основные артезианские бассейны западной Сибири. Основные артезианские бассейны Западной Сибири. Основные артезианские бассейны Западной Сибири
 Скачать 21.91 Kb.
|
|
Основные артезианские бассейны Западной Сибири Артезианские бассейны платформенного типа — бассейны, связанные с отрицательными структурами платформ, предгорными прогибами и краевыми синеклизами. Выделение в качестве единого типа бассейнов, связанных со структурами различного типа, оправдано рядом общих закономерностей строения геологического разреза, определяющих основные условия залегания и региональную динамику подземных вод (слайд 1): 1 — слоистые системы водоносных горизонтов (комплексов) трех гидрогеологических этажей бассейна; 2 — региональные слабопроницаемые толщи; 3 — номера гидрогеологических этажей; 4 — границы и номера гидродинамических зон; 5 — зоны тектонических нарушений; 6 — система «местных» и 7 — региональных потоков подземных вод; 8 — субвертикальная фильтрация через слабопроницаемые породы; 9 — «внутренние» источники питания подземных вод (элизионные процессы, дегидратация, приток глубинных флюидов); 10 — породы обрамления и фундамента. Западно-Сибирская низменность в гидрогеологическом отношении представляет собой крупнейший в мире артезианский бассейн (слайд 2). Подземные воды этого бассейна в сильной степени влияли на формирование и сохранение нефтяных и газовых залежей. В ряде районов низменности они имеют большое народнохозяйственное значение (пресные, термальные, йодные, бальнеологические воды). В данном разделе рассматриваются не только подземные, воды Мезозойских пород, но и более молодых — кайнозойских — отложений южной части низменности, где они имеют большое практическое значег ние. Для этого использованы результаты опробования опорных и разведочных скважин на нефть и газ, данные разведочного и эксплуатационного бурения скважин на воду и гидрогеологических и комплексных съемок, собранные и частично уже обобщенные большим коллективом гидрогеологов научно-исследовательских институтов: ВНИГРИ, ВСЕГЕИ, НИИГА, СНИИГГиМС, Западно-Сибирского, Новосибирского, Тюменского геологических управлений и Всесоюзного гидрогеологического треста. Западно-Сибирский гидрогеологический мегабассейн (ЗСМБ) выделен нами как надпорядковый подземный водный резервуар в пределах Западно-Сибирской геосинеклизы (ЗСГ). По условиям залегания, формирования подземных вод, палеогидрогеологии и геодинамической эволюции в его пределах выделены три сложных, наложенных друг на друга резервуара I порядка (слайд 3): 1) палеозойский гидрогеологический бассейн; 2) мезозойский гидрогеологический бассейн; 3) кайнозойский гидрогеологический бассейн. Гидрогеологическая стратификация разреза ЗСМБ представляется в виде 7-ми этажно залегающих гидрогеологических комплексов: первый– олигоцен-четвертичных и второй– турон-олигоценовых отложений в кайнозойском бассейне; третий – апт-альб-сеноманских, четвертый – неокомских, пятый – верхнеюрских и шестой –нижне-среднеюрских отложений в мезозойском бассейне; седьмой –триас-палеозойских отложений – в палеозойском бассейне. При построении карт и разрезов типы вод выделены в соответствии с классификацией В. А. Сулина. В то же время степень минерализации Подземных вод характеризуется по классификации В. И. Вернадского: пресные воды — до 1 г/л, солоноватые — от 1 до 10 г/л, соленые — от 10 до 50 г/л, рассолы >5 0 г/л. Группа солоноватых вод, в свою очередь, подразделяется на слабосолоноватые (1—3 г/л), солоноватые (3—5 г/л) и сильносолоноватые (5—10 г/л). Пьезометрические уровни, фактически замеренные и выраженные в абсолютных отметках, показываются преимущественно в краевых частях распространения отложений, где имеются наиболее надежные наблюдения. Название солевого состава вод дается по преобладающим анионам и катионам. В название включаются компоненты с содержанием более 25%-экв; на первое место ставится ион с минимальным содержанием. Для подземных вод мезозойских пород в скобках дается тип вод по классификации В. А. Сулина. В названии газа компоненты даются в возрастающем порядке при содержании более 10% объема. Д л я характеристики изменения пьезометрической поверхности подземных вод применяется термин «пьезометрический уклон» (в метрах на 1 км). Изменение давления метана, растворенного в подземных водах, выражается градиентом упругости (в атмосферах на 1 км). Основные ресурсы подземных вод Западно-Сибирского артезианского бассейна приурочены к осадочному покрову. Породы фундамента обводнены в меньшей степени и на большей части низменности изучены слабо. ВОДОНОСНОСТЬ ПРИПОВЕРХНОСТНОЙ ЧАСТИ ФУНДАМЕНТА К приповерхностной части фундамента отнесена его верхняя выветрелая часть, а также водоносные отложения нижней части осадочной толщи, лежащей на фундаменте. Ограниченное количество фактического материала позволяет дать раздельное описание гидравлически связанных подземных вод этих пород только для краевых частей низменности. По условиям залегания в отложениях фундамента распространены трещинные воды, в осадочной толще — пластовые. Наиболее полно подземные воды фундамента изучены в пределах горных обрамлений низменности. В районах, где фундамент погружен, его приповерхностная часть лучше изучена на окраинах низменности. Большой водообильностью характеризуются зоны тектонических нарушений пород фундамента на границе восточного склона Урала и Зауралья, где дебиты источников местами достигают 50—200 л/сек (Ковалев, 1960). В пределах северной части Тургайского прогиба сильноводоносными являются закарстованные известняки и различные изверженные породы на участках развития тектонических нарушений. Удельный дебит скважин составляет здесь 1—3 л/сек. Там где подземные воды приурочены к трещинам выветривания, он снижается до" 0,05— 0,60 л/сек. Слабоводоносными в пределах Тургайского прогиба являются кварциты, метаморфические сланцы, песчаники, конгломераты. Удельный дебит скважин здесь равен 0,05—0,50 л]сек. Наименьшей водоносностью характеризуются сланцы (удельный дебит скважин — тысячные-доли литра в секунду). На склоне Казахского нагорья обводненной является зона выветривания кристаллических сланцев, известняков, песчаников, гранитов и реже порфиритов. Мощность этой зоны колеблется от 10—20 до 50— 70 м. Удельный дебит скважин 0,01—0,001 л/сек. Повышенная водообильность наблюдается здесь лишь в зонах тектонических нарушений пород. Последнее характерно и для краевой, предалтайской части низменности. В этом районе высокой водообильностью характеризуются, кроме того, закарстованные известняки, в которых дебит воды из скважин и колодцев достигает 15—20 л]сек. В более погруженной части фундамента водообильность пород незначительна и на большей площади удельный дебит скважин ниже 0,001 л]сек (скважины Ермаковская, Чулымская, Михайловская, Завьяловская, Туринская, Тобольская и др.). Некоторое повышение удельного дебита наблюдается в скважинах, тяготеющих к окраинным частям низменности (Кыксинская, Касская, Октябрьская, Ипатовская, Мальцевская, Кузнецовская, Березовская скважины). Следует подчеркнуть сравнительно повышенную водообильность пород в районе Березово и Шаима, свидетельствующую об улучшении здесь коллекторских свойств отложений, что и создало благоприятные условия для промышленных скоплений нефти и газа. Достоверные сведения о статических уровнях подземных вод приповерхностной части фундамента имеются лишь по районам обрамления низменности (Средний и Южный Урал, Казахстан, Алтай). В его центральных районах положение уровней охарактеризовано главным образом на основании данных, полученных по отложениям, залегающим непосредственно на фундаменте. Наиболее высокое положение пьезометрические уровни занимают на восточном склоне Урала (Южный и Средний Урал), вдоль северозападной и северной границ Казахского нагорья, на погружении Алтая и в южной части Чулымо-Енисейской впадины, где они имеют отметки 180—200 м абсолютной высоты. В направлении погружения фундамента отметки, уменьшаются до 80—100 м (Шаимская, Тобольская, Малиновская, Саргатская, Болынереченская, Тебисская площади, а в северной половине бассейна, в Мужинском районе и- у пос. Ермакове, уровни расположены на отметках, близких к нулю. В пределах северной части Тургайского прогиба пьезометрические уровни имеют наиболее высокие отметки на склонах Урала и вдоль обнаженной части Казахского нагорья, достигая 200 м. Снижение пьезометрической поверхности происходит в сторону древней Убоганской долины до отметок 130—140 м. С Казахского нагорья подземный сток по породам фундамента в значительной степени перехватывается р. Ишим, долина которого врезана на глубину 30—60 м и более, т. е. почти на всю глубину трещиноватой зоны выветривания. В направлении Челябинск—Тюмень—Владимирская площадь выделяется зона относительно высокого стояния уровней. К северо-западу от нее, в бассейне р. Сосьвы и до г. Ивделя, расположена зона относительно низких уровней — здесь их отметки снижаются до 80 м. Более высокое положение занимают уровни на Малиновской и Саргатской площадях (около 100 м) по сравнению с Камышловской площадью, где отметка уровня около 80 м. На юго-востоке бассейна зона высоких уровней (145—135 м) протягивается со стороны Алтая вдоль Томско-Каменского выступа на Славгород. К западу от Славгорбда, в районе крупных озер Селетытенгиз, Кызылкак и др., установлена область сравнительно низких уровней (100—90 м). В Березовском районе уровни падают от Урала к востоку'и северовостоку, к долине р. Оби, а также вдоль нее на север. Намечается падение уровней к Оби и с юго-востока на северо-запад. В районе д. Устрем и к северу от нее, до слияния Большой и Малой Оби, замерены уровни,-расположенные на 1—4 м ниже уровня моря (достоверность этих замеров требует проверки). По восточному борту бассейна уровни снижаются на север, вдоль р. Енисей, от 120 ж в районе Касской опорной скважины до 34 м в Елогуйской рпорной скважине и -)-5 м в пос. Ермаково. В краевых частях бассейна пьезометрические уровни обычно расположены выше поверхности земли (Касс, Славгород, Тюмень, Шаим, Игрим, Шаганы); избыточное давление на устье скважин здесь местами достигает 5 атм. Ближе к центру и на севере они часто устанавливаются ниже поверхности. Пресные воды с минерализацией до 1 г/л развиты вдоль обрамления бассейна. На границе с Казахстаном пресные воды отсутствуют, и к обрамлению, непосредственно примыкает полоса развития слабосолоноватых вод. Вдоль восточного склона Южного и Среднего Урала ширина полосы пресных вод достигает 50 км. В пределах Томско-Каменского выступа и Кулундинской впадины полоса их развития местами расширяется до 300 км и выше. На значительной площади пресные воды распространены, по-видимому, на северо-западе Березовского и в Мужинском районе, а также на юго-востоке Чулымо-Енисейской впадины. Глубина распространения пресных вод колеблется от нескольких десятков метров в районах обрамления и выхода фундамента на поверхность до нескольких сотен метров (Томско-Каменский выступ, северо-запад бассейна, Чулымо-Енисейская впадина). По составу это преимущественно гидрокарбонатные натриевые и, реже, кальциевые воды. Иногда они имеют смешанный анионный и катионный состав. По мере погружения фундамента воды становятся сначала слабосолоноватыми, а затем сильносолоноватыми. Ширина полосы развития слабосолоноватых вод обычно не превышает 50 км, хно в отдельных райднах (к северу от Кокчетава, Березовский и Мужинский районы)" достигает 100—150 км. В бассейне р. Сосьвы на восточном склоне Урала она сокращается до 15—20 км. Полоса распространения сильносолоноватых вод, как правило, несколько выше 50 км, а в районе Тюмени и в северной части Тургайского прогиба достигает 150—300 км. Исключением является Березовский район, где к западу от пос. Березово она равна 10—25 км. В целом ширина полосы развития солоноватых вод в большинстве районов составляет около 50 км и лишь в двух местах — на северо-западе (в Березовском и Салехардском районах) и на юго-западе (на севере Тургайского прогиба и к западу от Тюмени) увеличивается до 150—400 км. Глубина распространения солоноватых вод от поверхности изменяется от первых сотен метров по восточному склону Урала до 1000—1600 м в Березовско-Салехардском районе идо 1200—2000 м по восточному борту бассейна. Наиболее глубоко солоноватые воды развиты в Чулымо-Енисейской впадине, где в Белогорской скважине они встречены на глубине свыше 2000 м. Слабосолоноватые-воды по составу являются гидрокарбонатно-хлоридньши и хлоридными натриевыми (гидрокарбонатнонатриевого типа, по Сулину) или же обладают смешанным анионным и катионным составом; содержание сульфатов достигает в них в отдельных случаях (Тайнча)'270 мг/л. Сильносолоноватые воды обычно хлоридные натриевые (гидрокарбонатнонатриевые и хлоркальциевые, по Сулину); содержание сульфатов не превышает нескольких десятков миллиграммов на литр. При большем удалении от бортовых частей бассейна минерализация вод возрастает до 20—22 г/л в западной половине бассейна (Шаим) и до 53—80 г/л — в восточной (Александровский и Парабельский валы). Таким образом, на востоке развиты не только соленые воды, но и слабые рассолы. Последние обнаружены на Колпашевской, Парабельской и Большереченской площадях. Следует отметить, что отложения, в которых встречены рассолы, обладают очень низкими коллекторскими свойствами. Притоки воды, полученные при опробовании скважин, не превышали 1—2 м 3 /сутки, при понижении уровня до 1000 м и более. Температура вод определяется главным образом глубиной залегания кровли фундамента. От 15—20°С на глубинах в первые сотни метров по бортам южной части бассейна она возрастает до ПО—150° С в центральных, наиболее погруженных районах (Колпашево, Мегион, Фролы, Малый Атлым). Однако в различных районах температура на одной и той же глубине может быть различной. Так, например, в районе Увата на глубине около 2900 м температура 95° С, а в Малом Атльше на глубине 2700 ж 150° С. Относительно высокие температуры наблюдаются по восточному склону Урала (район Кузнецово). На севере бассейна существенное влияние на температуру недр оказывает мерзлота. Так, например, в Ермаково на глубине 1360 м температура равна 35° С. Гидрогеологические структуры 2-го порядка и соответствующие им тектонические структуры: Проекция гидрогеологической структуры на земную поверхность определяет положение гидрогеологического района в пространстве. Выделяют несколько гидрогеологических структур первого порядка, каждая структура первого порядка состоит из структур второго порядка. К структурам первого порядка относятся Гидрогеологические массивы (когда имеет место выход пород фундамента на поверхность, или он перекрыт тонким чехлом четвертичных отложений, здесь характерно развитие трещинных вод, зачастую связанных с водами четвертичными отложений) и гидрогеологические бассейны; Гидрогеологические бассейны (включает воды фундамента и залегающего на нем платформенного чехла, отличаются преимущественным распространением разнообразных пластовых вод - напорных и грунтовых (в чехле) и трещинных (в фундаменте)). |