Предварительная оценка запасов подземных вод месторождения Ростань (г. Борисоглебск)

этажа. Нижний сложен резко дислоцированными метаморфизированными породами

архея, нижнего и среднего протерозоя. Верхний сложен спокойно залегающими

осадочными породами девонского, каменноугольного, мелового, неогенового и

четвертичного возраста.

По данным электроразведки, сейсмопрофилирований и материалами структурного

бурения установлено, что поверхность докембрийского фундамента погружается

в северо-восточном и восточном направлениях. Средняя величина погружений

составляет 8-10м/км.

Девонские отложения в связи с общим падением на восток и северо-восток

последовательно сменяют друг друга в том же направлении от древних к более

молодым. Их средний уклон составляет 7м/км.

Каменноугольные отложения имеют такой же наклон слоев. Их мощность

наращивается в направлении падения, то есть к северо-востоку.

Нижнемеловые отложения имеют моноклинальные залегания. Отсутствие

верхнемеловых отложений свидетельствует о наличии здесь поднятия в

верхнемеловую эпоху.

В неотектонической структуре территория является районом мощной неогеновой

и четвертичной аккумуляции и находится в пределах Окско-Донской впадины.

Границы этой впадины совпадают с разломами в кристаллическом основании и

флексурными перегибами в осадочном чехле.

2.3 История геологического развития

Окончательное формирование Воронежского кристаллического массива произошло

в среднем протерозое. В рифейское время на описываемой территории

обозначалась зона устойчивого погружения, осложненная крупными разломами.

Сюда сносились водными потоками продукты разрушения и выветривания

выведенных на дневную поверхность пород. В ряжское время и первую половину

морсовского времени территория претерпела медленное погружение и покрылась

водами мелкого внутриконтинентального бассейна, сильно засоленного.

В середине морсовского времени начался энергичный принос разнозернистого

песчаного материала, осаждавшегося в среде, обогащенной карбонатами Ca и

Mg.

В мосоловское время уровень суши резко понизился и рассматриваемую

территорию покрыло неглубокое море нормальной солености с переменным

гидродинамическим режимом. В черноярское время вновь наблюдаются признаки

обмеления моря и частичного его исчезновения.

В старооскольское время море было очень неглубоким, с меняющимся

гидродинамическим режимом. В конце старооскольского времени повсеместно

усилился принос преимущественно алевритистого материала.

Верхнедевонская эпоха ознаменовалась тремя крупными циклами седиментации –

нижнефранским, верхнефранским, фаменским. Каждый цикл начинается

отложениями мелководных, песчано-глинистых осадков лагунного и прибрежно-

морского типа. Они сменяются карбонатными илами неглубокого моря.

В среднекаменноугольный период область испытала поднятия, повлекшие размыв

значительной части каменноугольных отложений.

В неокоме произошло опускание территории с отложениями мелководных морских

осадков. В середине альба на описываемой территории распространилось море.

Отсутствие верхнемеловых отложений свидетельствует о значительных поднятиях

в это время. Начиная с миоцена, здесь происходит постепенное оформление

депрессии с усилением поднятия в предкривоборское время.

Среднечетвертичный период характеризуется относительной стабильностью

тектонического режима и преобладанием процессов аккумуляции. В

верхнечетвертичную эпоху происходит переоформление современных контуров

гидросети и углубление речной долины (образование третьей, второй и первой

надпойменной террас).

В современную эпоху наблюдается дальнейшее развитие рельефа и

гидрографической сети. Широко развито образование оврагов и оползней.

III. ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ РАЙОНА РАБОТ

На участке работ развиты водоносные горизонты и комплексы четвертичного,

неогенового, мелового и девонского возрастов. Ниже приводится их краткая

характеристика.

Водоносный современный аллювиальный горизонт (aIV)

Развит в пределах всех рек, ручьев и крупных балок. Водовмещающими

породами служат пески разнозернистые с гравием и галькой в основании.

Мощность обводненного аллювия в долинах р. Хопер и Ворона достигает 10-12

м, на малых реках и ручьях уменьшается до 1 м. Горизонт безнапорный, абс.

Отметки уровня (+85)-(+97) м. Верхний водоупор отсутствует, вследствие

чего горизонт подвержен поверхностному загрязнению. Нижний водоупор

также отсутствует и горизонт гидравлически взаимосвязан с нижележащими

водоносными горизонтами. Коэффициенты фильтрации пород составляют 0,1-5

м/сут, возрастая в долинах рек Ворона и Хопер до 16-20 м/сут.

По химическому составу воды преимущественно гидрокарбонатные натриево-

кальциевые с минерализацией 0,2-0,9 мг/дм3.

Питание горизонта осуществляется за счет инфильтрации атмосферных осадков

и речных вод в период паводка, а также за счет подтока из смежных

водоносных горизонтов. Дренируется горизонт реками. Воды современного

горизонта мало пригодны для централизованного водоснабжения вследствие

затопления пойм в паводковый период и повышенной агрессивности подземных

вод (пойменный ряд водозабора “Чигорак”). В то же время современный

горизонт широко используется местным населением с помощью колодцев.

Водоносные среднечетвертичный аллювиальный (а II) и южноворонежский

аллювиально-озерный (аIIj) горизонты.

Эти горизонты представляют здесь единую гидравлическую толщу общей

мощностью от 2 до 15 м. Они сложены аллювиальными песками, их обводненная

мощность составляет 5-14м. Воды безнапорные. Глубина залегания уровня

11-34 м от поверхности земли, что соответствует отметкам (+96) -

(+99)м.

По химическому составу, воды гидрокарбонатные, сульфатно-гидрокарбонатные

кальциевые, магниево-кальциевые с минерализацией 0,2-0,9 г/дм3. Дебиты

эксплуатационных скважин 2-4 л/с при понижении 10 м. Удельные дебиты

скважин изменяются от 0,04 до 4,3 л/с, преимущественно составляя 0,1-1,5

л/сут. Коэффициенты фильтрации среднечетвертичных отложений изменяются

в пределах 0,6-10 м/сут достигая в отдельных случаях 30 м/сут;

коэффициенты фильтрации южноворонежских отложений ниже и составляют

0,8-1,6м/сут. Горизонты могут представлять практический интерес для

организации небольших централизованных водозаборов лишь при совместной

эксплуатации с нижележащими неогеновыми горизонтами и комплексами.

Водоносный белогорский терригенный горизонт (N23 bg).

Развит в центральной части рассматриваемого района. Приурочен к озерно-

аллювиальным отложениямм плиоцена, выполняющим вместе с подстилающими

миоценовыми отложениями глубокую погребенную палеодолину.

Водовмещающими породами служат крупнозернистые пески, в верхней части мелко-

и

среднезернистые, общей мощностью 10 - 30 м. В кровле и подошве встречаются

прослои глин, служащих водоупором, невыдержанным в плане и в разрезе. На

этих участках воды приобретают слабый напор - от 3,3 до 15,7 м. На участках

отсутствия верхних водоупоров воды безнапорные имеют прямую гидравлическую

связь с южноворонежским и среднечетвертичным водоносными горизонтами.

Отсутствие выдержанного нижнего водоупора обуславливает также

связь с водоносными уваровско-тамбовским и апт-альбским терригенными

горизонтами. В пределах участка разведки уровень воды устанавливается на

глубине 23 - 35м от поверхности земли, что соответствует абсолютным

отметкам (+97 - (+99) м. Из скважины №4р, пробуренной на участке разведки

получен дебит 4,4 л/с при понижении 8,4 м. Коэффициенты фильтрации

составляют 1,0-1,1 м/сут.

Питание горизонта осуществляется за счет инфильтрации атмосферных осадков

через толщу четвертичных отложений. Разгрузка происходит в реки через

смежные четвертичные горизонты. По химическому составу воды

гидрокарбонатные кальциево-магниевые, магниевые и натриево-

кальциевые, реже сульфатно-гидрокарбонатные магниевые, с минерализацией до

1г/дм3. Белогорский горизонт в районе работ эксплуатируется одиночными

скважинами в с. с. Танцырей, Миролюбие.

Водоносный уваровско-тамбовский терригенный

горизонт (N12 uv-tm).

Горизонт приурочен к нижней части неогеновой палеодолины. Водовмещающими

являются мелко-среднезернитстые пески, в подошве горизонта - гравелистые.

Мощность водовмещающих отложений не выдержана по площади и изменяется от 1-

25 м в бортовых частях палеодолины до 45 м в ее переуглубленной части. В

верхней части разреза встречаются прослои глин мощностью 2-6 м, а в осевой

части палеодолины их мощность увеличивается от 7,3 м на южном фланге

проектного водозабора (скв. №57р.э.) и до 13,8 м на северном (скв.

№51р.э.). Эти глины создают условный водоупор до 48м. В прибортовых частях

палеодолины глины отсутствуют и здесь осуществляется гидравлическая

взаимосвязь уваровско-тамбовского терригенного горизонта с

вышележащим белогорским. Нижним водоупором служат нижнеаптские глины

мощностью 20-25м, отсутствующие в пере углубленной части палеодолины.

Здесь уваровско-тамбовский горизонт связан с нижезалегающим

берриас-барремским, а в бортовых частях со смежным апт-альбским

комплексами. Уваровско-тамбовский горизонт отличается высокой

водообильностью и рассматривается как один из возможных источников

централизованного водоснабжения г.Борисоглебска.

Дебит опробованных скважин достигает 8-13 л/с при понижении 3-13 м

соответственно. Коэффициенты фильтрации изменяются в широких пределах: от

0,9м/сут до 79,бм/сут. Максимальные значения приурочены к переуглубленной

части палеодолины, где по данным кустовых откачек Кф составляет 38,4-

79,6м/сут. По химическому составу воды сульфатные и гидрокарбонатно-

сульфатные с минерализацией 03-0,4 г/дм3 и имеют удовлетворительное

качество.

Водоносный апт-альбский терригенный

горизонт ( k1 a-al).

Водоносный апт-альбский терригенный горизонт на участке работ развит

практически повсеместно, отсутствует лишь в переуглубленной части

палеодолины. Воды приурочены к песчаным отложениям, мощность которых по

мере углубления неогенового вреза уменьшается с 30м до 0,1 м. Выдержанный

верхний водоупор отсутствует. На отдельных участках он представлен

глинистыми разностями четвертичных, неогеновых и самих альбских отложений.

Нижним местным водоупором служат глины апта мощностью до 17м. Этим

водоупором они изолируются от нижележащего слабоводоносного локально-

водоупорного берриасс-барремского терригенного комплекса. Водоупор

отсутствует лишь в переуглубленной части палеодолины, где уваровско-

тамбовский горизонт залегает непосредственно на берриасс-барремских

водовмещающих песчаных отложениях. Абсолютные отметки подошвы водоупора -

(+11) - (+25)м, кровли - (+1-35) - (+62)м.

Апт-альбский горизонт эксплуатируется одиночными скважинами с

удельными дебитами 0,2-3 м/с. Коэффициенты фильтрации изменяются в пределах

0,2-10м/сут. По химическому составу воды пресные (минерализация 0,4-

0,6г/дм3) сульфатно-гидрокарбонатные натриево-магниевые.

Слабоводоносный локально-водоупорный берриасс-барремский терригенный

комплекс (K1 b-br).

Комплекс на описываемой территории развит повсеместно. Водовмещающими

являются мелкозернистые чистые пески валанжинского возраста мощностью 15-

25м, в пределах переуглубленной палеодолины мощность комплекса уменьшается

до 3,6 - 10м. Верхним водоупором служат аптские глины, отсутствующие в

переуглубленной части палеодолины. Здесь берриасс-барремский комплекс

гидравлически взаимосвязан с уваровско-тамбовским. Нижний водоупор,

представленный валанжинскими песчаными глинами, также не выдержан по

простиранию и отсутствует на большей части изученной площади. На участке

проектного водозабора он вскрыт как на северном, так и на южном флангах.

Мощность водоупорных глин составляет 3,4-5,6м.

Удельные дебиты скважин не превышают 1,0л/с. Коэффициенты фильтрации по

данным одиночных и кустовых откачек изменяются от 4,3 до 6,9м/сут,

достигая в отдельных скважинах в северной части территории 25-27,4м/сут.

Воды по химическому составу сульфатно-гидрокарбонатные смешанные по

катионному составу. Минерализация подземных вод в целом по площади

составляет 0,6-0,9г/дм3, достигая в северной части территории 1,39 г/дм3.

Водоносный средне-верхнефаменский терригенно-карбонагный

комплекс (D3 fm2-3)

Залегает под слабоводоносным берриасс-барремским терригенным комплексом,

Приурочен к кавернозным и трещиноватым известнякам озерской и хованской

свит верхнего девона.

Общая мощность комплекса изменяется с запада на восток, по мере погружения

девонских пород в северо-восточном направлении, от 15 до 130 м. Глубина

залегания его кровли изменяется от 100 до 160м, что соответствует

абсолютным отметкам (+8)-(+15)м. На участке проектного водозабора кровля

известняков вскрыта на глубине 121,0 м на северном северном 136,4, на южном

флангах, абсолютные отметки кровли составляют (+2,6) - (-6,4) м. Вскрытая

мощность водовмещающих известняков 30-31м, при этом наиболее активная зона

трещиноватости приурочена к верхней части толщи, мощностью 12-15м. Верхним

водоупором служат валанжинские глины, нижним - прослои аргиллитоподрбных

глин мощностъю до 4 м. Воды напорные, величина напора составляет 96 - 104

м. Уровень устанавливается на глубине 24,6 - 32,5 м от поверхности земли

(а. о. 97,5 - 99,0 м). Водоносный комплекс отличается высокой

водообильностью в пределах зоны развития неогеновой палеодолины, особенно в

ее переуглубленной части. Здесь при опробовании скважин №№ 43р, 51р.э.,

57р.э. были получены дебиты от 15 л/с до 58 л/с при понижениях 2,2 - 23,6

м. Удельные дебиты при этом составили 1,4 - 5,0 л/с на северном фланге

проектного водозабора и 25,8 л/с - на южном.

Высокая водообильность известняков объясняется их сильной трещиноватостью в

пределах площади развития переуглубленной части палеодолины (обычно

приуроченных к зонам повышенной тектонической активности) и, как следствие,

активной гидравлической связью с неогеновой толщей. За пределами

переуглубленной части палеодолины удельные дебиты скважин уменьшаются и

составляют от 1,0л/с (скважина №47 - 0,9км от переуглубленной

части палеодолины) до 0,01л/с (скважина №48 - 8,0км от перуглубленной части

палеодолины). Коэффициенты фильтрации изменяются также в широких пределах:

от 1 до 45-70м/сут. Максимальные значения приурочены к переуглубленной

части палеодолины.

По химическому составу в пределах переуглубленной части палеодолины воды

гидрокарбонатные магниево-кальцевые с минерализацией 0,4 - 0,5 г/дм3.

Химический состав воды в скважинах, пробуренных в бортовых частях

палеодолины, где происходит подпитывание из берриасс-барремского

горизонта, идентичен составу берриасс-баремских вод. Здесь воды

характеризуются как сульфатно-гидрокарбонатные кальциево-магниевые

смешанные по катионам с минерализацией 0,4 –0,6 г/дм3 (скв. №№ 46-47). По

качеству воды и в бортовых, и в центральных частях палеодолины отвечают

требованиям СаНПиНа. Лишь в 10 км к северо-востоку от участка разведки

«Ростань» в 1979 году, при разведке участка «Махровский» были вскрыты

хлоридные воды с минерализацией 1,9 г/дм3. При проведении работ второй

очереди бурением разведочной скважины №60р будет уточнена граница развития

минерализованных вод.

Водоносный нижнефаменский карбонатно-терригенный

комплекс (D3fm1).

Залегает под целевым комплексом на глубине 152-168м. Представлен

переслаиванием небольших прослоев известняков с аргиллитоподобными глинами.

Прослой глин, залегающий в кровле нижнефаменской толщи изолирует, этот

водоносный комплекс от вышележащего. Характеризуется низкой водообильностью

и удовлетворительным качеством воды. В пределах месторождения “Ростань” он

не изучался, будет опробован на второй очереди работ разведочной скважиной

№ 62р. При этом будет изучена взаимосвязь девонских комплексов и изменение

химизма подземных вод в разрезе.

VI. ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ЗАПАСОВ МЕСТОРОЖДЕНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД

4.1 Краткие сведения о месторождении подземных вод “Ростань”

На территории Борисоглебского района в период с 1964 по 1983 гг.

проводились различные гидрогеологические изыскания источников водоснабжения

и была выполнена групповая гидрогеологическая и инженерно-геологическая

съемка масштаба 1:200 000. По результатам съемочных работ к востоку от

г.Борисоглебска была откартирована неогеновая палеодолина, простирающаяся в

субмеридиональном направлении и дана подробная характеристика всех

водоносных горизонтов. При этом девонские горизонты были охарактеризованы

как бесперспективные для хозпитьевого водоснабжения вследствие низкой

водообильности и высокой минерализации воды.

Для водоснабжения г.Борисоглебска и мелких населенных пунктов используются

только четвертичные, неогеновые и меловые водоносные горизонты. Они и

рассматривались как целевые при проведении Воронежской ГГЭ в 1987-1990 гг.

поисков и предварительной разведки дополнительных источников водоснабжения

г. Борисоглебска. По результатам разведочных работ был выделен

перспективный участок “Ростань”, расположенный в 15 км от водопотребителя,

в пределах которого оценены эксплуатационные запасы подземных вод уваровско-

тамбовского горизонта (по легенде 1978 г. – ламкинский подгоризонт –

N12lm). Эксплуатационные запасы подземных вод уваровско-тамбовского

горизонта составили 44 тыс. м3/сут, в том числе категории A+B - 6 тыс.

м3/сут, C1 - 38 тыс. м3/сут. Девонские водоносные горизонты при этом

детально не изучались. Лишь на последнем этапе предварительной разведки,

при сооружении гидрогеологических кустов на целевой уваровско-тамбовский

горизонт, было пробурено две разведочные скважины №№ 42р, 43р на

нижележащий средне-верхнефаменский комплекс. Скважины были пробурены с

целью оценки качества подземных вод девонских комплексов и возможности

подтягивания минерализованных вод девона к водозабору. Результаты

опробования средне-верхнефаменского водоносного комплекса показали его

высокую водообильность в пределах переуглубленной части неогеновой

палеодолины и тесную гидравлическую связь с вышезалегающим водоносным

уваровско-тамбовским горизонтом. При этом минерализация вскрытых девонских

вод не превысила 0,5 г/дм3.

Учитывая полученные результаты по водообильности девонских отложений, при

составлении проекта на детальную разведку месторождения “Ростань”, кроме

работ по переводу запасов из категории C1 в категории A+B, были

предусмотрены работы по изучению средне-верхнефаменского горизонта. Эти

работы предусматривали оценку изменения химического состава и

фильтрационных свойств верхнедевонских известняков за пределами неогенового

разреза. В процессе выполнения ТОО “Воронежгидросервис” по договору с ОКС

администрации Борисоглебска бурения 5 разведочных скважин №№ 45-49 вкрест

Страницы: 1, 2, 3