Распространение подземных вод на территории Украины

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

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

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

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

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

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

На территорииСеверной части  Припятско-Днепровского артезианского бассейна подземные воды из отложений верхнесолевой толщи получены в Мозырской опор ной скважине и в нескольких поисково-разведочных скважинах н: Ельской структуре. В терригенных прослоях, залегающих в нижни; горизонтах верхнесоленосной толщи, заключены рассолы хлоридно натриевого и хлоридно-кальциевого состава, с минерализацией около 314—335 г\л.

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

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

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

Межсолевая толща в  северо-западной части Припятско-Днепровского артезианского бассейна, представлена в верхней своей части в основном ангидритами с подчиненными прослоями серых крепких доломитов, реже плотных известняков мощностью до 97,0 м. В нижней части — плотными доломитами, доломитизированными, часто кавернозными известняками и ангидритами с редкими прослоями глин и песчаников общей мощностью 9,1—84,0 м.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Горизонтальная (широтная) зональность грунтовых вод

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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