,0—115,0	»
Глубина залегания подошвы пород триаса (абсолютные отметки)............... ...	54,0—минус	53,0»
Глубина появления воды . .	...	24,0—132,0	»
абсолютные отметки	...	. .	65,0—минус	33,0»
статический уровень .	. 1,8—16,0	»
абсолютные отметки .	.	... 140,0—84,0	»
напор . .	................ 25,0—133,0	»
дебит ....	. 0,23—7,6 л]сек
удельный дебит	. 0,006—0,5	»
минерализация ...	. .	1,7—6.5	г'л
Линзовидно-этажный характер залегания водоносных песчаных пород среди толщи глин и их гидравлическая взаимосвязь обусловливают возникновение напорных вод. Величина напора в зависимости от глубины залегания водоносных слоев изменяется в пределах от 25 до 100 .и, в районе Рыбинска в отдельных прослоях она возрастает до 133,0 Л1.
Скважины, расположенные в районе Рыбинска и северо-западнее линии Рыбинск — сел. Козы, самопзлпвают. Долина Волги дренирует водоносные слои триаса, в связи с чем отмечается общее погружение пьезометрической поверхности нижнетрпасовых вод в сторону Волги — от 140 .и абсолютной высоты в районе Вологды до 100—90 я в Ры-11 Зак. 161
162
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
бинске п Ярославле, где пьезометрические уровни наблюдаются на глубине до 9—16 м, а иногда выше поверхности земли.
Область питания триасовых вод расположена на севере и на западе описываемой территории, где эти отложения залегают близко к поверхности земли. Питание их осуществляется за счет инфильтрации атмосферных осадков через толщу четвертичных отложений. В местах отсутствия в кровле триаса глинистых пород юрского и четвертичного возраста отдельные водоносные слои триаса связаны с вышележащими водоносными горизонтами. В основании они имеют тесную связь с водами татарских отложений. На отдельных участках источником питания триасовых вод служат напорные воды сульфатно-карбонатной толщи перми и карбона. Взаимосвязь с последними осуществляется в районах тектонических нарушений по трещинам и разломам (сел. Некрасовское, Малые Соли Ярославской области и др.).
Водообильность триасовых отложенпй в большинстве случаев незначительна. Производительность отдельных скважин колеблется в широких пределах — от 0,1 до 8,0 л!сек, в зависимости от мощности и литологического состава водовмещающих слоев, но обычно она близка к 0,2—0,5 л сек. В районе Ярославля дебит скважин составляет 0,23—1,0 л/сек при понижении на 24—37 м; дебит одной скважины в сел. Некрасовском, в 30 км к северо-востоку от Ярославля достигал 7,55 л/сек при понижении на 24,7 м; в пределах Рыбинска производительность скважин изменяется от 0,23 до 3,9 л'сек.
Воды триасовых отложенпй в основном сульфатного или хлорпдно-сульфатного типа, натриевые, реже — в сел. Мышкпно Ярославской области и в других местах — кальциево-натриевые с минерализацией 1,7—3,6 г, л. Приводим солевой состав воды по Курлову1:
в Рыбинске: Мо,о
SO462C131
(Na + К) 76
в сел. Мышкпно: М2.5
SO450 С147 (Na + К) 46 Mg33 С125
Минимальная минерализация вод триасовых отложений отмечается в скважинах, расположенных в долине Волги (Рыбинск, пос. Ширяево Ивановской обл.), где опреснение их обусловлено связью с вышележащими водоносными горизонтами четвертичных образований. Вы-сокомпнералпзованные воды (10—26 г/л) сульфатно-хлоридного и хлоридного натриевого типа, вскрытые скважинами в зоне разломов в районе Ярославля и сел. Некрасовского (б. курорт Большие Соли, см. рис. 21), поступают из нижележащих водоносных горизонтов.
Воды, спорадически распространенные в отложениях татарского яруса верхней перми (P2t). Отложения татарского яруса распространены на большей площади, чем отложения ветлужской серии нижнего триаса. Северная и восточная границы их находятся за пределами рассматриваемой территории, западная и южная проходят в районах У сложна— ст. Пестово —ст. Максатиха — Кимры — Александров — Владимир — Муром.
Условия залегания татарских отложенпй согласуются с общей структурой Московской синеклизы. Поверхность их неровная, осложнена тектоническими и эрозионными процессами. Максимальные отметки кровли татарских отложений, достигающие 140—145 м. абсолютной высоты, отмечены на западном склоне Московской синеклизы в районе
1 В формулу Курлова включены ноны, содержание которых составляет не менее 10*’/о  экв.
ВОДЫ ТРИАСОВЫХ И ПЕРМСКИХ ОТЛОЖЕНИИ
163
ст. Пестово и на восточном склоне Окско-Цнинского вала в Вязников-ском районе (см. рис. 21).
Общее погружение толщи татарских отложений и возрастание их мощности отмечается в осевой зоне синеклизы, где абсолютные отметки поверхности снижаются до минус 50—57 м (Ярославль и Поше-хонье-Володарск). В пределах положительных структур второго порядка татарские отложения залегают непосредственно под четвертичными: на Окско-Цнинском валу на абсолютных отметках 126—130 л; на Любимском поднятии — на 127 ли Мощность их изменяется от нескольких метров — в краевой зоне распространения (г. Устюжна — 2 м,. ст. Пестово — 7 м) до 100—135 м — в осевой зоне (Ярославль, сел. Некрасовское— 135 м) и до 186 м в районе Любима.
Отложения татарского яруса пестры по составу и окраске. Они представлены в основном глинами и алевритами с прослоями и линзами песчаников, песков, мергелей, известняков, доломитов и гипсов. Мощность песчаных прослоев обычно 3,0—8,0 .м, в Вологде она увеличивается до 15,0 м. Мощность прослоев известняков, доломитов и мергелей значительно меньше, в среднем до 2 м, и лишь на севере в скважине на ст. Шексна встречены прослои известняка мощностью до 5 м. Гипс образует многочисленные гнезда, прожилки и линзо-видные пласты мощностью до 2—3 м. Наиболее сильно загипсована нижняя часть татарских отложенпй — нижнеустьинские слон.
Характерной особенностью подземных вод татарских отложений, так же как и триасовых, является невыдержанность отдельных водоносных слоев вследствие быстрой смены состава пород в вертикальном и горизонтальном направлениях. В связи с этим воды отложений татарского яруса, так же как и нижнего триаса, не представляют собой единого водоносного горизонта и встречаются спорадически на разных глубинах. Они принадлежат к типу трещинных — в песчаниках, известняках и доломитах, или пластово-поровых — в песках. Предельные значения, характеризующие воды татарских отложений, приведены в табл. 9.
Таблица 9'
Характеристика вод татарских отложений
Показатели	Калининская, Ярославская и западная часть Владимирской облает и		Восточная и юго-еосточная части Владимирской области	
	от |	до	от |	ДО
Глубина залегания кровли пород татарского яруса, м . . .	7	174	0	45
Абсолютные отметки .					140	—54	145	70
Мощность, м			3	186	20	80
Глубина залегания подошвы пород татарского яруса . . .	135	190	70	39
Абсолютные отметки, м		5	245	10	50
Глубина появления воды, м	,	.			120	145	90	60
Статический уровень, и 	 -	. . .	21,3	34	5	66
Абсолютные отметки, м	...	. .	...	167	90	130	75
Напор, м ........	...	....	...	13	240	5-	42
Дебит, л!сек				0,03	15,0	0,5	1,7
Удельный дебит, л!сек		0,01	0,7	0,07	0,5
Минерализация, г/л		0,4	0,5	0,1	0,4
	1,1	11,6	—	—
	16,6	26,6	—	—
Жесткость, мг-экв		4—	45	2-	-10-
	до 281			
Г Г’
164
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
Линзовидное залегание и различный литологический состав водо-вмещающпх пород обусловливают сложный характер циркуляции в них подземных вод. Область питания их находится на северо-западе описываемой территории, а также на юго-востоке в районе Окско-Цнинского вала. Движение подземного потока направлено к осевой части Московской синеклизы и к Владимпро-Шпловскому прогибу.
Водоносные прослои, приуроченные к песчаным и карбонатным породам, встречаются на различной глубине — от 5 до 245 м от поверхности земли на абсолютных отметках от плюс 120,0 до минус 145 м. В осевой зоне водоносные прослои отмечаются на глубине 145—245 м. Отдельные скважины—в сел. Владычном, г. Пошехонье-Володарском. Рыбинске, сел. Оболсуново — вскрывали по два-три водоносных прослоя на различных абсолютных отметках. В междуречье Оки и Волги водоносные прослои в татарских отложениях залегают на глубине 10—50 м.
Пьезометрические уровни в скважинах устанавливаются в основном па глубине до 15 м от поверхности земли. Часто скважины самоизливают, и только в некоторых местах (Грязовец, Переславль-Залесский) пьезометрические уровни устанавливаются на глубине 30—35 м. Максимальные абсолютные отметки пьезометрических уровней, порядка 160—167 м, отмечаются несколько севернее описываемой территории (сел. Павликово Вологодской обл.) и западнее Рыбинского водохранилища (деревни Можаево и Лобнево Калининской обл.). Этим пунктам соответствуют и максимальные отметки поверхности земли. В осевой части Московской синеклизы абсолютные отметки пьезометрических уровней снижаются до 100 м, что связано с дренирующим влиянием долины Волги.
К востоку от Окско-Цнинского вала, где отложения татарского яруса выходят на поверхность пли залегают под четвертичными образованиями незначительной мощности, пьезометрические уровни по скважинам в долинах устанавливаются на глубине 8—15 л/, на абсолютных отметках 92—130 .и, а на водораздельных участках (дер. Рудильницы Вязниковского района, дер. Городищи Гороховецкого района)—на глубине 46—70 м от поверхности земли. Долина Оки в пос. Ляхи Владимирской области и ниже прорезает татарские отложения и дренирует заключенные в них воды. Так, в Муроме на берегу Оки пьезометрический уровень по скважинам устанавливается на глубине 5—15 л, т. е. на 78—85 Л1 абсолютной высоты.
Напоры вод водоносных прослоев в зависимости от глубин их залегания изменяются в пределах от 15 до 240 и. Максимальные величины напоров отмечаются в осевой части Московской синеклизы, где татарские пестроцветы залегают под мощным чехлом мезозойских и четвертичных отложений, мощность которых составляет у Ярославля 233 .и, у Ростова 230 м. Многие скважины в этом районе самоизлп-вают. Уровень воды в скважинах поднимается на высоту до 6 м над поверхностью земли. В Ярославле на комбинате «Красный Перекоп» (1895 г.) в прослое песка, залегающем на глубине 211—215,7 м, скважина вскрыла напорную воду, образовавшую фонтан высотой 21,3 м. Вблизи осевой части Окско-Цнинского вала эти воды имеют свободный уровень. К востоку от Окско-Цнинского вала, так же как и на основной площади распространения татарских отложений, воды напорные, но величина напора здесь значительно меньше — от 3,0 до 42,0 м.
Водообнльность отдельных водоносных слоев татарского яруса в зависимости от их литологического состава и мощности колеблется в широких пределах —от 0,03 до 15 л,'сек. Дебит большинства сква
ВОДЫ ТРИАСОВЫХ И ПЕРМСКИХ ОТЛОЖЕНИИ
165
жин не превышает 1 л сек, реже встречаются скважины с дебитом 5—6 л, сек п лишь в единичных случаях отмечены дебиты 8,5—15,0 л/сек (Ярославль, Углич, сел. Некрасовское). В скважине г. Бежецка дебит при самоизливе составлял 0,8 л/сек, при понижении уровня на .30 м он увеличился до 9 л/сек. В г. Угличе первоначальный (1905 г.) дебит скважины при самоизливе достигал 9,7 л/сек, к 1959 г. он уменьшился до 5 л/сек. По-видимому, здесь водоносная линза не имеет достаточной связи с другими, и запасы ее постепенно уменьшаются. На восточном склоне Окско-Цнинского вала и на северо-западном склоне Алатырского поднятия дебит скважин и родников из татарских отложений не превышает 1 л, сек. Удельные дебпты колеблются от 0,01 до 0,7 л сек, чаще до 0,2 л/сек.
Воды татарских отложений отличаются повышенной минерализацией и пестротой химического состава (см. рис. 20). В верхних горизонтах преобладает минерализация в пределах 1—7 г/л, с глубиной она повышается до 15—25 г/л. В тех случаях, когда татарские воды активно сообщаются с вышележащими водоносными горизонтами четвертичных и мезозойских отложений, встречаются пресные воды с минерализацией до 0,6 г/л. Тип воды в основном сульфатный магнпево-кальциевый, реже натрпево-магнпево-кальциевый, магниево- или каль-циево-натриевый. Химический состав воды из скважины в Кашине характеризуется следующей формулой Курлова:
..	SO483
Мг,7 —---------------•
Mg36Ca35 (Na + К) 29
В осевой зоне Московской синеклизы, где водообмен в татарских отложениях уже затруднен в результате наличия здесь мощного водоупорного перекрытия — юрских глин, появляются сульфатно-хлорпдные и, наконец, хлоридные натриевые воды. Скважина в Рыбинске вскрыла две водоносных линзы на глубине 143 и 152 м с минерализацией воды 4 и 5,7 гл; вода здесь сульфатно-хлоридного магниево-натриевого и хлорпдно-натриевого типа.
,.	С173 SO425
М4 ,о ---------------.
(Na + K)55Mg25Ca20
В сел. Некрасовском скважиной вскрыта на глубине 135 м вода сульфатно-хлоридного типа с минерализацией 16,7 гл. Близ Вологды в сел. Новое в интервале 175—208 м в татарских отложениях на контакте с казанскими встречена вода хлоридного натриевого типа с минерализаций 20,7 г/л. В скважине в районе Любима, в сел. Бережки на глубине 182 м минерализация воды возрастает до 26,6 г/л. Высокоминерализованные хлоридные воды с минерализацией 95— 100 г/л, самоизливающиеся из старой скважины в Ярославле (комбинат «Красный Перекоп»), А. Н. Семихатов, В. А. Жуков и другие исследователи связывали с отложениями татарского яруса. Однако новейшие результаты исследования скважины, пробуренной в Ярославле в 1962 г., показали, что воды татарских отложений в интервале 200—260 м имеют минерализацию 11,6 г/л и относятся к хлоридно-сульфатному типу. Состав их характеризуется формулой Курлова:
..	SO455C145
ЛА ii,6-------~------— •
(Na+K) 73Cal3Mgl3
Очевидно, что в старую скважину поступали сильно минерализованные воды и рассолы из нижележащей карбонатной толщи перми и карбона.
166	ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
Минерализация вод триаса и перми отражена на специальной карте (см. рис. 20). Зона максимальной минерализации — от 5 г/л и выше — приурочена к осевой части Московской синеклизы (Ярославль, Любим). Здесь преобладает хлоридный натриевый тип вод. На северо-западе (г. Устюжна— ст. Максатиха) и на юго-востоке (Окско-Цнинскпй вал и левобережье Оки), в районах неглубокого залегания, воды татарского яруса относятся к гидрокарбонатному кальциевому типу. На большей части территории преобладают воды сульфатного или хлоридно-сульфатного типа с минерализацией от 1 до 5 г/л.
Участки пресных вод встречаются там, где воды татарских отложений имеют связь с вышележащими подморенными или аллювиальными горизонтами (сел. Оболсуново Ивановской обл. и др.). В дер. Ворсино Костромской области, расположенной на берегу Волги, на глубине 245,5 м скважиной вскрыта пресная вода с минерализацией 0,6 г/л. После откачки минерализация воды уменьшилась до 0,5 г/л, что объясняется значительным подтоком пресных вод из древнеаллювиальных отложений долины Волги.
Родники, выходящие из татарской толщи, в большинстве случаев «восходящие» п характеризуются повышенной минерализацией воды, относящейся к сульфатному, хлоридно-сульфатному и хлоридному типам. Такие родники известны на р. Мологе у сел. Горькая Соль, где их минерализация достигала 8,1 г/л (в настоящее время они затоплены водами Рыбинского моря), в Ростовском районе (сел. Тропце-Варница) 14,7 г/л и др. В большинстве случаев восходящие родники возникали на месте старых заброшенных скважин, пробуренных с целью получения рассолов для выварки соли. Некоторые родники с водой хлорид-ного типа, по-видимому, питаются водами, поступающими по тектоническим трещинам из нижележащих горизонтов.
Воды татарских и нижнетриасовых отложении в большинстве случаев непригодны для питья и хозяйственного водоснабжения в связи с повышенной минерализацией п небольшой водообпльностыо скважин. Но они могут быть использованы (и используются в Кашине, сел. Некрасовском, в Любимском районе и др.) для лечебных целей.
2. ВОДОНОСНЫЕ ГОРИЗОНТЫ КАЗАНСКОГО ЯРУСА
И НИЖНЕЙ ПЕРМИ
Подземные воды карбонатных и сульфатно-карбонатных отложенпй перми приурочены к казанскому ярусу верхнего отдела и к сак-марскому и ассельскому ярусам нижнего отдела1. Глубина залегания, водообильность и условия формирования вод нижнепермских отложений на отдельных участках описываемой территории различны. В юго-восточной ее части, в области Окско-Цнинского вала карбонатная толща перми залегает неглубоко от поверхности земли. Водовмещающие породы казанского, сакмарского и ассельского ярусов здесь представлены доломитами и доломитизированными известняками, в которых местами встречаются кристаллы гипса. Этот район является основной областью питания подземных вод карбонатной толщи перми, воды здесь пресные и характеризуются наибольшей водообпльностыо.
На севере территории, в Ярославской и северной части Владимирской области, в осевой зоне Московской синеклизы, где карбонатные породы перми погружаются на большую глубину и содержат мощные
1 Артипскпй ярус п уфимская свита на описываемой территории, по-видпмому, <п сутствуют.
ВОДЫ ТРИАСОВЫХ И ПЕРМСКИХ ОТЛОЖЕНИИ
167
слои гипса и ангидрита, приуроченные к ним подземные воды отличаются высокой минерализацией, на отдельных участках достигающей концентрации рассолов. С глубиной трещиноватость пород уменьшается и водообнльность их становится крайне незначительной.
На описываемой территории воды казанского яруса имеют связь с водами нпжнепермскпх отложений, а последние — с водами верхнего карбона. Это в особенности относится к ассельскому ярусу—швагери-новом} горизонту, который в ранее опубликованных работах включался в состав верхнекаменноугольных отложений. Воды швагериновых слоев в гжельского яруса верхнего карбона описывались как один водоносный комплекс. Все это указывает на значительную условность нижней границы водоносного комплекса карбонатных отложений перми. Верхняя граница комплекса четко отбивается по подошве пестроцветных песчано-глинистых отложений татарского яруса. В соответствии с имеющимся фактическим материалом ниже приводится раздельное описание казанского и нижнепермского водоносных горизонтов.
Казанский водоносный горизонт (Р2 kz). Отложения казанского яруса распространены в северо-восточной части Ярославской и в восточной части Владимирской областей. Западная граница распространения отложенпй и подземных вод казанского яруса изучена недостаточно полно и условно проводится восточнее Рыбинска, в районе Ярославля и Иванова (где она еще не ясна), и к западу от Вязников и Мурома (см. рис. 20).
Водовмещающими породами казанского яруса являются доломи-тпзпрованные известняки и доломиты, на отдельных участках окремне-лые, местами с кристаллами, а в Ярославской области с гнездами и прослоями гипса. Эти породы перекрываются мергелями и глинами татарского яруса, а подстилаются доломитизпрованными известняками и ангидритами сакмарского яруса. Мощность водовмещающих пород — доломитов и доломитизированных известняков казанского яруса — в южных районах территории составляет 20—30 м, а у северо-восточной окраины Ярославской области, в районе г. Любима, она увеличивается до 95—98 м.
Породы казанского яруса выходят на поверхность и залегают под четвертичными на восточном склоне Окско-Цнинского вала. Здесь воды казанского яруса безнапорные, но по мере погружения водоносного горизонта под мергели и глины татарского яруса они становятся напорными.
Кровля водоносных пород казанского яруса на большей части описываемой территории погружается в основном на север, в том же направлении соответственно возрастает величина пьезометрического напора. О глубине залегания кровли водоносных пород казанского яруса можно судить по следующим данным. На территории Владимирской области в г. Вязники кровля водоносного слоя встречена на глубине 42,5 м, у северных границ Ярославской области в сел. Владычное— на глубине 242 м, а у северо-восточных ее границ в сел. Бережки— на глубине 126 м. Абсолютные отметки кровли водоносных пород в этих пунктах составляют соответственно плюс 77 м, минус 120 м и минус 21 м. Сравнительно неглубокое положение кровли казанского яруса в районе г. Любима у сел. Бережки объясняется наличием здесь структурного поднятия.
Абсолютные отметки статического уровня подземных вод казанского яруса в районе Окско-Ципнского вала на междуречье Оки и Клязьмы колеблются в пределах от 75 до 100 м, в районе Любима они близки к 105 и, а близ северной границы территории в Вологодской
168
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
области повышаются до 120—160 м. Величина напора вод казанского яруса в Вязниках составляет 28 м, а в районе Вологды превышает 200 м.
Большое дренирующее влияние на воды казанских отложений оказывает Ока, в связи с чем можно предполагать, что наиболее низкий уровень подземных вод казанских отложений на описываемой территории будет находиться на юго-восточной окраине Владимирской области. Так, на правом берегу Оки, север-северо-восточнее Мурома известна довольно низкая отметка уровня подземных вод казанского яруса, равная 53,8 м (Сорокин, 1946).
Отложения казанского яруса наиболее водообильны на восточном склоне Окско-Цнинского вала. Удельный дебит скважин составляет в Вязниках 5,5 л,сек, а севернее Мурома в сел. Польно дебит при опытной откачке достигал 25 л^сек. Понижение уровня не определялось. Столь значительный дебит объясняется интенсивной закарстован-ностыо доломитизированных известняков казанского яруса, залегающих неглубоко от поверхности земли. На восточной окраине Владимирской области воды слабонапорные. В долине Окп и во впадающих в нее оврагах они широко используются при помощи неглубоких колодцев для водоснабжения мелких населенных пунктов.
Совершенно иную характеристику водообильности имеют отложения казанского яруса в Ярославской области. Удельный дебит скважин здесь снижается до 0,1 л сек, а местами (скважина в сел. Малые Соли) он меньше 0,0003 л'сек. В районе Окско-Цнинского вала, где происходит питание их атмосферными осадками, воды казанских отложений пресные, но местами, даже при небольшом удалении от области питания. минерализация их заметно возрастает. Минерализация воды обычно повышается при увеличении количества включений гипса как в самих породах казанского яруса, так и в других отложениях перми, находящихся на контакте с ними сверху или снизу. Так, например, в районе Вязников минерализация воды увеличивается до 2,8 г л. Воды здесь сульфатные магниево-кальциевые и характеризуются следующей формулой Курлова:
М2 8_I0!95---.
' Ca72Mg28
В центральной части Ярославской области минерализация воды в казанских отложениях более значительна. В скважине близ сел. Некрасовского (в сел. Малые Соли) при опробовании интервала на глубине 340—380 м минерализация составила 36,8 г,л; по составу вода хлоридная натриевая. На севере описываемой территории, где отложения триаса п татарского яруса не перекрыты юрскими водоупорными глинами и циркуляция подземных вод в отложениях перми более активная, вочы казанских отложений отличаются невысокой минерализацией. В сел. Владычное минерализация снижается до 3,5 г л; вода имеет тот же состав, что и в Вязниках:
m35-^L_.
Ca62Mg21
Нижнепермский водоносный горизонт (Р(). Среди нижнепермских; отложений широко распространены и наиболее водообильны образования ассельского яруса. Западная граница распространения нижнепермских— ассельских — отложений, показанная на гидрогеологической карте, является условной (см. рис. 20 и карту 3 в приложении). Она проходит восточнее Череповца, через район Углич, Переславль-Залес
ВОДЫ ТРИАСОВЫХ II ПЕРМСКИХ ОТЛОЖЕНИИ
169
ский, южнее Владимира, севернее Гусь-Хрустального. В осевой зоне Окско-Цнинского вала эти отложения отсутствуют и вновь появляются на его восточном склоне в районе г. Меленки, где они пересекают Оку и уходят за пределы Владимирской области.
Западная граница распространения отложений сакмарского яруса занимает промежуточное положение между указанными границами ассельского и казанского ярусов. Из-за недостатка фактического материала граница сакмарского яруса на карте не показана. Степень геолого-гидрогеологической изученности не позволяет в настоящее время детально охарактеризовать водоносность отложений каждого из этих ярусов. Для нпжнепермских отложений, так же как и для казанского яруса, характерны одинаковые основные закономерности изменения гидрогеологических условий отдельных участков территории. Глубина залегания кровли нижнепермских отложений возрастает с юга на север и северо-восток: от 20—50 м — на юге Владимирской области до 196 м — в Рыбинске и до 280 м— в районе г. Любима. Мощность нпжнепермских отложений также соответственно увеличивается от 10— 50 л/ — близ южной границы до 97 м — в Любиме и 124 м — в Вологде. В том же направлении возрастает величина напора и минерализация подземных вод.
Общий сток подземных вод нижнепермских отложении, как и казанского яруса, направлен от южных районов Владимирской области на север, к Волге; в северных районах Ярославской области движение подземных вод происходит с севера на юг и юго-восток, в сторону осевой части ^Московской синеклизы. Пьезометрическая поверхность имеет абсолютные отметки около 100 м — в районе Владимира, 76 м — в сел. Оболсуново и свыше 138 л1 — в районе Любима.
На юге Владимирской области, на Окско-Цнннском валу и в прилегающих к нему районах ннжнепермские отложения представлены доломитами и доломитизированными известняками, местами окреине-лымн, содержащими небольшие включения гипсов. В зоне неглубокого залегания эти известняки сильно разрушены и отличаются наибольшей водообильностыо.
Удельный дебит отдельных скважин в южных районах колеблется в пределах от 1,5 до 4,0 л/сек (Вязники, Муром, сел. Эдой, Восход и др.) ч возрастает до 7—9 л сек в районе Владимира. Напор вод вад кровлей нижнепермских отложений в этих районах сравнительно невелик — от 20 до 65 м; на Окско-Цнинском валу воды безнапорные.
При близком залегании к поверхности на участках, где доломиты нпжнепермских отложений хорошо промыты, воды пресные, гидрокар-бонатные с общей минерализацией 0,3—0,6 г'л. По мере удаления от областей питания (Окско-Цнинскпй вал) минерализация вод увеличивается и достигает 2,8—3,0 г/л в районах Вязников, сел Оболсуново, Владимира; в составе вод преобладает сульфатный анион.
Воды нижней перми наиболее полно изучены в районе Владимира, где производились разведочные работы с целью использования их для водоснабжения (Ассовскпй, 1959). Здесь подземные воды приурочены к неравномерно загипсованным доломитам и доломитизпрованным известнякам ассельского яруса, близ Владимира в долине Клязьмы они являются первым водоносным горизонтом в отложениях дочетвер-тичного возраста. В районе Владимира мощность обводненных ассель-скпх отложений составляет 40—45 м. Подстилаются они карбонатными породами гжельского яруса, с водами которого образуют единую водоносную толщу. Высота напора нпжнепермских вод близ Владимира составляет 60—62 м, скважины, расположенные в долине Клязьмы,
170
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
самоизливают. Во Владимире дебит скважины, вскрывшей ассельские доломиты только на 1 м, составлял 9,5 л/сек, при вскрытии всей мощности ассельского яруса дебит увеличился до 20,8 л/сек при одинаковом понижении, составлявшем 2,3 м.
На сравнительно небольшом удалении от области питания ассель-скпе отложения содержат пресные воды, но в районе Владимира минерализация их уже возрастает:
SO487 М2.8----------
Ca59Mg25
Юго-западнее Владимира, в пос. Юрьевец наряду со скважинами, давшими пресную воду с сухим остатком 0,25—0,35 г/л, в отдельных скважинах была получена вода с сухим остатком 1,4—3,1 г/л.
Основная область питания вод ассельского яруса на территории Владимирской области находится в районе Гусь-Хрустального и на Окско-Цнинском валу. Движение подземных вод ассельского яруса происходит здесь в сторону северной части Владпмиро-Шиловского прогиба, в основном с юга на север. Дополнительное питание воды ассельского яруса получают и с западных районов Владимирской области, т. е. с площади распространения гжельского водоносного горизонта. Местные очаги разгрузки подземных вод на территории Владимирской области наблюдаются в долине Клязьмы, где пьезометрическая поверхность вод ассельского яруса становится круче и на несколько метров превышает меженный горизонт реки. Воды ассельского яруса вскрыты во многих пунктах Владимирской области.
В северных районах территории, в Ярославской области в составе' нижнепермскпх отложений большое значение приобретают гипсы и ангидриты, отдельные пачки которых имеют мощность 10—30 м В сакмарском ярусе содержание сульфатных пород достигает 50—70% от общей мощности разреза, в ассельском ярусе карбонатные породы преобладают над сульфатными. В Ярославской области сульфатно-карбонатная толща перми обводнена очень слабо, местами она практически безводна. Это подтверждается результатами откачки воды из скважины Института курортологии в сел. Оболсуново. Здесь был опробован интервал на глубине от 183,2 до 289 м, включающий толщу гипсов и ангидритов нижней перми (с 228 до 289 л-i) и частично отложения казанского яруса. При понижении уровня на 20 м дебиг скважины составлял 0,08 л/сек, удельный дебит 0,004 л'сек. Судя по сухому остатку, составляющему 2,9 г/л, можно предполагать, что вода поступала в скважину в основном из верхней части открытого интервала, из доломптизированных известняков казанского яруса.
Ничтожно малый приток воды получен из разведочных скважин Любинского района. Так, в скважине в районе г. Любима (сел. Сто-брюхово) самоизлнв воды с глубины 300 м из нижнепермскпх отложений, представленных чередующимися слоями гипсов, ангидритов и доломитов, составлял 0,28 л/сек. В скважине дер. Бережки в этом же районе — при открытом интервале 188—450 м, охватывающем нижнюю часть казанских отложений (33 м), полную мощность нижнепермскпх (94 л) и часть верхнекаменноугольных отложений (135 м),— само-пзлив увеличился до 0,35 л/сек. В районе Рыбинска удельный дебит скважин составлял 0,02—0,04 л^сек.
В северной п центральных частях нижнепермского поля у Рыбинска и близ Любима (сел. Стобрюхово и дер. Бережки) воды суль-фатно-хлорпдныс и хлоридные с общей минерализацией от 16,0 до 109 г/л.
ВОДЫ ТРИАСОВЫХ II ПЕРМСКИХ ОТЛОЖЕН 11П
171
Состав этих вод по формуле Курлова следующий: у сел. Стобрюхово
53 (Na + К) 83 ’
у дер. Бережки
л л	С196
10 (Na + К) 84
Во Владимирском районе в водах нижнепермских отложений отмечено повышенное содержание фтора, достигающее 2,0—2,5 мг,'л.
Глава шестая
К
ВОДЫ КАМЕННОУГОЛЬНЫХ ОТЛОЖЕНИИ
Наклон пластов каменноугольных отложении к осп Московской синеклизы и общее погружение этой осп на северо-восток, а также преобладание в разрезе карбона трещиноватых известняков, реже доломитов с достаточно выдержанными прослоями мергелей и глин, определяют наличие здесь многоэтажной водонапорной системы, образующей прекрасно выраженный Московский артезианский бассейн. Эта система состоит из ряда относительно разобщенных водоносных горизонтов: верхнегжельского (С3 q2), нижнегжельского (С3 qt), мячковско-подольского (Со pd + тс), каширского (C2fes), протвинского (Ct рг), серпуховско-окского (Cj ок+sr), яснополянского (С\ jp) и упинского (С( up).
Число самостоятельных водоносных горизонтов карбона закономерно возрастает по мере погружения пластов и появления в разрезе все более молодых толщ. Так, в южной, западной и северо-западной периферических частях Московского бассейна развиты лишь нижнекаменноугольные воюносные горизонты (снизу вверх): упинскпй, яснополянский, серпуховско-окский и протвинский. По правобережью Цны, левобережью Волги до Ржева, далее на юго-восток через Гжатск, по левобережью Протвы и Оки в разрезе появляются уже среднекаменно-угольныс водоносные горизонты — сначала каширский, а затем и мячковско-подольскпй.
К северо-востоку от линии, соединяющей ст. Максатиха и города Лихославль, Клин, Москву, Егорьевск, Спас-Клеппки развиты уже все водоносные горизонты карбона, к перечисленным выше добавляются верхнекаменноугольные водоносные горизонты — нижнегжельскпй (касимовский), а затем и верхнегжельский. Все восемь перечисленных водоносных горизонтов на значительной части территории Московского артезианского бассейна достаточно надежно изолированы один от другого и различаются по условиям питания, характеру дренирования и режиму подземных вод.
Верхнегжельский водоносный горизонт отделяется от нижнегжельского толщей красноцветных глин мощностью до 15—18 м. Эта толща, залегающая почти в основании верхнегжельских отложений, носит название щелковской. Нижнегжельский водоносный горизонт отделяется от мячковско-подольского недостаточно выдержанной по пло-шади и по мощности пачкой кревякпнекпх красноцветных глин, залегающих в нижней части гжельских отложенпй. Мощность этих глин 5—9 м.
ВОДЫ КАМЕННОУГОЛЬНЫХ ОТЛОЖЕНИИ
173
На всей территории, находящейся к югу от линии, проходящей от ст. Уваровка на восток по правобережью Москвы до устья Истры, а затем через г. Люберцы на г. Собпнку в основании мячковско-по-дольского водоносного горизонта залегают ростиславльские глины. К. северу от этой линии рассматриваемая толща глин исчезает из разреза каширских отложений. На выделенной территории мощность ростиславльскпх глин изменяется от 2 до 12 м, но обычно не превышает 5 лк Ростнславльская толща красноцветных глин, залегающая в кровле каширских отложений, разделяет мячковско-подольский и каширский водоносные горизонты.
Наиболее выдержанным региональным водоупором в пределах Московского артезианского бассейна является толща пестроцветных иерейских глин, отделяющих каширский водоносный горизонт среднего карбона ст протвинского водоносного горизонта нижнего карбона. Эти глины уничтожены эрозией лишь в долинах Волги — в районе г. Зубцова, а также Оки и ее притоков на участке Верея — Малоярославец, Серпухов, Кашира. Наименьшие (менее 10 м) мощности глин иерейского водоупора отмечены в полосе, протягивающейся вдоль юго-западной границы распространения верейских отложенпй на довольно обширной площади в районе городов Спасска-Рязанекого и Шацка. На всей остальной территории мощность Верейской водоупорной толщи превышает 10 м, достигая местами 30- -35 м. а в доверейскпх долинах иногда 70—105 м.
Стешсвскпе глины, разделяющие протвинский и серпуховскоокский водоносные горизонты, имеют мощность 3—10 м. Этот водоупор распространен почти повсеместно, но севернее Москвы и восточнее Коломны в его составе начинают преобладать доломиты и мергели, среди которых глины залегают лишь в виде прослоев.
Яснополянский (С( /р) водоносный горизонт располагается между глинами того же возраста. Верхняя глинистая толща, отделяющая яснополянский водоносный горизонт от серпуховско-окского, распространена почти повсеместно, но ее мощность колеблется в весьма широких пределах, от нескольких метров до 20 и более. Мощность нижней пачки глин колеблется от 3 до 20 м. В пределах довизейских депрессий, выполненных песками, нижний водоупор размыт, и здесь существует тесная связь между яснополянским и ниже залегающим уппнекпм водоносным горизонтами.
Самым нижним из водоносных горизонтов каменноугольной системы является упинскпй (Ci up). Водоупорным основанием для него служат малевские глины, мощность которых несколько возрастает к центру Подмосковной котловины, но не превышает 8—17 м. Глины эти имеют повсеместное распространение и надежно изолируют упинскпй водоносный горизонт от водоносных горизонтов верхнего девона. На западе и северо-западе территории упинскпй водоносный горизонт отсутствует, в этих районах турнейский ярус представлен глинистой толщей мощностью 10—30 лк являющейся водоупором, отделяющим вышезалегаюшпй яснополянский от девонских водоносных горизонтов.
Условия изолированности каждого водоносного горизонта карбона от вышележащих мезо-кайнозойских горизонтов весьма различны (рис. 22). На карте показана мощность только тех глинистых слоев, которые отделяют каменноугольные водоносные горизонты от первого вышележащего мезо-кайнозойского водоносного горизонта.
На участках, где каменноугольные отложения содержат грунтовые воды или воды, тесно связанные с ними гидравлически, независимо от наличия глинистых отложенпй в пределах зоны аэрации, эти
174
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
отложения на карте не показаны. Если выше каменноугольных водоносных горизонтов залегает бат-келловейскпй, образующий с первыми единую гидравлическую систему, на карте показана мощность глинистых отложений в кровле бат-келловейских водоносных отложений.
Водоносность всех горизонтов карбона, сложенных (за исключением яснополянского) карбонатными породами, определяется характером их трещиноватости, изменяющейся как в плане, так и по разрезу. Поэтому удельные дебиты, которыми характеризуется водоносность каждого горизонта, изменяются в весьма широких пределах. Следует также иметь в виду, что величина удельного дебита в значительной степени зависит от условий проведения откачек — совершенства вскрытия пласта, конструкции скважины, величины понижения. Водоносность некоторых, достаточно изученных каменноугольных отложений, кроме величин удельных дебитов и коэффициентов фильтрации, характеризуется также величиной водопровод!!мости —произведением значения коэффициента фильтрации на мощность водоносного пласта. При определении водопроводимости по данным опытных откачек учитываются несовершенство скважин и их диаметр.
Режим подземных вод, как известно, определяется естественными и искусственными факторами. Однако ниже при описании режима подземных вод отдельных водоносных горизонтов приводятся сведения об изменениях их уровня и химического состава под влиянием откачек. Характеристика естественного режима не дастся, так как региональное изучение естественного режима подземных вод в каменноугольных отложениях на описываемой территории до последнего времени не проводилось, и имеющиеся сведения носят лишь отрывочный характер. Кроме того, на описываемой территории режим подземных вод определяется, как правило, искусственными факторами и, в частности, эксплуатационными откачками.
1.	ВОДОНОСНЫЕ ГОРИЗОНТЫ ВЕРХНЕГО КАРБОНА
Описанная в главе второй мощная толща верхнекаменноугольных известняков, доломитизированиых известняков и доломитов, переслаивающихся с пестроцветными глинами и мергелями, содержит подземные воды, которые разделяются так называемой щелковской толщей на два водоносных горизонта —- верхнегжельский и нпжнегжельский. К верхнегжельскому горизонту, помимо вод собственно верхнегжельских известняков и доломитов, отнесены также воды, залегающие выше известняков оренбургского яруса (псевдофузулиновая толща). К нижне-гжельскому горизонту, помимо вод собственно нижнегжельских известняков и доломитов, относятся и воды, залегающие под глинистой щелковской толщей русавкинской толщи верхнегжельского подъяруса.
Верхнегжельский водоносный горизонт (C3g2). Юго-западная граница распространения верхнегжельского водоносного горизонта проходит к северу и северо-востоку от линии Конаково—-Москва — Шатура — Меленки — Касимов.
Кровля водоносных известняков и доломитов верхнегжельского горизонта закономерно снижается в северном и частично северо-восточном направлениях. Наиболее высокие отметки кровли (свыше 100 м) наблюдаются в широкой (до 50 км) полосе, протягивающейся почти в широтном направлении от Поварово на западе до Шатуры на востоке. В пределах этой полосы рельеф кровли гжельских отложений очень неровный, амплитуда отметок превышает 30 м. Севернее линии, проходящей через ст. Софрино, Орехово-Зуево и Шатуру, кровля гжельских отложений приобретает хорошо выраженное падение на север с укло
ВОДЫ КАМЕННОУГОЛЬНЫХ ОТЛОЖЕНИИ
175
ном, равным 0,001—0,002. По линии Дмитров — Киржач отметки кровли опускаются уже до 50 м, а в районе г. Александрова — до 0.
В соответствии с рельефом дневной поверхности и погружением кровли закономерно изменяется и глубина залегания верхнегжельского водоносного горизонта. Повсюду южнее линии, проходящей через Пушкино, Киржач, Покров, Рошаль, Судогду и далее по Клязьме до г. Вязники, глубина залегания кровли верхнегжельского горизонта не превышает 50 м. Исключением является участок древней погребенной долины, протягивающейся по линии Орехово-Зуево — Шатура — сел. Дмитровский Погост (далее на юго-восток она проходит во Владпмиро-Шиловский прогиб), где глубина залегания верхнегжельского горизонта увеличивается до 70—80 м. На всем правобережье Клязьмы, на участке ст. Купавна — Павловский Посад и несколько восточнее, глубина залегания известняков и доломитов верхнегжельского горизонта нс превышает 10—12 м, а местами эти породы выходят на дневную поверхность. Лишь на ограниченных участках в пределах городов Электросталь и Павловский Посад известняки опять погружаются на глубину до 30 л.
В районе северной оконечности Окско-Цнинского вала, от Коврова на Гусь-Хрустальный и далее на Гусь-Железный, известняки залегают на глубине от 0,4 до 10 м. Севернее линии Пушкино — Киржач — Покров в сторону Клпнско-Дмитровской гряды и ее восточного продолжения глубина залегания кровли описываемого горизонта резко возрастает (до 100—110 и) и в районе Загорска уже достигает 200 м. Еще далее к северу и к северо-западу, по мере снижения отметок местности к долине Волги и впадающей в нее Дубны, глубина залегания гжельского водоносного горизонта уменьшается, и в районе Волжского водохранилища уже не превышает 60 м.
Мощность верхнегжельского водоносного горизонта очень изменчива. Так, в районе г. Щелково при почти постоянных отметках кровли горизонта (около 100—120 лг) отметки его подошвы на весьма коротком отрезке опускаются от 80—100 до 45—50 м, а мощность горизонта возрастает от 15—20 до 50—60 м и продолжает увеличиваться в северо-восточном направлении.
Условия питания и разгрузки верхнегжельского водоносного горизонта определяются главным образом условиями перекрытия его относительно водоупорными мезо-кайнозойскими глинистыми отложениями, а также соотношениями напоров верхнегжельского и вышележащих мезо-кайнозойских водоносных горизонтов. На всех участках, где кровля верхнегжельского горизонта залегает близко к поверхности, мощность глинистых отложений мезо-кайнозоя пли очень мала (менее 10 м), пли они совершенно отсутствуют (Окско-Ципнскпй вал, долина Клязьмы на участке Щелково—Павловский Посад и юго-западнее Ногинска).
Кроме уже отмеченных участков близкого залегания кровли известняков, небольшая мощность мезо-кайнозойских глинистых отложений отмечается к северу от широты Орехово-Зуево, в междуречье Б. Киржача и Шерпы, между Щелково и Красноармейском, западнее Щелково, в междуречье Сестры и Дубны в нижнем их течении. Западнее Загорска глины на небольшом участке отсутствуют, на всей остальной территории мощность глинистых отложений в кровле верхнегжельского водоносного горизонта превышает 10 м, при этом отчетливо намечается увеличение мощности глинистых отложений в сторону водораздельных пространств и уменьшение ее к речным долинам. Наибольшая мощность отмечена на Клинско-Дмитровской гряде и на се восточ-
Рис. 22. Карта мощностей глинистых отложений, залегающих в кровле первых от поверхности горизонтов карбона, содержащих пресные воды (по материалам Подмосковной партии Гидрорежимной экспедиции ВСЕГИНГЕО, 1962)
Мощность глинистых отложений, м: I - 0, 2-до 10. 3 - от 10 до 30. 4-от 30 до 50. 5 - свыше 50 Схематизированные границы P^"P°<^TanH^
зонтов карбона 6 — верхнекаменноугольных. 7 — среднекаменноугольных, 8 — ннжне каменноугольных, 9 — граница территории, в пределах которой в Д р пользуются для водоснабжения
Зак. 161
176
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
ном продолжении, севернее г. Дмитрова, где она достигает 100 м, а в районе Загорска и Александрова — свыше 60 м.
В направлении от крупных речных долин к водоразделам увеличивается и разность уровней мезо-кайнозойских и верхнегжельского водоносных горизонтов, причем уровень первых почти на всей территории выше уровня второго. Наибольшие разности уровней приурочены к повышенным участкам территории. Так, в районе г. Загорска, где отметки дневной поверхности достигают 270—300 м, разность уровней, как правило, превышает 30 м, а местам идостпгает 50 м. Наименьшие разности уровней наблюдаются в долинах Волги, Клязьмы и других рек. В руслах этих рек и на прилегающих к ним территориях уровни вод мезо-кайнозойских и верхнегжельских отложений совпадают.
Напорные градиенты, определяемые отношением разности уровней к мощности глинистых отложенпй, разделяющих мезо-кайнозойские и верхнегжсльскпй водоносные горизонты, изменяются от 0,0 до 1,2. Наибольшие значения напорных градиентов отмечены в районе Загорска.
Характер движения подземных вод верхнегжельского водоносного горизонта иллюстрируется картой пзопьез (рис. 23).
Рис. 23. Карта пзопьез верхпекамспноугольпых водоносных горизонтов (по материалам Подмосковной партии Гидрорежимиоп экспедиции ВСЕГИНГЕО, 1962 г.) 11 з о п ь с з ы водоносных горизонтов: / — верхнегжельского, 2 — ниж нс гжельского. Границы распространения водоносных горизонтов: 3 верх-пегжелнекого. 4 — нижпегжелнекого
Наиболее высокие отметки пьезометрической поверхности — от 150 до 160 .и прослеживаются на водораздельных территориях северо-западнее Загорска. Отсюда пьезометрическая поверхность верхнегжельского горизонта снижается как в северо-западном н северном направлениях, в сторон) Волги, Дубны, Сестры и Нерли — до отметок 125 иг, так и в юго-восточном — в сторону Клязьмы и ее крупных притоков Ворп и Шерпы — до отметок 125—130 м. В районе Окско-Цнин-
ВОДЫ КЛМЕННОУГОЛЬНЫХ ОТЛОЖЕНИИ
177
•ского вала наиболее высокие отметки пьезометрической поверхности — 130—133 я— отмечены в осевой его часгп, на участке Гусь-Хрустального п на междуречье Судогды и Ушпы. Отсюда отметки пьезометров закономерно снижаются до 90—100 м в северном и северо-западном направлениях в сторону Клязьмы и в восточном — к Клязьме и Оке. Уклоны потока подземных вод составляют здесь 0,001—0,002.
Отмеченные выше общие направления движения подземных вод в ряде случаев существенно изменяются под влиянием крупных водозаборов. Особенно заметно это влияние на правобережье Клязьмы, где расположены крупные водозаборы, в районе которых образуются значительные депрессии в пьезометрической поверхности верхнегжельского водоносного горизонта. Заметно сказывается влияние крупных водозаборов п на участках высокого положения пьезометрической поверхности. Здесь нзопьезами отчетливо оконтурнваются образовавшиеся довольно значительные депрессиснные воронки.
Сопоставляя приведенные выше сведения — о глубине залегания кровли описываемого горизонта, мощности перекрывающих его глини стых отложенпй, разностях уровней верхпегжельского п мезо-кайнозой-ских водоносных горизонтов и характере движения подземных вод — можно достаточно обоснованно наметить основные области питания и дренирования верхнегжельского водоносного горизонта. Как правило, участки, где осуществляется питание горизонта, приурочены к периферической области его распространения п совпадают пли с участками близкого залегания известняков от поверхности земли пли с участками, характеризующимися малой мощностью перекрывающих известняки глинистых отложений.
На востоке Московского артезианского бассейна область питания верхнегжельского водоносного горизонта расположена в пределах Окско-Цнинского вала, в районах Гусь-Хрустального и междуречья Ушны п Судогды. Здесь инфильтрация облегчается наличием большого количества карстовых воронок. В Восточном Подмосковье питание верхнегжельского водоносного горизонта происходит по всей полосе к югу от Клязьмы на участке между Купавной и Павловом Посадом, а также к северу от Клязьмы в междуречье ее притоков Большого Кпржача в. Шерны. В северном Подмосковье наиболее крупным участком, на котором происходит питание верхнегжельского водоносного горизонта, является район, расположенный к северо-западу от Загорска. Небольшие участки питания подземных вод располагаются северо-восточнее Москвы, здесь мощность перекрывающих глинистых мезо-кайнозой-скпх отложений мала, меньше 10 м, или они совершенно отсутствуют.
Основными естественными дренами верхнегжельского водоносного горизонта являются долины Клязьмы и ее многочисленных правых притоков, пониженное правобережье Волги и долины ее притока Дубны с впадающей в нее Сестрой. Две последние долины являются дренами лишь в своем нижнем течении. На крайнем востоке бассейна дренами служат долины Оки и ее притока Ушны. Весьма значительно дренирующее влияние оказывают также крупные водозаборы, эксплуатирующие верхнегжельский водоносный горизонт.
Величины напоров верхнегжельского водоносного горизонта над его кровлей закономерно возрастают по мере погружения верхнегжель-скпх отложенпй (рис. 24). В районе правобережья Клязьмы между Купавной и Павловым Посадом, а также в районе Гусь-Хрустального и на междуречье Ушны п Судогды, верхнегжельский водоносный горизонт является безнапорным. По мере погружения слоев на север напоры над кровлей описываемого водоносного горизонта возрастают от
12
З.’каз 161.
178
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
30 м — вблизи границы распространения горизонта до 100—130 и и более — в пределах Клпнско-Дмитровской гряды.
Водоносность верхнегжельских отложений, как и всех других водоносных горизонтов карбона, представленных трещиноватыми породами, весьма изменчива по площади, и выявить сколько-нибудь отчетливо выраженные закономерности изменений водоносности невозможно. Однако можно отметить определенное увеличение удельных дебптов в пределах периферической области распространения верхнегжельского водоносного горизонта. Так, в западной части области его распростране-
Рг.с. 2-1. Карта напоров над кровлей верхнекаменпоугольных водоносных горизонтов (по материалам Подмосковной партии Гпдрорежнмной эксие шипи ВСЕГИНГЕО, 1962 г.)
Изо in и п и напоров над кровлен водоносных горизонтов- / верх псгжельского, 2 — пижпегжельского. Граница распространения водоносны горизонтов: 3 — верхи с гжельского, 4 — нпж негжельского
ния водопроводимость превышает 1000 м2/сутки (до 3400 мЧсутки), а дебит скважин достигает 20 л/сек при понижении меньше чем на 2,0 л. В северном Подмосковье величина удельных дебитов, как правило, превышает 3 л, сек. Здесь отмечены и высокие значения водоиро-водимости, превышающие 1000 м-/сутки, а местами превосходящие 2000 м-1сутки. На отдельных участках значения водопроводимости сни жаются до 570—800 чЧсутки, но и здесь производительность отдельных скважин достигает 40 л'сек при понижениях до 10 м.
Юго-восточнее этого района удельные дебиты дают резкие колебания, местами они не превышают 1—2 л/сек, но на отдельных участ ках превосходят 10 л/сек. Величина водопроводимости также здесь резко меняется, местами она снижается до 30—100 м2/сутки, в большинстве случаев колеблется в пределах 300—800—1000 м2[сутки, а на отдельных участках превышает 1200 м2/сутки.
На правобережье Клязьмы зона относительно высокой водоносности прослеживается не так отчетливо, как в северном Подмосковье.
ВОДЫ КАМЕННОУГОЛЬНЫХ ОТЛОЖЕНИИ
179
Наиболее высокие удельные дебиты, превышающие 10—15 л/сек, получены по некоторым скважинам юго-восточнее Москвы в Московской и Владимирской областях. В ряде скважин при дебите около 30 л/сек понижение было меньше 1,0 лк Наибольшие величины водопроводпмо-сти превышают здесь 1000 м2/сутки. Наряду с отмеченными высокими значениями удельных дебптов и водопроводимости здесь, хотя и очень редко, встречаются скважины, удельный дебит которых не превышает 2 л/сек, а водопроводпмость опускается ниже 100—150 м2/сутки. Средние значения удельных дебитов по всему правобережью Клязьмы составляют 5—10 л сек.. К северу от Клязьмы значения удельных дебитов заметно уменьшаются и не превышают 5 л/сек, а значения водопроводимости — 300 м2/сутки.
На всей территории распространения, особенно там, где он является первым от поверхности, верхнегжельскпй водоносный горизонт содержит пресные гидрскарбонатные воды, общая минерализация которых изменяется от 0,2 до 0,4 г/л. Формула Курлова, характеризующая осредненный состав подземных вод описываемого горизонта имеет НСО3 95
вид: М0,з Са 60 Mgзо - Минерализация закономерно возрастает в направлении движения подземных вод от водоразделов к дренирующим горизонт речным долинам.
По мере погружения верхнегжельских отложений под пермские минерализация содержащихся в них вод возрастает, в составе солей получают преобладание сначала сульфаты, а при сухом остатке свыше 10 г/л— хлориды. К северу от Москвы, уже в районе Кимр (ст. Савелово) и Дубны, минерализация возрастает до 1,5 г/л, содержание сульфатов достигает здесь 73 мг-экв). Во Владимире сухой остаток достигает 4 г/л, а содержание сульфатов возрастает до 85 мг-экв %- В районе Кашина минерализация увеличивается до 10,3 г/л и воды становятся хлориднымп натриевыми, содержат до 73 мг-экв % хлора.
В санитарно-гигиеническом отношении подземные воды описываемого горизонта, как правило, вполне удовлетворительны. Бактериологические анализы показывают, что коли-титр не опускается ниже 333. Отдельные случаи более низких значений коли-титра связаны с дефектной конструкцией эксплуатационных скважин.
При использовании подземных вод для целей водоснабжения большое значение имеет содержание в них железа и фтора. Содержание железа в ряде районов значительно превышает допустимое. К этим районам относятся главным образом Орехово-Зуевский и Шатурский. Так, например, юго-восточнее Орехова-Зуева содержание железа в воде достигает 6 мг/л. Следует отметить, что повышение содержания железа наблюдается, как правило, на участках, где верхнегжельские отложения залегают непосредственно под четвертичными породами. Содержание фтора в водах верхнегжельского горизонта очень невелико, и в этом отношении они полностью удовлетворяют требованиям ГОСТ.
Верхнегжельскпй водоносный горизонт является основным источником водоснабжения ряда северных районов Московской области, а в ее восточных районах он широко эксплуатируется наряду с нижнегжельским водоносным горизонтом. Крупнейшие водозаборы, эксплуатирующие описываемый горизонт, располагаются восточнее Москвы в пределах Л4осковской области. В районах этих водозаборов и происходит формирование основных депрессий в пьезометрической поверхности гжельского водоносного горизонта. При этом вследствие различных фильтрационных свойств водоносных пород и разных условий питания водоносного горизонта скорость формирования районных депрессий и 12*
180
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
их размеры в плане на различных участках в большинстве случаев не соответствуют соотношениям величин суммарного водоотбора.
Так, например, в районе одного водозабора, расположенного северо-восточнее Москвы, величина среднегодового снижения пьезометрических уровней и территория, охваченная этим снижением, значительно превышает таковые в районах ряда водозаборов, расположенных восточнее Л^осквы, несмотря на то, что водоотбор в последних выше. В районе этих восточных водозаборов верхнегжельский водоносный горизонт имеет тесную гидравлическую связь с рекой. Он перекрывается маломощными четвертичными и юрскими глинистыми отложениями пли обнажается в долинах мелких рек, в связи с чем условия питания описываемого водоносного горизонта весьма благоприятны.
В районе водозабора, расположенного северо-восточнее Москвы, верхнегжельский водоносный горизонт перекрыт мощной толщей глинистых мезо-кайнозойских отложений, существенно затрудняющих его питание. Поэтому здесь в настоящее время образуется наиболее крупная депрессия в пьезометрической поверхности этого горизонта. Диаметр районной депрессии превышает 12—15 км, а глубина ее достигает 20 м. Скорость снижения пьезометрического уровня превышает здесь 1 м в год. При весьма глубоком зйлеганнп уровня водоносного горизонта такое снижение может в весьма короткий срок привести к достижению предельно возможной глубины отбора воды, что вызовет резкое уменьшение дебита скважин, а значит и истощение эксплуатационных запасов подземных вод.
В восточном Подмосковье, где условия питания более благоприятны, а водопроводимость пород выше, несмотря на больший по сравнению с северным Подмосковьем водоотбор, районные депрессии, как правило, по своим размерам значительно меньше, чем в 'северном Подмосковье.
Нижнегжельский водоносный горизонт, C3gi. Юго-западная граница распространения нижнегжельского водоносного горизонта проходит через ст. Максатпха и г. Лихославль, пересекает Волгу в районе Калинина и идет на восток-юго-восток западнее Клина на Москву, по левобережью р. Москвы до Раменского, далее на Егорьевск, Спас-Кле-пики, Гусь-Железный и Касимов.
Границы распространения нпжне- и верхнегжельского водоносных горизонтов оконтуривают периферическую полосу, в пределах которой нижнегжельский водоносный горизонт является первым от поверхности водоносным горизонтом карбона. Для удобства изложения в дальнейшем границу распространения описываемого водоносного горизонта условимся называть внешней границей этой полосы, а границу распространения следующего, более молодого водоносного горизонта — внутренней ее границей. Полоса эта. имеющая на западе территории сравнительно постоянную ширину в 60—70 км, северо-западнее Москвы, в районе г. Крюкова резко сужается. Близ Москвы ширина полосы составляет уже 25—30 км, а еще далее к юго-востоку она уменьшается до 20 км. Восточнее Павловского Посада ширина полосы вновь возрастает и достигает местами 50—60 км.
Кровля нижнегжельского водоносного горизонта в пре телах описываемой полосы имеет очень неровный рельеф. В краевой части распространения горизонта отметки его кровли составляют 100- 120 м (станции Редкино, Раменское, г. Егорьевск и др.), повышаясь до 130— 135 м на отдельных локальных поднятиях в районе г. Крюкова п снижаясь в северо-восточном направлении до 80 м— у Клина, до 70—60 м
ВОДЫ КАМЕННОУГОЛЬНЫХ ОТЛОЖЕНИИ
181
у Павловского Посада и до 40—30 hi в области Владимпро-Шпловского прогиба.
Глубина залегания нижнегжельскнх отложений изменяется в зависимости от рельефа их кровли и рельефа дневной поверхности. На участке Клинско-Дмитровской гряды и всего ее южного склона до района г. Крюкова (Крюковское поднятие) глубина залегания кровли нижнегжельских отложений повсюду превышает 100 м, достигая на водораздельных территориях 170—180 м. К северо-западу от Клинско-Дмитровской гряды и на Крюковском поднятии глубина залегания нижнегжельского водоносного горизонта уменьшается: на северо-запад до 50 30 л, на Крюковском поднятии и далее к юго-востоку, к Москве до 50—70 л; а в пределах Москвы и к юго-востоку от г. Люберцы до Владимпро-Шпловского прогиба, как правило, менее 50 м\ в Москве п восточнее Раменского до 30—20 м.
К востоку от Егорьевска в районе Владимпро-Шпловского прогиба глубина залегания описываемого горизонта превышает 50 м, достигая 70 и далее 80 м. Лишь в пределах Окско-Цнинского вала она заметно уменьшается, и в полосе, проходящей через Гусь-Железный, вдоль р. Колпы уже не превышает 10 м.
Мощность водоносных отложений ипжнегжельского горизонта, там, где они залегают под всрхнегжельскимп, достаточно выдержанная и составляет от 30 до 50 м. Некоторое уменьшение мощности отмечается в западном направлении за счет замещения известняков прослоями красноиветных глин и мергелей. Вследствие весьма неровной поверхности кровли нижнегжельскнх отложений в пределах периферической полосы их распространения мощность их здесь очень непостоянна, она изменяется от нескольких метров до 30—50 м и, как правило, увеличивается в северо-восточном и северном направлениях.
Мощность мезо-кайнозонскпх глин, перекрывающих нпжнегжель-ские отложения, изменяется в очень широких пределах. Наименьшие мощности глинистых отложений, менее 10 м, отмечены на западе территории, на правобережье р. Тьмакп, в приустьевой части долин рек Ламы и Шошп, северо-восточнее ЛАосквы, Раменского и восточнее Егорьевска, на всем левобережье р. Гуся. В некоторых из перечисленных районов, например на правобережье р. Ламы, в среднем течении впадающей в нее Яузы и в районе Егорьевска, имеются участки полного отсутствия глинистых отложений. Глинистые мезо-кайнозойские отложения отсутствуют и на значительной территории, относящейся к Окско-Циинскому валу, а также на всем пространстве между городами Гусь-Железным и Меленки. На всей остальной территории мощность глинистых мезо-кайнозойских отложений превышает 10 м и достигает максимальных значений, в 50 м и более на обширных водораздельных пространствах между Клином и Крюковским поднятием и в районе оз. Великое между селениями Дмитровский Погост и Великодворской.
Почти па всей территории, где нпжнегжельскпе отложения залегают под мезо-кайнозойскими, уровни вод, содержащихся в последних, находятся выше уровней нижнегжельского водоносного горизонта. Разность в этих уровнях возрастает в направлении от речных долин к водоразделам. В долинах Ламы, Шоши и на прилегающих к Волжскому водохранилищу территориях наблюдается или обратное соотношение уровней пли же они равны между собой. Далее к юго-востоку уровни мезо-кайнозойских вод опять устанавливаются выше, примерно до шпроты Клина разность уровней не превышает 5 м. Затем, изогнутой полосой от Истринского водохранилища на г. Клин и сел. Рогачево протягивается зона, где разность уровней изменяется от 5 до 10 м. Юго-
182
общая характеристика подземных вод
восточнее Клина и далее на юго-восток до пос. Старая Купавна повсюду разность уровней превышает 10 м, достигая в районе Москвы 50 м. Как правило в этой зоне разность уровней колеблется в пределах 10—20 м, напорные градиенты изменяются здесь от 0,3 до 0,6. К востоку от пос. Старая Купавна разность уровней возрастает с юга на север, изменяясь от 0—5 до 10—20 м. В этом же направлении возрастают и напорные градиенты, увеличиваясь от 0,1—0,2 — на периферии полосы —до 1,0—1,1 — вблизи границы распространения верхнегжельских отложений.
Пьезометрическая поверхность нижнегжельского водоносного горизонта (см. рис. 23) имеет наиболее высокие отметки на Клпнско-Дмпт-ровской гряде — до 190 м, и на Крюковском поднятии — до 165—170 м. К северу и северо-востоку от Клпнско-Дмитровской гряды наблюдается сначала весьма крутое — с уклонами до 0,005—0,01, а затем более пологое снижение пьезометров в направлении к долине р. Сестры и к обширной низменности, примыкающей с юго-востока к Волжскому водохранилищу. Отметки пьезометров снижаются здесь до 130—125 м. Аналогичное снижение пьезометров происходит к юго-западу, югу и юго-востоку от Крюковского поднятия.
В районе Москвы отметки пьезометров составляют 130—140 м. На Калининской гряде отметки пьезометрических уровней нижнегжельского водоносного горизонта составляют 150—160 м, максимальная отметка 163 л. Отсюда отметки снижаются в восточном, северо-восточном и юго-восточном направлениях к обширной низине, прилегающей к Волжскому водохранилищу и долинам Волги и Шошп.
На междуречье Москвы и Клязьмы восточнее А^осквы подземные воды описываемого водоносного горизонта движутся от границы распространения горизонта на север в сторону р. Клязьмы, отметки пьезометрических уровней снижаются при этом от 132—130 до 115—ПО м. В общем закономерное снижение пьезометров по направлению к р. Клязьме нарушается влиянием отдельных водозаборов. Здесь образовались отчетливо выраженные районные депрессии в пьезометрической поверхности нижнегжельского водоносного горизонта. В районе, прилегающем с севера и востока к Москве, движение подземных вод направлено в сторону депрессии, образовавшейся в результате эксплуатационного водоотбора и откачек метро.
В районе Окско-Цнинского вала наибольшие отметки пьезометрической поверхности нижнегжельского водоносного горизонта, порядка 130—131 м, наблюдаются в междуречье Колпи и Оки. Отсюда пьезометры снижаются к долинам этих рек до отметок 85 м с уклонами в 0,002—0,003.
Проведенные выше сведения о мощности глин, перекрывающих нижнегжельские отложения, и характер движения подземных вод в этих отложениях позволяют выделить основные участки, на которых происходит питание и дренирование нижнегжельского водоносного горизонта. Наиболее крупным участком питания является район Окско-Цнинского вала — междуречье Колпи и Унжп. Нижнегжельский водоносный горизонт получает значительное питание на участках, где большое снижение пьезометров н наличие размывов в водоупорной кровле горизонта определяют благоприятные условия пополнения за счет грунтовых вод, приуроченных главным образом к аллювиальным отложениям.
Дренирование вод ннжнегжельского горизонта происходит пренму-
1 Большая разность уровней определяется здесь искусственными факторами, уровни ннжнегжельского водоносного горизонта снижены откачками метро н эксплуатационным водоотбором.
воды каменноугольных сложении
183
щественно в долинах крупных рек, в среднем и нижнем течении Сестры, Ламы, Шоты, Тьмаки, Оки, Гуся, Колпи и Клязьмы на участке Мытищи — Щелково. Существенное дренирующее влияние на воды нпжне-гжельскпх отложений оказывают крупнейшие водозаборы, местами они совершенно искажают естественное направление движения подземных вод.
Напорность нижнегжельского водоносного горизонта изменяется в соответствии с рельефом его кровли и отметками пьезометрических уровней (см. рис. 24). В пределах охарактеризованной выше периферической полосы его распространения наибольшие величины напоров над кровлей отмечены северо-западнее ст. Поварово в районе г. Солнечногорска, где они достигают 116 м, и в районе Владимиро-Шпловского прогиба — до 92 м. От района ст. Поваровка в сторону Москвы и в сторону Волги напоры над кровлей нижнегжельского водоносного горизонта снижаются. В районе Калинина они составляют лишь 10 м, а близ Москвы на ряде участков уровни горизонта опускаются ниже кровли водовмещающих известняков. В районе Окско-Цнинского вала нижпегжельскпй водоносный горизонт является безнапорным. По мерс погружения нпжнегжельских отложений под верхнегжельскпе напор вод в нижнегжельском горизонте возрастает и в районе Загорска уже превышает 150 м.
Водообильность нижнегжельского горизонта весьма изменчива по площади. Даже в пределах небольших участков, например одного населенного пункта, она иногда резко меняется: удельный дебит колеблется от 3 до 15 л’сек, водопровод и мость изменяется в 10—15 раз.
Северо-западнее Москвы водоносность этого горизонта характеризуется изменением удельных дебптов от 1—3 до 10 л еек и значительными колебаниями водопроводимости — от 25—100 до 350—600 м2/сутки с возрастанием на отдельных участках до 1400—1800 м2/сутки. В восточном Подмосковье удельные дебпты достигают 10—15 л{сек и лишь изредка уменьшаются до 3 л сек. Водопроводпмость здесь, как правило, превышает 500 и2 сутки, в большинстве скважин она превышает 1100—• 1200 м2 сутки, достигая иногда 2500 м2; сутки. Еще далее к востоку от границы их распространения в направлении на север отмечается увеличение водоносности нпжнегжельских отложений. Наибольшая водо-проводп.мость — свыше 1000 м2/сутки— отмечена вблизи границы распространения верхнегжельскпх отложений и на некоторой площади погружения под них нпжнегжельских отложений. Так, например, на правобережье Клязьмы в южной части восточного Подмосковья водо-проводимость, как правило, превышает 1000 м2. сутки, а удельные дебиты достигают местами 15 л, сек, составляя в среднем 5—7 л/сек. В западной части территории нижнегжельские отложения характеризуются довольно высокой водообильностью: в долине р. Тверцы и прилегающем районе водопроводпмость превышает 1000 и2 сутки и не опускается ниже 400 м2 сутки.
На всей территории, где известняки и доломиты нижнегжельского горизонта выходят на дневную поверхность пли залегают под маломощными мезо-кайнозойскими отложениями, они содержат пресные воды гпдрокарбонатного типа с сухим остатком от 0,2 до 0,4 г л. По мере погружения под верхнегжельские отложения в направлении к северу и северо-востоку минерализация подземных вод нижнегжельского горизонта возрастает, гидрокарбонатный тип воды сменяется сначала сульфатным, а затем хлорпдным. В полосе, проходящей северо-восточнее ст. Максатиха через города Переславль — Залесский и Владимир, величина сухого остатка составляет уже 3—6 г/'л, и воды
184
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
становятся сульфатными. Так, в районе Владимира состав подземных вод описываемого горизонта характеризуется следующей формулой Курлова:
-----50.72027----
Ca49(Na + K)38Mgl3
В районе г. Кашина подземные воды нпжнегжельскпх отложений хлорпдные натриевые и их минерализация увеличивается до 30—36 г/л:
.
(Na +K)77Cal3MglO
Содержание железа в большинстве случаев не превышает 1 мг л. Лишь на некоторых участках на востоке Московской области, в Орехово-Зуевском и других районах, где нпжнегжельскип водоносный горизонт является первым от поверхности водоносным горизонтом карбона п перекрывается только четвертичными отложениями, характеризующимися широким развитием торфяников на поверхности, содержание железа возрастает до 4—5 мг л. Концентрация фтора, как правило, не превышает нормы и составляет не более 1,0—1,5 мг/л.
Режим уровня и химического состава нпжнегжельского водоносного горизонта находится в зависимости главным образом от эксплуатационных откачек. Описываемый водоносный горизонт является основным источником водоснабжения в ряде северных и восточных районов Московской области. Наиболее крупные водозаборы, эксплуатирующие нпжнегжельский водоносный горизонт, расположены севернее и восточнее Москвы.
Интенсивная эксплуатация, увеличивающаяся с каждым годом, и несколько меньшая водопроводпмость пород нижнегжельского горизонта по сравнению с верхнегжельским водоносным горизонтом определили высокие темпы снижения пьезометрического уровня этого горизонта и весьма обширные размеры захваченной этим снижением территории. Под влиянием одних только водозаборов ААосквы, в том числе и откачек метро, и соседних с ней с севера и северо-востока городов происходит повсеместное снижение пьезометрических уровней в пределах широкой полосы, прилегающей к Москве, северная граница которой проходит примерно по линии сел. Красная Поляна — р. Клязьма до г. Щелково. В пределах территории, захваченной влиянием водозаборов Москвы и районов, прилегающих к ней с севера и востока, скорость снижения уровня возрастает по направлению к Москве и на значительной части территории превышает 1 м в год. На отдельных участках скорость снижения пьезометрического уровня превышает 2 м в год.
Высокая скорость формирования депрессии наблюдается в целом ряде районов крупных водозаборов, особенно там, где водоотбор прогрессивно увеличивается. Следует вообще отметить, что под влиянием растущего водоотбора скорость снижения пьезометрических уровней в центре почти всех районных депрессионных воронок, как правило, пре вышаст 1 и в год. На некоторых водозаборах, где рациональная эксплуатация одного или нескольких водоносных горизонтов сочетается с благоприятными условиями их питания, скорость снижения пьезометрического уровня уменьшается до 0,8—0,7 м в год. Влияние водозаборов Москвы и ее северных п северо-восточных пригородов на режим уровней выражается закономерным снижением пьезометрической поверхности водоносного горизонта в направлении с северо-запада на юго-восток.
ВОДЫ КАМЕННОУГОЛЬНЫХ ОТЛОЖЕНИИ
185
Химический состав подземных вод в процессе эксплуатации почти не меняется. Лишь к востоку и юго-востоку от Москвы, в Орехово-Зуевском и Куровском районах отмечается некоторое увеличение содержания железа и колебания общей минерализации.
2.	ВОДОНОСНЫЕ ГОРИЗОНТЫ СРЕДНЕГО КАРБОНА
Из отложенпй среднего карбона в различной степени водоносны известняки, доломиты, доломитпзированные известняки и частично мергели мячковского, подольского и каширского горизонтов.
Почти на всей территории южнее линии, проходящей от ст. Ува-ровкп на Москву и далее на восток, воды среднекаменноугольных отложенпй образуют тва самостоятельных водоносных горизонта — мяч-ковско-подольскпп и каширский. Первый объединяет отложения мячковского и подольского горизонтов, между которыми нет выдержанных водоупорных прослоев, а также смедвпнскпе слои каширского горизонта, там, где они есть. Второй горизонт отделяется от вышележащего водоносного горизонта пачкой красноцветных глин ростпславльской толщи, залегающих под смедвпнскимн слоями, или, если последние отсутствуют, слагающих верхнюю часть разреза каширских отложений. Мощность этой пачки глин от 2 до 10 м.
К северу от указанной выше линии отмечается выклинивание глинистой толщи, разделяющей эти водоносные горизонты, и среднекаменноугольные отложения представляют собой единый водоносный комплекс, в котором основную роль играют подземные воды в мячковских и подольских отложениях.
Мячковско-подольский водоносный горизонт (C2pd + mc). Юго-западная граница распространения мячковско-подольского водоносного горизонта проходит по правобережью Меты, затем по р. Тверце, западнее Торжка, Старицы и подходит к Волге в районе г. Зубцова. Здесь она поворачивает на юго-восток и через верховья р. Москвы протягивается далее на Дорохове, Наро-Фоминск, Каширу, Зарайск, Рязань и Шацк.
Территория, на которой мячковско-подольский водоносный горизонт является первым от поверхности водоносным горизонтом карбона, т. е. перекрывается только мезо-кайнозойскими отложениями, представляет собой широкую — от 50 до 100 км — полосу, протягивающуюся на западном крыле Айосковского артезианского бассейна через города Торжок, Старицу, Волоколамск, Звенигород. Эта полоса захватывает все междуречье Москвы, Лопасни и Оки и продолжается в том же направлении па Рязань и Шилово. В пределах этой полосы поверхность подольских и мячковских отложенпй очень неровная, изрезана многочисленными речными долинами. Особенно заметен врез долин Тверцы, Волги, Москвы (выше Звенигорода и ниже устья Пахры), Пахры, Оки (выше Рязани).
Почти для всей выделенной полосы характерно общее понижение отметок поверхности от границы распространения мячковско-подольских отложенпй в восточном и северо-восточном направлениях. Наиболее высокие отметки, превышающие 190 м, наблюдаются по обе стороны Волги в районе г. Старицы на Старицком поднятии. К северу от него поверхность подольских и мячковских отложений относительно ровная и понижается в восточном направлении к границе распространения нижнегжельских отложенпй от отметок 150 -140 до 120—110 м.
Значительно сложнее рельеф кровли описываемого водоносного горизонта к юго-востоку от Старпцкого поднятия. К востоку от Воло
186
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
коламска, на водоразделе рек Ламы, Озерны и Истры выделяется относительно ровный участок с высокими — превосходящими 150 м— отметками, протягивающийся с юго-запада на северо-восток в сторону Клина. Отсюда кровля пород карбона резко снижается во всех направлениях, за исключением юго-западного. Так, на расстоянии 18—20 км к северу от водораздела Ламы и Истры отметки кровли снижаются более чем на 100 м до отметок, меньших 50 м. Далее на юго-восток, почти до Каширы, на периферической части полосы вдоль границы распространения описываемого горизонта выдерживаются отметки в 150— 160 л. На том же участке вдоль границы распространения нижнегжельских отложений до Егорьевска отметки значительно ниже и составляют 80—100 м. Еще далее к юго-востоку, до г. Спасск-Рязанского, отметки снижаются, составляя соответственно на периферической части полосы 100- 120 м, а вблизи границы нижнегжельскнх отложений 50—60 м.
Далее к востоку, в сторону Владимпро-Шпловского прогиба, отметки кровли мячковских и подольских отложений падают до минус 50 м, а затем в районе Окско-Цнинского вала резко возрастают до 120— 130 м. Разница отметок здесь достигает 150—170 м на расстоянии 20 км. По мере погружения мячковских отложений под отложенпя верхнего карбона отметки их кровли снижаются в общем восточном и северо-восточном направлениях, уже в районе Загорска они достигают минус 80 л, а еще севернее, у Кашина, минус 130 м. В районе Владимира кровля мячковско-подольского водоносного горизонта находится на отметках минус 160—165 м.
В соответствии с рельефом кровли и рельефом дневной поверхности изменяется и глубина залегания мячковско-подольского водоносного горизонта. В пределах выделенной выше полосы, где описываемый водоносный горизонт располагается непосредственно под мезо-кайнозойскими отложениями, глубина его залегания изменяется в очень широких пределах, уменьшаясь в долинах рек и возрастая на водораздельных пространствах.
В долинах Тверцы, Тьмы, Волги, Шедин, Лоби, Ламы, в верховьях Рузы, Москвы (до Звенигорода и ниже Москвы), Пахры и ее притоков, Северки, а также Оки (ниже Коломны) глубина залегания кровли горизонта, как правило, не превышает 20 м. Местами в этих долинах встречаются выходы пород мячковского и подольского горизонтов. На водораздельных территориях наибольшая глубина, превышающая 60 м, отмечена в пределах Гжатско-Можайской гряды. Так, в районе Шаховской глубина достигает 100 м, в районе Клинско-Дмитровской гряды (в 20—25 км юго-западнее Клина)—170 м. Почти по всему левобережью Москвы на участке до устья Истры и в районе сел. Истры глубина превышает 100 м, а в пределах Теплостаиской возвышенности юго-западнее Москвы она близка к 100 лп
Значительно меньшая глубина, порядка 10—30 м, отмечена на водораздельных пространствах между реками Пахрой и Лопасней, Москвой и Северной. По мере погружения мячковских отложений под отложенпя верхнего карбона глубина залегания мячковско-подольского водоносного горизонта быстро возрастает. В районах Кимр и Дмитрова опа составляет 260 лц а в районах Загорска и Владимира уже соответственно 300 п 255 л.
Мощность описываемого водоносного горизонта там, где он перекрывается верхнекаменноугольнымп отложениями, довольно выдержана Она изменяется от 50—70 м в западной половине территории, западнее г. Щелково, до 60—80 м в ее восточной половине и достигает ПО м в районе г. Любима. В пределах полосы, где мячковско-подольский
ВОДЫ КАМЕННОУГОЛЬНЫХ ОТЛОЖЕНИИ
187
горизонт залегает непосредственно пот мезо-кайнозойскими отложениями, мощность горизонта очень изменчива, она зависит от характера доюрского размыва и в меньшей степени от современного эрозионного вреза. Мощность водоносного горизонта изменяется здесь от нескольких метров ю 50—60 м.
Представление о характере движения подземных вод мячковско-подольского водоносного горизонта дает карта его изопьез (рис. 25). Наибольшие отметки пьезометрической поверхности, превышающие 200 м, наблюдаются на Гжатско-Можайской гряде, где в районе ст. Шаховская они достигают 220 м, а также на обширной территории к востоку от Волоколамска, где кровля описываемого горизонта характеризуется относительной выровненностыо и высокими отметками, превосходящими 150 м. Отсюда пьезометрическая поверхность снижается к долинам Волги, Ламы, Рузы, Истры и Л1осквы до отметок 140—150 м. Наиболее крутое снижение с уклоном до 0,005 отмечено в северо-западном и западном направлениях в сторону р. Ламы и ее притоков. С такими же уклонами снижается пьезометрическая поверхность и со стороны Гжатско-Можайской гряды в северном направлении к доливам Ламы и Лоби. В других направлениях эта поверхность снижается с уклоном 0,001—0,003.
На западе территории в пределах левобережья Волги высокие отметки пьезометрической поверхности, превышающие 200 м, наблюдаются почти повсюду к югу от верховьев р. Осуги до Волги в районе г. Зубцова, вблизи границы распространения описываемого водоносного горизонта. По мере продвижения к востоку в направлении к Волге пьезометрическая поверхность снижается, достигая в долине реки отметок 160 м— в районе г. Зубпова и 150 м — в районе г. Старицы. Аналогичная закономерность отмечена и на участке от г. Наро-Фоминска до ст. Лопасня. Здесь к полосе, примыкающей к границе распространения мячковско-подольского водоносного горизонта, приурочены наиболее высокие отметки его пьезометрической поверхности (180—190 лг), которые с уклонами в 0,0015—0,002 снижаются к северу и северо-востоку по направлению к р. Москве, г. Москве, р. Пахре и г. Подольску.
В междуречье Лопасни и Северкп наблюдается водораздел пьезометрической поверхности с отметками в 150 м, связанный с дренирующим влиянием рек Оки, Москвы и Северки. Вблизи р. Л^осквы, на участке от г. Москвы ю Коломны, г. е. на участке, примыкающем к границе распространения нижнегжельскнх отложений, отметки пьезометрической поверхности мячковско-подольского водоносного горизонта повсюду не превышают НО—105 м. На левобережье Л^осквы, южнее г. Егорьевска, вновь наблюдается некоторое повышение пьезометров до отметок 110 м и даже 125 м.
Ниже Коломны по левобережью Оки имеет место пологое — с уклонами в 0,0005—0,001 --снижение пьезометрической поверхности к югу п юго-западу в направлении к Оке от отметок 111 -112 до 95—90 м. По правобережью Оки мячковско-подольский водоносный горизонт в значительной степени сдренпрован, лишь на междуречье Оки и Цны он хорошо выражен и широко распространен. Пьезометрическая поверхность его здесь отличается пологим снижением с уклонами в 0,001 ет водораздела рек Пета и Середняка на запад к Оке и на северо-восток к устью Цны. Общее закономерное снижение пьезометрической поверхности к этим дренирующим системам осложняется влиянием крупных водозаборов А4осквы, Егорьевска, Раменского, Воскресенска.
Piu. 25. Карта изопьез средяекаменноугольных водоносных горизонтов (по материалам Подмосковной партии Гидрорежим ной экспедиции ВСЕГИНГЕО. 1962 г.)
11 з о п ь с з ы водоносных горизонтов: / мячкивско -подольского: 2— каширского. Гранины ра с и ростра и с и и я в о-доноси III X I о р и юн-т о в: 3 - мячковско-подоль-ского; 4 — каширского.
00
00
о
Со to
S to
to О
Рис 26. Карта напоров над кровлей среднека-меиноу гольных водоносных горизонтов (по материалам Подмосковной партии Гпдрорежпмпой экспедиции
ВСЕГИНГЕО, 1962 г.) Изолинии напоров и а д к р о в лей вод о* косных г о р и зо и т о в: / мячковско-подольского j — каширского. Г р а-и и цы р а с п р о с т р а н с-и и я водонос и ы х г о-рнзоптов:	3 мячков-
ско-подольского, 4 каширского
ВОДЫ КАМЕННОУГОЛЬНЫХ ОТЛОЖЕНИИ
190
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ТЗОД
На рис. 26 показано распределение напоров над кровлей мячковско-подольского водоносного горизонта. Величины напоров над кровлей на территории распространения этого горизонта изменяются в весьма широких пределах —от безнапорных до значений в 100—120 м. Почти вся северо-западная часть территории до долготы Калинина характеризуется напорами, не превышающими 30 м, и рядом безнапорны.х участков на Старицком правобережье Волги, в районе западнее г. Старицы и в р.айоне Волоколамска. Лишь на небольшом участке западнее Волоколамска напоры возрастают до 40—70 м. На отрезке от Волоколамска до Москвы, за исключением долины р. Москвы и прилегающих к ней участков, повсюду напоры над кровлей мячковских отложений превышают 40—50 м, достигая лишь в районе Клинско-Дмитровской гряды 100—120 м.
Напоры в 60—70 м отмечены и южнее Москвы на восточной оконечности Теплостанской возвышенности. На всем остальном правобережье р. Москвы и далее по правобережью Оки до Рязани напоры, как правило, не превышают 20 м и лишь в районе севернее Нарр-Фоминска возрастают на небольшой территории до 30—40 м. По мере погружения мячковско-подольского водоносного горизонта под верхне-каменноугольные отложенпя напоры его над кровлей возрастают в общем в северо-восточном направлении. Это возрастание отмечается по всему левобережью рек Истры, Москвы и Оки. В Орехово-Зуеве напоры уже достигают 100 м и более.
Условия питания описываемого водоносного горизонта в значительной степени определяются мощностью перекрывающих его мезо-кайнозойских глинистых отложений (см. рис. 22). В западной части полосы, в пределах которой описываемый водоносный горизонт залегает непосредственно под мезо-кайнозойскими отложениями, на всей площади южнее шпроты г. Калашникове мощность глинистых отложений не превышает 30 м, а в междуречьях Лобп и Ламы, Волги и Тьмакп и в пределах Старицкого левобережья Волги не превышает 10 м. В пределах междуречий Москвы, Нары, Лопдсни, Кашпркп и Оки мощность глинистых отложений превосходит 30 м. Сюда входят участки лейобережья Рузы и Москвы, Теплостанская возвышенность, водораздельные территории в районах ст. Дорохове, между г. Наро-Фоминском и ст. Одинцово. На всей остальной территории мощность глинистых отложений изменяется от 0 до 30 м, причем наименьшие мощности—до 10 м— отмечены в долинах рек Москвы, Пахры с ее правобережными притоками, Северки и Оки, а также на прилегающих к этим долинам территориях.
Следует отметить, что почти по всей этой полосе отмечаются значительные расхождения между уровнями грунтовых вод и пьезометрическими уровнями описываемого водоносного горизонта; последние, как правило, всюду ниже, за исключением долин рек Москвы, Рузы, Пахры, Северки и Оки и некоторых др. Наблюдаемые расхо?к-дения уровней обычно превышают 5 м, а в междуречье Пахры и Москвы почти повсюду превышают 10 и даже 20 м, достигая местами 30 м. Расхождения уровней более чем в 10 м наблюдаются и на значительной части обширного водораздела рек Северки и Каширки.
Приведенные сведения о характере движения подземных вод и об их напорах, а также данные о мощности перекрывающих глинистых мезо-кайнозойских отложений позволяют наметить основные участки питания и дренирования мячковско-подольского водоносного горизонта.
На западной части территории наиболее крупными районами питания можно считать следующие участки.
ВОДЫ КАМЕННОУГОЛЬНЫХ ОТЛОЖЕНИИ
191
Первый — Старицкое левобережье Волги, где в верховьях ее левых притоков мезо-кайнозойские отложения вообще отсутствуют пли же их мощность очень мала, меньше 10 м. Отметки пьезометрической поверхности здесь превышают 200 м. Второй участок — район ст. Шаховская— г. Волоколамск и несколько восточнее, где отметки пьезометрической поверхности превышают 200 ль Третий участок находится в междуречье Москвы, Нары, Лопаснп, Оки. В двух последних районах мезо кайнозойские глинистые отложенпя местами полностью отсутствуют. Питание мячковско-подольского водоносного горизонта происходит и на левобережье ЛАосквы южнее г. Егорьевска (четвертый участок), где в кровле горизонта также отсутствуют глинистые отложения. Пятый участок — крупная область питания, находится в районе Окско-Цнинского вала в верховьях р. Пета. Здесь отсутствует глинистое перекрытие горизонта, а его пьезометрическая поверхность имеет наиболее высокие в этом районе отметки.
Основными дренами мячковско-подольского водоносного горизонта являются долпны Волги, Рузы, Ламы и Лоби (в верховьях), Москвы (за исключением участка от устья Истры до г. Раменского). Пахры с ее притоками, Северки, Оки (ниже Каширы) и Цны.
Водообильность мячковско-подольских отложений весьма неравномерна по площади. В западной части района, например, наибольшие удельные дебиты и высокие значения водопровода мости наблюдаются главным образом по долинам Волги — от района южнее г. Старицы до Калинина и ее притоков — Тьмы и Тверпы, а также Ламы и Лоби, начиная от района ст. Шаховская до впадения в Волжское водохранилище. Высокая водообильность горизонта отмечена и в верховьях долины Рузы. Повсюду в этих районах водопроводимость превышает 1000 м2 сутки, а удельные дебиты, как правило, выше 5—6 л, сек. По направлению от речных долин к водоразделам водоносность мяч-ковско-цодольских отложений уменьшается и повсюду не превышает 400 м2/сутки, на ряде участков она не достигает 100 м2/сутки (на притоках р. Лоби). Удельные дебнты соответственно снижаются в среднем до 1 2 л сек и зачастую становятся меньше 1 л]сек. В долине Волги, начиная от района несколько западнее Калинина, по мере погружения мячковско-подольских отложений под нижнегжельские водоносность первых заметно уменьшается; удельные дебнты, как правило, не превышают 2 л'сек, а водопроводимость составляет 400—Л00 м2/сутки В северо-западной части Московской области водоносность заметно возрастает. Здесь водопроводимость превышает 1000 .и2 сутки, превосходя в отдельных случаях 2500 м2/сутки. Удельные дебиты составляют 3—7 и до 15 л[сек. Так, дебит одной скважины, пробуренной в Волоколамском районе, достигал 50 л]сек при понижении на 8 м.
В центральной части Московской области водообильность мячковско-подольского водоносного горизонта также несколько повышается, однако и здесь она уменьшается по направлению от основных дрен — долин рек Москвы, Пахры, Рузы, Истры, Северки, Десны — к водоразделам. Наибольшие значения водспроводимости, превышающие 1000 м-'сутки, отмечены на отдельных участках долпны р. ЛАосквы, по долине Десны, в верховьях Северки и на отдельных участках Пахры. Удельные дебиты изменяются здесь от 3 до 10 л{сек и в отдельных случаях достигают 30 л/сек. Высокие значения водопроводимости — свыше 1000 м2/сутки, наблюдаются восточнее Москвы. На остальной территории центральной части Московской области по правобережью р. Москвы мячковско-подольские отложенпя характеризуются нессколь-ко меньшей водоносностью, водопроводимость здесь изменяется от 400
192
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
до 1000 м~/сутки. В направлении к периферической полосе распространения мячковско-подольского водоносного горизонта его водопроводи-мость закономерно уменьшается, на водоразделе Пахры и Лонаснп она не превышает 400 м2/сутки, составляя, как правило, 150—200 м2’сутки. Еще ближе к долинам Лопаснп и Нары, т. е. в области выклинивания подольских отложений, значения водопроводпмости не превышают 100 м2сутки, а удельные дебиты — 0,5—1 л сек.
Невысокие значения водопроводпмости, не превышающие, как правило, 400 л2, сутки, отмечаются также почти повсюду на левобережье А'1осквы и далее на юго-востоке в пределах Рязанской области. Только в долине Оки на участке ниже Коломны наблюдаются повсеместно высокие значения водопроводпмости, превышающие 1000 м^сутки. На всей остальной территории Рязанской области, исключая отдельные локальные участки в долине Оки, значения водо-проводимости ниже 1000 м2 сутки, при этом и здесь значения водопроводпмости уменьшаются от долины реки к водоразделам. Если для долины Оки характерны значения водопроводпмости в пределах от 400 до 1000 м2сутки, то на обширных водораздельных территориях водо-провотимость не првышает 400 л2’сутки.
Во всей широкой полосе, где мячковско-подольскпе отложения залегают под мезо-кайнозойскими, содержащиеся в них воды характеризуются невысокой минерализацией, изменяющейся от 0,22 до 0,5 г/л. п преобладанием гпдрокарбонатного пона (свыше 90 мг-экв °/о). Характерный состав подземных вод выражается формулой Курлова, имеющей следующий вид:
.. НСО398 0,34 Ca65Mg32
Воты мячковских и подольских отложенпй остаются пресными также в пределах довольно широкой полосы погружения этих отложений по 1, верхпекаменноугольные. Лишь к северу и северо-востоку ст линии Дмитров — Ногинск — Шатура—Гусь-Железный минералпза-ш:я подземных вод мячковско-подольского водоносного горизонта превышает 1 г л, но она быстро возрастает по мере погружения слоев Химический состав подземных вод в районе Шатуры может быть выражен следующей формулой:
Ca57Mg43
В Орехово-Зуеве и на ст. Максатпха сухой остаток составляет уже соответственно 3—3,5 и 1,4 2,5 гл, здесь преобладает сульфатной (до 70 90 мг-экв %). В районе ст. Лйаксатиха химический состав подземных вод характеризуется формулой
Са67 Mg28
Во Владимире сухой остаток возрастает до 10,5 г'л, а в Кашине — то 20 г л. Здесь основным анионом становится хлор, во Владимире его содержание достигает 59 мг-экв %, а в Кашине даже 66 мг-экв %. Формула химического состава воды в Кашине имеет вид
..	C166SO133
М»п------------------.
(Na + К) 14Mgl6CaiO
Воды мячковско-подольского водоносного горизонта на большом числе участков, захватывающих иногда целые административные районы, характеризуются повышенным содержанием железа. Главным
ВОДЫ КАМЕННОУГОЛЬНЫХ ОТЛОЖЕНИИ
193
образом это участки, где описываемый водоносный горизонт залегает непосредственно под четвертичными отложениями. Высокое и почти повсеместное содержание железа в подземных водах отмечается в Шаховском, Волоколамском, на севере Можайского, западе Ново-Петровского п Лотошинского районов. Здесь отчетливо прослеживается связь между содержанием железа и условиями залегания водоносного горизонта. Выше уже отмечалось, что одним из основных районов питания мячковско-подольского водоносного горизонта является район ст. Шаховская — Волоколамск, где местами отсутствуют мезозойские глинистые отложения. Как правило, концентрация железа здесь превышает 2—3 мг/л, достигая 5, а иногда и 7—10 мг/л. В ряде участков воды мячковско-подольского горизонта вообще не могут быть использованы без организации специальных установок по обезжелезиванию главным образом путем аэрирования. Интересно отметить, что по мере погружения описываемого водоносного горизонта под юрские и каменноугольные отложения концентрация железа заметно уменьшается; в Красногорском районе, например, почти все скважины дают воду с содержанием железа меньше 1 мг/л.
Содержание фтора, наоборот, в большинстве случаев повышается по мере погружения мячковско-подольского водоносного горизонта под вышележащие горизонты карбона. Если на участках распространения описываемого юрпзонта непосредственно под четвертичными или мезозойскими отложениями содержание фтора не превышает 0,1—1,0 мг/л, то на участках их погружения это содержание возрастает и достигает 2,5—3,5, а иногда и 6 мг/л — в районе Орехово-Зуева, Калинина и др.
Уровенный и химический режим мячковско-подольского водоносного горизонта определяется главным образом эксплуатационными откачками. Воды мячковско-подольского горизонта широко эксплуатируются в Калининской и Рязанской областях. Они являются источником водоснабжения почти половины административных районов Московской области. Преобладающая часть используемых в Москве подземных вод также получается из мячковско-подольского водоносного горизонта. Однако крупные депрессии в пьезометрической поверхности мячковско-подольского водоносного горизонта возникают лишь в районах, примыкающих к Москве с южной стороны.
Правильнее говорить о единой большой депрессии, формирующейся в районе Москвы и ее пригородов, и об ответвлениях этой депрессии. Депрессия захватывает обширную территорию. Скорость снижения закономерно возрастает по направлению к границам Москвы и составляет 1 м, а на отдельных участках 2 м в год. Обращает на себя внимание отсутствие хорошо выраженных депрессий в районах крупных водозаборов. Это несоответствие связано, по-видимому, с тем, что в таких случаях возникает прямая гидравлическая связь мячковско-подольского водоносного горизонта с речными водами.
Химический состав подземных вод в процессе эксплуатации, как правило, ие изменяется. Однако в ряде случаев в результате откачек увеличивается содержание железа и отмечаются существенные колебания в содержании фтора. Так, например, в Калинине в скважинах, эксплуатирующих мячковско-подольский водоносный горизонт, резко возросло содержание фтора, по некоторым скважинам оно достигало 4 мг л. В ряде участков Шаховского, Волоколамского и некоторых других районов Московской области заметно увеличилось содержание железа.
Каширский водоносный горизонт (C2ks). Граница распространения каширского водоносного горизонта на западе территории протягивается 13 Заказ 161.
194
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
в общем меридиональном направлении западнее г. Вышнего Волочка ио правобережью Цны. Далее она проходит западнее г. Кувшпново через Ржев и Сычевку, затем поворачивает на восток и юго-восток к Гжатску, проходит через Боровск, Серпухов, Каширу и южнее г. Сапожка уходит в юго-восточном направлении за пределы территории.
Ширина полосы, в пределах которой каширский горизонт является первым от поверхности водоносным горизонтом карбона, весьма изменчива и достигает местами 50 км, в среднем она составляет от 25 до 35 км. В пределах этой полосы поверхность каширских отложений носит отчетливые следы доюрского и современного размыва. Наиболее заметны врезы долин Осуги, Волги, Вазузы, Протвы, Нары, Лопасни, Оки, Осетра. Прони. Река Нара, протекающая в пределах этой полосы, полностью прорезает каширские отложения.
Наиболее высокие отметки кровли описываемого водоносного горизонта отмечены на западе территории. Здесь, на всем участке к югу от Кувшинова и почти до Ржева, отметки поверхности карбона превышают 200 м, достигая местами на водоразделах 240 м. К северу от Кувшинова отметки кровли снижаются и в районе Вышнего Волочка составляют уже 140—130 м. Высокие отметки кровли на водораздельных территориях сохраняются и южнее Волги.
Почти для всей западной части территории, находящейся к югу от Кувшинова, характерно снижение отметок кровли каширских отложений в направлении погружения их под мячковско-подольские. Это снижение достигает местами 40 и даже 50 м. К юго-востоку от долготы Можайска эта закономерность нарушается, так как здесь рельеф кровли карбона целиком определяется эрозионным врезом речных долин. Так, на участке от Можайска до Серпухова отметки кровли снижаются от центральной части полосы, где они достигают 160—170 м, к юго-западу и северо-востоку в сторону долин Нары, Пахры и Лопасни. К югу от Оки рельеф кровли каширских отложений продолжает определяться врезом речных долин.
Наиболее высокие отметки кровли—до 190 м в районе г. Лаптеве— приурочены к водораздельному пространству между реками Осетром и Беспутой. К востоку от р. Осетра отметки кровли уже не поднимаются выше 130 м, изменяясь на водораздельных территориях от ПО до 130 м. В районе Владпмиро-Шиловского прогиба отметки кровли снижаются до нуля. По мере погружения под подольские отложения кровля каширского водоносного горизонта снижается в общем в северо-восточном направлении. Так, в районах г. Калинина, станций Поваровка, Раменское, г. Спас-Клепики она имеет уже нулевые отметки. В районах Кимр, Талдомы, Орехово-Зуева отметка кровли опускается до минус 120 ,w, а в районах Кашина и Владимира — соответственно до минус 200 и минус 225 м.
В соответствии с рельефом кровли и дневной поверхности изменяется и глубина залегания каширского водоносного горизонта. В пределах периферической полосы, где каширский водоносный горизонт является первым от поверхности водоносным горизонтом карбона, глубина его залегания изменяется от нуля — в долинах некоторых рек — до 90—95 м на наиболее высоких водораздельных территориях. В долинах Цны, Осуги, Волги, Вазузы, Протвы, Москвы, Нары (в среднем и нижнем течении), Лопасни, Оки, Сестры, Беспуты, Прони глубина залегания каширских отложений не превышает 10 м, очень часто они обнажаются в бортах этих долин. Значительная глубина — до 60 м — погружения отмечена также на водораздельных террито-
ВОДЫ КАМЕННОУГОЛЬНЫХ ОТЛОЖЕНИИ
195
рпях Тьмы и Осуги, Волги и Шошп, на левобережье Прони. На всей остальной территории периферической полосы глубина залегания каширского водоносного горизонта не превышает 50 м.
Наибольшая глубина залегания каширского горизонта отмечена в районе Владимиро-Шиловского прогиба, где она достигает 170—180 м. По мере погружения под подольские, мячковские верхнекаменноугольные породы глубина залегания кровли каширских отложений возрастает. Так, в районах Калинина и Спас-Клепикп она составляет 125 м, в районах Клина и южнее г. Ликино-Дулево достигает уже 175 м. В районах Кимр, Талдома и Дмитрова каширские отложения залегают на глубине 260 .«, а во Владимире и Загорске эта глубина составляет соответственно 325 и 365 м.
Мощность каширского водоносного горизонта в пределах периферической полосы его распространения весьма изменчива и определяется характером доюрского и современного эрозионного рельефа. Ее значения варьируют здесь от нескольких метров до 40—50 м. На территории, где описываемый горизонт перекрыт более молодыми каменноугольными отложениями, мощность его достаточно выдержана и составляет 40—65 м. При этом увеличение мощности отмечается в восточном направлении. В западной половине территории мощность горизонта не превышает 40 м.
Самостоятельное практическое значение каширский водоносный горизонт имеет главным образом в пределах периферической полосы его распространения. Здесь в основном осуществляется его питание. Условия питания в значительной мере определяются мощностью глинистых мезо-кайнозойскпх отложений, перекрывающих здесь каширский водоносный горизонт. Мощность его весьма изменчива по площади. Наименьшие ее значения, менее 10 м, отмечаются в ряде мест: на северо-западе территории в долине Меты и на всем левобережье Осуги; на западе — в долинах Волги и Вазузы, в верховьях Москвы; на юго-западе— в долинах Протвы, Нары, Лопасни, Оки почти повсюду южнее Оки и западнее Осетра; на юго-востоке—-в долине Истьп и на ее левобережье.
В некоторых из перечисленных долин, а в ряде случаев и на водораздельных территориях, глинистые отложения вообще отсутствуют, и воды каширских отложений имеют прямую гидравлическую связь с грунтовыми водами или сами каширские отложения заключают первый от поверхности безнапорный водоносный горизонт. Такие участки отмечены в районе Вышневолоцкого водохранилища в долине Осути восточнее Кувшинова, в долинах Волги, Нары, Лопасни, Оки — со всеми ее правобережными притоками, Осетра — со всеми его левобережными притоками, Прони, Истьи. Глинистые отложения отсутствуют и на крайнем восточном окончании периферической полосы в районе Окско-Цнинского вала восточнее г. Шацка. На всей остальной территории мощность глинистых мезозойских отложений превышает 10 м, а местами на юго-востоке территории в районе Шацка достигает максимальных значений в 50 м и более.
Движение вод каширского водоносного горизонта иллюстрирует карта гидроизопьез (см. рис. 25). Наиболее высокие отметки пьезометрической поверхности в западной части территории, превышающие местами 250 м, наблюдаются близ границы распространения каширских отложений южнее Кувшинова по всему высокому левобережью Осуги и верховьям рек Малая и Большая Коша и к югу — до р. Итомли. Отсюда они с уклонами в 0,003—0,004 снижаются к востоку и югу в сторону Волги. Вблизи границы распространения подольских отло-13*
196
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
жений отметки пьезометров снижаются до 200—220 м, а близ Волги у Ржева —до 165—170 м. Отметки пьезометров вновь повышаются к югу от Волги в обе стороны от долины Вазузы, по направлению к Сычевско-Вяземскпм и Гжатско-Можайским грядам, до значений в 190 м — севернее г. Сычевки и 230 м — восточнее ее.
Наибольшие отметки пьезометров, превышающие 250 лг, наблюдаются в верховьях Москвы и Протвы западнее ст. Уваровка. Снижение пьезометров происходит здесь в восточном направлении в сторону Можайска, где их отметки опускаются до 180 .и; уклоны пьезометрической поверхности составляют 0,003. По левобережью Оки на отрезке от Серпухова до Коломны, р. Нары, а также в междуречье Протвы и Лйосквы на участке Можайск—Нарофомпнск пьезометрическая поверхность каширского водоносного горизонта характеризуется невысокими отметками порядка 130—160 м. Максимальные отметки, достигающие 180 м в верховьях Нары в районе ст. Дорохове, свидетельствуют о значительной дренпрованности горизонта в этих районах развитой здесь речной сетью.
По правобережью Оки на ее водоразделе с Осетром пьезометрическая поверхность имеет наибольшие отметки, составляющие 160— 165 м, и снижается на север к Оке с уклонами в 0,004—0,005 до отметок НО м и на восток к Осетру с теми же уклонами до отметок 115—120 м. На междуречье Осетра и Вожи восточнее Зарайска, в верховьях р. Истьи и восточнее р. Пары пьезометрическая поверхность образует куполообразные поднятия с отметками соответственно в 130; 150—155 и 130—135 м. Отсюда пьезометры снижаются в основном в сторону Оки до отметок 90—100 м.
По мере погружения каширского водоносного горизонта под подольские и мячковские отложения отметки его пьезометрической поверхности довольно быстро снижаются в направлении падения слоев. Так, например, в направлении от левобережья Лопасни у сел. Чепелево. где отметка пьезометров каширского водоносного горизонта составляет 151 м, к Москве отметки пьезометров уменьшаются до 99 м на правом берегу Пахры у Подольска.
Характер движения подземных вод и приведенные выше сведения о мощности перекрывающих мезо-кайнозойских глинистых отложений достаточно определенно указывают на основные районы питания и разгрузки каширского водоносного горизонта. На северо-западе территории крупной областью питания является площадь, занятая верховьями левобережных притоков Осуги, где отмечены небольшая мощность глинистых перекрытий и наиболее высокие отметки пьезометрической поверхности описываемого горизонта. Напоры над кровлей здесь очень небольшие — не превышают 10—30 м. Второй крупной областью питания является западный склон Гжатско-Можайских гряд у пос. Карманове. Здесь мощность глинистых перекрытий не превышает 10 м, а отметки пьезометров достигают 230 м. Напоры над кровлей составляют 15—20 м. Третья крупная область питания находится в верхнем течении рек Москвы и Протвы в районе ст. Уваровка и западнее. Здесь также глинистые перекрытия имеют минимальную мощность — менее 10 л, а отметки пьезометров достигают 250 м.
В полосе распространения каширского водоносного горизонта под мезо-кайнозойскими отложениями, на участке от Айожайска до Серпухова отмечается несколько небольших районов, где происходит питание подземных вод: это междуречья Нары и Лопасни, Протвы и Нары, а также район юго-восточнее ст. Дорохове. Здесь отметки пьезометров достигают 180 м и, хотя мощность глинистых перекрытий, как правило,
воды каменноугольных отложении
197
превышает 20 лг, можно предполагать, что именно на этих участках имеет место питание подземных вод.
Крупная область питания каширского водоносного горизонта расположена на правобережье Оки в междуречье Беспуты и Осетра. Глинистые перекрытия здесь совсем отсутствуют или имеют очень незначительную мощность, менее 10 м, а отметки уровня подземных вод достигают 140—160 м. На всем этом участке каширский водоносный горизонт безнапорный, со свободной поверхностью. В восточной половине территории можно выделить еще три крупных участка, где происходит питание подземных вод описываемого горизонта. Это междуречье Осетра и Вожи восточнее Зарайска, где горизонт также безнапорный; водораздельная территория севернее г. Михайлова в верховьях Истьи, Павловки, Плетенки и Раки и, наконец, территория к востоку от р. Пары в районе сел. Путятино. Последний участок характеризуется весьма большой мощностью глинистых мезо-кайнозойских отложений, более 50 м, а условия питания подземных вод карбона на этом участке недостаточно ясны. Возможно, что здесь, как и на участке юго-восточнее ст. Дорохове, питание осуществляется путем перетекания воды сверху через слабопронпцаемые глины.
Основными дренами описываемого горизонта, определяющими направление движения подземных вод, являются долины Осуги, Волги, Вазузы, Москвы (до устья Рузы), Протвы, Нары, Лопасни, Оки, Осетра, Истьи, Прони и Цны. Крупные водозаборы, расположенные в пределах периферической полосы распространения каширского водоносного горизонта, почти не нарушают закономерного движения подземных вод от названных областей питания к дренирующим речным системам. Такое малое влияние водозаборов объясняется тем, что они являются береговыми и расположены на основных дренирующих реках, поэтому в районах их действия не образовалось значительных депрессии.
На территории, где каширские отложения перекрываются подольскими и мячковскимп, каширский водоносный горизонт эксплуатируется скважинами совместно с водами мячковско-подольского горизонта. Это совместное использование ведет в ряде случаев не к дренированию, а к питанию каширского водоносного горизонта за счет мячковско-подольского.
Почти во всей периферической полосе распространения этих горизонтов напоры каширского водоносного горизонта над кровлей не превышают 30 лг, а на ряде участков описываемый горизонт является безнапорным (см. рис. 26). Лишь в крайней восточной части территории, в пределах Владимпро-Шиловского прогиба, напоры резко возрастают, достигая 100—120 и даже 170 м. Для каширского, как и для верхнекаменноугольных водоносных горизонтов, отчетливо прослеживается влияние Владпмиро-Шпловского прогиба на величину напора. Полоса наибольших напоров совпадает с осью прогиба и протягивается в направлении от г. Спас-Клеппки на Шилове и Шацк. Напоры, достигающие 50 лг, отмечены на участке станций Уваровка — Дорохово. По мере погружения каширских отложенпй под подольские в общем в северном в северо-восточном направлениях закономерно возрастают и напоры над их кровлей.
Водоносность каширских отложений возрастает от их границы к границе распространения мячковско-подольского водоносного горизонта п от водоразделов к долинам рек. В западной части территории, в пределах Калининской области, наибольшая водоносность наблюдается в долине Волги, в устьевой части долины Меты и в вер-
19S
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
ховьях р. Тьмы. На всех этих участках водопроводимость превышает 1000 мусуутки, а удельные дебнты 5—6 л/сек. Водопроводимость от 400 до ЮСОО м2/сутки отмечена на участках, прилегающих к названным отрезкам долин, и в долинах Осуги и Вазузы, а также в верховьях Москвы, уудельные дебиты изменяются здесь от 2 до 6 л!сек. На всей остальной западной части территории водопроводимость не превышает 400 м2]сутгки, уменьшаясь в направлении выклинивания каширских отложенийй и составляя в пределах крайней периферической части, как правило, гне более 10—40 м2/сутки. Удельные дебнты, естественно, не превышаюэт здесь I л/сек.
В загладкой, южной и юго-западной частях Московской области наибольшие значения водопроводпмостп, превышающие 1000 мЧсутки, отмечены ib долине верхнего течения Нары, в долине Оки ниже Каширы и в прпусстьсвой части р. Осетра. Повышенные значения водопрово-дичостп—-ог 400 до 1000 м2/сутки— наблюдаются также по всей территории! к северу от Нары и Пахры и в долине Лопасни. Удельные дебнты составляют здесь в среднем 2—5 л/сек. К югу от этого района водопроводимость убывает п на полосе шириной 10—20 км не превышает 100 м'1/сутки. Удельные дебнты здесь, как правило, менее 1 л/сек.
В юго-восточной части территории, в пределах Рязанской области, наибольшая водоносность каширских отложений отмечена в долинах Оки и Цны, повсеместно здесь водопроницаемость превышает 400 м2/сугки. На ряде участков в долинах Оки и ее правых притоков, в нижнем течении Прони, по долине Цны и других рек водопроводимость возрастает до значений, превышающих 1000 м2/сутки. Как и в других частях территории, здесь наблюдается закономерное уменьшение водопроводимости от речных долин к водоразделам. В направлении к границе распространения каширских слоев водопроводимость продолжают снижаться и в полосе, прилегающей к этой границе, не превышает 100 м2/сутки.
Выше уже отмечалось, что самостоятельное значение каширский водоносныш горизонт имеет главным образом в пределах территории, где он яв.ляется первым от поверхности водоносным горизонтом карбона. На этой территории воды каширских отложений пресные, гидро-карбонатного типа, с минерализацией 0,3—0,5 а/л, что несколько выше, чем в дру гих более молодых водоносных грризонтах среднего и верхнего карбона, залегающих в аналогичных условиях. По мере погружения каширских отложений под подольскце минерализация содержащихся в них вод повышается. Уже в северной части Коломенского района ома превышает 1 г/л, а на левобережье Москвы в районе Воскресенска достигает 2,7 г/л; преобладает сульфат-ион. Содержание железа находится в пределах нормы, небольшое повышение его количества отмечается в Можайском районе и в районе г. Чехова.
Режим каширского водоносного горизонта определяется в основном эксплуатационными откачками. Наиболее крупные водозаборы, эксплуатирующие каширский водоносный горизонт, располагаются в Калининской, в западной и южной частях Московской, а также в Рязанской областях. Однако заметное снижение пьезометрических уровней происходит только на некоторых водозаборах, на других снижения почти не происходит. По-видимому, здесь имеется прямая гидравлическая связь с речными водами, и эксплуатация каширского водоносного горизонта приводит лишь к выполаживанию склонов его пьезометрической поверхности в направлении к рекам. На участках, где описываемый горизонт залегает на большой глубине и перекрыт доста-
Рис. 27. Карта изолиний кровли протвинского водоносного горизонта и мощности глин верейского водоупора. Составили Б. Н. Смирнов и Н. В. Бастракова
/— граница распространения протвинского водоносного горизонта; 2— условная подземная граница распространении протвинского водоносного горизонта (пунктир предполагаемая), 3— изолинии кровли протвинского водоносного горизонта (пунктир— предполагаемые), I — граница распространения вереиских глин, 5 — граница межд; участками с различной мощностью верейских глин. Преобладающая мощность глнн (и): 6 — менее 10, 7 — от 10 до 20, о от 20 до 30. 9 более 30, 1и — доверейская долина, // — скважины: слева — мощность верейского водоупора, м, справа — отметки кровли протвинского водоносного горизонта
Зак 16!
воды каменноугольных отложении
199
точно выдержанной толщей пестроцветных глин мощностью 5—8 м, скорость снижения пьезометрического уровня вблизи водозабора превышает 1,0 м в год.
3.	ВОДОНОСНЫЕ ГОРИЗОНТЫ НИЖНЕГО КАРБОНА
В зависимости от литологического состава водовмещающих пород и наличия выдержанных региональны?; водоупоров в толще нижнекаменноугольных отложений выделяются четыре водоносных горизонта: протвинский — Ci рг, серпуховско-окский — Q ок+sr, яснополянский —• Ci jp и уппнскпй— Ci ир. Ввиду наличия в толще водовмещающих пород водоупоров местного значения в фациальных изменений состава самих водоносных пород внутри водоносных горизонтов по отдельным районам наблюдаются водоносные подгоризонты.
Протвинский водоносный горизонт (Ci рг) распространен северо-восточнее, севернее и северо-западнее линии городов Бологое — Сы-чевка — Серебряные Пруды—-Зарайск — Шатура (рис. 27). Юго-западнее площади сплошного распространения описываемый водоносный горизонт встречается только на отдельных водоразделах в районах пос. Оленнно и Калуги, где он в значительной мере дренирован. В этих районах, а также вдоль юго-западной границы своего распространения водоносный горизонт перекрыт мезозойскими и четвертичными песчано-глинистыми отложениями и не имеет сколько-нибудь выдержанной водоупорной кровли. Воды горизонта здесь чаще безнапорные. Далее к северо-востоку и северу водоносный горизонт перекрывается Верейскими глинами, и воды приобретают напор. Восточнее линии Шатура — пос. Серебряные Пруды протвинские известняки повсеместно уничтожены доверейской эрозией.
Водовмещающими породами служат трещиноватые, нередко за-карстованные массивные известняки, а севернее Москвы также известняки доломптпзированные и доломиты. В северо-восточных районах появляются загипсованные доломиты, что сказывается на химическом составе приуроченных к ним вод. Все эти породы относятся к протвинским отложениям нижнего карбона. Только на северо-западе территории, в районах сел. Лесного, ст. Максатиха и г. Торжка, верхняя часть водовмещающих известняков возможно принадлежит к башкирскому ярусу среднего карбона. Здесь воды протвинских и башкирских известняков образуют единую водоносную толщу.
Протвинский водоносный горизонт отделен от водоносных горизонтов среднего карбона верейскими глинами, являющимися основным региональным водоупором между водоносными горизонтами среднего и нижнего карбона. Мощность верейского водоупора здесь обычно составляет 12—28 м.
Рельеф кровли водовмещающих протвинских, а иногда башкирских известняков носит эрозионный характер, в связи с чем он осложнен выступами и впадинами. Несмотря на этот сложный рельеф кровли, отчетливо выявляется общее снижение ее отметок в направлении с запада, юго-запада п юга на северо-восток, к оси Московской синеклизы.
Особое положение занимают обнаруженные на отдельных участках доверейские долины с глубиной вреза до 100—120 м, нередко достигающие хованско-озерских отложений. Наиболее крупная из таких погребенных долин вскрыта скважинами у Вереи, южнее Каширы (ст. Мордвес), у пос. Серебряные Пруды и г. Пронска. Она вытягивается в общем с северо-запада на юго-восток от Вереи до Сапожка и имеет длину до 350 км при ширине от 1 до 8 км. Мощность выпол-
200
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
няющпх эту долину верейских отложений до 145 м. Верхняя их часть сложена преимущественно глинами с прослоями песков, реже известняков, общая ее мощность до 70—105 м. Нижняя часть разреза представлена главным образом песками, от мелко- до разнозернистых, общей мощностью до 40—80 м. Иногда при небольшой глубине вреза таких долин нижняя песчаная толща отсутствует, возможно, что она относится к башкирскому ярусу. Протвинские известняки полностью прорезаны этой долиной, и в ее пределах распространен протвинский водоносный горизонт, приуроченный к «башкирским» пескам.
Местами доверейские долины пересечены донеогеновыми, и тогда (у пос. Серебряные Пруды) неогеновые, реже четвертичные пески лежат на «башкирских» и их воды сливаются. На подобных участках существует взаимосвязь всех прорезаемых долиной водоносных горизонтов— от четвертичных до верхнефаменских (хованско-лебедянского), через «башкирские» пески. На интервалах выполнения глинами эти погребенные долины являются барражами для протвинского водоносного горизонта. Аналогичную роль играют и дочетвертичные долины, особенно широко развитые в западной части территории, где они выполнены мореной и флювиогляциальными обводненными песками.
Наиболее высокие абсолютные отметки залегания протвинского водоносного горизонта наблюдаются по периферии его распространения, где местами этот горизонт является безнапорным. Так, на юге территории, между Тулой и Серпуховым у ст. Лаптеве, эти отметки иногда достигают 215—228 Л1, на западе, в районах Гжатска, Оленино и северо-восточнее Селижарова, они колеблются от 183 до 235 м, на водоразделах местами увеличиваясь до 250 м, а в районе Бологое изменяются в основном между 128 и 150 м. К районам Коломны, несколько восточнее Волоколамска, у г. Истры и к Калинину кровля горизонта снижается до нулевых отметок, а в дальнейшем она погружается на северо-восток к Шатуре, Киржачу и Кашину, достигая отметок 178—273 м и к Любиму — до 551 м ниже уровня моря. Наименьшая отметка, порядка минус 640 м, зафиксирована у Ярославля. Общий уклон кровли водоносного горизонта в направлении от Тулы через Москву, Кашин на Любим составляет в среднем 0,0014.
Глубина залегания рассматриваемого водоносного горизонта изменяется довольно резко, в зависимости от современного рельефа дневной поверхности и кровли водовмещающих пород. Обычно в современных долинах она меньше, чем на водоразделах, если только в кровле водовм'-щающих известняков нет депрессий, выполненных верейскими глинами, за счет которых глубина залегания кровли горизонта резко увеличивается. Кроме того, на глубину залегания водоносного горизонта существенное влияние оказывает общее погружение водовмещающих пластов к оси Московской синеклизы.
В полосе от границы распространения водоносного горизонта примерно до линии, проходящей через Торжок — Можайск — Подольск, глубина его залегания колеблется от нуля до 110 м и увеличивается на север и восток. В пределах этой зоны у границ области своего распространения в долинах рек водовмещающие породы нередко обнажаются, приуроченные к ним воды выходят на поверхность в виде многочисленных родников, а скважины вскрывают водоносный горизонт на глубине 2—10 м непосредственно под четвертичными отложениями. На водоразделах горизонт обычно залегает на глубине не более 25 м, реже до 50 м — в районах Тулы, Серпухова, Калуги, Нелидова, Селижарова и Бологое. По мере удаления от юго-западной границы области распространения этого водоносного горизонта глубина его залегания
води КАМЕННОУГОЛЬНЫХ ОТЛОЖЕНИИ
201
увеличивается в долинах до 50 м, например в долине р. Москвы у Можайска, а на водоразделах до 80—НО м.
Северо-восточнее рассмотренной зоны, до Коломны, юго-западных окраин Москвы (Люберцы, Кунцево) и района ст. Максатиха глубина залегания кровли водоносного горизонта увеличивается в долинах до 90—НО м, а на водоразделах до 150—200 м, затем кровля погружается до глубины 225—300 м к северо-восточным окраинам Москвы (Мытищи. Щелково, Пушкино, Ногинск) и к районам Клина и Бежецка. Далее к районам Шатуры, Киржача и Кашина глубина залегания кровли горизонта достигает 320—394 м. Наибольшее погружение горизонта установлено в районе г. Любима, где его кровля вскрыта на глубине 691 м от поверхности земли, а в районе Ярославля еще глубже.
Мощность водоносного горизонта обычно равна 20—25, реже 32 лц в районе развития башкирских известняков иногда она увеличивается до 50 м, а в доверейских долинах — даже до 80 м. Вне площади перекрытия водоносного горизонта верейскими глинами его мощность уменьшается в зависимости от степени размыва водовмещающих слоев и степени дренирования.
Наиболее высокие абсолютные отметки пьезометрических уровней горизонта (рис. 28), существенно превышающие отметки его кровли, наблюдаются в западной части территории на водоразделе бассейнов Днепра, Западной Двины и Волги. На рис. 28 гидроизопьезы протвинского и серпуховско-окского водоносных горизонтов показаны усредненные, так как разница между ними даже при наличии стешевского водоупора в принятом масштабе не отражается, к тому же иногда откачки проводились для обоих горизонтов совместно и давали усредненное положение уровня. Здесь отметки превышают 200 м, достигая на водораздельных пространствах между верховьями рек Москвы и Гжати, Молодого Туда, Межи и Жукопы, а также на возвышенностях левобережья Волги 225—235 м, а местами даже 240—260 м.
В южной части площади распространения водоносного горизонта, на водоразделе Дона и Оки, абсолютные отметки уровней воды достигают 184—21.0 м. На крайнем северо-западе территории отметки уровней снижаются к долинам Меты и Полы в бассейне оз. Ильмень, а в районе Бологое они составляют 152 м. Общее снижение отметок наблюдается по направлению к долинам рек Оки и Волги и их притоков. Например, в северо-западных районах отметки уровней снижаются к г. Вышнему Волочку до 162 м, к району пос. Лесного и ст. Максатиха до 149—147 м, в г. Калинине отметка уровня равна 145 м. Наименьшие отметки—до 98,7 м — уровня воды горизонта отмечаются вдоль долины Оки у г. Озеры. Еще более низкие отметки отмечены в районе Москвы, а также к югу и юго-востоку от нее, где они снижаются до 95—70 м. У северных окраин г. Москвы, к северо-востоку от долины р. Москвы, отметки вновь повышаются до Ill 149 м.
В районе г. Москвы и южнее в результате интенсивной эксплуатации подземных вод довольно отчетливо вырисовывается обширная депрессионная воронка. К юго-востоку она сливается с депрессией в пьезометрической поверхности горизонта, вызванной дренирующим влиянием долин р. Москвы и, особенно, Оки. Из приведенных данных видно, что основная область питания протвинского водоносного горизонта расположена по периферии его распространения. Естественный дренаж осуществляется по долинам Волги и ее притоков. Существенное дренирующее влияние оказывают водозаборы в районе г. Москвы и других промышленных центров и городов, расположенных северо-западнее и южнее столицы.
202
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
Возобновление запасов вод протвинского горизонта осуществляется за счет инфильтрации атмосферных и талых вод в трещиноватые, а нередко п закарстованные известняки и перелива вод из вышезалегающих водоносных горизонтов мезо-кайнозойской толщи на участках отсутствия между ними водоупоров. Такие участки сосредоточены вне границ распространения верейских глин и приурочены преимущественно к водораздельным пространствам (например, ряд районов в пределах карбонового плато на западе территории).
Наиболее благоприятные условия питания протвинского горизонта существуют северо-восточнее Седижарова и на водоразделе Межи и Волги. В этих районах на ряде участков распространены зандровые пески — местами мощностью всего 0,1—2,5 м, непосредственно залегающие на известняках; здесь широко развиты карстовые воронки, сухие карстовые долины и карстовые озера, например оз. Савинское юго-восточнее Бологое. Дополнительное питание водоносный горизонт получает на закарстованных участках и в южных районах, вплоть до границ появления в кровле водоносного горизонта верейских глин. В пределах развития этих глин питание водоносного горизонта уже затрудняется и может осуществляться лишь на участках, где верейскпе глины опесчанены или фациально замещены песками. В значительно меньшей степени питание может происходить за счет медленной фильтрации вод через толщу верейских глин. По-видимому, только этим процессом можно объяснить относительное повышение абсолютных отметок пьезометрических уровней воды протвинского горизонта, наблюдающееся на отдельных водоразделах, где этот горизонт перекрьн толщей верейских глин.
Положение пьезометрических уровней вод протвинского горизонта в районах юго-западнее линии Коломна — Москва — Бологое колеблется от 23 м выше поверхности земли до 76—103 м ниже ее поверхности. Наиболее высокое положение уровня над земной поверхностью устанавливается в скважинах, пробуренных в долинах, где уровень воды местами поднимался на несколько метров выше поверхности земли: в долине Волги между городами Селижарово и Зубцовым — до 10 л; в долине р. Москвы у Можайска—-до 9 м; в долине Тверцы у Вышнего Волочка, Торжка и ниже — до 4 м; а в районе Калинина — даже до 22,8 лц в долине Сестры у Клина — до 0,9 м. На водоразделах глубина залегания пьезометрического уровня увеличивается, достигая в районах Подольска, Можайска и Москвы 40—103 м. Вне площади распространения верейских глин глубина уровня в долинах рек близка к нулю, здесь нередко наблюдаются выходы вод в виде родников, но на водоразделах глубина увеличивается до И—23 м.
Величина гидростатического напора над кровлей водоносного горизонта в пределах площади распространения верейских глин закономерно увеличивается с юго-запада на северо-восток (рис. 29), в соответствии с погружением кровли водоносного горизонта. В том же направлении понижаются и отметки уровней воды (см. рис. 28), но уклон пьезометрической поверхности в среднем меньше уклона кровли горизонта. Например, от западных границ распространения водоносного горизонта до района Москвы наибольший средний уклон пьезометрической поверхности составляет 0,0006, уклон же кровли водоносного горизонта достигает 0,0009—0,0012.
Увеличение напора происходит довольно быстро, по мере погружения водоносных пород под верейские водоупорные глины. Уже в районе г. Сычевки напор достигает 43—60 м, а затем к районам пос. Лесного —Калинина—Москвы возрастает до 130—155 м, к ст. Мак-
ВОДЫ КАМЕННОУГОЛЬНЫХ ОТЛОЖЕНИИ
203
сатпха п северо-восточным окраинам Москвы — до 205—223 м, к Клину и Шатуре — до 238—254 м. В Кашине величина напора доходит до 418 я. Наибольший напор наблюдается в районах Ярославля и Любима. В пределах погребенных долин — выполненных верейскпмп глинами, а в нижней части «башкирскими» песками — напоры возрастают ввиду резкого понижения отметок кровли водоносного горизонта. По условиям масштаба и недостаточности имеющихся данных отразить изменение напора вблизи таких долин на рис. 29 было невозможно.
Во юобильность горизонта непостоянна и зависит от степени трещиноватости и закарстованности водовмещающих карбонатных пород. Наибольшая трещиноватость их, а отсюда и водообильность водоносного горизонта, наблюдается по периферии области его распространения. В этих районах водовмещающпе породы залегают на наименьшей глубине, они сильно трещиноваты, нередко в них отмечается интенсивное проявление карстовых процессов. С глубиной трещиноватость пород затухает, что вызывает соответствующее уменьшение водообильности водоносного горизонта. Исключением могут являться лишь зоны тектонических трещин. При прочих равных условиях водообильность горизонта больше в пределах долин и их склонов, в том числе и в пределах склонов доверейских погребенных долин. Эта закономерность является результатом более энергичного образования здесь трещин под влиянием разгрузки и более интенсивного раскрытия ранее имевшихся трещин под воздействием силы тяжести, химической и физической деятельности подземных вод, температурных изменений и других факторов. Глинистые карбонатные породы обычно менее трещиноваты. чем их чистые карбонат-ные разности.
Удельные дебнты скважин, эксплуатирующих водоносный горизонт, колеблются от 0,02—0,1 до 8,4 л/сек при дебитах от 0,1—0,8 до 20,5, реже до 62,5—70,0 л/сек и понижениях в пределах 1,6—10,0 м. В ряде скважин на воду откачками опробовались протвинский и серпуховскоокский водоносные горизонты совместно. При дебитах 0,6—25,0 л/сек и понижениях на 0,2—42,5 ж удельные дебиты колебались от 0,01 до 16,6 л/сек. Изменения водоносности протвинского водоносного горизонта по районам сведены в табл. 10.
Таблица 10
Изменения водообильности протвинского водоносного горизонта
Районы развития горизонта	Результаты опробования протвинского водоносного горизонта		
	удельный дебит, л]сек	дебит скважины, л]сек	понижение, Л£
Районы, прилегающие к границе распространения водоносного горизонта долины рек или бровки их склонов водоразделы	0,4—8,4 обычно до 0,1—1,0 реже до 1,7	Г 1,0—20,5 1 местами ( до 70,0 0,8—1,6 Иногда: 0,8—1,8	Чаще 2,0—4,0 1,6—8,8 реже 0,4—1,1
Северо-восточные районы при погружении водоносного горизонта долины водоразделы	до 1,0 0,1	8.1—62,5 до 5,6	Более 8,5 до 42,5
204
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
Продолжение табл. 10
Районы развития горизонта	Результаты совместного опробования протвинского н серпуховско-окского водоносных горизонтов			Дебиты родников, л/сек
	удельный дебит, л[сек	дебит, л/сек	понижение, м	
Районы, прилегающие к границе распространения водоносного горизонта долины рек или бровки их склонов	2,3—16,6	2,2—25,0	0,2—9,3	J 0,3—0,6 | местами
водоразделы	0,001—0,1	менее 0,6	ДО 12,0	1 до 12,0
Северо-восточные районы при погружении водоносного горизонта долины	0,2—4,8	1,9—25,0	1,0—11,0	Скважина в районе Бежецка само-
водоразделы				изливом с глубины 301,5 л давала 0,3
Сведения о величине коэффициента фильтрации ограничены. Наиболее надежные показатели получены в районе Сычевки, Селпжарово, Подольска, Торжка. В районах Сычевки и Подольска откачками опробовался протвинский водоносный горизонт, а в остальных районах — совместно протвинский и серпуховско-окский. Величина коэффициента фильтрации для этих районов колеблется от 0,4 до 33,0 м!сутки, а в районе Селижарова от 10 до 80 м/сутки. Высокой водопроницаемостью обладают известняки, залегающие непосредственно под четвертичными отложениями на склонах и в долинах, где они наиболее трещиноваты и закарстованы.. При опробовании этих верхних интервалов более мелкими скважинами коэффициент фильтрации достигает наибольших величин—-30—80 м/сутки.
Опробование более глубоких интервалов водоносного горизонта при изоляции верхних наиболее трещиноватых зон показывает ослабление трещиноватости на глубину даже в пределах долин. Поэтому коэффициент фильтрации по откачкам из наиболее глубоких скважин снижается до 10,0—0,4 м/сутки. Те же небольшие величины коэффициентов фильтрации наблюдаются и по направлению к водоразделам, где трещиноватость известняков затухает*.
По химическому составу воды протвинского водоносного горизонта в южных, юго-западных и западных районах, вплоть до района Москвы, относятся к гидрокарбонатным кальциевым, с сухим остатком преимущественно до 0,5 г'л, реже несколько выше. Иногда в районах Коломны, Можайска, Гжатска, Волоколамска в воде отмечается содержание железа до 2—3 лге л. Колп-титр обычно выше 300—333, но по некоторым анализам он снижается до 46 п даже до 4, характеризуя загрязнение водоносного горизонта на участках его неглубокого залегания в отдельных населенных пунктах, в районах Серпухова, Можайска, Гжатска, Оленино и др. При этом местами наблюдается повышение минерализации и преобладание среди анионов хлоридов.
Так, в Малоярославце в одной из скважин, где кровля водоносного горизонта залегала на глубине всего лишь 62 м, были встречены С195
воды, характеризующиеся составом M2.oq374 Mg 26 • В этом анализе
1 Данные по изменению водопроводимости (km) приведены ниже при описании серпуховско-окского водоносного горизонта, так как они получены по результатам совместною опробования протвинского и серпуховско-окского горизонтов.
ВОДЫ КАМЕННОУГОЛЬНЫХ ОТЛОЖЕНИИ
205
обращает на себя внимание несоответствие между относительно небольшой минерализацией и преобладанием хлоридов, при обычном для гпдрокарбонатных вод преобладающем содержании катиона кальция. В остальных скважинах этого района были вскрыты обычные гидро-карбонатные кальциевые воды.
Северо-восточнее зоны гидрокарбонатных кальциевых вод, вероятно, распространены сульфатные воды. Такой прогноз основывается на появлении здесь в водосодержащих породах протвинского водоносного горизонта сульфатов и наличии восточнее Москвы —-в г. Монино и в районе Коломны—-сульфатных вод с минерализацией 1,1—-1,3 г/л. Предположительно эта зона на юго-западе територии ограничивается линией Коломна — Москва — Калинин, а на северо-востоке линией Владимир — Кашин — Бежецк. В районе Коломны, у ст. Щурово вскрыты гидрокарбонатно-сульфатные кальциевые воды типа
SO451nCO333
М,	о. ...—ттдг. Этот состав достаточно стабилен. С 1932 по 1949 г.
1’бСа84 (Na-rK)9
при понижении уровня вод на 12,5 м колебания в величине минерализации не превышали 0,2 г/л при некотором увеличении содержания сульфатов и магния. Воды аналогичного типа встречены и восточнее Москвы в г. Монино.
По мере погружения протвинского водоносного горизонта к районам Бежецка и Кашина воды его по химическому составу переходят в сульфатно-хлорпдные натриевые с сухим остатком до 11—20 г/л, в них появляется бром. Так, в районе Кашина воды протвинского горизонта имеют следующий состав:
м C166SOj33
20 (Na + К) 74 Mg 16 ‘
Еще дальше на северо-восток, к району Любима, воды хлоридные натриевые, сухой остаток увеличивается. Несколько северо-западнее Любима, уже за пределами рассматриваемой территории, в районе Вологды состав вод горизонта следующий:
М1ао—™-----
0 (Na + К) 73 Са19
Серпуховско-окский водоносный горизонт (CiOK-|-sr) распространен несколько шире, чем протвинский, особенно в западных, юго-западных и юго-восточных районах. На западе граница распространения рассматриваемого водоносного горизонта окаймляет с востока и юга озера Селигер, Сиг, Волго, Вселуг, проходя примерно через города Осташков, Селижарово, Пенс, Андреаполь, Нелидово, Издешково, Екимовпчи. Здесь граница резко изменяет свое направление на восточное, проходя дальше примерно по линии Сухиничи— Калуга—Тула — Сараи. В виде изолированных участков водоносный горизонт встречается также по водоразделу Оки и Упы южнее Калуги, а также в районе г. Щекино южнее Тулы.
Водоупорной кровлей горизонта служат стешевские глины. На преобладающей площади стешевский водоупор достаточно надежно изолирует серпуховско-окский водоносный горизонт от вышезалегаю-щего протвинского, хотя мощность водоупорных глин обычно меньше 10 и. Только северо-восточнее Москвы на отдельных участках возможна тесная взаимосвязь этих водоносных горизонтов вследствие фациального выклинивания глин, развитых здесь преимущественно в виде прослоев среди карбонатных пород. На восток от линии пос. Серебря
206
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
ные Пруды — Шатура (см. рис. 27) ввиду размыва здесь в предверей-ское время намюрских и серпуховских отложений водоупорной кровлей горизонта служат верейскпе глины.
По периферии области своего распространения на западе и юге, вне границ развития стешевских или верейских глин, серпуховскоокский водоносный горизонт не имеет водоупорной кровли. Здесь в западных районах территории на тарусских и окских известняках залегают четвертичные отложения, на ряде участков представленные песками. В юго-западных и южных районах в кровле водосодержащпх известняков появляются неоком-аптские и альб-сеноманские пески и глины, а местами юрские песчано-глинистые отложения.
В юго-восточных районах на водоразделах в кровле водоносного горизонта залегают пески, реже глины юрского возраста, а по склонам водоразделов и по долинам рек развиты преимущественно четвертичные отложенпя. В результате этого в периферийной полосе области распространения водоносного горизонта его воды тесно взаимосвязаны с вышележащими водоносными горизонтами мезозойской и четвертичной толщ. Воды часто безнапорные, только при погружении под сте-шевскпе, а в восточных районах под верейские глины, воды горизонта повсеместно приобретают напор. В соответствии с уклоном водовмещающих слоев напор вод постепенно увеличивается к северо-востоку к осевой части Московской синеклизы, а также на юго-запад от Окско-Цнинского вала, к Владимиро-Шиловскому прогибу.
Водовмещающими породами служат тарусские известняки и доломиты, местами, в районе г. Любима, сильно загипсованные, а также окские известняки на отдельных участках, особенно на западе, включающие прослои песков. Юго-восточнее Коломны и Владимира вследствие глубокого предверепского размыва водоносные породы представлены только окскими известняками. В тех же районах, особенно в северной части Окско-Цнинского вала, отмечается доломитизация и местами загипсованность окских пород, что обусловливает повышение минерализации приуроченных к ним вод.
Северо-восточнее Москвы воды серпуховско-окского горизонта встречаются в стешевских отложениях, в связи с фациальным переходом глин в карбонатно-глинистые породы. Прослои глин среди водоносных пород позволяют местами выделять в описываемом водоносном горизонте водоносные подгоризонты: тарусский, веневский, михайловский и алексинский. Их раздельное опробование было проведено в основном на угольных месторождениях западного крыла Подмосковного буроугольного бассейна. Последние два водоносных подгоризонта на ряде участков в свою очередь разделяются менее выдержанными прослоями глин на отдельные водоносные пласты.
Наибольшие абсолютные отметки кровли водовмещающих известняков приурочены к западным районам, в районе г. Андреаполя они достигают 230—240 м. Кровля водоносного горизонта в большинстве районов — у ст. Барятино, Вязьмы, Сычевки, Оленина, пос. Молодой Туд, Селижарова и других городов — залегает на отметках до 200— 220 м. На юге наибольшие отметки кровли приурочены в водоразделу бассейнов Оки и Дона в районе Тулы—-у ст. Лаптеве и г. Щекино, где они достигают 218—228 м. От этих районов поверхность водовмещающих известняков снижается как на юго-запад к границе области распространения водоносного горизонта, так и на северо-восток — к центральным районам Московской синеклизы. В этих направлениях абсолютные отметки поверхности водоносных известняков заметно снижаются: до 186—120 м в районах Венева — Пронска, до 198—146 м близ пос. Хани-
ВОДЫ КАМЕННОУГОЛЬНЫХ ОТЛОЖЕНИИ
207
но — Калуги, до 164 м в пос. Екимовичи и Всходы, до 81 м в районе Нелидова и до 147—132 м в Бологое.
От районов с наивысшим положением кровли по направлению к осевым частям Московской синеклизы, Пачелмского и Владимпро-Шилов-ского прогибов отметки кровли водоносного горизонта снижаются еще более значительно, что обусловлено падением воцовмещающих слоев, местами осложненных поднятиями второго и третьего порядков. В районе г. Шилова, у сел. Мосолова и городов Спасск-Рязанского, Зарайска, Подольска, западнее Москвы у Звенигорода и у Волоколамска поверхность кровли переходит через нулевые отметки, опускаясь к северным окраинам Москвы до 102 м, к Клину до 85—125 м и к Шатуре, Киржачу, Дмитрову до 190—225 м ниже уровня моря. Наиболее низко кровля водоносного горизонта опускается в районе Любима, где она вскрыта на абсолютной отметке минус 574 м.
На этом общем фоне снижения кровли горизонта отмечается ряд отклонений. Так, если в юго-восточной части Калужского поднятия и в районе Каширы отметки кровли выше уровня моря и составляют 66— 70 м, а в районе Зарайского поднятия изменяются в пределах от 19 до 60 м, то в направлении на северо-восток кровля везде опускается до отрицательных отметок —в районе Рязани до 28—30 м, а еще восточнее, в пос. Дубенки, по направлению к осевой части Владимиро-Шиловского прогиба —- до 220 м и к г. Судогде — до 300 м. В районе Окско-Цнинского вала кровля водоносного горизонта снова резко повышается, на участке восточнее г. Судогды, у сел. Непейцино Владимирской обл. на 250 м, где достигает отметок 80—32 м, а у Касимова даже 135 м, затем близ сел. Фоминки Владимирской области происходит новое понижение на восток до отметок порядка 300 м.
В районах, прилегающих к границе распространения водоносного горизонта, глубина залегания его кровли существенно меняется в зависимости от рельефа, она колеблется здесь от нескольких метров —в долинах и у границ выклинивания, до 110 м — на водоразделах, но обычно не превышает 50—75 м. По направлению к Москве, Клину, Калинину глубина залегания водоносного горизонта увеличивается до 225—285 м и достигает в районе Шатуры, Киржача, Дмитрова 365-—390 м а у Судогды примерно 450—480 м. Далее к востоку в пределах Окско-Цнинского вала эта глубина уменьшается до 233—203 м у Касимова и сел. Непейцино. Наибольшая глубина залегания горизонта, равная 714 м, установлена в районе Любима.
Мощность водоносного горизонта также весьма непостоянна. В зоне безнапорных вод по периферии распространения горизонта мощность его зависит от степени размыва водовмещающих пород и положения зеркала вод, но не превышает 50 м. На преобладающей площади своего распространения, где уровень воды устанавливается выше кровли, мощность горизонта обычно составляет 45—60 м. К наиболее погруженным участкам Московской синеклизы мощность постепенно увеличивается до 65—92 м.
Самые высокие абсолютные отметки пьезометрических уровней вод горизонта отмечены на западе территории и приурочены к водоразделу между бассейнами Днепра, Западной Двины, Полы, Меты и Волги. Здесь они достигают 250—260 м, но чаще колеблются в пределах от 210 до 245 м. В южных районах наибольшие отметки уровня воды приурочены к водоразделу между правыми притоками Оки и верховьями Дона, но здесь они обычно не превышают 200—225 м.
В северной части западных районов между городами Осташковом, Зубцовом, Торжком и Бологое наибольшие отметки уровней выявлены
208
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
несколько восточнее оз. Селигер. Здесь они достигают 220—240 м абсолютной высоты, затем снижаются к северу и северо-востоку к долине, р. Меты до 175—165 м у Бологое, до 165—155 м у границы рассматриваемой территории, у оз. Пирос, и до 90 м за ее пределами у Боровичей. На юго-запад, к истокам Волги, отметки уровней снижаются до 205— 185 м у Осташкова и Селижарова. В районе сел. Луковниково преобладают отметки 212—202 м, к городам Зубцову и Старице они снижаются до 170—149 а к Торжку до 144 м. На юг, юго-восток и восток снижение отметок уровней обусловлено дренирующим влиянием долины Волги и ее левых притоков.
Таким образом, северо-западный район обосабливается в качестве самостоятельной области питания, приуроченной к водоразделу между Метой и Волгой. В этом районе отмечается как прямой уклон потока подземных вод на восток по падению водовмещающих пластов к осн Московской синеклизы, так и обратный уклон на юго-запад, против падения пластов. Эго связано с различным направлением падения уровней воды от водоразделов к дренирующим артериям при выдержанном падении пластов водосодержащих пород к оси Московской синеклизы.
Условия питания подземных вод в рассмотренном северо-западном водораздельном районе благоприятные, особенно в его западной части, в частности на плато севернее Селижарово. Здесь местами непосредственно на тарусских и окских известняках лежат четвертичные пески мощностью до 0,1—1,5 м, широко развиты карстовые воронки, через которые атмосферные и талые воды легко проникают в сильно трещиноватые и закарстованные известняки.
В районе между городами Селижарово, Андреаполем, Нелидово, Белым и Сычевкой обособляется второй водораздел подземных вод с приуроченной к нему областью питания. Здесь также встречаются участки развития четвертичных песков мощностью до 2,5 м, лежащих непосредственно на трещиноватых и закарстованных известняках, распространены многочисленные карстовые воронки с действующими понорами и карстовые блюдца, имеются карстовые сухие долины — например, в верховьях р. Белейки, правого притока р. Межи, или левого ее притока — р. Паникли, имеющей подземное течение на участке выше дер. Каменки.
Наибольшие абсолютные отметки уровней вод горизонта — до 239— 260 м — наблюдались между верховьями рек Межи, Молодого Туда и Жукопы, а также на водоразделах в районе Андреаполя, где они составляли 238—247 м. От этих участков отметки уровней к периферии области питания снижаются в различных направлениях: на юго-восток, к долине Вазузы — до 206—191 я, на восток и северо-восток, к долине Волги между городами Селижарово и Зубцовом — до 205—163 м, на севере-, запад, в сторону долины р. Полы и на запад, к долине Западной Двины до 212—200 м, на юго-запад, к долине Межи в районе Нелидово —• Белый до 208—198 м. На юг к верховьям Днепра отметки снижаются незначительно, всего до 221—209 м, здесь водораздел подземных вод продолжается далее на юг, разделяя зоны дренирующего влияния притоков Волги и Днепра.
В южной части западных районов, между Сычевкой, Юхновым, Сухп-ничами, Екимовичами и Нздешково, расположена третья юго-западная крупная область наибольших абсолютных отметок уровней вод серпуховско-окского водоносного горизонта, а следовательно, и область его питания. Здесь известняки нижнего карбона перекрыты песчаными отложениями четвертичной системы, а на ряде водораздельных участков также неоком-аптскими и сеноман-альбскими образованиями. Наряду с этим появляются участки, например в районе Сухиничей, распростра
ВОДЫ КАМЕННОУГОЛЬНЫХ ОГЛОЖЕНИН
209
нения глин юры и неокома, затрудняющих инфильтрацию атмосферных осадков в тарусские и окские известняки.
К северо-востоку от городов Гжатск — Износкп непосредственной инфильтрации атмосферных осадков в рассматриваемый водоносный горизонт препятствуют залегающие здесь стешевские глины. Все же и в этой краевой зоне распространения водоупора имеет место достаточно заметное пополнение запасов вод горизонта, так как несколько юго-восточнее Гжатска отметки уровня его вод достигают 243 м. Наибольшие отметки уровней вод серпуховско-окского водоносного горизонта в юго-западной области колеблются в пределах от 214 до 243 м. Основное дренирующее влияние здесь оказывают долины Днепра, его притоков и притоков Волги', в результате которого в направлении на запад и на юг, к долинам Днепра, Вязьмы, Десны и Болвы отметки уровней снижаются до 210—176 м. 14а северо-восток отметки понижаются к долинам Оки, Жиздры, Угры, Москвы, Вазузы до 183—158 м.
Линия водораздела подземных вод в рассмотренной области крайне сложна, она отражает взаимовлияние долин притоков Днепра и Волги, которые оказывают существенное дренирующее влияние. Естественное положение водораздела вод усложняется также влиянием эксплуатационных скважин и откачек из угольных шахт. Воды серпуховско-окского горизонта особенно интенсивно эксплуатируются в районе Гжатска, Вязьмы, пос. Всходы и др.
В южных районах территории абсолютные отметки пьезометрических уровней рассматриваемого водоносного горизонта обычно не превышают 190—225 м. Так, на водоразделах юго-западнее Тулы они достигают 222 м, в районе пос. Ханино — 200 м, между Веневом в Серпуховом — 200—205 м. Условия питания водоносного горизонта здесь несколько сложнее, чем в ранее рассмотренных районах вследствие относительно широкого распространения на водоразделах глин юры и неокома, но главным образом из-за сравнительно малой ширины полосы выхода самих водовмещающих тарусских и окских известняков. Питание водоносного горизонта здесь происходит преимущественно по логам, уже в пределах склонов долин.
Приуроченность высоких отметок уровней к водоразделам только лишний раз подчеркивает наличие инфильтрации вод из отложений мезо-кайнозоя через глины кровли горизонта и через песчаные «окна» в прослоях глин. Влияние долины Дона и его притоков незначительно, так как бассейн этой реки расположен в основном вне границ распространения серпуховско-окского водоносного горизонта. В южных районах основное дренирующее влияние оказывают долины Оки и ее притоков Упы, Вашаны, Таруссы, Протвы, верховьев Осетра. Эти долины полностью прорезают водовмещающие известняки, или в их пределах горизонт залегает непосредственно под четвертичными отложениями. Близ этих долин абсолютные отметки уровней вод горизонта снижаются до 110— 106 м.
В юго-восточных районах описываемой территории наибольшие отметки пьезометрических уровней обычно возрастают до 127—-136 м, достигая местами на водоразделах Осетра и Прони 190—197 м. К долине Оки и ее правых притоков — Осетра, Пары, Мокши с Цной — отметки снижаются: у Шацка до 122 лц в районе Каширы до 104 м, а в долинах Оки у Коломны и р. Прони у Кораблино до 98 м. В этой части территории в районе крупного водозабора развивается депрессионная воронка с абсолютными отметками пьезометров от 112 м по периферии до 45 м в центральной ее части, при отметке уреза воды в реке порядка 92 м.
В северных районах территории, между Вышним Волочком, пос. Лес-14 Заказ 161.
210
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
ныл и Бежецком, на водоразделах Меты и левых притоков Волги — Тверцы, Медведицы и Мологп — отметки пьезометрических уровней составляют 162—147 м. Отсюда они снижаются как на северо-запад к долине Меты, где составляют уже 90 м, так и на юго-восток к долине Волги, здесь они не превышают 145—125 м.
В центральных районах территории, между долинами Волги и Оки отметки пьезометрических уровней изменяются следующим образом: юго-восточнее Зубцова, у Можайска, Калуги, Клина они находятся в пределах 190—152 м, между Серпуховом и Вереей, близ Чехова, Наро-Фоминска, Малоярославца — в пределах 148—137 м. К долине Оки отметки снижаются у Калуги до 144 м, у Касимова до 107 м, в районе Шилова, у Спасск-Рязанского до 94 м. К долине Волги установлено снижение отметок уровней у Клина — до 146 м и у Калинина — до 125 м. В центральной части территории наиболее низкие отметки зафиксированы в районе ААосквы и к югу от нее. Южнее Москвы отметки снижаются до 98—89 м, причем наиболее низкие, до 65 м, наблюдаются в центральной части обширной депрессионной воронки, развивающейся здесь в результате усиленного водозабора.
Таким образом, достаточно отчетливо вырисовывается основное направление движения подземных вод серпуховско-окского водоносного-горизонта от водоразделов, находящихся на периферии области его распространения, к долинам Волги и Оки, с местными отклонениями от этого основного направления к долинам притоков этих рек. Такая закономерность наблюдается не только в районах отсутствия водоупорной кровли, но и там, где имеется выдержанный водоупор. Кроме современного рельефа, характера взаимосвязи серпуховско-окского горизонта с вышележащими водоносными горизонтами и соотношений, складывающихся между пьезометрами смежных водоносных горизонтов, существенное влияние на пьезометрическую поверхность вод горизонта, как указывалось, оказывает и степень эксплуатации водоносного горизонта в крупных промышленных центрах территории.
Как правило, на водоразделах вышележащие водоносные горизонты каменноугольных отложений и мезо-кайнозойской толщи имеют более высокие отметки уровня, по сравнению с рассматриваемым горизонтом. В долинах соотношение обычно обратное, и нередко скважины, вскрывающие более глубокие горизонты, фонтанируют.
Необходимо отметить, что в вертикальном разрезе водосодержащей толщи серпуховско-окского водоносного горизонта также наблюдается отмеченная выше закономерность. Более глубоко залегающие водоносные подгоризонты или отдельные водоносные пласты на водоразделах, как правило, имеют более низкие отметки пьезометров в сравнении с отметками уровней верхних подгоризонтов. Например, в районе Нелидова воды веневских известняков имеют отметки пьезометров в пределах 239—205 м, воды михайловских известняков — 235—195 м, в алексинском подгоризонте эти отметки колеблются уже в пределах от 219 до 188 м. То же отмечается и в ряде других районов, при этом разница в уровнях по одной и той же скважине достигает 1—6 и' даже 22 м в районе городов Бологого, Андреаполя, Нелидово, пос. Всходы и др. В долинах наблюдается обратное соотношение уровней подгорпзонтов.
Глубина пьезометрического уровня воды колеблется в основном от О до 60 м, иногда до 95—137 м. По долинам местами скважины фонтанируют, особенно в зоне значительного погружения водоносного горизонта. Превышение пьезометрического уровня над поверхностью земли составляет от 0,1 до 15,0 м, а местами достигает 30 м. Так, в долине Волги
ВОДЫ КАМЕННОУГОЛЬНЫХ ОТЛОЖЕНИИ
211
между Селижарово и Зубцовом уровни поднимались выше поверхности земли на 15,7 м, в долине Вазузы близ г. Сычевки — на 3,2 м, в долине Лужи близ Вереи — на 2,0 м, в долине Днепра северо-западнее пос. Из-дешково — на 2,5 м. Значительные превышения отмечены в долинах и других рек: Оки в районе Рязани — на 9,0 м, а у Касимова на 8,5 ж; в верховьях притоков Оки несколько восточнее г. Шилове — на 7,3 м; Цны в районе Шацка — на 4,6 м. Наибольшее превышение уровня вод над поверхностью земли отмечено по долине Мологи, в районе пос. Лесного оно составило 30,0 м, а в районе ст. Максатиха 15 м.
Значительно реже пьезометрические уровни воды залегают на глубине 95—100 м, это отмечено на юге территории в районе Тулы. Наибольшая глубина уровня воды отмечается в пределах депрессионной воронки близ Подольска и Москвы, где он находится на глубине 72—-137 м от поверхности земли.
Гидростатический напор по отношению к кровле водоносного горизонта увеличивается в направлении к наиболее глубоким частям Московской синеклизы и Владимиро-Шиловского прогиба. Это обусловлено более интенсивным погружением водовмещающих слоев по сравнению с понижением пьезометрической поверхности, снижающейся значительно медленнее ввиду затрудненной разгрузки горизонта.
В пределах полосы, прилегающей к границе распространения водоносного горизонта, воды обычно безнапорные или величина напора их над кровлей не превышает 34—46 м, как исключение на отдельных участках достигает 60 м. Обычно безнапорные воды приурочены к склонам долин, где обнажаются известняки и выходят нисходящие родники, а увеличение напоров- наблюдается ближе к водоразделам. На участках значительного размыва водовмещающих известняков при резком увеличении мощности четвертичных отложений также имеет место увеличение величины напора над кровлен горизонта, например, в районе г. Осташкова напор колеблется от 10 до 67 м.
Некоторое увеличение напора отмечается в доверейских погребенных долинах, там, где водовмещающие серпуховско-окские известняки размыты не полностью, например, по бортам долины, протягивающейся от Вереи к Сапожку (рис. 29). В районах сел. Луковникове, городов Можайска, Подольска, Каширы, Спасск-Рязанского и Шацка величина напора достигает 50—90 ж при их наибольших значениях на водоразделах. Несколько восточнее, в пос. Лесном, городах Волоколамске, Зарайске, Рязане, Сарае, напор возрастает до 100—150 м, а в пределах г. Москвы даже до 190—225 м, при этом отмечается его увеличение к северо-востоку — близ Мытищ и Щелково — до 258—264 м. Примерно близкие величины напора имеются и в районах ст. Максатихи — 225 ж, Касимова — 242 я и Клина — 260 м. В районе Бежецка напор достигает порядка 325 я, а к Кашину даже 420 м. На крайнем северо-востоке территории, у Любима напор около 690 м, возможно несколько более.
По мере погружения водовмещающих слоев к осевой части Московской синеклизы водоносность серпуховско-окского горизонта заметно уменьшается в связи с затуханием трещиноватости известняков. По этой же причине наблюдается уменьшение водоносности и в вертикальном разрезе, от верхних слоев к нижним.
Наиболее обильная трещиноватость и интенсивная закарстован-ность известняков отмечаются в пределах полосы, где водоносный горизонт залегает непосредственно под четвертичными отложениями, особенно вдоль склонов речных долин. Здесь наблюдаются более крутые уклоны зеркала вод, чем на водоразделах, а раскрытость трещин максимальная. На водоразделах уклоны зеркала безнапорных вод меньше, 14*
212
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
трещины часто закальматированы продуктами разрушения известняков, а зона наиболее открытых трещин нередко оказывается выше зеркала безнапорных вод, приуроченных в этом случае уже в зоне затухания трещиноватости. Соответственно изменяется и водообильность горизонта. То же происходит и по мере погружения водовмещающпх слоев под более молодые отложения, а тем более под водоупорную кровлю.
В западных районах особо существенное влияние на водообильность горизонта оказывают дочетвертичные погребенные долпны, прорезающие склон карбонового уступа нередко вплоть до отложений девона. Эти долины выполнены песками, мощность которых местами достигает 60— 100 м. В Селижаровском районе, где в пределах этих депрессий расположены озера, поверхностные воды тесно связаны с водами мощной толщи четвертичных песков, а через них — нс водами серпуховско-окского водоносного горизонта. В ряде случаев эти доледниковые долины выполнены глинистой мореной и играют роль барражей, разобщающих сплошное поле развития водоносного горизонта на отдельные участки, иногда полностью изолированные один от другого.
В зонах, прилегающих к склонам погребенных дочетвертичных долин, водовмещающие известняки наиболее трещиноваты как в результате процессов разгрузки и выветривания, так и вследствие проявлений гляциотектоники. Возникающие трещины в дальнейшем расширяются в результате деятельности воды, нередко с образованием карстовых полостей. Это также приводит к повышению водообильности горизонта на участках, прилегающих к склонам погребенных долин. В результате создается весьма сложная картина распределения водообпльных и слабообводненных участков, особенно пестрая в районах, прилегающих к границам распространения водоносного горизонта. Здесь водовмещающие известняки залегают ближе к дневной поверхности, мощность их меньше и на них резче сказывается воздействие атмосферных факторов и влияние разгрузки. Наряду с этим отчетливее выступает различная сопротивляемость известняков при изменении их петрографического состава — степени глинистости, доломитизации и т. и. Отчетливо выявляется лишь общая закономерность — повышение водообильности к долинам.
Удельные дебиты скважин для всей рассматриваемой территории колеблются в пределах от 0,01 до 58 л сек при дебитах от 0,08 до 48, иногда до 100 л/сек— в северной части территории — и при> понижениях в пределах 0,13—36 м. При понижениях больше 1 м удельные дебнты колеблются ог 0,01 до 16,0 л'сек, изредка больше, но чаще они составляют от 0,2 до 5,6 л'сек. Коэффициенты фильтрации также весьма непостоянны и изменяются от 0,2 до 226, иногда до 385—500 м'сутки в районе городов Калуги — Сухиничей и Нелидова. Чаще значения коэффициента фильтрации колеблются в пределах от 0,2 до 60,0 л сутки.
По долинам выходят многочисленные, часто мощные, иногда восходящие родники с дебитом от 0.1 до 92 л)сек. Для большинства родников характерно резкое реагирование на выпадение дождей и снеготаяние, при котором дебиты возрастают на 20—35% по сравнению с меженным периодом. Количество родников постепенно уменьшается в направлении от границы распространения водоносного горизонта к центральным районам территории.
Водоносный горизонт наиболее изучен в районах, прилегающих к границам его распространения. Здесь сосредоточено наибольшее количество разведочных и эксплуатационных на воду скважин и проведены его детальные гидрогеологические исследования на угольных месторождениях. При характеристике водоносного горизонта в центральных районах можно опираться только на данные разведочных и эксплуатационных на
ВОДЫ КАМЕННОУГОЛЬНЫХ ОТЛОЖЕНИИ
213
воду скважин. Документация последних часто бывает неполной, нередка О1раничивается сведениями о дебите без указаний величины понижений.
Северо-восточнее линии Касимов — Москва — Калинин — пос. Лесное вообще встречаются лишь единичные скважины, и сведения о водообильности горизонта и водопроницаемости известняков практически отсутствуют. В табл. 11 приводится характеристика водообильности. серпуховско-окского водоносного горизонта по отдельным районам его-распространения. Заметно, что верхние водоносные подгоризонты наиболее водообильны, в частности, веневский подгоризонт в западных районах характеризуется удельными дебитами от 3,4 до 58 л/сек и коэффициентом фильтрации 72—294 м'сутки. Другие подгоризонты дают наивысшие показатели по удельному дебиту и коэффициенту фильтрации на участках, где тот или иной подгоризонт залегает первым от поверхности непосредственно под четвертичными отложениями. В этих случаях водопроницаемость михайловских известняков характеризуется коэффициентом фильтрации до 216 м'сутки, а алексинских до 385 м сутки.
Водообильность горизонта увеличивается от верховьев долин к их устьевой части. Эта закономерность достаточно отчетливо выявлена при поисковом бурении на воду в южных районах, в частности, по долинам Осетра и Вашаны. К водоразделам водообильность горизонта существенно уменьшается, и удельный дебит имеющихся здесь одиночных скважин обычно не превышает 0,3—0,4 л;сек, иногда скважины практически безводны. При групповых откачках севернее Тулы при суммарном дебите порядка 30 л'сек и понижении в центре депрессионной воронки до 33 м радиус влияния достигал 2—3 км. Дебит родников колеблется от 0,1—1,3 до 2,5—5,6 л 'сек.
В северных районах имеющиеся ограниченные данные характеризуют водоносный горизонт только на отдельных участках: восточнее Вышнего Волочка до пос. Лесного, Максатихи и Бежецка. Здесь фонтанирующие скважины давали дебит от 0,3 до 30,0 и даже до 100 л'сек. При вскрытии отдельных окских водоносных подгоризонтов дебит скважин уменьшается, не превышая 4—12 л'сек, при понижениях до 12 м. удельный дебит порядка 0,3 л сек. В центральных районах, между Волгой и Окой скважины располагаются преимущественно по долинам или вблизи от них. Скважин здесь немного и фактический материал, характеризующий водоносный горизонт, ограничен.
Указанные выше закономерности в изменениях водоносности пород подтверждаются величинами водопроводимости, рассчитанными суммарно для протвинского и серпуховско-окского водоносных горизонтов1. В пределах площади распространения указанных водоносных горизонтов по диапазону изменений величин водопроводимости выделяется четыре района с различными значениями km (м2! сутки)-. 1) более 1000; 2) от 1000до400; 3) от 400 до 100; 4) менее 100. Значения km менее 400 м2/сутки характерны для водоразделов, значения, превышающие хгу величину, — для долин и прилегающих к ним участков.
Севернее и восточнее линии Кашира—Тула—Серпухов—Можайск— Сычевка—Зубцов—Торжок расположен четвертый район, где преобладают значения km менее 100 м2'сутки, не только по водоразделам, на нередко и по долинам. К западу и к югу от этой линии, т. е. ближе к периферии области распространения водоносных горизонтов, значения km увеличиваются и изменяются от 100 до 400 м2/сутки, и эта область относится уже к третьему району.
1 Расчеты проведены в Подмосковной гидрогеологической партии Гндрорежнм-ной экспедиции ВСЕГИНГЕО (Ковалева и др. 1963).
214
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
Пр» фонтанировании с по пнс'ннгм на 0,2 и.
ВОДЫ КАМЕННОУГОЛЬНЫХ ОТЛОЖЕНИИ
215
Наибольшие величины km приурочены к наиболее крупным долинам, гте их значения возрастают до 400—1000 м2/сутки и даже более, достигая местами 5270—10150 мР/сутки. Площадь с величинами km более 1000 м2/сутки составляет первый район, представленный разрозненными небольшими участками. Такие участки выявлены в северо-западной, западной, южной и центральной частях территории в долинах Меты, Цны, Волги, Вазузы, Брыни, Бори, Оки, Осетра, Истры и других рек, в верховьях Днепра. К этим долинным участкам обычно примыкают окайм аяющие площади, приуроченные к склонам долин или занимающие отдельные участки самих долин, со значениями km от 1000 до 400 м2/сутки, т. е. относящиеся ко второму району.
Наиболее высокие уровни вод тарусско-окского горизонта наблюдаются весной, наиболее низкие — в конце зимы. Промежуточный пик па кривой колебаний уровня приурочен к периоду осенних дождей. Наиболее резкая амплитуда колебаний уровня отмечена для верхних подгоризонтов. Так, в районе Селижарова уровень вод в веневских известняках на участках, прилегающих к оз. Волге и долине Волги в весенний паводок повышается на 3—4 м.
Помимо сезонных колебаний выявляется систематическое понижение уровня вод горизонта в многолетнем разрезе, по-видимому, связанное с интенсивной эксплуатацией подземных вод для водоснабжения, а также с водопонижением при разработке месторождений полезных ископаемых. Так, в районе Москвы с 1940 по 1961 г. уровни воды в скважинах снизились на 11—15, а местами до 31 м. В районе Можайска с 1938 по 1954 г. снижение составило 6,2 м, в самом Можайске с 1948 по 1954 г. глубина залегания уровней увеличилась на 15—16 м, в районе Вереи в 1953—1954 гг. на 13 м, а у ААалоярославца с 1941 по 1954 г. до 32—33 м. В районе Зарайска снижение уровней достигло 21 м.
Наряду с этим имеются участки, где в связи с уменьшением водозабора наблюдается повышение уровней. Так, в районе Вязьмы с 1954 г. в некоторых скважинах уровень повысился до 24 м. На отдельных участках в районе Малоярославца повышение уровня с 1951 г. достигло 14 м.
По химическому составу воды серпуховско-окского водоносного горизонта в пределах площади их распространения вплоть до района Москвы относятся к гидрокарбонатным кальциевым, с сухим остатком 0,2—0,6 г/л. Анализы проб воды, отобранных из одной и той же скважины в разные годы, показывают, что химический состав воды и степень ее минерализации довольно стабильны. Сухой остаток обычно изменяется не более чем на 0,15 г/л. ЛАестамп в районах, находящихся севернее Тулы и северо-западнее Вязьмы, наблюдается уменьшение величины сухого остатка до 0,19—0.08 г/л, а в районе г. Юхнова, наоборот, увеличение его до 0,8 г/л.
Санитарное состояние водоносного горизонта вполне удовлетворительное, колн-титр, как правило, более 333, лишь местами отмечается загрязнение горизонта. Довольно обычным считается наличие в воде следов железа, иногда его содержание повышается до 1 мг/л, значительно реже до 1,4—5,0 мг/л. Более высокие концентрации встречаются как исключение и отмечены в отдельных скважинах, например, в районе г. Сараи, где содержание железа в воде достигает 16 мг/л\ северо-западнее Вязьмы, где оно повышается до 60 мг/л, Гжатска и Андреаполя — до 8—30 мг/л.
В последнем районе расположены Андреапольские железистые источники, на базе которых в XIX веке (1810—1831 гг.) существовал небольшой курорт. При их детальном обследовании, произведенном Б. Н. Смирновым и др. в 1949 г., установлено наличие двух типов родни
216
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
ков. К первому относятся нисходящие родники, расположенные вдоль обрывов веневских известняков по правому и левому склонам долины Западной Двины в Андреаполе. Дебит их составляет 20—30 л'сек, температура воды 6,1—7,7 °C, при температуре воздуха 20,6 °C; химический состав, отвечающий формуле
Л. НСО385С18 1’10 3-------- 
Ca83MgI3
типичен для вод рассматриваемого водоносного горизонта. В водах родников этого типа железо или не обнаружено, или выявлены только его следы.
Ко второму типу относятся восходящие железистые родники с дебитом до 0,1 л'сек п температурой 8,4—13,7°C, расположенные в 1,5 км от бровки левого склона долины Западной Двины. Для них характерно резкое повышение дебита до 0,8 л сек сразу после выпадения дождей и обильный железистый осадок в местах их выхода. Содержание железа в этих родниках колеблется в пределах от 2 до 30 жг л, по остальным ингредиентам вода родников примерно аналогична воде родников, не содержащих железа. Содержание железа изменяется во времени в зависимости от количества выпадающих атмосферных осадков. После продолжительного бездождливого периода оно достигает максимума, но на следующий день после дождя резко снижается до минимума, после чего вновь постепенно повышается. Питание таких родников происходит за счет просачивания напорных вод веневских известняков через железистые отложения, содержащие включения бобовой руды, распространенные в небольших заболоченных впадинах на равнинной поверхности левобережья Западной Двины. При просачивании через эти железистые ссадки воды, по-видимому, и обогащаются железом.
В некоторых районах отмечено изменение химического состава вод и повышение количества сухого остатка. Например, в районе г. Михай-гюва отмечен аномальный гидрокарбонатный натриевый состав вод с сухим остатком до 3,1 г/л и содержанием железа до 5,1 мг'л. Возможно, что это связано с подтоком глубинных вод через пески, выполняющие глубокую доверейскую долину, врезанную до хованско-озерскпх отложений и вытягивающуюся от пос. Серебряные Пруды к г. Пронску несколько северо-восточнее Михайлова.
Северо-восточнее Шилова, Подольска, Калинина, по направлению к Почелмскому прогибу и центральным районам Московской синеклизы, воды серпуховско-окского горизонта переходят в сульфатные кальциевые и сульфатные натриевые, причем повышается их общая минерализация. По-видимому, это в значительной мере объясняется постепенным усилением загипсованности водосодержащих пород в северо-восточном направлении. Так, несколько севернее Шацка, у сел. Н. Мальцеве в воде существенно повышается содержание сульфатов до состава:
..	HCO347SO430CI23
Д') О у-----------.
Ca39Mg37
В районе Спасск-Рязанского в одной пз скважин уже в каширском водоносном горизонте вскрыты сульфатные натриевые воды с минерализацией 0,6 г/л. Можно ожидать, что в таком более глубоком водоносном горизонте, как серпуховско-окский, также распространены близкие по составу воды, но с несколько повышенной минерализацией. Более определенные сведения имеются по району Подольска, где вскрытые воды этого горизонта имеют следующий состав:
SO452HCO346
Мо 5------------------•
' Ca35Mg34(Na + K)31
ВОДЫ КАМЕННОУГОЛЬНЫХ ОТЛОЖЕНИИ
217
В районе Клина состав вод серпуховско-окского горизонта характеризуется формулой
SO467HCO326 Л10.7------------:.
Са39 Mg39 (Na+K)2 2
В районах, прилегающих к Зарайскому поднятию, в Зарайске и Коломне воды также нередко сульфатные кальциевые с сухим остатком до 1,2 г/л, со значительным содержанием хлора и сероводорода. При этом в одной п той же скважине в Зарайске наблюдалось снижение сухого остатка с 1,2 гл — по анализу на июнь 1936 г.— до 0,4 гл — в сентябре 1957 г. с переходом вод из сульфатных кальциевых в гидрокар-бонатные кальциевые. Содержание железа повысилось от 0,2 мг,л в 1936 г. до 1,4 мг!л в 1957 г.
В Касимове рассматриваемый водоносный горизонт опробован совместно с яснополянским и хованско-лебедянским. Смешанные воды имеют состав
..	SO453C145
Мб,9------------------ .
(Na + К) 53Са28 Mgl9
На ст. Максатиха в интервале залегания серпуховско-окского водоносного горизонта опробованы воды следующего состава:
..	SO451C146
Мб.б------------------ •
(Na 4-К) 66Ca24MglO
В районе Бежецка воды горизонта не были опробованы, но поскольку залегающие выше воды протвинского водоносного горизонта относятся к хлоридным натриевым с сухим остатком 11,3 г/л, то и в серпуховско-окском горизонте можно предполагать наличие вод того же типа, но более высокоминерализовапных. В Кашине горизонт опробован совместно с протвинским, смешанные воды являются хлоридными натриевыми с сухим остатком 20,2 г л. В районе Ярославля, за пределами рассматриваемой территории, у Горького и Вологды, где также было произведено совместное опробование водоносных горизонтов, минерализация хлоридных натриевых вод возросла до 56—190 г л.
Яснополянский водоносный горизонт (Clip). Западная граница распространения яснополянского водоносного горизонта проходит от городов Осташкова на Андреаполь, Нелидово, Белый, Екимовичи п отстоит от границы распространения серпуховско-окского водоносного горизонта на 8—20 км. Только в районах между Белым и Екимовичами это расстояние увеличивается до 50—80 км. Южная граница от Екимовичей идет примерно на Ряжск и в районе Тулы она отходит к югу от границы серпуховско-окского водоносного горизонта на расстояние до 90 км.
Водоупорной кровлей горизонта служат тульские, иногда пнжне-алексинские глины непостоянной мощности, изменяющейся от нескольких метров до 20 м и более. В полосе между границей своего распространения и границей распространения верхпетульской глинистой пачки водоносный горизонт часто не имеет сколько-нибудь выдержанной водоупорной кровли. Исключением здесь являются только водораздельные участки, на которых в кровле развиты глины юры или иеокома. В основании водоносного горизонта залегают бобриковские глины невыдержанной мощности. В довизейских депрессиях нижний водоупор отсутствует. На таких участках водоносный горизонт довольно тесно взаимосвязан как с вышележащими —- четвертичными и мезозойскими, так и с нижележащими водоносными горизонтами.
218
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
Водовмещающими породами являются пески, местами прослои известняков тульского горизонта и пески бобрпковского горизонта и малииовских слоев. Приуроченность подземных вод почти исключительно к мелкозернистым, нередко глинистым пескам резко отличает яснополянский водоносный горизонт от выше- и нижележащих водоносных горизонтов, приуроченных преимущественно к карбонатным породам трещиноватым и закарстованным, поэтому оборудование скважин здесь требует более сложных фильтров. При эксплуатации скважин нередко происходя г осложнения, а борьба с водами при разработке месторождений полезных ископаемых затрудняется неустойчивостью обводненных песков в откосах карьеров, а также в кровле и почве подземных выработок. Водоотдача горизонта значительно ниже водоотдачи карбонатных пород. По этим причинам воды яснополянского водоносного горизонта сравнительно редко используются для водоснабжения, за пределами месторождений угля он изучен меньше, чем ранее рассмотренные водоносные горизонты.
Водоносный горизонт имеет довольно сложное строение вследствие литологической невыдержанности водовмещающей толщи. Водоупорные пласты глин внутри горизонта разделяют его на отдельные водоносные подгоризонты, слои и линзы в той или иной мере гидравлически взаимосвязанные, но на отдельных участках иногда изолированные друг от друга. Нередко в водоносном горизонте нет единой пьезометрической поверхности.
В верхней части тульских отложений подземные воды приурочены к прослоям и линзам песков, развитых среди толщи преимущественно глинистых пород. В южных районах в этой части разреза появляются прослои известняков с приуроченными к ним водами. Такое строение определяет спорадическое распространение подземных вод в верхнетульских отложениях (Cjf/2) - В нижней части тульских отложений залегают довольно выдержанные так называемые «надугольпые» пески. Подземные воды этих песков составляют самостоятельный водоносный пласт (Ci//t). Второй, менее выдержанный, водоносный пласт (Cibb) обычно приурочен к так называемым «подугольным» пескам в нижней части бобрпковских отложений. В пределах угольных месторождений эти водоносные пласты разделены глинистой пачкой верхней части бобри-ковских отложений с пластами углей, но вне месторождений они обычно сливаются в общий нижнетульско-бобрпковский водоносный подгоризонт (Cibb + llt) яснополянского водоносного горизонта.
В Ханппском районе Тульской области на небольшой площади распространен малиповский водоносный подгоризонт (С|Ш/г), приуроченный к мелко- и тонкозернистым пескам нижней части малииовских отложений, имеющих мощность до 10 м. В его кровле залегают жирные Малиновские глины мощностью до 23 м, среди которых также встречаются обводненные прослои и линзы песков мощностью до 4 м. В основании Малиновского водоносного подгоризонта часто залегают обводненные чернышинские известняки, и их воды обычно тесно взаимосвязаны с водами песков.
Таким образом, яснополянский водоносный горизонт состоит из верхнетульского (с водами спорадического распространения), нижне-тульско-бобрнковского и Малиновского водоносных подгоризонтов. Последний приурочен к эрозионным впадинам довизейского рельефа.
Рельеф кровли яснополянского водоносного горизонта сложный вследствие частых фациальных переходов водоупорных глин в водовмещающие пески, а иногда и в известняки. В общих чертах, как и для вышележащих водоносных горизонтов, наблюдается постепенное погру
ВОДЫ КАМЕННОУГОЛЬНЫХ ОТЛОЖЕНИИ
219
жение кровли от периферии распространения водоносного горизонта к центральной части Московской синеклизы и к осевым частям Пачелм-ского и Владимиро-Шиловского прогибов. Наиболее высокие абсолютные отметки кровли самых верхних обводненных прослоев приурочены к районам, прилегающим к границам распространения водоносного горизонта, где они колеблются от 225 до 130 м. Эта зона наибольших отметок кровли проходит примерно через районы Богородицка, Тулы (Щекино— Лаптеве), Ханина, Сухиничей (Киров), Издешково (Ельня, Дорогобуж), Нелидова, Андреаполя, Селижарова, Осташкова (Фирово). От этих районов наблюдается некоторое снижение отметок кровли на юг и юго-запад, но в основном снижение идет в северо-восточном направлении.
К районам г. Сараи, пос. Серебряные Пруды, городов Алексина, Гжатска, Зубцова (Ржева, с. Луковникова, г. Кувшинова) и Бологое отметки падают до 80—50 м, местами достигая 30—20 м, а к районам Шацка, Серпухова, Можайска (ст. Дорохове), Торжка переходят через нулевое значение, снижаясь до отметок 16—83 м, а к пос. Лесному до 95 м. В районе Москвы отметки кровли составляют 100—149 м, у Касимова— до 164 м, у Клина и Максатихи — до 171 —175 м ниже уровня моря. Наиболее низкие отметки кровли горизонта отмечаются восточнее Москвы у Ногинска, где они достигают 194 м ниже уровня моря. Далее к северо-востоку водоносный горизонт погружается еще больше и совершенно не изучен. Лишь по скважине в районе г. Любима выделены яснополянские отложения, их кровля здесь залегает на отметке минус 648 м.
В соответствии с погружением кровли и колебаниями отметок поверхности земли изменяются глубины залегания водоносного горизонта. Наиболее близко к дневной поверхности водоносный горизонт расположен в юго-западных районах, где водовмещающпе породы вдоль границы своего распространения перекрываются лишь четвертичными отложениями. Здесь глубина залегания горизонта по долинам колеблется от нуля до нескольких метров, возрастая на водоразделах до 95 м ог поверхности земли. К районам городов Сараи, Серпухова, Вереи, Торжка глубина залегания водоносного горизонта увеличивается до 108—186 м, в районе Можайска (ст. Дорохове) и пос. Лесного составляет порядка 210—214 м, к районам Касимова, Москвы (Ногинска), Клина и Максатихи возрастает до 227—345 ж, а к Дмитрову, Загорску и Клину (ст. Поваровка) до 391—406 м. В районе Любима отмечена максимальная глубина, составляющая 788 м от поверхности земли.
Мощность отдельных водоносных слоев песка весьма изменчива, от 0.1—0,3 до 50—60 м, обычно от 1—2 до 15—20 м. Арестами в довизей-ских размывах мощность водоносных песков достигает 80—100 .и; мощность отдельных пластов водоносных известняков в верхнетульской глинистой толще обычно не превышает 1—4 м. Вблизи склонов долин мощность обводненных пород нередко несколько уменьшается за счет дренирования верхней части толщи.
Наиболее высокие абсолютные отметки пьезометрических уровней вод яснополянского водоносного горизонта наблюдаются южнее Тулы, в районе ст. Барятино, Издешково, Нелидово, Оленино, Андреаполя и северо-восточнее Селижарова, где они достигают 250—211 м. Некоторое снижение — до 199—172 м — отмечено на юго-запад к районам городов Сухиничей, Екпмовичей и Смоленска. Основное снижение отметок пьезометрических уровней вод горизонта до 140—100 м идет на северо-восток, к долинам Волги, Оки и их притоков. В районе Любима эти отметки составляют около 118 м, а в районе Пронска—Кораблино они снижаются до 108—98 м. Наиболее низкие отметки уровней отмечены по долине Меты северо-западнее Бологое близ Боровичей, где они падают до 70 ж.
220
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
Как правило, наиболее высокие отметки уровней вод горизонта приурочены к водоразделам, даже при наличии в их пределах водоупорной кровли. К долинам ближайших рек и вдоль продольного профиля последних эти отметки снижаются. Отметки уровней понижаются также по направлению к погребенным дочетвертичным долинам, прорезающим в западных районах карбоновый уступ и местами достигающим отложений девона. Снижение отметок наблюдается только в тех случаях, когда дочетвертичные долины выполнены более грубозернистым песчаным материалом по сравнению с водосодержащими песками яснополянского водоносного горизонта. При заполнении указанных долин глинистым материалом морен, наоборот, создается подпор для потока подземных вод, что можно наблюдать в районах Издешково, Сычевки, Нелидова, Андреаполя, Селижарова, Боровичей.
На водоразделах уровни вод верхних водоносных пластов обычно имеют более высокие отметки, по сравнению с уровнями более глубоко залегающих пластов. По долинам нередко наблюдается обратное соотношение — верхние водоносные пласты дренируются интенсивнее. При вскрытии глубоких водоносных слоев скважины иногда дают самоизлив. Эта разница в уровнях наиболее существенна для участков, где отдельные водоносные пласты достаточно изолированы один от другого. При тесной гидравлической взаимосвязи различия в уровнях становятся неощутимыми.
Раздельное опробование водоносных пластов горизонта проводилось преимущественно на угольных месторождениях. В табл. 12 приведены абсолютные отметки уровней для различных водоносных подгоризонтов яснополянского водоносного горизонта по данным, полученным на некоторых угольных месторождениях и при разведках на воду. Наблюдается снижение отметок от водоразделов к долинам.
Таблица 12
Отметки уровня вод подгоризонтов яснополянского водоносного горизонта
Район		Всрчнетульский подгоризонт с водами спорадического распространения Cttlz		1 1ижнстульско-бобрн-ковский подюрн ОНТ	
		известняки	пески	«падуголь-иъш» водоносный пласт Cj/Zt	«поду г ел fa-ный» водоносный пласт Cibb
Пронск (Скопин и	Михайлов,)		250	170	240- 180		
Тула и Венев . .		212	155	214—150	200—140
Долина р. Оленя	ого-восточнее Тулы ...	210	180	197—179	—
Алексин 			203	140	194 -157	192—140
Нелидово . . . .		209	189	211 — 187	211 — 189
Бологое (Боровичи	Валдгп) 		189	70 '	—	—
В табл. 13 приведены соотношения отметок уровней вод самых верхних и самых нижних водоносных слоев яснополянского водоносного горизонта по некоторым одиночным скважинам.
Из данных, приведенных в табл. 13, видно, что на водоразделах и их склонах, а также в верховьях долин отметки уровней вод понижаются от верхних водоносных прослоев (С^/г) к нижним	, а раз-
ность отметок изменяется от 1.6 до 21,8 ж. В долинах и вдоль их склонов, где отметки уровней вод нижних водоносных прослоев выше отметок 5 ровней вод верхних слоев, разность в уровнях значительно меньше,
ВОДЫ КАМЕННОУГОЛЬНЫХ ОГЛ О ЖЕН И П
221
Таблица 13
Отметки уровня яснополянского водоносного горизонта по одиночным скважинам
Район	Абсолютные отметки, it		Разность в уровнях, и	
	верхний водоносный прослой, преимущественно CJZ2	нижний водоносный прослой, преимущественно Cjbb-L tlr	водоразделы и их склоны (при снижении отметки к нижнему слою)	ДОЛИНЫ и их склоны (при повышен и и отметки к нижнему слою)
Селижарово:				
дер. Кон опад 		204,4	206,0	—	1,6
пос. Всходы		178,4	182,1	—.	3,7
пос. Всходы		192,8	196,0	—.	3,3
Пос. Всходы (дер. Большевик)		181,8	185,3	—	3,5
Кашира	 			113,1	118,5	—	5,4
Пос. Всходы		194,9	191,7	3,3	—.
Пос. Всходы (дер. Иваново) 		223,0	222,0	1.1	—
Ст. Барятино (дер. Сельцо)		208,6	202,4	6,2	—•
Сухиничи (дер. Калинино)			178,8	157,0	21,8	—
Сххиннчи (дер. Слободка) 		164,9	147,3	17,6	—•
Калуга (дер. Мордвинове)		154,1	147.8	6,3	—
Алексин (сел. Рюриково) . 			147,8	142,5	5,8	—•
Тула:				
дер. Банино ...	....	175,7	165,2	10,6	—•
дер. Барсуки .			174,7	155,7	19,0	—
дер. Слобода 		186,9	166,8	20,6	—-
Щекино	 ...	195,2	182,9	12,4	—
Михайлов (сел. Князевское)		179,0	174,0	5,0	—.
Тула (ст. Ждановка)		217,7	201,8	15,9	—
Кораблино:				
ст. Алешино		108,4	103,6	4,8	—
ст. Кораблино		130,9	117,0	13,9	—.
сел. Пониевка		165,2	144,2	21,0	—
чем по водоразделам; здесь она обычно не превышает 1,6 м (изредка 5,4 л’).
Из приведенных материалов видно, что для яснополянского горизонта, как и для ранее описанных, основная область питания расположена в пределах водораздельных пространств между верховьями Волги, Оки, Дона, Днепра, Западной Двины, Меты и их притоков. Достаточно отчетливо выявляется и основное дренирующее влияние долин перечисленных рек и их притоков па воды яснополянского водоносного горизонта. В отдельных районах, главным образом в западных, существенное влияние на направление движения подземных вод имеют погребенные дочетвертичные, а иногда и довизейские долины. Отмечается как прямой уклон потока по направлению падения водовмещаю-ших пластов, так п обратный — против их падения. Помимо дренирующего влияния современных п погребенных долин, на распределение уровнен и направление движения вот влияют и водопонизительные мероприятия, которые проводятся на эксплуатируемых месторождениях углей. Эксплуатация водоносного горизонта для целей водоснабжения не оказывает сколько-нибудь существенного влияния на ресурсы и режим яснополянского водоносного горизонта вследствие незначительного использования его для этих целей и обычно малых радиусов влияния откачек.
Статические уровни горизонта по фонтанирующим скважинам колеблются от 0,1 до 15,0 м выше поверхности земли. Такие скважины расположены в долинах рек в районах Касимова, Шацка, Каширы,
222
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
Екпмовичей, пос. Всходы, Издешкова, Бологое п Максатпхи. В долинах, прорезающих яснополянские отложения на участках многочисленных родников и мочежин, они близки к нулю, а на водоразделах устанавливаются до 59—85 м ниже поверхности земли.
Вдоль границы распространения водоносного горизонта воды преимущественно безнапорные, но в глубоких слоях, обычно в нижнетуль-ско-бобриковском подгоризонте, они обладают напором. При погружении в северо-восточном направлении водовмещающих песков под толщи глин воды яснополянского горизонта повсеместно приобретают напор, величина которого над кровлей соответствующих водоносных подгоризонтов или отдельных водоносных пластов достигает 108—130 м. Для первых от поверхности водоносных прослоев верхнетульского подгоризонта величина гидростатического напора над их кровлей обычно не превышает 45—60 м, обычно она меньше. К районам городов Сараи и Бологое напор увеличивается до 88—95 м, в районе пос. Лесного он порядка 184 м, а к Касимову напор возрастает до 271 м. Близ г. Москвы и далее на северо-восток величина напора над кровлей горизонта еще более увеличивается и в районе г. Любима напор достигает 766 м.
Водообильность яснополянского водоносного горизонта в общем невелика. Удельные дебиты скважин изменяются от 0,002 до 1,7 л/сек, изредка повышаются до 2,3—6,1 л/сек, чаще всего они составляют 0,05—0,6 л/сек. Дебиты скважин при понижениях от 1 до 27, местами до 60 м изменяются в пределах от 0,2 до 7,2 л]сек, изредка повышаясь до 10,7 л'сек или иногда падая до 0,06—0,007 л/сек. Коэффициент фильтрации изменяется от 0,19—0,25 до 4,8, иногда до 6,5—9,6 м/сутки.
В отличие от ранее рассмотренных водоносных горизонтов, приуроченных в основном к трещиноватым карбонатным породам, водообнль-ность яснополянского водоносного горизонта, приуроченного преимущественно к пескам, меньше зависит от характера современного рельефа н в основном определяется изменением гранулометрического состава всдовмещающих песков и распределением фаций. Наибольшая водообильность водоносного горизонта отмечается по глубоким довизейским размывам, выполненным крупнозернистыми песками. Наименьшая водообильность горизонта характерна для участков, приуроченных к повышениям довизейского рельефа, где преобладают глинистые отложения обычно с углистыми прослоями, а пески маломощны и представлены тонкозернистыми глинистыми разностями.
При опробовании откачками верхнетульских известняков для целей водоснабжения удельные дебпты скважин изменялись от 0,01 до 2,8 л'сек при дебитах от 0,06 до 8,33 л/сек и понижениях от 0,5—1,0 до 20—33 м. Коэффициент фильтрации для водовмещающих известняков колеблется от 10 до 65 м/сутки.
Детальные гидрогеологические исследования на угольных месторождениях Подмосковного буроугольного бассейна были проведены с раздельным опробованием подгоризонтов. Результаты этого опробования приведены в табл. 14.
Яснополянский водоносный горизонт можно охарактеризовать по величине водопроводимости в пределах южной и юго-западной частей площади его распространения, примерно до линии Кораблино—Венев— Алексин—Износки—Сычевка—Селижарово. Северо-восточнее этой линии откачки из горизонта проводились в исключительных случаях и данных для расчета km по существу нет. Наибольшей водопроводимости яснополянского водоносного горизонта надо ожидать в пределах погребенных довизейских долин вследствие увеличения здесь мощности водоносных песков, а нередко и возрастания крупности фракций. Современ-
ВОДЫ КАМЕННОУГОЛЬНЫХ ОТЛОЖЕНИИ
223
Таблица 14
Характеристика водоносных подгорнзонтов Подмосковного буроугольного бассейна
Водоносный подгорнзонт или пласт	Удельный дебит, л [сек	Коэффициент фильтрации, mJ сутки
Верхнетульскне известняки (Cj//»)	.... Верхнетульскне пески (Сх//2)	 Надугольные пески (СУК)	 .... Подугольные пески (Cjbb)	 Угольные пласты (С,ЬЬ)		0,003—6,40 0,001—1,96 0,003—1,0 0,01—0,39 0,0001—0,01	0.015—40,0 0,03—31,0 чаще до 6,0 0,001—13,0 0,01—5,5 до 0,01—0,5
пые долины, наоборот, могут обусловить уменьшение величин водопро-водимости для этого горизонта ввиду размыва песков и уменьшения их мощности без существенного изменения гранулометрического состава.
Выявленные к настоящему времени наибольшие значения величии водопроводимости яснополянского водоносного горизонта обычно не превышают 850 м2/сутки. Наиболее высокая водопроводпмость наблюдается вдоль верхней части течения р. Угры в районе пос. Всходы—Знаменка, где значения km изменяются в пределах 530—805 м2/сутки. Несколько шире распространены участки со значениями величии водопроводимости в пределах 100—400 м21сутк,и. К ним относятся: участок южнее г. Юхнова по правобережью р. Рессы, на водоразделе между этой рекой и верховьями рек Малой Шегвы и Турея; участки в районах Сухп-иичей и Кирова, водораздел между реками Жиздрой и Окой южнее Сухиничей; небольшие участки севернее и юго-восточнее Тулы. Крупный участок расположен несколько северо-восточнее г. Ханино, он протягивается до Калуги вдоль Оки и захватывает низовья р. Черепети. Остальная — преобладающая часть площади, от границ распространения водоносного горизонта до указанной выше линии на северо-востоке, характеризуется величинами водопроводимости менее 100 м21сутк.и.. Такие же значения km преобладают вдоль южной границы распространения водоносного горизонта, где песчаный пласт выклинивается.
По своему химическому составу воды яснополянского водоносного горизонта относятся к гидрокарбонатным кальциевым с сухим остатком 0,1—0,5 г/л. Местами, например, в районах Тулы — в долине р. Олень — Вязьмы, Сараи — близ сел. Муравлянки — по отдельным водопунктам отмечены сульфатные кальциевые воды с повышением сухого остатка до 0,9—1,0 а/л. Для вод этого водоносного горизонта довольно обычен слабый запах сероводорода. Содержание железа в воде колеблется от следов до 1,0—1,5 мг/л, хотя иногда повышается до 4,5—5,1 мг,'л — в районе Сухиничей и даже 11,2 мг/л— в районе Издешкова.
Коли-титр не менее 250—333, но в районах неглубокого залегания вод вблизи населенных пунктов наблюдается их загрязнение. К юго-западным, южным и юго-восточным границам распространения водоносного горизонта отмечается некоторое увеличение содержания в воде железа, магния и сульфатов. Вероятно, обогащение железом объясняется подтоком вод из четвертичных (болотных) отложений. Обогащение сульфатами может происходить за счет разложения пирита, скопление которого обычны для угленосных слоев, а обогащение магнием — за счет подтока вод из доломитов турнейского яруса через погребенные долины.
По мере увеличения глубины залегания — от верхних водоносных подгоризонтов к нижним — минерализация вод несколько повышается. Так, в районе Дорогобужа воды нижнетульских «надугольных» песков
224
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
содержат сухой остаток в количестве 0,26—0,36 г/л при общей жесткости порядка 5,0 мг-экв, в водах бобриковских «подугольных» песков количество сухого остатка увеличивается до 0,36—0,40 г/л при повышении общей жесткости вод до 5,3—7,9 мг-экв. В районе Тулы воды верхне-тульских водоносных прослоев содержат сухого остатка 0,31—0,43 г/л при общей жесткости 2,8—7,2 мг-экв. Воды нижнетульско-бобриковского водоносного подгоризонта — «надугольных» и «подугольных» песков — характеризуются сухим остатком, изменяющимся в пределах 0,36—0,46 г/л, и общей жесткостью 4,6—6,5 мг-экв. В водах западной части района, примыкающего к г. Пронску, близ городов Михайлова и Скопина отмечается увеличение количества сухого остатка до 0,8 г'л и общей жесткости до 11,5 мг-же. Наблюдается некоторое снижение минерализации вод в восточной части этого района, где количество сухого остатка в воде не превышает 0.5 г л, а общая жесткость не свыше 7,9 мг-экв. В районе Кораблино минерализация вод примерно такая же, сухой остаток не более 0,5 г'л, общая жесткость не превышает 6—7 мг-экв, карбонатная жесткость менее 4—5 мг-экв. Здесь в «подугольных» песках северной части района местами наблюдается переход гидрокарбонатных кальциевых вод в сульфатные кальциевые.
Северо-восточнее линии Кораблино—Бологое расположена зона сульфатных вод. Состав их в различных районах неодинаков и характеризуется следующими формулами Курлова:
в районе Кораблино: Мо,5 Гб ;
в районе Селпжарово:
HCO380SO414
Рлол-----------
Ca60Mg31
в районе г. Сараи: Mi,о
SO4lQHCO3t'35C125
Ca43Mg40
в районе Касимова:
SO453C145 (Na + К) 53 Са28
Правда, в последнем районе опробованы смешанные воды серпуховско-окского, яснополянского и хованско-лебедянского водоносных горизонтов, но переход в указанной зоне от гидрокарбонатных вод юго-западных районов к сульфатным достаточно достоверен.
В районе пос. Лесного — ст. Максатихи и восточнее воды яснополянского горизонта становятся хлоридпыми. Так, по скважине в районе ст. Максатихи они имеют состав:
л. C170SO428
ЛЬо о ----------- •
(Na+K) 65Са24
Воды аналогичного типа вскрыты и в районе пос. Лесного, хотя здесь минерализация повышается до 14 г л за счет подтока вод из хованско-лебедянского водоносного горизонта. К району г. Любима минерализация яснополянского водоносного горизонта значительно повышается и здесь воды отвечают следующей формуле:
,.	С197
М„о —----------.
° (Na К) 75Са14
Упинский водоносный горизонт (С(ир) широко распространен в пределах описываемой территории. Западнее линии Осташков—Андреаполь—Белый—Рославль подземные воды в малевских и упинских отложениях— а в районе ст. Барятино также и в отложениях верхнетурней-ского подъяруса — имеют спорадическое распространение. Здесь воды
ВОДЫ КАМЕННОУГОЛЬНЫХ ОТЛОЖЕНИИ
225
содержатся в прослоях и линзах песков и глинистых доломитов, залегающих среди преимущественно глинистой толщи.
Южная граница распространения упинского водоносного горизонта проходит южнее Сухиничей—Кораблино (вблизи городов Жиздры, Волхова, Черни, Данкова). Восточнее и северо-восточнее линии Кораблино— Шилово—Шатура—Кимры—Калинин—Вышний Волочок турнейские отложения установлены только на небольшом участке северо-восточнее Ряжска, несколько севернее г. Александра-Невского. Указанная линия является предположительной северо-восточной границей области распространения рассматриваемого водоносного горизонта и примерно соответствует границе распространения малевских глин, подстилающих упинский водоносный горизонт. Упинский водоносный горизонт изучен преимущественно в южных районах своего распространения, где он является основным для водоснабжения и оказывает существенное влияние на обводненность угольных месторождений. Севернее Венева— Алексина—Калуги этот горизонт не изучен.
В довольно узкой полосе шириной от 5 до 20 км вдоль южной границы своего распространения водоносный горизонт по водоразделам залегает под келловей-оксфордскими и неокомскимп отложениями, преимущественно глинистыми и слабо водопроницаемыми. По склонам и долинам Жиздры, Оки, Упы, Плавы, Уперты и Дона в кровле водоносного горизонта лежат четвертичные образования и их воды тесно взаимосвязаны с водами описываемого горизонта. Севернее указанной полосы упинский водоносный горизонт погружается под глинистые отложения нижней части визейского яруса, которые и служат его водоупорной кровлей. Исключением являются довольно многочисленные участки довизейских размывов, выполненные песками, где воды упинского горизонта тесно взаимосвязаны с водами нижней части яснополянского водоносного горизонта.
Водоупорной почвой горизонта служат повсеместно распространенные малевские глины. На участках более глубоких врезов довизейских долин, широко развитых у южных границ распространения водоносного горизонта близ Богородпцка, Кпмовска, Ефремова и некоторых других, водовмещающие породы и подстилающий их малевский водоупор полностью размыты. По бортам таких погребенных долин, выполненных тульскими песками, водоносный гооизонт тесно взаимосвязан не только с яснополянским горизонтом, но через яснополянские пески также с нижележащими водоносными горизонтами, в первую очередь, с верхпе-фаменскнм — хованско-лебедянским.
Водовмещающпми породами служат упинские трещиноватые, нередко кавернозные известняки с прослоями глин, в районах г. Ханино по р. Черепети, а также близ Сухиничей, Козельска и Людиново, кроме того, ими служат чернышинские известняки и залегающие между черны-шинскими и упинскими известняками пески агеевских слоев '.
В северном и западном направлениях увеличивается количество глинистых прослоев, залегающих среди водовмещающих известняков и возрастает их мощность, а упинский водоносный горизонт распадается па ряд водоносных пластов. В западных районах подземные воды приурочены только к отдельным прослоям и линзам глинистых доломитов, доломитов, доломитовых мергелей, местами песков, чаще имеющих незначительную мощность и залегающих среди глин.
1 На участках, где чернышинские известняки полностью размыты, агеевские пески лежат непосредственно под литологически сходными визейскими отложениями, а заключенные в них воды являются частью яснополянского водоносного горизонта. 15 Заказ 161.
226
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ БОД
Ввиду интенсивного довизейского размыва водовмещающпх чере-петских и упинских карбонатных пород и литологической невыдержанности покрывающих визейских и мезозойских отложений, кровля уппн-ского водоносного горизонта имеет сложную поверхность. Наиболее высокие абсолютные отметки кровли отмечаются по водоразделам вдоль южной границы распространения водоносного горизонта. Южнее Тулы (ст. Волово) они достигают 223—221 м, снижаясь несколько севернее к району Богороднцка до 198—182 м, а к районам Тулы и Сухиничей—до 185—147 м. В западных районах наиболее высокие отметки кровли верхних водоносных прослоев и линз обычно не превышают 170—181 м (район Издешкова) и 165 лг (район г. Нелидово).
Некоторое снижение кровли водоносного горизонта в результате размыва водовмещающих пород и наличия местных изгибов слоев отмечается на юго-запад от полосы максимальных отметок кровли. Так, к югу от г. Ханино по долине Оки в районе г. Белева зафиксированы отметки кровли порядка 156 м при отметках на водоразделах восточнее Оки, в районе сел. Арсеньево, достигающих 198 м. К району г. Рославля отметки снижаются до 130—111 ж, а у г. Сафонова до 111—109 м при отметках кровли на водоразделах в верховьях р. Десны, в районе Ельни, до 152 м. Кровля горизонта, как и для ранее рассмотренных водоносных горизонтов, постепенно погружается в северо-восточном направлении к центральной части ААосковского артезианского бассейна. В районах городов Сапожка, Каширы, Серпухова, Вереи, Зубцова, пос. Луковнпково, пос. Лесного кровля достигает нулевых отметок, а близ А^осквы и ст. Редкиио — до 156—197 м ниже уровня моря.
На этом общем фоне погружения кровли водовмещающих пород отмечается ряд местных понижений и повышений, нередко с резким изменением отметок на коротких расстояниях. Так, юго-западнее г. Кораб-лино отметки изменяются ст 135 до 109 м, в районе Тулы от 175 до 129 м, у ст. Лаптево они составляют от 147 до 96 м, у Сухиничей от 135 до 111 ж, в районе Калуги от 121 —на водоразделах до 81 ж — в долинах, в районе Серпухова — от 33 ж выше уровня моря до минус 38 м.
Вскрытая скважинами мощность водоносного горизонта колеблется от 0,3 до 40 ж, чаще в пределах 3—29 ж, местами — вместе с прослоями глин, — возрастая до 57—67 ж. В отдельных районах вместе с черепет-скими отложениями мощность водоносного горизонта может достигать 90 м. В довизейских погребенных долинах мощность горизонта уменьшается вплоть до полного выклинивания на участках вреза этих долин в озерско-хованские отложения. В южных районах наиболее обычная полная мощность водоносного горизонта соответствует мощности водовмещающих упинских известняков и большей частью близка к 20—25 ж. В западных районах мощность отдельных водоносных прослоев и линз среди глин колеблется от 0,4 до 6,0 м, изредка больше, но обычно не свыше 10—15 м.
Упинский водоносный горизонт в основном напорный. Безнапорные воды встречаются в узкой (5—20 км) полосе вдоль западной границы распространения водоносного горизонта, главным образом вдоль склонов долин, где обнажаются упинские известняки и выходят нисходящие родники. На водоразделах скважин мало, а имеющиеся скважины или безводные или по ним нет достаточно достоверных данных, поэтому наиболее высокие абсолютные отметки уровней по существу не определены.
В южных районах по скважинам, расположенным ближе к склонам долин, и в долинах абсолютные отметки преимущественно напорных уровней доходят до 177—210 м, например, южнее Тулы, близ Богоро-дицка, Епифани, Узловой, Болохова, Щекина, у Венева и Сухиничей
ВОДЫ КАМЕННОУГОЛЬНЫХ ОТЛОЖЕНИИ
227
(Думпнпчи— Людиново) и ст. Барятино. При этом наибольшие значения отметок наблюдаются по водоразделу между реками Доном и Упои в районе Богородицка — Волохова. В западных районах абсолютные отметки пьезометрических уровней выше и достигают 187—222 м в районах Рославля, пос. Всходы, Издешкова, Нелидова — Андреаполя, Селижа-рова. Наиболее высокие отметки выявлены в районе Ельни, а наиболее низкие отмечены в районах Калуги — Алексина — Серпухова и Венева — пос. Серебряные Пруды, где они снижаются до 142—111 м и приобретают уклон к долинам Осетра и Оки. В районе г. Кораблино, по долинам рек Рановы и Прони, они падают до 127—104 м. Северо-восточнее рассмотренных районов, между Окой и Волгой уровни напорных вод упин-ского горизонта имеют отметки порядка 138 м у Звенигорода и 114 м на ст. Дорохове, с понижением на юго-запад к притокам Оки.
Сопоставляя приведенные данные, можно определить положение основной области питания водоносного горизонта в пределах водораздельных пространств между бассейнами Волги, Дона, Днепра и Западной Двины, включающих местные области питания по водоразделам между долинами притоков этих рек. Питанию водоносного горизонта атмосферными осадками благоприятствуют, во-первых, наличие карстовых воронок, имеющих диаметр от 3 до 70 м и глубину до 6—8 м. Такие воронки в тальвегах сухих ложбин иногда имеют открытые по-норы, а во-вторых, многочисленные известняковые карьеры, обычно расположенные, вдоль бортов долин.
Основное дренирующее влияние на воды горизонта оказывают долины притоков Волги, в первую очередь долина Оки, где происходит разгрузка главным образом через вышележащие горизонты. Именно в пределах долины Оки зафиксированы наиболее низкие отметки пьезометрических уровней вод горизонта — до 111—104 м,— в то время как в долинах Дона и его притоков наименьшие отметки составляют 121 м, в долине Днепра 168—162 м, а в долине Волги, в ее истоках они не опускаются ниже 204—194 м. В соответствии с взаимным расположением области питания и участков дренажа определяется и направление движения подземных вод, устремляющихся с юга, юго-запада и запада в основном к долине Оки. Отмечается некоторое изменение направления этого движения от местных водоразделов к долинам притоков Оки и Волги.
Наименьшая глубина залегания уровней воды зафиксирована в долинах и по их склонам, где наблюдаются многочисленные родники, нередко восходящие, и отдельные фонтанирующие скважины. К водоразделам глубина залегания уровня вод увеличивается. В южных районах глубина уровней колеблется в пределах от 3 м выше поверхности земли до 85 м ниже ее поверхности, а в западных районах она изменяется в основном от плюс 0,6 до минус 21 м.
Величина гидростатического напора над кровлей водоносного горизонта в южных районах колеблется в пределах от 50 до 90 м, постепенно уменьшаясь до нуля к долинам и к южной границе распространения водоносного горизонта. В направлении на север эта величина возрастает до 136 м к району пос. Серебряные Пруды. В западных районах величина гидростатического напора над кровлей наиболее глубоких водоносных пластов достигает ИЗ—102 м, но обычно она не превосходит 92—40 м. В центральных районах, у ст. Дорохове, напор вод над кровлей горизонта достигает 224 м, возрастая к Звенигороду до 301 м.
Водообилыюсть водоносного горизонта существенно изменяется в зависимости от современного и древнего (погребенного) рельефа. Это особенно отчетливо подтвердились при поисковых и разведочных работах
15*
228
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
на воду в районе Тулы — Щекино, в частности, по долинам Упы, Сежи, Бежкн, Олень, Непрейки и других рек. Как правило, наибольшая во-дообильность пород горизонта приурочена к долинам и их склонам, особенно в нижней части течения рек, здесь отмечается более интенсивная трещиноватость и нередки карстовые полости. На водоразделах мощность трещиноватой зоны уменьшается и воды приурочены главным образом к нижней части разреза, где трещиноватость затухает; в результате этого водообильность горизонта к водоразделам резко уменьшается.
На участках, прилегающих к склонам погребенных довизейских, а на западе и дочетвертичных долин, трещиноватость водовмещающих известняков также более интенсивна, и как следствие, водообильность горизонта выше. К центральным районам эта зависимость водообильно-сти горизонта от рельефа, главным образом современного, существенно уменьшается из-за значительного погружения водовмещающих пластов. В западных районах она также выражена слабее вследствие приуроченности вод к отдельным прослоям пород. Изменение водообильности упинского горизонта по районам его распространения приведено в табл. 15.
Таблица 15
Характеристика водообильности упинского водоносного горизонта
Районы распространения горизонта	Удельный дебнт, л/сек	Дебит, л [сек	Понижение, м
Южная часть территории в том числе:	От 0,001—0,1 до 19,0—23,0	От 0,03 до 10,0—25,0, реже до 31,0	0,2—39,0
южный район	От 0,3—4,0 до 12,2—23,0	—•	—
северный район, севернее и западнее Венева, Тулы, Калуги, Су-хиничей	0,1—0,2, чаще 0,01—0,09	—	—•
Центральная часть территории	0,004—0,91	0,2—20,0	22,0—57,0
Западная часть территории	От 0,0002—0,002 до 0,1—0,2, редко до 0,5	0,006—4,0	0,35—1,0 чаще 3,0—44,0
Резкое увеличение удельного чебита, достигающего 9,4 л!сек, в западных районах отмечается только по тем скважинам, которые вскрывают воды озерско-хованских доломитов и опробованы откачкой совместно с водами упинского горизонта. Такой же результат дает и вскрытие скважинами только отдельных водоносных прослоев в малевско-упин-ской толще, непосредственно соприкасающихся с мощным водоносным горизонтом в хованско-озерской доломитовой толще. В этих случаях дебиты скважин составляют от 3 до 22 л^сек при понижениях 1,0—15,0 м, изредка до 23,0 м. Дебиты родников обычно не превышают 0,2—1,0 л/сек.
Коэффициент фильтрации колеблется в весьма широких пределах, характеризуя резкую изменчивость водопроницаемости известняков. Для южных районов его величина составляет от 0,01 до 38 ж,'сутки, чаще 6—20 м1 сутки, иногда повышаясь до 60—85 и даже до 194,0 м/сутки. Наиболее высокие значения коэффициента фильтрации характерны для участков долин и их склонов. Арестами известняки, даже в долинах, монолитны и практически водонепроницаемы. Это явление недостаточно еще изучено. По-видимому, существенное значение имеет состав известняков, глинистые и окремнелые их разности с большим трудом поддаются разрушению. Кроме того, иногда разрушенная зона вдоль тальвега долин
ВОДЫ КАМЕННОУГОЛЬНЫХ ОТЛОЖЕНИИ
229
смыта или чаще имеющиеся трещины закальматированы глинистым материалом при позднейших процессах осадконакопления. В районе Каширы — Серпухова величина коэффициента фильтрации обычно не превышает 0,1—0,3 м/сутки, в западной части территории этот коэффициент для прослоев глинистых доломитов равняется 0,1—6,3 м'сутки, а для прослоев песков 0,3—9,4 м/сутки.
В южных районах, в результате интенсивной эксплуатации вод упинского горизонта для водоснабжения, а также проведения водопонизительных мероприятий при разработке угольных месторождений, на ряде участков формируются депрессионные воронки. Представление о величине радиуса этих воронок дают опытные групповые откачки. Так, в районе Тулы радиус отдельных депресспонных воронок превышает 2—3 км при понижениях от И до 43 м и при суммарном дебите до 2800 л сск. В долинах Сежи и Бежкп, правых притоков Упы, при групповой откачке с суммарным дебитом 43 л/сек и понижении до 5,4 м радиус влияния составлял от 0,8 до 1,8 км. В долине р. Оленя опытные откачки с дебитом 4,6 и 9,3 л/сек при понижениях на 5,5 и 6,3 м вызвали на расстоянии 530 м понижения уровней на 0,3 и 0,9 м.
От южной границы распространения упинского водоносного горизонта до линии, проходящей примерно через Пронск — Венев — Алексин несколько севеинее Калуги на Юхнов — Всходы — Екимовичи, выделяется четыре района, различных по величине водопроводимости.
Наиболее высокие значения водопроводимости, превышающие 1000 л;2/сутки, получены на отдельных небольших участках, вытянутых по современным и древним погребенным долинам. Эти участки составляют первый район, не имеющий сплошной площади распространения. Один из таких участков приурочен к долине Угры и ее правобережью, несколько выше г. Юхнова и до устья правого ее притока — Б. Березуя. Здесь величина водопроводимости достигает 1460—1580 м1/сутки. Другой участок выделяется по долине Оки в районе Калуги, величина km в пределах этого участка наибольшая и достигает 1200—4150 лг2 сутки. Третий участок вытянут вдоль долины Упы в ее верхнем течении, он характеризуется значениями km 1060—1340 м2/сутки . Четвертый участок также тяготеет к долине Упы, там значение km повышается до 1470 м2'сутки.
Второй район со значениями величин водопроводимости от 1000 до 400 м2[сутки также представлен отдельными участками, которые или окаймляют участки первого района, вытягиваясь вдоль склонов долин, или приурочены к долинам между участками первого района. Эти участки выделяются по долинам Угры и Оки — в районе Калуги, Упы — в районе Тулы, в верховьях р. Мокрой Таболы, левого притока Дона, по левобережью р. Вытебеть, южнее Сухиничей, по р. Черепети.
Более значительную площадь, для которой характерны величины водопроводимости от 400 до 100 м2/сутки, занимает третий район. Первый участок этого района протягивается по долине Оки — от южной границы области распространения водоносного горизонта до Алексина, р. Жиз-дры — ниже г. Людинова, р. Угры — ниже г. Юхнова. Второй участок расположен вдоль долины р. Упы — ниже Тулы, он занимает значительную плойдадь впе участков первого и второго районов. Остальные более мелкие участки расположены по долинам различных рек в районе г. Новомосковска.
Четвертый район со значениями водопроводимости меньше 100 м2/сутки занимает остальную, преобладающую, территорию, преимущественно представленную водораздельными пространствами и более мелкими долинами.
230
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
Причины различий в величине km, изменяющейся даже в пределах очной п той же долпны, еще недостаточно выяснены. По-видимому, они те же, что и для изменений характера и степени трещиноватости водовмещающих пород, определяющих величины km.
Воды упинского горизонта по химическому составу относятся к гид-рокарбонатным кальциевым с сухим остатком 0,1—0,8 г/л. Содержание железа изменяется от 0 до 1 мг/л, но нередко повышается до 1,6—2,2 и даже до 5,2—9,0 мг/л, иногда, например в районе Богородицка, достигая 16,0 мг/л. Жесткость общая составляет 3,1—7,0, иногда до 8,1 мг-экв. В южной части района на одном водозаборе с суммарным дебитом до 560 л,/сек, эксплуатирующем упинский водоносный горизонт, в течение 10 лет (с 1950 по 1960 г.) отмечалась значительная устойчивость качества воды, коли-титр не опускался ниже 500, хотя содержание железа в воде поднималось до 1,3 мг/л. По другим эксплуатационным скважинам на воду коли-титр также был обычно выше 300—333. Лишь по отдельным скважинам коли-титр снижается до 200—125 и даже др 10—3, отражая местные загрязнения водоносного горизонта вблизи отдельных населенных пунктов или промышленных центров.
Иногда воды загрязняются вследствие сброса промышленных сточных вод в реки, откуда загрязнение в ряде случаев проникает глубже, захватывая подземные воды ниже по течению реки. ЛАестамп водоносный горизонт загрязняется на участках водозаборов, подсасывающих загрязненные поверхностные воды. На отдельных участках, где долины полностью прорезают упинскпе и малевские отложения и вложены в ховаиско-озерские образования, жесткость вод упинского водоносного горизонта повышается до 14—30 мг-экв за счет смешения с более минерализованными. обычно сульфатными водами девонских водоносных горизонтов.
Близ Москвы зона гидрокарбонатных вод, по-видимому, сменяется зоной сульфатных. В качестве примера можно привести результаты анализа воды из горизонта по скважине в Звенигороде:
Мо5—SO*91 " Ca50Mg38 ’ но здесь упинский горизонт опробован совместно с хованско-лебедян-ским.
Как следует из изложенного, все водоносные горизонты нижиекамен-ноугольной толщи в той или иной степени взаимосвязаны и представляют собой общий водоносный комплекс. В кровле этого водоносного комплекса залегает мощный регионально выдержанный верейский водоупор, а в основании также выдержанный, хотя и маломощный малевский водоупор. Все промежуточные водоупоры между отдельными водоносными горизонтами нижнекаменноугольных отложений менее выдержаны по распространению.
Область питания всех водоносных горизонтов нижнего карбона приурочена к водоразделам бассейнов Волги, Дона, Днепра, Западной Двины и Меты, она расположена по периферии площади распространения водоносных горизонтов. Местные области питания приурочены к водоразделам между долинами притоков этих рек. Основное дренирующее влияние на водоносные горизонты нижнего карбона оказывают долины Волги и Оки при местном дренирующем влиянии других долин. По мере увеличения глубины залегания водоносных горизонтов возрастает роль упругого режима, а дренирующее влияние долин ослабевает, однако в пределах описываемой площади это влияние полностью не исчезает. В наиболее глубоких зонах режим подземных вод практически имеет
ВОЛЫ К УМЕН НОУ ВОЛЬНЫХ ОТЛОЖЕНИИ
231
застойный характер, резко увеличивается степень минерализации вод, и они переходят в рассолы.
На водоразделах абсолютные отметки пьезометров постепенно уменьшается от верхних горизонтов к нижним, в долинах наблюдается обратное соотношение. В долинах отмечается повышенная водообиль-ность водоносных горизонтов по сравнению с водоразделами, особенно для вод, приуроченных к пластам карбонатных пород. По химическому составу воды преимущественно гидрокарбонатные кальциевые с сухим остатком не свыше 0,8—1,0 г,'л. Лишь северо-восточнее Москвы воды переходят в сульфатные кальциевые, а затем и в хлоридные натриевые с сухим остатком свыше 190 г/л.
4. ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ И РЕЖИМА ПОДЗЕМНЫХ ВОД КАРБОНА
Условия залегания каменноугольных отложений и характер движения содержащихся в них подземных вод определяют ряд закономерностей: а) в соотношениях и изменениях пьезометрических уровней; б) в степени водообильности; в) в химическом составе основных водоносных горизонтов карбона на участках их совместного распространения. Эти закономерности имеют большое практическое значение для рациональной организации водоснабжения за счет подземных вод, оценки эксплуатационных запасов и организации их охраны, а также для эффективной борьбы с подземными водами при разработке месторождений полезных ископаемых и строительстве различных инженерных сооружений.
Прежде всего обращают на себя внимание уже давно отмеченные рядом исследователей (Белицкий, 1958; Гаврюхина, 1959) закономерности в положении пьезометрических уровней различных водоносных горизонтов карбона на участках их совместного распространения. При сравнении пьезометрических уровней водоносных горизонтов карбона можно заметить, что на подавляющей части водораздельных территорий в естественных условиях происходит снижение отметок от верхних водоносных горизонтов к нижним.
В долинах Волги, Оки, Западной Двины, Тверды, Вазузы и других рек, а также на прилегающих к ним участках в тех случаях, когда отметка уреза воды в реке ниже отметок пьезометрических уровней сравниваемых водоносных горизонтов, наблюдается обратное соотношение — отметки пьезометрических уровней возрастают по мере углубления скважин. Однако они не поднимаются выше отметок пьезометрических уровней этих же горизонтов на прилегающих водораздельных участках. Таким образом, на водораздельных территориях существуют условия, благоприятные для питания нижележащих горизонтов водами вышележащих. В крупных речных долинах, наоборот, создаются условия, благо--приятствуюшие дренированию глубоких напорных вод. В пользу возможного питания водоносных горизонтов на водораздельных территориях через толщу слабопроницаемых отложений говорит и то обстоятельство, что здесь на некоторых участках отмечаются куполообразные поднятия пьезометрической поверхности водоносных горизонтов карбона.
Необходимо отметить, что нарушение естественных условий может привести, а местами уже приводит, к изменениям характерных для этих участков соотношений пьезометрических уровней. Примером могут служить участки усиленного водоотбора, где в результате снижения пьезометрических уровней водоносного горизонта, эксплуатируемого для водоснабжения или осушаемого при горных работах, устанавливаются самые различные соотношения пьезометрических уровней смежных водо-
232
общая характеристика подземных вод
носных горизонтов. В таблицах 16—20 приведены некоторые сведения о соотношениях пьезометрических уровней водоносных горизонтов карбона на водораздельных территориях различных районов йАосковского артезианского бассейна.
В табл. 16 представлены данные по скважинам в порядке, соответствующем направлению незначительного погружения слоев нижнего карбона по линии ст. Барятино — Сухиничи — Перемышль в сторону долин Оки и Жиздры. Здесь отчетливо прослеживается убывание отметок пьезометрического уровня от верхних горизонтов к нижним. Лишь близ Городищ и Слободки было установлено, что пьезометрические уровни нижних слоев яснополянского водоносного горизонта опустились несколько ниже уровня нижележащего упинского горизонта, по-видимому, в результате водопонижений на месторождениях угля.
Таблица 16
Соотношения пьезометрических уровней вод нижнекаменноугольных отложений на водораздельных территориях
Местоположение скважины	Год прове-дення замера	Абсолютные отметки пьезометрических уровней водоносных горизонтов и подгоризонтов, м				
		С,о/г + sr	сц/.	С,//,	с,ы>	Cj/zp
Дер. Городище, Борятинское буроугольное месторождение		1954			212,5	197,2	198,8
Сет. Куклнно, Северо-Середейский участок 	.		1957				206,2	201,7	192,0	188,5
Дер. Китечки		1954	206,95	186,0*	.—.	.—	184,4
Сел. Глазунове, Сухиничское буроугольное месторождение		1952	194,4	190,7	182,9	181,2	171,6
Дер. Калинино, Перемышльское буро-угольное месторождение		1954	192,4	178.8	157,0	—	157,0
Дер. Слободка, Перемышльское буроугольное месторождение 		1954	175,7	164,9*	—	147,3	149,1
Цифры, отмеченные значком*» показывают пьезометрический уровень объединенных водоносных подгорпзонтов.
В табл. 17 скважины приведены в порядке нх расположения по двум створам: створу меридионального направления — от Серпухова на Загорск и створу широтного направления — от ст. Крюково до г. Орехова-Зуева.
Анализ приведенных в табл. 17 изменений пьезометрических уровней по обоим створам скважин показывает, что уровни закономерно снижаются по направлению к Москве и ее ближайшим пригородам, где происходит весьма большой водоотбор из нижнегжельского, мячковско-подольского и протвинского водоносных горизонтов. При этом на всех без исключения участках наблюдается отмеченная выше закономерность, т. е. отметки уровней уменьшаются от верхних водоносных горизонтов к нижним.
Интересно отметить, что один из участков, приведенных в табл. 17, а именно участок пос. Володарского в Подольске, не является водораздельным, а располагается на правом берегу р. Пахры, прорезающей известняки мячковского горизонта и дренирующей мячковско-подоль-ский водоносный горизонт. Однако соотношение пьезометрических уровней оказалось здесь таким же, как и на всех других приведенных в табл. 17 водораздельных территориях. Объясняется это тем, что Пахра не дренирует каширский и протвинский водоносные горизонты, так как
1 г
ВОДЫ КАМЕННОУГОЛЬНЫХ ОТЛОЖЕНИИ
233
Таблица 17
Соотношения пьезометрических уровней вод каменноугольных отложений по меридиональному и широтному направлениям
Местоположение скважины	Год проведения замера	Абсолютные отметки пьезометрических уровней, м				
		C1S1		C.pd+nic	CJs	С^рг
Створ меридионального направления (Серпухов—Загорск)
Сел. Волосово, Чеховский район . . .	1960	—	—	167,2	147,7	119,4
Сел. Чепелево	»	»	. . .	1960	—	—	166,6	151,4	—
Сел. Молоди, Подольский район . . .	1958	—	——	162,4	—	127,5
Ст. Гривно	»	»	. . .	1958	—	—•	159,6	110,3	105,5
Пос. Володарского, Подольск ....	1960	—	—	124,1	99,1	93,0
Совхоз «Красный Маяк», Ленинский район			1959— 1960	—	—	125,0	103,4	93,8
Москва, «Зил» ........	1960	—	—	105,6	—	78,3
Москва, Павелецкий вокзал		1960	—	—	97,9	—	77,5
Сел. Дубки, Мытищинский район . . .	1961	131,9	115,0	114,0	—	—
Сел. Тишково	»	»	. . .	1961	154,8	129,5	—	.—	—
Хотьково, Загорский район		1961	161,5	153,5	—	—	.—
Створ широтного направления (ст. Крюково — г. Орехово-Зуево)
Ст. Крюково, Химкинский район . . .	1960	—	160,5	145,1	—	118,0
Сел. Куркнно	»	»	. . .	1961	—	148,4	128,2	—	—
Мытищи 			1959	128,0	114,0	—	—	—
Фрязино, Щелковский район		1959	148,9	131,5	123,8	—	—
Щелково			1959	135,0	116,6	—	—	—
Сел. Щемилово, Ногинский район (полигон ВСЕГИНГЕО)		1961	132,5	111,4	103,5	101,6	—
Совхоз «Случайный», Ногинский район	1959	129,0	120,0	—	—	—
Пос. Красный электрик, Ногинский район . 				1959	117,5	109,0	—•	—	—
Сел. Демнхово, Орехово-Зуевский район	1959	120,3	107,3	—	—	—
Сел. Губимо, Орехово-Зуевский район .	1959	122,4	112,0	—	—	—
отметки пьезометрических уровней этих горизонтов находятся ниже отметки уреза воды в Пахре (120 At).
В табл. 17 видно также, что к северу от совхоза «Красный Маяк», находящегося в 17 км южнее ЛАосквы, нет ни одного фиксированного уровня каширского водоносного горизонта. Связано это с тем, как уже отмечалось выше, что разделяющая мячковско-подольский и каширский горизонты ростиславльская толща красноцветных глин здесь выклинивается, I! оба эти горизонта образуют единый среднекаменноугольный водоносный комплекс. При бурении гидрогеологических скважин к юго-западу от Москвы в Кунцевском районе, проводившемся с тщательной изоляцией отдельных водоносных горизонтов, оказалось, что пьезометри
234
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
ческие уровни мячковско-подольского и каширского горизонтов установились на одной и той же отметке 126,4 м.
В табл. 18 приведены некоторые данные о соотношениях отметок пьезометрических уровней водоносных горизонтов карбона в долинах Волги и ее притоков и на прилегающих к ним территориях в западной части Московского артезианского бассейна, подтверждающие характерную для долин крупных рек закономерность — увеличение отметок пьезометрических уровней с глубиной.
Таблица 18
Соотношения пьезометрических уровней вод каменноугольных отложений в долинах Волги и ее притоков в Калининской области
Местополсженне скважин	Год замера	Абсолютные отметки пьезометрических уровней,			
			C2pd-\-n.c	C,ks	Ctpr
Дер. Глазунове, Высоковский район, берег р. Тьмы		1957			189,6	192,1	204,7
Дер. Петракове, Старицкий район, долина р. Колокольни		1957	—	184,5	189,2	>197,0
Дер. Дмитровское, Медковский район, берег реки, впадающей в р. Творцу . .	1959	144,3	152,4		168,2
Дер. Дубровка, Ново-Торжский район, берег р. Средней		1959	—	143,3	149,0	—
Дер. Голенищеве, Ново-Торжский район, берег р. Тверцы		1959	—	136,7	148,6	157,7
Дер. Буявино, Калининский район, берег р. Тверцы		1959	—	136,2 .	148,8	—
Дер. Техменево, Высоковский район, берег Волги	,	.	1957	—		135,5	156,9
Характер движения подземных вод, содержащихся в каменноугольных отложениях, в значительной мере определяется дренирующим влиянием гидрографической сети. Основной дренирующей долиной на рассматриваемой территории является долина Волги, влияние которой сказывается даже на участках весьма глубокого залегания водоносных горизонтов и при наличии глинистых толщ значительной мощности в их кровле.
Рассмотренные выше соотношения пьезометрических уровней свидетельствуют о различной скорости движения подземных вод в водоносных горизонтах карбона на участках их совместного распространения. Наибольшие скорости движения подземных вод при прочих равных условиях имеют место в верхних водоносных горизонтах карбона, так как здесь вследствие большего превышения над урезом дренирующих рек создаются наибольшие уклоны. А это значит, что в верхних водоносных горизонтах имеются более благоприятные условия для развития открытой трещиноватости и закарстованности. Действительно, анализ большого материала, собранного в процессе опробования многочисленных эксплуатационных и разведочных скважин, показывает, что, как правило, наибольшей водоносностью обладает первый от поверхности водоносный горизонт карбона. Это относится как к нижнекаменноугольным, так и к средне- и верхнекаменноугольным водоносным горизонтам.
ВОДЫ КАМЕННОУГОЛЬНЫХ ОТЛОЖЕНИИ
235
В табл. 19 приведены некоторые сведения об удельных дебитах различных водоносных горизонтов карбона на участках их совместного распространения.
Таблица 19
Удельные дебиты различных водоносных горизонтов карбона
Местоположение участка	Удельный дебит, л[сек.						
	C3g.	c3g,	C2pd-\-mc	Crks	Qpr	CiOk-\-sr	cjp
Московская область
Сел. Куркипо, Химкинский район 				—	5,6	1.8	—	—	—	-—
Сел. Бородино, Клинский район	—	2,2	0,2	—	—	—	—
Сел. Тпшково, Мытищинский район			5,8	2,3	—	—	—	—	—
Сел. Щемилово, Ногинский район, полигон ВСЕГИНГЕО ....	5,7	1,5	0,15	0,13	—	—	
Пос. Володарского, Подольск .	—	—	5,04	0,75	0,06	—	—
Сел. Волосово, Чеховский район	—	—	1,0	0,03	—	—	—
Сел. Тучкове .			—	—	—	4,17	1.94	—	
Люблино, Ленинский район . .	—	—	8,4	—	1,64	—	—
Балашиха		—	20,8	5,0	—	5,0	—	—
Ст. Дорохове, Верейский район	—	—	—	6,7	1,7	—	—
Калининская область
Дер. Голенищеве, Торжский район 		—	—	—	3,3	1,0	—	—
Дер. Буявнно, Калининский район 		—	—	6,0	3,7	0,04	—	—
Дер. Дмитровское		—	—	—	2,9	0,15	—	—
Дер. Дубровка, Торжский район	—	—	—	0,32	0,10	—	—
Сел. Алексине, Зубцовский район 		—	—	5,6	0,45	—	—	—
Дер. Крупциво. Зубцовский район 		“—	—	2,0	1,1	—	—	—
Совхоз «Победа», Ржевский район 		—	—	—	0,5	—	0,007	—
Дер. Пеленпчено, Ржевский район 		—	—	—	—	1,1	0,56	—
Дер. Свеклино, Ржевский район	—	—	—	—	—	4,5	0,55
Приведенные в табл. 19 соотношения удельных дебитов почти без исключения выдерживаются повсюду на территории Московского артезианского бассейна. Выше при описании отдельных водоносных горизонтов уже отмечалось отчетливое увеличение их водообильности вблизи речных долин. Опыт эксплуатации тысяч скважин показывает, что скважины, расположенные вблизи речных долин, даже в условиях отсутствия подсасывания аллювиальных вод и при прочих равных условиях более водообильны, чем скважины, расположенные на водораздельных территориях. Это обусловлено повышением трещиноватости пород вблизи речных долин.
236
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
Условия залегания каменноугольных отложений и характер движения в них подземных вод определяют также закономерные изменения химического состава подземных вод отдельных горизонтов на участках их совместного распространения. По всей территории Московского артезианского бассейна общая минерализация подземных вод возрастает с глубиной. В табл. 20 приведены примеры изменения общей минерализации подземных вод с глубиной на различных участках территории. При величине общей минерализации примерно до 1 г/л в водах преобладает гидрокарбонатный ион, при минерализации от 1 до 6—7 г/л— сульфатный, а при минерализации свыше 7 г/л— хлоридный.
Таблица 20
Характер минерализации подземных вод каменноугольных отложений
Район	Водоносные горизонты					
	Сз^2		C2pd+mc	C.JvS	C,ofe	С,/Р
Орехово-Зуево	 Владимир 	 Ст. Макса гпха		0,26 77,0 2,4	0,31 120,5 5,3 260 1,7 107	3,11 184,0 1_К5 330 2,5 140	—	6,6 286	10,2 323
	131,0					
Числитель — сухой остаток, aji; знаменатель — глубина опробования, и.
В пределах Московского артезианского бассейна отмечаются также изменения общей минерализации различных водоносных горизонтов в направлении от водораздельных территорий к речным долинам. Как правило, в этом направлении общая минерализация возрастает. Изменения, по-видимому, связаны с тем, что в крупных речных долинах, дренирующих глубокие подземные воды, последние, обладая большей минерализацией по сравнению с вышележащими водоносными горизонтами при дренировании в процессе восходящего движения повышают минерализацию вышележащих водоносных горизонтов. Кроме того, повышение минерализации в направлении к речным долинам связано непосредственно с выщелачиванием водовмещающпх карбонатных пород движущимися подземными водами. Однако в ряде случаев отмеченная закономерность нарушается в связи с тем, что в речных долинах, где облегчены условия поступления атмосферных осадков в ближайшие от поверхности водоносные горизонты карбона, происходит их опреснение.
На ряде водораздельных территорий, где в кровле водоносных горизонтов карбона залегают мощные глинистые мезо-кайнозойские отложения и условия питания затруднены, минерализация подземных вод несколько повышается по сравнению с водоразделами, па которых толща глинистых отложений уменьшается или отсутствует и где питание сверху за счет более пресных вод облегчено.
Выше при описании отдельных водоносных горизонтов приводились сведения о содержании железа и фтора в каждом из них и об изменениях этого содержания в различных условиях залегания и эксплуатации, имеющие существенно значение при оценке возможности использования вод каменноугольных отложений для целей водоснабжения. Анализ имеющихся материалов показывает, что воды карбона обогащаются железом только в периферической полосе распространения соответствующих во
ВОДЫ КАМЕННОУГОЛЬНЫХ ОТЛОЖЕНИИ
237
доносных горизонтов, т. е. на участках, непосредственно залегающих под четвертичными и мезозойскими водоносными горизонтами. Обогащение железом происходит только в тех случаях, когда пьезометрический или свободный уровень мезо-кайнозойских водоносных горизонтов выше пьезометрического уровня соответствующего водоносного горизонта карбона и нет выдержанной разделяющей водоупорной толщи. При этом обогащение железом отмечается преимущественно там, где развиты болотные почвы, торфяники или где в мезозойских отложениях много железистых соединений.
Необходимое для проникновения железа соотношение уровней каменноугольных и вышезалегающих мезо-кайнозойских водоносных горизонтов может иметь место в естественных условиях — главным образом на водораздельных территориях пли в результате длительной эксплуатации. В первом случае с самого начала эксплуатации в воде есть железо, содержание которого по мере эксплуатации может увеличиться. Во втором случае воды эксплуатируемого горизонта, не содержавшие ранее железа, обогащаются им в процессе эксплуатации иногда до недопустимо больших концентраций. В ряде районов использовать подземные воды карбона можно только после их предварительного обезжелезивания, осуществляемого преимущественно аэрированием.
На ряде участков в водах мячковско-подольского, каширского и протвинского водоносных горизонтов отмечается повышенное содержание фтора. Как правило, на всех таких участках обогащенный фтором водоносный горизонт залегает под более молодыми горизонтами карбона. В пределах Московского артезианского бассейна нет случаев, чтобы воды одного какого-либо водоносного горизонта карбона одновременно были обогащены и фтором, и желевом, однако доволыю часто воды первого от поверхности горизонта карбона содержат много железа, а воды нижележащего водоносного горизонта обогащены фтором.
Существует четкая зависимость между содержанием фтора и концентрацией иона кальция в воде. Чем больше кальция, тем меньше фтора, очевидно, вследствие осаждения фтора кальцием.
Отмеченные закономерности в соотношении уровней, водоносности и особенно изменений химического состава различных водоносных горизонтов на участках их совместного распространения определяют в значительной степени и режим подземных вод, заключенных в этих горизонтах.
Так, в районе одного водозабора в водах мячковско-подольского горизонта отмечено повышенное содержание фтора, а в водах нижне-гжельского содержание его низкое. Подавляющее число скважин, пробуренных на мячковско-подольский водоносный горизонт, эксплуатировало совместно нпжнегжельский и мячковско-подольский горизонты, причем концентрация фтора в смешанной воде долгое время удовлетворяла требованиям ГОСТ. В последние годы здесь было пробурено много скважин только на нижнегжельский водоносный горизонт. Усилившаяся эксплуатация этого горизонта вызвала заметное снижение его пьезометрического уровня и изменила, таким образом, соотношение пьезометрических уровней названных водоносных горизонтов. Такое снижение в свою очередь вызвало увеличение доли подземных вод мячковско-подольского горизонта в воде, откачиваемой из скважин, эксплуатирующих совместно оба водоносных горизонта, в результате чего концентрация фтора в смешанной воде возросла. В ряде скважин сна превысила допустимые нормы и возникла угроза выхода их из строя.
Аналогичное явление имело место в районе другого водозабора. Здесь уже давно санитарные врачи заметили, что без «видимой» при
238
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
чины изменяется химический состав воды из скважин, пробуренных на нпжнегжельскнй водоносный горизонт, от характерного для нпжне-гжельского до характерного для верхнегжельского водоносного горизонта. Причиной является соединение вод скважин, пробуренных на нпжнегжельскнй водоносный горизонт, с водами вышележащего верхнегжельского. И хотя общая минерализация вод обоих горизонтов различается незначительно — в верхнем сухой остаток составляет 0,25— 0,26 г/л, а в нижнем 0,31—0,33 г/л, детальные санитарные исследования достаточно четко отметили описываемый процесс.
Наличие большого числа скважин, использующих только верхнегжельский водоносный горизонт, так же как и режим их эксплуатации, определяют указанные выше изменения химического состава. При усиленном водоотборе из этих скважин пьезометрический уровень верхнегжельского водоносного горизонта в ряде случаев понижается ниже уровня пижнегжельского, в результате чего в скважинах, эксплуатирующих совместно нижне- и верхнегжельский водоносные горизонты, доля нижнегжельского водоносного горизонта существенно возрастает, а откачиваемая вода приобретает характерный для последнего состав. Наоборот, сокращение водоотбора из верхнегжельского горизонта вызывает в воде вышеуказанных скважин изменение химического состава до характерного для верхнегжельского водоносного горизонта.
Таким образом, наблюдающиеся изменения уровней и химического состава вод каменноугольных водоносных горизонтов происходят преимущественно при нарушении режима. В естественных условиях существенные колебания уровней в различные годы и по сезонам имеют место главным образом в пределах площади залегания того или иного горизонта в качестве первого от поверхности или непосредственно под четвертичными отложениями. Амплитуды колебаний уровня достигают вблизи долин 4—-5 м, например, в известняках Сдок на Селнжаровском месторождении. Химический состав вод при этом изменяется весьма незначительно, нередко в пределах возможных ошибок лабораторных определений. По мере погружения водоносных горизонтов естественный режим становится довольно устойчивым, хотя данных о режиме на таких площадях имеется мало и планомерные режимные наблюдения там не проводились.
Глава седьмая
ВОДЫ ДЕВОНСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ
На описываемой территории в девонских отложениях выделяются следующие водоносные комплексы и горизонты:
1)	- верхнефаменский (хованско-лебедянский);
2)	нпжнефаменский;
3)	верхнефранский;
4)	среднефранский;
5)	верхнещигровский;
6)	нижнещигровский;
7)	живетский;
8)	мосоловско-морсовский;
9)	рижский.
Все водоносные комплексы и горизонты девона погружаются с запада и юга к центральным и северо-восточным частям описываемой территории, что связано с общим уклоном поверхности кристаллического фундамента в этом же направлении. Западные и южные части территории (восточная часть Главного девонского поля и северная часть Центрального девонского поля), где водоносные горизонты девона расположены наиболее близко от поверхности земли и перекрываются только четвертичными отложениями, являются областями питания подземных вод девонских отложений.
1.	ВОДОНОСНЫЕ КОМПЛЕКСЫ И ГОРИЗОНТЫ ВЕРХНЕГО ДЕВОНА
Верхнефаменский (хованско-лебедянский) водоносный комплекс (D3fm2) распространен на всей описываемой территории, за исключением небольшой полосы западнее Велижа, Демидова, Смоленска, где верхне-фаменские отложения уничтожены эрозией.
Водовмещающими породами являются трещиноватые доломиты и известняки, местами с прослоями и включениями гипса и ангидрита, на крайнем северо-западе района — преимущественно пески и песчаники. В кровле водоносного комплекса залегают малевские глины нижнетур-нейского подъяруса, являющиеся региональным водоупором, исключение представляют участки, где эти глины размыты, а в кровле залегают песчано-глинистые отложения визейского яруса нижнего карбона. В подошве водоносного комплекса местами встречаются глины, приуроченные к основанию лебедянских слоев, а среди обводненных пород имеются локально водоупорные прослои, сложенные мергелями, ангидритами, гипсами и глинами. Общая мощность обводненных пород колеблется в пределах от 50 до 85 м в районах ст. Пестово, Валдая и Плавска и достигает 170-—200 м и в районах Москвы, сел. Непейцино, Зубцова, ст. Поваровка, Серпухова.
240
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
Кровля водоносного комплекса в южных и западных районах залегает неглубоко от поверхности земли. Абсолютные отметки кровли в этих районах колеблются от 153 .и в Плавске и 93 м в Ряжске до 134—149 мн Нелидове и Смоленске В направлении к центральным и северо-восточным частям описываемой территории кровля хованско-лебедянского
Рис. 30. Схематическая карта пзопьез верхнефаменского D^fm воцоносного комплекса. Составила Л. И. Флерова
/ — изопьезы верхнефаменского водоносного комплекса, 2 — граница распространения верхнефаменского водоносного комплекса. 3 — пьезометрические уровни по отдельным скважинам, 4 - родники: Резвянскне — I, Пафнутьевские — 2. Краниские — 3
комплекса погружается и абсолютные отметки достигают 132—227 м ниже уровня моря в районе сел. Непейиино и ст. Редкпно и 675 и близ Любима.
Подземные воды верхнефаменского комплекса почти на всей описываемой территории являются напорными. На рис. 30 приведена схематическая карта пьезометрической поверхности хованско-лебедянского водоносного комплекса для западной, юго-западной и южной частей описываемой территории. Для центральных и восточных частей, где водоносный комплекс погружается на значительную глубину, сведения о напорах отсутствуют.
На карте (см. рис. 30) можно выделить ряд районов, являющихся местными областями питания. На северо-западе территории располо
воды ДЕВОНСКИХ ОТЛОЖЕНИИ
241
жена Валдайская возвышенность, где абсолютные отметки пьезометрических уровней подземных вод близ Селижарово и Нелидово достигают 215—194 м. Движение подземных вод в этом районе направлено на юго-запад к долинам Западной Двины и ее притоков. Отмечается постепенное снижение абсолютных отметок уровней. На юго-запад к Велижу и Демидово они снижаются до 150 л:, а на восток к долине Волги (у Михайлова) — до 136 м.
Вторая область высоких отметок пьезометрических уровней, достигающих здесь порядка 220 м, приурочена к району Вязьмы. Отсюда движение подземных вод направлено к долинам Угры и Днепра с понижением отметок уровней к Дорогобужу до 147 м.
Третьей местной областью питания являются Приднепровские высоты в районе Смоленска. Там хорошо прослеживается снижение отметок пьезометрических уровней от местных возвышенностей, на которых они близки к 190 м, к долине Днепра, где они снижаются до 160 м. В этой части территории дренирующее влияние, кроме долин крупных рек, оказывают также выполненные песчаными отложениями доледниковые депрессии. Это влияние особенно заметно в тех местах, где они грубоко врезаны в отложения карбона и девона в районе Нелидова, а также на месторождениях углей, где проводились мощные откачки и образовались обширные депрессионные воронки, например, на Нелидовском и Дорогобужском месторождениях.
На юге и юго-западе описываемой территории области с высокими отметками пьезометрических уровней расположены в районах Щекина (173 м), Богородицка (200 м), Людинова, Жиздры (171—173 м) и Рославля (185 м). Движение подземных вод от этих областей направлено в основном к долине Оки и ее притоков. Близ Мценска зафиксированы отметки, близкие к 140 м, у Бслева— 113 м. К долинам Дона и Красивой Мечи отметки снижаются — у Шилова до 121 м и у Епифани до 158 м.
Таким образом, движение подземных вод направлено от водораздельных пространств в сторону речных долин, которые служат областями разгрузки. Кроме данных о пьезометрических уровнях, это подтверждается также выходом в долине Оки родников, через которые происходит разгрузка не только хованско-лебедянского, но и более глубоких водоносных горизонтов девона. Так, в 3 км к северо-востоку от Козельска расположены «Пафнутьевские источники» с минерализацией воды 2,45 г/л, общим дебитом 1,6 л/сек, выходящие из хованско-лебедянских отложений. В 10 км к юго-западу от Калуги, в левом берегу Оки выходят «Резвянские источники» с минерализацией воды 3,4 г/л. Наконец, к востоку от г. Чекалина расположен источник «Краинка», минерализация воды в нем достигает 2,3 г/л. Дебит последнего источника колеблется от 3 до 4,5 л/сек. По типу это воды сульфатные кальциевые. Воды источника связаны с низами хованско-лебедянских отложений. Помимо естественной разгрузки, как указано выше, наблюдаются и искусственные очаги разгрузки горизонта на участках сосредоточения откачек, проводимых с целью осушения угольных месторождений и в меньшей мере для водоснабжения промышленных центров.
Водообильность комплекса изменяется в широких пределах в зависимости от степени трещиноватости и закарстованности водовмещающих доломитов и известняков. У сел. Морсово, Нелидово, Козельска и в ряде скважин Смоленской и Калининской областей дебиты скважин, эксплуатирующих воды этого комплекса, в среднем составляют от 1,4 до 3 л/сек. При откачках удельные дебиты достигают 0,02—0,2 л/сек. В отдельных пунктах, у дер. Нижние Пороги Калининской области и близ г. Плавска общие дебиты скважин резко возрастают до 12—-14 л/сек.
16 Заказ 161.
242
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
Повышенной водообильностью отличаются породы хованско-лебе-дянского комплекса на Дорогобужском месторождении, где при откачке из пористых и трещиноватых доломитов дебиты скважин достигали 8,3—22 л/сек, а в некоторых пунктах даже 44 л/сек при удельных дебитах 1,6—2,2 л/сек. Приводим данные о коэффициентах фильтрации пород хованско-лебедянского комплекса по некоторым угольным районам и месторождениям Подмосковного бассейна:
район	Кф и/сутки
Нелидово-Селижаровский........................ 0,5—47,8
Вяземско-Ржевский................................ 1,6
Юго-Западный угленосный.......................0,02—10,11
Калужско-Сухиничский.......................... 0,2—3,4
Центральный................................... 0,1—20,0
Скопинский.................................... 0,1—60,0
Богородицкий ................................. 3,2—84,0
Воды хованско-лебедянского комплекса обладают различной минерализацией— от пресных до рассолов высокой концентрации (рис. 31). Пресные воды встречены на западе, юго-западе и юге описываемой территории, где хованско-лебедянские породы перекрываются четвертичными или маломощными отложениями карбона. Минерализация вод в этих районах не превышает 0,4—0,6 г/л, воды гидрокарбонатные натрие-во-кальциевые или сульфатные магниево-кальциевые. Пресные воды развиты до глубины в среднем 80—100 м, ниже минерализация увеличивается до 1,5—3,0 г/л, а по типу вода становится гидрокарбонатно-суль-фатной магниево-кальциевой. Примером могут служить воды, вскрытые скважиной в сел. Алексино Дорогобужского района Смоленской области в интервале 106—125 м
м SO474HCO325
Д12 2---------- •
Ca76Mg23
Однако в этих районах отмечаются участки, где уже на небольшой глубине воды обладают повышенной минерализацией; так, в г. Велиже воды с сухим остатком до 1,5 г/л вскрыты в интервале 46—73 м. Такое локальное развитие вод повышенной минерализации можно объяснить сильной загипсованностью водовмещающих пород, а также наличием местных глинистых водоупоров в кровле хованско-лебедянских пород, затрудняющих промыв пород пресными инфильтрационными водами.
По направлению к центральным частям территории и дальше к севе- • ро-востоку по мере погружения хованско-лебедянских пород под перекрывающие их породы карбона и мезозоя минерализация вод возрастает. Например, у пос. Лесного Калининской области, близ дер. Нижние Пороги, скважина в интервале 229—237 м вскрыла воды с минерализацией 14,4 г/л сульфатно-хлоридного кальциево-натриевого типа
м	CI71SO427
1V114.4-----------------.
(Na + К) 71Cal7Mgl2
Далее к северо-востоку водоносный комплекс содержит рассолы высокой концентрации. Так, в Любимской скважине в интервале 830— 840 м вскрыты хлоридные натриевые воды с минерализацией 83 г/л, а еше дальше к северу, за пределами описываемой территории, в Вологодской скважине на глубине 787—812 м вскрыты рассолы хлоридного натриевого типа
(Na + К) 72 Са20
1 Совместно с упинским водоносным горизонтом.
ВОДЫ ДЕВОНСКИХ ОТЛОЖЕНИИ
243
Присутствие в подземных водах брома и йода наблюдается на тех частях описываемой территории, где хованско-лебедянский водоносный комплекс погружается на большую глубину. Ближе к областям питания количество брома резко уменьшается, или он совершенно исчезает.
Нижнефаменский водоносный комплекс (Dsfmi) приурочен к трещиноватым известнякам и доломитам, водоупорными прослоями в нем
Рис. 31. Схематическая карта минерализации вод фаменского яруса (верхнефа-менскпй н нижнефаменский водоносные комплексы). Составила Л. И. Флерова
/ — граница распространения фаменских отложений. Зоны развития: 2 —пресных вод с минерализацией до I г [л, 3 — солоноватых вод с минерализацией от 1 до Ю г!л, 4 — соленых вод и рассолов с минерализацией свыше 10 г [л, 5 — граница зон с различной минерализацией воды, б — скважина; числитель — минерализация (г/л), знаменатель — интервал опробования (.«)» справа — геологический индекс опробованного водоносного комплекса; 7 — границы административных областей
являются не выдержанные по простиранию слои глин и мергелей. В некоторых районах — ст. Редкино, Боровск, Калуга, Любим — водоносны прослои песчаных пород, встречающиеся главным образом в задонском горизонте. Общая мощность водоносного комплекса колеблется от 40 до 70 м, увеличиваясь до 90—100 м к юго-востоку, у сел. Мосолово и Ряж-ска, а также на западе, в районе Нелидова.
Четкого регионального водоупора между нижнефаменским и хован-ско-лебедянским водоносными комплексами нет, так как глинисто-кар-бонатные породы нижнефаменского подъяруса сменяются аналогичными,
16*
244
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
но более доломитизированными верхнефаменскими отложениями. Исключение представляют отдельные участки, где в низах лебедянских слоев развиты глины, которые можно рассматривать в качестве местных водоупоров. Подошвой нижнефаменского водоносного комплекса являются сильно глинистые и плотные известняки и мергели, а местами глины задонских отложений.
Воды комплекса напорные, однако судить о характере и направлении движения подземных вод не представляется возможным. На крайнем западе территории, где в кровле нижнефаменского комплекса залегают четвертичные отложения, между водами описываемого комплекса и четвертичных отложений существует гидравлическая связь.
Водообильность комплекса зависит от литологического состава водосодержащих пород и степени трещиноватости доломитов и известняков. Относительно большой водообильностью характеоизуются породы елецкого горизонта на западе территории. Например, в пос. Слобода Смоленской области дебит скважин в трещиноватых известняках достигает 1,1 л/сек.-, в Дорогобужском районе (сел. Алексине) из песков и песчаников получены воды с дебитом до 2,1 л/сек. К западу от Смоленска и Рославля дебиты скважин из трещиноватых известняков составляют 0,8—1,9 л/сек, а в отдельных скважинах увеличиваются до 2,7—4 л/сек. Опробование нижнефаменского комплекса произведено также в Московской области, где на ст. Дорохове из слаботрещиноватых известняков получены воды, дебит которых составлял 0,05 л/сек.
Минерализация вод изменяется по площади распространения водоносного комплекса (см. рис. 31). К западу от линии Рославль—Смоленск—Западная Двина, где водовмещающие породы перекрываются только четвертичными отложениями, развиты пресные воды с минерализацией 0,3—0,5 г/л, тип воды преимущественно гидрокарбонатный кальциевый. В направлении к центральным и восточным частям территории минерализация вод возрастает, в Барятинской скважине на глубине 220—240 м встречены солоноватые воды с минерализацией 2,7 г/л. Далее к центру района при погружении водоносных пород на большую глубину минерализация возрастает еще больше; на ст. Дорохове на глубине 470—531 м вода имеет следующий состав:
м C178SO422
27 (Na + К) 75Mgl3Cal2 ’
В районах наибольшего погружения водоносного комплекса в нем развиты рассолы. Тип воды меняется на описываемой территории от гидрокарбонатного кальциевого и гидрокарбонатно-сульфатного магние-во-кальциевого до хлоридного натриевого.
Верхнефранский водоносный комплекс (D3fr3) на описываемой территории развит повсеместно. Этот комплекс состоит из двух водоносных горизонтов — ливенско-евлайовского и воронежско-петинского, но ввиду недостаточности гидрогеологических данных они описываются совместно. Водовмещающими породами являются преимущественно известняки ливенского, евлайовского и воронежского горизонтов, а в некоторых районах, близ ст. Редкино, ст. Поваровка, Старицы и Любима, песчаные разности петинских слоев. Воронежский горизонт, сложенный преимущественно переслаивающимися глинами, мергелями, глинистыми известняками, так же как и петинские глины, практически является водоупором.
Общая мощность водоносного комплекса достигает 120—180 м. Воды напорные, в некоторых местах, например в Москве, отмечен само-излив из скважин. Абсолютные отметки пьезометрических уровней достигают 139 м в Нелидове, 105 м — на ст. Поваровка, 1,3 м — на ст. Доро-
ВОДЫ ДЕВОНСКИХ ОТЛОЖЕНИИ
245
хово и 38 м — в Любиме. Сведения о дебитах скважин, пройденных на этот горизонт, известны только для трех пунктов. В Любиме дебит скважины, получающей воды из петинских песков, составлял 0,44 л/сек\ на ст. Поваровка дебит равнялся 3,7 л/сек при понижении на 45 м\ на ст. Дорохове дебит достигал 0,25—0,18 л/сек при понижении на 100 м.
Рис. 32. Схематическая карта минерализации вод фраиского яруса (верхне-, средне-и иижнефранские водоносные комплексы). Составила Л. И. Флерова
Зоны с различной минерализацией воды, г/л: / — до 1, 2 — от I до 50, 3 — от 50 до 100. 4— от 100 до 200. 5 — свыше 200, б — граница зон с различной минерализацией воды. 7 — скважина: числитель-минерализация (г/л), знаменатель — интервал опробования (и), справа — геологический индекс опробованного водоносного комплекса, 8 — граница административных областей
Минерализация подземных вод и их химический состав изменяются ог области питания на западе по направлению к центру территории (рис. 32). В крайней западной части территории развиты пресные воды, приуроченные к верхней части верхнефранских отложений. В дер. Понизовье Смоленской области вскрыта вода с минерализацией 0,5 г/л, а в дер. Красное 0,6 г/л. Дальше к востоку минерализация вод увеличивается до 10 г/л. Так, в Нелидове на глубине 339—427 м встречена вода, тип которой характеризуется следующей формулой:
CI58SO7-4
(Na 4-К) 80Mgl0Cal0 '
246
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
На остальной территории развиты рассолы с минерализацией свыше 50 г/л, тип воды хлоридный натриевый и хлоридный кальциево-натрие-вый.
Следует отметить, что в Москве в верхней части ливенско-евланов-ского водоносного горизонта минерализация вод на глубине 635 м составляет всего 7,4 г/л, что можно объяснить наличием в районе Москвы мощной зоны промытых пород. Химический состав этих вод следующий:
м _______C159SO439___
7,4 (Na+K)61Ca23Mgl6 ’
Ниже по разрезу, там, где интенсивность промыва пород ослабевает, минерализация вод увеличивается, и уже на глубине 732 м вскрыты рассолы следующего состава:
М81____________________
(Na + К) 71Cal9MglO
В направлении к северо-востоку распространены рассолы хлорид-ного кальциево-натриевого типа. Опробование петинских слоев в Любиме показало, что они содержат высококонцентрированные рассолы хлорид-ного натриевого типа:
220 (Na + К) 72 Са21
В северо-восточной части территории воды верхнефранских отложений содержат йод и бром.
Среднефранский водоносный комплекс (D3fr2) приурочен в основном к известнякам и доломитизированным известнякам, развитым среди глинисто-мергелистых пород среднефранского подъяруса. В районах Валдая, ст. Пестово и Вологды водоносны прослои песчанистых пород. Общая мощность среднефранского водоносного комплекса увеличивается от 40—50 м в южных районах до 70—90 м к центральным и северным частям территории.
В кровле среднефранских (семилукско-рудкинских) водоносных пород залегают воронежские мергели и глинистые доломиты и глины петинских слоев, являющиеся региональным водоупором. Исключение представляют районы Любима, ст. Поваровка, ст. Редкино, где в кровле водоносного комплекса залегают петинские пески и песчаники, благодаря чему водоносные горизонты верхне- и среднефранских отложений в этих районах гидравлически связаны.
Воды среднефранского комплекса напорные. В Москве, где они опробовались на глубине 785 м, их пьезометрический уровень установился на отметке 60 м, а на западе территории в Нелидове — на глубине 139 м. В Вологде уровень установился на отметке 120 м, опробование проводилось до глубины 1065—1070 м. О водообильности среднефранского комплекса можно судить только по данным откачек в Нелидове, где дебит скважины составил 1,8 л/сек при понижении на 29 м\ удельный дебит был равен 0,06 л/сек.
Как и в вышележащих водоносных породах девона, в среднефран-ском (семнлукско-рудкинском) водоносном комплексе отмечается изменение минерализации на площади его распространения. На западе, где семилукско-рудкинскне породы залегают на более высоких отметках, распространены слабоминерализованные воды. В Нелидове на глубине около 400 м и ниже встречены сульфатно-хлоридные натриевые воды с минерализацией 4 г/л. Аналогичная картина наблюдается на юге территории, где водоносный комплекс также залегает неглубоко от поверх
ВОДЫ ДЕВОНСКИХ ОТЛОЖЕНИИ
247
ности земли; здесь преимущественное распространение имеют маломинерализованные воды. Это подтверждается скважиной в г. Плавске, где вся толща осадочных пород промыта и где даже в водоносных горизонтах среднего девона на границе с кристаллическим фундаментом развиты слабосоленые воды с минерализацией не более 5—6 г/л.
В центральных и северных районах, где среднефранский комплекс залегает па глубине свыше 800—1000 м, развиты высококонцентрированные рассолы с минерализацией 70—190 г/л хлоридного натриевого типа. Так, например, в Зарайске вскрыты воды следующего состава:
М88-------
(Na 4-K)72Cal8MglO
За пределами описываемой территории, в Вологде, воды отвечают формуле
С1100 -----------• (Na+K) 72Са20
На севере описываемой -территории в рассолах содержатся йод, бром и бор.
Верхнещигровский водоносный горизонт (D3SC2). В этом водоносном горизонте водосодержащими являются трещиноватые известняки с прослоями водонепроницаемых пород — мергелей и глин. Последние нередко составляют водоупорную кровлю и почву горизонта. В кровле водовмещающей толщи залегают известняково-глинистые породы руд-кинского горизонта. В местах развития известняков отмечаются участки возможной взаимосвязи вод нижне- и среднефранских отложений. Общая мощность горизонта колеблется в пределах от 30 до 90 м.
Верхнещигровский горизонт опробован только в нескольких пунктах: в Москве, Воротынске, Зарайске и в районе г. Шацка у дер. Сборная. Воды там напорные. В скважине у дер. Сборной вода с глубины 540 м установилась на глубине 23 м (абс. отметка 88 Л1). Судить о водообиль-ностп горизонта можно по дебптам одиночных скважин; в дер. Сборной дебит составляет 2,2 л/сек, в Каверинской скважине — 2,5 л/сек, а в Смоленске — 2,4 л/сек.
Воды горизонта высокоминерализованные, минерализация достигает 76,0—113,0 г/л, тип воды хлоридный натриевый. В Зарайске с глубины 762—767 м получена вода следующего состава:
М113-------—---------
13 (Na + К) 72Cal6Mgl2
В Москве с глубины 831 м взята вода, отвечающая формуле
лл CI98
М-- —----------.
(Na + К) 74Са17
В верхнещигровском водоносном горизонте в ряде пунктов при опробовании воды в скважинах обнаружен бром.
Нижнещигровский водоносный горизонт (D3sc!) приурочен в основном к песчано-алевритовым разностям; водовмещающие породы отличаются невыдержанностью по простиранию и линзовидным характером залегания. Наибольшее количество песчаных прослоев среди глин наблюдается в северной половине территории, в районах Любима и ст. Пестово.
Подошвой водоносного горизонта служат нижнещигровскпе и ястре-бовские глины, недостаточно выдержанные по площади. Кровлей являются глины и мергели верхнещигровских отложений. В местах развития трещиноватых известняков и доломитов и отсутствия глинистых водоупоров воды нижнещигровского горизонта могут быть гидравличе
248
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
ски связаны с водами выше- и нижележащих водоносных горизонтов. Общая мощность нижнещигровского горизонта колеблется в широких пределах — от 20—35 м на западе и северо-западе территории — у г. Смоленска и ст. Пестово, до 150—170 м на ее севере и юго-востоке— близ Любима и сел. Мосолово. Средняя мощность горизонта — 80—100 м.
Нижнещигровский водоносный горизонт содержит напорные воды. На западе территории, в Смоленске абсолютная отметка пьезометрического уровня достигает 163 м; в направлении к центральным частям отметки следующие: у г. Боровска — порядка 90 м, у ст. Дорохове — 126 м; у сел. Каверине минус 28 м, на севере района в Любиме минус 3 абсолютной высоты. По данным опробования дебиты скважин, вскрывающих этот горизонт, достигают: в Смоленске 0,14 л/сек\ в Воротынске 1,0 л/сек-, в Боровске 0,15 л/сек,-, в Ряжске дебиты увеличиваются до 9 л1 сек, а на севере территории, в Любиме, уменьшаются до 0,44 л/сек.
Литологический состав водовмещающих пород — широкое развитие песков, песчаников и алевритов, залегающих среди глин, позволяет предположить, что водообильность нижнещигровского горизонта по всей площади его распространения будет весьма неодинаковой, местами слагающие его породы даже представляют собой водоупор.
Подземные воды этого горизонта характеризуются различной минерализацией и разным химическим составом. В западных и южных районах по направлению к областям питания девонских горизонтов развиты соленые воды с минерализацией не более 50 г/л. Так, в Валдае и Смоленске минерализация вод нижнещигровского горизонта на глубине 560 и 300 м составляет соответственно 2,5 и 1,8 г/л; в Калуге на глубине 570 м она достигает 4,2 г/л; а в Ряжске и сел. Каверине даже 35 и 52 г/л.
В центральных и северных районах территории, где нижнещпгров-ский водоносный горизонт погружается наиболее глубоко, развиты рассолы с минерализацией свыше 200 г/л. Например, в сел. Непейцино с глубины 928—993 м при опробовании совместно нижнещигровского и живетского горизонтов получена вода следующего типа:
М188-----------.
(Na +К)74Са18
В г. Любиме в интервале 1396—1401 м вскрыты рассолы следующего состава:
М,44—С|1°°—.
(Na -f- К) 70Са22
Химический тип вод нижнещигровского горизонта хлоридный натриевый на всей площади, за исключением районов Валдайской и Воротынской скважин, где встречены воды сульфатно-хлоридные натриевые. Воды хлорпдные натриевые, приурочены к районам наибольшего погружения нижнещигровского горизонта, близ Любима, сел. Непейцино, Боровска, Москвы и сел. Каверине, где глубина залегания кровли горизонта колеблется от 562 м— у сел. Каверине, до 1346 м — в Любиме. Содержание иона кальция в этих водах увеличивается до 18—23 экв %. В районах наибольшего погружения горизонта в водах высокой минерализации обнаружен бром, по отдельным скважинам в водах нижнещигровского горизонта установлено присутствие бора.
2. ВОДОНОСНЫЕ КОМПЛЕКСЫ И ГОРИЗОНТЫ СРЕДНЕГО ДЕВОНА
В отложениях среднего девона выделяются: живетский водоносный комплекс, мосоловско-морсовский водоносный комплекс и ряжский водоносный горизонт. На описываемой территории все эти комплексы и горизонты имеют повсеместное распространение.
ВОДЫ ДЕВОНСКИХ ОТЛОЖЕНИИ
249
Живетский водоносный комплекс (D2gv) приурочен к слоям песков и песчаников, между которыми распространены не выдержанные по простиранию и по мощности прослои водоупорных пород — мергелей, глин, отчасти алевролитов. В отдельных местах водоносны прослои известняков. Общая мощность водовмещающих пород колеблется в пределах от 80 до 100 м, увеличиваясь в северной части территории, у Любима, до 140—180 м.
Рис. 33. Схематическая карта минерализации вод среднего девона. Составила Л. И. Флерова
Зоны с различной минерализацией вод (г/л): 1 — от 1 до 10, 2—от 10 до 100, 3— от 100 до 203, 4 — свыше 200, 5 — граница зон с различной минерализацией вод, 6 — скважина: числитель — минерализация (г/л), знаменатель — интервал опробования (л0. справа — геологический индекс опробованного комплекса, 7 —граница административных областей
В кровле горизонта на большей части территории залегают ястре-бовские глины, которые служат водоупором между живетским и вышележащим нижнещигровским водоносными горизонтами. В подошве водоносного комплекса залегают глинистые и мергелистые породы чернояр-ского (нижнелужского) горизонта.
Воды живетского водоносного комплекса по данным опробования отдельных скважин в Серпухове, на ст. Дорохове и в районе Шацка, обладают напором. Абсолютные отметки пьезометрических уровней здесь достигают соответственно 69, 72 и 55 м. О водообильности комплекса в.
250
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
целом судить трудно, так как откачки проводились только в двух-трех скважинах; в Боровске дебит скважины составлял 0,1 л/сек, в Серпухове и на ст. Дорохове 4,0—4,4 л/сек.
В описываемом комплексе в основном развиты высокоминерализованные воды с общим содержанием растворимых веществ от 32 до 220 г/л. На северо-западе, западе и юго-западе территории, в связи со сравнительно высоким залеганием живетского комплекса, минерализация вод относительно невысока (рис. 33). На ст. Барятино на глубине 550—554 м вскрыты сульфатные кальциевые воды с минерализацией 2,4 г/л; в Воротынской скважине на глубине 704—708 м встречены хло-ридно-сульфатные натриевые воды с минерализацией 10 г/л.
Наиболее высокой минерализацией отличаются воды восточной половины территории, в районе Любима, Щелково, сел. Непейцино, сел. Ка-верино, сел. Морсово. Минерализация вод в этих районах превышает 100 г/л; по типу эти воды относятся к хлоридным натриевым. Примером может служить вода, вскрытая Каверинской скважиной в интервале 801—805 м, состав которой отвечает формуле
м166—С11^—.
1 6(Na + K)71Ca20
В Любиме с глубины 1580—1608 м были получены высокоминерализованные рассолы
М,19--С1100--.
(Na + К) 70Са22
Воды живетского комплекса обогащены бромом, количество которого резко снижается в тех районах, где минерализация вод уменьшается— в основном в южном и западном направлениях. В небольших количествах обнаружен йод, в некоторых скважинах установлено присутствие бора.
Мосоловско-морсовский водоносный комплекс (D2mr-\-ms). Водовмещающими породами комплекса являются прослои известняков и доломитов, в мосоловском горизонте водоупорами служат мергели и глины, в морсовском—мергели, глины и ангидриты. Водоупором между описываемым комплексом и рижским водоносным горизонтом в ряде мест является развитый на довольно значительной площади (Тула. Серпухов, Боровск, Зубцов, Нелидово, Рославль) пласт каменной соли с прослоями ангидритов. Кровлей комплекса служат известковые и доломитовые глины и мергели черноярского горизонта.
Общая мощность мосоловско-морсовского водоносного комплекса в среднем достигает 120—130 м; увеличение мощности до 160—190 м наблюдается в полосе Тула, Серпухов, Зубцов, а также в районе Смоленска. Увеличение мощностей отмечается также к северу, в сторону Ярославля и Любима, где мощность горизонта достигает 200—250 м.
Литологический состав пород — преобладание глинисто-карбонат-ных образований в мосоловском и ангидрито-доломитовых разностей в морсовском горизонтах, отсутствие закарстованности в доломитах и известняках и их слабая трещиноватость — дают основание предполагать, что они обладают относительно малой водообильностью.
Опробование описываемого водоносного комплекса произведено только в нескольких пунктах — в сел. Морсово, а также в Москве, Любиме и Плавске, а за пределами территории в Вологде — поэтому нельзя охарактеризовать этот комплекс с достаточной полнотой. Воды горизонта напорные, о чем можно судить по скважинам, пройденным в Москве, где на интервале 1140—1169 м уровень воды установился на
ВОДЫ ДЕВОНСКИХ ОТЛОЖЕНИИ
251
глубине 105 м (35 м абс. высоты); в Любиме, где уровень воды с глубины 1721 —1730 м установился на глубине 190 м (на абс. отметке минус 50 м).
Дебит скважины в Москве составлял 4 л/сек, удельный дебит при откачке желонкой и при понижении на 20 м не превосходил 0,2 л/сек. В Любиме дебит при откачке в интервале 1721 — 1730 м составил 0,4 л'сек, аналогичный дебит получен и с глубины 1899—1909 м. Данные о величине понижения отсутствуют.
Воды комплекса высокоминерализованные, увеличение минерализации вод наблюдается с юга — где глубина залегания горизонта наименьшая, по направлению к центральным районам территории. Так, в Плавске на глубине 590—600 м минерализация воды достигла 4,6 г/л, в районе Калужского поднятия в интервале 870—875 м — 25 г/л, тогда как в сел. Морсово на глубине 925—945 м она составляла 189 г/л, а на севере территории, в Вологде на глубине 1390 м— 180 г/л\ в Москве на глубине 1140—-1169 м минерализация повысилась до 260 г/л. Меняется и химический тип воды, переходящий от сульфатного кальциевого-нат-риевого в районе Плавска к хлоридному натриевому и хлоридному каль-виево-натриевому на севере территории. Там, где воды мосоловско-мор-совского комплекса залегают на большой глубине и являются высококонцентрированными рассолами, они обычно содержат йод и бром.
Рижский водоносный горизонт (Оггг). Воды этого горизонта приурочены к терригенным рижским отложениям. Водовмещающие породы представлены в основном песками и песчаниками, а в низах горизонта — конгломератами; водоупорные прослои сложены глинами и алевролитами. Общая мощность водовмещающих пород достигает 50—60 м, несколько увеличиваясь к востоку, у сел. Непейцино она близка к 80 м. Наименьшие мощности отмечены на севере описываемой территории; в Любиме и Вологде мощность водовмещающих пород снижается до 15—20 м, на западе, близ Смоленска она составляет около 11 м и на юге территории возрастает до 15—30 м. Водоупорной кровлей рижского водоносного горизонта служат соленосные и ангидритовые отложения низов морсовского горизонта, в подошве его залегают отложения ордовика, кембрия или вендского комплекса.
В южной части территории, южнее ст. Барятино, Тулы и Горлово породы рижского водоносного горизонта ложатся непосредственно на породы кристаллического фундамента. Далее к северу до линии Нелидово—Зубцов—сел. Непейцино нижним водоупором служат глинистые отложения вендского комплекса. Еще севернее протягивается полоса глинистых отложений кембрия — «синие глины»; в местах распространения водоносных ижорских песчаников и карбонатных отложений ордовика, севернее линии ст. Редкино—Переславль-Залесский, между этими водами и рижским водоносным горизонтом существует гидравлическая связь.
Рижский горизонт содержит напорные воды. Абсолютные отметки пьезометрических уровней на ст. Поваровка, в Москве, Смоленске, в сел. Каверино и Нелидове соответственно равны минус 1; 61; 148; 18 и 52 м. Величины напоров составляют: 650 м — в Нелидове; 1000— 1100 м — на ст. Поваровка и в Москве; 950 м — в Каверинской скважине и около 1700 м— в Любиме.
Результаты нескольких откачек показывают, что дебиты скважин колеблются от 0,40 до 14,0 л/сек.. В районе ст. Поваровка и в Серпухове дебит составляет 6,6 л/'сек, а в Смоленске он достигает 14 л/сек при понижении на 75 м; удельный дебит 0,2 л/сек.
На значительной части территории ряжский водоносный горизонт содержит высокоминерализованные воды — рассолы с минерализацией
252
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
свыше 100 г/л. Уменьшение минерализации происходит по направлению к Воронежской антеклизе, а также к западу и северо-западу территории. Область, в которой рижский водоносный горизонт содержит соленые воды с минерализацией меньше 50 г/л, простирается с запада на восток в виде широкой полосы, захватывая районы ст. Барятино, где минерализация составляет 2,7 г/л, и Плавска —4,6 г/л. Восточнее этой полосы по мере погружения рижского горизонта на большую глубину возрастает и минерализация вод: в Ряжске она достигает 134 г/л, а в Серпухове — 174 г/л.
В наиболее погруженных частях территории рижский горизонт заключает уже высококонцентрированные рассолы: на ст. Поваровка вода содержит солей 243 г/л, а в Мосолово 223 г/л. Одновременно с увеличением общей минерализации наблюдается изменение химического состава воды на площади распространения рижского горизонта. В районах сравнительно неглубокого залегания рижского водоносного горизонта, в южной части территории развиты преимущественно сульфатные магниево-кальциевые воды. Воды Барятинской скважины отвечают формуле
>,	SO434HCO316
1*12,7--------- •
Ca60Mg30
По направлению к центральным и северо-восточным частям территории развиты воды хлоридного натриевого типа, например, близ ст. Поваровка на глубине 1245—1250 м вскрыты воды следующего состава:
М.,43.	-С1"	.
"(Na-|-K) 83Са11
Воды рижского горизонта содержат бром и йод, на отдельных участках обнаружен бор.
3. НЕКОТОРЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ВОД ДЕВОНСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ И ИЗМЕНЕНИЯ ИХ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА
В девонских отложениях, как указывалось выше, выделяется значительное количество водоносных горизонтов и комплексов. Взаимосвязь вод этих комплексов и их режим не изучены, весьма скудные данные имеются и о взаимосвязи вод девонских пород с водами перекрывающих и подстилающих их отложений.
Девонские водоносные породы перекрываются отложениями четвертичного возраста и нижнего карбона, а на юге описываемой территории местами на них залегают отложения юры или мела. Верхним водоупором девонских водоносных горизонтов — фаменских, а на крайнем западе территории франских— являются моренные суглинки, малев-ские глины нижнего карбона или глины юры. Но эти породы не образуют сплошного регионального водоупора, и потому местами воды девона гидравлически связаны с вышележащими горизонтами. Между образованиями среднего девона и нижележащими отложениями нижнего палеозоя региональный водоупор практически также отсутствует.
Ряжский горизонт, залегающий в низах девонской толщи, ложится на различные отложения нижнего палеозоя: вендские, кембрийские и ордовикские. На юге, в районе Плавска, Тулы и Людиново водовмещающие породы рижского горизонта залегают непосредственно на докембрийском фундаменте. На участках, где девонские водоносные породы ложатся на песчано-карбонатные отложения вендского и кембрийского комплекса или ордовика, воды нижнего палеозоя и среднего девона гидравлически связаны.
ВОДЫ ДЕВОНСКИХ ОТЛОЖЕНИИ
253
Судя по литологическому составу, в толще девонских отложений можно выделить следующие водоупоры: воронежско-петинские карбонатно-глинистые и глинистые породы; ястребовские и черноярские глины, глины низов мосоловского горизонта; ангидриты и соль морсов-ского горизонта. Однако вследствие большой пестроты литологического состава перечисленные отложения практически не являются водоупорными по всей площади своего распространения. Между отдельными водоносными горизонтами девона прослеживаются водоупоры местного значения, которые распространены на небольших площадях.
В связи с очень малым-количеством данных по пьезометрическим уровням отдельных водоносных горизонтов нельзя судить о движении подземных вод, по той же причине невозможно дать описание и режима водоносных горизонтов. На основании немногочисленных разрозненных данных можно лишь сказать, что на западе и юго-западе описываемой территории, где верхнефаменский водоносный комплекс залегает неглубоко от поверхности и перекрыт только четвертичными отложениями, между водами этого горизонта и водами крупных рек, например Днепра и Западной Двины, существует гидравлическая связь. Так, величина сезонных колебаний статических уровней воды в скважинах Смоленска, расположенных в долине Днепра, достигает 2—2,5 м и обусловлена сезонными изменениями уровня реки. Колебания уровней вод для верхнефаменского комплекса наблюдались также в районах Нелидово и Селижарово.
Об изменении минерализации и химического состава подземных вод можно судить по схематическим картам водоносных пород фаменского, франского ярусов и среднего девона (см. рис. 31, 32, 33).
На площади распространения водоносных горизонтов фаменского яруса (см. рис. 31) выделяются следующие зоны. В первой зоне развиты пресные воды с минерализацией до 1 г/л. В южной части Тульской, Смоленской и в западной части Калининской областей пресные воды распространены до глубины преимущественно 80—100 м, местами из-за загипсованности пород минерализация вод быстро возрастает с глубиной, а нижняя граница пресных вод поднимается до глубины 30—40 м. В воде преобладают сульфаты и магний. Во второй зоне развиты солоноватые воды с минерализацией от 1 до 10 г/л, эта зона захватывает центральную часть территории. Третья зона приурочена к северо-восточной и восточной частям территории, где фаменские породы содержат минерализованную воду, в ней повышение минерализации происходит одновременно с погружением горизонтов на большую глубину от поверхности земли. В этой зоне в верхне- и нижнефаменском комплексах вскрыты воды с минерализацией 83 г/л в Любиме и 196 г/л в Вологде. Это рассолы высокой концентрации хлоридного натриевого типа.
На карте, показывающей изменения минерализации подземных вод франского яруса (см. рис. 32) выделяется пять зон: 1) зона пресных вод с минерализацией менее 1 г/л, развитая на крайнем западе Смоленской области в виде узкой полосы; 2) зона солоноватых вод с минерализацией до 10 г/л\ 3) зона соленых вод и рассолов с минерализацией от 10 до 100 г/л; 4) зона рассолов с минерализацией от 100 до 200 г/л; 5) зона высококонцентрированных рассолов с минерализацией свыше 200 г/л, выделенная на крайнем северо-востоке территории.
Химические типы вод так же, как и в фаменских отложениях, изменяются от пресных гидрокарбонатных кальциевых до минерализованных хлоридных кальциево-натриевых. Общее увеличение минерализации и изменение типов подземных вод франского яруса происходит в направлении от областей питания на западе и юго-западе к северо-востоку
254
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
На карте подземных вод среднего девона (см. рис. 33) выделяются четыре основные зоны минерализации: 1) зона солоноватых вод с минерализацией до 10 г/л; 2) зона соленых вод и слабых рассолов с минерализацией от 10 до 100 г/л; 3) зона рассолов с минерализацией от 100 до 200 г/л; 4) зона высококонцентрированных рассолов с минерализацией свыше 200 г/л. Юго-западнее линии Смоленск—Плавск воды среднего девона залегают в среднем на глубине около 600 м от поверхности земли, что связано с подъемом кристаллического фундамента. Минерализация вод здесь понижена и обычно не превышает 10 г/л. По направлению к центральным районам возрастает минерализация вод среднего девона. На северо-востоке территории, в районах, приуроченных к осевой части Московской синеклизы, у Москвы, ст. Поваровка, Любима, сел. Непейцино, сел. Мосолово, а также на ее юго-востоке и в центральных частях Пачелмского прогиба минерализация воды возрастает до 200— 290 г/л. Одновременно в этих же направлениях изменяется химический состав вод среднего девона. Если в периферийных частях описываемой территории развиты воды сульфатного магниево-натриевого и хлорпдно-сульфатного натриевого типов, то в направлении к северо-востоку и северу наблюдается переход к хлоридным натриевым и хлоридным каль-циево-натриевым водам.
Таким образом, изменения химического состава и общей минерализации вод девонских отложений подчиняются общей закономерности, заключающейся в постепенном увеличении минерализации от областей питания к областям глубокого погружения водоносных пород девона. Если в областях питания, расположенных на западе территории, в Смоленской, западной части Калининской, отчасти на юге Калужской областей и далее на юге, за пределами описываемой территории, девонские отложения содержат пресные и слабоминерализованные воды, то по мере движения на северо-восток и восток минерализация их возрастает, они превращаются в соленые воды, а затем и в высококонцентрированные рассолы. В том же направлении изменяется и химический состав подземных вод девона от гпдрокарбочатных кальциевых до хлорндпых ьазриевых и кальциево-натриевых.
Глава восьмая
ВОДЫ ОТЛОЖЕНИЙ
НИЖНЕГО ПАЛЕОЗОЯ И ДОКЕМБРИЯ
На территории центральных районов Русской платформы отложения нижнего палеозоя залегают на глубине свыше 1000 м и лишь в западной ее части, в районе Смоленка и Нелидова глубина залегания кровли уменьшается до 600—800 м. В связи с этим палеозойские отложения и заключенные в них воды весьма труднодоступны для исследования.
Впервые в описываемом районе вся толща осадочных пород до кристаллического фундамента была вскрыта в 1940 г. Боенской скважиной в Москве. Начиная с 1947 г. проводилось бурение опорных скважин и обширные геофизические исследования, связанные с проблемой изучения глубинного строения и перспектив нефтегазоносности Русской платформы. Гидрогеологическое опробование опорных скважин производилось весьма неполно и некачественно, в результате чего по этим скважинам, как правило, отсутствуют элементарные данные, характеризующие вскрытые водоносные горизонты: сведения о статических уровнях, дебитах и т. п.
1. ВОДОНОСНЫЕ КОМПЛЕКСЫ НИЖНЕГО ПАЛЕОЗОЯ
Ордо'викский водоносный комплекс (О). Отложения ордовика распространены в самой северной части территории. Они вскрыты опорной скважиной в Любиме на глубине 1937 м, где представлены толщей аргиллитов с прослоями мергелей, известняков и доломитов мощностью более 160 м. Скважина была остановлена на глубине 2100 м в отложениях ордовика. Выше залегают терригенные образования, представленные красноцветными глинами, доломитами и песчаниками, условно отнесенными к среднему девону.
Отложения ордовика вскрыты также опорными скважинами в Валдае, Пестове и Вологде, за пределами описываемой территории. Здесь они представлены в основном мергелями, аргиллитами и глинами с прослоями известняков и доломитов; в нижней части разреза, в глауконитовых и оболовых слоях, они выражены песками и песчаниками. Мощность ордовикских отложений обычно превышает 200 м. Слои погружаются с запада на восток, глубина залегания кровли составляет около 850 м в Валдае и 1500—2000 м в Вологде и Любиме.
О химическом составе подземных вод, заключенных в породах ордовика, можно судить по результатам опробования скважин в Валдае и на ст. Пестово. В Валдае на глубине 1067—1090 м к песчаникам и сланцам,
256
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
относящимся к оболовым, диктионемовым и глауконитовым слоям, приурочены рассолы следующего состава:
С199 .Na п 7О AItkq	~,	•— 0,78.
153 (Na + К) 78Са15	С1
На ст. Пестово на глубине 957—974 м в среднеордовикских известняках и мергелях лландейлнекого яруса вскрыты подземные воды аналогичного состава
МГ8------; —- = 0,72.
1,8 (Na + К) 72Са21	С1
Удельный дебит при откачке составил 0,02 л/сек. На глубине 1222— Na
1238 м минерализация возросла до 195 г/л; — =0,74. Химический тип воды не менялся. Дебит скважины в интервале указанных глубин при понижении 29 м составил 1,6 л/сек, удельный дебит 0,06 л/сек.
Исходя из условий залегания водовмещающих пород ордовика, находящихся в зоне весьма затрудненного водообмена, а также учитывая высокую минерализацию вод вышележащих девонских пород, можно с уверенностью считать, что на всей описываемой территории подземные воды, заключенные в породах ордовика, представляют собой высококонцентрированные рассолы хлоридного натриевого типа с минерализацией порядка 200—300 г/л и с высоким содержанием брома.
Кембрийский водоносный комплекс (Ст) содержит воды в ижорских и эофитоновых отложениях и в отложениях балтийской серии.
Воды ижорских и эофитоновых отложений. Ижорские отложения среднего кембрия занимают северную часть описываемой территории, примерно до широты ст. Редкино. Эофитоновый горизонт, входящий в состав балтийской серии, сохранился от размыва лишь на отдельных участках. Литологически эти породы представлены в основном мелкозернистыми песками и песчаниками с подчиненными прослоями глин. Мощность в толще существенно изменяется по площади: в Вологде она составляет 19 м, в Валдае — 105 м, на ст. Пестово — 86 м, на ст. Редкино — 60 м. На ст. Редкино кровля залегает на глубине 1105 м, в направлении на север и восток она погружается: на ст. Пестово кровля находится уже на глубине 1226 м, а в Вологде — 1805 м.
Ижорские слои по литологическому составу весьма близки к вышележащим оболовым отложениям ордовика. По-видимому, подземные воды в ижорских и ордовикских отложениях представляют собой единую гидродинамическую систему, поскольку они разделены только местными невыдержанными водоупорами. Нижним водоупором ижорских слоев служат «синие» глины балтийского комплекса.
Результаты гидрогеологического опробования ижорских пород имеются по скважинам лишь в сопредельных районах — в Валдае и ст. Пестово. В Валдае подземные воды в ижорских песчаниках были опробованы в интервале 1152—1160 м, где вскрыты рассолы следующего состава:
M14R-----; — = 0,74.
1 (Na + К) 75Са16 С1
Воды балтийской серии. Отложения балтийской серии развиты в северной половине описываемой территории, несколько южнее широты ст. Поваровка. Они включают горизонты «синих» глин и надлями-наритовый общей мощностью от 30 м у г. Старицы до 50—60 м. у ст. Редкино, ст. Поваровка и Переславля-Залесского.
ВОДЫ ОТЛОЖЕНИИ НИЖНЕГО ПАЛЕОЗОЯ И ДОКЕМБРИЯ
257
Надляминаритовый горизонт, судя по его песчаному литологическому составу, содержит подземные воды, вскрытые скважиной в Старице, в интервале 1067—1074 м эти воды имели минерализацию 207 г/л. «Синие» глины представляют собой региональный водоупор, разделяющий ижорские — или эофптоновые на участках их развития, и надлями-наритовые отложения. Однако следует указать, что «синие» глины в свою очередь содержат небольшие обводненные линзы. Результаты химических анализов вод из этих линз показали, что в Валдае на глубине 1220—1230 м, они представляют собой рассолы с минерализацией 143 г/л, а близ ст. Редкино на глубине 1198—1202 м минерализация их достигала уже 221 г/л.
2. ВОДОНОСНЫЕ КОМПЛЕКСЫ ПОЗДНЕГО ДОКЕМБРИЯ
Воды в отложениях вендского комплекса (Vn). Вендский комплекс
представлен аргиллитами, алевролитами, глинами, песчаниками и песками. Общая мощность их на большей части территории превышает 400 .и, снижаясь на склонах Воронежской антеклизы до 150 м и даже до 70 м в районе Калуги и Ряжска.
В центральной части территории вендский комплекс характеризуется циклическим строением (Гейслер, 1959). Особенно четко цикличность осадконакопления проявляется в Поваровской, Старицкой и Зубцовской спорных скважинах, она несколько затушевана в разрезах на ст. Ред-кипо и в Москве. Циклы выделяются по наличию в их основании песчанистых пачек и по обогащению верхней части глинистыми прослоями. В пределах каждого цикла также наблюдается чередование песчаных и глинистых слоев. Характерно преобладание глинистых отложений над алевролитовыми и особенно над песчаными.
Имеющийся фактический материал, полученный при опробовании упомянутых выше скважин, указывает на наличие в вендских отложени
ях водоносного комплекса, состоящего из нескольких водоносных горизонтов. В опорной скважине ст: Редкино было опробовано пять интервалов (м): 1498—1500: 1565—1587; 1610 -1624; 1688—1691 и 1709—1715. L пределах указанных интервалов были встречены рассолы (рис. 34), минерализация которых изменяется от 209 до 246 г/л. По типу это хлоридные натриевые воды: содержание Са колеблется от 9 до 13 экв %, Mg
Na
от 2 до 9 экв %; отношение — составляет 0,8—0,89. Например, на глу
бине 1688—1691 м вода характеризуется следующим составом:
М,« =--------—--------; — = 0,84.
(Na + K)83Cal3 Cl
В Поваровской скважине опробовались четыре интервала (м): 1435—1437; 1485—1495; 1521—1529 и 1748—1763. Результаты химических анализов воды показали ее высокую минерализацию, составляющую от 243 до 264 г'л и закономерно увеличивающуюся с глубиной. Воды хлорндного натриевого типа, содержание Са от 8 до 11 экв %, Mg
Na
от 1 до 5 экв %; отношение — =0,83.
В Старицкой опорной скважине в вендских отложениях на глубине 1332—1338 м вскрыты рассолы того же типа с минерализацией 200 г л, на глубине 1450—1544 м минерализация возрастает до 254 г'л. В Зубцове в вендских песчаниках на глубине 1347—1444 м содержатся хлорид-иые натриевые рассолы следующего состава:
М -----21??---•	= о,92.
8' (Na-f К) 91 С1
17
Заказ 161.
258
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
Данные о водоносности вендского комплекса в Москве были получены на основании результатов опробования Боенской скважины. Здесь в песках и песчаниках, относящихся к низам среднего девона и вендскому комплексу, в интервале 1193—1330 м были вскрыты рассолы с минерализацией 256 г/л. На глубине 1333—1416 м в вендских алевроли-
Рис. 34. Схематическая карта минерализации вод вендского комплекса. Составила Г. Н. Плотникова
/ — граница распространения отложений вендского комплекса. Зоны с различной мн н с-рализацией вод (г/л): 2-- до 100. 5 —от 100 до 200, 4- свыше 200. 5 - граница зон с различной минерализацией воды, 6 — скважина: чиститель — минерализация подземных вол (г/л), знаменатель — глубина залегания кровли водоносного комплекса («), 7 — границы административных областей
тах и песчаниках содержатся рассолы с минерализацией 266 г'л. В обоих случаях это хлоридные натриевые воды, содержание Са меняется от 9 до 15 же %, Mg от 6 до 7 же %! отношение	=0,78—0,89.
Таким образом, в центральной части описываемой территории в отложениях вендского комплекса вскрыто несколько водоносных горизонтов, содержащих рассолы с минерализацией более 200 г'л и с высоким содержанием брома. По химическому типу рассолы относятся к хлорид-ным натриевым. Глубина залегания вод в отложениях вендского комплекса центрального района Московской синеклизы колеблется от 1000
ВОДЫ ОТЛОЖЕНИЙ НИЖНЕГО ПАЛЕОЗОЯ И ДОКЕМБРИЯ
259
до 1300 м от поверхности земли. Восточнее, в Непейцинской скважине, в вендских песчаниках и глинистых сланцах, на глубине 1300—1650 м были вскрыты рассолы, близкие по химическому составу к вышеописанным и также с высоким содержанием брома, состав которых отвечает формуле:
- °100 .
(№+ К)75Са21
В западной части описываемой территории вендский комплекс залегает значительно ближе к поверхности земли, на глубине порядка 600— 850 м. По данным, полученным в Смоленской скважине, вендские отложения здесь представлены преимущественно песчаной толщей, залегающей на красноцветных песках и песчаниках рифейского возраста. Судя по литологическому составу пород, в вендском комплексе и рифее района Смоленска имеется единый водоносный комплекс. Опробование, произведенное в скважине Смоленска на глубине 718—742 м, показало, что к песчаникам вендского комплекса приурочены рассолы хлоридного натриевого типа с минерализацией 95 г/л.
С| 95
‘ 95 (Na + К) 84
При откачке из этого интервала было получено 14,6 л/сек. при понижении 65 м; пьезометрический уровень установился на глубине 51,6 м.
В Нелидовской скважине в интервале 791—1335 м совместно с ряж-скпми, вендскими, рифейскими и архейскими водоносными горизонтами опробованы высокоминерализованные (169 г/л) по сравнению со Смоленской скважпной рассолы сходного химического состава. Производительность скважины составляла 0,5 л/сек при понижении 15 м, пьезометрический уровень установился на глубине 140 м. Западнее Смоленска и Нелидово породы вендского комплекса залегают на глубине 450—500 м, минерализация содержащихся в них вод понижается до 70—100 г/л в скважинах на сопредельной территории — в Невеле, Городке и Орше. Гидрохимический тип воды остается хлорпдным натриевым.
Гидрогеологические условия южного крыла Московской синеклизы— северного склона Воронежской антеклизы — охарактеризованы Воротынской и Серпуховской скважинами, а также рядом скважин в районе Калужского поднятия, где их пройдено более двадцати. В Воротынской скважине породы вендского комплекса довольно однообразны по литологическому составу и представлены аргиллитами, песчаниками и алевритами общей мощностью 150 м. Гидрогеологическое опробование этой скважины было проведено в интервале 973—978 м; вода обладала минерализацией 49,7 г/л, производительность скважины составляла 0,6 л/сек, понижение не определялось. В Серпухове общая мощность вендского комплекса составляет 210 м, водовмещающими породами являются прослои песчаников, залегающие среди аргиллитов. Здесь опробовался горизонт крупнозернистого песчаника на глубине 1283—1286 м, пьезометрический уровень установился на глубине 135,5 м, была получена вода с минерализацией 174 г/л. Химический тип воды вендского комплекса в скважинах на ст. Воротынск и в Серпухове очень близок и отвечает следующим формулам:
воды Воротынска
,, С! 95 м5„------------;
u(Na + K)81Cal3
17*
260
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
воды Серпухова
_______С| 99
1,4 (Na + К) 80Са13
И в том и в другом случаях это хлоридные натриевые воды с отношением — =0,84—0,81.
Ci
Разведочные скважины, пробуренные в районе Калуги, вскрыли подземные воды в отложениях вендского комплекса, приуроченные к гдов-ским песчаникам мощностью около 10 м. Воды обладают высокими напорами; дебиты скважин при самоизливе достигают 0,3—1 л'сек, а иногда 2 л/сек. Глубина залегания гдовского горизонта в Калужском районе колеблется от 725 до 1160 м, минерализация воды изменяется от 21 до 124 г/л.
Довольно значительные колебания глубины залегания гдовского водоносного горизонта и изменения минерализации его вод на небольших участках обусловлены тектоническими нарушениями, расчленяющими вендский комплекс в районе Калужского поднятия на ряд блоков. По-видимому, гидравлическая связь различных блоков в ряде случаев нарушена, и в пределах каждого блока создались своп специфические условия водообмена, что привело к формированию в гдовском горизонте вод с различной минерализацией. Воды вендского комплекса в районе Калужского поднятия по типу относятся к хлоридным натриевым, кальций содержится в количестве от 14 до 25 экв %, обычно в небольшом количестве присутствует сульфат-ион— 4—II экв %. Следует особо отметить в одной из скважин Калужской структуры несколько повышенное содержание сульфатов, тогда как на остальной территории, кроме Смоленска и Нелидова, в водах вендского комплекса сульфатов очень мало.
Для южной части описываемой территории характерно наличие в низах вендских отложений сравнительно выдержанного водоносного горизонта, представленного базальными песками и песчаниками мощностью обычно до 10 м. Общая мощность вендского комплекса на юге колеблется от 150 до 200 м, а глубина залегания подземных вод меняется от 700 до 1000 м, иногда более. Минерализация воды быстро нарастает с глубиной в направлении с. юга па север.
В пределах Пачелмского прогиба вендские отложения вскрываются на глубинах 950—1500 ж; они представлены переслаивающимися песчаниками, алевритами и аргиллитами. Приуроченные к этим отложениям подземные воды имеют мпнеоализацпю от 116 до 236 г л, характерпзу-„	Na „
клея повышенным содержанием брома и низким отношением —, близким к 0,55—0,75. В качестве примера можно привести данные по некоторым скважинам:
1)	сел. Каверине, глубина 1190—2444 п
,,	С1100	,	, „	„	.
М,„-------------------(рпфеискпи п вендский комплексы);
(Na + k)55Ca32Mgl3
2)	Ряжск, глубина 982—1015 м
,,	С198
М141-------------;
4 (Na-p k)74Cal8
3)	сел. Мосолово, глубина 1328—1335 м
С1100
А ко 47
(Na + к) 67Са24
ВОДЫ ОТЛОЖЕНИИ НИЖНЕГО ПАЛЕОЗОЯ И ДОКЕМБРИЯ
261
В результате откачки, проведенной из Мосоловской скважины, при понижении на 60 м был получен дебит 4,7 Л/Сек; в Рижской скважине дебит составил 0,7 л/сек, понижение не определялось, пьезометрический уровень установился на глубине 51 м.
Для северной части территории данные о подземных водах вендского комплекса отсутствуют. О минерализации этих вод можно судить лишь по результатам химических анализов воды, взятой из отложений вендского комплекса на соседней территории. Так, в Валдае вода, взятая с глубины 1447—1458 м, имеет минерализацию 176 г/л и содержит бром; на ст. Пестово вода с глубины 1401—-1430 м имеет минерализацию 216 г/л, а на глубине 1532—1612 м — 228 г/л. В Солигаличе на глубине 2111—2108 м минерализация достигала 269 г>л. По аналогии с указанными скважинами, исходя из условий залегания вендского комплекса, можно с достаточной уверенностью полагать, что в северной половине описываемой территории вендские отложения заключают рассолы хло-ридиого натриевого и кальциево-натриевого типа с минерализацией порядка 200 г л и выше.
Из вышеизложенного следует, что'на большей части описываемой территории в отложениях вендского комплекса развиты высококонцентрированные рассолы с минерализацией выше 200 гл, иногда достигающей 267 г л. Область распространения рассолов приурочена к наиболее прогнутым частям Московской синеклизы. Менее минерализованные воды встречаются в породах вендского комплекса на склонах Воронежского и Белорусского массивов (см. рис. 34). Таким образом, степень минерализации подземных вод в отложениях вендского комплекса находится в прямой зависимости от условий залегания этих пород. По химическому типу подземные воды,' заключенные в отложениях вендского комплекса, относятся к хлоридным натриевым и кальциево-натри-евым с отношением — обычно 0,70- 0,90 и с высоким содержанием
брома.
В пределах описываемого района в вендских отложениях заключены высоконапорные воды. Данные о пьезометрических уровнях водоносных горизонтов представлены в табл. 21. Приведенное давление рассчитано по формуле А. И. Силина-Бекчурина
где
у2— 1,2 объемный вес на плоскости сравнения, за которую принята отметка —2000 .и;
Р — приведенное давление;
ht — пьезометрическая высота;
Vi — объемный вес в интервале опробования;
z — расстояние от точки опробования до плоскости сравнения.
Рифейский водоносный комплекс (R). Самые древние осадочные породы, относимые к верхнему рифею, пользуются локальным распространением на описываемой территории. Они представлены сердоб-ской серией, приуроченной к Пачелмскому прогибу, и полесской серией, развитой в области Кресгцовского прогиба. Вероятно, рифейские отложения имеются также в наиболее прогнутых частях А1осковской синеклизы. Породы верхнего рифея представлены преимущественно кварцевыми песками и песчаниками разной степени уплотнения — от рыхлых до кварцитовых.
В западной части описываемой территории верхний рифей вскрыт скважинами в Смоленске и Нелидове. В Смоленске мощность этих от-
262
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
Таблица 21
Величины напоров в водах вендского комплекса центральных частей Русской платформы
Район проходки екзаэкпны	Опробованный интервал, глубина, м	Абсолютная отметка статического уровня, м	Абсолютная отметка кровли вендского комплекса, м	Минерализация воды, г/л (числитель), и объемный вес, г/см* (знаменатель) 		Приведенное давление, кПиА
Валдай . .			1447—1458	4 45,9 +43,3*	— 105,6	143 1,11	230,7
Зубцов	  .	1345	+ 15*	—826	270.3 7723"	245,5
Кал} га .		973—978	+ 145,2*	—735	38,0 1,03	231,0
Москва		1416	7	— 1092	274,0 1,23	243,9
Ряжен	 ...	982- 1015	+77,25	—826	140,7 1,11	234,4
Серпухов	 ....	1283—1286	—5,5	—970	174,1 1,14	230,6
Каверине .			1190—2440	+ 27,4	-1458	215,2 1.17	236,5
Поварово		1435—1437	+20,8	— 1083	247,6 1,20	242,7
Поварово 		1763—1748	+ 16,7	— 1083	263,8 1722	244,4
Редкино 	 		1709—1715	+34,0*	— 1074	245,7 1,20	244,1
* По данным Гаталъского.
ложенпп достигает 200—300 л, они представлены переслаивающимися красноцветными песками и песчаниками, а в Нелидове песчаниками, переслаивающимися с алевритами, общей мощностью около 30 м. В Нелидовской скважине воды верхнего рифея, по-видимому, сообщаются с водами вендского комплекса; опробование этого горизонта на глубине 791 —1335 л показало, что в отложениях содержатся рассолы л,	С198
хлоридного натриевого типа: М.бв —(ьГ+К~91—'
Судя по литологическому составу рифейских и вендских отложений Смоленской скважины, в них также развит единый водоносный комплекс, но пробы воды, взятые из разных интервалов, показали различную минерализацию. В интервале 996—1015 я в песках и песчаниках верхнего рифея содержатся воды, отвечающие формуле
136 (Na + К) 83Са10 ’
а в интервале 718—742 м в песчаниках вендского комплекса заключены воды с минерализацией 99 г!л; воды принадлежат к одному типу.
ВОДЫ ОТЛОЖЕНИИ НИЖНЕГО ПАЛЕОЗОЯ И ДОКЕМБРИЯ
263
В пределах Пачелмского прогиба породы верхнего рифея имеют более разнообразный характер, помимо песчаников здесь широко развиты аргиллиты и доломиты. Воды, приуроченные к этим отложениям, вскрыты только скважиной в сел. Каверине и опробованы совместно с водами вендского комплекса, их общая минерализация достигает 215 г!л.
За пределами территории скважиной в г. Сердобске, в районе Пачелмского прогиба, в отложениях верхнего рифея на глубине 1812—-22.39 Л1 вскрыты воды аналогичного .химического состава. Приведенные данные показывают, что на описываемой территории подземные воды сердобской серии значительно более минерализованы, чем воды, приуроченные к полесской серии, что связано, по-видимому, с большей их глубиной залеганпя.
3. ВОДОНОСНЫЙ КОМПЛЕКС КРИСТАЛЛИЧЕСКОГО ФУНДАМЕНТА
Подземные воды кристаллического фундамента в описываемом районе почти не исследовались, так как бурение опорных скважин обычно прекращалось при достижении кристаллических пород. Можно полагать, что к верхней трещиноватой зоне фундамента приурочены рассолы, аналогичные по химическому составу водам вендского и рп-фейского комплексов, с которыми они взаимосвязаны. На ст. Редкино в архее па глубине 1743 м содержатся рассолы с минерализацией 245 г/л. В Смоленске на глубине 1117—1129 м встречены рассолы с минерализацией 136 г/л, а на ст. Поваррвка на глубине 1779 м рассолы с минерализацией 269 г/л.
Очень мало известно также о древней коре выветривания. На платформе наиболее распространена «белая кора выветривания» — каолины, образовавшиеся на гнейсах, гранито-гнейсах и пегматитовых гнейсах, она развита преимущественно в северо-западных районах Русской платформы. Красно-бурая кора выветривания, содержащая в большом количестве окпелы железа, развита в центральной части Московского артезианского бассейна, близ Москвы, и в Калужском районе. По-видимому, к этим древним продуктам выветривания кристаллических пород приурочены подземные воды, сообщающиеся с водами рнфейских, вендских и кембрийских пород, а также с водами кристаллического фундамента п имеющие общий с ними химический состав.
Глава девятая
ФОРМИРОВАНИЕ И ЗОНАЛЬНОСТЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
1.	ФОРМИРОВАНИЕ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
Формирование подземных вот — сложный естественпопсторическпп процесс. Поцземные воды, их современный химический состав и закономерности распределения в осадочной толще являются продуктом длительной геологической истории развития земли.
В настоящее время сложились достаточно ясные представления об общих путях формирования подземных вод. Существующие материалы показывают, что геологическая история формирования подземных вод определяется следующими основными факторами:
а)	условиями осадкообразования, определяющими характер формирования того или иного первоначального типа вод;
б)	процессами последующей метаморфизации, связанными главным образом с взаимодействием вод и пород;
в)	тектоникой земной коры, определяющей режим и динамику подземных вод, в зависимости от которой обусловливается вертикальная гидродинамическая и гидрохимическая зональность подземных вод.
Источником накопления вод в толщах осадочных пород служат в основном воды морского происхождения — седиментационные, а также инфильтрационные воды атмосферных осадков; в отдельных случаях первоисточником могут являться воды, связанные с магмой. В результате взаимодействия морской воды с породами, на стадиях диагенеза и эпигенеза, под влиянием органического вещества, газов, редких и рассеянных элементов, температуры и т. п. происходит образование новых гидрохимических типов воды.
В условиях морской седиментации на первых стадиях диагенеза преобладают обменно адсорбционные процессы. Результаты исследований поровых вод допных осадков современных морей показывают, что воды, заключенные в илах, подвергаются метаморфизации, связанной с биохимическими восстановительными процессами в присутствии органического вещества в анаэробных условиях (Тагеева, 1960; Шишкина, 1959). При этом происходит концентрирование вод, их десуль-фатпзация и обогащение кальцием. Установлено, что в осадках, бедных органическим веществом, воды морского типа претерпевают при метаморфизме весьма незначительные изменения. При превращении осадка в породу и его уплотнении эти воды выжимаются в более проницаемые породы, образуя горизонты видоизмененных седиментационных вод, дальнейшая судьба которых зависит от направленности колебательных движений данного участка земной коры. В особо благоприятных условиях, в закрытых и изолированных структурах, накаплива
ФОРМИРОВАНИЕ И ЗОНАЛЬНОСТЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
265
ются п длительное время сохраняются первичные высокомппсралпзо-ванные воды.
Несомненно, что и на стадиях эпигенеза подземные воды продолжают видоизменяться. Процессы их изменений весьма разнообразны; к ним относятся взаимодействие между породами и подземными водами, т. е. процессы катионного обмена, растворения, деанортизацни плагиоклаза на раннем этапе глубинного эпигенеза и т. д., а также явления, происходящие в самих водных растворах -— молекулярное уплотнение, осмотическое сгущение, тепловое движение молекул, подземное испарение и т. п. Мы не останавливаемся на различных гипотезах, дающих то пли иное толкование вертикальной гидрохимической зональности, так как сами гипотезы достаточно широко освещены в литературе, а вопрос о причинах дифференциации солей в разрезе и концентрирования вод с глубиной по-прежнему остается дискуссионным.
Подземные воды, образующиеся в результате ннфпльтрашш атмосферных осадков, как правило, характеризуются невысокой минерализацией. Взаимодействие инфильтрационных вод с породами сводится в основном к выщелачиванию из пород растворимых солей и в меньшей степени к обменно адсорбционным процессам. В зависимости от ряда природных факторов, из которых главными являются литология - в частности засоленность водовмещающих пород — физико-географическая обстановка и условия дренированное™, происходит формирование различных химических типов вод инфильтрации.
Анализ истории развития земной коры и ее гидросферы показывает, что в различные геологические периоды в осадочной толще происходила неоднократная смена подземных вод различного происхождения, причем на одних этапах развития происходил преимущественно переход пресных вод в минерализованные, а па других — обратный процесс.
Причиной миграции вод и замещения одних генетических типов другими являются тектонические движения, которые определяют размещение областей питания и стока подземных вод и дают возможность судить в общей схеме о гидродинамических и гидрохимических условиях минувших эпох.
В настоящей главе для территории, занимающей центральную и юго-западную части Московской синеклизы, рассматриваются в геолого-историческом аспекте условия формирования подземных вод от рп-фея до современного периода. Поскольку формирование подземных вод является результатом региональных естественнопсторическпх процессов, протекавших на обширных площадях, то в данной главе вопросы формирования рассматриваются не только для описываемой территории, но также тля сопредельных районов Московской синеклизы и ряда других структур.
Отложению рпфейскпх осадочных толщ на Русской платформе предшествовал длительный кон гпнентальпый перерыв, в течение которого кристаллические породы фундамента выветривались и па их поверхности образовывалась мощная кора выветривания, сохранившаяся во многих местах. В начале рифея в центральных частях Русской платформы в теле кристаллического фундамента образовались узкие грабенообразные прогибы: Пачелмский, Крестцовский, Котласский (Новикова, 1959) и Московский. Эти древнейшие структуры являлись основными бассейнами, к которым был направлен подземный и поверхностный сток в рифее.
В ьендское время огромные площади центральной части Русской платформы были заняты морем, дорифейский щит превратился в пологую впадину Московской синеклизы. Ближайшая суша располагалась
266
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
на юге в области Воронежско-Украинского массива. В конце среднего и в течение верхнего кембрия имел место континентальный перерыв. В начале ордовика море снова покрыло описываемую территорию, затем произошло постепенное сокращение морского бассейна, береговая линия которого переместилась к северу, затем море мигрировало на запад п в конце среднего ордовика отступило за пределы центральных частей Русской платформы. Континентальный перерыв длился в течение верхнего ордовика, силура и нижнего девона.
Рис. 35. Схематическая палесгпдрогеологическая карта конца ордовика. Составили Г. В. Богомолов. Г. Н. Плотникова, Л. И. Флерова
Области распространения первых от поверхности водоносных комплексов: / пресные воды в коре выветривания кристаллических пород, 2 — то же, е вендских отложениях (ладлямина-риговыс песчаники), 3— то же. в нижнекембрийских отложениях (балтийский комплекс). 4 — то же. в средпекембрийских отложениях (ижорские слои), 5 — минерализованные воды в ордовикских отложениях. 6 — границы распространения водоносных комплексов, 7 предполагаемое направление стока, S —скважины; указана мощность осадочных о..,ржеш:й в конце ордовика, 9 изогипсы кристаллического фундамента в конце ордоника. /О - граница территории. охваченной III томом «Гидрогеология СССР».
Отложение осадочных пород позднего докембрия и нижнего палеозоя сопровождалось накоплением в них морских вод, этот процесс явился первым этапом формирования подземных вод. При последующем диагенезе осадков происходило вытеснение из них части воды в водоем и в другие породы, при этом увеличивалось содержание солей в воде. На стадии эпигенеза породы и заключенные в них воды продолжали видоизменяться.
К концу каледонского цикла тактогенеза Московская синеклиза представляла собой обширную мульду широтного простирания, по периферии которой выходили на поверхность вендские отложения, а в центральных частях были развиты более молодые отложения кембрия и ордовика (рис. 35). С юго-востока к этой впадине примыкал глубокий
ФОРМИРОВАНИЕ И ЗОНАЛЬНОСТЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
267
Пачелмскпп прогиб, выполненный рифейскими и вендскими отложениями. Грубозернистые рифейские и гдовские осадки образовывали единый водоносный горизонт, в основании которого располагался кристаллический фундамент; водоупорным перекрытием служили ляминари-товыс глинистые породы. Выше следовали надлямпнарптовый водоносный горизонт и водоупорные «синие глины». В северной части описываемого района на «синих глинах» залегали ижорские слон среднего кембрия и осадки ордовика.
К концу каледонского цикла (см. рис. 35) наиболее приподнятые части описываемой территории находились па юге, в пограничной области Воронежско-Украинского массива, а наиболее погруженные участки были расположены на севере — в полосе, проходящей через Крестцы— Валдай — Любим. Наклон слоев с юга на север и перемещение в том же направлении моря, как основного базиса стока, определяли продвижение фронта пресных вод с юга на север и постепенное оттеснение минерализованных вод в наиболее глубокие части Московской впадины. Пачелмский прогиб являлся базисом стока для окружающих положительных структур — Воронежского массива, Волго-Уральского свода, — по-видимому, по нему осуществлячся частичный сток подземных вод из Московского бассейна в юго-восточном направлении.
Для рифейского и вендского водоносных комплексов, севернее линии Смоленск — Серпухов — Рязань, залегающих на глубине порядка 200 —450 м и изолированных водоупорами, был характерен затрудненный водообмен. Пресные инфильтрационные воды поступали в эти горизонты в основном по периферии выхода на поверхность рпфейских, вендских п нпжнекембрпйскпх пород; вследствие гидрогеологической закрытости структуры в водоносных горизонтах преимущественным распространением пользовались метаморфизованные соленые воды морского генезиса.
Водоносный комплекс, представленный ижорскими песками и песчаниками и нижне- и среднеордовикскими известняково-мергельными породами, общей мощностью до 450 ж, находился в зоне относительно активного водообмена. За время континентального перерыва перед среднедевонской трансгрессией, продолжавшегося около 100 млн. лет, морские воды в этих отложениях, вероятно, были замещены пресными инфильтрационными, здесь получили развитие воды гидрокарбонатного или сульфатно-гпдрокарбонатного кальциевого и гидрокарбонатного натриевого типов. Питание ордовикского и ижорского водоносных комплексов осуществлялось па всей площади их распространения, сток был направлен с востока на запад — в сторону силурийского морского бассейна, где были наиболее низкие отметки местности.
В среднем девоне началась перестройка тектонического плана Московской синеклизы и сопредельных структур — произошло прогибание восточных и юго-восточных частей Русской платформы, погрузились Волго-Уральский свод, Котельнический выступ, большая часть Воронежского массива. В пределах описываемой территории господствовал морской режим; непродолжительные по времени континентальные перерывы в среднем девоне захватывали небольшие площади и не оказывали существенного влияния на общий ход формирования подземных вод. /Морские воды, распространившиеся в девоне па большой части Русской платформы, проникали в верхние водоносные горизонты, смешивались с пресными водами, накопившимися за время предшествующего континентального перерыва, и постепенно их замещали.
Для девонского периода характерно устойчивое прогибание территории и накопление мощных толщ морских осадков. Аридный климат
268
ОБЩАЯ ХАРАКГЕРНСГПКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
этого времени способствовал накоплению мощных толщ доломитов, а в периоды регрессии моря приводил к образованию лагун и замкнутых бассейнов, где осаждались ангидриты, гипсы, а временами каменная соль, например в морсовское время. Процесс формирования подземных вод в девонский период характеризовался поэтому повышением степени минерализации подземных вод и образованием рассолов. К концу девона во всех осадочных комплексах были заключены соленые воды и рассолы.
Рис. 36. Схематическая палеогп iporeo.ioiпческая карта конца пермского периода. Составили Г. В. Богомолов, Г. Н. Плотникова, Л. И. Флерова
Области распространения первых от поверхности водоносных комплексов; / пресные воды в коре выветривания кристаллических иород. 2 -то же. в вендских отложениях. .? то же. в пнжнскембрийских отложениях (балтийский комплекс). 4 -то же. в ордовикских отложениях. 5 —то же. в срсднсдсвоиских отложениях. 6 то же. во франских отложениях верхнего девона. / то же. в фамснскнх отложениях верхнего девона, я — то же. в каменноугольных отложениях, Ч -минерализованные воды в пермских отложениях, /6--границы распространения водоносных комплексов. II предполагаемое направление стока. 12 -скважины. указана мощность осадочных отложении в конце пермского периода, 14 - изогипсы кристаллического фундамента в конце перми. И- граница территории, охваченной III томом «Гидрогеология СССР»
В карбоне усилились опускания на востоке и северо-востоке Русской платформы. На западе происходили поднятия, которые привели к сокращению морских бассейнов и перемещению береговой линии на восток и север (рис. 36). Моря каменноугольного периода отличались небольшой глубиной, поэтому даже незначительные по амплитуде эпейрогенические колебания приводили то к осушению, то к затоплению обширных территорий. Несколько раз в течение каменноугольного периода Русская платформа испытывала общее поднятие; наиболее значительные по времени континентальные перерывы отмечались в конце турнейского — начале впзейского веков п в конце нижнего и на
ФОРМИРОВАНИЕ II ЗОНАЛЬНОСТЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
269
чале среднего карбона. Во время континентальных перерывов происходил интенсивный размыв ранее отложившихся осадков, образование карста в карбонатных породах и замещение морских вод пресными инфильтрационными водами.
В этом смысле характерна область «центрального поднятия» (Швецов, 1959)— район, ограниченный 52 и 58° с. ш., 42 и 46° в. д,, где полностью уничтожены осадки т}риекского яруса и частично верхнего девона. Глубокие предверейские долины, описанные в главе второй, могли служить местными очагами разгрузки подземных вод в периоды континентальных перерывов. Таким образом, большая мобильность Русской платформы в каменноугольный период и влажный климат того времени вызывали па платформе периодические опреснения первых от поверхности водоносных горизонтов. К концу описываемого периода пресные воды в западной и южной частях территории были заключены в отложениях нижиего карбона и сосредоточены в областях их выходов на поверхность. В полосе, примыкающей к верх-некаменноуголыюму морю, по-видимому, были развиты смешанные типы вол, а па отдельных участках пресные и соленые воды.
Пермский период для всей Русской платформы .характеризовался дальнейшим сокращением морского бассейна и резким изменением климатических условий. Влажный и теплый климат предыдущего каменноугольного периода вновь сменился в перми аридным климатом, что привело к коренному изменению состава накопившихся пород и вод. В этот период широкое развитие получили доломиты, ангидриты п гипсы; карбонатные и песчано-глинистые породы также оказались в значительной степени загипсованными.
.Морской бассейн нижней и верхней перми занимал северо-восточную часть описываемой территории (см. рис. 36). В ппжнепермскую эпоху, с копна сакмарского до конца кунгурского века, преимущественное развитие здесь имели лагунные условия. На протяжении верхней перми территория северо-востока Московской синеклизы была занята неглубоким внутрпконишептальным бассейном, который временами — в начале казанского и татарского веков - опреснялся в результате притока пресных вод с востока, а временами, во второй половине казанского века, размеры бассейна сокращались и он засоло-нялся. Неоднократные континентальные перерывы в осадконакоплении не вызывали существенного рассоления подземных вод и водовмещаю-щпх пород, так как аридный климат пермского периода затруднял процессы промыва осадочных пород на суше. В морском бассейне, как указывалось, накапливались загипсованные и засоленные отложения, чю в свою очередь вызывало захоронение в них высококонцентрированных подземных во т сульфатно-хлоридного и хлорпдного натриевого состава.
Совершенно иными условиями характеризовалась запа тпая и южная части описываемой территории. Здесь в пермский период господствовал континентальный режим, выходы девонских и каменноугольных пород подвергались воздействию атмосферных агентов; в водоносных горизонтах, приуроченных к верхам этих тодщ, происходило замещение минерализованных вод прежних морских бассейнов водами инфильтрационными.
Как видно из изложенного, девон и верхний палеозой характеризуются иной направленностью тектонических движений по сравнению с нижним палеозоем. Если в нижнем палеозое области наибольшего прогибания перемещались сначала в центральные, а затем в западные части Московской синеклизы, то в течение герцпнекого цикла тектогенеза наибольшее прогибание испытывали восточные части
270
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
Русской платформы, тогда как западные и южные районы постепенно поднимались и освобождались от моря. Соответственно менялась и ориентировка общего стока. Поднятия на западе и юге привели к образованию в этих районах, начиная с девона, основных областей питания палеозойских водоносных горизонтов; сток отсюда был направлен по падению пластов к северу и северо-востоку. Северо-восточная часть территории, испытывавшая в течение герцппского цикла тектогенеза устойчивые прогибания, характеризовалась стабильными условиями в отношении гидрохимического режима; во всем разрезе палеозоя здесь были развиты соленые воды. Процесс метаморфизации этих подземных вод, протекающих в условиях весьма затрудненной циркуляции при сравнительно высоких температурах и давлении, приводил в итоге к формированию рассолов хлоридного кальциево-натрие-вого типа со значительным содержанием брома и йода.
В мезозое на отдельных частях описываемой территории характер тектонических движений изменился, что привело к несколько иному плану распределения суши и моря. В триасе на крайнем северо-востоке Русской платформы существовал ветлужский пресноводный бассейн, в котором накапливались песчано-глинистые породы и сингенетичные им пресные воды. На остальной террп горни происходил дальнейший промыв верхних частей водоносных комплексов девона, карбона и перми.
Конец ветлужского века характеризовался общим поднятием и установлением длительного континентального перерыва, продолжавшегося па описываемой территории до верхней юры, т. е. около 32— 35 млн. лет. Осушение платформы привело к новому внедрению инфильтрационных вод в водоносные горизонты. Скорость промыва определялась в основном литологией водовмещающпх пород, тектонической структурой рельефа и гидрографией отдельных районов. Наиболее интенсивно процессы промыва осуществлялись там, где располагались гипсометрически приподнятые области, сложенные хорошо проницаемыми породами девона и карбона: Главное девонское поле, Воронежский массив, район Окско-Цнинского вала. Замедленные темпы промыва были в опущенных северо-восточных областях, где на поверхности были развиты пермские отложения; засоленность и загппсованность большей части разреза препятствовали вымыванию соленых вод из указанных толщ.
В течение средней юры в пределах Пачелмского прогиба и к западу от него — в районах Подмосковья — существовали континентальные условия, здесь накапливались аллювиальные, делювиальные и озерно-болотные отложения. Начиная с келловея, восточная половина описываемой территории — примерно до меридиана г. Калинина — была покрыта морем, которое с небольшими перерывами удерживалось здесь до конца юры. Море вторгалось в основном из юго-восточных, юго-западных и северо-восточных частей платформы. Анализ литологических фаций юрских бассейнов позволяет говорить о существовании в то время влажного умеренно теплого климата. Морские бассейны обладали нормальной соленостью. В верхнеюрском бассейне в основном шло отложение глинистых пород, которые служили водоупорной кровлей для нижележащих водоносных горизонтов.
В меловой период морской бассейн характеризовался неустойчивым режимом, частыми поднятиями отдельных районов и регрессиями. Наиболее крупный перерыв в осадконакоплении на описываемой территории отмечается в аптский век. Трансгрессии нижнего и верхнего мела захватывали большую часть центральных районов, за исключением его северо-западного участка. Б кампанскпй век море от
ФОРМИРОВАНИЕ И ЗОНАЛЬНОСТЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
27!
ступило в южном направлении, и на всей описываемой территории установился континентальный режим, существующий до настоящего времени. Для мезозоя (кроме триаса) был характерен теплый и влажный климат. В связи с погружением Воронежского массива южный район превратился из области питания — каким он был в каменноугольный, пермский и триасовый периоды — в область стока. В юрский и меловой периоды область питания подземных вод располагалась в северо-западной части территории’, примерно к западу от г. Калинина.
В течение палеогена, неогена и четвертичного периодов существовал континентальный режим. В результате устойчивых положительных движений в неогене и в четвертичное время большое развитие получили эрозионные процессы. В это время в верхней зоне осадочной толщи формировались воды преимущественно гидрокарбонатного и сульфатного кальциевого состава. Процессы промыва и замещения соленых вод пресными были наиболее интенсивны па западе и северо-западе территории, в районах гипсометрически высокого залегания каменноугольных и девонских пород. Сравнительно более затруднены были процессы промыва в районе распространения гппсоносных отложенпй перми и глинистых образований юры. Большое дренирующее влияние оказывали речные долины, образовавшиеся в неогене и в четвертичном периоде.
В палеогене и неогене климатические условия были сходны с современными и на описываемой территории располагалась «северная умеренно влажная зона» (Страхов, 1960). В начале четвертичного периода северная половина Русской платформы подвергалась оледенениям, общая продолжительность которых составляет около 100 тыс. лет. В периоды оледенений процессы инфильтрации почти прекращались, так как вся площадь была покрыта льдами. В межледниковые периоды и после отступания ледников процессы инфильтрации усиливались за счет поступления больших масс талых вод. Интенсивность внедрения инфильтрационных вод зависела в основном от литологического состава и мощности флювиогляциальных и моренных отложений. Теперь все большее значение приобретает влияние деятельности человека; мощные водозаборы существенно меняют режим и химизм подземных вод в районах их эксплуатации, в крупных промышленных центрах и на ряде месторождений полезных ископаемых.
Из изложенного выше следует, что в ходе геологической истории па Русской платформе неоднократно происходила смена вод различного происхождения; в формировании подземных вод принимали участие как морские, так и инфильтрационные воды. Региональные изменения условий залегания и химического состава подземных вод определялись геотектоническим развитием и изменениями палеогеографической обстановки.
Характерным являлось перемещение областей наибольшего прогибания с запада на восток в течение герцинского и альпийского циклов тектогенеза, что обусловило медленное передвижение соленых вод и рассолов в том же направлении. В западных и южных частях Русской платформы, испытывавших устойчивые положительные движения, порисходило интенсивное внедрение вод выщелачивания и образование мощной зоны пресных вод. В промежуточной зоне большим распространением пользуются воды с повышенной минерализацией и со сложным составом, образовавшиеся в результате смешения и замещения морских вод пресными инфильтрационными. Приведенные материалы показывают, что в пределах описываемой территории в направлении с юга па север происходит смена типов вод как по глубине, так и по площади их распространения.
272
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
2.	ГИДРОДИНАМИЧЕСКАЯ ЗОНАЛЬНОСТЬ
Гидродинамическая зональность хорошо выражена на описываемой территории. Согласно классификации Н. К. Игнатовича (1934), выделяются три гидродинамические зоны: 1) верхняя зона активного водообмена; 2) зона замедленного водообмена пли затрудненной циркуляции подземных вод; 3) зона застойного водного режима, весьма замедленного водообмена. Такое подразделение является схематическим, гак как до настоящего времени еще не выработаны четкие критерии для объективного разграничения указанных зон, хотя некоторые авторы (Дичков, 1948; Макаренко, 1949) проводят границы гидродинамических зон, исходя из глубины вреза гидрографической сети п уровня моря. Гидродинамическая зональность тесно связана с гидрохимической зональностью подземных вод и в основном определяет ее, по не во всех случаях они совпадают. Динамика подземных вод
Рис. 37. Карта гл\бнп подошвы пресных вол. Составила Н. У. Лебедева по материалам ГУЦР
1 - изолинии глубин. Области распространения пресных подземных вод I, отложениях различных возрастов (преимущественно): 2 — четвертичных; .? — пнж-некаменноу гол иных и верхнедевонских; 4 — средне- и нижнекаменноугольных; 5 — среднскаменно-Згольных; 6- верхне- и среднекаменноугольных; 7 верхнекаменноугольных; 8—четвертичных, меновых и юрских. Жирным шрифтом на карте выделены геологические индексы наиболее распространенных и мощных в данной зоне отложении. содержащих пресные воды. Геологические индексы в скобках показывают, что соответствующие им отложения содержат частично пресные, а частично соленые воды
ФОРМИРОВАНИЕ И ЗОНАЛЬНОСТЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
273
зависит от многих факторов: геоструктурных и физпко-географпче-ческпх условий, гипсометрического положения, литологии и трещиноватости водоносных пород, наличия или отсутствия региональных водоупоров. Эти условия и определяют в основном распространение п мощность гидродинамических зон.
Зона активного водообмена характеризуется интенсивным внедрением инфильтрационных вод, которые активно взаимодействуют с породами, разрушая их и выщелачивая соли. Подземные воды этой зоны пресные или слабосолоноватые, большое воздействие на их формирование оказывают климат и рельеф. Мощность зоны активного водообмена меняется от нескольких десятков — в Ярославле, Любиме — до двух-трех сотен метров — в Москве, Поваровке, Щелково ^рпс. 37, 38).
Зона затрудненного водообмена характеризуется меньшей про-мытостыо пород и повышенной минерализацией подземных вод. Движение вод в этой зоне в связи с меньшей трещиноватостью пород и удаленностью водоносных горизонтов от земной поверхности происходит медленнее; по сравнению с зоной активного водообмена вынос солей затруднен, в породах остаются не только сульфаты, но и наиболее легко растворимые хлориды, в результате чего и химический состав вод характеризуется преобладанием сульфатов и хлоридов. Мощность зоны затрудненного водообмена изменяется в пределах от десятков— в Ярославле и Любиме — до трех-четырех сотен метров — в Москве и Плавске.
Зона застойного водного режима охватывает наиболее глубокие части описываемой территории и является наибольшей по объему. Скорости движения подземных вод в этой зоне и процессы промыва пород незначительны. В наиболее глубоких участках, приуроченных к впадинам кристаллического фундамента, движение подземных вод практически равно нулю, благодаря чему здесь залегают рассолы высокой концентрации. Мощность этой зоны велика и колеблется от нескольких сотен до 1500—3000 м.
Мощность зон, как указывалось, зависит от геоструктурных условий, от глубины залегания кристаллического фундамента и, наконец, от литологического состава пород. Так, наибольшие мощности первой н второй гидродинамических зон наблюдаются на юге и на западе территории, в районах северного склона Воронежского массива и в центральных районах описываемой территории, близ Москвы и др. На северо-востоке территории мощность зоны активного водообмена сокращается до нескольких десятков метров вследствие того, что условия залегания и литологический состав водовмещающих пород, характеризующихся засоленностью, затрудняют движение подземных вод и вынос солей из пород.
3.	ВЕРТИКАЛЬНАЯ ГИДРОХИМИЧЕСКАЯ ЗОНАЛЬНОСТЬ
Как известно, территория Московской синеклизы характеризуется наличием прямой вертикальной гидрохимической зональности: с увеличением глубины залегания возрастает минерализация подземных вод и изменяется химический тип воды. Здесь можно выделить четыре гидрохимические зоны, последовательно сменяющие одна другую:
1)	гидрокарбонатная кальциевая зона пресных вод с минерализацией до 1 г/л;
2)	сульфатная кальциевая пли кальциево-натриевая и сульфат-но-хлоридная натриевая зона солоноватых вод с минерализацией 1 — 10 г/л;
18 Заказ 161.
.81
Рис. 38
РАЗРЕЗ ПО ЛИНИИ П-П
SZ3
Поя хннмзеНоп чиончмное и зннуяозимзоф
Ноя XHHIVSEHOU VXlIlJHdTIlXVdVX И'УТПЯО
tlZ
276
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
89 оеоиигГп!
29?VO{7
Й И1ГОЭ 91ЧИВД
I
Рис. 38. Схематические геолого-гидрохимические разрезы по линиям /—/, II—II, III—III к карте распространения подземных рассолов (рис. 49). Составил Ф. И. Кравчинский
Зоны с минерализацией подземных вод (г/л): 1 — до 1; 2 — от 1 до 10; 3 — от 10 до 50; 4 — от 50 до 140; 5 — от 140 до 270; 6— свыше 270; 7 — границы между зонами различной минерализации; 8— границы стратиграфических подразделений; 9 — то же, предполагаемые; 10 — индексы геологического возраста; // — скважина: цифра у устья — се номер по карте 3 в приложении I, цифра на разрезе — минерализация (г/л), стрелка — напор подземных вод
V иироцр
JJQVOff
61 QLfflVLfOOdK
иииэээитгс
-qirgwosdsu
£9-99 УШЮОИ
ПОЯЭОИ
16 soyAudao
6Z1 ЫЗЯРИЦ
ФОРМИРОВАНИЕ И ЗОНАЛЬНОСТЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
277
3)	хлоридная натриевая зона соленых вод с минерализацией 10—50 г/л;
4)	хлоридная кальциево-натриевая зона рассолов с минерализацией свыше 50 г/л.
Расчленение водоносной толщи на гидрохимические зоны является схематическим обобщением, так как в деталях каждая из зон — особенно две верхние — по химизму вод довольно неоднородны.
Первая — верхняя — зона пресных вод содержит преимущественно гпдрокарбонатные кальциевые воды. Мощность этой зоны колеблется в широких пределах — от 50 до 350 м, составляя в среднем 100—150 лт (см. рис. 37). Максимальные мощности порядка 200—350 .и наблюдаются в центральных районах, близ Москвы, у ст. Щелково, и приурочены к достаточно дренированным участкам, бывшим в течение длительного геологического времени сушей, где шли интенсивные процессы промыва пород. Здесь располагаются области питания карбона, сложенные хорошо проницаемыми породами.
К северо-востоку, у Ярославля и Любима мощность зоны пресных вод уменьшается до 100—50 м, что связано с развитием в этих районах загипсованных пермских пород, здесь формируются жесткие воды сульфатного типа. Следует отметить, что на западе описываемой территории, у г. Велижа ', где подземные воды верхней зоны приурочены к озерско-хованским загипсованным породам, мощность верхней зоны сокращается до 40 м, и воды характеризуются пестрым составом. Таким образом, характер минерализации и мощность первой зоны подземных вод зависят от засоленности водовмещающих пород, они отражают современную геологическую обстановку литологию пород, климат, рельеф и т. д.
Вторая гидрохимическая зона — солоноватых вод с минерализацией 1—10 г)л характеризуется пестрым составом, здесь развиты сульфатно-хлоридные кальциево-натрпевые, сульфатные маг-ниево-кальцневые, хлоридно-сульфатные натриевые и сульфатные кальциевые типы подземных вод. В верхних частях этой зоны преобладает ион SO4, содержание которого колеблется в пределах 60— 98 экв %; с глубиной увеличивается минерализация и содержание С1 возрастает до 50—60 экв %, а содержание SO4 снижается до 32— 48 экв -%. В пределах пермского поля, где водоносные горизонты приурочены к гипсоносным породам, развиты сульфатные кальциевые воды. Содержание SO4 возрастает до 90—98 экв %, Са до 80— 100 экв % •
Для описываемой зовы типичны воды следующего химического состава, вскрытые в Москве на глубине 635 м:
м C159SO439
7,4(Na + К)60Са23'
На ст. Воротынск на глубине 566 м вскрыты роды, отвечающие следующей формуле:
,,	SO468CI25
JV14 о-------- •
(Na + К) 74
Мощность второй зоны изменяется от 400—600 м на юге описываемой территории (Плавск и ст. Барятино) до 100—50 м на востоке и северо-востоке, у Любима и Солигалпча.
1 В скважине Велижа ниже сульфатных вод был вновь встречен горизонт более пресных вод, приуроченный к мало загипсованным карбонатным породам.
278
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
Ниже залегает третья — зона соленых вод с минерализацией 10—50 г/л, к которой приурочены преимущественно хлоридные натриевые воды. Для этих вод характерно преобладание иона С1, содержание его составляет 85—90 же %, содержание Na + K около 73—78 экв %; содержание SO4 изменяется в пределах 6—16 же %-, количество Са не превышает 15—19 же %. Отношение — составляет в среднем 0,78—0,86. В этой зоне наблюдается обогащение вод бромом, иногда присутствует бор; йод встречается в очень небольших количествах. Типичный состав воды этой зоны можно представить на примере результатов анализов проб из скважин в Валдае с глубины 740—762 ад.
С194
44 (Na + к) 73Са18
в Серпухове на глубине 836—840 м вода имела следующий состав:
М32----.
3 (№+ К)71Са19
Четвертая гидрохимическая зона рассолов с минерализацией выше 50 г/л характеризуется водами хлоридного каль-циево-патриевого и натриевого типа. Эта зона начинается слабыми рассолами с минерализацией 50—100 г/л. С глубиной концентрация солей возрастает и появляются крепкие рассолы с минерализацией 140—270 г/л. В глубоких впадинах кристаллического фундамента встречаются очень крепкие рассолы с минерализацией более 270 г/л. По мере увеличения концентрации солей закономерно изменяется и химический состав рассолов, содержание О повышается до 95—
Na
100 же %; соответственно уменьшается отношение — от 0,9 до 0,44; содержание Са увеличивается от 10—15 до 30 же %, a SO4 снижается и почти полностью исчезает. М. С. Яншина (1960) отмечает повышенное содержание калия в глубоких подземных водах Московского бассейна. Для рассолов характерно высокое содержание брома, с глубиной оно возрастает, а в единичных случаях повышается до 1 г/л. Содержание йода и бора в рассолах невелико.
ААощность зоны рассолов изменяется в очень широких пределах от 400—500 до 2000—3000 м в Любиме. Максимальная мощность отмечается в наиболее прогнутых частях фундамента; на юге описываемой территории, близ Плавска, где кристаллические породы фундамента залегают неглубоко от поверхности земли, рассолы отсутствуют. Изложенные факты и гидрохимические профили (см. рис. 38) показывают, что на описываемой территории хорошо прослеживается гидродинамическая и гидрохимическая зональность водоносных горизонтов. Выделенные зоны приурочены к различным по возрасту отложениям, что связано с геоструктурпыми условиями и глубиной залегания кристаллического фундамента.
Некоторые исследователи (Богомолов и др., 1962) считают, что в грубой схеме поверхность минерализованных вод является зеркальным отражением рельефа кристаллического фундамента. В районах развития кристаллических массивов и выступов фундамента минерализованные воды развиты в наиболее глубоких горизонтах, иногда же вся толща осадочных пород и верхняя трещиноватая зона пород кристаллического фундамента насыщены пресными водами. 11а площадях развития впадин, наоборот, кровля минерализованных вод рас
ФОРМИРОВАНИЕ И ЗОНАЛЬНОСТЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
279
полагается сравнительно близко к поверхности земли. Эта закономерность бесспорно связана с различным характером водообмена, изменявшимся в течение геологического времени.
Кристаллические массивы и выступы фундамента, испытывавшие преимущественно положительные тектонические движения, находились в зоне активного водообмена, где формировались пресные воды, во впадинах, подвергавшихся в основном устойчивым прогибаниям, создавались условия гидродинамической обстановки застойного режима с накоплением рассолов п соленых вод.
4. ГИДРОТЕРМАЛЬНАЯ ЗОНАЛЬНОСТЬ
В платформенных условиях подземные воды являются одним из основных факторов, определяющих распределение температур в горных породах. Распределение температур подземных вод как по площади, так и в вертикальном разрезе зависит в свою очередь от геотермического режима данного участка земной коры, от тектонических условий и литологического состава пород.
На описываемой территории температуры подземных вод колеблются в пределах от 8—10° до 50—60°. По температурным условиям можно выделить три гидротермальные зоны.
Первая зона включает холодные воды с температурой до 20°, она приурочена к водоносным горизонтам четвертичных отложений мезозоя п верхнего палеозоя (рис. 39). В вертикальном разрезе эта зона распространена до глубины 1000—1200 м; на юго-западе и юге описываемой территории, на склонах Воронежского массива, зона холодных вод прослеживается до кристаллического фундамента.
Вторая зона — теплых вод с температурами 20—40° приурочена к водоносным горизонтам девона и нижнего палеозоя и распространена на глубинах более 1000—1200 м.
Третья зона — воды с повышенными температурами 40—60° — приурочена к водоносным комплексам ордовика, силура и нижнего кембрия и распространена на глубинах свыше 2000 м; она прослеживается в северо-восточной половине описываемой территории. Распределение температур по кровле фундамента показано на рис. 40, где видно, что температуры возрастают в направлении к северо-востоку, высокие температуры приурочены к местам наибольшего погружения кристаллического фундамента, это районы от Ярославля и Любима далее к Котласу.
На общем фоне выделенных гидротермальных зон отмечается два участка аномальных температур: в районе Валдая и к юго-западу от Калуги на участке Воротынского поднятия.
При опробовании Валдайской скважины на глубине 1445—1450 м была температура 60,2°, т. е. на 15—20° выше нормальной температуры для таких глубин, несколько повышенная температура подземных вод установлена и далее к западу, в Порховской скважине. Подобные температурные аномалии могут быть связаны с тектоническими нарушениями фундамента в районе городов Порхова, Крестцов, Валдая, обусловливающими повышенный приток тепла из глубоких зон.
Второй аномальный участок — уже с относительно пониженными температурами — расположен в районе Воротынского поднятия фундамента. Здесь температура подземных вод вендского водоносного комплекса на глубине около 1000 м достигает всего +10°. Аномальное понижение температуры может быть связано с внедрением более холодных подземных вод из верхних горизонтов. В качестве возмож-
280
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
osowafti
eoxAudao
SQP30W *
|М
ПИрО1[/
DSICOQ икоэ Э1Ч1ГВЙ
vzirog
qirgBirood#
им^ээ31ге^
-qi/g-eiroadau
UOSPlflJ
Phu. 39. Схематический геотермически!] разрез по липни Москва—Любим (по В. А. Покровскому п В. Г. Поляк, 19G0) 1 — границы стратиграфических подразделений (пунктир - предполагаемые); 2- изолинии TCMiiepaiyp.
ФОРМИРОВ АНИЕ И ЗОНАЛЬНОСТЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
281
Рис. 40. Схематическая карта (в изолиниях) температур подземных вод на кровле кристаллического фундамента (по В. А. Покровскому и Б. Г. Поляк, 1960)
пых причин, обусловливающих температурные аномалии, можно назвать тектонические нарушения, по которым происходил повышенный приток тепла из глубоких зон или внедрение более холодных подземных вод из верхних горизонтов. Это и приводило к нарушению нормального геотермического режима на данном участке.
Глава десятая
ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКОЕ РАЙОНИРОВАН! IE
Описываемая в настоящем томе территория почти целиком расположена в пределах Московского артезианского бассейна, являющегося частью огромной по площади Русской системы артезианских бассейнов. Эта система артезианских бассейнов приурочена к Московской синеклизе и северо-западным частям Волго-Уральского свода и Па-челмского прогиба. Она представляет собой крупный артезианский бассейн первого порядка, который по схеме районирования ВСЕГИНГЕО * состоит из четырех артезианских бассейнов второго порядка: Московского, расположенного в юго-западной части Московской спнеклизмы, и взаимосвязанных с ним Северо-Двинского, Волго-Камского и Сурско-Хоперского артезианских бассейнов (рис. 41).
Границы между артезианскими бассейнами — или гидрогеологическими районами, в частности, границы Московского артезианского бассейна, не были постоянными и изменялись на различных этапах геологического развития в связи с изменением палеогидрогеологпче-скпх условий данной территории. Ввиду этого границы Московского артезианского бассейна разные исследователи проводят различно.
В схеме ВСЕГИНГЕО в основу выделения гидрогеологических районов первого и второго порядков положена геологическая структура, являющаяся основным фактором, определяющим условия распространения и формирования подземных вод. Более детальное гид-рогиологическое районирование — выделение районов третьего и четвертого порядков, именуемых в дальнейшем «районами» и «подрайонами»— проводится нами с учетом: 1) особенностей геологического строения и распространения основных водоносных комплексов — гидрогеологические районы третьего порядка — «районы»; 2) главнейших орографических водоразделов, в условиях платформы примерно совпадающих с водоразделами подземных вод и определяющих направление подземного стока в верхней гидродинамической зоне — гидрогеологические районы четвертого порядка — «подрайоны» (рис. 42). Исключение составляют IX и X районы, являющиеся не-
1 В настоящей работе принята рекомендованная ВСЕГИНГЕО для монографии «Гидрогеология СССР» схема гидрогеологического районирования территории СССР, разработанная специальной комиссией, состоявшей из представителей различных ведомств п институтов.
Г. Н. Каменский и др. («Гидрогеология СССР», 1959) называют этот бассейн первого порядка «Восточно-Русским» и включают в него Московский, Северо-Двинский и Волго-Камский бассейны второго порядка.
ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ
283
большими частями соответственно Волго-Камского и Сурско-Хопер-ского бассейнов второго порядка.
Граница Московского артезианского бассейна на юге, западе и севере располагается за пределами описываемой территории. На юге она проходит в пределах Воронежской антеклизы, отделяющей Московский артезианский бассейн от Днепровско-Донецкого; на западе граница проходит по Литовско-Белорусскому поднятию, на северо-
Рпс. 41. Схема гидрогеологического районирования территории СССР, принятая в монографии «Гидрогеология СССР»
1 — граница Русской системы артезианских бассейнов (бассейн первого порядка); 2—границы артезианских бассейнов второго порядка (бассейны: Московский, Северо-Двинский, Волго-Камский, Сурско-Хоперский); 3 — граница территории, охваченной I томом «Гидрогеология СССР»
западе — по юго-восточному склону Балтийского щита; на севере Московский артезианский бассейн отделяется от Северо-Двинского Сухонским валом и Северными Увалами, т. е. водоразделом бассейне!! Волги и Северной Двины; на востоке Окско-Цнинский вал отделяет его от Волго-Дамского и Сурско-Хоперского артезианских бассейнов, лишь небольшие участки которых входят в описываемую территорию.
Таким образом, гидрогеологическое районирование рассматриваемой территории почти полностью сводится к районированию большей — центральной — части Московского артезианского бассейна. Общее погружение кровли кристаллического фундамента к оси Московской синеклизы и к Пачелмскому прогибу, пологое падение
284
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
с.юев осадочной толщи и увеличение ее мощности в этих направлениях, наличие структур второго порядка (Окско-Цнииский вал, Вла-днмирово-Шиловский прогиб и др.), литолого-фациальный состав пород осадочной толщи, характеризующийся чередованием на значительной части территории водоупорных и водопроницаемых пород, на ряде участков обогащенных легкорастворимыми солями, орогидро-графическпе особенности — таковы главные черты территории и фак-
Рпс. 42. Схематическая карта гидрогеологического районирования. Составил Ф. И. Кравчинский
1 — границы гидрогеологических районов третьего порядка, обозначенных римскими цифрами, 2 — границы подрайонов, обозначенных арабскими цифрами; 3 — границы административных областей
торы, определяющие условия распространения и формирования подземных вод, характер их движения, напоры, ресурсы, качество и т. д.
Московский артезианский бассейн представляет собой сложную систему водоносных горизонтов и комплексов в большей пли меньшей степени взаимосвязанных. Это бассейн открытого типа, характеризующийся четко выраженной вертикальной гидродинамической и гидрохимической зональностью (см. главу девятую). Почти на всей рассматриваемой территории развиты все три гидродинамические зоны: интенсивного, затрудненного и весьма затрудненного водообмена. Лишь в самой южной части территории, на склоне Воронеж
ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ
285
ской антеклизы, где мощность осадочной толщи сравнительно невелика, отсутствует последняя из перечисленных выше гидродинамических зон. В зоне интенсивного водообмена, т. е. в зоне пресных вод, наиболее широкое распространение имеют водоносные горизонты каменноугольных отложений, занимающие центральную часть бассейна и залегающие непосредственно под четвертичными пли мезозойскими осадками. Водовмещающпми породами являются преимущественно трещиноватые известняки и доломиты, реже пески. Эти водоносные горизонты характеризуются значительными ресурсами и имеют наибольшее народнохозяйственное значение.
К западу и югу от каменноугольных развиты горизонты с пресными водами в девонских отложениях. Режим и условия формирования вод каменноугольных и девонских отложений в значительной мере определяются составом, мощностью и водоносностью пород мезо-кайнозойского перекрытия. В северо-восточной части территории водоносные горизонты карбона перекрываются пермскими и триасовыми отложениями, характер водоносности которых, как это было показано в главе пятой, резко отличается от описанных выше. В них уменьшаются ресурсы пресных вод и резко возрастает их минерализация. Отмечается тесная гидравлическая связь подземных пресных вод с поверхностными водами рек и озер.
На описываемой территории выделяется десять гидрогеологических районов (см. рис. 42): I — западное крыло Московского артезианского бассейна; II — южное крыло бассейна; III — западный и южный склоны бассейна в пределах развития отложений нижнего карбона; IV — юго-западный склон бассейна в пределах развития отложений среднего карбона; V—центральная часть бассейна; VI — область развития Пачелм-ского и Владимиро-Шиловского прогибов — Мещерская низина; VII— Окско-Цнинекий вал; VIII — область наиболее глубокого погружения фундамента в пределах развития пермских отложений; IX—юго-западная часть Волго-Камского артезианского бассейна; X — северо-западная часть Сурско-Хоперского артезианского бассейна.
В пределах некоторых районов выделяются подрайоны, границы между которыми проводятся, как указывалось выше, по водоразделам основных речных бассейнов, определяющих направление подземного стока в верхней гидродинамической зоне.
Такое гидрогеологическое районирование, проведенное на основе анализа имеющихся геолого-гидрогеологических материалов, отражает общие условия формирования и распространения подземных вод на описываемой территории. Оно должно дополняться характеристикой территории по ряду специфических признаков таких, как мощность водоносных горизонтов и водоупоров, их литологическая характеристика, напоры и пьезометрические уровни подземных вод, их естественные и эксплуатационные ресурсы, распространение различных видов промышленных и минеральных вод и т. д.— составляющих содержание соответствующих глав, разделов и карт настоящего тома.
Ниже дается краткое описание выделенных районов и подрайонов, при этом главное внимание уделяется характеристике водоносных комплексов и горизонтов, содержащих пресные воды, как имеющих наибольшее народнохозяйственное значение.
В табл. 22, в конце настоящей главы, приведены наиболее характерные данные по водоносным горизонтам, являющимся основным источником централизованного водоснабжения в пределах каждого из выделенных гидрогеологических районов.
1 гидрогеологический район — западное крыло Московского артезианского бассейна в пределах восточной части Главного девонского
286
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
поля (западные части Смоленской и Калининской областей). Восточная граница района проходит по границе распространения отложений нижнего карбона. В этот район включен также участок между озерами Селигер и Вселуг, где девонские отложения также залегают непосредственно под четвертичными. Западное крыло бассейна продолжается на запад за пределы описываемой территории.
Развитые в пределах района верхнедевонские отложения и приуроченные к ним водоносные комплексы — верхнефаменский, нижнефаменский п верхнефранский — залегают близко от поверхности, непосредственно под четвертичными образованиями, мощность которых достигает 50—100 м. В самой южной части района девонские отложения перекрываются также юрскими и меловыми осадками. Водовмещаю-щпми породами в отложениях верхнего девона являются: в южной части района — известняки и доломиты, местами содержащие прослои гипса и ангидрита, а в северной части — песчано-глинистые отложения с прослоями известняков и местами гипса.
Территория района представляет собой обширную область питания девонских водоносных комплексов. Благодаря сравнительной близости залегания верхнедевонских отложений от поверхности и их промыто-сти, приуроченные к ним воды в пределах описываемого района, как правило, пресные и пригодны для водоснабжения. Однако общая мощность зоны пресных вод, включая воды, заключенные в четвертичных отложениях, здесь относительно мала — от 50 м в западной части района до 150—200 м в восточной и южной его частях (см. рис. 37). На некоторых участках, например в Велижском районе Смоленской области, вследствие загипсованности девонских отложений в их верхней части пресные воды отсутствуют (см. рис. 31).
Направление подземного стока в отложениях верхнего девона обусловлено дренирующим влиянием Западной Двины, Днепра и их притоков. Главный водораздел подземных вод, заключенных в верхнедевонских отложениях, приурочен к Валдайской возвышенности, располагающейся к востоку от описываемого района (в III районе).
Первый гидрогеологический район располагается в пределах двух крупны?: речных бассейнов — Заиадно-Двинского и Днепровского, водораздел между которыми практически совпадает с водоразделом подземных вод верхней гидродинамической зоны. По этому признаку в пределах района выделяется два подрайона: Западно-Двинский и Д н е п р о в с к и й. В первом из них воды верхнедевонских и четвертичных отложений дренирует Западная Двина и ее основные притоки, во втором — Днепр и его притоки. Указанные подрайоны резко различаются по литологическому составу водовмещающпх пород верхнего девона: в первом преобладают пески, во втором — карбонатные породы. Соответственно этому изменяются условия эксплуатации приуроченных к ним водоносных горизонтов и производительность скважин.
Основными источниками централизованного водоснабжения являются верхнефаменский, нижнефаменский и на крайнем западе — верхнефранский водоносные комплексы. Средний мочуль эксплуатационных запасов подземных вод верхнего девона составляет 2,2 л/сек на 1 км2. При размещении и определении глубин буровых на воду скважин следует особо учитывать характер изменения минерализации воды и мощность зоны пресных вод. Практика эксплуатации скважин в этом районе показывает, что излишнее их заглубление, даже в тех случаях, когда забой остается в зоне пресных вод, приводит к быстрому повышению минерализации воды в процессе эксплуатации за счет подсасывания минерализованных вод нижележащих водоносных комплексов,
ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ
287
особенно при отсутствии выдержанных надежных водоупоров в их кровле. Таким образом, правильное размещение эксплуатационных скважин с учетом изменяющейся величины минерализации вод верхнедевонских водоносных комплексов и выбор оптимальной глубины этих скважин в каждой отдельной точке является необходимым условием рационального использования ресурсов пресных вод данного района.
Подчиненное значение с точки зрения возможного использования в качестве источника водоснабжения имеют воды, заключенные в песках четвертичных, а на юге района — и мезозойских отложений. Эти горизонты характеризуются малой водообпльностыо и подвержены поверхностному загрязнению. Они используются для сельского, главным образом индивидуального, водоснабжения обычно колодцами, редко буровыми скважинами глубиной до 30—50 м. Наиболее водообильны из них воды аллювиальных и флювиогляциальных отложений.
II гидрогеологический район — южное крыло Московского артезианского бассейна в пределах северной части Центрального девонского поля (южные части Калужской и Тульской и небольшая часть Рязанской областей). Район расположен в пределах северного и северо-восточного склонов Воронежской антеклизы, являющихся одновременно южным и юго-западным склонами соответственно Московской синеклизы и Пачелмского прогиба. Северная граница района довольно условно проводится по выходам девона в долинах рек, она примерно соответствует северной границе практического использования вод верхнедевонских отложений. На юге естественной границей района можно считать границу распространения каменноугольных отложений, примерно совпадающую с границей описываемой территории. Южное крыло бассейна продолжается далее на юг за пределы территории.
Кристаллический фундамент залегает сравнительно неглубоко — на отрицательных абсолютных отметках от 300 м — в южной и западной частях района, до 900 м — в его восточной части, непосредственно примыкающей к Пачелмскому прогибу в районе Ряжска. Отложения верхнего девона развиты повсеместно, но обнажаются лишь в долинах рек; на склонах и водоразделах они перекрыты маломощными осадками нижнего карбона и мезо-кайнозоя. Верхнедевонские отложения подстилаются среднедевонскими, лежащими на фундаменте. Территория района сильно расчленена, амплитуды высот достигают 100 м. Главнейшие реки, пересекающие район и дренирующие водоносные горизонты: Ока с ее притоками Жиздрой и Упой, Вытебеть, а также Доп (в верхнем течении) с его притоком Красивой Мечей.
Сочетание всех этих, а также ряда других факторов обусловливает своеобразие гидрогеологической обстановки на данной территории. К междуречьям здесь приурочена область питания девонских водоносных горизонтов. Атмосферные осадки проникают в эти последние через мезозойские пески, которые оказываются в значительной степени сдренированными. Малая мощность осадочной толщи и благоприятные условия интенсивного водообмена являются причиной отсутствия в этом районе рассолов. Породы верхнего девона хорошо промыты п содержат пресные воды. Однако мощность зоны пресных вод сравнительно невелика — 50—100 м, а в долине Жиздры, вблизи устья Вытебети и в устье Упы, где происходит разгрузка минерализованных вод девона, пресные воды вовсе отсутствуют (см. рис. 31 и 37). Хотя в пределах данного района находится Окско-Донской водораздел, выделение подрайонов, соответствующих бассейнам Оки и Дона, нецелесообразно, так как гидрогеологические условия там одинаковы, к тому же на рассматриваемой территории располагается только самое верхнее течение Дона.
288
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ БОД
Основным источником водоснабжения являются воды, приуроченные к трещиноватым известнякам и доломитам фаменского яруса верхнего девона. Модуль эксплуатационных запасов оценивается в 2— 5 л!сек на 1 км2. Замечания, высказанные выше об особенностях эксплуатации вод девона в пределах I района в связи с их минерализацией, относятся и к данному району. Сульфатные минеральные воды девона используются на курорте «Краинка» в бальнеологических целях.
III гидрогеологический район — западный и южный склоны Московского артезианского бассейна в пределах распространения нижнекаменноугольных отложений, залегающих непосредственно под четвертичными и мезозойскими. Последние развиты только в южной части района, где они залегают лишь на водоразделах. Этот обширный район включает значительную часть Калужской и Смоленской, часть Калининской и Тульской и небольшой участок Рязанской областей. Граница района проводится на востоке и севере по контакту нижне- п среднекаменпоугольных (верейских) отложений, на западе и юге район граничит с I и II районами.
На всей территории района развиты водоносные горизонты нижнего карбона, являющиеся первыми от поверхности, не считая четвертичных вод и вод мезозойских отложений, развитых лишь на отдельных участках в южной части района. Воды мезозойских отложений в значительной степени сдреннровапы и практического значения почти не имеют. В основании ннжнекаменноугольпых отложений залегают глины малевского горизонта мощностью 5—10 м, являющиеся региональным водоупором, отделяющим водоносные горизонты нижнего карбона от нижележащих девонских. В северной части района расположена Валдайская возвышенность, к которой приурочен водораздел бассейнов Волги—с одной стороны, Западной Двины и Днепра — с другой.
Центральную часть района занимают Смоленско-Московская возвышенность и Сычевско-Вяземские гряды, являющиеся водоразделом бассейнов Волги и Оки. Юго-восточная часть района расположена в пределах северного склона Средне-Русской возвышенности, к которой приурочен Окско-Донской водораздел. Всем этим гидрографическим водоразделам соответствуют водоразделы подземных вод зоны интенсивного водообмена.
В пределах района выделяются четыре подрайона:
1-й подрайон — бассейн Западной Двины, где располо-жены истоки этой реки и ее притоков Межи и Березы;
2-й подрайон — Д н е п р о в с к о-Д е с н и н с к и й, в пределах которого располагаются истоки Днепра, Десны, Вопи;
3-й подрайон — Волжский, с верховьями Волги, Вазузы и Молодого Туда;
4-й район — О к с к и й, в пределах которого берут начало и протекают реки Жиздра, Угра, У па, Осетр, Проня; сюда же отнесен небольшой участок бассейна самого верхнего течения Дона.
Район представляет собой огромную область питания водоносных горизонтов нижнего карбона. В западной части района подземные воды, приуроченные к отложениям нижнего карбона н частично верхнего девона, как правило, пресные. Мощность зоны пресных вод изменяется в значительных пределах — от 50 и даже нуля до 300 м. В 1-м и 3-м подрайонах пресные воды залегают преимущественно до глубины 200—250 м; во 2-м подрайоне мощность зоны пресных вод составляет 150—200 м, уменьшаясь в районе Дорогобужа до 50 м; г 4-м она изменяется от нуля на отдельных участках в долине Жиздры,
ГИДРОГЕОЛОГИ ЧЕСКОЕ РА И ОН И РОБ А НИЕ
289
где происходит разгрузка минерализованных вод девона, до 50 м в южной части н до 150— 250 м в северной части подрайона.
В западной части района, в 1-м и 2-м подрайонах наибольшее практическое значение для централизованного водоснабжения имеют серпуховско-окский и верхнефаменский водоносные горизонты. Первый из них представлен преимущественно известняками, во втором известняки преобладают в южной части, во 2-м подрайоне, а в северной части, в 1-м подрайоне, шире распространены пески. Известняки здесь значительно закарстованы и на ряде участков непосредственно перекрыты четвертичными песками, вследствие чего условия питания этих горизонтов очень благоприятны. Средний модуль эксплуатационных запасов для серпуховско-окского водоносного горизонта и верхнефамен-ского водоносного комплекса оценивается в 0,65—1,0 л)сек на 1 км2. Подчиненное значение для водоснабжения имеют воды, приуроченные к мезозойским и четвертичным отложениям; они используются для мелкого сельского водоснабжения главным образом колодцами, реже скважинами.
В пределах 3-го и в северной части 4-го подрайонов основным источником водоснабжения является серпуховско-окский и в меньшей степени яснополянский водоносные горизонты. В южной части 4-го подрайона основным служит упинский водоносный горизонт, приуроченный к известнякам, а подчиненное значение имеет яснополянский. Воды этих горизонтов часто содержат повышенное количество железа — 3—4 мг/л. В 4-м подрайоне на угольных месторождениях воды каменноугольных — яснополянских и упинских — отложений затрудняют горные работы; здесь проводятся большие осушительные мероприятия— откачки из многочисленных водопонизительных скважин и открытый водоотлив из шахт (см. главу тринадцатую). На территории 3-го и 4-го подрайонов отложения верхнего девона, как правило, загипсованы, глубина их залегания заметно возрастает по сравнению с I и II районами, в связи с чем воды, приуроченные к ним, становятся минерализованными и непригодны для хозяйственно-питьевого водоснабжения.
IV гидрогеологический район — юго-западный склон Московского артезианского бассейна в пределах распространения водоносных горизонтов среднего и верхнего карбона, залегающих непосредственно под четвертичными, а на крайнем юго-востоке — под мезозойскими отложениями. Территория района ограничивается с запада и юга контуром распространения регионального верейского водоупора, с востока — контуром широкого распространения юрских, а с северо-востока — верхнепермских отложений. Эга территория включает часть Калининской, Московской и небольшие участки Смоленской, Калужской и Тульской областей.
Большая, западная, часть района расположена в пределах восточного склона Валдайской возвышенности, меньшая, восточная, приурочена к Верхне-Волжской низине. Основными водными артериями являются Волга и ее притоки: Медведица, Тверца, Шоша, Вазуза, Протва, а также Ока и Москва, пересекающие район, как правило, в широтном направлении.
Вся территория представляет собой обширную область питания водоносных горизонтов среднего и верхнего карбона. Развитые здесь последовательно с запада на восток каширский, мячковско-подольский и нпжнегжельскнй водоносные горизонты на ряде участков взаимосвязаны, они часто образуют единый водоносный комплекс пресных вод, приуроченный к сильно трещиноватым известнякам и доломитам, дренируемый Волгой и ее притоками. От вод нижнего карбона он отделен 19 Заказ 161.
290
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОЯ
верейскимп глинами. Мощность зоны пресных вод здесь значительна, она составляет 200—300 м, уменьшаясь лишь в крайней северо-восточной части района до 100 м (см. рис. 37).
Водоносные горизонты среднего и верхнего карбона являются основным источником централизованного водоснабжения в данном районе. Модуль эксплуатационных ресурсов для этих горизонтов в среднем составляет 1—1,2 л/сек на 1 /сл2. Как отрицательное явление при эксплуатации вод мячковско-подольского горизонта следует отметить повышенное содержание в них железа, достигающее 2—3, иногда 5 мг/л и более; на отдельных участках встречен фтор, концентрация которого по мере погружения этих отложений возрастает до 2,5— 3,5 мг/л и более.
V гидрогеологический район — центральная часть Московского артезианского бассейна. На западе и юге район граничит с IV районом; северная граница проходит по контуру распространения пермских отложений; восточная граница района не имеет четких ориентиров и проводится довольно условно в пределах Мещерской низины. В район входит значительная часть Московской и небольшие части Калининской и Владимирской областей.
Главная роль как по выдержанности, мощности, водообнлию, так и по практическому своему значению здесь принадлежит водоносным горизонтам среднего и верхнего карбона. В отличие от описанных выше районов на территории V гидрогеологического района большое развитие имеют отложения юры и мела, представленные преимущественно глинистыми осадками. Они почти повсеместно перекрывают каменноугольные отложения и отсутствуют лишь в долинах рек в южной части района. Мощность их достигает наибольших величин—-50 м и более — на водораздельны?: пространствах, уменьшаясь в долинах до 10 м и менее.
Каширский, мячковско-подольский, нпжпегжельскпй и верхнегжельский водоносные горизонты по мере продвижения с юга на север последовательно перекрывают друг друга. Области питания этих водоносных горизонтов приурочены, как правило, к периферическим частям областей их распространения и к участкам отсутствия или малой мощности глинистого перекрытия. Водовмещающими породами являются известняки с прослоями доломитов, реже мергелей. Водоупорные породы — глины, залегающие между этими водоносными горизонтами,— маломощны, не выдержаны по площади, а местами вовсе отсутствуют, что обусловливает различную степень взаимосвязи вод на разных участках.
Эти особенности геологического строения, широко развитая гидрографическая сеть (Волга, Москва, Клязьма и их многочисленные притоки), а также искусственные факторы (воздействие ряда крупных водозаборов с образованием значительных депрессионных воронок) определяют условия питания, движения и разгрузки вод на данной территории. Условия водообмена здесь весьма благоприятны, благодаря чему мощность зоны пресных вод на большей части территории достигает 200—300 м, а па отдельных участках, в районе Москвы и северо-западнее ее, даже 350 л; лишь у самой северной границы района, близ г. Кимры она уменьшается до 100 м.
Основными источниками централизованного водоснабжения являются перечисленные выше водоносные горизонты среднего и верхнего карбона, характеризующиеся хотя и изменчивой, но достаточно высокой водообильностью и значительными эксплуатационными запасами. Средний модуль эксплуатационных запасов оценивается в 2,4 л/сек на 1 км2. Причинами, затрудняющими эксплуатацию пресных подземных
ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ
291
вод в этом районе, являются: 1) повышенное содержание в водах некоторых горизонтов железа и фтора; 2) большая концентрация крупных водозаборов на небольших по площади участках. Как указывалось выше (см. главу шестую), содержание железа, превышающее допустимые нормы, наблюдается в водах верхнегжельского, нижнегжельского и мячковско-подольского горизонтов. Для последнего, на участках его погружения под верхнекаменноугольные отложения, характерно также повышенное содержание фтора, достигающее 2,5—3,5 мг/л в районах Орехова-Зуева и Клина.
Воды меловых и четвертичных отложений имеют подчиненное значение и используются главным образом для индивидуального водоснабжения с помощью колодцев. Воды сульфатного типа, приуроченные к отложениям девона, здесь представляют практический интерес с точки зрения бальнеологии. Они вскрыты скважинами в Москве, пос. Дорохове и г. Монино Московской области, где их используют санатории. Район перспективен и с точки зрения возможности освоения промышленных вод (см. главу тринадцатую).
VI гидрогеологический район в структурном отношении приурочен к Владимиро-Шиловскому и северо-западной части Пачелмского прогиба и расположен в пределах Мещерской низины. Район граничит иа западе и юге с II, III и V районами; с севера он ограничивается контуром распространения пермских отложений, а с востока — Окско-Цнпнскпм валом. Территория включает значительную часть Рязанской области и небольшие части Московской и Владимирской областей. Гидрогеологические условия района определяются погружением слоев осадочной толщи в сторону Пачелмского и Владимиро-Шиловского прогибов, занимающих значительную часть территории района. Благодаря этому мощность песчано-глинистых мезо-кайнозойских отложений сильно возрастает, достигая на водораздельных пространствах 100 w и более и уменьшаясь в долинах Оки и ее главных притоков — Прони, Пары и других — до нескольких метров.
В описываемом районе широко распространены воды четвертичных — древнеаллювпальных песков, слагающих террасы Оки и ее притоков; на юге района развит неогеновый водоносный горизонт, а в его восточной части — апт-неокомский, представленный мелкозернистыми глинистыми песками мощностью до 50 м и более. От нижележащих водоносных горизонтов карбона он отделен толщей кимерпдж-келло-вейских глин. Подобно V району, на территории VI района развиты водоносные горизонты среднего и верхнего карбона — верхнегжельский, пнжнегжельскпй, мячковско-подольский и каширский, последовательно перекрывающие друг друга. Однако здесь глубина их залегания, как правило, больше, чем в V районе; исключение составляет лишь его юго-западная часть.
Питание водоносных горизонтов карбона происходит в южной части района, главным образом в долинах рек, где мощность глинистого перекрытия мала пли оно вовсе отсутствует, а также на участках развития карстовых воронок. По сравнению с V районом условия водообмена здесь менее благоприятны, вследствие чего мощность зоны пресных вод несколько меньше; на большей части территории она близка к 150 Л1, увеличиваясь в районе Рязани до 200—250 ли
Основными источниками водоснабжения являются перечисленные выше водоносные горизонты среднего и верхнего карбона, в восточной части района также апт-неокомский, а в южной его части неогеновый и древнеаллювиальный водоносные горизонты. Средний модуль эксплуатационных запасов для каменноугольных водоносных горизонтов изменяется от 0,5—1,0 — в южной части района (каширский водонос-19*
292
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ БОД
ный горизонт) до 2,0 на большей частн территории и 2,4 л/сек на 1 км2 в районе Рязани. Как п в V районе, в водах верхнегжельского и мячковско-подольского горизонтов отмечается повышенное содержание железа, а в последнем также и фтора. Водообильность апт-неокомского и неогенового водоносных горизонтов значительно ниже, чем каменноугольных, водоотдача их слабая. Эти воды используются в основном для мелкого сельского водоснабжения с помощью колодцев, реже буровых скважин. Более широко используются воды древнеаллювиальных отложенпй, которые применяются для мелкого и крупного водоснабжения, однако подверженность их поверхностному загрязнению ограничивает возможность их использования для централизованного водоснабжения.
Воды аллювиальных отложений питают широко развитые в районе болота и имеют существенное значение при решении вопросов мелиорации земель, добычи торфа, дорожного строительства и пр. Глубокое залегание кровли кристаллического фундамента в пределах Пачелм-ского прогиба, большая мощность осадочной толщи, превышающая 4000 м, создают условия для застойного режима подземных вод на большой глубине и накопления высококонцентрированных рассолов, могущих представлять практический интерес.
VII гидрогеологический район — Окско-Цнинский вал. Район расположен в пределах названной положительной структуры второго порядка, вытянутой в меридиональном направлении и являющейся восточной границей Московского артезианского бассейна. Граница района очерчивается по контуру выхода под четвертичные отложения пород среднего и верхнего карбона. В район входят части Владимирской и Рязанской областей.
Поверхность каменноугольных отложенпй в полосе Окско-Цпин-ского вала поднимается до абсолютных отметок 130—150 м, а разница в отметках по сравнению с близлежащими участками VI района достигает 150—170 м. В северной половине района четвертичные отложения непосредственно перекрывают верхнекаменноугольные. Последние по мере удаления от оси вала за пределы района сменяются пермскими осадками. Мезозойские отложения в северной части района почти отсутствуют, а четвертичные маломощны. В южной половине района развиты среднекаменноугольные отложения, которые на значительной площади перекрываются мезозойскими, а на крайнем юге — неогеновыми отложениями. Указанные геоструктурные особенности обусловливают специфику гидрогеологической обстановки данного района.
В пределах района происходит питание водоносных горизонтов среднего и верхнего карбона — каширского, мячковско-подольского, нижнегжельского и верхнегжельского, этому способствует наличие значительного количества карстовых воронок. Воды эти безнапорные, залегают близко к поверхности земли. Они дренируются Окой и ее притоками. В южной части района сравнительно небольшое развитие имеют апт-неокомскпй и неогеновый водоносные горизонты. Мощность зоны пресных вод колеблется в пределах 100—200 м.
Основными источниками централизованного водоснабжения являются: в южной частн — каширский и мячковско-подольский, в северной — ннжнегжельскпй и верхнегжельскпй водоносные горизонты. Эксплуатационные запасы этих горизонтов значительны, средний модуль эксплуатационных запасов оценивается в 2,5 л/сек на 1 км2. Подчиненное значение имеют апт-неокомский и неогеновый водоносные горизонты, а также воды четвертичных отложении.
VIII гидрогеологический район — область наиболее глубокого погружения фундамента в пределах распространения пермских от ложе-
ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКОЕ РА ИОН И РОБА НИЕ
293
ний. Он включает всю Ярославскую, а также части Калининской, Московской и Владимирской областей.
Главнейшими геоструктурными и литолого-фациальными особенностями, определяющими резко отличные гидрогеологические условия на территории данного района, являются:
1)	большая мощность осадочной толщи, превосходящая 3500 лц
2)	погружение каменноугольных карбонатных пород под толщу пермских и мезозойских отложений;
3)	повсеместное развитие пермских и широкое развитие триасовых отложенпй;
4)	широкое распространение водоупорной кимеридж-келловейской глинистой толщи, залегающей в кровле пермо-трнасовых отложений и перекрывающейся в центральной части района мелкозернистыми глинистыми песками нижне- и верхневолжского ярусов верхней юры и апт-неокома, а в южной его части — сеноман-альбскими песками, а также мергелями, мелом, опокой с прослоями песков и песчаников сантон-туронского возраста;
5)	повсеместное развитие мощной толщи четвертичных отложенпй.
Основными водными артериями, пересекающими район, являются Волга и ее притоки Медведица, Нерль и другие; Молога, впадающая за пределами описываемой территории в Рыбинское водохранилище, Клязьма и др. В пределах района выделяется три подрайона: 1-й Мо-л о гс кий, 2-й — Волжский, 3-й — Клязьминский. Границы между ними проходят соответственно по Молого-Волжскому и Волго-Клязьминскому (Клннско-Дмитровская гряда) водоразделам.
Почти на всей территории района воды, заключенные в доюрских отложениях, характеризуются повышенной минерализацией, достигающей 50—100 г/л, а в среднедевонских отложениях 250—300 а/л. Причинами этого являются затрудненные условия водообмена, вызванные развитием мощной толщи глин пермского, триасового, юрского и четвертичного возрастов, а также обогащенность пермо-триасовых пород гипсом и ангидритом. Зона пресных вод охватывает отложения четвертичного, мелового, юрского и на отдельных небольших участках пермского возрастов; мощность ее, как правило, не превышает 100 м и лишь на Клинско-Дмитровской гряде увеличивается до 200 м. Пресные воды в пермских отложениях имеют небольшое распространение. Они отмечаются в северо-западной части района, в пределах Мологского подрайна, где отсутствуют мезозойские отложения и где располагается область их питания; здесь они характеризуются спорадическим распространением и приурочены к линзам песков и песчаников татарского яруса.
Второй небольшой участок распространения пресных вод в пермских отложениях расположен в юго-восточной части Клязьминского подрайона и приурочен к западному крылу Окско-Цнинского вала (см. рис. 20); здесь пресные воды заключены в татарских, а также в нижнегжельских отложениях. На указанных двух участках воды пермских отложений используются для водоснабжения колодцами и одиночными буровыми скважинами. Водообильность вод татарских отложений колеблется в широких пределах, но обычно невелика. Нижнепермский водоносный горизонт характеризуется значительной водо-обильностью, однако площадь развития в нем пресных вод весьма ограничена. Модуль эксплуатационных запасов для вод пермских отложений сравнительно мал — от 0,14 до 0,9 л/сек на 1 км2.
На всей остальной территории района основными источниками водоснабжения являются воды четвертичных, а также меловых и юрских отложений, на ряде участков тесно связанных между собой; они
Таблица 22
Характеристика водоносных горизонтов и комплексов, являющихся основными источниками централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения
Район	Подрайон	Основные водоносные горизонты или комплексы (в порядке описания районов и подрайонов)	Литология	Область использования в пределах района (подрайона)	Глубина от поверхности (от— —до), м\ числи- тель—кровли, знаменатель—статического уровня	Удельн ые дебиты, л!сек'. числитель от—до. знаменатель—преобладающие
	1	Верхнефаменский D3fm2	Пески, песчаники, прослои пз-	Повсеместно, за исключением крайней юго-западной части подрайона	24—100,0	0,02—7,0
			вестняков с включением гипса		сам*—30,0	0,2-1,5
	2	Верхнефранский Оз1г3	Известняки, доломиты, местами	Крайняя западная часть под-	30,0—100,0	0,02—7,0
I			с прослоями песков	района	сам,—30,0	0,1—3,0
	3	Нижнефаменский Dafm!	Известняки, доломиты с прослоями песков и гипса	Центральная часть подрайона	20,0—100,0 0-20,0	0,02—28,0 0,1—4,0
	2	Верхнефаменский D3fm2	Известняки, доломиты, прослои песков и гипса	Большая восточная часть подрайона	20,0-100,0 сам.—30,0	0,02—28,0 0,1-4,0
II		Верхнефаменский D3fm2	Известняки, местами доломлтизи-рованные, мергелистые	Повсеместно	10,0—90,0 3,0—70,0	0,05-10,0 0,5-3,0
	1	Верхнефаменский D3fm2-	Известняки с прослоями доло-	Крайняя западная часть	50,0-130,0	0,1—9,0
			ми гов		5,0—50,0	0,4—5,0
	1	Серпуховско- окский Citok+sr)	Известняки, прослои песков	Повсеместно	15,0—100,0	0,1—8,0
III					са м,— 37,0	0,5-4,0
	2	Верхнефаменский D3fm3	Известняки, доломиты	Почти вся территория подрайона	24,0-125,0	0,4—15,0
					0,3—61 ,0	1,0-5,0
III	2 3 4 4	Серпуховско-окскпй С1(ой-|-яг) Серпуховско-окский Ctiok+sr) Упинский Сщр Серпуховско-окский C^ok+sr)	Известняки, прослои песков Известняки, прослои песков Известняки с прослоями мергелей Известняки с прослоями песков	Юго-восточная часть подрайона Повсеместно Южная часть подрайона Северная часть подрайона	10,0-80,0 10,0 -80,0 10,0 100,0 сам.—70,0 20,0-100,0 сам.—80,0 10,0—70,0 10,0 -70,0	0,1-5,0 1,0—3,0 0,2- 25,0 1,0 8,0 0,1 — 14,0 0,5—5,0 0,03—15,0 0,5-5,0
IV		V Каширский CJis Мячковско-подольский V C^pd-j-mc Нижнегжельский C3gi	Известняки, доломиты Известняки, доломиты Известняки	Западная часть района Центральная часть района Восточная часть района	15,0—70,0 сам.—40,0 15,0—80,0 сам.—30,0 20,0—70,0 сам.—20,0	0,3—20,0 1,0 -5,0 0,5-15,0 1,5 -5,0 0,4—15,0 1,0-5,0
V		Каширский C2ks Мячковско-подольский Crfd+mc Нижнегжельскпн C3gi Верхнегжельскпн C3g2	Известняки, доломиты Известняки, доломиты Известняки Известняки	Южная часть района Центральная часть района Северо-западная часть района Северо-восточная часть района	10,0—60,0 10,0—60,0 10,0-120,0 10,0—70,0 20,0—150,0,-сам.—100,0 10,0—190,0 0,0-80,0	0,02—6,0 0,5-'3,0 0,5—30,0 3,0—10,0 0,5—15,0 3,0-10,0 1,0—20,0 2,0—6,0
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД	ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ
Продолжение табл. 22
Район	Под-район	Основные водоносные горизонт! I или комплексы (в порядке описания районов и подрайонов)	Литология	Область использования в пределах района (подрайона)	Глубина от поверхности (от— —до), лг, числитель—кровли, знаменатель—статического уровня	Удельные дебнты, л/сек". числитель от—до, знаменатель— преобладающие
		Каширский C2/es	Известняки, доломиты	Юго-западная часть района	10,0—70,0 сам.—45,0	0,03—10,0 0.5-2,0
		Мяч ковско-подольский	Известняки, доломиты	Центральная часть района	15,0-90,0	0,1-15,0
VI		Нижнегжельский C3gj	Известняки	Северная часть района	3,0—45,0 30,0-80,0 сам.—30,0	1,0—7,0 0,3—15,0 5,0-7,0
		Верхнегжельскпй C3g2	Известняки	Крайняя северная часть района	10,0—80,0	1,0-15,0
					3,0—50,0	3,0-10,0
		Каширский C2ks	Известняки,'доломиты	Южная часть района	19,0—50,0	0,1-15,0
					10,0-40,0	1,0-5,0
		Мячковско- подольский	Известняки, доломиты	Южная часть района	10, —40,0	0,3-18,0
VII		C2pd-\-inc Ннжнегжельскнй C3gi	Известняки	Центральная часть района	5,0—30,0 10,0—40,0	1,0-5,0 0,2-15.0
					5,0—30,0	2,0-5,0
		Верхнегжельскпй C3g2	Известняки	Северная часть района	10,0—60,0	0,3—20,0
					5,0-50,0	1,0-8,0
VIII	1	Воды' татарских отложений РЦ	Пески, известняки, песчаники	Повсеместно	25,0-120,0 сам.—50,0	0,05—5,0, 0,2-1,5
	2	Апт-неокомский С^псЧ- -т-ар и волжский J3v	Пески мелкозернистые, часто	Центральная и восточная части	5,0—150,0	0,01 — 1,0
			глинистые	подрайона	сам—-70,0	0,1-0,5
	2 3	Воды четвертичных от-	Пески разпозернистые	Повсеместно	2,0—60,0	0,05—8,0
VIII		ложеннй: древнеаллюви-альный n/Qu_iu> валдайско-московский,	fgl, Igl Qjj/n—Qjjjt», московско-днепровский fgl, Igl QLl dn—т водоносные горизонты Воды татарских и ниж-	Пески, известняки, песчаники	Юго-восточная часть подрайона	сам,— 50,0 10,0-60,0	0,2—2,0 0,05-7,0
	3	непермских отложений Р2/-Р1 Сантон-турои скин	Песчаные опоки, мелкозернистые	Западная часть подрайона	5,0-45,0 18,0—40,0	0,5—3,0 0,1 —1,5
	3	Cr2t+st Сеноман-альбский	пески Мелкозернистые пески	Западная часть подрайона	6,0—25,0 25,0-60,0	0,3-1,0 0,1—5,0
		Cr2al + cm и am-неоком-скйй Cnnc-j-ap			15,0—40,0	0,3—2,0
IX		Воды татарских (P2t), казанских (P2kz) и нижнепермских (Р1)отложений	Пески, известняки, песчаники	Западная часть района	10,0—50,0 5,0—40,0	0,05—7,0 0,5-3,0
		Апт-неокомский	Пески мелкозернистые глинистые	Почти повсеместно	0,0-60,0	0,02—0,7
X		Cr2nc + ар Нижнегжельскпн C3gj Мячковс ко- подольский C2pd+mc и каширский Czks	Известняки Известняки	Северная часть района Центральная и южная части района	0,0—30,0 Пет свед. Нет свед.	0,1—0,5 Нет свед. Нет свед.
общая характеристика подземных вод	гидрогеологическое районирование
* Саясамоизлив в скважине.
298
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
используются как с помощью колодцев, так и одиночными буровыми скважинами. В последнем случае часто совместно эксплуатируются воды меловых и четвертичных или меловых и юрских отложенпй. Воды меловых и юрских отложений имеют самостоятельное значение для водоснабжения на Клинско-Дмитровской гряде. В пределах 3-го подрайона используются сантон-туронскпй, сеномап-альбский и апт-неокомскпй водоносные горизонты, а в восточной части 2-го подрайона — апт-неокомский и волжский водоносные горизонты наряду с водами четвертичных отложений (см. рис. 18, 19). Однако слабая водоотдача — водовмещающими здесь являются преимущественно мелкозернистые, часто глинистые, пески — небольшая водообильность и незащищенность указанных водоносных горизонтов на значительной площади их распространения от поверхностного загрязнения ограничивают возможности их эксплуатации.
Средний модуль эксплуатационных запасов оценивается для этих горизонтов в 0,48 л/сек на 1 км2. В этих условиях наибольшее значение приобретают подземные воды четвертичных отложений, которые на ряде участков района, в первую очередь в долинах рек, наряду с поверхностными водами являются единственным источником хозяйственно-питьевого водоснабжения.
Основными водоносными горизонтами в четвертичных отложениях являются древнеаллювпальный и флювиогляциальные: московско-днепровский, в меньшей степени валдайско-московский и днепровско-окский. Водоотдача и водообильность этих горизонтов, хотя и выше, чем меловых и юрских, однако тоже, как правило, невелики. Средний модуль эксплуатационных запасов оценивается в пределах 0,49— 0,83 л/сек на 1 км2. Вблизи рек запасы этих вод значительно выше, поскольку они пополняются за счет инфильтрации речных вод. Таким образом, эксплуатационные запасы пресных подземных вод на территории района очень ограничены.
В отличие от пресных вод гндроминеральные ресурсы описываемой территории весьма велики. Сульфатные, хлоридно-сульфатные и суль-фатно-хлорпдные воды различной концентрации с различным содержанием брома, имеющие бальнеологическое значение, повсеместно распространены и вскрыты здесь на небольшой глубине — порядка 50— 250 м — многими скважинами в пермских и верхнекаменноугольных отложениях. В некоторых пунктах, например, у сел. Малые и Большие Соли, у сел. Некрасовского, близ Ярославля, у Ростова и в других местах, эти воды выходят на поверхность в виде родников. В настоящее время они используются в лечебных целях санаториями в Кашине и сел. Некрасовском, а также цехом розлива в Угличе.
Территория района представляет большой интерес с точки зрения возможностей использования промышленных вод — рассолов, калиевых и термальных вод. Благоприятные гидрогеологические и технико-экономические условия, а также возможность комплексного использования рассолов делают этот район весьма перспективным для их промышленного освоения.
IX гидрогеологический район — юго-западная часть Волго-Камского артезианского бассейна, расположен между Окско-Цнинским валом и восточной границей описываемой территории в пределах Владимирской области. На юге он отделяется от X района по контуру распространения пермских отложений, имеющих на территории описываемого района сплошное развитие и залегающих непосредственно под четвертичными (на крайнем юге также и юрскими) отложениями. В структурном отношении район располагается в переходной зоне от Гокмовского свода к Московской синеклизе.
ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ
299
В крайней западной части района, примыкающей к Окско-Цппп-скому валу, узкой полосой выходят нижнепермскпе породы, которые в восточном направлении перекрываются сначала казанскими, а затем и татарскими отложениями. В этой части района пермские отложения достаточно хорошо промыты и содержат пресную воду, пригодную для питьевых целей. Модуль эксплуатационных запасов не превышает 0,1—0,5 л/сек на 1 км2.
На всей остальной части района воды пермских отложенпй минерализованы. Единственным источником водоснабжения являются подземные воды четвертичных отложенпй, главным образом аллювиальных, и поверхностные воды Оки и ее. притоков. Эксплуатационные запасы пресных подземных вод весьма ограничены.
X гидрогеологический район — северо-западная часть Сурско-Хоперского артезианского бассейна. Он расположен также между Окско-Цнпнским валом и восточной границей описываемой территории, в восточной части Рязанской области, и приурочен к крутому северо-восточному склону Пачелмского прогиба. В отличие от IX района пермские отложения здесь отсутствуют, а развиты юрские и меловые осадки, которые ложатся непосредственно на породы среднего и верхнего карбона. Пресные воды заключены во всех перечисленных отложениях. Основными водоносными горизонтами являются мячковско-подольский, нижнегжельский и апт-иеокомскпй. Модуль эксплуатационных запасов для вод карбона оценивается порядка 1—2 л/сек на 1 км2. Характеристика основных водоносных комплексов и горизонтов всей описываемой территории приведена в табл. 22.
Часть третья
РЕСУРСЫ ПОДЗЕМНЫХ ВОД И ИХ РОЛЬ В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ
Глава одиннадцатая №
РЕСУРСЫ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
1.	ЕСТЕСТВЕННЫЕ РЕСУРСЫ
Под естественными ресурсами понимается естественный расход (или производительность) водоносного горизонта, определяемый величиной питания подземных вод атмосферными осадками. В среднемноголетнем разрезе величина питания эквивалентна подземному стоку.
Для региональной оценки естественных ресурсов подземных вод Московского артезианского бассейна, на большей части территории которого практически все пресные подземные воды, используемые для водоснабжения, находятся в сфере дренирующего воздействия речпых систем, применен метод генетического расчленения гидрографа общего речного стока и выделения на нем той части, которая формируется за счет подземного стока в реки (Куделин, I960). Методика расчета основана на следующих положениях.
1.	Схема расчленения гидрографа реки зависит от гидрогеологического строения речного бассейна и режима подземного стока из водоносных горизонтов, дренируемых рекой.
2.	Режим (закономерности) подземного стока в реку определяется типом водоносного горизонта (грунтовый и артезианский потоки) и характером его гидравлической связи с рекой.
3.	Фазы стока водоносных горизонтов, гидравлически не связанных с рекой, совпадают с фазами поверхностного стока, но обладают менее резко выраженными амплитудами и несколько запаздывают во времени. Фазы стока из водоносных горизонтов, гидравлически связанных с рекой, противоположны фазам поверхностного стока. Максимуму поверхностного стока соответствует минимум подземного. Сток артезианских вод в реку имеет свои закономерности (рис. 43).
4.	Форма гидрографа подземного стока зависит от соотношения вышеперечисленных видов подземного питания рек (см. рис. 43). Нижняя часть расчлененного гидрографа реки соответствует объему подземного стока в реку, который подсчитывается путем планиметрирования. Объем подземного стока в кубических метрах за год может быть выражен в миллиметрах слоя стока и в модулях. На основании данных об осадках подсчитываются коэффициенты подземного стока. Минимальные модули подземного стока рассчитываются по минимальным расходам рек.
При расчете величин подземного стока были использованы материалы Гидрологических ежегодников (период 1936—1958 гг.) и архивные данные о речном стоке (до 1936 г.), климатические справочники и сведения из Водного кадастра СССР, а также другие мате-
304
РЕСУРСЫ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
РЕСУРСЫ ПОДЗЕМНЫХ вод
305
риалы Гпдрометслужбы. Для гидрогеологического обоснования расчетов и составления карт подземного стока использовались материалы гидрогеологических съемок разного масштаба, каталоги родников, геологические п гидрогеологические карты и разрезы, данные о пьезометрических уровнях п химизме подземных вод, литологическом составе и мощности водоносных горизонтов, а также карты рельефа, глубин эрозионного вреза, осадков, данные о густоте речной сети, заболоченности и озерностп п другие сведения по району.
В настоящей работе по описанной методике рассчитаны величины среднемноголетнего подземного стока, характеризующие распространение естественных ресурсов подземных вод на территории Московского артезианского бассейна.
Рис. 44. Схематическая карта среднемноголетнен величины питания подземных вод. Составила Н. А. Лебедева. Величина питания (лея за год):
1- 110—80; 2 — 80— 70;	- 70—60; 4-60-50; J- 50- 40 ; 6'— 40 20; 7- 30—20
Полученные результаты, выраженные различными характеристиками. показаны на карте и на рисунках.
1.	Карта среднемноголетних естественных ресурсов подземных вод в изолиниях среднегодовых модулей и коэффициентов подземного стока (см. карту 4 в приложении). Модуль подземного стока выражает 20 Заказ 161.
306
РЕСУРСЫ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
величину расхода подземных вод в л]сек с 1 км2. Коэффициент подземного стока представляет собой отношение величины подземного стока к атмосферным осадкам, выпадающим на площади бассейна. Он показывает, какой процент от осадков поступает на питание подземных вод зоны дренирования. Изолинии модулей п коэффициентов подзем-
Рпс. 45. Схематическая карта среднемноголетних минимальных естественных ресурсов, подземных вод в минимальных модулях по немного стока (л/сек с 1 к.иг). Составила Н. А. Лебедева
ного стока нанесены на карту дренирования подземных вод. Это позволяет установить, к каким водоносным горизонтам или комплексам относится та или иная величина естественных ресурсов, а также выявить участие отдельных водоносных горизонтов (комплексов) в формировании подземного стока зоны дренирования.
2.	Карта слоя подземною стока в миллиметрах за год (рис. 44) показывает среднемноголетнюю величину питания подземных вод за счет инфильтрации атмосферных осадков.
3.	Карта среднемнэголетнпх минимальных модулей подземного стока (рис. 45) характеризует минимальные в году величины естес>-веиных ресурсов подземных вод.
4.	Карта подземного стока в процентах от общего речного стока (рис. 46) показывает, какую часть в общем речном стоке составляет
РЕСУРСЫ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
307
подземный сток. Эта величина представляет интерес при составлении общего водного баланса территории и планировании использования водных ресурсов.
В совокупности перечисленные карты характеризуют распределение естественных ресурсов подземных вод в связи с климатическими,
Рис. 46. Схематическая карта среднемноголетнего подземного стока в процентах от величины общего речного стока. Составила Н. А. Лебедева
Величина подземного стока в реки (в % от величины общего стока рек>: 1 — 50—40; 2 — 40—30;
3 — 30—20; 4 — <20; 5—’граница административных областей
гидрогеологическими, геоморфологическими и другими условиями. Эти карты в общем отражают зональную природу подземного стока и показывают доминирующее значение климатического фактора в формировании естественных ресурсов подземных вод.
Среднемноголетняя величина инфильтрационного питания подземных вод уменьшается с северо-запада на юго-восток территории от 110—80 до 30—20 мм слоя в год. Центральная часть территории характеризуется величинами 50—60 мм в год (см. рис. 44). Среднегодовые модули подземного стока изменяются от 3,0—2,5 л /сек -км2 н’ северо-западе района — в верховьях Волги, Западной Двины и Днепра— до 1,5—1,0 л/сек-км2 на юго-востоке — в верховьях Дона, Воронежа и в бассейне Цны. Среднегодовые коэффициенты подземного стока
20*
308
РЕСУРСЫ II ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
изменяются в том же направлении от 14 до 8—6% (см. карту 4 в приложении). Распределение минимального стока подчиняется тем же закономерностям. Минимальные модули подземного стока уменьшаются в направлении с запада на восток и юго-восток от 1,5 до 0,5 л/сек-км2 (см. рис. 45). Однако в ряде случаев на условия питания подземных вод, так же как на величину подземного стока и на характер его распределения, основное влияние оказывают геологические, гидрогеологические и геоморфологические факторы. Наиболее благоприятные условия питания водоносных горизонтов и формирования подземного стока наблюдаются на Валдайской и Средне-Русской возвышенностях. Это объясняется, во-первых, гем, что в пределах этих возвышенностей выпадает наибольшее количество осадков (см. рис. 3), кроме того, здесь широко развиты залегающие близко к поверхности трещиноватые и закарстованные известняки карбона и девона, интенсивно дренирующиеся густой эрозионной сетью. Среднемноголетняя величина инфильтрации достигает 80-110 мм в год; среднегодовой коэффициент подземного стока 12—14%.
В центральной части Московского артезианского бассейна, в бассейне р. Москвы, верховьях Протвы и Нары, величина инфильтрации падает до 60—50 мм. Отложения карбона, содержащие основные горизонты пресных вод, здесь погружаются на значительную глубину и перекрываются относительно мощной толщей мезозойских и четвертичных отложений. Питание каменноугольных водоносных горизонтов затруднено, а песчано-глинистые отложения мезозоя и четвертичного комплекса характеризуются неравномерной и относительно слабой водопроницаемостью. То же наблюдается к северу, в бассейне р. Медведицы и в верховьях р. Мологи.
Наименее благоприятные условия питания подземных вод отмечаются на самом крайнем севере территории в области Верхне-Волжской низины. Здесь речная сеть развита на плоской заболоченной поверхности низины, слабо врезана в породы четвертичного возраста или песчано-глинистые отложения юры и мела. Водоносные горизонты во флювиогляциальных песках не постоянны по мощности, не выдержаны по простиранию и отличаются неравномерной обводненностью. Питание юрско-меловых вод часто бывает затруднено залегающими с поверхности моренными суглинками. Среднемноголетняя инфильтрация составляет 30—50 Jt.it в год, среднегодовой модуль подземного стока 1 —1,5 л/сек-км2, коэффициент стока меньше 6%. Минимальные модули оказываются ниже 0,5 л/сек-км2.
Аналогичные условия питания и дренирования подземных вод наблюдаются в Мещерской низине. Кроме того, множество озер и обширные заболоченные пространства (40—70%) этой территории обусловливают здесь большие потери па испарение. Среднегодовая величина питания подземных вод в районе Мещеры достигает 40—50 мм, коэффициент подземного стока 6—8%.
На всех картах приведены средние величины подземного стока за многолетний период. Анализ данных по подземному стоку за длительный период наблюдений (по некоторым рекам за 30—50 лет) показал значительные колебания годовых величин естественных ресурсов подземных вод. Так, например, в бассейне р. Москвы от верховья до створа Звенигорода за 28 лет наблюдений величина инфильтрации изменялась от 47 (1946 г.) до 106 мм (1953 г.) в год при среднемноголетней величине 69 ж коэффициент подземного стока-—от 8 (1930 г.) до 20% (1938 г.) при средпемноголетнем 13%. По бассейну р. Клязьмы от верховьев до створа Владимира за 32 года наблюдений величина инфильтрации менялась соответственно от 17 (1921 г.) до 88 мм (1931 г.)
РЕСУРСЫ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
309
в год при среднем значении 62 мм, а коэффициент стока — от4 (1921 г.) до 15% (1931, 1948 гг.). По бассейну р. Мологп от верховьев до створа Устюжпы величина инфильтрации изменялась от 32 (1938 г.) до 108 мм (1953 г.) в год и т. д.
В течение одного года величина подземного стока также меняется. Минимальные модули подземного стока, приуроченные к зимней или летней межени, уменьшаются в 2—3 раза по сравнению с среднегодовым модулем. Резкие годовые п сезонные колебания подземного стока показывают необходимость получения среднемноголетних характеристик при оценке естественных ресурсов подземных вод.
Пользуясь построенными картами подземного стока (см. карту 1 в приложении, а также рпс. 44, 45, 46), можно оценить естественные ресурсы подземных вод для любой нужной площади в пределах закартированной территории. Применяя следующие формулы, выразим величину ресурсов подземных вод, используя исходные характеристики.
1.	Величины среднегодовых модулей подземного стока (карта 4 в приложении)
Q =	86,4-M„-E.	(1)
2.	Величины	инфильтрации	(см. рис.	44)
Q =	2.74-hn-F.	(2)
3.	Величины	среднегодовых	коэффициентов подземного стока (кар-
та 4 в приложении)
Q = 0,03-^-X-F,	(3)
здесь Q — расход подземных вод с площади F, м?/сутки (естественные ресурсы);
F—заданная площадь водосбора подземных вод, юн2;
М„	— модуль подземного стока, л/сек- км2 (находится по карте);
/г	„— слой подземного стока, мм (находится по карте);
— коэффициент подземного стока, выраженный в процентах (находится по карте);
А'-—среднемноголетняя годовая величина осадков на площади водосбора, мм.
Если за основу расчета по формуле (1) взять минимальные модули подземного стока (см. рис. 45), то можно получить гарантированную величину естественных ресурсов подземных вод с нужной площади, которые обеспечиваются в самые неблагоприятные по условиям питания подземных вод засушливые годы.
Величины расхода подземного потока, показанные на картах, дают региональную характеристику общих естественных ресурсов подземных вод зоны дренирования. Для каждого конкретного небольшого участка полученные величины следует уточнять в соответствии с его гидрогеологическими особенностями на основании детальных исследований.
По картам подземною стока произведен расчет естественных ресурсов для всех основных водоносных комплексов и горизонтов, развитых на описываемой территории в зоне дренирования. Наибольшими ресурсами пресных подземных вод, имеющих практическое значение для водоснабжения в пределах Московского артезианского бассейна, обладают водоносные горизонты девона и карбона. Характеристика ресурсов по водоносным комплексам дается поэтому от более древних отложений к молодым.
Естественные ресурсы подземных вод девона. Отложения девона, содержащие пресные воды, пригодные для водоснабжения, развиты в
310
РЕСУРСЫ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
двух районах: на западе территории, в области развития комплекса пород Главного девонского поля, и на юге — в области Центрального девонского поля.
Средний модуль подземного стока для песчано-глинистых отложений с прослоями карбонатных пород в области Главного девонского поля характеризуется величиной 1,4 л/сек с 1 км2. Для Центрального девонского поля, где породы представлены в основном карбонатной толщей, среднегодовой модуль подземного стока выше, он определяется величиной 1,6 л/сек с 1 км2. Суммарные естественные ресурсы пресных вод девона Главного девонского поля в пределах описываемой территории, определенные по величине инфильтрации, характеризуются величиной 45 м3/сек (3888 тыс. м31сутки). Естественные ресурсы девонских вод Центрального девонского поля в границах территории составляют 40 м?/сек (3542 тыс. м3/сутки).
Естественные ресурсы подземных вод карбона. На обширной территории, занятой Московским артезианским бассейном, отложения карбона имеют наиболее широкое распространение и воды, заключенные в них, являются главным источником водоснабжения. Поэтому естественные ресурсы каменноугольных вод оценены с наибольшей детальностью.
Суммарные естественные ресурсы каменноугольных вод зоны интенсивного водообмена характеризуются величиной 312 м31сск (26957 тыс. м3/сутки). По отделам карбона эта суммарная величина распределяется следующим образом: на нижний карбон приходится 174 м3/сек (15034 тыс. мР/сутки), на средний — 87 мг/сек (7517 тыс. м3/сутки) и на верхний — 51 м?[сек. (4406 тыс. м3/сутки).
Наибольшей водообильностью отличаются водоносные отложения нижнего и среднего отделов. Средний модуль естественных ресурсов нижнекаменноугольного водоносного комплекса равен 1,6 л]сек с 1 км2. Средний модуль естественных ресурсов подземных вод среднего карбона характеризуется величиной 1,5 л/сек с 1 км2. Близкие значения этих модулей показывают, что условия питания водоносных горизонтов нижнего и среднего карбона на площади выходов этих отложений на поверхность сходны. Анализ гидрогеологической и климатической обстановки районов развития отложений нижнего и среднего отделов карбона подтверждает указанное предположение.
Условия питания подземных вод отложений верхнего карбона, занимающих центральную часть Московского артезианского бассейна, несколько хуже. В связи с общим падением слоев каменноугольных отложений к осевой части бассейна отложения карбона в районе г. Москвы и к северу от нее погружаются на значительную глубину и перекрываются комплексом пород мезозоя и кайнозоя. Это сказывается и на значении среднего модуля подземного стока водоносного комплекса верхнего карбона, величина которого снижается до 1,1 л/сек С 1 КЛ12.
Существенный интерес представляет оценка естественных ресурсов подземных вод по отдельным водоносным горизонтам карбона, эксплуатируемым для целей водоснабжения. Эта задача приближенно решена путем деления величины общего модуля подземного стока, определенного для каждого отдела карбона, пропорционально средней водопроводимости (km) отдельных водоносных гопизонтов.
Такой подход к оценке естественных ресурсов по отдельным водоносным горизонтам в гидрогеологических условиях Московского артезианского бассейна, где все водоносные горизонты гидравлически связаны между собой, вполне оправдан. Как показывают карты гидро-пзопьез, средние гидравлические уклоны (/) по основным водоносным
РЕСУРСЫ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
311
горизонтам карбона характеризуются примерно одной и той же величиной. Расход потока по отдельным водоносным горизонтам при / — =const является функцией произведения коэффициента фильтрации па мощность пласта (km).
Средние величины водопроводимости всех основных горизонтов карбона на изучаемой территории были определены Подмосковной партией Гпдрорежимноп экспедиции института ВСЕГИНГЕО. На основе этих материалов, а также данных о модулях подземного стока для различных отделов карбона, произведен расчет модулей подземного стока по отдельным водоносным горизонтам (табл. 23).
Таблица 23
Характеристика модулей подземного стока для водоносных горизонтов каменноугольных отложений
Водоносные горизонты	Средняя мощность '"ср' “	Средин? коэффициент фильтрации k. Алеутки	Средняя водопроводпмость km. сутки	Средний модуль, л/сек- к м2
Верхнекаменноугольные:		79	—	—	1,1
верхнегжельскип . _	42	30	1300	0,6
янжнегжельскин ...			37	32	1200	0,5
Среднекаменноугольные: .	...	87	—	—	1,5
ЫЯЧКОВСКО-ПОДОЛЬСК! til	....	50	14	700	0,8
каширский. 			37	15	600	0,3
Нижнекаменноугольные:		99	—	—	1,6
протвинский и серпуховско-окскиii . .		5	300	0,9
яснополянский ....	20	3	60	0,2
уппнский	  .	15	10	150	0,5
Из таблицы видно, что водоносные горизонты, приуроченные к карбонатной толще каменноугольных отложений, характеризуются величиной среднего модуля от 0,5 до 0,9 л'/сек с 1 к,и2. Яснополянский водоносный горизонт, в разрезе которого преобладают терригенные фации (пески, прослои угля), отличается низким модулем подземного стока — 0,2 л/сек-км2, хотя его мощность больше мощности упинского водоносного горизонта, у которого модуль равен 0,5 л/сек-км2. Это свидетельствует о большом значении состава водовмещающих пород
в формировании естественных ресурсов подземных вод.
Таблица показывает и другую важную сторону рассматриваемого вопроса — значение условий питания водоносных горизонтов. Уппнский и нижпегжельскпй водоносные горизонты имеют одинаковый модуль подземного стока — 0,5 л!сек с 1 км2 площади распространения. Однако коэффициент фильтрации и мощность нижнегжельского водоносного горизонта в несколько раз больше, чем упинского: средняя мощность— более чем в два раза, средний коэффициент фильтрации — в три раза, соответственно средний коэффициент водопроводимости — в восемь раз. Но условия питания упинского водоносного горизонта несравненно лучше. Он развит в краевой зоне артезианского бассейна и широкими полосами выходит по южной и западной периферии района. Нижнегжельский водоносный горизонт занимает центральную часть артезианского бассейна и залегает на значительной глубине под покровом мощной толщи более молодых образований.
Сопоставление величин естественных ресурсов и геологических запасов подземных вод в толще каменноугольных отложений показало, что скорость водообмена в отдельных водоносных горизонтах карбона
312
РЕСУРСЫ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
резко различна. Она изменяется от нескольких десятков до нескольких сотен лет в зависимости от условий питания, стока и дренирования водоносных горизонтов.
В связи с приведенной выше общей оценкой естественных ресурсов подземных вод каменноугольных отложений иеобхо щмо сделать несколько замечаний.
1.	Величина естественных ресурсов вод карбона в региональном аспекте весьма устойчива по территории. Па отдельных небольших участках водоносных горизонтов величины естественных ресурсов резко колеблются в связи с различной степенью трещиноватости и закарсто-ваиности известняков.
2.	Подсчитанная величина общих естественных ресурсов подземных вод карбона, вероятно, несколько занижена вследствие того, что речная сеть в центральной части артезианского бассейна, по-видимому, не полностью дренирует ннжнекамеиноугольные, а возможно (на отдельных участках) и среднекаменноугольные водоносные горизонты.
3.	Сравнительно короткие сроки водообмена для основных водоносных горизонтов карбона свидетельствуют о высокой степени раскрытое™ Московского артезианского бассейна на большей части территории и о хороших условиях питания и стока подземных вод.
Естественные ресурсы подземных вод пермских отложений. Отложения пермского возраста развиты па северо-востоке территории в пределах северного окончания Окско-Цнинского вала. Воды приурочены к пестроцветной толще татарского яруса, представленной чередующимися слоями песков, песчаников и глин, отличающейся крайне невыдержанной водообпльностыо. Они встречаются также в водообиль-пых известняках и доломитах казанского, сакмарского н ассельского ярусов.
Средний модуль подземного стока для отложенпй перми равен 1.1 л!сек с 1 км2. Суммарные естественные ресурсы выражаются величиной 7 м3/сек (605 тыс. м3!сутки). Необходимо отметить, что естественные ресурсы пермских вод подсчитаны па очень ограниченной площади при недостатке гидрометрических данных и поэтому приведенные цифры носят условный характер.
Естественные ресурсы подземных вод мезозойских отложений. Подземные воды мезозойских отложений (юры и мела) чаще всего заключены в песчаных прослоях среди глинистой толщи. Средний модуль подземного стока выражается величиной 0,7 леек с 1 км2. Суммарные естественные ресурсы мезозойских вод иа всей описываемой территории равны 60 м3/сек (5184 тыс. м31сутки).
Воды мезозойских отложенпй представляют наибольший практический интерес для водоснабжения в северо-восточной части территории (к северо-востоку от г. Москвы), а также в районе Мещерской низины, где они нередко служат основным источником водоснабжения.
Естественные ресурсы подземных вод неогеновых отложений. Поле развития неогеновых пород заходит в пределы описываемой территории только на ее крайнем юго-востоке относительно небольшой площадью. Эти отложения представлены мощной толщей мелкозернистых песков, к которым приурочены подземные воды основного водоносного горизонта, используемого для водоснабжения.
Средний модуль подземного стока неогенового водоносного горизонта равен 0,6 л/сек с 1 км2. Суммарные естественные ресурсы подземных вод неогеновой толщи в пределах описываемой территории составляют 3 м3/сек (259 тыс. м3/сутки).
Естественные ресурсы подземных вод четвертичных отложений. Воды четвертичных отложенпй развиты почти на всей описываемой
РЕСУРСЫ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
313
территории, однако основным источником водоснабжения они служат лишь в областях широкого распространения флювиогляциальных отложений на севере района в бассейне р. Мологи, Калининском Поволжье н в бассейне р. Нерли, а также на западе в бассейнах Западной Двины и Днепра. Флювиогляциальные пески отличаются неравномерной зернистостью, а их водообильность весьма изменчива. Воды флювиогляциальных отложенпй, являясь первым от поверхности водоносным горизонтом, находятся в очень благоприятных условиях питания. Это определяет высокий модуль подземного стока, равный в среднем для этих отложений 1,5 л!сек с 1 км2 площади их распространения. Суммарные естественные ресурсы вод флювиогляциальных отложений превосходят 100 м3!сек (8 813 тыс. мР/сутки).
Во всех других районах воды четвертичных отложений менее обильны, за исключением вод аллювиальных отложений, связанных с речными водами. Средний модель подземного стока для всей остальной площади распространения четвертичных отложенпй определяется величиной 0,4 л!сек с 1 км2-, суммарные естественные ресурсы составляют 90 м3!сек (7 776 тыс. м31сутки).
Таблица 24
Естественные ресурсы подземных вод различных водоносных комплексов
Водоносные комплексы	Площадь распространения* тыс. км-	Естественные ресурсы		Средний модуль. л! сек с I км2
		и3 сек	м*f сутки (тыс.)	
Четвертичный (флювиогляциальный и ал- лювиальный) .	....	...	266	192	16,589	
в том числе: на площади, где он служит основным источником водоснабжения	66	102	8,813	1 ,5
на всей остальной площади ....	200	90	7,776	0,4
Неогеновый ....	5	3	259	0,6
Мезозойский (юрско-меловой) ...	88	60	5,184	0,7
Пермский			6	7	605	(МГ
Каменноугольный .......	216	312	26,957	—
в том числе: верхнекаменноугольный ....	47	51	4,406	1,1
среднекаменноугозьнып ....	5$)	87	7,017	1,5
пнжиекаменноугольный	...	110	174	15,034	1,6
Девонский....			55	86	7,430	—
в том числе: на площади Главного девонского поля		30	45	3,888	1.4
на площади Центрального девонского поля ... 		25	41	3,542	1,6
Всего по территории . . .	335	660	57,024	2,0
* Площадь дренирования водоносных горизонтов подсчитана по карте (см. карту 4 в приложении I). ** Расчет носит ориентировочный характер.
В табл. 24 приведены средние значения величин естественных ресурсов по всей территории для различных водоносных комплексов. По отдельным районам величина естественных ресурсов подземных вод существенно колеб 1ется в зависимости от литологического состава, мощности и условий питания водоносных горизонтов.
314
РЕСУРСЫ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
Общие естественные ресурсы пресных подземных вод в пределах описываемой территории на площади примерно 335 тыс. км2 составляют 660 м?!сек. Эта величина характеризует среднегодовые многолетние естественные ресурсы подземных вод. В течение года в зависимо-мостн от резко изменяющихся условий питания величина естественных ресурсов подземных вод значительно меняется и достигает наименьшего значения в период летней или зимней межени. Минимальные естественные ресурсы (подсчитаны по карте минимальных модулей, см. рис. 45) составляют в сумме по всей территории около 330 м?)сек. Уменьшение естественных ресурсов подземных вод в засушливые годы и па протяжении года следует иметь в виду при составлении проектов использования подземных вод для водоснабжения.
Подземный сток на большей части территории составляет 30— 40% от общего речного стока (рис. 46). В области развития девонских известняков на Средне-Русской возвышенности доля подземного стока в общем стоке возрастает до 50%- На севере, в пределах Верхне-Волжской низины, питание рек происходит в основном за счет поверхностных вод (весеннее снеготаяние, воды озер, болот), а подземный сток в реки из песчано-глинистых отложений мезозоя и четвертичного возраста составляет всего 10—20%.
Сравнительно низкая величина подземного питания рек (до 30%) наблюдается в районах развития озерно-ледниковых отложений, болот п торфяников, а также на участках спорадического распространения вод в толще морены (на западе и северо-западе территории). Использование подземных вод для целей водоснабжения вызовет соответствующее уменьшение подземного питания рек. Общая величина речного стока уменьшается только на величину безвозвратных потерь; это обстоятельство необходимо учитывать при решении вопросов общего водного баланса территории.
2. СОВРЕМЕННОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
На описываемой территории расположено большое количество водозаборов подземных вод в виде одиночных эксплуатационных скважин и их групп. Всего здесь в настоящее время действует более 7 тыс. буровых скважин с суммарным расходом около 3 млн. м3/сутки.
На карте современного потребления подземных вод (см. карту 5 в приложении) выделены участки различной интенсивности водоотбора, выраженной показателем удельного водоотбора, под которым понимается частное от деления суммарного расхода всех скважин, расположенных в пределах данного участка, на его площадь.
В западной и южной периферийных частях района основное значение в качестве источника водоснабжения имеют подземные воды девонских отложений. Величина удельного водоотбора здесь составляет 0,01 0,13 л!сек на 1 км2, она более значительна на западе района и минимальна в его крайней северо-западной и юго-западной частях. Наиболее крупными всдопотребителями подземных вод из девонских отложений являются города Смоленск, Сафоново, Ефремов. В этих пунктах эксплуатируются сосредоточенные группы взаимодействующих скважин или так называемые «групповые водозаборы». Суммарный отбор воды из девонских отложений в настоящее время составляет 535 тыс. м31сутки. В центральной части Московского артезианского бассейна водоносные горизонты в девонских отложениях не представляют практического интереса с точки зрения водоснабжения, так как воды их здесь сильно минерализованы.
РЕСУРСЫ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
315
Наиболее значительные запасы пресных подземных вод, весьма широко используемых в пределах Московского артезианского бассейна, заключены в отложениях каменноугольного возраста. Лишь в северной и северо-восточной частях бассейна, где водоносные горизонты каменноугольных отложений погружаются на глубину более 200— 250 м, основным источником водоснабжения служат подземные воды пермских, мезозойских и четвертичных отложений. Интенсивность эксплуатации их однако невелика и удельный водоотбор, как правило, не превышает 0,01 л/сек на 1 км2. Крупных сосредоточенных водозаборов в пермских, мезозойских и четвертичных отложениях вообще нет, суммарный отбор воды из этих отложений в настоящее время составляет соответственно 7,7; 5 и 78 тыс. мЛ/сутки.
В целом из указанной выше цифры суммарной производительности всех скважин на рассматриваемой территории около 80% приходится на скважины, эксплуатирующие каменноугольные водоносные горизонты. С учетом этого обстоятельства в дальнейшем наиболее подробно будут охарактеризованы условия использования подземных вод из водоносных горизонтов каменноугольных отложений.
Подземные воды каменноугольных отложений Московского артезианского бассейна используются для целей водоснабжения с 70—80-х годов прошлого столетия (для водоснабжения Москвы — с 60-х годов). По состоянию на 1959—1961 гг. здесь учтено более 5 тыс. действующих скважин. Примерно 30% скважин сконцентрировано в групповых водозаборах, из которых осуществляется интенсивный отбор воды для городов, крупных населенных пунктов п промышленных предприятий. Скважины, не входящие в групповые водозаборы, распределяются более или менее равномерно по всей площади артезианского бассейна и находятся па значительном расстоянии одна от другой; они используются для водоснабжения колхозов и совхозов, пионерских лагерей, санаториев, домов отдыха и т. д.
Суммарный отбор воды из всех горизонтов каменноугольных отложений для водоснабжения в целом по бассейну в настоящее время составляет 2,34 млн. мР/сутки. Кроме того, около 1 млн. сутки извлекается при осушении уготьных шахт путем откачки из водопонизительных скважин и открытого шахтного водоотлива.
Интенсивнее других эксплуатируются среднекамепноугольные водоносные горизонты, воды этих горизонтов обеспечивают 38% общего расхода всех водозаборных скважин. Несколько меньшее значение имеют верхнекаменноугольные водоносные горизонты, из которых отбирается 36%. На долю нижнекаменноугольных водоносных горизонтов приходится 26% общего отбора по бассейну. Суммарный расход групповых водозаборов составляет около 2 млн. м^а/тки, а о щночных скважин — только 311 тыс. м21 сутки, т. е. 13,5 % от общего расхода. Средний расход одной скважины в групповых водозаборах 1182 м3/сутки, одиночной скважины — 90 сутки.
Интенсивность эксплуатации водоносных горизонтов каменноугольных отложений неодинакова в различных районах. Это связано в первую очередь с размещением основных, наиболее крупных потребителей воды — городов и промышленных предприятий. Вместе с тем уровень современного использования подземных вод в какой-то мере определяется также и их потенциальными ресурсами. Большинство крупных групповых водозаборов сосредоточено в центральной части бассейна, в административном отношении относящейся к Московской и частично Владимирской областям. Наиболее значительным центром использования подземных вод здесь является Москва п окружающие ее районы лесопаркового защитного пояса (ЛПЗП).
316
РЕСУРСЫ II ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
Весьма крупными потребителями подземных вот являются города, расположенные восточнее и южнее Москвы в бассейне Клязьмы, Москвы, Оки и их притоков. Таковы, например, города Электросталь, Загорск, Ногинск, Орехово-Зуево, Ковров, Коломна, Жуковский, станции Купавна, Кудиново и др.
В Москве, а также в районах, располагающихся к западу и к югу от нее, эксплуатируются в основном водоносные горизонты среднего (мячковско-подольскпй и в меньшей мере каширский) и нижнего карбона (протвинский и серпуховско-окский). Восточнее Москвы в бассейне р. Клязьмы и на междуречье Клязьмы — Москвы преобладающее значение имеют верхнекаменноугольные горизонты (верхие-гжельскнп и нижпегжельскпй).
В периферийных частях Московского артезианского бассейна подземные воды используются уже значительно менее интенсивно по сравнению с его центральной частью. Особенно это относится к западной п юго-западной областям, где крупных водозаборов в общем немного. Суммарный дебит скважин в групповых водозаборах Калининской и Смоленской областей составляет 123,8 тыс. мР/сутки и одиночных скьажии — 32,2 тыс. м?/сутки.
На южной окраине Московского артезианского бассейна наиболее значительный отбор подземных во [ осуществлялся в Тульской, Калужской п Рязанской областях. В первых двух широко используется упнп-скпй водоносный горизонт, з Рязанской — каширский и серпуховско-окский. Общий расход групповых водозаборов на территории Тульской, Калужской и Рязанской областей в 1959- 1961 гг. был равен 337,2 тыс. м3/сутки, а одиночных скважин — 56,7 тыс. мР/сутки. Таким образом, в южной части бассейна подземные воды используются в более значительных количествах, чем на западной его окраине, хотя и не столь интенсивно, как в центральной части.
На карте современного недопотребления (см. карту 5 в приложении) схематически оконтурены районы размещения крупных групповых водозаборов.
Удельный отбор подземных вод из горизонтов верхнего карбона, осуществляемый крупными групповыми водозаборами, составляет 15—26 ж3 сутки, или 0,17—0,3 л сек. на 1 км2, из одиночных скважин он примерно в 100 раз меньше — 0,0016—0,003 л'сек на 1 км2. Сравнительно интенсивный отбор характерен также для горизонтов среднего карбона в центральной части бассейна, здесь удельный отбор из крупных водозаборов оценивается в 20 —24 м3 сутки, или 0,23—0,28 л/сек на 1 км2, а из одиночных скважин — 0,0014 0,0054 л/сек на 1 км2. В остальных частях бассейна, где развиты преимущественно водоносные горизонты пижпекаменноуголыюго возраста, интенсивность отбора составляет 3—5 м^-м/тки, или 0,03— 0,06 л/сек на 1 км2. В этих частях территории уменьшается и интенсивность эксплуатации одиночными скважинами; в большинстве случаев удельный отбор из них не превышает 0,0005 л/сгк на 1 км2.
Для Московского артезианского бассейна в целом на площади около 270 тыс. км2 средний удельный современный отбор подземных 2 34- 10е вод из каменноугольных отложений равен —----------- =-8,65 mPIcutku.
'	270-103	J
или около 0,1 л сек на 1 км2, что, как будет видно из дальнейшего, составляет лишь небольшую часть имеющихся здесь запасов подземных вод.
Для полноты характеристики режима эксплуатации вотоноспых горизонтов каменноугольных отложений необходимо отметить значительное повышение производительности водозаборов (из всех водо
РЕСУРСЫ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
317
косных горизонтов) в послевоенный период, особенно за последние пять лет (рис. 47). За это время наиболее существенно возросло потребление подземных вод нз мячковско-подольского, протвинского и серпуховско-окского горизонтов, что связано с развитием водозаборов в центральной части бассейна. Значительно возросла и суммарная производительность одиночных скважин; при этом наибольшее ее увеличение отмечается по мячковско-подольскому горизонту.
Рис. 47. Графики величины суммарного отбора подземных вот из каменноугольных отложений на территории Московского артезианского бассейна за период с 1920 по 1960 г. (по материалам Подмосковной партии Гпдроре-жимной экспедиции ВСЕГИНЕГО, 1962 г.)
С у м м а р н ы й водоотбор: / — групповыми водозаборами и одиночными скважинами ; II — групповыми водозаборами. Отбор из водоносных горизонтов; III—мячковско-подольского; IV нижнегжегьского; V — верхиегжсз некого; VI— протвинского и серпуховско-окского; VII— каширского; VIII — упинского
Что касается динамики расхода водопонизительных и водоотливных установок на угольных шахтах, го по ним имеются только суммарные данные, не позволяющие оценить расход из каждого водоносного горизонта. Можно лишь утверждать, что преобладающая часть воды откачивается из яснополянского и упинского горизонтов.
318
РЕСУРСЫ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
много воды, по-видимому, отбирается из девонских отложений. В целом расход водопонизительных и водоотливных установок из всех этих горизонтов в последние годы не увеличивается. Напротив, с 1960 г. наблюдается даже некоторое сокращение расхода (в связи с уменьшением добычи угля), хотя по абсолютной своей величине он остается еще весьма значительным (свыше 1 млн. м31сутки).
Изменения пьезометрического уровня не могут быть охарактеризованы с необходимой полнотой из-за отсутствия данных.
Режим эксплуатации водозаборов различается в зависимости от конкретных условий участков их расположения. Наиболее устойчивым режимом, приближающимся к стационарному, характеризуются водозаборы, находящиеся вблизи крупных рек пли в древних долинах размыва, заполненных аллювиальными и флювиогляциальными водоносными песками. Такими же условиями характеризуются водозаборы на водораздельных участках при наличии над каменноугольными горизонтами мощных водоносных отложений мезозойского и четвертичного возраста. В этих водозаборах понижения уровня обычно невелики и при более пли менее постоянном дебите они сохраняются неизменными в течение длительного периода времени.
Так, на одном из водозаборов в долине Оки при увеличении за последние 5 лет общей производительности водозаборных скважин на 22 тыс. м?! сутки среднее понижение составило только 2,5 м и дальнейшего понижения практически пе происходит, на другом водозаборе водоотбор за это время увеличился на 18 тыс. м?/сутки, а понижение уровня составило 7 м. В обоих этих случаях водоносные горизонты, в которых заложены водозаборные скважины (протвинский и серпуховско-окский— на первом и упинскпй — на втором), непосредственно связаны с рекой. На третьем водозаборе при увеличении суммарного водоотбора из протвинского и серпуховско-окского горизонтов на величину такого же порядка, что и на первом водозаборе (около 25 тыс. м?1сутки), понижение уровня достигло почти 36 м, причем наблюдалась тенденция к увеличению понижения. В последнем случае водоносные горизонты изолированы от реки мощной и довольно выдержанной по простиранию пачкой Верейских глин. В других пунктах центральной части бассейна, где протвинский и серпуховско-окский горизонты перекрыты верейскими глинами и в связи с этим изолированы от вышележащих водоносных горизонтов и поверхностных водных источников, величина понижения уровня заметно увеличивается даже при неизменных или изменяющихся в малой степени дебитах водозаборов.
Подобная картина наблюдается также в вышележащих водоносных горизонтах среднего и верхнего карбона; при отсутствии непосредственной связи с источниками питания значения понижений динамических уровней в водозаборах постепенно возрастают.
Можно считать, что для всего Московского артезианского бассейна в целом эксплуатация водозаборов осуществляется в условиях неустановпвшегося движения. Исключение составляют лишь водозаборы, обеспечивающиеся главным образом фильтрацией воды из рек. Справедливость вывода о неустановпвшемся режиме эксплуатации подземных вод в каменноугольных отложениях подтверждается путем сопоставления фактических данных о дебитах и уровнях в некоторых водозаборах, эксплуатирующих горизонты каменноугольных отложенпй, с соответствующими расчетными данными. Согласно последним выявленные величины понижения уровня действительно должны были иметь место, если бы эксплуатация этих водозаборов за рассматриваемое время происходила в условиях неустановившегося режима.
РЕСУРСЫ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
319
3. ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ЗАПАСЫ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
Эксплуатационными запасами, в соответствии с тем, как это принято в практике ГКЗ (Инструкция ГКЗ, 1962 г.), называется то количество воды, которое может быть получено из водоносного горизонта в течение расчетного времени недопотребления рациональными в технико-экономическом отношении водозаборными сооружениями п при заданном режиме эксплуатации, причем при качестве воды удовлетворяющем установленным кондициям (в зависимости от назначения воды).
Эксплуатационные запасы подземных вод обеспечиваются как естественными ресурсами (динамическими запасами), так и водами, содержащимися в порах и трещинах горных пород, т. е. так называемыми геологическими пли статическими запасами. Кроме того, при действии водозаборных сооружений используются упругие запасы, высвобождающиеся из эксплуатируемого водоносного горизонта в результате снижения в нем давления, а также воды, фильтрующиеся из соседних водоносных горизонтов и поверхностных водотоков и водоемов.
Таким образом, эксплуатационные запасы подземных вод должны включать все указанные выше виды ресурсов или запасов, которые при определении эксплуатационных запасов, строго говоря, должны суммироваться. Однако в данной работе при оценке эксплуатационных запасов учитывалась лишь часть (и при том небольшая) естественных ресурсов. Так, например, при определении эксплуатационных запасов подземных вод каменноугольных отложений в них в значительной мере условно включалось только 15—25% естественного питания, оцениваемого по методике, характеризуемой в первом разделе настоящей главы. Для водоносных горизонтов четвертичных и мезозойских отложенпй доля естественных ресурсов в эксплуатационных запасах еще меньше.
Следует заметить, что условность допускается также и при определении количества воды, обеспечиваемого фильтрацией из рек. Эта составляющая эксплуатационных запасов, как показано далее, учитывается только при подсчете запасов воды в долинах наиболее крупных рек п при том на коротком их протяжении, где связь водоносных горизонтов с реками устанавливается вполне отчетливо.
Статические или геологические запасы учитываются также только частично —не более 50% от общего их количества.
Такой осторожный подход при определении роли естественного питания, фильтрации речных вод и статических запасов в составе эксплуатационных запасов связан с необходимостью получения более надежных данных о размерах последних. Учитывается и то обстоятельство, что естественное питание, как и фильтрация из рек, а особенно статические запасы, нередко относятся к районам и участкам, на которых изъятие подземных вод в более пли менее крупных масштабах может быть сопряжено с трудностями — например, из-за преобладающего развития слабоводопроницаемых глинистых отложений.
Общая характеристика методики оценки эксплуатационных запасов
Как известно, оценку эксплуатационных запасов подземных вод можно производить па основе расчета производительности системы взаимодействующих водозаборов. Однако такие расчеты для крупных регионов, в частности для рассматриваемого Московского артезианского бассейна и примыкающих к нему территорий, связаны со зиачи-
320
РЕСУРСЫ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
тельными трудностями. Последние определяются крайней неоднородностью водоносных горизонтов, сложной взаимосвязью между водоносными горизонтами и поверхностными водными источниками, а также исключительным разнообразием и сложностью геометрических форм водоносных горизонтов как в плане, так и в разрезе.
Учитывая указанные затруднения, оценка эксплуатационных запасов в региональном плане производится в настоящее время приближенно. Такая оценка включает определение общих эксплуатационных запасов всего района в целом и приближенные расчеты производительности отдельных водозаборов на локальных участках.
Определение общих эксплуатационных запасов всего района1. Для этих целей водоносные горизонты как бы ограничиваются непроницаемыми контурами и принимается схема равномерного размещения водозаборов (по квадратной сетке) на всей площади их распространения. Расчеты производительности водозаборов при этой предпосылке в случаях, когда предусматривается их длительная эксплуатация, дают те же результаты, что и при составлении общего баланса подземных вод. При этом определяются величины срабатываемых упругих и статических запасов, содержащихся в водоносных горизонтах, и при определенных допущениях также величина их инфильтрационного питания. Дополнительно отдельно определяется количество воды, которое можно полу чить путем фильтрации из рек.
Баланс подземных вод при длительной эксплуатации водозаборов выражается уравнением
Q3 =	+	+ а (Qc , AQj + р (Qp р AQp),	(4)
где
Q:—эксплуатационные запасы (в единицах расхода);
цл и р - коэффициенты водоотдачи соответственно в напорных (когда осушения горизонта не происходит) и в безнапорных (при осушении горизонта) условиях;
F— площадь распространения пласта;
S* и 5— понижения уровня соответственно в напорной зоне (до кровли горизонта) и в безнапорной зоне (ниже кровли горизонта);
— расчетный период эксплуатации;
Qc н AQC — поступление воды в результате инфильтрации атмосферных осадков соответственно в естественных условиях (Qe) и дополнительно возникающее в процессе эксплуатации водозаборов (AQe);
и XQP— то же в результате фильтрации из рек в естественных условиях (Q|.) и дополнительно при эксплуатации (AQP);
а и р— коэффициенты, характеризующие долю соответствующих источников питания горизонта, учитываемую в расчетах.
Входящие в уравнение (4) коэффициенты водоотдачи связаны с коэффициентами пиезопроводности1 2:
1 Подробно методика оценки общих эксплуатационных запасов освещена в работе Н. Н. Бпндемана и Ф. М. Бочевера [1964].
2 Коэффициентом пьезопроводиостп характеризуется скорость перераспределения напора при пеустаповпвтемся двиЖеннн подъемных вод (Б. П. Щелкачев, 1959).
РЕСУРСЫ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
321
Здесь km л а* — соответственно водопроводим ость (k — коэффициент фильтрации, m — мощность горизонта) и коэффициент пьезопроводности для напорного горизонта; kHcp и а—то же для безнапорного горизонта (А/ср — средняя мощность горизонта).
Для оценки возможной фильтрации нз рек—Qp— используется схема линейного водозабора, располагающегося параллельно реке.
Величина Qp при этом определяется по следующей зависимости:
QP = ^.	(7)
где Sn—понижение уровня в водозаборе;
В — расстояние от водозабора до реки;
L —длина участка возможной фильтрации из реки.
Результаты балансовых расчетов по уравнению (4) дают общую величину эксплуатационных запасов подземных вод в рассматриваемом реглоне при принятой длительности их использования t.,.
Если в расчетах принять только часть естественных ресурсов (Qe и AQ<.) и поступления воды из реки (Qp и AQp), которая устанавливается величинами коэффициентов а и р, то можно считать, что вос-полняемость используемых запасов обеспечивается практически в течение неограниченного срока эксплуатации.
Общие эксплуатационные запасы отображаются на карте значениями так называемого «модуля эксплуатационных запасов» (Бпн-де.ман, 1962), т. е. величиной возможного удельного расхода водозаборов. Эта величина определяется как частное от деления суммарного расхода Q;J на площадь распространения всего горизонта или отдельных его участков F:
Мэ=-^,	(8)
Г
где Air,— модуль эксплуатационных запасов. Размерность модуля, по аналогии с модулем подземного стока, л/сек на 1 км2.
Расчеты максимально возможной производительности отдельных водозаборных сооружений применительно к конкретным гидрогеологическим условиям различных участков и разных районов1. Детальность таких расчетов зависит от степени изученности гидрогеологических условий и достоверности исходных расчетных параметров, характеризующих проводимость водоносных горизонтов, их водоотдачу и т. д. Расчеты могут производиться по гидродинамическим формулам. а также по приближенным эмпирическим зависимостям на основе данных опытных и опытно-эксплуатационных откачек. Во многих случаях максимально возможная производительность отдельных водозаборных сооружений достаточно надежно устанавливается по аналогии с длительно действующими водозаборами в данном районе.
В излагаемых далее результатах определения эксплуатационных запасов подземных вод Московского артезианского бассейна и примыкающих к нему районов максимально возможная производительность
1 Методика расчета производительности водозаборов освещена во многих работах, см., например, Ф. М. Бочевер и Н. Н. Веригин (1961); Ф. М. Бочевер (1963) н др. 21 Заказ 161.
322
РЕСУРСЫ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
водозаборов оценивается приближенно по аналогии с действующими водозаборами путем экстраполяции по следующей зависимости:
Ср = С.Р- •	<9>
где Qp — возможный эксплуатационный расход водозабора при понижении уровня на величину Sp;
Qcp — современный расход водозабора при понижении уровня Scp. Понижение уровня Sp при этом находят с учетом влияния ближайших взаимодействующих водозаборов:
=	(Ю)
j=i
где So — понижение уровня на участке водозабора (отсчитываемое от современной пьезометрической поверхности подземных вод);
SS; — сумма понижений («срезок») уровня па данном участке под влиянием откачки из п взаимодействующих водозаборов.
Гидрогеологическое районирование территории для целей оценки эксплуатационных запасов
Для оценки эксплуатационных запасов подземных вот вся рассматриваемая территория разделена на 11 районов (см. карту 6 в приложении). Выделенные районы по своему географическому положению и конфигурации в общем близки к районам, показанным на карте общего гидрогеологического районирования, представленной в главе X (см. рис. 42). Некоторые различия в положении границ отдельных районов объясняются необходимостью использования карты районирования в данном случае специально для расчета эксплуатационных запасов. С этой целью при выделении районов учитывались главным образом факторы, определяющие условия питания водоносных горизонтов, нх связь с атмосферой и поверхностными водными источниками. Этим вызвана, например, необходимость включения в пределы центрального района (район VIII на карте эксплуатационных запасов в приложении) территории, прилегающей к долине Оки (левобережная ее часть).
На карте общего гидрогеологического районирования эта территория входит в другой, юго-западный район, находящийся в краевой части Московского артезианского бассейна (район III на рис. 42). Районы, показанные на карте эксплуатационных запасов, для расчета последних в свою очередь подразделены на участки, каждый пз которых характеризуется следующими показателями: 1) водопроводимо-стыо и водоотдачей водоносных горизонтов; 2) нх гидравлическим характером; 3) положением современной пьезометрической поверхности и допустимыми понижениями уровня.
Районы I и II приурочены к области развития девонских отложений на западной и южной окраинах Московского артезианского бассейна. Девонские отложения, представленные преимущественно карбонатными породами, реже песчано-глинистыми осадками, перекрываются зцесь четвертичными и в юго-западной и южной частях района — мезозойскими отложениями. В качестве источника водоснабжения основное значение в районах I и II имеют подземные воды девонских отложений.
Районы III, IV, V, VI и VII выделяются в краевой зоне Московского артезианского бассейна, на его крыльях. Каменноугольные отло
РЕСУРСЫ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
323
жения здесь, как правило, непосредственно перекрываются в общем слабоводоносными четвертичными осадками. В северо-западной части (район III) это осадки ледникового комплекса — морены, озерные и, реже, флювиогляциальные. На юго-западе и юге (районы IV и V), кроме четвертичных, более или менее значительное распространение получают мезозойские образования. Каменноугольные отложения на указанной территории представлены преимущественно нижним и в меньшей степени средним и верхним отделами. Водоносные горизонты, приуроченные к каменноугольным осадкам, в большинстве случаев интенсивно дренируются современной речной сетью — верховьями Волги и Москвы в центральной части территории и правыми притоками Оки в южной; в связи с этим они обладают относительно небольшой мощностью и являются слабонапорными, а во многих случаях безнапорными. Водопроводимости каменноугольных отложений, выражаемая произведением коэффициента фильтрации на мощность водоносного горизонта, здесь обычно характеризуется величинами от 100 до 400 м21 сутки.
С некоторой условностью к краевой зоне Московского артезианского бассейна отнесены Окско-Цнинский вал и его восточный склон (районы VI и VII). Каменноугольные отложения, как и в западной части описываемого района, здесь залегают на сравнительно небольшой глубине и перекрываются четвертичными, а на отдельных участках пермскими осадками. Однако они характеризуются более высокими значениями водопроводимости и в целом более водообильны.
В центральной части Московского артезианского бассейна выделяются районы VIII, IX и X. Первый из них охватывает равнинное пространство между Клязьмой на севере и Окой на юге. Район IX располагается примерно в границах Клинско-Дмитровской гряды, а район X — в границах Мещерской низины, его осевая часть протягивается по линии Владимир — Шилове. Эти три района отчетливо ограничиваются не только по указанному морфологическому признаку, но также и по гидрогеологическим условиям. В их пределах наиболее полно представлены водоносные горизонты всех отделов каменноугольных отложений — нижнего, среднего и верхнего. Воды их обладают большим напором (до 150—200 м над кровлей), а сами горизонты характеризуются высокими значениями водопроводимости: от 400 до 1000 м2,'сутки, а в долинах рек нередко и более.
На территории указанных трех районов мощная толща четвертичных и мезозойских отложений содержит значительное количество воды, благодаря этому она служит существенным источником пополнения запасов напорных горизонтов каменноугольных отложений. Вместе с тем последние горизонты, особенно в районе VIII, тесно связаны с крупными реками — Москвой, Клязьмой, Окой и их притоками, которые также являются потенциальным источником питания подземных вод карбона. В северо-восточной части бассейна выделяется район XI. Каменноугольные отложения на территории этого района залегают на большой глубине — свыше 100 м — и перекрываются пермскими', мезозойскими и четвертичными осадками. В гидрогеологическом отношении район изучен слабо. Имеющиеся данные по отдельным скважинам показывают, что на большей части территории подземные воды в каменноугольных отложениях обладают повышенной минерализацией. Источником питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения здесь, служат в основном подземные воды четвертичных и мезозойских отложений, а в отдельных районах также подземные воды в отложениях пермской системы.
21*
324
РЕСУРСЫ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
Несмотря на то, что выделенные районы представляют собой отдельные части единого артезианского бассейна, при оценке эксплуатационных запасов подземных вод их можно рассматривать в значительной мере изолированно. Преобладающее значение местных источников питания и гидравлическая связь водоносных горизонтов с реками сводит к минимуму эффект взаимного влияния водозаборов, расположенных в разных районах.
Результаты расчета эксплуатационных запасов подземных вод
Оценка общих эксплуатационных запасов подземных вод производится по основным водоносным горизонтам: девонским — в краевой части Московского артезианского бассейна и каменноугольным — в пределах краевой и центральной частей этого бассейна. В северо-восточной части территории кратко характеризуются также эксплуатационные запасы подземных вод в пермских, мезозойских и четвертичных отложениях, которые, как указывалось, являются здесь основными источниками водоснабжения.
По всем перечисленным горизонтам учитываются эксплуатационные запасы пресных вод пригодных для питьевых и хозяйственно-бытовых нужд. Исключение составляют лишь водоносные горизонты каменноугольных и пермских отложений северо-восточной части Московского артезианского бассейна, в которых на отдельных участках содержатся воды с повышенной минерализацией.
Общие эксплуатационные запасы определяют по уравнению (4). При этом упругие запасы, характеризующиеся первым членом правой части этого уравнения, находят при понижении уровня S* до кровли каждого водоносного горизонта (от современных отметок пьезометрической поверхности, сформировавшейся в условиях длительной эксплуатации водозаборов). Статические запасы исчисляются при условии осушения каждого горизонта на половину его мощности, т. е. при 5= —.
2
Максимально допустимое понижение уровня по водоносным горизонтам каменноугольных отложений принимается равным 200—250 м, а по остальным водоносным горизонтам — порядка 100 м.
При оценке упругих и статических запасов расчетный период эксплуатации принимается равным 50 лет или 18200 суток. Величина естественного питания Qc определяется по данным о подземном стоке, причем считается, что коэффициент а=0,25. На отдельных участках, хорошо дренируемых современной речной сетью, естественное питание отдельно не учитывается; предполагается, что оно находит отражение в величине фильтрации из рек Qp. Последнюю величину находят по формуле (7). При этом условно принимается, что расстояние водозаборов от рек В = 2500 м, а понижение уровня, как и при исчислении статических запасов, считается равным половине мощности горизонта
5р = — .
г 2
Максимально возможная производительность отдельных водозаборов оценивается для всех районов по аналогии с действующими водозаборами, для чего используется формула (9).
Эксплуатационные запасы подземных вод девонских отложений. Для оценки эксплуатационных запасов подземных вод в девонских
РЕСУРСЫ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
325
отложениях приняты следующие средние значения исходных гидрогеологических параметров:
мощность............. .	.	60—130 «
коэффициент фильтрации .	. .	3—6 м/сутки
водопроводимость......................... 200—800 м2/сутки
коэффициент пьезопроводности ...	5-104 и2/сутки
коэффициент водоотдачи......................... 0,62
Область развития девонских отложений, как видно на карте (см. карту 6 в приложении I—районы I, II, III, IV и V), характеризуется модулем эксплуатационных запасов от 0,2 до 3,7 л/сек на 1 км'2 и охватывает довольно обширную территорию (38,8 тыс. км2). Общие эксплуатационные запасы в ее пределах значительны (7,4 млн. м-^ сутки), они сосредоточены главным образом в отложениях фаменского яруса верхнего девона.
В западной части рассматриваемой территории в пределах западных окраин Калининской и Смоленской областей модуль эксплуатационных запасов в основном изменяется от 1,6 до 2,3 л/сек, и только па крайнем юго-западе Смоленской области модуль уменьшается до 0,2 л/сек. Уменьшение модуля на этом участке связано с относительно малой величиной мощности девонских отложений и низкой их водопро-водимостью. На юге указанной территории в пределах Тульской области модуль эксплуатационных запасов возрастает до 3,7 л!сек. Увеличение модуля здесь связано с тем, что в эксплуатационных запасах больше 80% составляет вода, поступающая путем фильтрации из рек. В пределах Калужской области модуль эксплуатационных запасов равен 1,2 л!сек на 1 км2. Возможная максимальная производительность отдельных водозаборов оценивается в размерах от 10 до 30 тыс. м2/сутки.
Эксплуатационные запасы подземных вод каменноугольных отложений подсчитаны для всех водоносных горизонтов раздельно, затем суммированы по отделам и по всему карбону в целом. В табл. 25 при-
Таблица 25
Основные расчетные параметры водоносных горизонтов каменноугольных отложений
Водоносные горизонты	Мощность п\ (.и)	Коэффициент фильтрации k, м/сутки	Водопроводимость km, м2/сутки	Коэффициент пьезопроводности а, м/сутки		Коэффициент водоотдачи |i	Модуль подземного стока, л/сек на I киг	
				при неглубоком залегании	при глубоком залегании		общий	при коэффициенте 7=0,25
Верхний карбон верхнегжельский	 нижнегжельский		42 37	30 32	1300 1209	5-Ю4	106	0,04	1,1	0,275
Средний карбон мячковско-подольский .... каширский		50 37	14 15	700 600	5-Ю4 5-Ю5	10е] 10'/	0,03	1,5	0,375
Нижний карбон серпуховско-окский	 упинский 		64 15	5 10	300 150	5-Ю5 5-104	Ю7 106	0.02 0,03	1,6	0,4
Примечание. Величины водопроводимости и пьезспроводнссти получены иа основе анализа данных эксплуатации. Модули подземного стока заимствованы из табл. 23.
326
РЕСУРСЫ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
водятся средние значения основных расчетных параметров водоносных горизонтов каменноугольных отложений *.
Из таблицы видно, что суммарная мощность водоносных горизонтов карбона в центральной части бассейна составляет 245 м. Водопро-водимость изменяется от 150 до 1300 м1 2/сутки, наименьшие ее значения относятся к нижнему карбону, наибольшее — к верхнему.
Величины коэффициента пьезопроводности, полученные по данным эксплуатационных откачек, с некоторым приближением распространяются на весь бассейн в целом. При этом для горизонтов, залегающих на небольшой глубине от поверхности, тесно связанных с вышележащими водоносными мезозойскими и четвертичными отложениями и с поверхностными водными источниками, приняты минимальные значения коэффициента пьезопроводности от 5-Ю4 до 5-Ю5 м2/сутки. Для глу-бокозалегающих горизонтов, изолированных от указанных источников питания, взяты максимальные величины коэффициента пьезопроводности (106—-107 м21 сутки).
Наибольшие затруднения в настоящее время возникают при определении величины водоотдачи ц для известняков практически равной .их общей пустотности (трещиноватости). Опытных определений, которые бы позволили объективно оценить значение р, не имеется, в связи <с этим для расчета статических запасов приближенно принимается р = —0,02—0,04, что в общем соответствует имеющимся литературным данным по другим районам. При вычислении возможного поступления воды путем фильтрации ее из рек в водоносные отложения карбона учтены только наиболее крупные реки района —- Волга, Ока, Клязьма, Москва, притом только на тех участках, где водоносные горизонты карбона выходят на поверхность или залегают под маломощными аллювиальными отложениями.
Мощным источником питания водоносных пластов карбона в условиях эксплуатации водозаборов может явиться Ока на отрезке от Калуги до Рязани. Здесь почти на всем протяжении отложения протвинского и серпуховско-окского горизонтов, а на востоке — мячковско-подольского горизонта — прорезаются рекой. Общая длина таких участков на указанном отрезке долины Оки превышает 600 км. Значительную роль в качестве возможного источника питания водоносных горизонтов среднего карбона при их интенсивной эксплуатации может играть р. Москва главным образом в среднем ее течении. Общая длина участков мячковско-подольского и каширского горизонтов (раздельно и совместно), дренированных р. Москвой в естественных условиях, достигает 300 км. В западной части (западнее г. Москвы) в зону дренирования на протяжении 100 км попадают отложения нижнегжельского горизонта. Примерно на таком же протяжении (более 300 км) отмечается гидравлическая связь водоносных горизонтов среднего и нижнего карбона с Волгой. Наконец, по Клязьме выделены участки возможного питания верхнегжельского водоносного горизонта путем фильтрации речных вод, общая длина которых около 130 км. Общая протяженность приречных участков, по которым определена величина Qp, составляет 1500 км.
Полученные расчетами суммарные эксплуатационные запасы подземных вод по горизонтам приведены в табл. 26; распределение эксплуатационных запасов по гидрогеологическим районам дано в табл. 27.
Рассматривая таблицы видим, что в девонских отложениях (районы I—II) средний модуль эксплуатационных запасов равен 2,2 л!сек на
1 Эксплуатационные запасы яснополянского горизонта не учитывались вследствие
сравнительно слабой изученности этого горизонта.
РЕСУРСЫ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
327
Таблица 26
Суммарные эксплуатационные запасы подземных вод по горизонтам (в тыс. м31сутки)
Водоносные горизонты	Упругие Супр	Статические ^ст	Динамические Q	Поступление из рек Ср	Суммарные Q хсум
Четвертичные		283,7	1093,0				566,6	I 943,3
Меловые		14,4	388,3	—			402,7
Пермские 		41,3	102,5	—	244,0	387,8
Верхний карбон всего 	 ...	2847,4	5175,9	981,8	1717,5	10 722,6
верхи егжельскин		1775,0	2153,6	615,5	1001,0	5 545,1
нижнегжельский		1072,4	3022,3	366,3	716,5	5177,5
Средний карбон всего 		849,7	7660,4	1185,9	3053,3	12 749,3
мячковско-подольский .....	689,8	4861,1	709,3	2317,0	8 577,2
каширский			159,9	2799,3	476,6	736,3	4 172,1
Нижний карбон всего 		168,6	5536,2	1876,8	588,9	9 270,5
протвинский и серпуховско-окский	52,4	5111,4	1364,5	408,7	6 937,0
упинский 		116,2	1524,8	512,3	180,2	2 333,5
Всего по карбону . . .	3865,7	19 472,5	4044,5	5359,7	32 742,4
Девонские		868,6	3 477,7	—	7697,1	12 043,4
По всем водоносным горизонтам . . .	•—	—	—	—	47 519,9
1 км1 2. В каменноугольных отложениях краевые части Московского артезианского бассейна (районы III—V) характеризуются модулем эк-
сплуатационных запасов до 1 —1,5 л/сек на 1 км2. Однако благодаря тому, что эта часть охватывает весьма обширную территорию (более
140 тыс. км2), общие эксплуатационные запасы в ее пределах значи-
тельны (9,6 млн. м3 * * * * В/сутки). Они сосредоточены главным образом в водоносных горизонтах нижнекаменноугольных отложений — протвинском,
серпуховско-окском и упинском. В северо-западной, западной и южной частях рассматриваемой территории модуль эксплуатационных запасов
обычно не превышает 1 л/сек на 1 км2, а на некоторых участках он даже меньше этой величины. Такое снижение объясняется малыми мощ-
ностями упинских известняков и величиной допустимого понижения.
В районе Окско-Цнинского вала и на его восточной окраине (районы VI и VII) каменноугольные отложения залегают на небольшой глубине под четвертичными осадками. Эксплуатационные запасы подземных вод складываются здесь из запасов всех водоносных горизонтов карбона, но преобладающее значение имеют горизонты средне- и верхнекаменноугольных отложений (мячковско-подольский, нижнегжельский и верхнегжельский), гидравлически связанные с Окой и Клязьмой. С учетом возможной фильтрации из рек, общие эксплуатационные запасы подземных вод Окско-Цнинского вала (район VI) составляют около 3 млн. м21сутки, а модуль эксплуатационных запасов — около 2,5 л/сек на 1 км2. Эксплуатационные запасы восточной окраины Окско-Цнинского вала (район VII) оцениваются более чем в 1 млн. M3j сутки. Средний модуль эксплуатационных запасов около 2 л!сек на 1 км2.
В центральной части Л1осковского артезианского бассейна общие эксплуатационные запасы подземных вод оцениваются в 15,47 млн. м3/сутки, т. е. величиной примерно в два раза большей, чем в
328
РЕСУРСЫ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
Таблица 27
Распределение общих эксплуатационных запасов по гидрогеологическим районам (тыс. м3jcyтки)
Рамок	Водоносные горизонты	Площадь, тыс. км, F	0? с >>О*	Статические, Qcr	Динамические,	Поступление из рек, Qp	Суммарные, ^суы	Средний модуль, л/сек на 1 «.и2
I—11	Девонские	38,8	371,4	1959,6	—	5082,2	7413,2	2,2
III	Каменноугольные ...	69,0	336,1	3967,5	1183,1	672,0	6163,7	1,2
	Девонские ...	4,7	59,9	205,4	—	—	265,3	0,65
IV	Каменноугольные ...	36,1	43.6	1359.0	592,0	—	1994,6	0,64
	Девонские 				П,9	134,8	434,1	—	115,2	684,1	0,67
V	Каменноугольные	39,8	27,1	903,5	521,3	36,2	1488,1	0,94
VI	Девонские		20,2	299,1	805,3	—	2499,8	3604,2	0,435
	Каменноугольные	. .	13,9	101,9	1719,0	164,9	979,3	2965,1	2,5
VII	Пермские 			7,7	12,4	27,6	—	59,5	99,5	0,148
	Каменноугольные .	6,5	84,5	311,5	82,5	601,5	1080,0	1,94
VIII	Каменноугольные ...	36,3	495,6	3306,2	576,7	3061,7	7440,2	2,4
IX	Четвертичные 		0,5	1,2	16,0	—	22,4	39,6	0,83
	Мезозойские . . .	9,5	14,4	388,3	.—	.—	402,7	0,48
	Каменноугольные .	.	28,7	1389,0	3052,0	347,3	9,0	4797,3	1,98
X	Пермские .	1,0	1,9	8,6	—	1,5	12,0	0,13
	Каменноугольные .	24,2	412,0	2483,3	338,1	—	3233,4	1,54
	Девонские ...	1,9	3,4	73,3	—	—	76,7	0,48
XI	Четвертичные 		44,9	282,5	1077,0	—	544,2	1903,7	0,49
	Пермские 	 .	3,5	27,1	66,3	—	183,0	276,4	0,9
	Каменноугольные .... По всем водоносным го-	19,5	975,9	2370,6	233,6	—	3580,1	2,12
	ризонтам		—	5073,8	24534,1	4044,5	13867,5	47519,9	—
краевой части, между тем площадь этой области значительно меньше. Соответственно удельная величина запасов, выражаемая модулем, здесь гораздо выше.
В центральной части бассейна особенно водообилен VIII район, охватывающий территорию, расположенную между Клязьмой на севере и Окой на юге. В этом районе существенное значение с точки зрения эксплуатационных запасов имеют все водоносные горизонты каменноугольных отложений. Особенно важно при этом, что на многих участках они гидравлически связаны с такими крупными реками, как Ока, Москва, Клязьма, и с их многочисленными притоками. Возможная фильтрация из главных рек учитывается в размере 3,06 млн. м?1 сутки, общие же эксплуатационные запасы VIII района составляют 7,44 млн. м/сутки. Модуль эксплуатационных запасов 2,4 л!сек на 1 кл!2;. высокие значения модуля характерны для северных и северо-восточных участков.
Значительными ресурсами характеризуется также IX район рассматриваемой центральной области. Этот район выделяется к северу ог долины Клязьмы в пределах Клинско-Дмитровской гряды. Западная часть района включает отрезок Волги и ее некоторые притоки. В IX районе большая роль принадлежит упругим запасам (1,39 млн. мР/сутки, или более 30% от общих ресурсов района). Это связано с тем, что на этой территории водоносные каменноугольные отло
РЕСУРСЫ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
329
жения перекрываются мощной толщей мезозойских и четвертичных осадков, а величина пьезометрического напора над кровлей (допустимого понижения уровня) во многих случаях превосходит 150—200 м. Модуль эксплуатационных запасов IX района составляет примерно 2 л]сек на 1 км2.
Район X в центральной части бассейна выделяется в пределах Владимиро-Шиловского прогиба; он вытягивается полосой от Ряжска и Моршанска на юге до Владимира на севере. Центральная и северная части X района характеризуются глубоким залеганием водоносных пород каменноугольного возраста, перекрытых мезозойскими и четвертичными отложениями (более 100 м). Как показывают данные эксплуатации существующих водозаборов, водопроводпмость известняков здесь весьма значительна, особенно в горизонтах верхнего карбона (400— 700 м21 сутки). Общие эксплуатационные запасы подземных вод X района — 3,23 млн. м?1сутки\ модуль эксплуатационных запасов — 1.54 л/сек на 1 км2.
Северо-восточный район глубокого погружения каменноугольных отложений (район XI) характеризуется запасами 3,6 млн. м3[ сутки, в основном это статические запасы. Средний модуль равен 2,12 л/сек на 1 км2. Подземные воды каменноугольных отложений в рассматриваемой области, как уже отмечалось, на некоторых участках обладают повышенной минерализацией (граница распространения пресных вод в вертикальном разрезе проводится на глубине 200—250 м).
Расчеты показывают, что современный отбор подземных вод из всех водоносных горизонтов карбона в крупных водозаборах при существующем их территориальном размещении может быть увеличен примерно на 3,5 млн. м/сутки, что в 1,5 раза превышает их современную производительность. Суммарная производительность существующих водозаборов составит, таким образом, 3,5+2,3 = 5,8 млн. м?) сутки. Следует, правда, учесть, что указанная величина возможного дополнительного отбора определена с некоторым завышением, так как при этом принята постоянная средняя скорость снижения уровня за период с 1946 по 1960 г. На самом же деле при увеличении водоотбора указанная скорость может возрасти.
Аналогичные расчеты и опыт эксплуатации существующих водозаборов показывают, что в центральной части бассейна в водоносных горизонтах верхнего карбона (главным образом, в верхнегжельском, но во многих пунктах также в нижнегжельском) можно располагать весьма крупные групповые водозаборы. В основном это относится к районам, где водозаборы могут быть размещены в долинах Оки, Москвы, Клязьмы и их многочисленных притоков (вся территория VIII района, южная часть IX и северная часть X районов). В пределах Клинско-Дмитровской гряды, вследствие относительно малой водопроводимости каменноугольных отложений, можно сооружать водозаборы средней производительности.
В краевых частях бассейна, особенно в районах, где каменноугольные отложения представлены только одним или двумя горизонтами нижнего отдела и характеризуются весьма низкими значениями водопроводимости, можно размещать лишь сравнительно небольшие водозаборы.
Эксплуатационные запасы подземных вод пермских отложений на территории Московского артезианского бассейна составляют всего 387,8 тыс. мл1 сутки Площадь возможного использования этих вод незначительна (7,75 тыс. км2). Воды пермских отложений используются в настоящее время и могут быть использованы в дальнейшем в основном только на крайнем северо-востоке Калининской и на отдельных участ
330
РЕСУРСЫ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
ках Владимирской областей. Эксплуатационные запасы определены на основании следующих параметров:
мощность.........................
коэффициент фильтрации...........
водопроводимость ..................
коэффициент пьезопроводности . . . . коэффициент водоотдачи.............
8—15 м
4,-20 и/су тки 40—230 м3'/сутки 5-103—5-Ю4 м2/с\’тки
0,02—0,15 '
Как видно, они колеблются в широких пределах, в соответствии с чем величина модуля эксплуатационных запасов меняется от 0,14 до 0,9 л!сек на 1 км2. Большим модулем характеризуется северная часть Калининской области (XI район).
В X районе модуль эксплуатационных запасов пермского водоносного горизонта равен 0,14 л!сек, а в VII районе он изменяется от 0,14 до 0,63 л]сек. Увеличение модуля связано с тем, что мощность пермских отложений здесь значительно возрастает и увеличивается их водопроводимость. Здесь можно размещать отдельные водозаборы небольшой производительности.
Эксплуатационные запасы подземных вод мезозойских отложений оцениваются только в пределах IX района, охватывающего Клинско-Дмитровскую гряду, где подземные воды карбона часто содержат воды повышенной минерализации. Для остальной территории эксплуатационные ресурсы подземных вод мезозойских отложений не подсчитывались, так как последние не являются здесь основным источником водоснабжения.
Эксплуатационные запасы, приуроченные к верхне- и нижнемеловым песчаным отложениям, составляют 402,7 тыс. м/сутки. Для расчета приняты следующие исходные данные:
мощность................................. 20 л
коэффициент фильтрации............... 7 м/сутки
водопроводимость......................... 140 я2 Icy тки
коэффициент пьезопроводности.............. 5	 104 м2/сутки
коэффициент водоотдачи................... 0,15
Площадь возможного использования мезозойских отложений 9,5 тыс. км2 модуль запасов 0,48 л/сек на 1 км2. Возможная производительность водозаборов здесь также невелика.
Эксплуатационные запасы подземных вод четвертичных отложений. Область возможного использования преимущественно водоносных горизонтов четвертичных отложений 1 охватывает обширную территорию в северо-восточной части Московского артезианского бассейна, площадь ее около 45 тыс. км2 (район XI). В других районах подземные воды четвертичных отложений не являются основным источником водоснабжения и эксплуатационные ресурсы для них не подсчитывались.
Суммарные запасы воды в четвертичных отложениях на этой территории составляют 1,94 млн. м'Ч сутки. Исходные расчетные данные следующие:
МОЩНОСТЬ...........................
коэффициент фильтрации.............
водопроводимость ..................
коэффициент пьезопроводности . . . . коэффициент водоотдачи.............
10—40 м
5—60 м/сутки 45—550 я2/сутки 5-Ю3—5-Ю4 м2/су тки 0,15—0,2
В пределах Ярославской области ресурсы
ных и меловых отложениях оцениваются совместно.
водоносных горизонтов в четвертич-
РЕСУРСЫ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
331
Соответственно указанным колебаниям исходных параметров модуль запасов изменяется от 0,32 до 1,37 л[сек на 1 км2. В западной половине рассматриваемого района (северо-восточная часть Калининской обл.) модуль равен 0,69 л/сек на 1 км2, на остальной, большей, части территории модуль невелик, до 0,5 л[сек, и лишь в районе Ярославля величина его возрастает до 1,37 л[сек на 1 км2. Это связано с увеличением мощности водоносного горизонта.
Возможная максимальная производительность отдельных водозаборов из четвертичных отложений очень невелика, лишь в долине Волги возможно размещение более крупных водозаборов.
В целом, общие эксплуатационные запасы подземных вод на рассматриваемой территории составляют 47,5 млн. м3[сутки (или 550 м3[сек). Основную часть этого количества (около 70%) составляют воды карбона (32,7 млн. м3[сутки или 380 м3[сек). Девонские водоносные отложения содержат более 12 млн. м2/сутки (140 м3/сек), т. е. 25% от общих запасов по всем горизонтам. На долю четвертичных отложений приходится 1,94 млн. м3[сутки (22 м3[сек). Роль вод меловых и пермских отложений в границах оцениваемых территорий незначительна.
Заключение. На основании приведенных материалов по оценке ресурсов пресных подземных вод можно сделать следующее заключение.
Общие естественные ресурсы подземных вод Л1осковского артезианского бассейна составляют 660 м3[сек, причем почти половина их приходится на водоносные горизонты каменноугольных отложений (312 м3[сек). Эксплуатационные запасы оцениваются в 550 м3[сек, из них на долю карбона приходится 380 м3['сек.
Суммарные эксплуатационные запасы, как отмечалось в начале главы, оказываются меньше естественных ресурсов в связи с тем, что при оценке эксплуатационных запасов учитывалась лишь часть естественных ресурсов. Подобные соотношения между естественными ресурсами и эксплуатационными запасами обеспечивают надежное восполнение последних в многолетнем разрезе.
Современный водоотбор из водоносных горизонтов карбона равен 27 м3[сек, шахтный водоотлив 12 м3/сек, что составляет 12,5% выявленных естественных ресурсов и около 10% эксплуатационных запасов этих горизонтов.
Потребность в воде для питьевых и хозяйственно-бытовых нужд наиболее густонаселенных областей в пределах рассматриваемой территории с учетом перспективного развития оценивается приблизительно в таких размерах (по данным института Гидропроект): на 1970 г. 60— 70 м3[сек и на 1980 г. около 80 м3[сек. В Целом эта потребность, как видно из приведенных выше цифр, вполне может быть удовлетворена за счет подземных вод.
Однако в связи с тем, что водопотребители неравномерно распределены на площади распространения водоносных горизонтов и многие из них, причем наиболее крупные, концентрируются на относительно небольших участках, задача организации водоснабжения исключительно на базе подземных вод часто является сложной. Устройство водозаборов значительной производительности непосредственно в пунктах размещения водопотребителей в ряде случаев вообще может оказаться невозможным. Для выявления участков, наиболее благоприятных для размещения крупных водозаборных сооружений, должны быть проведены специальные гидрогеологические изыскания.
Рассматривая соотношение между подземными и поверхностными водными ресурсами в границах крупных речных бассейнов (которые
332
РЕСУРСЫ II ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
охватывают крупные районы артезианского бассейна), можно считать, что изъятие той части эксплуатационных запасов подземных вод, которая обеспечивается инфильтрацией атмосферных осадков и поступлением воды из рек (за вычетом возвращенных здесь же количеств воды после ее использования), приведет к некоторому уменьшению поверхностного стока. Это положение, однако, справедливо лишь для построения водного баланса крупных речных бассейнов в целом. При оценке водообеспеченностп локальных участков влияние эксплуатации подземных вод на речной сток должно определяться в зависимости от конкретных условий, схемы размещения водозаборных сооружений и длительности их эксплуатации.
Ориентировочная оценка запасов минерализованных подземных вод, заключенных в девонских, ордовикских, кембрийских
и докембрийских отложениях Московского артезианского бассейна
В настоящее время невозможно сделать даже самую схематическую оценку эксплуатационных запасов минерализованных вод Московского бассейна вследствие очень слабой изученности водоносных горизонтов. Только по 10—15 скважинам имеются данные о дебитах и понижениях уровня, по и в этих скважинах, как правило, опробован лишь небольшой интервал.
По имеющимся данным нельзя определить основные расчетные параметры — коэффициенты фильтрации и пьезопроводности, без которых невозможна оценка эксплуатационных запасов подземных вод. Поэтому па данной стадии изученности можно оценить только статические запасы. Исходя из средней мощности водоносны,х горизонтов, вскрытых глубокими скважинами, и принятого для расчета коэффициента водоотдачи (равного 0,01), на описываемой территории определены огромные статические запасы минерализованных вод — около 25-10й л;3.
Глава двенадцатая
ОХРАНА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
Широкое развитие промышленности и сельского хозяйства, непрерывный рост городов и поселков в пределах описываемой территории вызывают значительное увеличение отбора подземных вод для целей водоснабжения. Кроме того, это приводит к появлению новых очагов загрязнения подземных вод, таких, как загрязненные территории промышленных предприятий (особенно химических), участки сброса недостаточно очищенных, а зачастую и совсем неочищенных промышленных и бытовых сточных вод, загрязненные поверхностные водоемы и водотоки, поля фильтрации и т. д.
По действующему в настоящее время «Положению о порядке использования и охране подземных вод на территории СССР» (1960) контроль за рациональным использованием подземных вод и их охраной возложен на органы Государственного геологического комитета СССР п органы Министерства здравоохранения СССР. В пределах рассматриваемого региона контроль за использованием подземных вод и их охраной осуществляет Геологическое управление центральных районов, а их санитарную охрану — также и санитарно-эпидемиологические станции.
При выдаче разрешений на устройство новых водозаборов рассматриваются гидрогеологические условия места заложения проектируемой скважины, уточняются режим и условия эксплуатации подземных вод, возможность кооперирования в их использовании, рассматривается конструкция скважины, определяется, может ли она гарантировать водоносный горизонт от загрязнения и т. д. В зависимости от соблюдения всех этих условий выдается разрешение на бурение новой эксплуатационной скважины или отказ в выдаче такого разрешения.
Кроме того, контроль осуществляется путем систематических обследований действующих водозаборов органами геологической и санитарной службы, в районе которых имеет место загрязнение подземных вод промышленными предприятиями и другими объектами.
Контроль за охраной подземных вод от загрязнения начинается с выбора места заложения новых эксплуатационных скважин, удовлетворяющего санитарным требованиям. Он продолжается путем систематического опробования откачиваемой воды и наблюдения за содержанием зон санитарной охраны водозаборов, а также наблюдений за своевременным тампонажем дефектных или заброшенных скважин и т. д.
Органы, контролирующие охрану подземных вод от истощения и загрязнения, должны быть достаточно хорошо знакомы с гидрогеологическими условиями территории, а также с основными факторами, опре
334
РЕСУРСЫ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
деляющими загрязнение подземных вод и вызывающими истощение их запасов. В связи с этим ниже рассматриваются гидрогеологические условия описываемой территории с точки зрения охраны подземных вод и анализируются некоторые случаи их загрязнения и истощения.
Загрязнение подземных вод. В подавляющем большинстве случаев загрязняющие вещества попадают в подземные воды в виде водных растворов. На описываемой территории можно выделить четыре основных вида проникновения загрязнений в подземные воды:
1)	непосредственная инфильтрация с поверхности через зону аэрации;
2)	приток через горные выработки (шахты, рудники, карьеры, заброшенные незатампонпрованные скважины, поглощающие скважины, дефектные эксплуатационные скважины — через корродированные трубы или затрубное пространство);
3)	боковой приток из поверхностных водоемов и водотоков;
4)	перетекание из выше- или нижележащих водоносных горизонтов, содержащих загрязненные или засоленные воды через гидрогеологические «окна» или через слабопроницаемые толщи, разделяющие водоносные горизонты.
При осуществлении охраны подземных вод от загрязнения следует учитывать характер самого загрязнения. Все встречающиеся и возможные в описываемом районе случаи загрязнения подземных вод относятся к бактериальному или химическому загрязнению. Механическое загрязнение, как правило, практического значения не имеет, при движении подземных вод по пласту эти механические примеси быстро отфильтровываются и встречаются только в сильно закарстованных водоносных горизонтах, тесно связанных с поверхностными водами.
По характеру воздействия на свойства подземных вод, вернее по последствиям загрязнения и по мерам защиты от него, бактериальное и химическое загрязнения резко различаются между собой.
Бактериальное загрязнение грунтовых вод практически может происходить лишь двумя путями: через горные выработки и с водами, инфильтрующимися с дневной поверхности. Путем перетекания или бокового подтока к подземным водам, как правило, бактериальное загрязнение не происходит вследствие малого срока жизни патогенной микрофлоры в подземных водах (порядка 100 суток). Химическое загрязнение подземных вод может происходить любым из перечисленных выше путей.
Вследствие многообразия гидрогеологических условий, большого числа водоносных горизонтов и различной их значимости целесообразно рассмотреть гидрогеологические условия только с точки зрения охраны подземных вод основных эксплуатируемых водоносных горизонтов — каменноугольных и верхнедевонских.
Прежде всего рассмотрим условия защищенности этих горизонтов от возможного поверхностного загрязнения. На карте мощностей глинистых отложений, слагающих кровлю основных водоносных горизонтов карбона (см. рис. 22) в пределах Московского артезианского бассейна, можно видеть, что почти повсюду в периферической части Московского артезианского бассейна мощность глинистых отложений не превышает 10 м или они отсутствуют вообще. Сюда входит почти вся территория, находящаяся к югу от линии, проходящей южнее Вязьмы на Малоярославец, Серпухов и далее по Оке до Спасска-Рязанского; все правобережье Волги западнее долготы г. Зубцова, ограниченное с юга широтой г. Белого, а также участок Окско-Цнинского вала восточнее линии Ковров — Гусь-Хрустальный — Гусь-Железный — Шацк. Гли
ОХРАНА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
335
нистые отложения отсутствуют вообще или имеют мощность менее 10 м и в долинах крупных рек: Волги (до Калинина), Москвы — на всем ее протяжении, Клязьмы — на участке от Щелково до Орехова-Зуева, Пахры, Лопасни и других рек, а также на территориях, прилегающих к этим долинам. Такие малые мощности глинистых отложений отмечаются также северо-восточнее Калинина, южнее Волоколамска и на ряде других участков.
В центральной части бассейна глинистые отложения большой мощности надежно изолируют эксплуатируемые водоносные горизонты от поверхностного загрязнения. Кроме этого, здесь основные эксплуатируемые горизонты, как правило, не являются первыми от поверхности. Выше могут находиться водоносные горизонты в юрских, меловых и четвертичных отложениях, изолированные от основных горизонтов выдержанной глинистой толщей.
Отдельные редкие участки, на которых глинистые отложения имеют небольшую мощность или отсутствуют совсем, а основные водоносные горизонты карбона являются первыми от поверхности, отмечаются и на этой территории к востоку от Москвы в долине р. Клязьмы на ее правобережье в районе Орехова-Зуева и Электростали.
Описанные в предыдущих разделах условия защищенности основных эксплуатируемых водоносных горизонтов позволяют выделить участки наиболее вероятного загрязнения подземных вод путем инфильтрации загрязняющих растворов непосредственно через зону аэрации. Эти участки располагаются главным образом на периферической части областей распространения основных водоносных горизонтов. Действительно, наибольшее число случаев серьезного загрязнения подземных вод за счет инфильтрации известно именно в периферических районах, в районах Ефремова, Тулы, Калуги и других городов.
Важное значение с точки зрения охраны подземных вод имеют и условия изолированности отдельных водоносных горизонтов одного от друюго на участках их совместного распространения. Эти условия определяют возможность перетекания в эксплуатируемый водоносный горизонт загрязненных или засоленных вод из выше- или нижележащих водоносных горизонтов.
Выше, в главе шестой подробно охарактеризованы мощность и выдержанность глинистых отложений, разделяющих основные водоносные горизонты между собой. Приведенные в предыдущих главах сведения о разобщенности водоносных горизонтов свидетельствуют о том, что даже при весьма значительном снижении напора в эксплуатируемом водоносном горизонте не следует ожидать заметного перетекания в него воды из выше- и нижележащих водоносных горизонтов. Исключением могут явиться участки дочетвертичных размывов, приуроченные, как правило, к современным и погребенным речным долинам, где юрские глины, перекрывающие каменноугольные водоносные горизонты, размыты, а воды аллювиальных отложений могут перетекать в эксплуатируемые водоносные горизонты при понижении в последних напора.
В районе таких размывов особенно может сказаться, а местами уже сказывается, отмеченная в главе шестой приуроченность участков с повышенным содержанием железа к водам аллювиальных отложений заболоченных территорий, бывших стариц и торфяников. Здесь в процессе эксплуатации местами резко возрастало содержание железа в откачиваемой воде за счет перетекания ожелезненных вод аллювия в эксплуатируемый водоносный горизонт.
Определенное значение с точки зрения охраны качества подземных вод имеют и охарактеризованные в главе шестой закономерности в со
336
РЕСУРСЫ ПОДЗЕМНЫХ вод
отношениях пьезометрического уровня, водоносности и химического состава различных водоносных горизонтов на участках их совместного распространения. Эти закономерности, особенно изменения химического состава, необходимо учитывать при проектировании эксплуатационных скважин, оборудуемых для совместного использования двух или трех водоносных горизонтов, а также при выборе режима эксплуатации всех водозаборных скважин в районе. Недоучет этого обстоятельства может привести к резкому ухудшению качества воды откачиваемой такими скважинами, как это имело место, например, в Калинине, где резко возросло содержание фтора, или в Рязани, где местами недопустимо возросло содержание железа. Подробнее об этом сказано в заключительном разделе главы шестой.
Следует отметить, что возможность загрязнения подземных вод за счет бокового притока со стороны поверхностных водоемов и водотоков имеется почти во всех долинах крупных рек в пределах описываемого района. Особенно это относится к периферической части бассейна, где очень часто карбонатные породы девона и карбона обнажаются в бортах долин пли перекрыты маломощным слоем аллювиальных отложений, вследствие чего береговые водозаборы легко могут быть загрязнены в случае загрязнения речных вод. Такого рода загрязнение наблюдается, например, в районе одного из водозаборов, использующих девонский водоносный горизонт. Здесь закарстованные водоносные известняки и доломиты данково-лебедянского и елецкого горизонтов залегают без водоупорных перекрытий непосредственно под аллювиальными отложениями пойменной и надпойменной террас. Мощность аллювия составляет от 2 до 10 м. Верхнефаменский водоносный комплекс является основным источником хозяйственно-питьевого водоснабжения города п его основных промышленных предприятий, большая часть которых находится в северной части города, с востока и севера ограниченной реками.
Ухудшение органолептических свойств и химического состава подземных вод, выражающееся в появлении эфирного запаха силой до 5 баллов, в появлении большой концентрации нитратов и в повышении содержания хлоридов, было впервые отмечено еще 25 лет назад в двух расположенных рядом скважинах на территории одного из промышленных предприятий. В последующие готы загрязнение распространилось па большую площадь и к 1953—1954 гг. было обнаружено почти во всех эксплуатационных скважинах. Проведенные исследования показали, что основным источником загрязнения подземных вод являются старые промотходы одного из предприятий, накапливавшиеся в течение 5 лет (1933—1937 гг.) в ямах, расположенных на территории завода. Глубина ям достигла 3—5 м и они вскрывали известняки девона. Позднее эти промотходы стали использовать в производстве, по они успели достаточно сильно загрязнить как породы, так и подземные воды прилегающей к ним территории, так как загрязненные растворы беспрепятственно фильтровались в водоносный горизонт.
Вторым очагом загрязнения здесь является речка, в которую сбрасываются все условно чистые воды завода, имеющие сильный ароматический запах.
Крупная воронка депрессии, образовавшаяся в поверхности верхне-фаменского водоносного комплекса в результате его эксплуатации, а также прямая связь этого горизонта с водами реки (в бортах и на дне долин обеих рек обнажаются трещиноватые и закарстованные известняки, слагающие горизонт), определили возможность подтока загрязненных речных вод в области водозаборов. Устойчивое загрязнение под
ОХРАНА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
337
земных вод в районе города заставило искать новые участки для организации новых водозаборов, которые будут расположены южнее города вверх по течению реки.
За счет бокового подтока из рек загрязняются подземные воды и в районе одного из металлургических заводов. Эксплуатируемый здесь упинскпй водоносный горизонт гидравлически тесно связан с рекой, в которую выше водозабора по течению сбрасываются промстоки ряда предприятий. На расстоянии 50—100 м ниже водозабора в реку сбрасываются сточные воды разливочного и доменного цехов агломерационной фабрики.
Ухудшение качества подземных вод за счет перетекания засоленных вод из нижележащих водоносных горизонтов отмечено также на одном из водозаборов, где эксплуатируются верхнефаменский и упин-ский водоносные горизонты. Ухудшается качество и верхнефаменского водоносного комплекса, так как в процессе его эксплуатации начался подсос снизу более минерализованных вод, значительно повысилось содержание сульфатов и возросла жесткость.
Ухудшается качество воды упинского водоносного горизонта в районе «южного» водозабора Калуги, в который попадают минерализованные воды нижележащих горизонтов. Но в этом случае соленые воды подсасываются к эксплуатируемому водоносному горизонту не снизу, а сверху, через аллювий рек Оки и Упы. Здесь в связи с разведочными работами систематически в течение длительного времени происходит самоизлпв сульфатных вод девона. Изливающиеся воды фильтруются в аллювиальные пески, непосредственно перекрывающие упинскпй водоносный горизонт. В Ярославской области ухудшается качество пресных вод также в четвертичных, юрских и меловых отложениях за счет подсасывания снизу минерализованных вод перми и триаса.
Наиболее частым случаем является загрязнение подземных вод через дефектные скважины в тех районах, где грунтовые воды, залегающие над эксплуатируемым водоносным горизонтом, сильно загрязнены. Особенно сильное загрязнение отмечается там, где имеются заброшенные незатампонированные скважины, или где вещества, загрязняющие грунтовые воды, отличаются агрессивностью по отношению к бетону и металлу. В последнем случае они вызывают усиленную коррозию труб пли растворяют цемент, заполняющий затрубное пространство, облегчая таким образом доступ загрязненных вод к основному водоносному горизонту. Особенно сильно корродируются обсадные трубы в тех случаях, когда вблизи них под землей проходят электрические линии высокого напряжения. Блуждающие токи чрезвычайно ускоряют разрушение труб.
Выше уже отмечалось, что таким же путем, наряду с химическим, часто происходит и бактериальное загрязнение подземных вод. Наиболее серьезными случаями химического загрязнения является загрязнение подземных вод в ряде районов Москвы, Рязани и Ногинска. В районе Москвы отмечено почти повсеместное загрязнение грунтовых вод. Большое число поглощающих, заброшенных и просто старых эксплуатационных скважин, стенки которых в значительной степени корродированы. создает многочисленные пути проникновения загрязненных грунтовых вод к эксплуатируемым водоносным горизонтам в районе ряда предприятий.
Примером значительного загрязнения подземных вод может служить территория одного большого московского завода. Здесь загрязнение попадает к эксплуатируемому мячковско-подольскому водоносному горизонту тремя путями: через корродированные обсадные трубы, через 22 Заказ 161.
338
РЕСУРСЫ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
затрубное пространство скважин и в результате перетекания загрязненных грунтовых вод в местах размыва разделяющих эти горизонты юрских глин. Значительное загрязнение грунтовых вод в районе завода обусловлено сбросом сернокислых отходов в котлован, в который для нейтрализации добавляется негашеная известь. Жидкость из котлована свободно фильтруется в грунтовые воды. В откачиваемой воде содержится много железа (до 14 мг)л), она имеет сероводородный запах и агрессивна по отношению к металлу и бетону.
В районе Рязани загрязненные грунтовые воды, попадая через корродированные трубы эксплуатационных скважин в подземные воды каширского водоносного горизонта, вызывают повышение содержания в них аммиака, железа, хлоридов и сульфатов. Ухудшение качества подземных вод отмечается здесь в ряде скважин.
Серьезное загрязнение подземных вод отмечено и вблизи одного из заводов в Московской области. Здесь эксплуатируются два артезианских водоносных горизонта — верхне- и нижнегжельский. Первый из них в районе завода и на прилегающих к нему территориях перекрыт выдержанной толщей юрских глин мощностью свыше 10 м. Эта водоупорная кровля размыта на небольшом участке в районе завода и в долине реки, протекающей на расстоянии 2,0—2,5 км к востоку от завода.
Нпжнегжельскпй водоносный горизонт надежно изолирован от верхнегжельского выдержанной толщей «щелковских» глин мощностью до 15 м, характеризующейся повсеместным распространением. Проведенные исследования показали здесь широкое площадное загрязнение грунтовых вод. Наиболее характерным признаком загрязнения как грунтовых, так и артезианских вод явилось появление специфического запаха, кроме того, заметно возросла жесткость воды, увеличилось содержание в ней хлоридов и железа.
Основным путем проникновения загрязненных грунтовых вод к нпж-негжельскому водоносному горизонту является участок размыва юрских глин, выявленный на территории завода.
Что касается загрязнения нижнегжельского водоносного горизонта, то единственным возможным путем проникновения загрязнения в скважины, эксплуатирующие подземные воды этого горизонта, являются плохо зацементированное затрубное пространство пли корродированные трубы.
Бактериологическое загрязнение подземных вод отмечается большей частью в сельской местности. Связано это с тем, что здесь часто прибегают к утеплению устья скважин навозом.
Истощение подземных вод. При определении истощения подземных вод необходимо четко различать истощение подземных вод всего водоносного горизонта в целом и истощение их на участке водозабора.
Истощение всего водоносного горизонта может быть вызвано превышением суммарного водоотбора над возможным питанием водоносного горизонта, включающим усилившееся в процессе эксплуатации перетекание и привлечение дополнительных запасов из поверхностных водоемов и водотоков.
Есть основание предполагать, что процесс такого рода истощения начался в серпуховско-окском и протвинском водоносных горизонтах в междуречье Москвы и Оки. На большей части территории, как уже отмечалось выше, протвинский водоносный горизонт надежно перекрыт выдержанными и достаточно мощными пестроцветными Верейскими глинами.
Ничтожная площадь питания (севернее Оки) названных водоносных горизонтов, отсутствие перетекания из среднекаменноугольных во
ОХРАНА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
339
доносных горизонтов и интенсивная их эксплуатация привели к образованию весьма обширной по площади воронки депрессии в их пьезометрической поверхности. В районе некоторых городов пьезометрический уровень снизился на 60 м. Повсюду, где представлялось возможным проследить за режимом пьезометрического уровня, скорость его снижения превышала 1 м в год.
Следует отметить, что в последнее время, несмотря на сравнительно небольшое увеличение водоотбора, снижение пьезометрического уровня продолжается на всей территории междуречья Оки и Москвы. Скорость развития этого процесса остается довольно высокой, превышая на ряде участков по данным режимных наблюдений 1 м в год. Геологические организации, осуществляющие контроль за рациональным использованием подземных вод, должны обратить серьезное внимание на такое значительное по величине и скорости снижение пьезометрического уровня. С этой целью в последние годы организованы постоянные наблюдения за режимом уровня горизонта на всей отмеченной территории.
Истощение подземных вод на участке водозабора наступает тогда, когда становится невозможно получить требуемый расход в течение всего расчетного срока работы водозабора. В этом случае истощение подземных вод целиком определяется несоответствием между величиной водоотбора и имеющимися эксплуатационными запасами.
На основании приведенного ранее определения эксплуатационных запасов можно сформулировать два основных требования, без выполнения которых происходит истощение подземных вод.
Первое требование — сохранение заданного расхода на весь срок работы водозабора. Это требование может быть выполнено при условии, что динамический уровень подземных вод не опустится ранее расчетного срока до предельно возможной глубины отбора воды. В противном случае произойдет резкое снижение эксплуатационного расхода, а следовательно, и истощение подземных вод. Предельно возможная глубина отбора воды определяется или техническими возможностями отбора, или же положением подошвы водоносного горизонта.
Второе требование — сохранение качества подземных вод в пределах нормы на весь срок работы водозабора. С этой проблемой приходится сталкиваться при эксплуатации подземных вод в районах, прилегающих к водоемам с засоленной или устойчиво загрязненной водой, а также в районах, где эксплуатируемый водоносный горизонт граничит с участками развития минерализованных подземных вод, либо там, где пресные воды залегают выше или ниже соленых. В таких условиях предельно допустимое понижение динамического уровня определяется глубиной, при опускании ниже которой начинается засоление водоносного горизонта. Глубина эта часто значительно меньше предельно возможной глубины отбора. Предельно допустимая глубина отбора зависит от схемы эксплуатации, технических возможностей обессоливания и очистки подземных вод.
Следует иметь в виду, что не всегда водоотбор, превышающий эксплуатационные запасы, может вызвать истощение подземных вод. Очень часто водозабор вводится в эксплуатацию не сразу, а постепенно, очередями. Как правило, отбор воды в первые годы значительно меньше эксплуатационных запасов подземных вод на участке этого водозабора. В дальнейшем по мере расширения водозабора отбор воды увеличивается и достигает расчетной величины, а иногда и намного превышает ее. В этом последнем случае и необходимо решить вопрос о том, вызовет ли водоотбор, превышающий эксплуатационные запасы, 22*
340	РЕСУРСЫ ПОДЗЕМНЫХ вод
понижение динамического уровня подземных вод до предельно возможной или предельно допустимой глубины ранее расчетного срока работы водозабора.
В каждом таком конкретном случае необходим специальный гидродинамический расчет, учитывающий гидрогеологические условия в районе водозабора. Составить суждение о возможном истощении подземных вод на участке водозаборов весьма трудно также потому, что в описываемом районе пока очень мало действующих водозаборов, по которым были бы утверждены эксплуатационные запасы подземных вод. Обычно очень скудны также и сведения о динамике водоотбора и о режиме пьезометрического уровня в районе водозаборов. Поэтому для обоснованного суждения об истощении подземных вод на каждом конкретном водозаборе необходимо провести оценку эксплуатационных запасов этих вод и сравнить их с существующим водоотбором. По некоторым городам описываемой территории такие работы уже проводит Геологическое управление центральных районов.
Глава тринадцатая
МИНЕРАЛЬНЫЕ И ПРОМЫШЛЕННЫЕ ВОДЫ
1.	МИНЕРАЛЬНЫЕ ВОДЫ
На рассматриваемой территории имеются весьма значительные ресурсы подземных минеральных вод ', получивших в ее пределах практически повсеместное распространение. Преобладающим типом минеральных вод являются рассолы хлоридного натриевого (и кальциево-натриевого) состава часто с повышенным содержанием брома, приуроченные к водоносным горизонтам большей нижней части осадочной толщи палеозоя. Эти рассолы, весьма ценные в бальнеологическом отношении, одновременно являются промышленными водами, в связи с чем их характеристика приводится в следующем разделе.
Помимо рассолов, в пределах рассматриваемой территории широко распространены также минеральные воды меньшей минерализации и разнообразного ионного состава, приуроченные к водоносным горизонтам верхней! части разреза осадочных отложений палеозоя. Они часто представляют ценность не только для водолечения, но для лечебнопитьевого использования1 2.
Среди этих вод по ионному составу и общей минерализации выделяются следующие три основные разновидности: а) сульфатные, различного катионного состава с общей минерализацией до 5 г/л; б) хлорид-но-сульфатные и сульфатно-хлоридные, преимущественно кальциево-натриевые с общей минерализацией до 20 г/л; в) хлоридные натриевые с общей минерализацией до 50 г/л.
Сульфатные минеральные воды с различным катионным составом широко распространены в западной, южной и центральной частях рассматриваемой территории — в пределах Смоленской, Тульской, Калужской и Московской областей, где формирование их связано с выщелачиванием гипсоносных отложений верхнефаменского подъяруса верхнего девона (рис. 48). Эти воды приурочены здесь к гипсоносным известнякам и доломитам озерско-хованской толщи, они залегают на глубине от 50—100 м— в западных районах Смоленской области и на глубине до 300—400 м — в центральной части описываемой территории. Характерно, что вместе с увеличением глубины залегания сульфатных вод несколько возрастает их общая минерализация и усложняется катионный состав. По составу воды изменяются от сульфатных кальциевых и маг-
1 К минеральным водам относятся природные воды, оказывающие на организм человека лечебное действие. Для отнесения вод к минеральным существуют определенные нормы.
2 Как правило, для питьевого лечения используются минеральные воды с общей минерализацией, не превышающей 20 г/л.
342
РЕСУРСЫ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
ниево-кальциевых с общей минерализацией около 3 г/л, распространенных в периферийных частях территории, до сульфатных натриево-маг-ниево-кальциевых с общей минерализацией до 5 г/л и даже несколько больше — в ее центральной части. К первым относятся минеральные
Рис. 48. Схема распространения основных типов минеральных вод. Составп та В. Н. Васильева
Районы и участки распространения вод: / — сульфатных (различного катионного состава) с общей минерализацией до 5 г/л; 2 сульфатпо-хлорпдных и хлоридно-сульфатиых (преимущественно натриево-кальциевых) с общей минерализаций от 5 до 20 г/л; 3- хлориднона гриевых с общей минерализацией от 20 до 50 г/л: 4 — неспециализированная скважина: числитель— ее номер, знаменатель — интервал опробования, зг; 5 — скважина, эксплуатирующая минеральные воды; 6 — иекоптнрусмый родник и его номер; 7 — квитируемый родник минеральных вод;
8 — граница административных областей
источники курорта «Краинка» Тульской области, где состав вод отве-
SQi 88 НСО3 12
чает формуле М2,5 Ca77Mg22 ’ а к0 ВТОРЬ1М — Московская минеральная вода, состав которой выражается формулой АЛ	S°4 94	г- к
М3 э-----------------------. Сульфатные воды сложного катионного
Са 40 Mg 36 (Na + К) 24 J
состава с наибольшей минерализацией 5,3 г/л вскрыты скважиной, пробуренной в 1961—1962 гг. на территории санатория «Монино» Московской области.
Кроме этого основного района распространения сульфатных мине
МИНЕРАЛЬНЫЕ Н ПРОМЫШЛЕННЫЕ ВОЛЫ
343
ральных вод, последние вскрыты буровыми скважинами в ряде пунктов северной и восточной частей рассматриваемой территории в гипсоносных породах каменноугольной и пермской систем. К ним относятся скважины в г. Кимры, па курорте «Кашин» Калининской области 1 и в ряде других пунктов Ярославской, Владимирской, Рязанской и Московской областей (см. ниже табл. 28 и рис. 48). Глубина залегания минеральных вод не превышает здесь 250 м.
Минеральные водь; хлоридно-сульфатного и сульфатно-хлоридного преимущественно кальциево-натриевого состава. Формирование их связано с процессами выщелачивания галогенных отложений девона, карбона и перми, они распространены в северной и южной частях рассматриваемой территории. На севере минеральные воды этого типа вскрыты рядом буровых скважин на территории Калининской и Ярославской областей в отложениях верхнего девона (дер. Нижние Пороги и г. Нелидово), карбона (курорт «Кашин», ст. Максатиха и др.) и перми (Бежецк, Углич, пос. Некрасовское и др.). Глубина залегания минеральных вод колеблется здесь от 50 до 440 м. Общая минерализация вод изменяется в широких пределах — от 1 до 20 г/л, весьма непостоянны также и соотношения основных компонентов анионного состава вод — хлоридов и сульфатов. Из катионов характерно значительное преобладание натрия. Большой интерес в лечебном отношении представляет наличие в некоторых водах этого типа (например, в Кашине) повышенных количеств брома —до 40 мг/л.
В южной части рассматриваемой территории минеральные воды хлоридно-сульфатного состава, приуроченные к водоносным горизонтам среднего и верхнего карбона и девона, вскрыты буровыми скважинами в Плавске (мосоловско-морсовский водоносный комплекс), в районе Венева Тульской области, в сел. Баженове Касимовского района и в дер. Сборная Шацкого района Рязанской области. Они встречены на глубинах от 250 до 620 м (см. табл. 28 и рис. 48). Общая минерализация вод в этих пунктах не превышает 6 г/л.
Минеральные воды хлоридного натриевого состава с общей минерализацией меньше 50 г/л выявлены в настоящее время с достаточной степенью достоверности лишь в ограниченном числе пунктов — на курорте «Кашин» и в районе Калуги. На большей части рассматриваемой территории вниз по вертикальному гидрохимическому разрезу зона развития минеральных вод сульфатного, хлооидно-сульфатного и сульфатно-хлоридного состава сменяется зоной распространения рассолов. Это обусловлено наличием водоупорных комплексов галогенных отложений, разделяющих зоны: в северной части — пермского и верх-некамеиноугольного, а в южной — среднедевонского (эйфельский ярус) и верхнедевонского (верхнефаменский подъярус).
Образование высокоминерализованных вод хлоридного натриевого состава (не рассолов), по-видимому, связано с разбавлением глубинных рассолов в местах их разгрузки — на участках нарушения сплошности галогенных водоупоров — менее минерализованными водами верхних гидрохимических зон. В частности, проявление в районе Калуги высоконапорных (самоизливающихся) минеральных вод хлоридного натриевого состава с общей минерализацией 28—15 г'л (см. табл. 28) в докембрийских (вендский комплекс) и среднедевонских отложениях связано, очевидно, с наличием здесь зон тектонических нарушений, обусловивших возникновение непосредственной взаимосвязи девонских и нижележащих водоносных комплексов.
1 На курорте «Кашин» скважинами вскрыты минеральные воды различных типов.
Краткая характеристика основных водопунктов с минеральными водами
Таблица 28
। № водопункта 1 иа рис ,48	I	Местоположение и характер водопункта	Геологический возраст водоносного горизонта (числитель)	Формула химического состава минеральной воды	Температура воды, град.	Дебит, л! сек (числитель)	Современное лечебное использование
					Понижение, м (знаменатель)	
		Глубина опробования, м (знаменатель)				
Сульфатные Воды
1	Скв. в Велиже Смоленской обл. . . 2	Скв. в пос. Слобода Смоленской обл	 3	Скв. в Демидове Смоленской обл. . 4	Скв. в Смоленске	D3	M SO486 HCO313	9,0 7,5 8,0 9,0 Нет сведений 7,0 7,1 10,1	2,1	Не используются Не используются Не используются Не используются Не используются Используются курортом
	60-97 D3	2'7 Ca 59 Mg 31 SO4 83HCO315		2 1,5	
	155—160 D3	1 3’° Ca 59 Mg 43 SO471 HCO327		нет сведений 6,0	
	22-72 D3	' 2’° Ca 58 Mg 39 HCO3 51 SO4 45		27,0 20,2	
5 Скв. в сел. Алексине Смоленской обл		175 D2+3	213 Ca 56 Mg 30 (Na + K) 15 SO474 HCO325		11,8 2,05	
6 Курорт «Кашиц» Калининской области, скв. 12	 ...	75-125 P2	212 Ca 66 Mg 34 м	s°4 82		нет сведении 3,0	
6а Там же, скв. 18	...	107-110 c3	2 8 Mg 39 Ca 30 (Na j- K) 30 SO4 82 Cl 16		самоизлив 8-9	в лечебно-питьевых целях п цехом розлива Используются курортом в лечебно-питьевых целях Не используются
7 Скв. в Кимрах Калининской области 	 ...	125-138 c3	3’4 Ca 46 Mg 29 (Na-Ь K) 25 SO4 82 HCO316		самоизлив 5,0	
	нет сведений	'° Ca 65 Mg 33		1,0	
8	Скв. в дер. Лазарево Калининской обл		D3	SO4 81 Cl 10	Нет сведений	0,27	Не используются
		162-168	215 Mg45Ca 39 (Na + K) 16		10,05	
9	Скв. в сел. Шарапове Калининской обл		D3	SO4 79 Cl 13	Нет сведений	Нет сведений	Не используются
		168-184	1,13 0 Mg 42 Ca 40			
10	Скв. в Пошехонье-Володарском Ярославской обл.			Р2	SO4 80 HCO313 M|’1	(Na-(-K)87	То же	То же	То же
		233				
И	Скв. в сел. Владычном Ярославской обл		Р,	м	s°4 94			
		242	1,13’4 Ca 62 Mg 22 (Na + K) 16	»		»
13	Скв. во Владимире		Pi	SO488		20,9	
		63-86	1 2,8 Ca 60 Mg 25 (Na п K) 16	»	2.3	
14	Скв. в дер. Обращихе Владимирской обл		с3	м	s°492		Нет сведений	
		191-245	3,2 Ca 59 Mg 28 (Na + K) 13	>		
15	Скв. в г. Вязники Владимирской области 			Р2	SO495		5,55	
		42—120	2'8 Ca 72 Mg 28	»	1,0	»
16	Скв. на ст. Воскресенск Московской обл		С2	SO4 99		2,1	ь
		39-92	1'1 . rt '3 Mg 59 Ca41		4,0	
17	Скв. на ст. Шатура Московской обл.	С2	м s°4 98		1,87	
		130-168	1 '* Ca 56 Mg 44		0,38	
18	Скв. н санатории «Дорохове» Московской обл.	 ...	D3	SO4 85 HCO310	157	0,28	Используются санаторием в лечебно-питьевых целях
		267—450	1 2’3 Ca 53 Mg 34 (Na + 1<) 13		6,6	
19	Скв. в Звенигороде Московской обл.	D3	SO491	11,5	20,1	Не используются
		307-358	1 2,5Ca 50 Mg 38 (Na + K) 12		22,1	
РЕСУРСЫ ПОДЗЕМНЫХ ВОД	МИНЕРАЛЬНЫЕ II ПРОМЫШЛЕННЫЕ ВОДЫ
Продолжение табл. 28
ГЗ н = со	Местоположение н характер под©пункта	Геологический возраст водоносного горизонта (числи-	Форму 'а химического состава минеральной воды	Температура	Дебит, л сек (числитель)	Современное лечебное
Е		тель)		воды, град.		непользование
№ подо на рис.		Глубина опробования, .11 (знаменатель)			(знаменатель)	
20	Скв. Института курортологии в Мо-	D3	SO4 94	6,0	0,1	Используются цехом
	скве		330 -348	П‘3 !,Са40 Mg 36 (Na + К) 24		150	розлива
21	Скв. в санатории «Мониио» Московской обл.		D;t	SO., 92	15	0 097	Используются санаторием в лечебно-питьевых целях
		381-407	‘ 5'3 (Na -j-K) 40 Mg 30 Ca 30		49,5	
22	Родник Росвянский Лев-Толстов-ского района Калужской обл. ....	D3	SO4 72 HCO3 23	6,5	3,0	Не используются
			313 Ca 48 Mg 34			
23	Скв. в дер. Анпенкп на левом берегу Оки Калужской обл. ...	D3	SO4 82 HCO3 12	8,0	15,0	То же
		48	M2'3 Ca 45 Mg 43		Самоизлпв	
24	Родник Резвянский в 10 ял к гого-за-	D3	SO4 81 HCO311	8,0	1,0	
	паду от Калуги			' 3'4 Ca 56 Mg 33			
25	Родник Пафнутьевскпи Калужской обл	 		D3	SO4 88 HCO3 11	6,2	0,9	
			M2J5 Ca 77 Mg 22			
26	Скв. в г. Людпиово Катужскоп	D3	SO4 79 HCO3 19	Нет сведений	Нет сведений	
	обл. 	 ...	93-191	Al 1 7 1 7 Ca 56 Mg 44			
27	Курорт «Крапнка» Тульской обл. скв. К-2	  ...	D;1	SO4 88 HCO312	7,5	0,8	Используются курортом и цехом розлива в качестве лечебно-питьевой воды
		27—90	A 2 '5 Ca 77 Mg 22		самоизлпв	
27а	Курорт «Краинка», родник № 3 (коптпровап бетонным колодцем) , .	D3	SO4 88 HCO311	3-4,5		Используются курортом для ванн
			M2.5 Ca 85 Mg 11			
РЕСУРСЫ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
28	Скв. в Новомосковске Тульской обл.	120	SC)481 HCO318 M2.s Ca 81 Mg 18	6,8	Нет сведений	Не используются
29	Скв. близ ст. Милославское Рязан-	D3	SO! 81 HCO318	Нет сведений	8,1	Не используются
	ской обл		42—50	'’*2'5 Ca 62 Mg 36		4,43	
41	Скв. в Плавске Тульской обл. . .	d2	SO4 78 Cl 20	To же	Нет сведений	То же
		590-620	M,|’G (Na -F K) 54 Ca 35 Mg 11			
	Хлоридно-сульфатные и сульфатио-хлор идные воды					
66	Курорт «Кашин» Калининской обл.	С3	Cl 73 SO4 26	7,4	0,17	Используются курортом
	скв. 21		153-168	Bi 0,02M123 (Na +K) 67Ca 20		самоизлпв	в лечебно-питьевых целях
	Там же, скв. 16 ........ .	Ci	Cl 66 SO4 33	10,7	1,5	Используется для ванн
6в		406—511	’ ‘ 207 (Na+K) 74 Mgl6Ca 10		самоизлпв	
12	Скв. в Рыбинске Ярославской обла-	Р.,	SO4 72 Cl 27		7,9	Не используются
	сти		132	M|,8 (Na + K)78Ca 12		нет сведений	
30	Скв. в дер. Нижние Пороги Кали-	D3	Cl 71 SO4 27	To же	12,0	То же
	нипской обл		229—237	BrO,O24Muo (Na + ]<)71Mg 12		самоизлпв	
31	Скв. на ст. Максатиха Калининской	Ст	Cl 70 SO4 28		4,0	
	обл.		 		323	m8,i (Na + K) 65 Ca 24 Mg 11		самоизлпв	»
	Скв. в Бежецке Калининской обл. .	P2	SO4 58 Cl 42	8,4	9,0	
32		128	ms,4 (Na + K) 62Ca 20Mg 17		30,0	
	Скв. в Нелидове Калининской обл.	D3	Cl 60 SO4 32	Нет сведений	1,8	
33		339-439	‘ 4'° (Na + K) 81 Mg 10		29	
	Скв. в Угличе Ярославской обл.	P.,	SO4 66 C131	9,0	5,0	Используются цехом
34		150-165	M4,i (Na .J. K) 56 Ca 27 Mg 17		самоизлпв	розлива
ъ р
Е Й 5: 5: tr
ез о hl о
348
РЕСУРСЫ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
минеральные и промышленные ВОДЫ
349
В районе курорта «Кашин» проникновение рассолов в отложения средне- н верхнекаменноугольного возраста и разбавление их связано, по-видимому, с наличием фациальных окон в водоупорных галогенных прослоях. Об этом свидетельствуют результаты разведочных и опытных гидрогеологических работ, проведенных в последние годы на курорте «Кашин», которыми установлено наличие гидравлической связи между всеми основными водоносными горизонтами верхней части отложений карбона.
Наиболее известные выходы минеральных вод рассматриваемой территории (за исключением рассолов) показаны на карте (см. рис. 48); их краткая характеристика, в том числе и сведения о дебитах, приведены в табл. 28.
Все рассмотренные разновидности минеральных вод по составу растворенных в них газов являются азотными, а по температуре — холодными.
Дебиты скважин и родников с сульфатными минеральными водами девонских водоносных комплексов, как правило, весьма невелики, удельные дебиты скважин не превышают 1 л!сек, а чаще составляют сотые и тысячные доли. Скважины, вскрывшие сульфатные и хлорид-но-сульфатные, а также сульфатио-хлоридные минеральные воды в отложениях карбона и перми характеризуются большей производительностью, дебиты отдельных скважин достигают 5 и даже 10 л/сек.
2.	ПРОМЫШЛЕННЫЕ ВОДЫ
В последнее время подземные воды все более широко используются химической промышленностью для извлечения тех или иных полезных элементов — брома, йода, бора, калия и др. В связи с задачами химизации народного хозяйства значение промышленных вод 1 еще больше возрастает.
На некоторые виды промышленных вод уже имеются нормативные требования (кондиции). Кондиционные требования к концентрации полезных компонентов в воде со временем меняются, как правило, в сторону снижения. Это вызывается, во-первых, увеличением спроса на эти элементы, а во-вторых — совершенствованием технологических методов нх извлечения. Для ряда элементов (рубидий, фтор, стронций и др.) кондиционных требований пока вообще нет. Кроме величины концентрации полезных компонентов, эффективность освоения промышленных вод на том или ином участке зависит ог ряда других технико-экономических показателей — общего химического состава воды, глубин скважин и динамических уровней водоносных горизонтов, дебитов скважин, наличия подъездных путей и т. д.
На рассматриваемой территории воды промышленного значения приурочены исключительно к глубоким (более 250—300 м) водоносным горизонтам. Поверхностные промышленные и близкие к ним по составу и концентрации воды здесь отсутствуют. Таким образом, сведения о промышленных водах могут быть получены только по результатам опробования глубоких скважин. Всего па 1963 г. на описываемой и близлежащей территориях пробурено около 40 глубоких (глубиной свыше 500 м) скважин, из которых 28 достигли кристаллического фундамента.
’ Промышленными называются природные воды, обогащенные до определенных концентраций бромом, подом, бором и другими компонентами (одним или несколькими). представляющими интерес в качестве промышленного сырья для извлечения указанных элементов, а также рассолы (с концентрацией свыше 50 г/л) ц термальные воды.
35Э
РЕСУРСЫ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
Как указывалось выше, основной целью глубокого бурения было изучение стратиграфии в связи с поисками нефти и газа в центральных областях Европейской части СССР. Гидрогеологически эти скважины были опробованы очень слабо, а зачастую некачественно. Всего имеется около 180 химических анализов вод глубоких водоносных горизонтов. Эти анализы, выполненные с различной полнотой и часто без определения ряда важнейших микрокомпоиентов, все же позволили получить определенное, хотя и далеко не полное представление о высо-комиперализовапных водах, заключенных в огромной по мощности (до 4000 м) осадочной толще, развитой в центральных областях Европейской части РСФСР.
Фактические сведения показывают, что в пределах описываемой территории промышленные воды имеют почти сплошное распространение и отсутствуют лишь в южных частях Калужской и Тульской областей (рис. 49). Эти данные позволяют выделить различные виды промышленных вод, а также установить некоторые закономерности их распределения.
На описываемой территории распространены воды с промышленной концентрацией брома, йода (при совместном извлечении с бромом) и калия, а также рассолы и термальные воды. Другие полезные компоненты в промышленных концентрациях здесь пока не выявлены. При лагасмая карта-схема и профили (см. рис. 49 и рис. 38 в главе девятой) составлены с учетом имеющихся фактических данных, а в местах отсутствия таковых — на основе наблюдающихся закономерностей распространения рассолов, в связи с этим их в значительной степени следует считать прогнозными.
Промышленные рассолы. Наиболее распространенным видом про-7к1ышлепных вод являются рассолы с концентрацией более 50 г/л (см. рис. 49). Они приурочены к отложениям пермской, каменноугольной, девонской, ордовикской, кембрийской систем, вендского комплекса и рифея. Последние, а также отложения нижнего палеозоя на всей описываемой территории заключают в себе рассолы промышленного значения. Выявленное анализом максимальное содержание солей в подземной воде достигает 286 г/л (г. Любим, интервал 1899—1909 м в отложениях среднего девона). Очевидно, более глубокие горизонты содержат рассолы еще большей концентрации.
В отложениях девона рассолы имеют значительное распространение и отсутствуют лишь в южной и западной частях территории, примерно юго-западнее линии, проходящей через Ряжск, Тулу, Рославль, где указанные отложения лежат сравнительно близко к поверхности земли. В отложениях карбона промышленные рассолы имеют уже весьма ограниченное распространение и отмечаются лишь к северо-востоку от Москвы, где эти отложения погружаются под пермские. Последние на значительной части своего распространения также являются рассолсодер-жащими, несмотря на то, что глубины залегания рассолов здесь не превышают 500 м (см. рис. 38 в главе девятой).
Концентрация рассолов, как правило, закономерно увеличивается сверху вниз — от молодых отложений к более древним, а также от краевых частей бассейна к его центральной части. По мере продвижения на северо-восток рассолсодержащими оказываются все более молодые отложения.
Таким образом, отмечается ясно выраженная вертикальная и горизонтальная гидрохимическая зональность. Эта зональность связана прежде всего с геоструктурными особенностями — гипсометрическим положением поверхности кристаллического фундамента (мощностью
МИНЕРАЛЬНЫЕ И ПРОМЫШЛЕННЫЕ ВОДЫ
3о1
осадочной толщи) — и, следовательно, степенью «закрытости» данного водоносного комплекса, т. е. условиями водообмена.
Литолого-фациальный состав водовмещающих пород — наличие в них воднорастворпмых солей — также оказывает вполне определенное влияние на химический состав подземных вод. Этим, а также наличием на поверхности мощной глинистой толщи, затрудняющей водообмен, можно объяснить отмеченное выше сравнительно неглубокое залегание промышленных рассолов в северо-восточной части территории, в районе развития пермских отложений, обогащенных гипсом и ангидритом.
Рассолы на описываемой территории преимущественно хлорпдные натриевые, реже хлоридные кальциево-натриевые, причем последние характерны для рассолов высокой концентрации. По величине максимальной концентрации рассолов территорию можно схематически разделить на несколько районов (см. рис. 49). Глубина залегания подземных вот с кондиционной концентрацией рассолов уменьшается от 900 м — на юге рассматриваемой территории (Рославль, Барятипо, Тула) яо 300 м на северо-востоке (Ярославль, Любим).
Промышленные бромные и йодо-бромные воды. Кондиционные бромные воды на описываемой территории распространены менее широко, чем рассолы. Они отсутствуют в Смоленской, Калужской и Тульской областях, но па всей остальной территории имеют сплошное развитие. Эти воды приурочены к породам рифея, вендского комплекса, кембрия, среднего девона, а па северо-востоке территории — также к отложениям верхнего девона, нижнего и даже среднего карбона.
Концентрация брома в подземных водах достигает 1000 мг/л и более. Фактические данные показывают, что промышленные бромные воды всегда связаны с рассолами. Так, минимальная отмеченная общая минерализация кондиционных бромных вод в центральной части территории равна 80 г/л, в остальных пунктах опробования промышленные бромные воды связаны с рассолами еще более высокой концентрации.
Важно отметить, что в общем наблюдается закономерное одновременное увеличение общей минерализации и содержания брома в подземных водах с глубиной — по мере перехода от молодых отложений к более древним, а также в горизонтальном направлении — к северо-востоку. Глубина залегания кондиционных бромных вод уменьшается от 1000 м в южной части территории до 400 м в северо-восточной. Вертикальная и горизонтальная зональность, отмеченная выше для рассолов, в общем характерна и для бромных вод.
Как показывают фактические данные, на фоне этих общих закономерностей имеется ряд отступлений. Так, в ряде скважин отмечаются случаи, когда возрастание брома с глубиной не сопровождается увеличением общей минерализации. Часто в разных пунктах в водах с одинаковой величиной общей минерализации содержание брома бывает весьма различным, и наоборот, воды с различной общей минерализацией часто содержат примерно одинаковое количество брома. В некоторых случаях такие факты, по-видимому, являются следствием погрешностей при опробовании вод и производстве химических анализов, но в основном они объясняются характером и степенью метаморфизации подземных вод в различных частях территории.
Имеющиеся данные не позволяют установить четкой зависимости / С] \
между величинами хлорбромного коэффициента 1“^") подземных вод и глубиной залегания водоносного горизонта, но в общем меньшие зна-
С1
чения отношения характерны для больших глубин. На опнсывае-
352	РЕСУРСЫ ПОДЗЕМНЫХ вод
мой территории воды со значением меньше 300 широко распространены; в большинстве случаев это высокоминерализованные воды с концентрацией солей более 100 г/л и с высоким абсолютным содержанием Na
брома *. Низким значениям г соответствуют низкие значения вели-CI
чины Вг , что отражает степень «закрытости» водоносных горизонтов.
Имеющиеся фактические данные показывают, что подземные воды описываемой территории относительно бедны йодом. В отличие от брома, повышенные концентрации йода встречаются отдельными очагами на разной глубине в водоносных горизонтах различного возраста — в карбоне, девоне, кембрии; величина общей минерализации йодных вод самая различная.
Источником йода в подземной воде являются йодсодержащие органические соединения, ассимилировавшие йод из морской воды (Виноградов, 1938). Высокие концентрации йода отмечаются лишь в отдельных скважинах, в общем, судя по имеющимся данным, они не характерны для описываемых областей Русской платформы. Одной из возможных причин низкого содержания йода в подземных водах Русской платформы является его способность легко адсорбироваться водо-вмещающпми породами. Из более древних вод он, по-видимому, успел мигрировать в окружающие породы (Плотников, 1959). Подтверждением этому могут служить данные Л. А. Гуляевой (1951), отмечающей присутствие воднорастворимого йода в породах девона, где содержание его достигает 0,33— 0,10 3 вес. %.
Имеющиеся очаги повышенного содержания йода в подземных водах могут служить косвенным показателем возможной нефтегазоносности района.
Промышленные калиевые воды. Данных о содержании калия в подземных водах очень мало, так как в подавляющем большинстве случаев в пробах воды определялась сумма ионов Na и К по разности. Кондиционное содержание калия (более 350 мг'л) отмечено лишь в пяти пунктах: Нелидове, Поваровке, Смоленске, Москве, Дорохове. Следует отметить, что этими сведениями- почти исчерпываются все данные о содержании калия в подземных водах описываемой территории. Максимальное содержание калия (1200 мг)л) установлено в Поваровской скважине в водах вендского комплекса на глубине 1750 м (по данным М. С. Яншиной, 1960).
Воды с повышенным содержанием калия располагаются в разнообразных по возрасту и литологии породах. По данным А. П. Виноградова и А. Б. Ронова (1956), среднее валовое содержание калия и натрия в глинистых породах Московского артезианского бассейна указывает на значительное обогащение глин первым и обеднение вторым: калия в глинах содержится примерно в 4,5 раза больше, чем натрия.
М. С. Яншина (1960) объясняет это затрудненным выходом калия из кристаллической решетки при выветривании изверженных пород. Вследствие этого содержание водорастворимого калия в глинистых породах в отличие от валового его содержания значительно меньше, чем натрия. Этим и объясняется, по мнению М. С. Яншиной, обогащение
1 Отношение-----для морской воды примерно равно 300, уменьшение этого отно
Вг
шеппя указывает на обогащение вод бромом (Виноградов, 1944).
МИНЕРАЛЬНЫЕ И ПРОМЫШЛЕННЫЕ ВОДЫ
353
вод натрием в большей степени, чем калием, хотя растворимость хлоридов натрия и калия одинакова. Для суждения о закономерностях формирования и распространения калиевых вод и их запасах на описываемой территории пока еще слишком мало данных.
Прочие полезные компоненты в подземных водах. О наличии других полезных компонентов в подземных водах, кроме вышеописанных, почти нет сведений. Бор в подземных водах отмечен в различных частях описываемой территории в водоносных горизонтах различного возраста — от верхнего девона до рефея включительно, на разных глубинах и в водах различной минерализации. Однако содержание бора очень невелико, и известные на описываемой территории бороносные подземные воды самостоятельного промышленного значения не имеют, но при содержании В2О3 больше 40 мг/л они приобретают бальнеологическое значение. Обогащение подземных вод бором характерно (кроме районов развития молодых вулканогенных образований) для областей развития галогенных отложений. Основываясь на этом можно предположить, что на описываемой территории повышенные концентрации бора следует ожидать в подземных водах пермских, девонских и нижнепалеозойских отложений.
Отсутствие фактических данных не позволяет сделать каких-либо конкретных выводов о концентрации в подземных водах стронция и лития, а также об их распространении в Московском артезианском бассейне.
Термальные воды.1 Для характеристики геотермических условий описываемой территории использованы материалы В. А. Покровского и Б. Г. Поляк (1960), сотрудников б. Лаборатории гидрогеологических проблем АН СССР, собравших и обобщивших большой фактический материал по геотермике Русской платформы. На основе анализа многочисленных термограмм п единичных замеров температур ими составлены схематические геотермические карты-срезы и профили, которые дают представление о температурных условиях описываемой территории.
На рис. 40 в главе девятой, где были показаны изотермы на кровле кристаллического фундамента, видно, что температура подземных вод изменяется от +20° на юге территории — на склоне Воронежской анте-клизы, в Тульской и Калужской областях — до +70° па ее северо-востоке— в осевой части Московской синеклизы, в районе г. Любима1 2. Увеличение температуры на фундаменте до +40° и выше отмечается в Пачелмском прогибе, в юго-восточной части Рязанской области. Таким образом, изменение температуры происходит закономерно, главным образом в зависимости от глубины залегания кристаллического фундамента.
В осадочном покрове распределение температур подчинено тем же закономерностям, которые были установлены для фундамента, температуры повышаются по мере увеличения глубины (см. рис. 39). Изотерма 4-40° проходит (см. рис. 40) несколько севернее Владимира, через Москву, Калинин и далее на северо-восток. Этой изотермой условно можно ограничить район возможного использования термальных вод. Как видно на профиле (см. рис. 39) воды с температурой 4-40° в этом районе залегают на глубине порядка 1900—2100 м.
1 По классификации О. К. Ланге к термальным относятся воды с температурой выше 4-36°.
2 В ряде случаев, там, где скважины не вскрыли фундамент, температуры определялись экстраполяцией.
23 Заказ 161.
354
РЕСУРСЫ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
3.	ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ И МИНЕРАЛЬНЫХ ВОД
Еще в XV в. подземные рассолы использовались для солеварения в Ярославской области (родники в районе сел Большие и Малые Соли). В этом районе насчитывалось около 20 солеварен. В конце XVII в. добыча соли здесь прекратилась из-за малых дебитов родников, трудностей с топливом и конкуренции более дешевой привозной соли. В время гражданской войны соль добывалась из подземных вод из скважины в Ярославле, а в период Великой Отечественной войны — также из Боевской скважины в А1оскве.
Рис. 50. Схематическая карта перспективных районов освоения промышленных подземных вод. Составил Ф. И. Кравчинский
Районы: 1—отсутствия промышленных вод; 2—малоперспективныс; 3—перспективные; 4 — наиболее благоприятные участки для комплексного промышленного использования рассолов; 5 — гра ниц а распространения промышленных рассолов; 6 — граница административных областей
Как показывает приведенный выше материал, почти всю описываемую территорию можно рассматривать как огромное по площади и по запасам месторождение промышленных вод (см. рис. 49, 50). Однако площадь этого месторождения в различных частях неравноценна. Здесь могут быть выделены отдельные перспективные районы, а в пределах последних участки, наиболее благоприятные для промышленного освоения.
МИНЕРАЛЬНЫЕ И ПРОМЫШЛЕННЫЕ ВОДЫ
355
Оценка целесообразности освоения того или иного участка месторождения промышленных вод производится с учетом следующих показателей: 1) геоструктурных условий и закономерностей залегания промышленных вод; 2) концентрации данного (или одновременно нескольких) полезного компонента в подземных водах; 3) общего химического состава воды; 4) температуры воды; 5) эксплуатационных запасов промышленных вод и дебитов имеющихся скважин; 6) глубины залегания промышленных вод и их статических уровней; 7) прочих экономических факторов — близости путей сообщения, промышленных центров и т. д.
В настоящее время еще мало данных, характеризующих производительность скважин и другие параметры, необходимых для подсчета эксплуатационных запасов промышленных вод. Это затрудняет оценку отдельных конкретных участков с точки зрения целесообразности постановки детальных разведочных работ с целью дальнейшего промышленного освоения наиболее благоприятных из них. Кроме того, следует иметь в виду, что имеющиеся фактические данные о максимальных концентрациях полезных компонентов являются далеко не предельными для данной территории; при более полном изучении гидрохимических условий, особенно нижней части осадочной толщи, несомненно будут выявлены воды с еще более высокими концентрациями. Такой вывод можно сделать исходя из закономерностей распространения полезных компонентов.
Все виды промышленных вод, распространенных на описываемой территории, связаны с рассолами. Поэтому здесь целесообразно развивать комплексное использование промышленных рассолов для одновременного извлечения из них магнезиальных, сульфатнатриевых, кальциевых солей, поваренной соли, брома, йода, калия, имеющих широкое применение в химической и фармацевтической промышленности, а также в сельском хозяйстве.
На основе имеющегося фактического материала можно выделить крупный перспективный район возможного использования промышленных вод (см. рис. 50). Он расположен в северо-восточной части территории и приурочен к областям наиболее глубокого погружения кровли кристаллического фундамента (Московский грабен, осевая часть Московской синеклизы, Печелмский прогиб). Сюда входят: Ярославская, часть Владимирской, Рязанской, Московской и Калининской административных областей. Кроме высокого содержания солей и брома в подземных водах, а также наличия повышенных концентраций йода и калия, этот район, как указывалось выше, характеризуется сравнительно небольшой глубиной залегания промышленных вод. Остальные показатели — общий химический состав воды, температура, экономические факторы — здесь вполне благоприятны. Пьезометрические уровни промышленных вод фиксируются в скважинах на глубине от 0 до 150—200 м от поверхности земли. Величина напора достигает 1000 м и более.
В этом перспективном районе могут быть выделены два наиболее благоприятных участка — Ярославский и Московский. Первый из них отличается весьма благоприятными природными условиями: высокими концентрациями рассолов и наличием на отдельных участках полезных компонентов в количествах, достаточных для эффективного комплексного их использования, близким от поверхности земли (300—400 м) залеганием промышленных вод. Второй участок характеризуется несколько худшими гидрогеологическими показателями — более низкой концентрацией полезных компонентов, более глубоким залеганием промышленных вод (500—700 м), но он обладает большими экономиче-23*
356
РЕСУРСЫ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
скими возможностями, обусловленными густой сетью коммуникаций, широко развитой промышленностью, густой населенностью.
Что касается дебитов скважин на отдельных участках и эксплуатационных запасов промышленных вод, то, как отмечалось выше, малое количество достоверных данных, а также возможные значительные изменения производительности водоносных горизонтов, приуроченных к трещиноватым породам, пока не позволяют сделать каких-либо определенных прогнозов в этом отношении. Только постановка специальных разведочных работ на отдельных перспективных участках даст возможность оценить эксплуатационные ресурсы промышленных вод. Дебиты скважин изменяются от 0,1—0,4 до 13—15 л]сек., обычно составляя 0,4—4,0 л/сек., при понижениях уровня воды от 0 до 100 м, чаще 40—60 м.
Статические запасы минерализованных вод, заключенных в трещинах и порах огромной по мощности и площади распространения осадочной толщи, весьма велики. Попытка оценки статических запасов минерализованных вод была сделана выше (см. главу одиннадцатую). Грубый подсчет, произведенный с учетом суммарной мощности обводненной части осадочных отложенпй, площади их распространения и коэффициента водоотдачи, дает величину статических запасов минерализованных вод на описываемой территории порядка 2500 млрд. ж3. Из этого количества на долю промышленных рассолов приходится (судя по профилям, см. рис. 38) порядка 75—80%, т. е. около 2000 млрд. м3. Эти цифры, конечно, не могут дать представления об эксплуатационных запасах промышленных вод, они показывают лишь какое огромное количество их заключено в осадочных отложениях описываемой территории.
Приведенная выше характеристика минеральных вод рассматриваемой территории показывает, что их ресурсы вполне обеспечивают возможность значительного дальнейшего развития лечебного использования вод. Такая оценка может быть произведена по данным производительности отдельных скважин. В настоящее время в пределах рассматриваемой территории минеральные воды используются в лечебных целях на курортах «Кашин» и «Краинка» и в санатории «Дорохове» — сульфатные воды в качестве лечебно-питьевых, рассолы — для ванн. Они нашли применение также в бальнеолечебницах: Московской (на базе рассолов Боенской скважины) и пос. Некрасовского Ярославской области, на заводах и в цехах розлива: Московском, Кашинском и Угличском.
Перспективы дальнейшего развития лечебного использования минеральных вод рассматриваемой территории весьма благоприятны как в отношении санаторно-курортного освоения районов, отличающихся прекрасными ландшафтно-климатическими и транспортно-экономическими условиями (таких, как Звенигородско-Рузский район Подмосковья и лесистые районы Калужской области), так и за счет значительного расширения сети внекурортпых бальнеологических учреждений.
Практически повсеместное распространение минеральных вод и рассолов обеспечивает возможность организации бальнеологических учреждений для обслуживания населения всех крупных промышленных и административных центров рассматриваемой территории. Кроме того, имеются предпосылки значительного развития розлива минеральных вод лечебно-питьевого назначения — прежде всего на базе уже имеющихся буровых скважин со значительными расходами самонзли-вающейся воды в Бежецке, в районе Венева и близ Касимова.
Глава четырнадцатая

ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ МЕСТОРОЖДЕНИИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
Основными полезными ископаемыми на рассматриваемой территории являются бурые угли, железные руды, фосфориты, гипс, каменная соль, карбонатное сырье (известняки, доломиты, мел, мергель), глины (огнеупорные, тугоплавкие и легкоплавкие), пески, гравий. Разведанные месторождения сосредоточены преимущественно вблизи промышленных центров и тяготеют к удобным путям сообщения — железным дорогам, шоссе, судоходным рекам.
Гидрогеологические и инженерно-геологические условия разработки месторождений весьма разнообразны и изучены неравномерно. Для оценки условий эксплуатации важное значение имеет гипсометрическое положение полезного ископаемого по отношению к местной гидрографической сети и уровню подземных вод. Это в значительной мере определяет степень обводненности месторождения, а также необходимость и методы борьбы с подземными водами.
По положению полезного ископаемого выделяются четыре типа месторождений. К первому типу относятся месторождения, в которых полезное ископаемое залегает преимущественно выше уровня подземных вод, ко второму — месторождения с залеганием полезного ископаемого частично выше и частично ниже уровня подземных вод, к третьему — месторождения, в которых полезное ископаемое расположено ниже уровня подземных вод, но в основном выше уреза поверхностных вод местной гидрографической сети, наконец, четвертичный тип составляют месторождения, в пределах которых полезное ископаемое полностью обводнено и залегает ниже уровня вреза гидрографической сети
Для последних трех типов месторождений сложность гидрогеологических и инженерно-геологических условий эксплуатации определяется рядом условий: литологическим составом и фильтрационными свойствами самого полезного ископаемого, а также покрывающих и подстилающих его отложений; мощностью и величиной напоров водоносных горизонтов, степенью и характером взаимосвязи последних между собой и с поверхностными водами1.
Переходим к описанию гидрогеологических условий месторождений основных видов полезных ископаемых.
1. БУРЫЙ УГОЛЬ
Разработка углей ведется в пределах южного и западного крыльев Подмосковного буроугольного бассейна. Промышленное значение имеют бурые угли нижнего карбона, приуроченные к бобриковскому
358
РЕСУРСЫ ПОДЗЕМНЫХ вод
(угленосному) горизонту яснополянского надгоризонта при условии их залегания на глубине не свыше 200 м. Только в Боровичско-Валдайском угленосном районе промышленная угленосность связана с отложениями тульского горизонта.
Южная и западная границы распространения промышленных залежей угля определяются выклиниванием яснополянских отложений в юго-западном направлении. Северо-восточная граница принята условно, она соответствует принятой глубине залегания угленосных отложений 200 м, ниже которой разведка и разработка углей считается нерентабельной. Эта граница начинается западнее Шапка (между селами Можары п Путянпно) п проходит, в общем, в северо-западном направлении южнее Рязани, между Зарайском п Коломной, затем севернее Серпухова, несколько южнее Боровска и восточнее Гжатска (у ст. Уваровка), далее опа поворачивает на север, проходит восточнее Ржева и западнее Торжка (рис. 51).
Эксплуатируемые месторождения бурых углей по условиям обводненности относятся к упомянутым выше четвертому, реже третьему типам. Эти месторождения характеризуются значительной обводненностью, и разработка их возможна только после снижения напоров подугольпых и осушения наиболее близко расположенных к кровле угольного пласта надугольных водоносных горизонтов.
По величине гидростатического напора на почву основного угольного пласта и величине ожидаемого или фактического притока воды в шахту выделяются пять районов с соответствующими степенями обводненности — от слабо до весьма сильно обводненных месторождений пли их участков (см. рис. 51).
Первый район включает отдельные практически безводные или слабо обводненные месторождения или их участки, в пределах которых гидростатический напор на почву основного промышленного пласта угля не превышает 20 м, а приток в шахту — 200—250 мл1час. Такие условия обычно характерны для третьего типа месторождений с залеганием угля выше уреза воды в реках, они встречаются на отдельных участках, примыкающих к основным дренирующим долинам рек /Киздры, Оки, Упы и Дона. Эти участки в настоящее время почти выработаны.
Второй район включает среднеобводненные месторождения или их участки, в пределах которых величина гидростатического напора по отношению к почве основного пласта угля колеблется от 20 до 40 м, а приток воды в шахту составляет от 200—250 до 500 м?/час. Такие участки располагаются в пределах площади, примыкающей к южной границе распространения угленосных отложений. С севера этот район ограничивается линией, проходящей примерно через Моршанск, Скопин, Кнмовск, Тулу, Щекино, далее южнее Су-хинпчей и Кирова. Аналогичной степенью обводненности характеризуется и небольшая площадь в районе Боровичей, в северной части западного крыла Подмосковного буроугольного бассейна, уже за пределами освещаемой территории. Подобные месторождения разрабатываются наиболее интенсивно и в настоящее время в значительной мере выработаны.
Третий район включает месторождения или их участки, отличающиеся повышенной обводненностью, в пределах которых гидростатический напор колеблется от 40 до 80 м, а приток воды в шахту— от 500 до 1000—1200 м?1час. В пределах южного крыла Подмосковного буроугольного бассейна этот район примыкает ко второму ц ограничен с севера линией, проходящей несколько севернее Мп-
ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ МЕСТОРОЖДЕНИИ
359
хайлова и Кондрова, западнее Калуги на Киров. К третьему району относятся также участки, примыкающие к западной границе распространения угленосных отложений, расположенные северо-западнее Екпмовпчей, Дорогобужа, Нелидова, Андреаполя и Бологое.
Четвертый район включает месторождениия или их участки, отличающиеся сильной обводненностью. В пределах этих месторождений гидростатические напоры по отношению к почве рабочих пластов колеблются от 80 до 120 м, а притоки в шахту—от 1000— 1200 до 2000 м31час. Площадь этого района наибольшая. Его южная п западная границы окаймляют третий район; в западной части на отдельных участках четвертый район примыкает к западной границе распространения угленосных отложений. Северо-восточная граница этого района проходит южнее сел. Мосолова н Зарайска на Серпухов, южнее Гжатска и Сычевки, западнее Ржева и Вышнего Волочка.
Пятый район включает весьма сильно обводненные месторождения. Гидростатические напоры по отношению к почве основных пластов угля превышают 120 м, а приток в шахты превосходит 2000 иг1час. Этот район расположен севернее и восточнее четвертого района п ограничивается линией, соответствующей 200-метровой глубине залегания почвы угленосных отложений, принятой за предельную глубину экономически целесообразной разработки угольных месторождений.
Основную роль в обводнении месторождений угля играют яснополянский, у п и н с к п й и х о в а н с к о-л е б е д я и с к и й водоносные горизонты. Водоносные горизонты, залегающие глубже хованско-лебедянского, на обводнение месторождений влияния не оказывают. Четвертичные водоносные горизонты непосредственно влияют на обводнение месторождений угля лишь в отдельных районах, в частности там, где водоносные песчаные отложения выполняют дочетвертичные погребенные долины, которые прорезают вмещающие уголь отложения, иногда вплоть до доломитов верхнего дево на. Такие участки наиболее характерны для западного крыла Подмосковного бассейна. ЛАощность песчаных отложений с прослоями галечников достигает здесь 40—100 .и. Местами пески, выполняющие дочетвертичные долины, залегают непосредственно в днищах озер, воды которых через эти пески тесно взаимосвязаны с водами серпуховско-окского, яснополянского и хованско-лебедянского водоносных горизонтов (озера Волго, Сиг и другие в Селижаровском районе), вследствие чего иногда существенно повышается суммарный приток в шахты.
Гидростатический напор вод четвертичных песков колеблется от 0 до 93 лг, удельный дебит скважин изменяется от 0,02 до 7,3 л)сек, коэффициент фильтрации — от 0,3 до 56,8 м/сутки. При проходке шахтных стволов приток вод из четвертичных песков колеблется от 10 до 70 мР/час; наибольшие его значения отмечаются на участках прилегающих к дочетвертичным погребенным долинам. Приток из других водоносных горизонтов четвертичной толщи обычно не имеет значения при эксплуатации угольных месторождений, лишь на участках месторождений, расположенных в пределах или вблизи современных долин, увеличивается обводненность продуктивных горизонтов за счет вод аллювиальных песков (например, на Березовском п Воротынском месторождениях).
Воды мезозойской толщи, представленной в основном мелкозернистыми песками, часто обладающими плывунными свойствами, имеют существенное значение при проходке стволов шахг
360
РЕСУРСЫ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
для месторождений, расположенных в юго-восточной и в юго-западной частях бассейна. В юго-восточной части мощность горизонта местами достигает 20, а в юго-западной — 40 м. В основном же эти воды лишь пополняют ресурсы нижележащих надугольных водоносных горизонтов. Воды чаще безнапорные, удельный дебит скважин доходит до 0,8 л/сек. обычно он значительно ниже; коэффициент фильтрации песков не превосходит 1—3 м/сутки.
Воды среднего карбона, приуроченные в основном к известнякам, в пределах месторождений обладают ограниченным распространением, при этом они изолированы от угленосной толщи выдержанным верейскпм водоупором. Несколько шире, но в основном за пределами практически осваиваемой части угленосного бассейна, распространен протвинский водоносный горизонт; от угленосной толщи он отделен стешевским водоупором. Указанные водоносные горизонты не имеют большого значения для освоения месторождений даже при проходке шахтных стволов.
Существенная роль принадлежит серпуховско-окскому водоносному горизонту, который распространен довольно широко. В пределах первого, второго и третьего районов воды этого водоносного горизонта нередко безнапорные, но к водоразделам приобретают напор, достигающий, например, для самого нижнего (алек-спнского) водоносного подгоризопта 60—100 м. В пределах четвертого и пятого районов воды серпуховско-окского горизонта везде напорные. Удельные дебиты скважин колеблются от сотых долей ю 50 л]сек, чаще они находятся в пределах 1,3—3,0 л!сек; коэффициент фильтрации обычно близок к 20—30 м/сутки и измеряется в широких пределах — от 0,1—0,3 до 300 м/сутки.
На шахтах одного угольного месторождения в северо-западной части территории при водопонижении на 10—20 м с течением времени отмечалось снижение суммарного дебита с 2500 до 1250 м3/час, причем депресспонная воронка распространялась на расстояние до 6 км от места нахождения водопонизительной установки. Коэффициент фильтрации в среднем составлял 108 м/сутки. Наиболее интенсивная трещиноватость водовмещающих серпуховско-окских известняков, я следовательно, и максимальная водообильность горизонта, наблюдается вдоль современных и погребенных дочетвертичных долин. В большинстве случаев воды отделены от угленосной толщи верхней, глинистой частью тульских отложений. В западных районах Подмосковного угольного бассейна при посадке лав не отмечалось существенного увеличения притоков в эксплуатационные выработки, в южных районах иногда имели место прорывы вод этого горизонта.
Яснополянский водоносный горизонт непосредственно обводняет угольные залежи. Как уже указывалось в главе шестой, он представлен водами верхней части тульских отложений, а также водами песков нижней части тульских и бобрпковскпх отложений. Верхняя часть Тульских отложений сложена преимущественно глинами и содержит воды спорадического распространения, приуроченные к отдельным прослоям и линзам известняков и песков. Воды чаще напорные, с величиной напора до 10—50 м. Удельный дебит скважин в известняках колеблется от тысячных долей до 3,6 л/сек, чаще 0,3—0,6 л/сек; коэффициент фильтрации обычно достигает 2— 5 м/сутки. Удельный дебит скважин при вскрытии песчаных линз не превышает 0,5 л/сек.
Решающее значение в обводнении угольных пластов имеет н и ж-нетульск о-б обриковский водоносный подгоризонт.
ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ МЕСТОРОЖДЕНИИ
361
Вне контуров угольных залежей его мощность достигает 50—70 м. но в пределах распространения рабочих угольных пластов он расслаивается на отдельные водоносные слои. Надугольные водоносные пески более выдержаны, подугольные имеют меньшую мощность и нередко линзообразное залегание. Местами те и другие пески непосредственно подстилают пли покрывают угольный пласт. Иногда пески занимают до 50—60% площади кровли отдельных месторождений, но в почве преобладают глины. Воды в песках обычно напорные. Удельный дебит — до 0,8 л/сек, коэффициент фильтрации 0,1—9,0 м/сутки, чаще он не превышает 1—2 м/сутки. При взаимодействии водопонизительных установок с забивными фильтрами радиус их влияния на воды надугольных песков достигал 1270 м, а на отдельных месторождениях, например на Нелидовском, он превышал 2700 м.
Нередко водоносные пески обладают свойствами плывунов, что создает наиболее серьезные осложнения при эксплуатации месторождений.
У пин ск ий водоносный горизонт имеет существенное значение в южных районах угольного бассейна; там он оказывает большое влияние на обводнение горных выработок вследствие отсутствия водоупора между ним и яснополянским водоносным горизонтом. Здесь при недостаточном снижении напоров имели место наиболее крупные прорывы подземных вод упинского горизонта. Величина напора колеблется от 0 до 120 м, удельный дебит в зависимости от степени трещиноватости и закарстованностн известняков меняется от десятых долей до нескольких литров в секунду. Коэффициент фильтрации также весьма изменчив и колеблется от десятых долей до 85—90 м/сутки, преобладают значения 10—15 м/сутки.
В западных районах в отложениях турнейского яруса воды имеют спорадическое распространение. В этих районах бассейна особое значение преобретает хованско-лебедянский водоносный горизонт. От пластов угля он отделен нерасчлененной глинистой толщей турнейского яруса, но местами его воды могут сообщаться с подугольными песками через прослои глинистых доломитов и песков. Именно из этих прослоев и происходят наиболее крупные прорывы подземных зод в шахты.
В южных районах х о в а и с к о-л ебедянскпй водоносный горизонт отделен от упинского выдержанным слоем малевскпх глин и сообщается с ним только в пределах довизейских размывов. Воды напорныё, напор на почву рабочих пластов угля колеблется от 10 м на юге и юго-западе до 190 м па севере и северо-востоке района. Удельный дебит 0,4—1.1 л/сек, коэффициент фильтрации 1,6— 54.0 м/сутки, местами в западных районах возрастает до 81,6 м/сутки. Радиус влияния при водопонижениях на шахтах северо-западной части территории достигает 8—15 км при понижении до 36—43 м и суммарных дебитах откачек до 1200—1700 мР/час.
Суммарный водоотлив из яснополянского, упинского п хованско-лебедянского водоносных горизонтов на двух близ расположенных месторождениях в южной части территории при совместной работе водопонизительных и эксплуатационных (для водоснабжения) установок на начало 1962 г. составил 2600—2700 м?/час. Возникшие здесь депресспонпые воронки (в основном стабилизированные) имели радиус от 1,5 до 4,0—4,5 км с понижениями уровней в их центральной части от 10 до 24 м. Аналогичные или еще более крупные де-преспи в пьезометрической поверхности отмечались и в ряде других угольных районов.
362
РЕСУРСЫ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
Приведенные примеры показывают, какие крупные изменения в естественном режиме подземных вод возникают пот влиянием водопонизительных мероприятий на угольных шахтах, иногда сочетающихся с эксплуатацией водозаборов для целей водоснабжения.
Все действующие угольные шахты Подмосковного бассейна находятся в первом, втором н отчасти в третьем выделенных выше районах.
Шахты, расположенные в первом районе, отличающемся простыми гидрогеологическими условиями, почти все выработаны пли заканчиваются отработкой. На этих шахтах применяется исключительно подземное осушение, которое проводится попутно с проведением горных выработок. Осушение надугольиых песков производится при помощи забивных фильтров заданных в кровлю выработок. Снижение напора подугольных вод до почвы угольного пласта производится также путем применения забивных фильтров, задаваемых в почву выработок, пли путем устройства дренажных канав и трубчатых во-юпоипжающих колодцев и шурфов.
Промышленное освоение шахт, расположенных во втором и третьем районах, в настоящее время, как правило, осуществляется с предварительным осушением надугольных и снижением напора подугольных водоносных горизонтов с поверхности. Одновременно применяются подземные способы осушения.
В зависимости от степени обводненности и сложности гидрогеологических и инженерно-геологических условий шахтных полей, а также протяженности горных выработок, объемы работ и затраты на осушение отдельных шахт по данным «Союзшахтоосушеипе» изменяются в очень широких пределах. Наибольшие объемы работ приходятся на снижение напоров подугольных вод.
Предварительным осушением снижаются уровни подземных вод г. подугольных горизонтах — хованско-лебедянском, упипском и подугольных песках — до 5—10 м ниже подошвы угольного пласта и в надугольиых — до остаточных напоров: 6—7 м в песках и 3—6 м в тульских и окских известняках. Если ранее до введения в практику метода предварительного водопонижения количество подугольных вод, прорывавшихся в подготовительные и очистные выработки, измерялось несколькими сотнями кубических метров в час, а в отдельных случаях доходило ю 1500 м^нас, то в настоящее время оно не превышает нескольких десятков кубических метров в час, а общее снижение напорных уровней подугольных вод достигает 30—60 м.
Водопонижающие скважины оборудуются проволочными фильтрами с гравийной обсыпкой и насосами АТН-10; ПМНЛ-100Х100; ПМНЛ 30X80 и другими; глубина скважин 60 -150 м при конечном диаметре 10—16". На каждом шахтном поле действовало от 4 до 10 во 1опоннжаюших скважин, средний дебит каждой из них при откачках из упинского водоносного горизонта составлял от 15 до 35 мл1час. а из хованско-лебедянского — от 60 до 140 м3/час.
Предварительное снижение напоров вод нпжиетульских (надугольных) мелкозернистых песков применялось как самостоятельно, так и в комплексе с осушением других водоносных горизонтов. Обычно на одной шахте действовало 5—7 водопонижающих скважин со средним дебитом 9—13 м?1час.
Тульские и окские известняки осушались с поверхности водопонижающими, а также поглощающими скважинами со сквозными фильтрами, воды сбрасывались в удинские известняки пли в горные выработки. Дебпты скважин, заложенных в тульских известняках, ко-
ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ МЕСТОРОЖДЕНИИ
363
лебалнсь от нескольких кубометров до нескольких десятков кубометров в час, в окских известняках они достигали 60—100 мР/час. В ряде случаев работы по осушению тульских известняков не давали эффекта вследствие весьма незначительных дебптов скважин. Для повышения производительности таких скважин, а также скважин, заложенных в подугольпые известняки, последние обрабатывались соляной кислотой. Наряду с этим для увеличения дебита скважин, заложенных на различные водоносные горизонты, применялось также п их вакуумирование. При подземном осушении п для снижения остаточных напоров потугольных вод использовались дренажные канавы, трубчатые колодцы, шурфы и легкие иглофильтровые установки (ЛИУ-2 п ЛИУ-3). Для снятия остаточных напоров п осушения пород кровли проходились дренажные штреки и восстающие скважины, применялись забивные и сквозные фильтры.
2. ЖЕЛЕЗНЫЕ РУДЫ (БУРЫЕ ЖЕЛЕЗНЯКИ)
Промышленные залежи железных руд приурочены к прнконтакт-пой зоне пород палеозоя и мезозоя. Разрабатываемые месторождения этих руд расположены преимущественно по правобережью (Бого-родпцкое, Кнреево-Дедпловское) и левобережью (Плавское, Щекинское, Прнзаводское) р. Упы и составляют Тульский железорудный район.
Промышленные залежи Тульского железорудного района представлены линзами и прослоями бурых железняков в верхней части песчано-глинистой рудоносной толщи проблематичного возраста (см. рис. 51). Эта толща залегает на размытой поверхности нпжнекамен-ноугольных п перекрывается юрскими, меловыми, иногда четвертичными отложениями. ЛАощность рудных тел местами достигает 7 м, обычно она равна 1—2, изредка 3 .и; средняя мощность 1,0—1,2 м. Глубина залегания колеблется от 3—4 до 35 м, чаще 8—20 м.
Непосредственную почву рудных пластов составляют осадочные породы: на 60% площади это глины рудоносной толщи, на 31% — пески и скопления обломков кремней этой же толщи, па 7%—известняки алексинского и михайловского горизонтов и на 2%—глины и известняки тульского горизонта. Непосредственная кровля рудных пластов представлена породами того же состава: на 55% площади — песками и песчаниками валанжипского яруса, па 32%—глинами келловейского яруса, на 7%—скоплениями обломков кремня рудоносной толщи н на 5% —суглинками четвертичной системы.
Все месторождения Тульского железорудного района по условиям обводненности относятся к первому, второму (преимущественно) п третьему типам, поскольку рудная толща повсеместно залегает выше уреза рек. Обводненность месторождений невелика. Основным водоносным горизонтом, обводняющим месторождения, является апг-пеокомскпй, отмечены также воды из песков рудоносной толщи и яснополянского (верхнетульского) водоносного горизонта. Подземные воды в значительной степени дренированы вследствие расчлененности рельефа. Абсолютные отметки урезов воды в речной сети колеблются от 190 до 140 м. Отметки почвы рудных тел понижаются от 255 до 185 м в направлении от водоразделов к домезозойскпм долинам. Абсолютные отметки уровней подземных вод снижаются по направлению к современным долинам от 245 м до отметок уровней поверхностных вод. Месторождения разрабатываются преимущественно подземным способом (шахты, штольни), в последние годы возросла роль открытых работ (карьеры).
364
РЕСУРСЫ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
Рудные залежи, расположенные на водоразделах с отметками почвы свыше 220 м, по обводненности относятся к первому типу. Рудные пласты в этих случаях залегают выше уровня подземных вод, лишь в местных понижениях их почвы они слабо обводнены; разведочные выработки (шурфы, дудки, штреки) проходятся без водоотлива. Такие залежи отрабатываются карьерами. Для откачки поверхностных вод периодически устанавливаются насосы.
Ко второму типу относятся залежи, на отдельных участках которых рудоносные пески обводнены. Напор вод над почвой рудных пластов здесь колеблется от 0 до 3 м. Валанжинские пески обычно полностью дренированы. Проходка разведочных выработок требует небольшого водоотлива. В начальный период разработки залежей приток подземных вод составляет 30—50 мР/час, по уже через 1—2 месяца эксплуатации залежи требуется только кратковременное (на 2— 3 ч в сутки) включение насосов.
К третьему типу относятся руды, залегающие ниже уровня подземных вод. Месторождения с такими рудами обычно расположены на участках, где дренирующее влияние местной гидрографической сети ослаблено. Обводнены как пески рудоносной толщи, так и пески валанжпнского яруса. Разведочные выработки проходятся с водоотливом. Разработка залежей также требует водоотлива, причем более длительного, чем для залежей второго типа. Приток в начальный период составляет 50—60 м^/час.
К 1962 г. из ранее заложенных 12 шахт и 9 карьеров работали лишь одна шахта и три карьера, остальные были уже выработаны. Из действующих карьеров только в одном отмечается приток из ва-ланжинского водоносного подгорпзоита, равный 0,3—0,7 ма1час; приток в шахту составляет 7 мг]час. Максимальные притоки подземных вод в эксплуатационные выработки за весь период разработок не превышали 60 м?1час, обычно порядка 25 м31час. Все это свидетельствует о довольно простых гидрогеологических условиях эксплуатации железорудных месторождений на рассматриваемой территории.
3. ПРОЧИЕ ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ
Фосфориты. Скопления фосфоритов довольно широко распространены в отложениях верхней юры, нижнего и верхнего мела, иногда встречаются в отложениях тульского горизонта нижнего карбона. Их промышленные залежи сосредоточены в приконтактной зоне верх-неюрски.х и нижнемеловых отложений и в отложениях сеноманского яруса верхнего мела. Преобладающая часть месторождений имеет местное значение и изучена слабо.
Из месторождений приконтактной зоны между юрскими и меловыми отложениями наиболее крупными и изученными являются разрабатываемые с 1929 г. месторождения фосфоритов Егорьевско-Воскресенской группы. Крупные месторождения имеются в бассейнах Вожп, Осетра и других рек, но они сильно обводнены и относительно глубоко залегают, поэтому могут являться лишь резервом основной группы. С фосфоритовыми горизонтами валанжина связаны месторождения местного значения в Рязанской области. Наиболее крупные месторождения в сеноманских отложениях расположены в юго-западной части рассматриваемой территории.
Месторождения фосфоритов, в том числе и Егорьевско-Воскресенской группы, как правило, расположены в пределах водоразделов или склонов долин выше уреза поверхностных вод местной гидрографической сети; последняя обычно врезана в более гревние отло-
ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ МЕСТОРОЖДЕНИИ
365
женпя. Поэтому по обводненности эти месторождения относятся преимущественно ко второму типу. Только отдельные участки залежей находятся выше уровня подземных вод (первый тип) или полностью опускаются ниже их уровня (третий тип). Редкие участки, на которых весь фосфоритовый слой залегает ниже уреза в реках, относятся к четвертому типу. Гипсометрическое расположение фосфоритовых пластов и линз обычно обусловливает сравнительно несложные гидрогеологические условия, позволяющие в необходимых случаях снижать уровни подземных вод до почвы залежей при помощи дренажных траншей со сбросом вод самотеком. На отдельных участках требуется снижение уровней подземных вод с откачкой воды насосами.
Основными водоносными горизонтами, обводняющими месторождения фосфоритов, являются волжский, апт-неокомскнй, сеноман-альбскпй; местами в обводнении месторождений принимают участие воды флювиогляциальных и аллювиальных песков четвертичного водоносного комплекса. Наиболее водообплен сеноман-альбскпй водоносный горизонт, но он часто оказывается значительно дренированным. Нередко хорошей водоотдачей обладают четвертичные пески надпойменных террас. Все месторождения, как правило, залегают неглубоко и могут разрабатываться открытым способом.
Гипс. Залежи гипса приурочены преимущественно к отложениям среднего девона, верхним слоям верхнего девона, а также к отложениям пермской системы. Наибольшее промышленное значение имеют залежи гипса озерских отложений верхнего девона в южной части Подмосковного бассейна. Все основные разведанные месторождения гипса залегают ниже вреза местной гидрографической сети и по обводненности относятся к четвертому типу.
В казанском ярусе нижней перми прослои гипса маломощны п залегают среди обводненных доломитов и известняков. Наибольшее значение имеют залежи гипса в сакмарском ярусе нижнего отдела пермской системы. Они залегают на значительной глубине, и в кровле гипсоносных отложений расположены довольно мощные водоносные горизонты, но плаегы гипса приурочены к практически необвод-пенной доломитово-ангидритовой толще. Это позволяет применять шахтный способ разработки, изолируя лежащие выше и ниже водоносные горизонты пермских отложений путем оставления целиков в почве и кровле залежей. Опыт разработки залежей гипса в нижнепермских отложениях имеется по Арзамасской группе месторождений, расположенной несколько восточнее рассматриваемой территории.
Поисковыми работами в Вязпиковском и Гороховецком районах Владимирской области выявлены залежи гипса мощностью от 4 до 45 м, расположенные на глубине от |44 до 123 м. Они относятся к отложениям верхней и нижней перми, но более точное их стратиграфическое положение пока не установлено. Здесь продолжается изучение гидрогеологических условий этих залежей.
Пласты п прослои гипса в отложениях среднего девона приурочены к морсовскому горизонту. Они известны на большой площади от района городов Новосиля, Данкова и Плавска на юге, где они залегают на глубине 390—685 м, до Москвы на севере, где глубина увеличивается до 1200 м. Гипс залегает в практически водоупорной толще, но из-за большой глубины и наличия мощных водоносных горизонтов в отложениях верхнего девона, а севернее и нижнего карбона, разработка этих залежей в настоящее время экономически нецелесообразна.
366
РЕСУРСЫ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
Основные месторождения гипса верхнего девона расположены в районах городов Скопина, Новомосковска, Тулы и Калуги. Часть этих месторождений эксплуатируется подземным способом; гипс залегает на глубине 116—130 м; наименьшая глубина залегания гипса колеблется от 40 до 80 м; мощность его залежей 10—18 м. На всех этих месторождениях промышленные пласты гипса залегают среди практически безводной доломитово-ангидритовой глинистой толщи, но в ее почве и кровле расположены обильные верхнефаменские под-гппсовые (с напором до 50 м) и падгипсовые — также напорные — водоносные горизонты. Согласно расчетам в случае прорыва приток вочы пз кровли может достигнуть 800—1000 мй1час. Возможность прорыва со стороны почвы менее вероятна вследствие большой мощности водоупорных слоев. Для предотвращения прорывов в почве,--а особенно в кровле — оставляют целики, что дает возможность разрабатывать месторождения практически без притоков подземных вод.
Каменная соль приурочена к нижней части морсовского горизонта среднего девона; по условиям обводненности месторождения соли относятся к четвертому типу. Южная граница распространения солепосной фации ориентировочно проходит от района, находящегося между Зарайском и Рязанью, примерно на Скопин, Богородпцк, Щекино. Малоярославец и Белый (см. рпс. 51). Мощность пласта соли довольно выдержана и составляет 30—45 м: наибольшая мощность достигает 45—60 м, наименьшая — 5 м. Глубина залегания каменной соли изменяется от 740—805 до 1010—1080 и.
Условия залегания каменной соли примерно аналогичны условиям залегания гипса того же горизонта. 11о в отличие от гипса в отдельных случаях разработка каменной соли экономически выгодна и технически возможна методом подземного выщелачивания через скважины с откачкой рапы на поверхность.
Карбонатное сырье — известняки, доломиты, мергели, мел. Известняки широко распространены среди отложений карбона и верхнего от 1ела девона, реже встречаются доломиты и мергели. Основное практическое значение имеют выходы карбонатных пород в южной части территории. По восточному склону Окско-Цнинского вала на поверхность выходят известняки и доломиты пермской системы. Мел развит только в юго-западных районах среди отложений верхнего отдела (туронский ярус) меловой системы.
Месторождения карбонатных пород расположены преимущественно вдоль склонов долин рек, иногда на водоразделах, т. е. на участках с наименьшей мощностью вскрыши и наибольшей мощностью дренированной зоны. Основными водоносными горизонтали!, обводняющими месторождения, в зависимости от стратиграфической принадлежности полезного ископаемого являются хованско-лебедянский, серпуховско-окский, каширский, мячковско-подольский или гжельский, иногда упинский, протвинский или воды перми. Месторождения мела обводняются сантон-туронскпм водоносным горизонтом Четвертичные водоносные горизонты имеют существенное значение только на участках в пределах террас пли пойм, особенно при углублении карьеров ниже уреза воды в реке.
Имеющиеся гидрогеологические данные показывают возможность довольно эффективного осушения обводненных зон месторождений при залегании полезного ископаемого выше уреза рек и при расположении их вдоль склонов долин. Это осушение может быть осуществлено самим карьером по мере продвижения уступов от реки
ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ МЕСТОРОЖДЕНИИ
367
в глубь склона и со сбросом воды самотеком. Сложнее осушение пластов залегающих ниже уреза рек. Необходимость откачки насосами может существенно повысить себестоимость сырья и сделать разработку таких пластов нерентабельной.
Глины — огнеупорные, тугоплавкие и легкоплавкие. Промышленное значение имеют огнеупорные и тугоплавкие глины бобриковского (наиболее высококачественные), тульского горизонтов и бат-келло-вейского (так называемые гжельско-кудиновские) ярусов, а также иногда глины крупных отторженцев пород нижнего карбона среди морены. Гидрогеологические условия залегания этих глин весьма разнообразны и часто не изучены. Их месторождения относятся как к четвертому типу (преимущественно глины бобриковского горизонта), так к третьему и второму при наличии отдельных участков первого типа.
Огнеупорные глины бобриковского горизонта генетически связаны с бурыми углями, часто они залегают в почве угольных пластов, а местами выше пластов угля Распространение таких глин наиболее выдержанное. Вне залежей угля глины неустойчивы по качеству и мощности. В северо-западных и западных районах (Селижарово, Андреаполь, Нелидово, Дорогобуж, Сычевка) огнеупорные глины выявляются попутно при разведке и эксплуатации угольных месторождений, они обычно залегают на значительной глубине (30—100 ,и и более).
Гидрогеологические условия месторождений этих глин примерно аналогичны условиям угольных месторождений; вместе с последними они относятся к четвертому типу. Здесь целесообразно разрабатывать глины в комплексе с углями, либо использовать угольные шахты после их консервации или выработки залежей угля. В частности, именно так предполагается разрабатывать глины на Сафоновском буроугольном месторождении. Добыча огнеупорных глин здесь будет, по-видимому, сложнее, чем углей, так как при выемке глин в почве подземных выработок уменьшится мощность водоупора, вследствие чего увеличится опасность прорыва напорных вод из нижележащих турнейских и девонских отложений. Во избежание прорыва потребуется соответствующее снижение напоров и оставление целиков. Месторождения огнеупорных глин в районе Дорогобужа характеризуются относительно меньшими глубинами залегания.
Несколько лучше гидрогеологические условия на месторождениях Суворовской группы, расположенных по левобережью р. Чере-пети, в районе пос. Ханино. Одно из них интенсивно эксплуатируется с применением роторных экскаваторов. Здесь мощность бобрпковско-го горизонта колеблется от 2 до 16 м; на другом месторождении она изменяется от 0,4 до 27 м. Оба эти месторождения, как и другие месторождения Суворовской группы, пригодны для открытой разработки вследствие неглубокого (3—27 м) залегания огнеупорных глии. Осушение месторождений также не вызывает особых затруднений и может быть осуществлено дренажными траншеями со сбросом вод самотеком. По условиям обводненности месторождения относятся ко второму и третьему типам.
Среди тульских глин преобладают тугоплавкие разности. Распространены они преимущественно в тех же районах, что и огнеупорные глины бобриковского горизонта. Площадь распространения неглубоко залегающих тугоплавких глин, вследствие нх более высокого гипсометрического положения, шире, чем огнеупорных; она захватывает районы Калуги, Тулы, Новомосковска, Щекино, Скопина и
368
РЕСУРСЫ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
Ряжска. Здесь глины нередко доступны для открытых работ. Отдельные месторождения этих глин в районе Щекино и Калуги разрабатываются. Месторождения обводнены и относятся к четвертому, третьему, реже второму типам. Наиболее крупное из них расположено в 7 км к северо-востоку от ст. Щекино. Глины здесь имеют мощность до 13 м, они залегают на глубине от 5 до 21 м. Месторождение обводнено водами яснополянского горизонта и относится к третьему типу.
Тугоплавкие глины в отложениях окского н серпуховского возрастов встречаются отдельными линзами, местами они разрабатываются небольшими карьерами. Их добыча может быть организована в комплексе с разработкой известняков. По обводненности эти продуктивные линзы относятся к первому и второму типам. Месторождение таких глин известно в районе Андреаполя, в нем мощность полезного ископаемого составляет 1—5 м при глубине залегания 5— 13 м.
Бат-келловейскпе тугоплавкие и огнеупорные глины, известные под названием гжельско-кудиновскнх, распространены относительно широко. Их эксплуатация давно уже ведется в районе между Москвой и Шатурой. Глины приурочены к долинообразным понижениям в чоюрском рельефе. На одном участке Куднновского месторождения (из этой группы) в почве полезного ископаемого залегают черные глины проблематического возраста, в свою очередь лежащие на на пестроцветных глинах п известняках среднего карбона. Мощность полезного ископаемого 4—11 м, глубина залегания 2—4 м. Обводненность незначительная; подземные воды встречены в покрывающих четвертичных отложениях, но в основном они заключены в ннжеза-легающпх известняках среднего карбона.
На одном месторождении Шатурского района полезное ископаемое связано с континентальными отложениями верхней юры. Это месторождение обводняется водами покрывающих флювиогляциальных песков, уровни которых находятся на глубине 0,5—4,2 м, а также водами песков, залегающих между слоями огнеупорных глин. По условиям обводненности подобные месторождения относятся ко второму, реже третьему типам. Аналогичные месторождения известны в районах Серпухова, Венева, севернее Мосальска и в сводовой частн Окско-Цнинского вала. В последнем районе (южнее г. Судог-ды) тугоплавкие глины залегают в виде линз в понижениях поверхности' каменноугольных и пермских известняков, они характеризуются небольшими запасами и невыдержанным качеством сырья. Условия обводненности этих месторождений недостаточно выяснены, по по общей геологической обстановке они близки ко второму типу.
Огнеупорные глины ледниковых отторженцев известны в пределах Вышпеволоцко-Новоторжской моренной гряды. Одним из таких месторождений является, например, Лозовая Гора, расположенная в 8 км к югу от Вышнего Волочка. Здесь в основании и кровле отторжении ннжнекаменноугольных пород залегает морена. Породы оттор-женца представлены глинами, которые переслаиваются с огнеупорными разностями, содержащими прослои песков и известняков. Глубина залегания полезного ископаемого колеблется от 2 до 21 м. На глубине 13 м в прослоях песка вскрыты подземные воды. По условиям обводненности месторождение относится ко второму типу.
Легкоплавкие глины распространены очень широко и приурочены в основном к четвертичным отложениям: покровным, делювпаль-
ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ МЕСТОРОЖДЕНИИ
369
ныл, аллювиальным, озерно-болотным, озерно-леднпковым и морене. По условиям обводненности месторождения относятся главным образом к первому, реже ко второму типам. Суглинки и глины, залегающие ниже уровня подземных вод, а тем более глубже вреза местной гидрографической сети, практически не используются. На рис. 51 все эти месторождения показаны как месторождения первого типа, так как они обводняются лишь верховодкой. Необходимо учесть, что для большинства месторождений гидрогеологические данные вообще отсутствуют.
Эксплуатацию месторождений легкоплавких глин, особенно связанных с аллювиальными отложениями, осложняют неглубоко залс-гающие грунтовые воды четвертичной толщи. Приток воды невелик, но ее высачпвание в некоторых случаях вызывает деформацию бортов карьеров, что при небольших размерах выемок существенно задерживает работы. На отдельных участках месторождений встречаются обводненные песчаные линзы или примыкающие к телу полезного ископаемого сравнительно мощные водоносные горизонты. В таких случаях оставляются целики.
Существенная роль в обводнении разработок принадлежит талым и .дождевым водам, особенно при отсутствии нагорных канав. Тля разработок глин в пойме п по оврагам значительные осложнения вызывают паводки. Легкоплавкие глины дочетвертичных отложенпй редко разрабатываются вследствие значительной глубины их залегания и обычно излишней жирности. Большей частью используются глины юрские или верхнего карбона, иногда Верейского и сте-шевского горизонтов среднего и нижнего отделов карбона. Последние наиболее пригодны в качестве керамзитового сырья. Все эти глины приобретают практическую ценность лишь на участках выходов на поверхность в склонах долин.
Немачоважную роль при разработках могут играть напорные воды предледнпковых песков, залегающих на некоторых месторождениях непосредственно на известняках каширского водоносного горизонта. Иногда их пьезометрическая поверхность оказывается выше почвы залежи на 3—9 м. При отсутствии в почве водоупорной морены на таких участках в результате разработки глин возможны прорывы в карьеры напорных вод каширского водоносного горизонта, сопровождающиеся выносом песка и затоплением карьеров. При этом неизбежно происходит оплывание и обрушение откосов карьера. При эксплуатации месторождений следует ограждать карьер нагорными канавами и оставлять целики между ним и ближайшими участками болот и рек. Осушать водоносный горизонт в кровле и водоносные линзы в теле полезного ископаемого можно путем устройства дренажных канав, а также перекачкой воды насосами из самого карьера. Для предотвращения прорыва нижележащих вод необходимо оставлять на опасных участках целики («подушки») или производить соответствующее снижение напора.
Пески и гравий. Из месторождений песков, приуроченных к нижнекаменноугольным отложениям, разведано только Западно-Щекин-ское в Тульской области. Среди песчаных пород верхней юры особенное значение имеют пески верхневолжского яруса, находящиеся в районе Люберпев под Москвой. Они широко эксплуатируются и используются для изготовления силикатного кирпича и в качестве формовочных и стекольных песков. Из отложений меловой системы практическое применение нашли аптские пески—-в основном для производства силикатного кирпича.
24 Зак. K5I
370
РЕСУРСЫ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
Преобладающее количество промышленных месторождений, в особенности месторождения песчано-гравийного и валунного материала, связано с четвертичными отложениями. Разработка месторождений песка и гравия рентабельна только открытым способом с применением экскаваторов (для необводнепных песков) пли гидромеханизации (для обводненных песков). Как исключение производится разработка мелкими шахтами со штреками (например, каменноугольные стекольные пески в районе г. Думнннчи).
Условия обводненности на месторождениях песков весьма разнообразны, здесь можно выделить четыре типа. Первый тип наиболее характерен для месторождений, связанных с флювиогляциальными надморенными отложениями, особенно с озамп, иногда с высокими надпойменными террасами. К нему также относятся в основном все месторождения наиболее высококачественных стекольных песков, связанных с оподзоленным горизонтом, залегающим под растительным слоем, мощность которого обычно не превосходит 1 м. Второй и третий типы распространены наиболее широко, они часто встречаются среди месторождений, связанных с надпойменными террасами, межмореннымп флювиогляциальными отложениями и камами. Четвертый тип характерен для месторождений, приуроченных к подморенным флювиогляциальным, древнеаллювиальным отложениям погребенных долин и к аллювиальным отложениям в пределах пойм.
Нередко месторождения песков разведаны только до уровня подземных вод и запасы подсчитываются лишь по необводненной зоне. В ряде случаев гидрогеологические условия месторождения песков и гравия вообще не изучены, что делает почти невозможной их полную и правильную гидрогеологическую оценку и очень затрудняет выбор методов разработки.
Часть четвертая
ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ
УСЛОВИЯ ТЕРРИТОРИИ
2J*
Глава пятнадцатая
ПРИНЦИПЫ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКОГО РАЙОНИРОВАНИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНОВ (ОБЛАСТЕЙ)
Рассматриваемая территория располагается в основном в пределах Московской синеклизы и относится к одному инженерно-геологическому региону. В регионе Московской синеклизы, в пределах глубин, вскрытых эрозией, выделяются каледонский, герцинский, альпийский и современный структурные этажи. В строении этих этажей принимают участие различные формации и субформацпп и слагающие их генетические комплексы пород (рис. 52).
Каледонский этаж представлен лагунной и карбонатной формациями, в состав которых входят песчанистые доломиты, доломиты, доломитизированные известняки, известняки, мергели, гипсы и глины фаменского яруса общей мощностью 150—260 м, а на северо-западе района — верхней терригенно-карбонатной формацией того же яруса— красноцветными и пестроцветнымп песками, песчаниками и глинами с подчиненными прослоями мергелей и известняков общей мощностью до 250 лр.
В центральной части южного крыла Московской синеклизы в верхней части фаменских отложений залегает карбонатно-сульфат-ная толща, состоящая из чередующихся прослоев гипсов, доломитовых мергелей и глин. Мощность пластов гипса иногда достигает 30— 40 м, мощность всей толщи 80—100 л.
Герцинский этаж представлен терригенно-карбонатной формацией (малевский и уппнский горизонты и чернышеиские слои турней-ского яруса). Это известняки различного характера — мелкозернистые, твердые, толсто- и тонкослоистые с прослоями глин, глинистые, обломочные. Встречаются также мягкие разности известняков с тонкими прослоями зеленоватых глин и восковидные доломитовые глины с прослоями доломитовых мергелей и доломитов. Общая мощность формации от 0 до 60—70 м.
Угленосная формация (яснополянский горизонт, к которому на западе присоединяется алексинский) выражена мелко- и среднезернистыми песками с сидеритом п пиритом, черными плотными жирными местами углистыми глинами, пластами и линзами угля, невыдержанными прослоями известняков.
Карбонатная формация (окские отложения, тарусский, протвинский, каширский, подольский, мячковский и гжельский горизонты) представлена твердыми зернистыми, массивными известняка-
1 Девонскую толщу скорее следует включать в герцинский этаж — см. вторую главу. (Прим, редактора.)
374
ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ
мп с невыдержанными прослоями зеленых и бурых глин, толсто- и среднеслоистымп известняками, в некоторых горизонтах со (ержащп-мп конкреции серного колчедана, коралловыми, водорослевыми, обломочными доломитизированными известняками, доломитами, мергелями и глинами. Карбонатная формация разделена красноцветной
Структурно тектонический ЭТАЖ	, Возраст порол.				Характеристика пород		Формация Субформация
	1	5	Ярус	’еологи-ческий индекс			
£							
		-х X	ко ьякским и сантон-скии	2r^cn*$t	Опоки, трепел с прослоями песков и песчаников		
	к		Туронский	Cr2t	Мел. мергели		
5	СО		Сеноманский	Сг2стп	Пески с прослоями глин и песчаников фосфоритов	с включением	
	О	•X	Альбский	Cr.el			Нижняя терригенная.
		• X	Аптский	Cr.ap			морская /шельфовая^
	2	£	отерив - барремский	Cr,h-b			
-з:		X	Валанжинский	О,Т	Глины и алевриты с прослоями песков	и песчаников	
g	к		Нижний и верхний волжский	JsV			
з:	X		Кимериджский	JjKTTl	Глины плотные с линзами песков		
CZ х>	о		Эксфорд-келловейский	J3cL»ox			
	е		Бат-келловейский	Js bt/cL	Пески, реже глины с прослоями лигнита		Нижняя, терригенная, континентальная
	ВАН	нищ-	Встлужская серия	T,rt	Пестроцветные глины, пески, песчаники	и алевролиты с	Терригенная, краснойвет ная, континентальная /верхняя/
	<К		Татарский	Rt	линзами мергелей,известняков, доломитов и гипса		
к	о	д	Казанским	P2KZ			
	S		Сакмарский	Rs	। ипсы,ангидриты, реже	njBCbirwn и доломиты		Лагунная
г>	с	1	Ассельский	P,as			
		-X	Оренбургский	C30			
-s	-		Гжельский	Сздг			
X				CsQi	Известняки с прослоями мергелей, глин, доломитов		Карбонатная
	сц	•X		C2rnc	Встречаются включения и прослои гипса и ангидрита		
	**	X	Московский	Ctpd			
*		<0		CtKS			
		о		C?vt	Пестроцветные глины внизу с прослоями песка		Красноцветная/нижняя/
н-	о		Каширский	C2b			
О			Намюрский	С.л	Известняки с псослоями глин, мергелей и доломитов.		Карбонатная
		-X		C,5t	Иногда с включением гипса		
5				C,tr			
id О	=:		Виленский	C,on			
X	Ы	£		C,tl			
				C,bb	Глины с прослоями песков, известняков и бурых углей		Угленосная
	<	X		Conn			
ш				Cf cr			Терригенно- карбонат -ная
			Турнейский	C,up	Известняки с прослоями мергелей,глин	и песков	
				C,ml			
X			Фвменений	Djfnis	Доломиты, известняки с прослоями гипса и ангидрита		
		-х		БзГтп,	Известняки местами доломитизированные	На северо-западе пестроцветные	/
-X	с;	X		L3Lr-er	Известняки		
X о.	<			Djpt-vr	Мергели, глины, известняки	песчано-глинистые	
5С	X	о	Франский	IMK	Известняки с прослоями глин	отложения с прослоями известия-	
г	о	сО		JjSC.	Известняки доломитизированные с прослоями глин	ков и мергелей	
О	X				Переслаивание пестроиветных песков, пес наников, алевролитов и глин		
"х	о		Живетский	D2vr‘CSK	Алевриты и алевролиты с прослоями песчаников и глин. На севере пески, глины и мергели		т«^р.1генная
п	са	X		D2cr			Терригенно-карбонат 
X о	UJ	ч		D2rrtf	Известняки глины, мергели с прослоями доломитов		ная /нижняя/
5	•4	сх	Эифелъский	Dzmr	Переслаивание ангидритов,глин, мергелей,доломитов и известняков. В оснований ангидрит и каменная соль		Лагунная
				Dzrz	Пески и песчаники с прослоями алевритов, местами доломитов и известняков		Красноцветная
	Ээсэгиг	Сред-	Ордовикский	Oz	Известняки и доломиты		Карбонатная
Рис. 52. Формационный состав коренной основы
на две субформации — нижнюю, вмещающую карбонатные отложения нижнего карбона, и верхнюю, соответствующую карбонатным породам среднего и верхнего карбона *. Разделяющая их красноцветная формация (верейскпй горизонт) включает пестроцветные изве-
1 Н. С. Шатский (1960) считает эти две карбонатные толщи самостоятельными формациями. {Прим, редактора.)
ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ И ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНОВ 375
стчовистые глины, доломитизированные мергели, пестроцветные пески п песчаники часто косослоистые, мелко- и среднезернпстые, в некоторых прослоях аркозовые.
Лагунная формация подразделяется на две субформа-пип: гипсо-доломитовую, состоящую из доломитов и доломптизиро-ванных известняков, содержащих гнезда гипса (ассельскпй и казанский ярусы), и гипсово-ангидритовую, в основном сложенную гипсами н ангидритами с подчиненными прослоями доломитов, глии и мерге лей (сакмарский ярус).
Терригенная красноцветная (верхняя) формация (татарский ярус и ветлужская серия) представлена в основном мергелями, иногда доломитами и глинами, преимущественно красных и красно-бурых цветов. Она содержит пески, песчаники зелено-серые, голубоватые, желтоватые, красные, бурые, сцементированные гипсом, карбонатами, глинистым веществом и гпдроокислами железа, в низах прослои гипса и палыгорскита.
Альпийский этаж представлен нижней терригенной формацией, включающей две субформации — континентальную и шельфовую.
Континентальная субформация песчано-глинистых пород (конец батского и начало келловейского ярусов) сложена несколькими генетическими комплексами: аллювиальным, приуроченным к ложбинам доюрского рельефа с русловой и пойменной фациями, озерно-болотными образованиями, среди которых встречаются маломощные (до 2—3 м) прослои сажистых буровых углей и железных озерно-болотных руд. Распространение субформацпи несплошное, мощность ее до 60 м.
Субформация шельфового моря представлена тремя генетическими комплексами: а) глубинными (термин Д. В. Наливкина) глинами шельфа (нижний и средний келловей, Оксфорд и киме-рпдж) —темными, содержащими мергельные, фосфоритовые и пиритовые конкреции; в нижних горизонтах глины нередко мергелистые; б) Iдубинными песками шельфа (волжские ярусы, неоком, альб и сеноман1)— глауконитово-кварцевыми фосфоритоносными средне- и мелкозернистыми песками, в некоторых горизонтах с карбонатной и кремнистой цементацией; в) шельфовыми карбонатными и кремнистыми отложениями (турон, коньяк, сантон), состоящими из мела, мергеля, опоки и трепела с прослоями песков и песчаников.
Современный этаж1 2 сложен поверхностными отложениями, сформировавшимися в течение нынешней континентальной фазы существования территории. Здесь развиты следующие формации: озерно-лагунная (полтавская серия); гляцпальная, представленная моренными комплексами окского, днепровского, московского и валдайского оледенений и водпо-леднпковым комплексом флювиогляциальных и озерно-ледниковых отложений с генетическими комплексами ленточных глин; перигляциальная с субформацией покровных суглинков; вне-ледниковая умеренная (по Н. И. Николаеву), включающая аллювиальные, озерно-аллювиальные и подморенные генетические комплексы (Q—N), представленные мелкозернистыми чистыми кварцевыми песками, а также средне- и мелкозернистыми песками с галькой.
Инженерно-геологические условия территории определяются:
I)	структурно-геоморфологическими ее особенностями;
2)	составом горных пород, слагающих местность до глубины мест-
1 Среди этих комплексов залегают и континентальные отложения аптского яруса; в самостоятельную формацию они в данной главе не выделены. (Прим, редактора.)
2 На рис. 52 этот этаж нс показан.
Рис. 53. Схема инженерно-геологического районирования. Составили И. В. Попов и Б. Э. Урбан при участии Н. А. Зеленской
Области: I — позднеледниковых озер: // — ледниково-речных долин и конечных морен; /// — Мещерской низины; IV — Окско-Цнинского пласта; V — перигля-циальная область днепровского оледенения (Vi — юго-западная часть, — северо-восточная часть), VI — внеледннковой частн Средне-Русской возвышенности; / — карст; Зак. 161	2 —оползни; 3 — участки развития просадочных явлений; 4 — наиболее крупные заболоченные пространства; 5 — карстовые воронки (указаны даты провала); 6 — границы
инженерно геологических областей
376
ИН/КЕНЕРИО-ГЕОЛОГИ ЧЕСКИ Е УСЛОВИЯ
кого эрозионного вреза, в дальнейшем называемой нами «зоной строительства», их состоянием и свойствами;
3)	гидрогеологическими условиями зоны строительства;
4)	современными геологическими процессами.
Структурно-геоморфологические особенности территории несомненно являются одним из основных признаков при определении и оценке инженерно-геологических условий строительства. Поэтому в основу выделения областей, как и следующих за регионом таксономических подразделений, при инженерно-геологическом районировании территории положен геоморфологический признак.
В пределах описываемой территории выделяются следующие инженерно-геологические области:
1)	позднеледниковых озер;
2)	ледниково-речных равнин и конечных морен;
3)	Мещерской низины;
4)	Окско-Цнинского плато;
5)	перигляциальиая область днепровского оледенения;
6)	внеледниковая часть Средне-Русской возвышенности (рис. 53). Инженерно-геологическая характеристика ' выделенных областей дается в значительной части с использованием работ П. Н. Панюкова.
।
1. ОБЛАСТЬ ПОЗДНЕЛЕДНИКОВЫХ ОЗЕР
Эта область занимает небольшую часть территории к северо-западу от границы валдайского оледенения. Геоморфологически она характеризуется наличием молодого моренного и водно-ледникового рельефа, возникшего в области распространения валдайского оледенения.
Коренная основа области построена в виде двух структурных этажей осадочной толщи Русской платформы— каледонского и герцин-ского. Каледонский этаж сложен породами фаменского яруса верхнего девона, который к югу от р. Межи представлен доломитами, доломитовыми мергелями и глинами с гипсовыми слоями в нижней части. К северу от р. Межи развита верхняя терригенная континентальная (красноцветная) формация, практически не изученная в инженерно-геологическом отношении. Она сложена скальными и в меньшей степени полускальными породами. Гипсоносные фаменские слои залегают на значительной глубине, а потому их инженерно-геологическая характеристика не представляет интереса.
Герцинский этаж сложен отложениями турнейского, визейского и намюрского ярусов нижнего карбона; он представлен террпгенно-кар-бонатной, угленосной и карбонатной формациями. В этой области породы коренной основы приобретают существенное значение (в инженерно-геологическом отношении) лишь при оценке условий гидроэнергетического строительства и горных работ, так как четвертичный покров здесь имеет мощность порядка 100 м и более.
Современный этаж представлен гляциалыюй формацией, которая отличается исключительным непостоянством состава п разнообразием генетических типов. Широкое распространение в этой области имеют конечноморенные накопления, лежащие обычно на приподнятых массивах плотных нижнекаменноугольных известняков и на отложениях чевона. Моренные всхолмления нередко образуют непрерывные цепи или группы гряд, разобщенные узкими низинами. Здесь характерно наличие многочисленных больших участков озерно-ледниковых отложений, развитых на месте исчезнувших и вокруг ныпе существующих озер.
ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ РАГЮНИРОВАНИЕ И ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНОВ 377
Обширные впадины п низины были в значительной мере заполнены песчаными отложениями дельт рек, впадавших в озера и разраставшихся по мере спада уровня в последних. После спада вод ступенями, оставившими следы своих уровней в виде озерных террас, днища низин и впадин превращались в древнедельтовые, озерно-ледниковые и древнеаллювиальные равнины. Они на большом протяжении окаймляют границы оледенения. Рельеф водоразделов слабо затронут эрозией, он сохраняет почти неизменными черты молодых ледниковых и водно-ледниковых форм.
Область позднеледниковых озер располагается в полосе многократных осцилляций края ледника, отразившихся на составе отложений. В низинах обычно залегают слои валунных суглинков, образовавшихся в последнюю стадию оледенения для данной местности. В краевых частях встречается до десяти прослоев морены, разделенных озерными ленточными глинами и песками. Широко развиты отторжении озерно-ледниковых отложений. Общий характер рельефа холмистый и грядово-холмистый. Имеются глубоко врезанные древние ложбины стока с абсолютными отметками днища до минус 100 м.
Среди волнистых равнин, сложенных грубозернистыми ледниково-речными отложениями, и выровненных пространств озерно-ледниковой аккумуляции встречаются участки моренных равнин, холмистоморенного рельефа и камов, оставшихся от предыдущего оледенения или являющихся краевыми образованиями максимального продвижения валдайского ледника. Это в большинстве случаев гряды конечных морен, сильно размытые талыми водами ледников. Озерно-ледниковые равнинные участки сложены с поверхности тонкозернистыми песками мощностью до 10—12 м. Под ними залегают ленточные глины, которые различаются по ряду показателей: по характеру исходного материала, поступающего из соответствующих областей сноса; по цвету, строению и текстуре; по условиям накопления; по возрасту и стадиям оледенения (позднеледниковые, межледниковые, межстадиальные) .
В строении ленточных глин часто выделяется несколько горизонтов. В нижнем обычно много моренного материала и поэтому он похож на слоистую морену серого цвета. Переход к вышележащему горизонту постепенный, летние слои толщиной 12—20 см, грубодисперсные, неотсортированные, зимние толщиной 0,5—2,0 см, глинистые, хорошо отсортированные. Вышележащий горизонт обладает тонкослоистой текстурой (слои толщиной в 1—2 см). Цвет летних слоев серый, зимних — коричневый (реже серый). Иногда в летних слоях встречаются глинистые прослои. Выше среди глин появляются линзовидные песчаные прослои. Различные по строению ленточные глины можно связать с различными характерными для них отметками, на которых они залегают.
Из современных геологических явлений, имеющих инженерногеологическое значение, следует отметить заболоченность озерно-ледниковых низин и развитие карстовых процессов на территории распространения карбонатных пород.
Карст приурочен к подземным выступам каменноугольных известняков. Так, например, в верховьях р. Межи ежегодно появляются новые крупные карстовые провалы. Река Паникля (приток р. Межи) исчезает в закарстованных известняках и на протяжении более 3 км имеет подземное течение. Карстовые явления отмечаются в бассейнах рек Меты, Цны и Шланы, у Селижарово, в районе озер Волго, Селигер и др. Часть озерных впадин имеет карстовое происхождение
378
ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ i СЛОВИ И
(озера Тпхмень, Гранитно, Савпнское и др.). У г. Андреаполя (на побережье р. Щукон в бассейне р. Паникли) карстовые явления приурочены к известнякам алексинского и михайловского горизонтов нижнего карбона, в районе Селижарово карстовые воронки п провалы наблюдаются также, в кавернозных известняках нижнего карбона. В бассейне р. Меты в пределах карбонатного уступа карстовые явления широко развиты на плато с абсолютными отметками поверхности 175—20U я.
Высокая активность современных карстовых процессов обусловлена обилием атмосферных осадков, легко проникающих через маломощный четвертичный покров, залегающий на растворимых каменно-уч ольных отложениях. Н. В. Родионов (1963) отмечает, что современные карстовые процессы в значительной мере развиваются в породах, уже закарстованных на более ранних этапах. Особенно это относится к районам глубоких дочетвертичных долин, врезающихся иногда на 70—80 м и ниже современного уровня р. Меты.
К северу от р. Межи рельеф, созданный валдайским ледником, холмисто-моренный, понижения заняты озерно-ледниковыми впадинами. Многие ложбины между холмами в период отступания ледника являлись ложбинами стока ледниковых вод. В ложбине, протягивающейся от Нелидова к Андреаполю, выполняющие ее отложения имеют характер долинных зандров, иногда занятых современными речными долинами п выполненными их аллювием. Краевые ледниковые образования имеют здесь характер конечных морен и озов.
Основными чертами, определяющими инженерно-геологические условия на территории к северу от долины р. Межи, являются различия в строении повышенных участков, сложенных валдайской мореной, п понижений, заполненных озерно-ледниковыми ленточными глинами. На большей частн территории озерно-ледниковые отложения подстилаются мореной, значительно реже они залегают на карбонатных палеозойских породах. В первом случае понижения заболочены и грунтовые воды залегают неглубоко от поверхности; водонасыщенные ленточные глины отличаются невысокими строительными качествами. В местах, где древние ложбины стока заняты современными реками, прорезающими морену, развит карст.
К югу ст р. Межи широко развиты зандровые поля, а в пониженных местах возникают озерно-ледипковые ленточные глины, залегающие на валдайской морене. Зандры сложены песками, которые в местах древних дельт становятся грубозернистыми. Равнинный характер местности, занятой зандровыми полями, создает благоприятные условия для строительства. Участки развития озерно-ледниковых и зандровых толщ нередко заболочены, а на поверхности земли в большом количестве имеются валуны кристаллических пород величиной io 1—2 м. В табл. 29 приводятся сведения об инженерно-геологических свойствах наиболее распространенных здесь типов грунтов (залегающих с поверхности и могущих служить основанием для сооружения) .
Неоднократные осцилляции края ледника привели к сложному строению толщи пород, содержащей несколько морен и разделяющих их отложений. В связи с этим здесь при строительстве котлована в ряде случаев будут вскрывать напорные воды в межморенных, межстадиальных и внутриморенных песках.
Таким образом, первая инженерно-геологическая область характеризуется исключительно разнообразными условиями возведения и эксплуатации сооружений. Рядом с участками с выдержанным и
ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ И ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНОВ 3/9
380
ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ
мощным развитием плотных валунных суглинков, супесей и песков, слагающих повышенные участки территории, имеются и обширные по~ нижения, заполненные озерно-ледниковыми ленточными глинами, иловатыми и торфянистыми отложениями. Строительство наземных гражданских и промышленных сооружений на положительных формах рельефа характеризуется более благоприятными условиями. Естественным основанием могут служить валунные суглинки, супеси, пески и местами безвалунные покровные суглинки. Грунтовые воды здесь, как правило, залегают ниже подошвы фундаментов обычных сооружений. Состав вод пестрый. На участках с развитием болот грунтовые воды агрессивны по отношению к бетону и растворам.
Отрицательные формы рельефа менее благоприятны для освоения. На них широко развиты «слабые» грунты, которые не могут быть использованы в качестве естественного^ основания. При возведении сооружений зачастую будет необходимым устройство искусственных оснований. Грунтовые воды залегают неглубоко, вследствие чего потребуется водоотлив из котлованов и применение специальной гидроизоляции подвальных помещений.
В связи с широким развитием заболоченности и торфяных массивов («мхов») и общей весьма слабой дренированностью территории осушение ее путем устройства самотечных дренажных систем будет затруднено.
При подземных разработках буроугольных месторождений придется считаться с явлениями пучения глин нижнего карбона, особенно значительное пучение наблюдается в шахтах Нелидовского района. В пределах области находится небольшая часть Подмосковного угольного бассейна, поэтому более детально условия шахтного строительства будут охарактеризованы при описании второй области. Следует отметить, что при вскрытии угольных месторождений шахтами последние будут пересекать, кроме поверхностных отложений, также карбонатные породы, достаточно прочные и устойчивые, но водоносные. Водоприток при проходке шахт нередко достигает 300— 600 м3}час при напорах 50—70 м. Обводненность шахт иногда увеличивается за счет вод четвертичных отложений, выполняющих древние долины размыва (в районе Селижарово).
Сравнительно небольшая мощность аллювиальных и озерно-аллювиальных отложений (в долинах рек в условиях неглубокого залегания мощного плащеобразного покрова морены) создает благоприятные условия для гидротехнического и мостового строительства. В долинах с мощной толщей аллювиальных и озерно-аллювиальных образований вследствие больших фильтрационных потерь условия такого рода строительства резко ухудшаются.
2. ОБЛАСТЬ ЛЕДНИКОВО-РЕЧНЫХ РАВНИН И КОНЕЧНЫХ МОРЕН
Эта область занимает примерно половину всей площади региона, она протягивается с северо-востока на юго-запад полосой, имеющей ширину 150—300 км (см. рис. 53). Северо-восточная ее часть, характеризующаяся развитием пермских и триасовых отложений, является частью обширной инженерно-геологической области, протягивающейся к востоку за пределы описываемой территории; она имеет характер невысокого длато, называемого Верхне-Волжским, испытавшим слабые ногейшие тектонические движения преимущественно положительные. Волга и ее притоки имеют переуглубленные долины. В геоморфологическом отношении описываемая область характеризуется моренным и водно-ледниковым рельефом московского оледенения.
"НЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ И ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНОВ 381
Как коренная основа, так и четвертичные отложения этой области построены весьма сложно. Коренные породы обнажаются только в основании береговых обрывов вдоль рек и в глубоких оврагах. Здесь выходят образования герцинского и альпийского структурных этажей — угленосная, карбонатная, террпгенно-карбонатная, терригенная и нижняя терригенная формации.
К угленосной формации в этом районе относятся отложения боб-риковского и тульского горизонтов визейского яруса карбона. Бобри-ковский горизонт состоит из линзовидных прослоев серых, однородных мелко- реже среднезернпстых, слюдистых песков и темных, а иногда белых, часто огнеупорных глин, богатых глиноземом, включающих пластообразные залежи и линзы бурых углей. Мощность горизонта обычно 20-—25 м, лишь местами в депрессиях довизейского рельефа она возрастает до 100—140 м.
Тульский горизонт сложен светлыми мелкими кварцевыми песками, темными глинами с сидеритом, пиритом, редкими фосфоритами, с прослоями угля (до 1 м) и несколькими невыдержанными прослоями известняка (1—3 м). В тульском горизонте, как и в бобриковском, наблюдаются следы размывов; тульский горизонт в целом ложится на бобриковский с большим размывом, местами полностью уничтожая его. Мощность тульского горизонта 30—40 м, а в местах интенсивного размыва бобриковского горизонта она достигает 80—90 м.
Карбонатная формация герцинского этажа представлена окскими, серпуховскими и протвинскими отложениями нижнего карбона, башкирским и московским ярусами среднего карбона и верхнекаменноугольными образованиями. В их составе преобладают известняки с подчиненными прослоями доломитнзированных известняков, мергелей и мергелистых глин.
В основании окских отложений встречаются прослои песков, причем в западном направлении количество песчано-глинистых пород возрастает, и отложения приобретают характер терригенно-карбонат-иой формации. Начиная с меридиана Калуги в них встречаются маломощные прослои бурых углей. В юго-западной части Московской синеклизы в серпуховских отложениях отмечаются черные жирные сланцеватые глины (стешевский горизонт). Общая мощность отложении окского надгорнзонта от 40- -50 до 70—80 м, серпуховского 20— 30 Л1, протвинского горизонта 20—25 м, башкирского яруса до 25 м, московского 140—180 .и (без Верейского горизонта).
Верхняя терригенная формация герцинского этажа представлена песками, песчаниками и глинами татарского яруса верхней перми и кирпично-красными песчанистыми глинами с прослоями голубоватосерого известковистого песчаника ветлужского яруса нижнего триаса. Нижняя терригенная формация альпийского этажа образована кел-зовейскими оксфордскими, кимериджскими и волжскими глинами с фосфоритами и волжскими песками верхней юры. Выше залегают фосфоритоносные глины и пески мелового возраста, а также кремнистые и опоковпдные глины, мел и мергели верхнего мела (пылеватые разности названных песков в водонасыщенном состоянии обладают свойствами истинных плывунов).
Инженерно-геологические свойства пород коренной основы в массиве зависят главным образом от характера сложения пачек, образуемых ими, от текстуры и механических свойств пород в отдельных пластах. В качестве примера характеристики каменноугольной карбонатной формации в рассматриваемой области приведем результаты исследований, проведенных Ф. В. Котловым (1963). Ф. В. Котлов
382
ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ЛСЛОВИЯ
отмечает, что состояние карбонатных порот, в массиве нео щородное и изменяется от монолитного до предельно разрушенного (доломитовая п известковая мука, щебень), что зависит от степени выветрело-стп и закарстованности пород. Трещиноватость и закарстовапносгь прослеживаются на значительную глубину п встречаются в породах среднего карбона. Максимальное разрушение карбонатных пород наблюдается в и.х кровле на контакте с юрскими и четвертичными отложениями в доюрскпх, доледниковых и современных долинах. Мощность древней коры выветривания составляет 3—5. редко 7 м (в Москве у Верхних Котлов).
Временное сопротивление сжатию известняков и доломитов (по данным 320 лабораторных испытаний) колеблется от 25 до 1650 кГ см? н в среднем составляет 250—280 кГ/см2. Оно возрастает по мере увеличения содержания в породе MgCO3 и S1O2, уменьшения пористости и влажности. Пористость известняков и доломитов колеблется от 3 ю 44%, чаще 12—31%; водопоглощение 6—12 вес.%; водоотдача ог 0 до 13, чаще 2—6 объем. %. Коэффициент фильтрации по данным опытных откачек и нагнетаний изменяется от 0,5 до 45 м/сутки (чаще 5—14 м/сутки).
Описывая свойства верхнекаменноугольных глин и мергелей, Ф. В. Котлов (1963) указывает иа важное инженерно-геологическое значение поровых растворов, состав и концентрация которых влияют на внутрнпоровые процессы цементации и формирование структурных связей, регулируют процессы осмотического набухания и уплотнения, диффузионного выщелачивания и пр. В качестве примера приводится результат исследований порового раствора средней глинисто-мергельной толщи верхнего карбона, который отвечает следующей формуле Курдова:
НСО350С1333О417	80
Mg48Ca36 (Na + К) 16
Таблица 30
Средние значения обобщенных показателей инженерно-геологических свойств глинистых пород гжельского яруса ___________________________(по Ф. В. Котлову)____________________________
	Состав и генезис пород			Состав и генезис пород	
Физико-технические показатели	глины (морские!	глины мергелистые (морские.	Физико-технические показате.- и	глины (морские)	глины мергелистые (х орские;
Г ранулометрический состав, содержание фракций, % 2—0,05 -u.it . . 0,05—0,005 лги 0,005 .«л . . . Удельный вес, Г /см3 Объемный вес при естественной влажности, г,сл(3 ...... Объемный вес скелета. г/см3	 Естественная пористость, %	 Коэффициент пористости 	 Естественная влажность, %		14 61 25 2,77 2,13 1,78 36 0,56 20	13 54 33 2,76 2,15 1,84 33 0,49 17	Максимальная молекулярная	влагоем- кость, % 	 Полная	влагоем- кость, %	 Степень влажности Пластичность, % верхний предел нижний предел число пластичности . . . Показатель гидрофильности 	 Показатель коллоидной активности . . . Показатель консистенции 		14,2 20,2 0,99 43 21 22 1,72 0,88 —0,04	18,1 0,94 38 19 19 1,15 0,57 —0,10
ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ И ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНОВ 383
Анализы показывают, что в процессе диагенеза и эпигенеза за 215 млн. лет существования породы минерализация седиментационной морской воды уменьшилась в 50—70 раз, изменился также и первичный хлоридный натриевый состав воды.
По своим инженерно-геологическим свойствам верхнекаменноугольные глины маловлажные, умеренно пластичные, имеют незначительную пористость, пониженную гидрофильность, твердую консистенцию (табл. 30). Прочные коллоидно-кристаллизационные связи между частицами понижают их деформируемость. При увлажнении глины слабо набухают (в среднем на 2%); они обладают повышенной стойкостью в коре выветривания, что связано с пониженной емкостью ионного обмена: устойчивы в откосах и в сечениях подземных выработок; мало сжимаются под нагрузкой. Средний модуль деформации по испытаниям штампом в скважинах у мергелей 1135 — 400 кГ1см2, у мергелистых глин 850—1000 кГ1см2. Карбонатизация и особенно доломитизация, окремнение и ожелезненпе глин повышают их сопротивление сжатию и сдвигу.
Таблица 31
Характеристики пород нижней терригенной формации оксфордских глин
Фнзико-технические показатели	Минимум	Максимум	Среднее арифметическое значение показате-чя	Количество анализов
Удельный вес, Г см3		2,6-1	2.82	2,72	203
Объемный вес (при естественной влажности), Г/слс1			1,58	1,94	1,74	203
Естественная пористость, %		43	65	56	203
Коэффициент естествен нон пористости ....	0,75	1,85	1,27	203
Коэффициент пористости при пределе текучести 		—	—	2,04	203
Коэффицент пористости при пределе раскатывания 		—	—	0,98	203
Показа/ель уплотненности по В. А. Приклон-скому 		о.зо	1,28	0,73	203
Естественная влажность, %			28	70	45	265
Степень влажности	 ....	0,71	1.00	U,95	203
Гигроскопическая влажность, % ......	3	12	7	30
Максимальная гигроскопичность, %	6	25	14	со
Максимальная молекулярная влагоемкость, %	22	42	31	30
Полная влагоемкость (при естественной пористости), %		—	—	47	203
Пластичность, %				
верхний предел 		38	98	75	314
нижний предел			18	56	36	314
число пластичности 		17	66	39	314
Показатель консистенции 		—0,27	0,95	0.23	265
Показатель пластичности (коллоидная активность) 		0,55	4,5	1,55	201
Показатель гидрофильности		1,30	8,00	3,00	209
384
ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ условия
По степени прочности и устойчивости литологические типы верх-некамениоугольных пород (не разрушенные выветриванием и карстом) сопоставляются между собой и образуют следующий нисходящий ряд:
доломитизпрованные известняки и доломиты — пелитоморфные плотные известняки — органогенные известняки — мергелистые известняки — доломитизпрованные мергели и мергели — глинистые мергели — мергелистые глины — глины.
Прочность верхнекаменноугольных пород значительно выше требуемой в основании сооружений в строительной практике Москвы.
В качестве примера инженерно-геологической характеристики нижней терригенной формации в табл. 31 приводятся обобщенные показатели свойств глин оксфордского яруса Москвы (по Ф. В. Котлову, 1957).
Рис. 54. Схематическая карта палеогеографических зон Подмосковного буроугольного бассейна (по А. К Корпковской. 1959) Палеогеографические зоны: 1 — Боровическая; И Селижа рово-Нелидовская; 111 — Дорогобуж-Туя ьско-С коп инска я (///-« - Дорого буж-Калужский участок; 111-6— Тульско-Нозомосковский участок; 111-и— Скопинский участок); 1 — границы палеогеографических зон; 2 — границы палеогеографических участков
Верхневолжские слои и отложения нижнего мела почти полностью представлены глауконито-кварцевыми песками, частично песчаниками с глауконитом или без него (субформации шельфа средних глубин). Карбонатные и кремнисто-опоковые породы верхнего мела субформации средних и больших глубин встречаются в основном на юго-западе и северо-востоке территории.
Заканчивая описание пород коренной основы, остановимся на
ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ И ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНОВ 3J5
характеристике условий глубинного строительства, которое может захватывать породы герцинского и альпийского структурных этажей.
При шахтном строительстве многочисленные осложнения приносят такие сравнительно мало изученные явления, как пучение глин и плывунность пород. А. К. Кориковская провела детальные исследования явлений пучения глинистых пород в горных выработках Подмосковного бассейна и составила схематическую карту палеогеографических зон Подмосковного бассейна (рис. 54) с инженерногеологической характеристикой пучения глинистых пород. Основные результаты этих исследований в сокращенном вице приводятся в табл. 32.
А. К- Кориковская приходит к выводу, что в горных выработках Подмосковного бассейна различия в характере и степени интенсивности процессов пучения глинистых пород обусловливаются разными палеогеографическими условиями их образования. Так, породы углисто-глинистого комплекса формировались преимущественно в обстановке континентального режима, а вскрытые рядом выработок тур-нейскпе (Нелидово) и девонские (Боровичи) глины —в обстановке лагунно-морского режима.
Глины морского происхождения характеризуются высокими показателями дисперсности, пластичности, гидрофильности и емкости поглощения, что связано с преобладанием в минералогическом составе этих глин минералов группы монтмориллонита. Для них характерны деформации пластического течения. В глинах континентального происхождения яснополянского надгоризонта (угленосная толща) деформации носят характер хрупкого разрушения или слабого пластического течения. Эти деформации не достигают большой интенсивности, что обусловливается преимущественно каолинитовым составом глин и сравнительно невысокими показателями их пластичности, дисперсности и емкости поглощения.
Основной причиной, вызывающей пучение глинистых пород, является горное давление. Но интенсивность и характер пучения зависят также от инженерно-геологических свойств глин, от конкретных геологических, гидрогеологических условий и от горнотехнических факторов.
По степени интенсивности явления пучения А. К. Кориковская выделяет четыре категории:
1)	слабого пучения,—-при котором деревянная крепь сохраняется 2—3 года;
2)	пучения средней интенсивности — крепь разрушается за 6—8 месяцев;
3)	интенсивного пучения — с периодом разрушения крепи до 2— 3 месяцев;
4)	весьма интенсивного пучения — быстро выходит из строя даже металлическая крепь.
Из геологических условий наибольшее значение имеют характер залегания и мощность глинистых пород. Как правило, при мощности пород свыше 3 м деформации более интенсивны. Карстовые, тектонические и другие нарушения нормального залегания пород также увеличивают интенсивность деформаций.
Гидрогеологические условия сказываются во влиянии гидростатических напоров и в увлажнении глинистых пород шахтными водами, что приводит к уменьшению их прочности (размокание, набухание). Однако прямой зависимости между степенью обводненности и интенсивностью пучения не наблюдается. Примером тому является 25 Заказ 161.
25'-
Инженерно-геологическая характеристика угленосной формации Подмосковного бассейна (по Л. К. Кориковской, 1959)
Таблица 32
Палеогеографические зоны	Группа	Участки	Характеристика строения и мощности угленосной толщи	Особенности пнжснсрпо-гсологнчс-ских свойств глин	Характеристика деформаций глинистых пород в горных выработках
I. Боровичская	Континентальные, преобладают озерно-болотные (приморская низменность)		Угленосная толща1 представлена песчано-глинистыми отложениями, содержащими маломощные линзовпдные пропластки угля и залежи огнеупорных глин. Общая мощность от 10 до 40 ,и. Толща подстилается плотными, пластичными (лагунными) глинами верхнего девона'	Глины угленосной толщи пластичные, сухарные. В зоне выработок преобладают глины сухарного типа содержащие от 81 до 88% глинистой фракции; по составу они каолннитовые: емкость поглощения незначительная (5—7 мг-экв) Девонские глины плотные, однородные, содержат до 93% глинистой фракции. В составе коллоидной части преобладает монтмориллонит. Глины пластичные, набухание до 80%	Деформации пород в кровле и почве выработок. Глнны сухарного типа в кровле растрескиваются иобрушаются, в почве подвержены слабому пучению Девонские глины характеризуются пучением и выдавливанием в выработки; деформации имеют характер пластического течения
II. Селижарово-	Континенталь-	V	Угленосная толща представ-	Глины угленосной толщи су-	Деформации пород в кровле
Нелидовская	ные— преимущественно озерноболотные (приморская низменность)		лена песчано-глинистыми отложениями с 1—2 рабочими пластами углей. Средняя мощность толщи 40 it 60 л; толща подстилается плотными и пластичными (лагунными) глинами лнх-вииского подъяруса	харные, углистые. Преобладают глины пластичные, преимущественно пылеватые, с содержанием глинистой фракции около 50% По составу глнны каолинито-пые, емкость поглощения около 25 мг-экв. Глины уплотненные полутвердой консистенции, общее набухание их не превышает 10 20 %; Лихиииские глины тоикодие-персиые, на 1'0% состоят из глинистых фракций. Емкость поглощения 25 мг-экв-, глины плотные, пластичные	и почве выработок, В кровле прогибание и обрушение пород, в почве интенсивное пучение глин угленосной толщи, в особенности лихвиискнх; в последних деформации имеют характер пластического течения
III. Дорогобуж-ско-Тульско-Ско-ппнекая	Континентальные, преимущественно озерноболотные	1П« Дорого -бужско-Калуж- cKiiii	Угленосная толща в пределах Бр я нс ко - Рос л а вльс кого прогиба имеет в депрессиях мощность до 100 .и, на повышенных местах известнякового фундамента 5 -30 -к; представлена’ углисто-	Глины угленосной толщи в пределах третьей зоны представлены пластичными углистыми и частично глинами сухарного типа. Преобладают пластичные глины, содержащие до 70—80%	Деформации пород в кровле и почве выработок. Преобладают деформации в кровле, заключающиеся в прогибании и обрушении пород. В почве происходит	
					слабое пучение. В	наиболее
		Шб Тульско-Бобри-КОВСК11Й	глинистыми породами с прослоями песков. Из нескольких пластов и прослоев угля одни — три достигают рабочей мощности Угленосная толща представлена песчано-глинистыми отложениями с несколькими пластами и пропластками угля, из которых рабочей мощности достигает один, реже два — три пласта. Мощность толщи от 5 до 70 м, преимущественно 15— 30 .и	глинистой фракции и до 20 -30% пылеватой. Глины в основном каолннитовые уплотненные. Емкость поглощения не превышает 10—15 мг-экв. Среди песчаных глин преобладают плотные, пылеватые разности (содержание пылеватой фракции более 40%). Углистые глины плотные, сланцеватые	обводненных месторождениях интенсивность пучения увеличивается	
		Скопин -скип	Угленосная толща представлена песчано-глинистыми отложениями, обычно включающими несколько пластов и пропластков угля. Основное промышленное значение имеет один—два, реже четыре угленосных пласта. Мощность толщи от 10 до 80 л, в среднем 40—45 .и			
соотв^тпу™^^	бобрпковекому горизонту срсдневизсйского подъяруса, а лихвинскнй подъярус
ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ	ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ И ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНОВ
388
ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ
Козельское буроугольное месторождение, где наибольшее пучение приурочено к малообводненным выработкам, но проходящим помощным слоям глин.
Большое значение имеют горнотехнические факторы: так, отмечено, что различные способы проходки и крепления могут уменьшить интенсивность пучения.
А. С. Гераскина изучила типы плывунных пород южного крыла Подмосковного бассейна и охарактеризовала их инженерно-геологические свойства. Она дала классификацию плывунов, среди которых выделила семь типов, объединенных в три группы.
К первой группе — лжеплывунов — отнесены чистые и почти чистые тонкозернистые пески, развитые в тульском горизонте («надугольные пески»). Основные свойства песков этой группы: грунт хорошо отделяется от воды, суспензия в воте неустойчива; отношение седиментационного объема в дистиллированной воде к первоначальному объему меньше единицы; угол откоса не зависит от влажности грунта. Влажность расплывания отсутствует; максимальная молекулярная влагоемкость 0,89—2,87; «плывун» хорошо отдает воду, хорошо осушается при откачках; коэффициент фильтрации изменяется в пределах 1,04—4,81 м/сутки. Дебит штекфпльтров 4—5 л/сек; плывун не тиксотропен. При наличии значительного гидравлического градиента в стенках горных выработок и в скважинах подвержен суффозии.
Ко второй группе, переходной от лжеплывунов к истинным плывунам, отнесены топкозернистые пески с содержанием глинистых частиц 1—3%. Этот тип плывунов развит также в тульском горизонте. Основные свойства песков этой группы примерно аналогичны свойствам первой, отличием является лишь меньший коэффициент фильтрации (0,72—0,99 м/сутки). Седиментационный объем в дистиллированной воде меньше пли равен первоначальному; суффозионные свойства более ярко выражены (он более подвижен); не тиксотропен, но чувствителен к сотрясению.
Третья группа — истинные плывуны,— к которым относятся легкие супеси с содержанием глинистых частиц до 3—7%, тяжелые супеси (7—10% глинистых частиц), легкие суглинки (10— 15% глинистых частиц), средние суглинки (15—20% глинистых частиц) п очень редко тяжелые суглинки с содержанием глинистых частиц более 20%. Такие породы встречаются среди нпжнекаменпо-угольных образований и в меловых отложениях. Третья группа плывунов разделена по степени глинистости на пять типов. В них основные свойства пород постепенно меняются от легких супесей (III тип) к тяжелым суглинкам (VII тип). В том же направлении увеличивается устойчивость суспензии, отношение седиментационного объема к первоначальному изменяется от 1,3 до 2,0. Появляются тиксотропные свойства, максимальная молекулярная влагоемкость изменяется от 3,3—4.5 до 14,9; коэффициент фильтрации уменьшается от 0,03— 0,003 до 0,00003 м/сутки.
Таким образом, основным свойством всех подмосковных плывунов является их тонкозернпстость. В них абсолютно преобладают фракции тонкого песка (от 70—80% в супесях и суглинках до 95% в песках). Наиболее характерными свойствами истинных плывунов являются: высокое содержание глинистых частиц (3—19%); большой седиментационный объем, равный 55—74%, а также отношение седиментационного объема в дистиллированной воде к первоначальному объему больше единицы; небольшой коэффициент фильтрации во вла
ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ И ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНОВ 389
жном состоянии (порядка 0,003—0,00003 м1сутки)\ зависимость величины углов откоса от степени водонасыщения; тиксотропность; большая емкость объемного поглощения и большая величина дзета-потенциала.
При оценке условий подземного строительства определение характера плывунов имеет большое практическое значение, так как их наличие требует проектирования соответствующих способов проходки, различных типов водопонизительных установок и пр.
Четвертичные отложения описываемой инженерно-геологической области отличаются большим разнообразием возрастных и генетических комплексов пород четвертичного возраста. Мощность четвертичных отложений в северной части области, как правило, составляет 50—80 м и более, в центральной она варьирует в пределах 20—30 л(, а в южной обычно уменьшается до 10—15 л/, иногда снижаясь до 2—3 ,и.
В основании разреза четвертичного покрова в глубоких понижениях коренного ложа сохранились наиболее древние породы четвертичного комплекса, полностью размытые на возвышенных участках. Вышележащая часть четвертичного комплекса обычно образована одним-двумя горизонтами морены и флювиогляциальными и озерно-ледниковыми отложениями (суглинки, супеси и пески). Эти отложения, как правило, отличаются выдержанным распространением на значительных площадях. Наиболее возвышенные участки доледникового рельефа в северных и отчасти центральных районах области являются зонами конечных морен, иногда с отторженцами коренных пород. Долины современных рек во многом унаследовали дочетвер-тпчные долины пли следуют вообще в их направлении.
Характерной особенностью области является наличие перигля-циальных покровных суглинков времени валдайского оледенения, которые сплошным чехлом покрывают все водораздельные пространства. Мощность их у границы валдайского оледенения 1—1,5 м, ближе к границе московского оледенения она возрастает до 8—10 м. С. М. Шик (1961) характеризует их как тонкие однородные неизвестковистые суглинки с преобладанием содержания частиц 0,05— 0,005 мм (до 60—70%). В северной части, ближе к границе валдайского оледенения, суглинки более грубые и неоднородные. К югу они становятся сравнительно однородными, песчаные частицы в них исчезают, но возрастает содержание мелкой пыли (до 80%) и карбо-натность достигает 2%. В суглинках отмечаются известковистые «ду-тики». Связь между временем образования покрова из суглинков и периодами похолодания подтверждается нахождением в них «морозных клиньев», текстуры криотурбаций и солифлюкции. Породы эти непросадочные, реже слабопросадочные.
Покровные лёссовидные суглинки перигляцпальной формации залегают близко к поверхности земли, нередко они служат основанием для полотна автомобильных и железных дорог пли фундаментов зданий. Суглинки залегают на морене пли на флювиогляциальных отложениях, мощность их колеблется от 1,5 до 5 Л1, увеличиваясь от верхних частей водораздельных пространств к подошве их склонов. Обычно в суглинках наблюдается хорошо выраженная призматическая отдельность и комковатость. В пониженных участках суглинки переслаиваются с песками, чаще крупнозернистыми, содержащими гравий и гальку. По механическому составу — это суглинки и суглинки пылеватые, цвет их бурый различных оттенков. На возвышенностях на суглинках развиты почвы подзолистого типа, в понижениях — болотного.
390
ИНЖЕНЕРНО ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ
Состав п свойства суглинков из разных районов значительно меняются. Они наименее однородны в районах, где имеют тесную связь с мореной. Емкость обмена катионов (учитывая петрографический тип пород, их малую дисперсность) значительная — от 13 до 20 мг-экв на 100 г породы. В табл. 33 приводятся некоторые данные о составе, свойствах п состоянии покровных отложений района Москвы (по данным Мосгоргеотреста за 1963 г.).
Таблица 33
Инженерно-геологические свойства покровных отложений
Фнзико-технические показатели	Хнмкп-Ховрпно	Пос. Вагоноремонтный		Ленинская слобода		Свх. Константинове) Подольско- I о р-на	Лоспиоостровск	2 с* о О =
Глубина взятия образца от поверхности земли, м		2,2-	1,4-	1,8	3,8—	5,И -	3,2—	2,0	2,0—
Удельный вес, Г /см3 ...	3,1 2,72	3,3 2,73	2,73	4,0 2,72	5,5 2,72	3,5 2,70	2,73	3.1 2,72
Объемный вес, г,'см3 ...	1,95	1,99	1,92	1,93	1,91	1,97	1,93	1,87
Пористость. %		43,3	42,0	45,0	45,4	47,4	40,0	45,0	46,1
Коэффициент пористости . .	0,763	0,724	0,818	0,832	0.901	0,667	0,818	0,855
Естественная влажность, % .	26,2	25,8	28,2	29,8	33,3	21.9	28,7	27,9
Пластичность, % верхний предел ....	31,9	41,8	34,6	38,3	37,9	20,8	37,2	35,0
нижний предел		18,2	18,6	19,4	18,0	22,2	13,2	17,9	17,5
число пластичности .	13,7	23,2	15,2	20,3	15,7	7,6	19,3	17,5
Показатель консистенции .	0,58	0,31	0,58	0.58	0,71	1,1	0,56	0,60
Модуль деформации в интервале нагрузок 1—2 кГ,см-	53	53	31	40	67	52	43	40
Средние значения обобщенных показателей инженерно-геологических свойств некоторых глинистых пород Москвы и Подмосковья, выведенные на основании испытаний 1650 образцов, по данным Ф. В. Котлова (1963), приводятся в табл. 34. Ниже приводится общая инженерно-геологическая характеристика пород четвертичной системы Подмосковья, также по данным Ф. В. Котлова (1963).
Морены. На описываемой территории широко представлены моренные образования.
Днепровская море и а, как отмечает Ф. В. Котлов, на 89% представлена суглинками, 6% супесями, 3% глинами и 2%—песками. Грубообломочные включения составляют иногда 30% от общего объема породы. Внутри морены часто наблюдаются гнезда, линзы и прослои песков. Морена резко полиминеральна. Мелкодисперсная часть пород представлена глинистыми минералами с преобладанием гидрослюд и каолинита. Песчаная часть состоит главным образом из кварца (35—80%) и полевого шпата (10 -65%) с примесями карбонатов (от 1 до 12%,чаще 2—8%), окислов железа и др. Для морены характерно почти полное отсутствие органического вещества и ничтожное содержание воднорастворпмых солей.
Московская морена по гранулометрическому и минералогическому составу мало отличается от днепровской. Для этих морен характерны: неоднородность и в то же время вполне определенное и устойчивое соотношение песчаной, пылеватой и глинистой фракций: низкая концентрация глинистых и пылеватых частиц; малое пли пони-
ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ И ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНОВ 391
Таблица 34
Обобщенные показатели инженеоно-геологических свойств некоторых глинистых пород (по Ф. В. Котлову)
Состав, генезис и возраст пород
Физико-технические показатели	суглинки современного аллювия	московская морена, суглинки	озерно-леднико-выс суглинки	озерно-леднпко-выс глины	днепровская морена
Гранулометрический состав, содержание фракций, % : более 2 м и	1	4	2		4
2,0—0.05 jui . 			Зэ	53	30	18	54
0,05— 0,005 ил		45	28	48	48	24
менее 0,005 лл .	.	19	15	20	34	18
Удельный вес, Г,см3		2,69	2,70	2,71	2,73	2,70
Объемный вес при естественной влажности, г елг		1,90	2,12	2,05	1,98	2,12
Объемный вес, г'сл3		1,51	1,86	1,70	1,61	1,85
Естественная пористость, % . . . .	44	31	37	41	31.2
Коэффициент пористости		0,78	0,45	0,59	0,59	0,46
Естественная влажность, % . . . .	26	14	21	23	14,3
Максимальная влагоемкость при естественной пористости, % 		—	9	12	14	10,2
Полная влагоемкость при естественной пористости, % 		29,0	16,6	22	25	16,8
Степень влажности .	0,89	0,84	0,95	0,92	0,85
Пластичность. % верхний предел 		32	23	34	44	25
нижний предел		19	11	18	22	13
чисто пластичности .....	13	12	16	22	12
Показатель гидрофильности .	. .	1,68	1,53	1,70	1,30	1,39
Показатель коллоидной активности .	0,68	0,80	0,80	0,64	0,66
Показатель консистенции		0,54	0,10	0,18	0,04	0,10
женное значение пластичности, коллоидной активности, емкости обмена, гидрофильности, пористости, набухаемости, объемной и линейной усадки. Моренам свойственны полутвердая консистенция, плотное сложение, пониженная чувствительность к влиянию окружающей сре-лы, повышенная устойчивость в коре выветривания наряду со способностью к размоканию и размыванию текучими водами, а также к к морозному пучению. Среднее значение модуля деформации, по результатам испытаний штампом, для московской морены равно 532 кГ/см2, для днепровской 776 кГ1см2. Углы внутреннего трения московской морены в среднем колеблются от 14 до 24° (чаще 18—21°), днепровской — 16—25° (чаще 20—22°).
.Морены зарекомендовали себя как надежное основание для различного рода сооружений. На морену в среднем даются нагрузки 2,5—3,5 кГ/см2 (иногда до 6 кГ'см2). Вследствие высокой естественной уплотненности морены дают незначительную осадку под сооружениями. Например, высотное здание МГУ на Ленинских горах в Москве, опирающееся своим фундаментом на морену, за период строительства и эксплуатации дало очень небольшую осадку — в среднем около 7 см.
Озерно-ледниковые отложения, залегающие между днепровской и московской моренами, по данным Ф. В. Котлова, представлены: суглинками (78%), глинами (16%) и супесями (1%)- Озерно-ледниковые суглинки и глины безвалунные, по гранулометрическому составу однородные и тонкие, часто пылеватые. Глинистый комплекс выражен
392
ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ
преимущественно гидрослюдами с примесью каолинита, галлуазита и бейделлита. Песчано-пылеватая часть в основном состоит из кварца (25—80%). полевых шпатов (16—42%), примесей карбонатов (2— 4%), глауконита (1—12%), мусковита (1—4%), окислов железа (1 3%) и др. Содержание кварца сверху вниз возрастает, а полевых шпатов — уменьшается. Растворимых солей очень мало. Емкость поглощения составляет 20—35 .мг-экв. Среди обменных катионов преобладают кальций и магний.
Озерно-ледниковые отложения характеризуются более высокими (чем у морен) значениями пластичности, пористости, влажности, набухания, объемной и линейной усадки. По механическим свойствам они менее прочны, чем морены, но как породы консолидированные отличаются повышенной уплотненностью и дегндратированностью. Модуль деформации (по данным испытаний штампом при нагрузках до 6 кГ/см2) у глин от 338 до 765 кГ/см2 у суглинков от 427 до 534 кГ/см2. Средняя осадка у глин и суглинков 6 (при тех же нагрузках). Углы трений от 6 до 22%; сцепление 0,30—0,70 кГ/см2.
Флювиогляциальные надморенные и межморенные отложения представлены преимущественно песками и супесями с прослоями и линзами суглинков. Надморенные отложения по сравнению с аллювиальными образованиями в основном характеризуются повышенной прочностью. Межморенные толщи имеют сложное литологическое строение, неоднородны по свойствам и находятся в различном состоянии. В инженерно-геологическом отношении они оцениваются различно, наряду с надежными грунтами здесь могут встречаться очень слабые разности.
Аллювиальные отложения Ф. В. Котлов расчленяет на три группы фаций: русловые, пойменные и старичные. Соотношение их в составе террас разного возраста различно. Русловые фации в основном представлены песками и частично гравием и галькой; пойменные — глинистыми отложениями и мелкими глинистыми песками; старичные— торфами, органоглинистыми илами, мергелями и др.
В литологическом строении террасовых отложений наблюдаются некоторые закономерности, имеющие инженерно-геологическое значение: укрупнение частиц в осадках и уменьшение пестроты состава пород в направлении от поймы к высокой террасе и сверху вниз в составе отдельно взятой террасы; почти полное отсутствие пойменного горизонта в составе высокой террасы и слабое его развитие у низких террас; наличие в составе пойменных террас хорошо выраженных рус-повой, пойменной и старичной фаций.
Характеристики прочности песчаных и супесчаных пород улучшаются в направлении от поймы к высокой террасе. Определены средние модули деформации песков; для крупных и гравелистых песков модуль равен 400 кГ/см2-, для среднезернистых — 330 кГ/см2-, для мелких и пылеватых 90—330 кГ/см2-, для супесей 100—190 кГ/см2. По минералогическому составу пески представлены преимущественно кварцем (70—80%) и полевыми шпатами (20—30%) с содержанием примеси слюды, пирита, лимонита и других минералов. В табл. 35 приведены основные характеристики этих пород.
Аллювиальные суглинки пойменных фаций полпдисперсны и по-лиминеральны. В составе глинистого комплекса установлены каолинит, галлуазит, монтмориллонит и мусковит. Суглинки характеризуются повышенными значениями влажности, пористости и показателей консистенции при относительно небольших значениях показателей гидрофильности и пластичности. Из суглинков 8% обладает текучей
ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ И ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНОВ 393
Таблица 35
Физико-технические показатели аллювиальных песков и супесей, слагающих террасы р. Москвы
(по данным Ф. В. «отлова, 1963)
Показатели	Единица измерения	Пойма	1-я п 2-я-надпоймсн-ные террасы	3-я надпоймен- ная терраса
Высота террас над урезом реки		М	2—6	(1)8—10: (2) 12-18	25—35
Максимальная ширина террасы .	. . Общая мощность аллювия:	КМ	3	(1) 1; (2)2,5	5
от—до		М	0-20	0-15	0—20
чаще	 v	. .		4—8	3—7	3—9
Преобладающий состав песков	%			
крупнозернистые . .			»	28	42	23
среднезернистые			»	26	38	55
мелко-тонкозернистые		»	46	20	22
Степень плотности песков и супесен: (по данным 2312 полевых определений)	%			
плотных		»	33	46	47
средней плотности 		»	43	36	42
рыхлых		»	24	18	И
Степень увлажнения песков и супесей (по данным 6000 полевых наблюдений)	%			
водонасыщенных		»	70	49	37
влажных . . । ,	...	»	26	32	39
сухих 		»	4	19	24
Средняя осадка песков и супесей под штампом 50x50 см (по данным 25 испытаний пробными нагрузками в шурфах)				
при Р = 1 кГ 1см2	СП	0,59	0,50	0,49
при Р — 2	»	...	»	1,70	1,12	0,98
при Р — 3	»			»	3,05	1,36	1,39
консистенцией, 90% пластичной (в том числе более половины находится в текучепластичном и мягкопластичном состоянии) и лишь 2%—твердой. По величине коэффициента уплотнения Ф. В. Котлов характеризует эти суглинки как сильно- и среднесжпмаемые. Модуль деформации по испытаниям штампом в срецнем равен 112— 130 кГ!см2. Углы внутреннего трения чаще близки к 14—20°. Торфяники старичной фации аллювия имеют коэффициент пористости 9—-12. влажность 500—700%, модуль сжатия 60—75 см'м.
При оценке инженерно-геологических условий наземного строительства большое значение имеют физико-геологические явления, такие, как карст, оползни, заболоченность, просадочность и пр. На прилагаемой карте инженерно-геологического районирования (см. рис. 53) специальными знаками показаны участки наиболее интенсивного развития указанных явлений.
Современные карстовые процессы в описываемой инженерно-геологической области не имеют большого развития, что объясняется сравнительно глубоким залеганием карстующихся карбонатных пород, прикрытых относительно водонепроницаемыми отложениями мезозоя и ледниковыми четвертичными образованиями. Однако в ряде мест, там, где каменноугольные и девонские отложения залегают неглубоко, а вышележащие водоупорные породы размыты, имеются зоны со значительным развитием карстовых явлений.
394
ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ
II. В. Родионов (1963) дает детальную инженерно-геологическую характеристику карстовых районов Европейской части СССР. Молодые карстовые воронки, образовавшиеся в 1958 г., он отмечает в районе Подольска. Наиболее интенсивные проявления карста наблюдаются на юго-западе описываемой области в районе Сухнничей, южнее Рославля, по р. Угре у Вязьмы, на западе области по р. Обше, в верховьях Волги, севернее Нелидова и др. Единичные проявления карста встречаются и в других местах области (см. рис. 53).
Строение коренной основы, состоящей в верхней своей части из пород терригенной формации генетического комплекса глубинных глин шельфа (юрские глинистые отложения), благоприятствует развитию оползней по склонам долин на участках с подмываемыми берегами. Оползни развиты на р. Москве (Ленинские горы, Фили, Дьяково), на Оке (у сел. Кузьминского), у Рязани, Елатьмы и некоторых других городов, а также в Ярославском Поволжье. Размеры этих оползней весьма значительны, стенки отрывов крутые, высокие, поверхность скольжения в юрских глинах крутая или очень крутая. Захват в сторону берега — десятки метров. Тело оползня обычно размягчено водами, поступающими из песчаных комплексов верхней юры и нижнего мела. По типу здесь наблюдаются оползни цетрузив-ные, пластические и суффозиопно-пластическне, консеквентные п ин-секвентные. В Ярославском Поволжье известны доледниковые оползни. На береговых склонах, сложенных четвертичными отложениями, развиваются оползни относительно меньших размеров с глубиной захвата 5—10 м. Поверхность смещения чаще пологая, иногда крутая, стенки отрыва крутые и невысокие. Оползают обычно покровные суглинки по морене, иногда захватывая ее верхнюю часть. Оползанию способствуют выходы вод межморенных, предледнпковых и мезозойских водоносных горизонтов.
По данным Гипротранскарьера, относящимся к 1962 г., много осложнений вызывает оползневой участок железной дороги /Москва— Брянск. Здесь, на склоне речной долины железнодорожное полотно неоднократно деформировалось вследствие оползания склона; происходила подвижка аллювиальных отложенпй по юрским глинам, вызванная переувлажнением склона. Деформации полотна отмечались здесь в 1899, 1903, 1927, 1928, 1933, 1959 и 1961 гг.
Болота п заболоченные территории непригодны для освоения без значительных затрат на их инженерную подготовку. Участки, где заболочены даже водоразделы, встречаются в Калининской области (Верхне-Волжская низина), на междуречье Мологи п Молочп во многих местах на юго-западе области (район Рославля — Смоленска— Сухиннчей и др.). Сравнительно плоский рельеф и малые уклоны рек обусловили заболачивание пойм очень многих рек—Волги, .Москвы, Дубны, Жиздры, Угры и др.
Просадочные явления характерны только для юга этой области, где покровные отложения приобретают свойства лёссовидных суглинков п даже лёссов. Просадочные явления отмечены в районе Рославля, па междуречье Оки и Жиздры, у Вязьмы п Сафоново.
3. ОБЛАСТЬ МЕЩЕРСКОЙ НИЗИНЫ
Естественными границами Мещерской низины являются: на севере— Юрьевское Ополье, на северо-западе — Клинско-Дмптровская гряда, на юго-западе — Средне-Русская возвышенность, на востоке — Окско-Цнинское плато.
ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ Р\ПОНИРОВ ХИНЕ И ХАР\КТЕРИСТИК.1 РАЙОНОВ 395
Поверхность Мещерской низины в общем понижается с запада на восток от абсолютных отметок 117—120 до 100—85 м. Рельеф представляет собой чередование плоских пониженных пространств и не менее плоских повышенных участков с пологими склонами. В ряде мест, особенно по берегам рек, озер и вблизи болот, встречаются ионные всхолмления. Незначительные уклоны поверхности, явившиеся результатом слабой расчлененности рельефа, обусловили слабое развитие гидрографической сети.
Сочетание плоского рельефа со слабым развитием гидрографической сети, преобладание осадков над испарением, наличие близко залегающего водоупора и другие условия вызывают длительное застаивание атмосферных и поверхностных вод на поверхности земли, а как следствие этого — сильное заболачивание территории. В настоящее время почти третья часть Мещерской низины заболочена. Средн болот встречаются все основные их типы: низинные, верховые и пере-хо 1ные с преобладанием низинных (70%).
Озерные впадины имеют здесь различное происхождение, разные размеры, глубину и форму. На западе озер больше, размеры их крупнее, но они неглубоки и легко зарастают. Эти озера образовались в результате сложной аккумулятивной работы ледника и ледниково-речных потоков, своими отложениями создававших подпруживанпе стока. На востоке озера меньше по размерам, по глубже. Часть озер несомненно имеет карстовое происхождение, например, озера Бездонное, Светлое и др.
Коренную основу Мещерской низины слагают породы герцинско-го и альпийского структурных этажей, представленные карбонатной, террпгенно-карбонатной и нижней терригенной формациями. В ряде мест породы коренной основы выходят на поверхность, преимущественно по восточному краю, примыкающему к Окско-Цнннскому валу, и по берегам рек Москвы и Клязьмы.
В структурном отношении коренная основа Мещеры является частью Владнмиро-Шиловского прогиба.
Поверхностные отложения принадлежат четвертичной системе и представлены всеми ее отделами. Флювиогляциальный комплекс является главным образом среднечетвертичным (днепровского и московского оледенений), он выражен разнозерннстымн песками с гравием, галькой и валунами. Моренный комплекс не имеет сплошного распространения. Днепровская морена пре [ставлена красновато-коричневыми и желтоватыми суглинками с валунами. Озерно-болотный комплекс сложен песками, илами и торфом. Эоловые комплексы (тревний и современный) выражены дюнными песками.
Флювиогляциальные отложения слагают обширные пространства центральной равнинной части низины и лишь в придолпнных участках они сменяются накоплениями аллювиального типа. Древнеаллю-впальные отложения вложены в более глубокие эрозионные долины, они отличаются значительной мощностью и грубозернистым, иногда грубообломочным составом в нижней своей части, в кровле они постепенно замещаются мелкозернистыми и илистыми разностями. Аллювиальные отложения представлены всеми тремя их фациями — пойменной, русловой п старичной.
Пестрота характера образований коренного ложа при небольшой мощности песчано-глинистых накоплений четвертичного возраста является весьма важной в инженерно-геологическом отношении особенностью района. При этом следует отметить, что в составе пород, слагающих коренное ложе, имеются континентальные бат-келловейские
396
ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ
отложения, характеризующиеся неповсеместным распространением, невыдержанным составом, непостоянной мощностью. Они выполняют доюрские эрозионные ложбины, и в этом случае представлены преимущественно песчано-глинистыми породами, мощность которых нередко достигает 30, а местами 60 м. Иногда они залегают на повышенных участках в ви ie линз мощностью то 2 м и тогда представлены глинами тощими пли жирными (огнеупорными). Немаловажно и то обстоятельство, что каменноугольные породы (известняки, доломиты), слагающие коренное ложе обширных пространств района, часто сильно разрушены и закарстованы.
Подморенные (дпепровско-окские флювиогляциальные) отложения области также имеют весьма пестрый состав и представлены то тонкозернистыми плывунными песками и глинистыми породами, то более крупнозернистыми песками с прослоями и линзами гравелистых разностей. Мощность их на участках с сохранившимся моренным покровом 10—20 м изредка достигает 30 м. В тех случаях, когда надморенная песчаная толща налегает на подморенную, суммарная мощность песков нередко превышает 30 м. Однако в центральных частях области в предледниковое время происходил размыв, повторившийся при отступании ледника. В зоне размыва оказались нацело снесенными не только предледннковые накопления и морена, но и значительная часть мезозойской толщи. Послеледниковый размыв здесь сменился аккумуляцией маломощной толщи флювиогляциальных песков.
Современные аллювиальные осадки области представлены в значительной мере илистыми глинистыми породами с торфом. Обобщенные показатели инженерно-геологических свойств некоторых типов грунтов, развитых в данной области, приведены в табл. 36.
Гидрогеологические условия и инженерно-геологические характеристики пород отличаются значительной пестротой. В пределах древнеаллювиальных террас территория характеризуется большой глубиной залегания грунтовых вод (от 5 до 20 м и более) и благоприятными условиями для инфильтрации талых и дождевых вод в безводную зону песчаных пород.
За пределами развития древнеаллювиальных накоплений четвертичная толща представлена флювиогляциальными песками, по составу мелкозернистыми, илистыми и глинистыми, нередко со значительными прослоями глинистых пород. При этом сокращается и мощность водосодержащих пород, обычно принадлежащих к плывунному типу. На этих пространствах грунтовые воды залегают на не большой глубине (до 5 м) или же непосредственно у дневной поверхности, с ними связано заболачивание местности и накопление торфяников. Вдоль осушительных канав развиваются оплывпны и небольшие оползни. Воды характеризуются высокой железистостью и зна,-чительным содержанием гуминовых кислот, агрессивностью по отношению к бетону. Водоупором являются коренные породы.
Малая мощность, пестрота и обводненность четвертичных накоплений при невыдержанном составе подстилающих (коренных) пород определяют в общем неблагоприятные условия возведения и эксплуатации сооружений в районе. Обстоятельством, существенно осложняющим эти условия, является то, что доступные в качестве основания породы, как правило, отличаются слабой уплотненностью и часто высоким содержанием органического ила и торфа.
Относительно благоприятные условия строительства отмечаются в пределах террас, поскольку они характеризуются более глубоким
ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ И ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНОВ
397
Таблица 36
Обобщенные показатели инженерно-геэлэгичгских свойств некоторых грунтов Мещерской низины
Физико-технические показатели	Грунты				
	пески современного аллювия	суглинки современного аллювия	пески верх-нечствертич-ныс	пески эоловые	суглинки днепровской морены
Г ранулометрпческий состав, содержание фракций, %: 1—0,5 Л1Л1	....	0—25*	0-0	2-20	1—18	0-5
	8 (382)**	0(149)	6(526)	3(43)	0(21)
0,5—0,25 лм1	. .	11—49	0—5	5-37	8—35	0—31
	34 (382)	0 (149)	23 (526)	21 (43)	8(21)
0,25—0,05 мм . . .	26—76	10-50	38—80	50—85	1—70
	53(382)	28(149)	69 (526)	71 (43)	30(21)
0,05—0,002 лип . . .	0—14	29—73	0—22	0—10	5-56
	4 (382J	56(149)	2 (526)	3(43)	44(21)
менее 0,002 лгл( .	0-3	10—25	0—4	0—7	7—81
	1 (382)	16(149)	0(526)	2(43)	18(21)
Полная влагоемкость .	17—24		18—24	16-24	
	19(266)		21 (160)	20(36)	
Максимальная молекулярная влагоемкость, %	0,5—5,3		0,9—7,0	1.2—3,1	
	1,6(131)		2,0(56)	1.5(21)	
Водоотдача на 2 м3 грунта, л 		294	—	300	300	—
Объемный вес в образцах с нарушенной структурой, г/см?				1,56—1,59	1,37—1,67	
			1,58 (3)	1,54(9)	
Удельный вес. Г/см2- .	2,63—2,68	2,66—2,69	—	—	
	2,65 (20)	2,68 (8)	2,66	2,66	—
Объемный вес, г/си2 при максимальном уплотнении ....	1,57—1,79		1,57—1,80	1,56—1,80	
	1,69 (251)		1,72(378)	1,68(38)	
при минимальном уплотнении 		1,34—1,54		1,32—1,54	1,41—1,56	
	1,45(259)		1,46 (346)	1,45 (33)	
Пористость, % . . . .	37—45		38—47	39—44	
	40 (252)		42 (108)	42(33)	
Угол естественного откоса в сухом состоянии .	33^-39		32—42	35—36	
	35 (97)		35 (6b)	35(11)	
под водой 		31,5—35		31—38	33—34	
	33(97)		33 (65)	33(11)	
398
ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ
Продолжение табл. 36
Грунты
Физике- технические показатели
пески современного аллювия
суглинки современного аллювия
пески верх-нечетвертпч-ныс
пески эоловые
суглинки днепровской морены
Коэффициент фильтрации (в трубке СПЕЦГЕО), л< сутки
1,1—19,3
4 ,5 (237)
0,6—8,1
3,5(465)
0,4-6,0
2,2(37)
Пластичность, %
верхний предел . .
нижний предел. .
число пластичности
9—25
15(61)
20—38 36(19) 12—25 20(19)
8—13 16(19)
* В числителе показаны пределы показателей, в знаменателе—среднее их значение
••В скобках указано количество определений
залеганием грунтовых вод и часто грубопесчаным составом порот. Дюнные всхолмления, сложенные с поверхности однородными отсортированными песками, также являются хорошим естественным основанием для сооружений. Но поскольку пески нередко подстилаются ослабленными (часто заторфованиыми) пылевато-илистыми породами, они не всегда могут быть использованы в качестве естественного основания капитальных сооружений, и для строительства на таких участках требуется созтанне искусственного основания. Земляные работы обычно выполняются с предварительным водопонижением, применением шпунтовых ограждений, реже — при открытом водоотливе п простейшем креплении стенок котлованов.
При слаборасчлепепном характере поверхности применять систематический дренаж площадок можно лишь с перекачкой воды. Водозахватные устройства обычно подвергаются быстрому кольмата-жу окпелами железа, в изобилии содержащимися в грунтовых водах заболоченных участков. В этих условиях вполне оправдывают себя только специальные фильтры с многослойной песчано-гравийной обсыпкой.
Породы коренного ложа (известняки и доломиты карбона) длительное время пребывали в условиях разгрузки, интенсивного выветривания, выщелачивания и развития карста, почему в верхней своей зоне они ослаблены. В южной части области, тяготеющей к Тамбовской низине, довольно широко развиты степные блюдца, свидетельствующие о просадочных свойствах покровных образовании.
По степени заболоченности и особенностям геологического строения описываемую территорию можно разделить на три района. Первый район, занимающий основную часть области,— собственно Мещерская и и з и н а — отличается весьма широким развитием болот, что вызывает необходимость проведения комплекса мелиоративных мероприятий. Осушение территории возможно путем создания на отдельных участках густой сети дренажных канав
ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ II ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНОВ 399*
для сброса грунтовых и поверхностных вод в реки — водоприемники, русла которых необходимо спрямить и канализировать. Однако в связи с этим возникает вопрос о возможности сохранения уровня воды в системе многочисленных мелких проточных озер, так как при общем осушении территории неизбежно понизится уровень воды в озерах, что повлечет за собой их зарастание и заболачивание. Возможности сохранения озер должны быть тщательно изучены. Второй район — высокое правобережье Оки — п третий район — высокое левобережье Клязьмы — характеризуются отсутствием болот и в проведении мелиоративных мероприятий не нуждаются.
4. ОБЛАСТЬ ОКСКО-ЦНИНСКОГО ПЛАТО
Окско-Цнинское плато в структурном отношении представляет собой вилообразное поднятие, вытянутое в меридиональном направлении. В осевой части этого вала на поверхность выходят породы верхнего и среднего карбона, относящиеся к карбонатной формации.
В северной половине района (приблизительно от линии Муром -Гусь-Хрустальный) каменноугольные отложения окаймляются породами ассельского яруса нижней перми (гипсово-доломитовая субформация). По восточному склону они сменяются гипсово-ангидритовой и гипсово-доломитовой субформапиямп соответственно сакмарского и казанского ярусов. По обеим сторонам Окско-Цнинского вала развиты пестроцветные породы татарского яруса, на западе залегающие непосредственно на породах ассельского яруса, а на востоке — на казанских отложениях. В южной половине породы карбона, слагающие прносевую часть вала, окаймляются породами верхней юры и мела.
Поверхность карбона в осевой части вала поднимается до абсолютных отметок 130—150 м и более. Долины рек, а также овражнобалочная сеть, врезаны в толщу палеозойских пород. Участки Оки и Клязьмы, пересекающих Окско-Цнинское поднятие, глубоко дренируют каменноугольные и пермские отложения. Поверхность плато несколько повышается с севера на юг, полого опускаясь в сторону Мещерской низины. Восточный склон Окско-Цнинского плато в направлении к долинам Цны и Мокши характеризуется крутыми уступами высотой до 40—60 л. Окско-Цнинское плато отчетливо выделяется среди окружающих его пониженных площадей распространения мезозойских песчано-глинистых пород.
Четвертичный покров междуречий, как правило, маломощный и обычно представлен мореной днепровского оледенения, перекрытой покровными суглинками. Морена лежит непосредственно на породах коренной основы и лишь в понижениях доледникового рельефа сохранились подморенные флювиогляциальные пески.
Широкое распространение имеют делювиальные лёссовидные суглинки. На юге территории в районе Касимова и Сасова отмечены блюдцеобразные западины, свидетельствующие о просадочных свойствах покровных отложений. На междуречьях распространены покровные гумусированные суглинки озерно-болотного типа. Последние отличаются слабой водопроницаемостью и являются причиной широкого распространения «верховодки» и заболачивания поверхности.
В полосе наибольших поднятий карбонатных пород развит карст, а также своеобразные овраги с широкими днищами и отвесными стенками. Через днища карстовых воронок и оврагов происходит интенсивное питание подземных вод путем поглощения талых вод и атмосферных осатков. Вдоль северо-восточного края вала (где в строении
400
ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИ ЧЕСКИ Е УСЛОВИЯ
коренной основы принимают участие породы казанского яруса) наряду с карбонатным карстом встречается карст сульфатный.
Н. В. Родионов (1963) относит карст восточной части ЛАосков-ской синеклизы к типу платформенного эрозионного карста древних п современных эпох карстообразованпя. Карстующпеся породы на большей части территории не выходят на дневную поверхность и прикрыты покровом более молодых отложенпй.
Наиболее частыми поверхностными проявлениями карста являются многочисленные провальные воронки, особенно многочисленные на участках развития гипсов и ангидритов пермского возраста. Провальные воронки в гипсах отличаются внезапностью возникновения п быстрым ростом. Глубина воронок достигает до 30 м при диаметре 40—50 м. Нередко карстовые воронки располагаются цепочкой, что характерно для овражно-балочной сети закарстованных районов.
Наиболее широко развит карст в северной части Окско-Цнпнско-ю вала (см. рис. 53), где по данным Н. В. Родионова установлено широкое развитие мучнистых доломитов и известковой муки. Так, в окрестностях Коврова в 1960 г. в породах каменноугольного возраста скважиной пройден слой доломитовой муки мощностью до 10 м, залегающий под четвертичными отложениями. Свежие карстовые провалы отмечены у Вязников (1958 г.), в устье Клязьмы (1954, 1959 гг.), у Коврова (1956 г.) и во многих других местах.
Карстовые явления приурочены также к склонам древней долины Оки. Некоторые карстовые формы представляют собой реликты еще более древних карстовых процессов. Крупные карстовые воронки со следами неоднократных разновременных подвижек являются, вероятно, древними формами карста, унаследованными и усложненными более поздними (вплоть до современного) этапами карстообразованпя.
Б. С. Шустов так характеризует условия развития карста на Окско-Цнинском валу. Средне- и верхнекарбоновые известняки обнажаются по Оке в окрестностях Касимова, по р. Пету в Пптелпнско.м районе, по Цне в Сасовском районе, а также в других местах. Отложения каширского горизонта среднего карбона состоят из сплошных известняков, местами тонкослоистых с прослойками мергелей. Примерно такой же характер носят отложения подольского и мячковско-го горизонтов среднего карбона. Еще выше залегают доломитизиро-ванные известняки и доломиты верхнего карбона.
По Окско-Цнпнскому валу толща этих пород выступает довольно отчетливо в современном рельефе. Здесь во многих местах наблюдаются карстовые формы в виде больших воронок и провалов, местами достигающих 20—30 м в диаметре. Особенно хорошо выражены карстовые провальные формы южнее Оки (близ сел Ащуково, Чернышовы Починки, Ташкенка, Савино). В литературе со слов колхозников описан случай провала дома в карстовую яму, возникшую внезапно после выпадения сильных дождей в 1938 г. южнее Касимова (в дер. Чернышовы Починки). На дне воронок иногда можно видеть поноры, в которые уходят дождевые и талые воды. Во многих пунктах этого района население страдает от недостатка воды. Грунтовые воды здесь залегают глубоко.
При оценке и прогнозе карстовых явлений следует считаться с тем, что на участках со слабыми внешними признаками современных карстопроявлений карстовые провалы могут активизироваться за счет дополнительной нагрузки от различных сооружений, транспорта, работы вибрирующих механизмов, водоотлива и других изменений природных условий.
ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ И ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНОВ 4Qf
За исключением районов развития карста, территория описываемой области характеризуется в общем вполне благоприятными условиями для промышленного, гражданского и железнодорожного строительства. В качестве естественного основания сооружений используются моренные суглинки и реже (ввиду глубокого залегания) —коренные породы. Охарактеризованные условия наиболее сложны для гидротехнического строительства вследствие высоких водопоглощающих свойств пород палеозоя.
5. ПЕРИГЛЯЦИАЛЬНАЯ ОБЛАСТЬ ДНЕПРОВСКОГО ОЛЕДЕНЕНИЯ
Эта область представляет собой доледниковую равнину Средне-Русской возвышенности. Она располагается вне границ московского оледенения на территории, бывшей под днепровским ледником. Мещерская низина разделяет ее на две части: юго-западную (большую), располагающуюся на северном окончании Средне-Русской возвышенности, и северо-восточную (меньшую), называемую Юрьевским Опольем *.
Юго-западная часть области почти точно совпадает с северным окончанием той части Русской платформы, которая испытала новейшие тектонические поднятия в пределах 200—300 м (Николаев, 1961).
По времени формирования рельефа юго-западная часть области (районы Калуги, Серпухова, Тулы) является одной из древнейших денудационных поверхностей выравнивания Русской платформы, начавшей формироваться еще в палеогене. Формирование рельефа восточного края области продолжалось в неогене и в четвертичном периоде. Со сложной геологической историей формирования рельефа области связана и неоднократная перестройка ее гидрографической сети.
Коренную основу области, вскрываемую эрозионной сетью, слагают породы герцинского и альпийского структурных этажей. Герцин-ский этаж представлен терригенно-карбонатной, угленосной, карбонатной п лагунной формациями.
Альпийский эгаж сложен нижней терригенной формацией, представленной двумя субформациями: бат-келловейской континентальной, состоящей из аллювиальных, озерных и болотных отложений, а также верхнемеловой субформацией шельфа, выраженной комплексом глубинных глин шельфовой фации (песчано-глинистые пиритоносные фосфоритовые— черные и серые отложения) и комплексом глубинных песков шельфа (глауконитово-кварцевые фосфоритовые пески).
Современный этаж представлен сложным комплексом ледниковых и ледниково-речных отложений окского, днепровского и московского оледенений (нижне- и среднечетвертичными и современными аллювиальными и озерно-болотными отложениями). Водораздельные пространства и верхние террасы покрыты лёссовидными отложениями времен московского и валдайского оледенений.
В районе Рязани (близ населенных пунктов Грецкое, Дмитровка, Рубцовка, Карцеве, Марьинка, Зеленово и др.) покровные суглинки являются лёссовидными и могут обладать просадочными свойствами. По своему составу они более чем на 90% состоят из алевритов, причем содержание частиц размером более 0,01 мм колеблется от 20 до 57,8%, а частиц размером менее 0,01 мм — от 27,3% до 73,2%; содержание песчаных фракций обычно не превышает 6%. Просадоч-
1 На прилагаемой схеме инженерно-геологического районирования (см. рис. 53) юго-западная часть обозначена Vi, а северо-восточная V2.
26 Заказ 161.
402
ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ
ность суглинков в основном отмечена на глубине 1—2 м, ниже она уменьшается и на глубине 6 м суглинки обычно уже не просадочны.
Гидрогеологические условия характеризуются наличием преимущественно пластовых вод в породах девона, карбона и мезозоя и грунтовых вод — в четвертичных отложениях. В последних вода содержится в подморенных и межморенных (флювиогляциальных), внутримо-ренных и аллювиальных образованиях. Местами водоносны также покровные лёссовидные отложения. Из современных геологических явлений широко развиты оврагообразование, оползни и карст.
Оврагообразование особенно характерно для Средне-Русской возвышенности, где развитие оврагов вызывается главным образом почти повсеместным распространением легкоразмывающихся покровных лёссовидных суглинков. Явления суффозии и регрессивной эрозии способствуют их быстрому росту. Во многих районах Тульской области рост оврагов принимает катастрофические размеры, овраги захватывают огромные территории пашен, пересекают дороги, угрожают постройкам. Глубокие овраги способствуют образованию оползней.
Широкое развитие имеет карст (см. рис. 53). Н. В. Родионов (1963) указывает на наличие здесь карста разного возраста и дает ему следующую характеристику. Карбонатные породы девона и карбона были в той или иной мере затронуты карстовыми процессами, происходившими в эпохи неоднократных континентальных перерывов: до-яснополянскпй, доверейскнй, доверхнеюрский (начавшийся в конце карбона и захвативший пермь, триас и большую первую половину юры). В среднем келловее установившийся морской режим остановил развитие карста, под осадками юрского моря были погребены эрозионные и карстовые формы. Заполнение пустот, по-видимому, не распространялось на значительную глубину, и преобладающая часть полостей осталась незаполненной.
После валанжина вновь установились континентальные условия, развитие карста возобновилось и продолжается до настоящего времени. На территориях, покрытых ледниковыми отложениями, карстовые процессы несколько приостанавливались и вновь оживлялись в периоды таяния ледника. Таким образом, можно представить три главных этапа развития карстовых процессов — докелловейский, дочетвертпч-ный и современный.
Наиболее широко карст развит в юго-западной части области, где он отмечается по долинам Оки, Упы, Пропп. Очень много карстовых воронок в районе Серпухова и Коломны, здесь имеются провалы, датированные 1908, 1913 и 1948 гг.
Карстовые деформации дневной поверхности распространены широко, хотя неравномерно по отдельным частям области. Карстовые формы возникают и в настоящее время, обычно образуются воронки диаметром 30—60, редко 100—200 м и глубиной от 2—5 до 10—12 м, реже более. Стенки воронок отвесны и обнажены или же пологи и задернованы. Иногда воронки заняты озерками' (оз. Пятпицкое) глубиной до 20 м. Дно незаполненных водой воронок обычно заболочено. В северо-восточной части области карстовые явления развиты гораздо слабее. Здесь отмечены лишь единичные воронки по рекам Судогде и Нерли.
Карст в карбоне имеет весьма важное значение при оценке условий разработки полезных ископаемых (например, бурого угля). Прогноз в отношении возможности возникновения на том или ином участке карстовых деформаций следует основывать прежде всего на сведениях о рельефе известнякового фундамента и условиях циркуляции подземных вод (в частности, перелива грунтовых вод) и дополнять эти
ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ И ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНОВ 403
сведения результатами исследований по изменению степени агрессивности вод.
В угольных шахтах часто наблюдаются карстовые пустоты, выполненные песками яснополянского возраста. Вследствие выноса этих песков при водопонизительных работах в осушенной зоне могут образовываться значительные полости часто с обрушающейся кровлей. В шахтах известны пески типа «сыпуиов», которые способны проникать даже через небольшие трещины в глинах или в углях и почти мгновенно заполнять штреки.
Нужно полагать, что механизм образования провалов дневной поверхности отличается значительным разнообразием. Одним из примеров может служить наличие в кровле закарстованных известняков, разнородных по свойствам высокоподвижных песков. В этих условиях провалы- возникают внезапно при обрушениях сводов карстовых пещер и других пустот, а в других случаях в результате постепенного разрастания вначале небольших оседаний и ям.
Другим явлением, существенно влияющим на оценку условий подземного строительства, является пучение пород. Условия пучения пород в горных выработках Подмосковного угольного бассейна были охарактеризованы выше при описании инженерно-геологической области (II) ледниково-речных долин и конечных морен. На схеме, приведенной в табл. 32 и на рис. 54, описываемая область относится к участкам бив третьей палеогеографической зоны, характеристика которой здесь не повторяется.
Водоносные горизонты в северо-восточной части области располагаются в несколько ярусов, на более или менее выдержанных водоупорных глинистых прослоях в толще карбонатных и песчаных пород. При дренировании «поглощающими свитами» или эрозионной сетью водоносные горизонты исчезают. При выклинивании водоупорного слоя наблюдается резкая смена водного режима. Ручьи и питающие их родники исчезают с тем, чтобы вновь появиться ниже по склону на уровне выхода следующего водоупорного слоя. Обводненные флювиогляциальные пески отличаются слабой водоотдачей, часто носят плывунный характер. В покровных суглинках обычно встречается верховодка.
Гидрогеологические условия в юго-западной части области определяются прежде всего широким распространением поглощающей толщи известняков и лишь спорадической обводненностью четвертичной толщи. В последней наиболее широким распространением пользуется верховодка, развитая в толще покровных лёссовидных пород. Нижнемеловые пески, содержащие первый от поверхности водоносный горизонт, в связи с их слабой водоотдачей обладают плывунными свойствами.
В инженерно-геологическом отношении область характеризуется:
1)	сравнительно спокойным рельефом;
2)	наличием мощного делювиального покрова, образовавшегося в северо-восточной части за счет смыва элювия коренных пород, а в юго-западной — в результате смыва ледниковых отложений;
3)	широким распространением в составе делювиального покрова лёссовидных, иногда просадочных пород;
4)	возможностью и надежностью возведения тяжелых сооружений на коренных породах (няжнекаменноугольных известняках и песчано-глинистых отложениях) или на плотных суглинках морены;
5)	благоприятными гидрогеологическими условиями для обычного промышленного и гражданского строительства (хорошей дренирован-ностью территории при сравнительно неглубоком залегании подземных вод, пригодных для водоснабжения);
404
ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ
6)	непостоянством, а часто и сложностью гидрогеологических условий для подземного строительства и ведения горно-эксплуатационных работ вследствие пестрой перемежаемости пород различного литологического состава, в частности, наличия в геологическом разрезе высокоподвижных песков;
7)	широким развитием карста — особенно в юго-западной части области;
8)	частым переливом вод из одного горизонта в другой и большой активностью суффозионных явлений в областях выклинивания водоносных горизонтов.
6. ОБЛАСТЬ ВНЕЛЕДНИКОВОИ ЧАСТИ СРЕДНЕ-РУССКОЙ ВОЗВЫШЕННОСТИ
Эта область расположена на самом юге региона вне границ днепровского оледенения; она занимает очень небольшую территорию южнее Плавска. Породы коренной основы здесь аналогичны описанным для пятой области. Под сравнительно маломощным чехлом четвертичных отложений залегают каменноугольные и девонские породы, представленные лагунной, карбонатной и терригенно-карбонатной формациями. На водоразделах сохраняются мезозойские отложения — нижняя терригенная формация.
Рельеф области отличается слабой расчлененностью н сглаженными формами. Эрозионная сеть характеризуется пологими склонами и относительно неглубоким врезом в породы коренной основы. Однако в пределах приречных зон долины дренируют не только комплекс четвертичных отложений, но и песчано-глинистые породы коренной основы, вплоть до упинских и даже верхнедевонских образований. Сглаженность форм рельефа создается не только наличием песчано-глинистого перекрытия, существенно выравнивающего рельеф известнякового фундамента, но также и мощным делювиальным покровом-чехлом, спускающимся от водоразделов в речные долины.
Из физико-геологических явлений, влияющих на оценку условий строительства в данной области, наибольшее значение имеет карст. Масштаб этого явления ясно виден на рис. 53, где описываемая область покрыта наиболее густой сетью карстовых воронок и других форм карстопроявленпя. Здесь карст широко развит в районах неглубокого залегания карбонатных пород карбона и девона, вскрытых долинами и оврагами.
На поверхности карст проявляется карстовыми воронками иногда с действующими понорами, многочисленными карстовыми блюдцами, в долинах, балках и оврагах исчезновением или появлением водотоков, а также высокой кавернозностью и трещиноватостью известняков. Глубинный карст при проходке скважин устанавливается по провалу буровых снарядов (до 1,5 м). Наиболее интенсивно карст развивается по дну и склонам долин рек и балок, местами наблюдаются цепочки воронок, диаметр которых изменяется от 1 —12 до 25—30 м, а глубина от 2 до 8, иногда до 20 м. Поноры интенсивно поглощают поверхностные воды, но не образуют видимых вертикальных карстовых ходов. Воронки чаще сухие, лишь дно их иногда заболочено.
Довольно широко в описываемой области развиты и оползневые явления. Особенно неустойчивы склоны долин Красивой Мечи, Зуши и других рек. Оползни приурочены к породам различного возраста — от мезозоя до карбона. В долинах крупных рек оползни часто возникают в местах пересечения их с древними долинами. Размеры оползней обычно невелики, они имеют ступенчатую и циркообразную форму,
ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ И ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНОВ 405
ширину по фронту до 100—250 м, глубину до 50—150 м и амплитуды смещения от 4—6 до 20—30 м. Часто оползни стабилизированы, но иногда осложнены свежими подвижками. Оползание упинских известняков по малевским глинам иногда сопровождается хаотическим нагромождением глыб известняка в теле оползня, что придает специфический облик оползням этого типа.
В общем описываемая область характеризуется следующими инженерно-геологическими особенностями:
1)	сглаженными формами рельефа и, следовательно, благоприятными условиями для наземного строительства;
2)	широким развитием лёссовидных пород, часто обладающих просадочными свойствами;
3)	сравнительно близким к поверхности залеганием пород коренной основы, которые могут служить надежным основанием для тяже-.лых сооружений;
4)	благоприятными гидрогеологическими условиями, позволяющими проводить поверхностное строительство без водоотлива, так как уровень подземных вод залегает обычно ниже отметок заложения фундаментов;
5)	к числу явлений неблагоприятных для строительства как наземных, так и подземных сооружений относится карст, широко развитый в .данной области, а также оползни.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В настоящем томе при монографическом описании гидрогеологии и инженерной геологии Московской и смежных с нею областей — Смоленской, Калужской, Тульской, Рязанской, Калининской, Ярославской и Владимирской — использован новый большой фактический материал, накопившийся за последние 20 лет, прошедшие со времени издания-аналогичной работы в 1943 г.
Значительная часть материалов, таких, как результаты многочисленных исследований по разведке подземных вод для целей водоснабжения городов, промышленных центров и сельского хозяйства, опробование глубоко залегающих водоносных горизонтов и наблюдения за их температурным режимом и химизмом, осуществленные при бурении глубоких (опорных и структурно-картировочных) скважин, работы по оценке эксплуатационных ресурсов подземных вод и другие исследования позволили по-новому п с большей полнотой осветить в данной работе основные закономерности распространения и формирования подземных вод, оценить их общие ресурсы и рекомендовать мероприятия по наиболее эффективному их использованию.
Основные закономерности распространения и формирования подземных вод подробно рассмотрены в настоящем томе монографии и отображены на прилагаемых к нему гидрогеологических картах и разрезах. На южной и западной окраинах описываемой территории, совпадающих с периферийной частью Московской синеклизы, распространены водоносные горизонты в девонских карбонатных отложениях, являющихся главным источником водоснабжения в южной частн Тульской и западной части Смоленской областей. По направлению к центральной части синеклизы девонские отложения погружаются на значительную глубину, а их воды становятся непригодными для хозяйственно-питьевого водоснабжения вследствие высокой минерализации.
По мере продвижения с юга на север и с запада на восток, в соответствии с общим падением слоев, девонские водоносные горизонты (см. гидрогеологическую карту в приложении) сменяются водоносными горизонтами, приуроченными к каменноугольным отложениям — известнякам и пескам. На большей части описываемой территории, в частности в Московской, Калужской, Калининской, частично в Смоленской, Тульской, Рязанской и Владимирской областях, эти последние отложения являются основными источниками хозяйственно-питьевого водоснабжения.
Далее к северо-востоку и эти водоносные горизонты, погружаясь на глубину, теряют свое питьевое значение, так как воды в них при
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
407
обретают значительную минерализацию. На северо-востоке территории в Ярославской области пресные воды распространены лишь в четвертичных и мезозойских отложениях.
На описываемой территории хорошо прослеживается установленная ранее гидродинамическая и гидрохимическая зональность подземных вод. Выявлено, что глубина залегания нижней границы пресных вод, на юге и юго-западе района достигающая 300 лг, на его северо-востоке уменьшается до 100 м. В том же направлении, по мере погружения водоносных горизонтов на все большую и большую глубину, повышается минерализация подземных вод и наблюдается постепенный переход от гидрокарбонатных кальциевых через сульфатные к хлоридным натриевым — от пресных вод к высококонцентрированным рассолам. Отмечено, что концентрация рассолов увеличивается • соответственно от 30—50 до 200—300 г/л.
Наличие рассолов высокой концентрации открывает широкие перспективы для их использования, так же как и для использования других промышленных и лечебных вод в народном хозяйстве этого региона.
Результаты температурных наблюдений в глубоких скважинах показали, что на большей части территории на уровне кровли кристал-. лического фундамента температура воды не превышает 30—40°. Предполагается, что лишь на крайнем северо-востоке описываемой территории (район г. Любима) на глубине 3000—3500 м температура воды может повыситься до 70—75°. Таким образом, особых перспектив в отношении промышленного использования термальных вод в описываемом районе нет. Следует иметь в виду весьма высокую минерализацию термальных вод на данной территории, что также будет служить препятствием для их использования.
В настоящей работе впервые дается региональная оценка эксплуатационных запасов пресных подземных вод для всей рассматриваемой территории Московской и смежных с нею областей. Установлено, что общие эксплуатационные запасы подземных вод на этой территории составляют 550 м3/сек, в том числе в водоносных горизонтах каменноугольных отложений — 380 м3/сек. По состоянию на 1963 г. из подсчитанных запасов фактически используется в народном хозяйстве лишь около 10% (включая шахтный водоотлив в Подмосковном угольном бассейне). Подсчитанные эксплуатационные запасы подземных вод в целом значительно превосходят намечаемую в перспективе (на 1980 г.) потребность в хозяйственно-питьевой воде. Однако в ряде районов с наиболее развитой промышленностью и большим объемом городского строительства разведка подземных вод для организации крупного водоснабжения в отдельных случаях может оказаться весьма трудной задачей вследствие невозможности обеспечения новых объектов эксплуатационными запасами подземных вод из-за наличия на той же площади целого ряда уже действующих водозаборов.
В связи с этим возникает необходимость разрабатывать для таких районов схемы наиболее рационального размещения водозаборов с учетом их взаимодействия и обеспеченности запасами подземных вод на весь эксплуатационный срок. В этих схемах в качестве одного из важнейших мероприятий по упорядочению водопользования следует предусмотреть перевод технического водоснабжения промышленных предприятий с попземных на поверхностные воды. Во многих случаях весьма нерационально расходовать на эти цели зачастую дефицитные подземные воды, обладающие прекрасными питьевыми свойствами.
408
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Проведение гидрогеологических исследований с целью выявления эксплуатационных запасов подземных вод для водоснабжения крупных городов, промышленных районов и сельскохозяйственных объектов явится и в дальнейшем одной из основных задач гидрогеологической службы на данной территории. При этом особо важно организовать постоянные наблюдения за режимом эксплуатации крупных водозаборов, за их влиянием на режим эксплуатируемых водоносных- горизонтов.
К числу первоочередных задач относится также продолжение работ по среднемасштабной гидрогеологической съемке описываемой территории, поскольку пока этой съемкой покрыто лишь около 20% площади, а также по проведению крупномасштабной комплексной геолого-гидрогеологической съемки в тех районах, где отмечается дефицит подземных вод для целей водоснабжения.
Разведка промышленных вод и рассолов, а также продолжение изучения глубоких водоносных горизонтов в процессе осуществления поискового бурения на нефть и газ являются существенными задачами дальнейших гидрогеологических исследований в описываемом районе.
Проведение дальнейших работ по гидрогеологическому и инженерно-геологическому изучению территории Московской и смежных областей поможет решению многих практических задач, связанных с промышленным, городским и сельским строительством, и позволит собрать дополнительные материалы, еще более пополняющие наши знания по гидрогеологии этого важного промышленного района.
ЛИТЕРАТУРА
Акимов И. К. О переработке берегов крупных водохранилищ на примере Рыбинского водохранилища. Сб. «Рыбинское водохранилище», МОИП, 1953.
Акимов И. К. Материалы о фактической переработке берегов Рыбинского водохранилища. Тр. совещания по динамике берегов и водохранилищ, т. 1, Одесса, 1959.
Акимов И. К- Переработка берегов и баланс волновых наносов Рыбинского водохранилища. Тр. 7-го Байкальского научно-координационного совещания по изучению берегов водохранилищ, т. 1 (АН СССР, МГУ, ГИДЭП), Изд. АН СССР, 1961.
Алекин О. А. Гидрохимическая карта рек СССР. Тр. Государственного гидрологического института, вып. 25, Гидрометеонздат, 1950.
Альтовскнй М. Е. О классификации эксплуатационных запасов подземных вод. «Советская геология», № 19, 1947.
А л ь т о в с к и й М. Е. К вопросу о формировании химического состава подземных вод. «Вопросы гидрогеологии и инженерной геологии», сб. 13, Госгеолиздат, 1950.
Альтовскнй АА. Е. Состояние и дальнейшие задачи изучения режима подземных вод. «Вопросы гидрогеологии и инженерной геологии», сб. 13, Госгеолиздат. 1950
Аничкова Н. И. Некоторые черты гидрохимического режима северной части Рыбинского водохранилища. Тр. Дарвинского государственного заповедника, вып. 5, Вологодское кн. изд., 1959.
Антоненко А. И. Осушение шахтных полей Подмосковного бассейна. Бюро технич. информ. Министерства угольной промышленности, АА., 1954.
А н т о и о в А. А. К гидрогеологическому районированию центральной части южного крыла Подмосковного каменноугольного бассейна. БМОИП т. 37 (3), 1962.
Досовский Г. Н. Подземные воды в палеозойских отложениях северной части Шнлово-Владнмирского прогиба. «Советская геология», № 5, 1959.
Атлас литолого-палеогеографических карт Русской платформы и ее геосинклн-иалыюго обрамления, часть I—II. М-б 1 ‘.5 000 000. Под ред. А. П Виноградова Изд АН СССР, 1960.
Атлас литолого-фациальных карт Русской платформы. М-б 1 : 3 000 000. Госгеол пздат. ч.-1, 1952; ч. И, 1953.
Бабин В. А. О водоснабжении г. ААосквы и проект устройства в ней артезианскою колодца. «Горный журнал», № 5, СПб. 1865.
Бабин В. А. Артезианские воды ААосковского бурового колодца. «Техник», As 90, 91, СПб, 1885.
Б а боки н И. Л. Шахтные воды и способы борьбы с ними в Подмосковном бассейне. Углетехиздат, АА., 1954.
Бакиров А. А. Геологическое строение и перспективы нефтегазоносности палеозойских отложений Среднерусской платформы. Гостоптехиздат, 1948.
Б а к с а т о в С. С. Режим грунтовых вод в прибрежной зоне Рыбинского водохранилища. Бюлл. Инет, биологии водохранилищ АН СССР, № 4, 1959.
Белецкий В. Г., Ра кит янский В. И. К вопросу об использовнин подземных вод Смоленской области для целей водоснабжения. Тр. Смоленского мединститута, т. II, Смоленское кн. пздат., 1959.
Белицкий А. С. и Н и к о л а е в а Т. А. Закономерности распределения фтора в вотах каменноугольных отложений. «Советская геология», As 44, 1955.
Белицкий А. С. Артезианские воды ААосковской обтасти и использование их для водоснабжения. «Санитарно-гигиенические вопросы планировки и водоснабжения совхозов и колхозов». ААедгнз, 1958.
Белицкий А. С. Гидрогеологические санитарные условия использования подземных вод ААосковской области. Формирование вод каменноугольных отложений 27 Зак. 161
410
ЛИТЕРАТУРА
центральной части Московского артезианского бассейна. «Охрана и использование-подземных вод». Науч. тр.. вып. 27, Акад. комм. хоз. им. К. Д. Панфилова, 1964.
Беляев Б. И. Анализ гидрогеологических условий, месторождений Подмосковного бассейна методами геометрии недр. «Горный журнал», № 12, 1958.
Беляев Д. Д. Шахтные воды южного крыла Подмосковного бассейна. «Разведка недр», № 8, 1938а.
Беляев Д. Д. Необходимые исходные материалы для проектирования мероприятий по борьбе с подземными водами и плывунами в горных выработках. «Ровный журнал», № 2, 19386.
Беляев Д. Д., Гольтякова В. И. Понижение уровня подземных вод в результате дренирующего действия шахт. «Разведка недр», 1939.
Беляев Д. Д., Воробьев А. А., Гольтякова В. И., Нелюбов Л. П. и др. Гидрогеологическое описание южного крыла Подмосковного бассейна и условия1 обводненности угольных шахт. Гостоптехиздат, 1941.
Беляев Д. Д. Значение карста для эксплуатации угольных месторождений-Подмосковного бассейна. «Уголь», № 9, 1944.
Берри И. Л. Новые гпдроминеральные ресурсы курорта Кашин. Информационные методич. материалы по вопр. гидрогеологии и бальнеотехнпки лечебных вод и грязей. Вып. III, изд. Минздрав СССР, М., 1961.
Б и н д е м а и Н. Н. Оценка эксплуатационных запасов подземных вод (методическое руководство). Госгеолтехиздат, 1963.
Б ин дем ап Н. Н., Бочевер Ф. М. Региональная оценка эксплуатационных запасов подземных вод. «Советская геология», № 1, 1964.
Бобрышев А. Т. Разработка месторождений в условиях обводненного карста. «Горный журнал», № 6, 1946.
Бобрышев А. Т. Геологическая и гидрогеологическая изученность юго-западного крыла Подмосковного бассейна. Научно-техн. конф, по осушению шахтных полей Подмосковного бассейна. Углетехиздат, М., 1957.
Богомолов Г. В. Основные закономерности формирования и распространения вод в центральной п западной частях Русской платформы. Изв. АН БССР, серия фпз.-техн. паук., № 4, 1958.
Богомолов Г. В. Геологические структуры центральной и западной частей Русской платформы и их роль в распределении и формировании подземных вод. Тр. ГИН АН БССР, вып. 2, 1961.
Богомолов Г. В. и др. Подземные воды центральной и западной частей Русской платформы. Изв. АН БССР, Минск, 1962.
Богословский Н. А. Общая геологическая карта России. Лист 73. Тр. Геол-кома, нов. сер. 16, СПб, 1906.
Бондаренко С. С. О методике разведки подземных йодоброыных вод. Тр. МГРИ, т. 35, Изд. МГРИ, М„ 1959.
Борзов А. А. Геоморфологические наблюдения в сопредельных частях Московской, Владимирской и Тверской губ., «Землеведение», кн. 3—4, 1922.
Бочевер Ф. М.. Веригин Н. Н. Методическое пособие по расчетам эксплуатационных запасов подземных вод для водоснабжения, Госстройиздат, 1961.
Бочевер Ф. М., Куделин Б. И., Чу ринов М. В. К методике отражения ресурсов подземных вод на гидрогеологических картах. Доклад на симпозиуме по подземным водам в г. Афины. Изд. Ассоциации научной гидрологии МГТС (на английском языке), 1962.
Бочевер Ф. М.. О р ф а и и д и К. Ф. Опыт определения исходных гидрогеологических параметров для оценки эксплуатационных запасов подземных вод. Тр. лабор. ш:ж. гпдрогеол. ВОДГЕО, сб. 4, Госстройиздат, 1962.
Бочевер Ф. М. Гидрогеологические расчеты крупных водозаборов подземных вод и водопонизительных установок. Госстройиздат, 1963.
Бочевер Ф. М. Расчет водозаборных и водопонизительных скважин в закрытых пластах. «Вопросы гидрогеологических расчетов водозаборов и дренажей». Госстройиздат, 1963.
Бунеев А. Н. К вопросу происхождения основных типов минерализованных вод в осадочных породах. Докл. АН СССР, т. 14, № 6, 1944.
Бунеев А. Н. К истории вод седиментации. «Советская геология», № 19, 1947.
Бунеев А. Н., Харитонова Л. П. О восстановлении сульфатов в воде Краинских источников в атмосфере водорода. Тульская область, Тр. ЛГГП, АН СССР, т. 1, 1948.
Б v и е е в А. Н. Основы гидрохимии минеральных вод осадочных отложении. Медгиз, 1956.
Бурцев М. П„ Лебедянская 3. П. К вопросу об определении притока воды в новые шахты Подмосковного угольного бассейна. «Разведка и охрана недр», № 2, 1958.
Валяшко М. Г. Бром как генетический признак в соляных отложениях. Тр. ВНИИГ, вып. 25, Л., 1952.
ЛИТЕРАТУРА
411
В а л я ш к о М. Г. О некоторых общих закономерностях формирования химического состава природных вод. Сб. «Гидрохимические материалы», т. 22, АН СССР, 1954
Вардаиянц Л. А. Геологическая карта докембрийского фундамента русской платформы. М-б 1 : 5 000 000. Госгеолтехиздат, 1960.
Васильевский М. ДА. Схема основного гидрогеологического районирования Европейской части СССР. «Советская геология», № 8—9, 1938.
Васильевский М. М. О гидрогеологическом, районировании территории СССР. «Природа», № 4, 1940.
Вендров С. Л., Золотарев Г. С., Урбан Б. Э. Наблюдения за переработкой берегов. «Опыт и методика изучения гидрогеол. и ппж.-геол. условии крупных водохранилищ», ч. 2—3, Изд. МГУ, 1961.
Вернадский В И. О классификации и химическом составе природных вод. «Природа», № 9, 1929.
Веселовская М. М. п 3 а в и д о н о в а А. Г. Докембрий района Калужского поднятия по материалам глубокого бурения. Изв. АН СССР, серия геол., № 1. 1952.
Викторов А. М. Разрушение берегов Угличского водохранилища. «Гидротехническое строительство», № 9. 1958.
Виноградов А. П. Иод в морских илах. Тр. Биохимической лаборатории АН СССР, т. 5, 1939.
Виноградов А. П. О хлор-бромном коэффициенте подземных вод. Докл. АН СССР, 1944.
Виноградов А. П., Боровик-Романов Т. Ф. К геохимии стронция. Докл. АН СССР, т. 46, № 5, 1945.
Виноградов А. П. Рассеянные химические элементы в подземных водах разного происхождения (О значении коэффициента пропорциональности). Тр. ЛГГП, АН СССР, т. 1, 1948.
Виноградов А. П., Р о и о в А. Б. Эволюция химического состава глии Русской платформы. «Геохимия», №2, АН СССР, 1956.
Ви йог р адов А. П. и Р о н о в А. Б. Состав осадочных пород Русской платформы в связи с историей ее тектонических движений. «Геохимия», № 6, АН СССР, 1956.
Водный кадастр СССР. /Яатерпалы по режиму рек СССР. Бассейн Каспийского моря. Вып. I и II. Гидрометпздат, 1940.
Волков К. Ю. Новые данные о геологическом строении и угленосности юго-западной части Подмосковного бассейна. Тр. второго геол, совещ. по Подмосковн. угольи. басе., Углетехпздат, 1957.
Воробьев А. А., Яблоков В. С. Типы обводненности угольных месторождений Подмосковного бассейна и основные мероприятия по их осушению. «Горный журнал», № 12, 1936.
Вортман 3,. ДА. (Под редакцией Г. Ф. Мпрчинка). Артезианские, воды СССР. ОНТИ, 1934.
Г а в р ю х и п а А. А. Воды каменноугольных отложений Москвы и их современное состояние. Тр. ЛГГП АН СССР, т. 24, 1959.
Г а в р ю х и и а А. А. О влиянии хозяйственной деятельности человека на процессы формирования подземных вод. «Сб. статей по вопросам гидрогеологии и инженерной геологии». Изд. МГУ, 1962.
Г а в р ю х и н а А. А. Подземные воды каменноугольных отложений Москвы и изменение их состояния под влиянием длительной эксплуатации». «Охрана и использование подземных вод». Науч, тр., вып. 27, Акад. комм. хоз. нм. К. Д. Панфилова, М.—Л., 1964.
Гагапидзе А. Р. Минеральные источники Московской обл. Изв. МГРТ, т. 2, вып. 3—4, 1934.
Г а г а н н д з е А. Р. О количестве воды, извлеченной пз водоносного горизонта подмосковного карбона. Изв. МГРТ, т. 4, ОНТИ, 1937.
Гармонов И. В. и Каменский Г. Н. Карты водопроводнмости и динамических запасов грунтовых вод в Пехорско-Купавненском районе близ г. Москвы. «Водные богатства недр земли на службу соц. строительству», № 6, ОНТИ, 1933.
Гармонов И. В. Зональность грунтовых вод Европейской части СССР. Тр. ЛГГП АН СССР. т. 3, 1948.
Г а р м о и о в И. В. Карты грунтовых вод территорий степных и лесостепных районов Европейской части СССР. М-б 1 :3 000 000. АН СССР, 1953.
Гармонов И. В. Пояснительная записка к картам грунтовых вод степных и лесостепных районов Европейской части СССР. АН СССР, 1955.
Гармонов И. В. Принципы зонального районирования грунтовых вод. «Вопросы изучения подземных вод и инженерно-геологических процессов». Изд. АН СССР, 1955.’
412
ЛИТЕРАТУРА
Гармонов И. В. Грунтовые воды степных и лесостепных районов Европейской части СССР и их гидрохимическая зональность. Изд. АН СССР, 1958.
Гармонов И. В., Лебедев А. В. Гидрогеологические условия Пехорско-Кунавнепского междуречья в связи с оценкой режима и ресурсов грунтовых вод для целей водоснабжения. Тр. ЛГГП, АН СССР, т. 16, 1958.
Г а т а л ь с к и й М. А. О погребенных и застойных подземных водах Русской платформы в связи с поисками нефти и газа. Тр. ВНИГРИ, новая серия, Геологический сборник № 2, Гостоптехиздат, 1958.
Г а т а л ь с к и й М. А. Подземные воды и газы палеозоя северной половины Русской платформы. Тр. ВНИГРИ, вып. 9. Гостоптехиздат, 1954.
Г а т а л ь с к и й М. А. Значение динамики в формировании подземных вод Русской платформы. Тр. ВНИГРИ. новая серия, Геологический сборник № 2, 1956.
Г атальский М. А. Оценка перспектив нефтегазоносности Русской платформы по гидрохимическим показателям. Тр. ВНИГРИ, новая серия, вып. 111, т. 3. Очерки по геологии СССР, 1957.
Г а т а л ь с к и й А1. А. Методы гидрогеологической оценки перспектив нефтеносности изучаемой территории па примере Русской платформы. Сб. «Геохимкч, методы поисков нефтяных и газовых месторождении», АН СССР, 1959.
Гафаров Р. А. Строение докембрийского фундамента севера Русской платформы. Изв. АН СССР, № 1, 1961.
Гвоздецкий Н. А., Спиридонов А. И. Некоторые наблюдения над карстом Владимирской и Ивановской областей. БМОИП, т. 33 (6), вып. № 4, 1958а.
Гвоздецкий Н. А., С п и р и д о н о в А, И. Новые данные о карсте бассейна р. Клязьмы и Окско-Клязьминского междуречья. Сб. «Региональное карстоведение». Тр. совещап. по регион, карстоведению, М014П. 19586.
Гейслер А. Н. К вопросу о стратиграфическом расчленении и корреляции нижнекембрийских отложений северо-западной части Русской платформы. Информ, сб. ВСЕГЕИ, № 11, 1959.
Г е л ь м е р с е и Г. Об артезианских колодцах вообще и в России в особенности. «Месяцеслов на 1861 г.», прил. 6—10. СПб, 1861.
Геологическая карта СССР масштаба 1:2 500 000 под редакцией Д. В. Налпвкн-на, Госгеолтехпздат, 1956.
Геологическое строение СССР (в трех томах). Госгеолтехпздат, 1958.
Геология СССР, Московская и смежные с ней области, т. 4, ч. 1. Госгеолиз-дат, 1948.
Геология месторождений угля и горючих сланцев СССР. Т. 2. Подмосковный бассейн и другие месторождения угля центральных и восточных областей Европейской части СССР. Госнаучтехиздат, 1962.
Геоморфология Калининской области. Уч. зап. МГУ, вып. 23, 1938 и вып. 31, изд. МГУ, 1939.
Герасимов И П. и М а р к о в К. К Ледниковый период на территории СССР. Тр. Инет. Географии АН СССР, т. 33, 1939.
Г е ф е р Г. и С е м и х а т о в А. Н. I. Подземные воды и источники. II. Артезианские и глубокие грунтовые воды Европейской части СССР, Госиздат, 1925.
Гидрохимическая карта СССР, м-б 1:5000000, 1956. Объяснительная записка, под редакцией Т. К. Зайцева. Госгеолтехпздат, 1958.
Гипсометрическая карта Европейской части СССР. М-б 1:1 500 000, ГУГК. 1941.
Гири некий Н. К. Некоторые вопросы динамики подземных вод. Сб. «Гидрогеология и пнж. геология», № 9, Госгеолиздат, 1947.
Гордеев Д. И. Основные этапы истории отечественной гидрогеологии. Тр. ЛГГП, т. 7. АН СССР, 1954.
Горски й И. И. О соляных источниках губерний Вологодской, Костромском, Нижегородской и Владимирской. Материалы по общей и прикладной геологии, вып. 26, Л„ 1926.
Грайзер М. II. Структурные особенности девонских и каменноугольных отложений южного крыла Подмосковного бассейна. Изв. АН СССР, сер. геол., № 6, 1955.
Гришенкова Л. Н., Гуляев Н. Ф. Использование подземных вод ожелез-ненных горизонтов в Московской области. «Охрана и использование подземных вод». Научн. тр., вып. 27, Акад. комм. хоз. нм. К. Д. Панфилова, М.—Л., 1964.
Гуляев Н. Ф. Опыт использования подземных вод в Московской области. «Охрана и использование подземных вод». Научн. Тр., вып. 27, Акад. комм. хоз. им. К- Д. Панфилова, М.—Л., 1964.
Гуляева Л. А. Под в осадочных породах девона. Докл. АН СССР, т. 80, № 5, 1951.
Гуревич М. С., Зайцев И. К., Толстихин Н. И. Региональные гидрохимические закономерности артезианских бассейнов СССР, Тр. ЛГГП, АН СССР, т. 16. 1958.
Гуревич М. С. Гидротермальный этап формирования состава подземных вод по данным изучения жидких включений в минералах. Тр. ВСЕГЕИ, вып. 61, 1961.
ЛИТЕРАТУРА
413
Гуревич В. И. О распространении брома в хлоридных водах. «Разведка и охрана недр», Ns 1, 1961.
Гущ и н Н. И. Водоснабжение г. Москвы. Изд. Мосрекламправиздат, М., 1929.
Давыдова М. И. Географические условия и особенности развития карста на юге Рязанской области. Уч. зап. Мос. Пединститута, т. 21, 1953.
Даньшин Б. М. Грунтовые и артезианские воды г. Москвы и прилегающей с юга Теплостаиской возвышенности. «Вестник Геолкома», № 3, 1927. Приложение к т. 46. Изв. Геолкома, Л., 1927.
Даньшин Б. М. и др. Подземные воды г. Москвы. Сб. «Артезианские воды г. Москвы и снабжение ими ее населения и промышленных предприятий» Изд. Л\КХ, 1928.
Даньшин Б. М. К. изучению периферии девонской артезианской системы Подмосковной котловины. «Вестник Геолкома», Ns 2, Л., 1929а.
Д а н ь ш и н Б. М. О сооружении в Москве глубокой артезианской скважины до водоносных горизонтов в девонской системе. «Коммунальное хозяйство» Ns 11—12, М„ 19296.
Д а н ь ш и п Б. М. Геология и полезные ископаемые районов Московской области (Очерки Серпуховского, Лопасиенского, Михневского районов). Кн. 2, Изд. Мособлплана, 1932.
Д а и ь ш п н Б. М. и Головина Е. В. Москва. Геологическое строение. Тр. Инет. геол, и минералогии. МГТ, вып. 10/6, ОНТИ, 1934.
Даньшин Б. М., М у р а в ь е в а Н. И. и др. Каталог буровых на воду скважин гор. Москвы, ОНТИ, 1935.
Даньшин Б. М. и Корче б о ко в Н. А. (редакция). Атлас геологических и гидрогеологических карт г. Москвы. Тр. ВИМС и МГТ, М., ОНТИ, 1935.
Д а н ь ш и н Б. М. К вопросу о номенклатуре водоносных горизонтов Московской области. Изв. МГТ, т. 3, вып. 3—4, ОНТИ, 1935.
Даньшин Б. М. Геологическое строение Московской области. Тр ВИМС и МГТ, вып. 105/18, ОНТИ. 1937а.
Даньшин Б. М. Подземные воды г. Москвы. Изв. МГТ, т. 4, ОНТИ, 19376.
Даньшин Б. М. Геологическое строение и полезные ископаемые Москвы и ее окрестностей. Изд. МОИП, 1947.
Дёрпгольц В. Ф. К гипотезе формирования природных растворов. Докл. АН СССР, т. 142, Ns 6, 1962.
Добров С. А. Геологическое строение, полезные ископаемые, подземные воды Загорского и Константиновского районов Московской области. Тр. МРГРУ, серия 1, геология, вып. 3, ОНТИ, М„ 1932.
Добров С. А. Геология и полезные ископаемые районов Московской области (Очерки Клииского, Дмитровского районов). Кн. 5, ОНТИ, 1934.
Добров С. А. и Константинович А. Э. Общая геологическая карта Европейской частн СССР, лист 44 восточная половина. Тр. МГТ, вып. 20, ОНТИ, 1936.
Дорофеев П. Е. и Леонтьев М. А. Геология и полезные ископаемые районов Московской области (Очерки Оболенского, Щекинского, Богородицкого районов). Кн. 1, изд. Мособлплана, 1932.
Дубровский Н. Н. Питьевые воды Владимирской губернии по данным химического анализа. Тр. Владимирского об-ва любителей естествознания, т. I, вып. 1, «Вестник Владимирского губ. земства», № 13—14, Владимир, 1903.
Дубровский Н. Н. Питьевые воды Владимирской губернии. Тр. Владимирского об-ва любителей естествознания, т. I, вып. 2, Владимир, 1904.
•Дубровский Н. Н. Отчет о произведенных исследованиях вод Владимирской губернии. «Вестник Владимирского губ. земства», № 2, Владимир, 1905.
Дубровский Н. Н. Питьевые воды Владимирской губ. Тр. Владимирского об-ва любителей естествознания, т. III, вып. 1, Владимир, 1910.
Духанина В. И. Закономерности распространения и формирования грунтовых вод Русской равнины. «Проблемы гидрогеологии». Госгеолтехпздат, 1960.
Ефремова Т. Н. Прогноз естественного режима уровня грунтовых вод. «Разведка и охрана недр», 1960.
Ж и р м у н с к и й А. М. Подземные воды западного края. Материалы по общей п прикладной геологии, вып. 63, изд. Геолкома, М., 1927.
Ж и р м у н с к и й А. М. Общая геологическая карта Европейской части СССР, лист 44, Северо-западная четверть листа. Смоленск — Дорогобуж — Ельня — Рославль. Тр. Геолкома, вып. 166, М., 1928.
Ж и р м у и с к и й А. М. Общая геологическая карта Европейской части СССР, лист 44, юго-западная четверть листа. Тр. ГГРУ вып. 45. М.—Л., 1931.
Жуков М. М. и Шатский Н. С. Геологические исследования в районе Краинского курорта. Тр. Центр, бальнеолог, института, т. 4, Медгиз, 1931.
Жуков В. А. Центральный промышленный район (области Московская, Ивановская и Западная половина б. Нижегородского края). Материалы для характеристики ресурсов подземных вод по районам СССР. ОНТИ, 1933.
414
ЛИТЕРАТУРА
Жук о в В. А. к вопросу изучения глубоких недр Москвы. Изв. МГРТ, т. 2, вып. 3—4, ОНТИ, 1934а.
Ж У к о в В. А. К проблеме изучения подземных вод южной полосы Подмосковного угольного бассейна. Бюлл. комиссии по техническому усовершенствованию ИТР № 8, изд. МГГТ, М„ 19346.
Жуков В. А. Геология и полезные ископаемые районов Московской области (Очерки Спас-Клепиковского, Елатомского районов). Кн. 7, ОНТИ, 1934, ки. 6, изд. Мособлплана, 1935а.
Жуков В. А. Грунтовые воды Московской области. Бюлл. комиссии по техническому усовершенствованию ИТР, № 1, изд. МГГТ, 19356.
Жуков В. А., Г а г а н и дз е А. Р. и М у р а в ь е в а И. И. Каталог буровых на воду скважин Московской области, ч. 1, вып. 1 и 2, ч. 2, вып. 4, 19, Тр. МГТ, ОНТИ, 1936, 1937.
Жуков В. А. Артезианские воды каменноугольных отложений Подмосковной палеозойской котловины. Тезисы докладов Международного геологического конгресса, XVII сессия, ОНТИ, 1937.
Жуков В. А., Толстой .М. П., Троянский С. В. Артезианские воды каменноугольных отложений Подмосковной палеозойской котловины. ГОНТИ, 1939.
Жуков В. А. Тектоника и структура Московской палеозойской котловины. БМОИП, т. 20, вып. 5—6, 1945.
Ж у к о в В. А. и Константинович А. Э. Развитие ископаемого рельефа поверхности каменноугольных отложении юго-запада Московской палеозойской котловины. Сб. «Памяти акад. А. Д. Архангельского». Изд. АН СССР, 1951.
Зав и донов а А. Г. Геология и полезные ископаемые районов Московской области (Очерки Конаковского, Подольского, Красно Пахорского, Наро-Фоминского, Завндоновского, Загорского районов). Кн. 2, 4, изд. Мособлплана, -1932, кн. 5, ОНТИ, 1934.
Зайцев И. К- Методика составления сводных гидрогеологических карт. Гос-геолиздат, 1945.
Зайцев И. К- Принципы гидрогеологического районирования. «Советская геология», № 19, 1947.
3 а й ц е в И. К. К вопросу формирования подземных рассолов. Информ сб. ВСЕГЕИ, № 4, 1956.
Зайцев И. К. Региональные закономерности гидрохимии подземных вод СССР. Сб. Проблемы гидрогеологии. Докл. к собранию Международной ассоциации гидрогеологов. Госгеолтехпздат, 1960.
Зайцев И. К. Некоторые закономерности распространения подземных рассолов на территории СССР. «Сб. статей по вопросам гидрогеологии и инженерной геологии». Изд. МГУ, 1962.
Зеленский. Опыт полного исчисления естественных минеральных вод Европейской России н Кавказского края. Журнал Министерства вихтрениих дел, ч. 5, СПб, 1854.
Зимин Н. По поводу мнений о недостаточности Мытищенских источников воды для водоснабжения Москвы, со списком буровых скважин и геологическим разрезом местности, питающей Мытищеиские источники. М., 1882.
3 о граф Ю. К- Карта водоносности водосборов р. Зуши то устья р. Черни включительно, Плавы до устья Плавицы включительно и р. Труды в пределах Тульской губернии (Новосипьскпй и Чернскпй уезды). Изд. Тульского rv6. земства, М., 1914.
Зограф Ю. К- Карта водоносности водосборов рек Красивой Мечи и Вязовкн в пределах Тульской губернии (Ефремовский, Богородицкий и Чернскпй уезды). Изд. Тульского губ. земства, М., 1915.
Зограф Ю. К.. Козменко А. С. и .Можарове к п й Б. А. Карта размывов водосборов рек Красной Мечи и Вязовки в пределах Тульской губернии (Ефремовский, Богородицкий и Чернскпй уезды). Изд. Тульского губ. земства. М.. 1916.
Золотарев Г. С. Некоторые итоги изучения переработки берегов Куйбышевского и Рыбинского водохранилищ. Изд. .МГУ, 1958.
Зонов Н. Т. и К о н ст а и т и н о в и ч А. Э. Геологическое строение, полезные ископаемые и подземные воды Егорьевского, Шатурского, Коробковского и Кировского районов Московской области. Тр. МРГРУ, серия 1, геология, вып. 2, М., 1932.
Иванов А. П. Новые глубокие артезианские скважины в г. Москве. Протокол от 19 января 1895 г. я годичный отчет МОИП за 1894—1895 гг. т. 9, М.. 1896.
И в а н о в А. П. Артезианские воды г. .Москвы, М., 1916.
Иванов А. П. и Иванова Е. А. Полное описание геологического и гидрогеологического строения окрестностей г. Тулы радиусом 10,67 км с одной картой и Н-ю геологическими разрезами. Тр. Ассоциации по изучению производительных сил Тульского края. Тула, 1929.
Иванов А. П. и Иванова Е. А. Общая геологическая карта Европейской части СССР, лист 58, юго-западная четверть. Тула — Лихвин — Чернь. Тр. МП, вып. 9, ОНТИ, 1936.
ЛИТЕРАТУРА
415
Иванов А. Г. Определение подземной составляющей речного стока гидрохимическим способом. Гр. ЛГГП, АН СССР, т. 3, 1948.
II в а и о в В. В , Овчинников А. ЛЕ, Я р о ц к и й Л. А. Карта подземных минеральных вод СССР, Госгеолтехиздат, 1960.
Иванова Е. А. Геология и полезные ископаемые районов Московской области (Очерки Воловского, Арсеиьевского, Каменского, Тепло-Огаревского, Тульского, Черн-ского районов). Кн. 1, 3-е изд. Мособлплана, ЛЕ, 1932.
Иванова Е. А. Материалы к геологии северо-западной четверти 59 листа •общей геологической карты Европейской части СССР, Тр. МГТ, вып. 21, ОНТИ, 1936.
Иванова Е. А., Хворо в а И. В. Стратиграфия среднего и верхнего карбона западной части ЛГосковской синеклизы. Тр. Пии АН СССР, т. 1, вып. III, 1955.
Иванова 3. П., Васильев Е. И. и др. Нижнепалеозойские отложения центральных областей Русской платформы. Гостоптехиздат, 1957.
Пванчин-Писарев А. А. Гидрогеологические исследования Тверского губ. -земства в целях водоснабжения селений. Тр. 1 Всерос. съезда деятелей по прикладной геологии и разведочному делу, состоявшемуся в 1903 г. в С-Петербурге, СПб, 1908.
И г п а т о в и ч Н. К- О методике подсчета запасов подземных вод артезианского бассейна. «Разведка недр» № 8, 1937.
Игнатович Н. К. Гидрогеология палеозоя Русской платформы. ОНТИ, 1940.
Игнатович Н. К- О закономерностях распределения и формирования подземных вод. Докл. АН СССР, новая серия, т. 45, № 3, 1944.
II г н а т о в и ч Н. К. О региональных гидрогеологических закономерностях в ^вязп с оценкой условий нефтеносности. «Советская геология», № 6, 1945.
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», № 19, 1947.
Игнатович Н. К. Зональность, формирование и деятельность подземных вод в связи с развитием геоструктур. Сб. «Вопросы гидрогеологии и инженерной геологии», сб. 13. Изд. МГУ, 1950.
Ильин В. С. Карты грунтовых вод Европейской части СССР (м-б 60 верст в дюйме) и Центральной промышленной области, м-б 1:1 000 000. Тр. I Всерос. гидрогеологического съезда в Ленинграде 7—14/V. 1934 г., Комитет Всесоюзных гидрогеологических съездов, Л., 1925.
Ильин В. С. Грунтовые воды ЦПО. Сб. «Производительные силы Центр, пром, области». Тр. Госплана, кн. 5, изд. Госплана СССР, М., 1925.
Ильина Н. С. и др. Каменноугольные отложения центральных областей Русской платформы. Гостоптехиздат, 1958.
И л ь и и с к и и П. А. О минеральных водах Костромской губернии вообще и о Солигаличских в отдельности. Тр. I Всерос. съезда деятелей по климатологии, гидрогеологии и бальнеологии, т. 1, СПб, 1899.
Казьмина Т. И. Девонские воды востока Русской платформы. Тр. ВНИГНИ, вып. 57, Гостоптехиздат, 1951.
К а м е н с к и и Г. Н. и Моро А. И. Определение расхода грунтового потока в неоднородных грунтах Москворецкой долины по трассе дренажа в г. Москве. Тр. МГРИ, т. 6, Госгеолиздат, 1937.
К а м е н с к и й Г. Н., Биндеман Н. Н, В е в ц о р о в с к а я М. А. и А л ь-товский М. Е. Режим подземных вод. ГОНТИ, 1938.
Каменский Г. И. Определение подпора грунтовых вод при паводке в долине р. Москвы. Тр. Геол. инет. АН СССР, т. 9. 1939.
Каменский Г. Н. Зональность грунтовых вод и почвенно-географические зоны. Тр. ЛГГП АН СССР, т. 6, 1949.
Каменский Г. Н., С и л и н - Б е к ч у р и н А. И., Соколов Д. В. Проблемы формирования пошемпых вод по материалам трудов лаборатории гидрогеологических проблем. Тр. ЛГГП АН СССР, т. 1, 2, 1949.
Каменский Г. Н. Гидрохимическая зональность в распределении подземных вод. Тр. МГРИ, т. 26, Госгеолтехиздат, 1954.
Каменскай Г. Н Принципы гидрогеологического районирования СССР. «Вопросы изучения подземных вод и ннженерно-геологпческнх процессов», Изд. АН СССР. 1955/
Каменский Г. Н., Толстихина Л1. М., Толстихин И. И. Гидрогеоло-гпя СССР, Госгеолтехиздат, 1959.
К а п ч е и к о Л. Н. О природе хлоридиых глубинных рассолов. «Советская геология», № 3, 1962.
Карасев ЛЕ С. Гидрохимическая характеристика. Со. «Пижнепалеозойские •эттожеиия центральных областей Русской платформы». Гостоптехиздат, 1957.
Карпинский Ю. П. Геология и полезные ископаемые районов Московской
416
ЛИТЕРАТУРА
области (Очерки Сараевского, Чучковского, Шацкого, Старо-/1\иловского районов). Кн. 8 изд. Мособлисполкома, 1933, кн. 7, изд. ОНТИ, 1934.
Карта грунтовых вод Европейской части СССР, м-б 1:1 500 000. Под ред. А. II. Семихатова, В. И. Духаниной, Н. В. Родионова, Госгеолтехиздат, 1955. Объяснительная записка под ред. В. И. Духаниной, Л. П. Нелюбова и Н. В. Родионова. Гос-геолтехпздат, 1958.
Карта новейшей тектоники СССР м-б 1:5000 000. Под ред. Н И. Николаева и С. С. Шульца, МГ и ОН СССР, АН СССР, Мин-во высш, образ., Изд. АН СССР, 1959.
Коган С. С. Закономерности распространения вод хлор-кальциевого типа в центральной части Русской платформы в связи с ее геологическим строением. Сб. «Геохимические методы поисков нефтяных и газовых месторождений». Изд. АН СССР, 1959.
Козлова В. Н. Геологическое строение восточной части Калининской области и западной части Ярославской области. Общая геологическая карта Европейской части СССР, лист 56, вып. 1, западная половина, ГОНТИ, 1939.
КозменкоА. С. Провалы, оползни, эрозионные образования в северной части Новосильского уезда Тульской губ. «Землеведение», кн. 3, 1909.
Коз мен ко А. С. Гидрогеологическое исследование Тульской губернии. Район первый. Водосборы р. Зуши до усть Черни (Новосильский и Чернскпн уезды). Вып. 1 (карты провальных образований, размыва, оползней, болот н лесов районов размыва и заболачивания). Изд. Тульского губ. земства, М„ 1913.
Козленко А. С., М о ж а р о в с к и н Б. А. Карта провальных образований,, размыва, оползней и болот водосборов рек Красивой Мечи, Вязовки в пределах Тульской губернии (Ефремовский, Богородицкий и Чернский уезды). Изд. Тульского губ. земства, 1915а.
Козменко А. С. Описание водоснабжения селений Тульской губернии. Вып. 2. Ефремовский уезд. Тр. гидрогеологического отдела Тульского губ. земства. Изд. Тульского губ. земства, Тула, 19156.
Кнорре Е. К. Отчет по изысканиям для устройства водосборных сооружений за 1888 г. Издан на правах рукописи Д1оск. гор. упр. М., 1889.
Комиссаров С. В. Опыт гидрогеологических исследований на угольных месторождениях Подмосковного бассейна. «Разведка и охрана недр», № 4, 1956.
Кондратьев С. Н. Применение электроразведки для выявления обводненных трещиноватых и закарстованных зон известнякового фундамента в пределах шахтных полей южного крыла Подмосковного бассейна. Сб. «Совершенствование разработки угольных месторождений». Углете.хиздат, 1959.
Кононов В. И. Особенности гидродинамического н гидрохимического режима подземных вод на Подмосковном и Лисичанском участках подземной газификации углей. Мат-лы к V конференции младш. научн. сотрудн. и аспирантов, ЛГГП, Изд. АН СССР, 1960.
Константинович А. Э. Геология и полезные ископаемые районов Московской области (Очерки Егорьевского, Белевского, Шатурского, Коробковского, Куров-ского, Ленинского, Ухтомского районов). Кп. 3, изд. Мособлплана, 1932, кн. 6, изд. ^Мособлисполкома, 1933, кн. 5, изд. ОНТИ, 1934.
КопелиовичА. В. К характеристике палеозойских отложений северо-западного Подмосковья по данным бурения в районе ст. Редкпно. Сб. «К геологии центральных областей Русской платформы». Госгеолиздат, 1951.
Корина А. С. О карсте Ковровского плато. «Землеведение», т. 2, 1948.
Корчебоков Н. А. и Мильнер В. Ф. Гидрогеологическая характеристика-первоочередной трассы Московского метрополитена. Изв. МГТ, т. II, вып. 2, ОНТИ, 1933.
Корчебоков Н. А. и Мильнер В. Ф. Гидрогеологическая характеристика Горьковского и Замоскворецкого радиусов метрополитена. «Метрострой», № 4. 1934.
Корчебоков Н. А. Гидрогеологическое строение приречной полосы Москвы-рс-кн от Бабьегородской плотины до Александровского моста окружной ж. д. и подпор грунтовых вод при повышении уровня реки до отметки 120. Бюлл. комиссии по технич. усовершенствованию ИТР, № 2 и 3. Изд. МГГГТ, 1935.
Корчебоков Н А. и Григорьев В. М. Береговой дренаж Замоскворечья. «Строительство Москвы», № 8, 1938.
Корчебоков Н. А. и Анохина К- Т. Определение ресурсов подземных вод Бобрнковско-Донского района Подмосковного угольного бассейна. «Разведка недр», № 9, 1939.
Костюшко Б. Л., Трещев В. Г. Опыт применения новой методики гидрогеологических исследований при разведке месторождений южного крыла Подмосковною бассейна. «Материалы по геологии и полезным ископаемым центральных районов-Европейской части СССР», ГУЦР, вып. 1, Госгеолтехиздат, 1958.
Котлов Ф. В. Культурный слой г. Москвы и его инженерно-геологическая характеристика. Сб. «Очерки гидрогеологии и инженерной геологии г. Москвы», МОИП, 1947.
Котлов Ф. В. Инженерно-геологические особенности юрских глин Оксфорд
ЛИТЕРАТУРА
417
ского яруса Москвы и ее окрестностей в связи с условиями их формирования. Тр. ЛГГП АН СССР, т. 15, 1957.
Котлов Ф. В. Ииженерно-геологнческне особенности глинистых пород .Москвы и Подмосковья в связи с их генезисом и условиями формирования. В сб. «Исследование и использование глин». Изд. Львовского гос. ун-та, 1958.
Котлов Ф. В. Четвертичные карбонатные породы в г. Москве, их генезис, формирование и пнженерно-геологнческая характеристика. Тр ЛГГП АН СССР т. 14, 1959.
Котлов Ф. В. Изменение подземных вод территории Москвы под влиянием деятельности человека. Тр. ЛГГП АН СССР, т. 36, 1961.
Котлов Ф. В. Проблемы инженерной геологии г. Москвы. (Доклад о работах, представленных на соискание ученой степени доктора геолого-минералогических наук.), 1963.
Красинцева В. В., Алешина А. К. Калий в минеральных водах. ЛГГП, Изд. АН СССР, 1962.
Криворог С. А. Методика гидрогеологического изучения шахтных полей Подмосковного бассейна. «Разведка недр», № 4, 1949.
Кроль Ч Я- О солевом составе поровых вод некоторых отложений карбонового возраста г. Москвы и Московской области. Сб статей по вопросам гидрогеологии и инж. геологии. Изд. МГУ, 1962.
Кротова В. А. О хлорбромном коэффициенте подземных вод. Геологический сборник № 2, Гостоптехиздат, 1956.
Куделин Б. И. Гидрогеологический анализ и методы определения подземного питания рек. Тр. ЛГГП АН СССР, т. 5, 1949.
Куделин Б. И. К вопросу о значении 1еострукт\рного и гидрогеологического анализа при изучении водного баланса регионов. Уч. зап. МГУ, вып. 176, «Геология», изд. МГУ, 1956.
Куделин Б. И. Новые принципы выделения подземного стока на гидрографе рек. Докл. АН СССР, т. 78, № 6, 1951.
Куделин Б. И. Принципы региональной оценки естественных ресурсов подземных вод. Изд. МГУ. I960.
Кузнецов Л. М. Об изменении в составе подземных вод перми н карбона при их смешении. Докл. АН СССР, т. 52, № 8, 1956.
Ку ха рев Н. М. Оползневые явления склона Ленинских гор. «Городское хозяйство Москвы», 1958.
Кюнтцель В. В. Эрозия берегов р. Москвы и ее влияние на оползневые процессы. «Разведка и охрана недр», 1962.
Ланге О. К- О зональном распределении грунтовых вод па территории СССР. Сб. «Очерки по региональной гидрогеологии СССР». Изд. МОИН, 1947.
Ланге О. К. Подземные воды Русской платформы и их районирование. Тр. ЛГГП АН СССР, т. III, 1948.
Л а н ге О. К- Подземные воды СССР. Изд. МГУ, 1959.
Лебедев А. В. Изучение формирования грунтовых вод на примере Пехорско-Купавненского междуречья. Информ, бюлл. ВСЕГЙНГЕО, № 1/7, ОНТИ, 1958
Лебедев А. В. Некоторые итоги изучения баланса и динамики влаги в зоне аэрации на Подмосковном гидрогеологическом стационаре. Тр. ВСЕГЙНГЕО, сб. 18, Госгеолтехиздат, 1959.
Лебедев А. В. Методы изучения баланса грунтовых вод. Госгеолтехиздат, 1963.
Лебедев А. Ф. О природе истинных плывунов. «Москва — Волгострон», № 3/9, 1935.
Лебедев А. Ф. Почвенные и грунтовые воды. Изд. АН СССР, 1936.
Л ев а нко вс кнн Л. Е. Результаты полевых испытаний на срез грунтов ненарушенной структуры Мещерской низменности. Научн. зап. /Моск. инет. инж. вод. хозяйства, № 23, 1960.
Личков Б. А. Геологическое строение района Перервинской плотины и шлюза. «Москва — Волгострой», № 4, М„ 1935.
Л и ч к о в Б. А. К вопросу о значении местных базисов эрозии в гидрогеологии Тр. ЛГГП АН СССР, т. III, 1948.
Ломтадзе В. Д. Сравнительная характеристика и оценка инженерно-геологических свойств некоторых типов глинистых пород палеозоя Русской платформы. Тр. Совет, по ипж.-геол. свойствам горных пород и методам их изучения, т. I, 1956.
Л у ч ш е в а А. А. К вопросу об определении модульных коэффициентов подземного стока на примере Мещерской низменности. Тр. МГРИ, т. 35, Госгеолтехиздат, 1959.
Л у щ и х и н Н. Н. Состояние и особенности сельского водоснабжения в Ленинском н Орехово-Зуевском уездах Московской губернии (предварительные итоги по результатам обследования 1926 г.). «Московский краевед», вып. 3, изд. Общества изучения Московской губернии, 1928.
•418
ЛИТЕРАТУРА
Макаренко Ф. А. О генезисе сероводородных вод Мацесты. То ЛГГП Изд. АН СССР, т. 2, 1949.
Макарова Т. В. Пермские отложения центральных областей Русской платформы. Гостоптехиздат, 1957.
Маккавеев А. А. Обводненность угольных месторождений Бобриковского района Подмосковного бассейна. «Техника горняку», № 4, 1936а.
Маккавеев А. А. Борьба с шахтными водами и плывунами в Подмосковном угольном бассейне. «Техника горняку», № 12, 19366.
Маккавеев А. А. Определение вероятного притока в шахту по данным опытных откачек. «Горный журнал». № 3, 1937.
Максимович Г. А. Гидродинамические зоны карстовых вод и основные типы подземного стока. Сб. «Специальп. вопр. карстоведения», Изд. АН СССР, 1962.
Материалы по гидрографии. Серия «Реки». Бассейн Каспийского моря. Вып. 3. части 1 п 2, Гидрометеоиздат, 1947.
Материалы по геологии п полезным ископаемым центральных районов Европейской части СССР, ГУЦР, вып. 4, Калуга, 1961 г. и вып. 5, Госгеолтехпздат, 1962.
Материалы к совещанию представителей социалистических стран по вопросам координации научных исследований в области курортологии и физиотерапии .Минздрав СССР. Медгиз, 1961.
М е й е р Г. Я. Аэрофотографическнй метод изучения грунтовых вод. Сб. «Применение аэрометодов для изуч. грунт, вод». Изд. АН СССР, 1962.
Меняйленко П. А. Фации и мощности верхнеживетских и нижнефранскпх отложений. Изв. высш, учеби. заведений, серия геология и разведка, № 8, 1960.
Миловидова Л. А. Минеральные воды санатория Дорохове. Информационные методнч. материалы по вопросам гидрогеол. и бальнео-техн, лечебных вод и грязей, вып. 3. Минздрав СССР, Медгиз, 1961.
Мильнер В. Ф., Журухнн И. Е. и Е м е л ь я н о в а Е. П. Химический состав подземных вод по трассе первоочередной линии Московского метрополитена. «Метрострой», № 1, М., 1935.
Мильнер В. Ф. Гидрогеологическая характеристика трассы второй очереди Московского метрополитена. «Метрострой», № 3, М., 1935.
М и н к и и Е. Л. Соотношения пьезометрических уровнен водоносных горизонтов карбона Московского артезианского бассейна. «Разведка и охрана недр», № 9, 1960.
М и н к и и Е. Л. Об истощении подземных вод. «Разведка и охрана недр», № 5, 1963.
Михайловская Л. А. Артезианские воды г. Москвы. Тр. Моск, саиит. инет., вып. 1, изд. Мосздравотдела, 1926.
Михайловская Л. А. Артезианские воды Московской губернии. Отчет и научно-практические работы в области санитарно-гигиенических исследований. Тр. Моск, санит. инет., вып. 2, изд. Мосздравотдела, 1927.
Молдавская Е. А. Геологическое строение подземных вод и полезные ископаемые Орехово-Зуевского, Петушинского и Куровского районов Московской области. Тр. МГРУ, серия 1, геология, вып. 1, ОНТИ, М., 1932.
Моро А. И. Вопросы инженерной геологии в связи с реконструкцией р. Яузы. МГТ, вып. 2. ОНТИ, 1936.
Москва и Подмосковные районы. «Вопросы географии», № 51, Географгиз, 1961.
М о с к в и т и н А. И. Вюрмская эпоха (неопленстоцсн) в Европейской части СССР. Изд. АН СССР, 1950.
М о с к в и т и н А. И. Стратиграфическая схема четвертичного периода в СССР. Изв. АН СССР, серия геологич., № 3, 1954.
Муратов М. В. Очерк геологического строения и полезных ископаемых Бронницкого района. Геология и полезные ископаемые районов АУосковской области. Кн. 2, изд. Мособлплана, 1932.
М уратов М. В., М и к у и о в М. Ф., Чернова Е. С. Основные этапы тектонического развития Русской платформы. Изв. высш, учебн. заведения, серия геология и разведка, № 11, 1962.
М у х I! н Ю. В. Некоторые данные о подземных водах Рязано-Костромского прогиба. БМОИП, отд. геол., 1959.
Н е ч и т а й л о С. К., X о х л о в П. С., П е д а ш е н к о А. И. и др. под редакц. Нечитайло С. К. Геологическое строение центральных областей Русской платформы в связи с оценкой перспектив их нефтегазоносности. Тр. ВНИГНИ, Гостоптехиздат, 1957.
Никитин С. Н. Общая геологическая карта Европейской России. Лист. 56. Тр. Геолкома, т. 1, № 2, СПб, 1884.
Никитин С. Н. Общая геологическая карта Европейской России. Лист 71. Тр. Геолкома, т. 2, № 1, СПб, 1885.
Никитин С. Н. Общая геологическая карта Европейской России. Лист 57. Тр. Геолкома, т. 5, № 1, СПб, 1890а.
Н н к и т и и С. Н. Каменноугольные отложения Подмосковного края и артезианские воды под Москвой. Тр. Геолкома, т. 5, № 5, СПб, 18906.
ЛИТЕРАТУРА
419
II и к и т ii н С. Н. Бассейн Днепра. Труды экспедиции для исследования истоков главнейших рек Европейской России. СПб, 1896.
IT и к и т и н С. Н. Бассейн Волги. Исследования гидрогеологического отдела 1894—1898 гг. Труды экспедиции для исследования источников главнейших рек Европейской России, СПб, 1899.
Никитин С. Н. Грунтовые и артезианские воды на Русской равнине. Научно-популярные чтения по сельскому хозяйству и основным для него наукам, под общей редакцией проф. В. В. Докучаева, СПб, 1900.
Н и к и т и н С. Н. и Погребов Н. Бассейн Оки. Исследования гидрогеологического отдела 1894—1898 гг.. вып. 2. Тр. экспедиции для исследования источников главнейших рек Европейской России, СПб, 1905.
- Н п к и т и н С. Н. Указатель литературы по буровым па воду скважинам в России. Приложение к т. 29, Изв. Геолкома, СПб, 191’1, Изд. 2-ое, под ред. Краснопольского. Л., 1924.
Николаев Н. И. Очерк геологического строения и полезных ископаемых Спасского района. Геология и полезные ископаемые районов Московской области. Кн. 6. Изд. Мособлисполкома, 1933.
Николаев Н. И. Новейшая тектоника СССР. Изд. АН СССР, 1949.
Николаев Н. И. Основные черты иеотектопики СССР, Изд. АН Латвийской ССР, Рига, 1961.
Новикова А. С. К вопросу о тектоническом положении рифенскнх вулканогенных пород на Русской платформе. Изв. АН СССР, сер. геол., № 1, 1959.
Овчинников Б. М. Очерк геологического строения и полезных ископаемых Рязанского района. Геология и полезные ископаемые районов Московской области. Ки. 6. изд. .Мособлисполкома. 1933.
О в ч п и п и к о в А. М. О типах артезианских бассейнов. «Сб. статей по вопросам гидрогеологии и инженерной геологии». Изд. .МГУ, 1962.
О научном и практическом значении результатов бурения Боенской скважины в Москве. «Советская геология». № 10, 1940.
Палей П. Н. О генезисе глубинных рассолов. Тр. ЛГГП Изд АН СССР, т. 3, 1948.
П потников П. А. О ресурсах артезианских вод в г. Москве. «Разведка недр», № 3, 1941.
Плотников Н. А. Ресурсы подземных вод иадъюрского горизонта в Мытищах по данным эксплуатации за 140 лет. Сб. «Очерки гидрогеологии и инженерной геологии Москвы и ее окрестностей». К 800-летию Москвы, № 3. Изд. МОИП, 1947а.
Плотников Н. А. Ресурсы подземных пресных и минеральных вод и рассолов в Москве. Сб. «Очерки гидрогеологии и инженерной геологии Москвы и ее окрестностей». К 800-летию .Москвы, № 3. Изд. МОИП, 19476.
Плотников Н. А. Иодо-бромные воды и их месторождения. Тр. МГРИ, т. 25, Госгеолтехпздат, 1959.
Погуляев Д. И. Геология н полезные ископаемые Смоленской области. Т. I и 2, Смоленск, 1955.
Покровский В. А. Температурная характеристика подземных вод Русской платформы и ее обрамления. Сб. «Проблемы гидрогеологии». Госгеолтехпздат, 1960
П о л у б а р и и о в а - К о ч и и а П. Я. Теория движения грунтовых вод. Госте.х-издат. 1952
Попов В. В. Геологическое строение и гидрогеологические условия долины р. Волги от Ярославля до Костромы (Отчет об исследованиях 1932 г.). Изв. МГРТ, т. II, вып. 3—4. ОНТИ, 1934.
Попов И. В. Микроскопические и физико-механические исследования состава п структуры глинистых пород нескольких генетических типов. Тр. Юбилейной сессии, посвященной столетию со дня рождения В. В. Докучаева. Изд. АН СССР, 1949.
Попов И. В. Принцип инженерно-геологического картирования и районирования территорий (на обзорных картах). «Геология и равзедка недр», Xs 8, 1961а.
Попов И. В. Инженерная геология СССР, ч. 1. Общие основы региональной инженерной геологии. Изд. МГУ, 19616.
Преображенский Н. А. Геологические исследования в средней части 58 листа каиты Европейской части СССР, Тр. ВГРО, НКТП СССР, Вып. 280, 1933.
Прнгоровский М. М. Артезианские воды Русской равнины. Изв. Геолкома за 1922 г. т. 41, № 1, Л., 1927.
П р и г о р о в с к и й М. М. и III и р я е в Ф. Н. Заключение по вопросу о возможности водоснабжения города Ярославля подземными водами. Изв. Геолкома, т. 38, № 2, 1919.
Прохоров С. П. и Сергеев А. С. Гидрогеологические исследования при разведке на уголь в Подмосковном бассейне. «Спецгео», ОНТИ, 1939.
Прохоров С. П. Требования к гидрогеологической изученности месторождений полезных ископаемых. Госгеолпздат, 1951.
420
ЛИТЕРА ТУРА
Пчелин Н. С. Минеральные воды Московской области. МГТ вып 1 ОНТИ 1935.
П ч е л и и Н. С. Минеральные воды Ивановской области, ОНТИ, 1936.
Р а у з е р - Ч е р н о у с о в а Д. М. Новые данные к стратиграфии’ верхнего карбона Окско-Циинского вала. Докл. АН СССР, т. 30, № 5, 1941.
Рельеф Москвы и Подмосковья. Сб. статей под редакцией А. И. Соловьева, Географгиз, 1949.
Рельеф и стратиграфия четвертичных отложений северо-запада Русской оавннны Изд. АН СССР, 1961.
Родионов Н. В. Классификация карста платформенных областей (на примере Русской платформы), Информац. бюлл. № 2/8, ВСЕГИНГЕО, 1958.
Родионов Н. В. Основы гидрогеологического п инженерно-геологического районирования карста Европейской части СССР. Докл. к совет, междуиар. ассоциации гидрогеологов, 1960. Сб. Проблемы гидрогеологии. Госгеолтехиздат, 1961.
Родионов Н. В. Карст Европейской части СССР, Урала и Кавказа. Тр. ВСЕГИНГЕО, новая серия, № 13; Госгеолтехиздат, 1963.
Родионова К. Ф-, Новикова К- А. Хлор в иижнепалеозойских и девонских отложениях центральной части Русской платформы. «Вопросы геологии и геохимии нефти и газа». Гостоптехиздат, 1953.
Розанов А. II Гидрогеологические исследования в охранной зоне Рублевского водопровода г. Москвы. Изв. Геолкома, т. 41, № 10, Л., 1926.
Романовский Г. Д. О проводе Подмосковской буровой скважины близ г. Серпухова. «Горный журнал», ч. 3, кн. 9, 1857.
Романовский Г. Д. Геогностический разрез буровой скважины, проведенной около села Ернна, в Подмосковном уезде ААосковской губернии. Вести естеств па\к Изд. МОИП, №47—59 i860.	'	'
Романовский Г. Д. Взгляд на геологическое исследование Средне-р\сскогс каменноугольного бассейна. Памятная книжка для русских горных лютей на 1863 I. СПб, 1863.
Роиов А. Б. История осадконакопления и колебательных движений Европейской части СССР. Тр. ГИИ АН СССР, № 3 (130), 1949.
Р о х м н с т р о в В. Л. О гидрогеологических исследованиях территории Ярославской области. Уч. зап. Яросл. Госуд. пединститута, вып. 31, Ярославль, 1958.
Рябинин А. Н. О соляных источниках в с. Усолье на нижней Уводи и близ Усолья у Переславль-Залесского. Изв. Геолкома, т. № 5—9, приложение № 1 протоколу, Л., 1923.
Рябченков А. С. Геологическое строение Окской долины н инженерно-геологические условия реконструкции р. Оки. Сб. «Гидрогеология и инженерная геология», № 4, ВИМС, ОНТИ, 1937.
Рябченков А. С. О гидрогеологических условиях Мещерской низины в связи с ее осушением. Тр. ВСЕГИНГЕО, сб. 14, Госгеолтехиздат, 1956.
Рябченков А. С. О четвертичных отложениях Мещерской низины по материалам новейших исследований. Тезисы докл. межведомственного совещ. по изуч. четверт. периода, № 2, Изд. АН СССР, 1957.
Саваренский Ф. П. Влияние подпорных гидротехнических сооружений па-реках на переработку берегов. Докл. АН СССР, новая серия, т. 27, № 9, 1940.
Саваренский Ф. П. О принципах гидрогеологического районирования. «Советская геология», № 19, 1947.
Саваренский Ф. П. Некоторые данные по химической денудации в верховьях рек Волги, Москвы и Оки. Тр. ЛГГП, т. 1, Изд. АН СССР. 1948.
Савельева К. П. Разрушение береговых склонов водохранилищ Подмосковья. Тр. совещ. по динамике берегов морей и водохранилищ, т. 1. Одесса. 1959.
Савина В. В. Минеральные воды Московской области. Уч. зап. .Моск. об.т. пединститута, 1961.
Сапрыкина Н. В. Очерк геологического строения и полезных ископаемых Сходненского района. Геология и полезные ископаемые районов Московской области. Кн. 5, ОНТИ, 1934.
Семихатов А. Н. Подземные воды СССР. ч. !. Подземные воды Европейской части СССР, ОНТИ, 1934.
Семихатов А. Н. Подземные воды Русской платформы и перспективы их использования. «Вестник АН СССР», Ms 7, 1946.
Сибирцев Н. М. Общая геологическая карга России, лист 72, Тр. Геолкома, т. 15, № 2, 1896.
С и л и н - Б е к ч у р и н А. И. Проблемы формирования подземных вод по материалам трудов лаборатории гидрогеологических проблем, т. 1, тр. ЛГГП, т. И, Изд. АН СССР, 1949.
С и л и н - Б е к ч у р и н А. И. Формирование подземных вод северо-востока Русской платформы и западного склона Урала Тр. ЛГГП, т. 4, Изд. АН СССР, 1949
ЛИТЕРА ТУРА
421
С и л п и - Б е к ч у р и н А. И., Богородицкий К. Ф., Кононов В. И. Роль подземных вод и других природных факторов в процессе подземной газификации углей (на примере Подмосковной п Лисичанской станций «Подземгаз») Тр ЛГГП т. 23, Изд. АН СССР, 1960.
Синцов И. О буровых и копаных колодцах казенных винных складов Зап. СПб. минер, общества тт. 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 1903—1909.
Смирнова Е. Д. Карстовые явления в северной части Окско-Цнинского вала. Сб. «Спелеогеология и карстоведеине». МОИП, 1959.
Соколов В. Д. Краткий гидрогеологический очерк прудовых районов Дмитровского п Клинского уездов Московской губернии. Прилож. к докл. ГЗУ по сан.-врач. организации, Мос. губ. земства, собр., экстренная сессия, апрель 1896.
Соколов В. Д. Краткий отчет о гидрогеологических исследованиях в западной и южной частях Московской губернии. Отчеты по врачебно-санитарной части, прилож. к докл. ГЗУ по сан.-врач. организации, Мос. губ. земства, ЙЕ, 1899.
Соколов В. Д. Работы по исследованию водоснабжения в селениях Тверской губернии с 1902 по 1907 г. М., 1909.	,
Соколов IT. Д. Гидрогеологический очерк Московской губернии под ред. и с доп. статьями В. Д. Соколова. Изд. .Моск. губ. земства, М„ 1913.
Соколова В. М. Карст и псевдокарст долины р. Рожай Московской обл. Уч. зап. Мос. Госуд. пединститута, т. 66, 1957.
Сокольская А. И. Геология и полезные ископаемые районов Московской области (Очерки Крапивенского, Одоевского, Плавского, Звенигородского, Истринского, Кунцевского районов). Ки. 3, изд. Мособлплана, 1932, кн. 5, ОНТИ, 1934.
Сомов Е. И. Геологическое строение северной части Ярославской области. Общая геологическая карта Евр. части СССР, Лист 56, восточная половина. Тр. МГРУ, вып. 31, ч. 1. 1939.
Справочник по водным ресурсам СССР, т. 3, ч. 1 и 2. Бассейн Верхней Волги и Оки. Гидрометеоиздат, 1936.
Старикова Н. Д. Накопление п распределение осадков в некоторых водохранилищах канала им. Москвы. Докл. АН СССР, № 6. 1956.
Стопневич А. Д. Материалы по буровым скважинам России. Гидрогеологический вестник, № 1, СПб, 1915.
Страхов Н. М. Основы теории литогенеза, т. 1. Типы литогенеза и их размещение на поверхности земли. Изд. АН СССР, 1960.
Струве А. С. Геологическая карта южной части Подмосковного каменноугольного бассейна. СПб, 1895.
Сулин В. А. Гидрогеология нефтяных месторождений. Гостоптехиздат, 1948.
Сыроватко М. В. Инженерно-гидрогеологическая классификация угольных месторождений. Тр. Лабор. геол, угля АН СССР, вып. 5, 1956.
С ы р о к в а ш и н а Я- А. Гидрогеологические условия новых угольных районов западной части южного крыла Подмосковного бассейна. Тр. ВСЕГИНГЕО, сб. 17, Госгеолтехиздат, 1959.
диагенеза осадков некоторых морей. Тр. XXI сессии
Та геев а Н. В. Изучение АН СССР, Изд. АН СССР, 1960.
М-б
1 : 5 000 000. Под ред.
Тектоническая карта СССР II. С. Шатского, Госгеолтехиздат,
и сопредельных стран. 1957.
Тихомиров С. В. К разведке Калужского поднятия. Тр. Союзной геол, поиск, к-ры. вып. 1, Госгеолтехиздат, 1960.
Толстихин Н. И. О климатической зональности вод. Вопросы изучения подземных вод и инжсперио-геологич. процессов. АН СССР, 1955.
Толстихин И. И. Гидрохимическая зональность артезианских бассейнов. Зап. Ленинград, горн, инет., т 32, вып. 2, Углетехпздат, 1956.
Толстой М. П. О некоторых вопросах гидрогеологии палеозоя Русской платформы. «Геология нефти», № 10, 1958.
Толстой М. П. Новые данные о водоносности Московского артезианского бассейна. БМОИП, отд. геол.. 1959.
Толстой М. П. Подземные воды Московского артезианского бассейна. Материалы по геологии п полезным ископаемым центральных районов. Тр. ГУЦР, вып. 5, Госгеолтехиздат, 1962.
Троянский С. В., Беляев Д. Д. Методика проектирования осушения на шахтах Подмосковного бассейна. ГОНТИ, 1939.
Троянский С. В. О комплексной эксплуатации обводненных месторождений Подмосковного угольного бассейна. «Уголь», № 4—5, 1939.
Троянский С. В. О законах движения подземных вод в закарстованнных породах. ЛГГП. Инет, географии АН СССР, Геогр. об-во. 1956.
Т у т к о в с к и й П. А. Артезианские воды, бурение и водоснабжение. Ежегодник по геологии и минералогии России, т. 3, вып. 4. Н. Александрия, 1897.
Умнова Н. И. п др. Малиновские отложения в Подмосковном бассейне. «Материалы по геологии и полезным ископаемым центральных районов Европейской части СССР». Вып. 3, М., 1960.
422
ЛИТЕРАТУРА
Утехин Д. Н. Следы башкирского яруса в Подмосковном крае. «Материалы по геологии и полезным ископаемым центральных районов Европейской части СССР» Вып. 3, М„ 1960.
Филатов К. В. Гравитационная гипотеза формирования химического состава подземных вод платформенных депрессий. Изд. АН СССР, 1956.
Филатов К. В. Силикатные воды и их место в горизонтальной гидрогеологической зональности. Докл. АН СССР, т. 138, № 3, 1961.
Филиппова М. Ф. и др. Девонские отложения центральных областей Русской платформы. Гостоптехиздат, Л., 1958.
Ф о т и а д и Э. Э. Схема структуры современной поверхности кристаллического фундамента Русской платформы. Госгеолтехиздат, 1955.
Ф о т и а д и Э. Э. О строении кристаллического фундамента Русской платформы по данным опорного бурения и региональных геофизических исследований Докл АН СССР, т. ПО, № 3, 1957.
Ха км ан С. А. Геология и полезные ископаемые районов Московской области (Очерки Тумского, Касимовского, Петелинского, Новодеревеиского, Рижского, Са-пожковского районов). Кн. 6, 8, изд. ОНТИ, 1934.
X е ц р о в И. Р. и Михайловская Л. А. Артезианские воды Московской губернии. Моск, саиит. пнет. вып. 2, изд. .Мосздравотдела, 1927.
Хецров И. Р. Санитарная оценка и охрана артезианских вод г. Москвы. Тр. 2-го Всесоюзного, XIV водопроводного и санитарно-технического съезда в г. Харькове в 1927, вып. 2, ч. 1. М., 1929.
X е ц р о в И. Р. Артезианские и грунтовые воды Москвы. ОНТИ, 1937.
X имен ко в В. Г. Материалы по исследованию водоснабжения в селениях Московской губернии. «Свед. земской сан.-врач. организации Московской губернии», № 1, 7, 8. 10,— 1916. «Санитарная хроника Мос. земства», № 1—6, М., 1918.
X и м е и к о в В. Г. Водоснабжение городов Московской губернии. Исслед. Упр. вод. хоз. п мелиорации Наркомзема, серия 1, Сб. «Материалы по гидрогеологии», вып .1, М., 1922.
X и м е н к о в В. Г. Краткий очерк геологического строения и гидрогеологических условий Д1осковского уезда. Материалы по водоснабжению селений Московского уезда, вып. 1, изд. Мос. уезд, совета, М., 1924.
Хименков В. Г. Гидрогеологический очерк Богородского уезда, Московской губернии. «Недра и воды Богородского уезда Московской губернии». Вып. 1. Изд. Богородского иист. краеведения. М., 1925.
X имен ко в В. Г. Геологическое строение и полезные ископаемые Волоколамского уезда Московской губернии. Экоисм. сб. по Волоколамскому уезду. «Геология и подземные воды Волоколамского уезда, Московской губернии», изд. исполкома Волоколамского уезда, Волоколамск, 1926.
X и м е н к о в В. Г. Схема водоносных горизонтов Московской губернии. Тр. Моск. сан. инет. им. Ф. Ф. Эрисмана, вып. 2, 1927.
Хи менков В. Г. Подземные воды гор. Твери. «Санитарная хроника», № 1, М„ 1928а.
X и м е и к о в В. Г. К вопросу об изучении подземных вод г. Москвы. Артезианские воды Москвы, снабжение ими ее населения и промышленных предприятий. Изд. МКХ, 19286.
Хименков В. Г. и Хи менков Ю. В. Геология и полезные ископаемые районов .Московской области (Очерки Калининского, Рузского, Можайского, Лато-шннского, Тургиновского, Волоколамского, Новопетровского, Шаховского, Верейского, Уваровского районов). Ки. 5. изд. Мособлплана, 1932.
Хименков В. Г. Общая геологическая карта Европейской части СССР, лист 43 (Каменка — Можайск — Духовщина — Торопец). Тр. МГГГТ, вып. 7. ОНТИ, 1934.
Хименков В. Г. Геологические и гидрогеологические условия района Угличского водохранилища. Волгострой НКВД. «Угличское водохранилище», т. 1, 1938.
X о х л о в П. С. О геологическом строении н перспективах нефтегазоносности центральных областей Русской платформы. «Геология нефти и газа», № 9, 1961.
X р а м у ш е в А. С. Геологические условия происхождения Крапнских минеральных источников и грязей. Тр. Центр. Гос. Бальнеолог, ннст. па Кавказских мин. водах, т. 10, 1931.
Ч v р и н о в М. В. Характеристика оползней правого берега р. Москвы на участке Ленинских гор и возможность строительного освоения этой площади. Тр. ВСЕГЙНГЕО, сб. 15. Вопросы гидрогеологии и пнжен. геологии, М„ Госгеолтехиздат, 1957.
Шабловский Е. Я. Водоносные горизонты в отложениях каширской и серпуховской свит карбона и условия их эксплуатации в северо-восточных районах Смоленской области. Уч. зап. Смол. Госуд. пединстит., вып. 4, 1957.
Шабловский Е. Я. Напорные воды в отложениях девонской системы и их эксплуатация в Смоленской области. Сб. науч, работ Смол. Краевед, научн.-исслед. инет., вып. 2, 1958.
ЛИТЕРА ТУРА
423
Шабловский Е. Я- Формирование подземных вод и их зональность в пределах территории Смоленской области. Уч. зап. Смоленского пединстит., вып. 3, Смоленское книжное изд., 1959.
Ш а т с к и й Н. С. Основные черты строения и развития Восточно-Европейской платформы. Изв. АН СССР, серия геол., № 1, 194G.
III а т с к и ft Н. С. О древнейших отложениях осадочного чехла Русской платформы и об ее структуре в древнем палеозое. Изд. АН СССР, серия геол., № 1, 1952.
Ш а т с к и й Н. С. О происхождении Пачелмского прогиба. БМОИП геол т. 30 (5), 1955.
Ш а т с к и й Н. С. Парагенезис осадочных и вулканогенных пород и формаций. Известия АН СССР, серия геол., № 5, 1960.
Швецов М. С. и Яблоков В. С. Геологическое строение, подземные воды и полезные ископаемые Михневского, Каширского и Иваньковского районов Московской области. Тр. Л1РГРУ, серия 1. «Геология», вып. 4, ГОНГИ, 1931.
Швецов М. С. Геология и полезные ископаемые районов /Московской области ^Очерки Пахомовского, Лаптевского, Иваньковского раойпов), кн. 2, изд Мособлпла-на. М„ 1932а.
Швецов М. С. Общая геологическая карта Европейской части СССР, лист 58, северо-западная четверть листа. Тр. ВГРО НК.ТП СССР, вып. 83, М.—Л., 19326.
Швецов М. С. Геологическая история средней части Русской платформы в течение нижнекаменноугольной и первой половины средпекаменноугольной эпох Гостоптехиздат, 1954.	•
Шик С. М. Стратиграфическая схема четвертичных отложений центральных районов Европейской части СССР. «Материалы по геологии и полезным ископаемым центральных районов Европейской части СССР». ГУЦР, вып. 1, М„ 1958.
Ш и р я м о в В. А. Изученность и специфика гидрогеологических условий месторождений угля в сфере деятельности комбината Тулауголь. Тр. Научно-техн. конф, по осушению шахтных полей Подмосковного бассейна. Углетехиздат, 1957.
Шишкина О. В Метаморфизация химического состава иловых вод Черного моря. Сб. «К познанию диагенеза осадков». АН СССР, 1959.
Шмидт М. В. Геология и полезные ископаемые районов Московской области (Очерк Мытищенского, Пушкинского районов). Кп. 5, ОНТИ, 1934.
Ш р е й б е р г М. И. Санитарный контроль за использованием подземных вод. Научи. тр., выл. 27. Акад. комм. хоз. им. К. Д. Панфилова, М,—Л., 1964.
Шухов В., Кнорре Е. и Лембке К. Проект водоснабжения г. Москвы. (Пояснительная записка к проекту городского водопровода). М., 1881.
Шухов В., Кнорре Е., Лембке К. Проект водоснабжения г. Москвы. (Пояснительная записка к проекту водосборных сооружений). Изд. Мос. гор. упр.. М„ 1887;
Ш у х о в В., К н о р р е Е. и Л е м б к е К. Проект Московского водоснабжения. Изд. конторы инж. А. В. Бари, 1891.
Щеголев Д. И., Седов В. П. Распространение сильно минерализованных вод на Русской платформе. В кн. «Геология и горное дело», 1952.
Щелкачев В. II. Упругий режим пластовых водонапорных систем. Гостоптех-издат. 1959.
Щ у р о в с к и й Г. Е. История геологии Московского бассейна. Изв. Общ. любителей естествознания, антропологии и этнографии, т. 1, вып. 1—2, М., 1866—1867.
Щуровский Г. Е. Геологические экскурсии по губерниям Московской, Калужской и Ярославской. «Московские университетские известия», № 11, 1867.
Щуровский Г. Е. Артезианский колодец в Москве. «Русский вестник», 1869.
Яковлев С. А. Карта отложений четвертичной системы Европейской части СССР и сопредельных с нею территорий. М-б 1:2 500 000, Госгеолиздат, 1950.
Яковлев С. А. Основы геологии четвертичных отложений Русской равнины. Госгеолтехиздат, 1956.
Якушева А. Ф. Карст палеозойских карбоновых пород на Русской платформе. Уч. зап. МГУ, т. 3, вып. 136, 1949.
Яншина М. С. Калий в подземных водах Московского артезианского бассей на. «Геохимия», № 1, АН СССР, 1960.
ГИДРОГЕОЛОГИЯ СССР
Том I
Московская. Калининская, Ярославская, Владимирская, Рязанская, Тульская, Калужская, Смоленская области
Редактор издательства Н. А. Сергеева
Переплет художника Н. А. Князькова
Технический редактор В. В. Быкова
Корректор Т. В. Чирикова
Подписано к набору I5/II 1966 г. Подписано к печати 20/Х 1966 г. Формат 70> 1О8'/|6 Бумага № 2 Печ. л. 28,25 с 8 вкл. + + 7,5 приложения J-i0 п. л. цветные карты—45.75 Усл. л. 64,05 с книгой. Уч.-изд. л. 49,1 с приложением + 9,1 цв. карты — =58,2	Т-14331. Тираж 2000 экз. Зак. I6I/9024-2 Цена с прило-
жением 5 р. 08 к. Индекс 3-4-1
Издательство «Недра». Москва, К-12, Третьяковский пр„ 1/19. Московская типография № 6 Главполиграфпрома Комитета по печати при Совете Министров СССР
Москва, Ж-88. I-й Южно-портовый пр., 17.
Рис. 28. Карта изопьез первых от поверхности водоносных горизонтов нижнего карбоната. Составили Б. Н. Смирнов и Н. В. Бастракова Границы и площади распространения водоносных горизонтов: 1 — серпуховско-окского и протвинского, 2— яснополянского, 3 — упинского (на западе — спорадически распространенного в туриейских отложениях), 4 — северо-восточная предполагаемая граница распространения малевских глии, примерно совпадающая с границей упинского водоносного горизонта. 5 — изопьезы протвинского и серпуховско-окского водоносных горизонтов (пунктир — предполагаемые), 6 — доверейская долина, 7 — скважина и абсолютная отметка пьезометрического уровня в ней
Зак. 161
Рис. 29. Карта напоров над кровлей первых от поверхности водоносных горизонтов нижнего карбона. Составили Б. Н. Смирнов и Н. В. Ба-
г	стракова
1 раницы и площади распространения водоносных горизонтов: 1 — серпуховско-окского и протвин ского, 2 — яснополянского, 3 — упинского (на западе спорадически распространенного в туриейских отложениях), 4 — северо-восточная граница распространения малевских глии, примерно совпадающая с границей упинского водоносного горизонта, 5 — изолинии напоров протвинского и серпуховско-окского водоносных горизонтов (пунктир — предполагаемые), 6 — доверейская долина, 7 — напоры (м) над кровлей первого от поверхности водоносного горизонта нижнего карбона по отдельным скважинам
____,___.	г/л\ 2 —от 50 до 140; 5 —
6 — изогипсы поверхности промышленных рассолов (с концентрацией i калия, г/л, в числителе —
Рис. 49. Схематическая карта распространения подземных рассолов максимально возможной концентрации с данными о содержании калия. ’ Составил Ф. И. Кравчинский
1 — район отсутствия рассолов. Районы развития рассолов предполагаемой максимальной концентрации от 140 до 270; 4 — свыше 270; 5 — граница между районами различной концентрации рассолов; С	-_ _г______г__________
более 50 г/л); 7 — скважина слева от дроби максимальная концентрация рассола, выявленная опробованием, г/л, справа—содержание .. _ ....
интервал (глубина) опробования, юи, в знаменателе — индекс геологического возраста опробованного горизонта; 8 — линии геолого-гидрохнмических разрезов, изображенных на рис. 3$
Зак. 161

1 - 14 [

1 @ In 1

1 ® 1б [
Рис. 51. Схематическая карта месторождений полезных ископаемых с характеристикой их обводненности. Составил Б. Н. Смирнов
Угольные месторождения: I— практически безводные нли слабообводненные; II— среднеобводненные; III— с повышенной обводненностью; IV— сильнообводненные; V— весьма сильнообводненные; 1 — юго-западная граница распространения угленосной толщи яснополянского надгоризонта; 2 —граница между районами с различной степенью обводненности угленосной толщи; 3 —• линия, восточнее которой угленосные отложения залегают на глубине более 200 м.
Месторождения других полезных ископаемых, залегающих преимущественно: 4 — выше уровня подземных вод (первый тип— указывается только знаком соответствующего полезного ископаемого);5 — частично выше, а частично ниже уровня подземных вод (второй тип—указывается знаком полезного ископаемого в пунктирном кружке); 6— ниже уровня подземных, но в основном выше уреза вод поверхностных водотоков (третий тнп—указывается знаком полезного ископаемого в кружке); 7 — ниже глубины вреза местной гидрографической сети (четвертый тип—указывается знаком полезного ископаемого в двойном кружке); 8 — граница Тульскогсижелезорудного района; 9 — граница Воскресенско-Егорьевского и Кимовского месторождений фосфоритов; 10 — граница распространения соленосных фаций среднего девона.
Отдельные месторождения или их группы: И — фосфориты; 12— известняки; 13— доломиты; 14 — мел и меловой мергель; 15— глины огнеупор* ные и тугоплавкие; 16— глииы легкоплавкие; /7 — песчано-гравийно-валунный материал н пески строительные и балластные (в том числе силикатные); 18. — пески формовочные; 19 — пески стекольные; 20 — гипс