Структурные элементы русской плиты

   ГоСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

высшего профессионального образования

Санкт-Петербургский Государственный

 университет

Кафедра гидрогеологии

РЕФЕРАТ

на тему:

«Структурные элементы русской плиты»

Выполнил:  Мустакимов Ильдар Ильмерович

Студент  3    курса                                        

Преподаватель:  Вивенцова Екатерина Алексеевна

Оценка: ________________________________  Дата: _____________

Подпись: __________________________

Санкт-Петербург

2012

Содержание

1.     Структурные  элементы Русской плиты………………………………..…3

2.  Основные водоносные комплексы и водоупоры…………………………9

3.  Гидрогеологические закономерности………………………………….…21

4.  Заключение……………………….............................................................
...27

5.  Список литературы……………………………………………………...…28

Структурные  элементы Русской плиты

Русская плита, часть Восточно-Европейской платформы, расположенная между Балтийским и Украинским щитами, Уралом и Тиманским кряжем и покрытая мощным чехлом осадочных отложений. Докембрийский фундамент платформы в пределах русской плиты глубоко погружен (особенно на Ю.-З. и Ю.-В. — до 16—18 км). Начиная с рифея русская плита испытывала деформации, постепенно осложнявшие её структуру; ведущим процессом при этом было прогрессивное прогибание, которое в разные отрезки времени охватывало различные её участки. Главные элементы структуры  — синеклизы, антеклизы и авлакогены. Формирование комплекса отложений осадочного чехла происходило с начала позднего протерозоя до антропогена включительно. В конце рифея значительная часть платформы к югу от Балтийского щита опустилась и была покрыта морем до конца силура; начиная с середины девона опустилась и покрылась морем и более южная часть территории плиты. Начали формироваться Балтийская, Московская и Прикаспийская синеклизы, ограниченные Мазурско-Белорусской и Воронежской антеклизами и разделённые Волго-Уральской антеклизой. Синеклизы заполнены толщами девонских, каменноугольных, пермских, а в южной части — мезозойских и кайнозойских отложений. К югу от Белорусской и Воронежской антеклиз в конце протерозоя формировался Днепровско-Донецкий авлакоген, заполненный триасовыми, юрскими, меловыми и палеогеновыми отложениями (в пределах Донецкого бассейна в конце палеозоя слои были смяты в сложную систему складок). Среди антропогеновых образований на Севере плиты особенно характерны моренные отложения, на Юге типичны пески и лёссовидные суглинки. Теоретические основы структурно-гидрогеологического районирования изложены в гла­вах В.А.Кирюхина. Описанные в них принципы легли в основу схемы структурно-геологического рай­онирования территории России, стран СНГ и Балтии (рис.1). Новые государственные границы, по­лучившиеся после образования стран СНГ и Балтии на территории бывшего СССР, не совпадают с гидрогеологическими. Водные проблемы этих стран, как внутренние, так и внешние, являются об­щими и изучать их лучше совместно.

      Гидрогеологические складчатые области делятся на четыре группы: древнейшие (допалео- зойские), древние (палеозойские), молодые (мезозойско-кайнозойские) и омоложенные палеозой­ские. На рассматриваемой территории выделяются пять крупных артезианских областей: Восточно- Европейская и Восточно-Сибирская (древние) и Западно-Сибирская, Приаральская и Каспийско-Черноморская (молодые).

Условные обозначения: 1 - границы гидрогеологических структур; 2-5 - складчатые области суши: дорифейские, древнейшие (2), палеозойские, древние (3), мезокайнозойские, молодые (4), омоложенные палеозойские (5); 6 - артезианские области суши

Цифрами на карте обозначены: 1-28 - складчатые области: Балтийская (1); Украинская (2); Анабарская (3); Алданская (4); Енисейская (5); Казахская (6); Уральская (7); Новоземельская (8); Таймырская (9); Донецкая (10); Прибайкальская (11); Саянская (12); Алтайская (13); Тянь-Шаньская (14); Алайская (15); Забайкальская (16); Амуро-Охотская (17); Карпатская (18); Крымская (19); Кавказская (20); Копетдагская (21); Памирская (22); Сихотэ-Алинская (23); Верхояно-Колымская (24); Сахалинская (25); Корякская (26); Камчатская (27); Курильская (28); I-V - артезианские области: Восточно-Европейская (I); Восточно-Сибирская (II); Западно-Сибирская (III); Приаральская (IV); Каспийско-Причерноморская (V)

   Восточно-Европейская АО является наиболее населенной и лучше всего изученной в гидро­геологическом отношении частью России. Она может рассматриваться в качестве своеобразного гидрогеологического полигона, на котором решались разнообразные вопросы, связанные с изучени­ем ресурсов подземных вод, разных типов гидрогеологической зональности, установления гидро­геологических закономерностей распространения и формирования подземных вод.

Восточно-Европейская АО занимает площадь около 3 млн км². Ее границы близки, но не совсем совпадают с границами плитной части Восточно-Европейской платформы. Восточная граница АО проходит вдоль основания западного склона Урала до п-ова Бузачи на восточном берегу Каспийского моря, далее к Донбассу, Украинскому щиту, Карпатам, затем резко повора­чивает на север к Балтийскому щиту, далее граница уходит в сторону Баренцева моря, где со­прикасается с Северной Землей, Новой Землей и замыкается на Полярном Урале. В отличие от АО южная граница платформы проходит от п-ова Бузачи к Ростову-на-Дону, далее к перешейку Перекоп и устью р. Дунай.

На территории АО располагается несколько ландшафтно-климатических зон - от полярной тундры на севере до полупустынь на юге. Соответственно изменяется и радиационный баланс от (20-25)-10⁵ до (50-55)-10⁵ кДж/м² в год. Поверхность АО представляет собой пенепленизирован- ную равнину с отдельными возвышенностями: Валдайской (отметки 250-300 м) и Среднерусской (отметки 200-250 м). Врез речной сети неглубокий (до 50-100 м), но активно проявляется поверхно­стный смыв и овражная деятельность, которая захватывает почти две трети территории АО. Реки имеют центробежный сток, а модуль поверхностного стока изменяется от 2 до 10 л/(с-км²). В рай­онах развития известняков и доломитов ордовика и карбона наблюдается карбонатный карст, а в пестроцветных отложениях девона и перми - гипсовый. В бассейне р. Печора получила развитие многолетняя мерзлота мощностью более 200-300 м.

Восточно-Европейская АО расположена в той части платформы, где распространен осадоч­ный чехол. Она называется Русской плитой. Наибольшие прогибания и соответственно наибольшая мощность осадков были характерны для венда на севере, для нижнего и среднего палеозоя на запа­де, для верхнего палеозоя на востоке, а для мезозоя и кайнозоя на юге и севере плиты. В итоге сформировался ряд надпорядковых мегаструктур: пять синеклиз (Балтийская, Прикаспийская, Ти- мано-Печорская, Московская и Мезенская) и три антеклизы (Волго-Уральская, Воронежская и Бе­лорусская). Размеры синеклиз весьма внушительны (ширина 450-700, протяженность 600-900 км, глубина от 5 до 22 км). Размеры антеклиз примерно такие же, но мощность осадочного чехла обыч­но не превышает 0,5-1,5 км. Кроме того, осадочный чехол рассекается системой грабенов- авлакогенов, которые имеют вытянутую форму (протяженность 400-800 км и ширина 60-100 км). Они возникали в допалеозойское (Кресцовский, Среднерусский, Пачелмский, Абдулинский и др.) и девонское (Днепровско-Припятский, Вятский, Печорский) время.

Д.В. Наливкин  делит надпорядковые структуры на структуры первого, второго и третьего порядков. Так, Волго-Уральская антеклиза состоит из пяти сводов: Башкирского, Та­тарского, Токмовского, Жигулевского и Пугачевского. Эти структуры первого порядка расчле­няются структурами второго порядка (валами, куполами, депрессиями, мульдами). Примерами структур второго порядка являются Жигулевский и Окско-Цнинский валы, находящиеся соот­ветственно на левом и правом берегах Волги. Структур третьего порядка - антиклиналей и бра- хиантиклиналей - на Русской плите насчитывается более тысячи. Они имеют важнейшее гидро­геологическое значение, поскольку могут рассматриваться как области питания верховьев бас­сейнов стока. Их размеры: ширина 2-20 км (чаще 3-7 км), длина до 30 км (чаще до 5-10 км). Роль своеобразных «гидрогеологических окон» играют разломы, которые могут быть глубин­ными, секущими земную кору и проникающими в верхнюю мантию, или поверхностными, вне­дряющимися лишь в верхнюю часть земной коры, а чаще всего остающимися в пределах оса­дочного чехла. Глубинные разломы были заложены в допалеозойское время и, как правило, являются

Рис.2. Распространение и мощности структурных верхнепротерозойского (а), вендско-нижнедеонского (б), среднедевонско-верхнетриасового (в) и нижнеюрско-кайнозойского (г) этажей Восточно-Европейской АО

Условные обозначения: 1 - граница Восточно-Европейской АО; 2 - область отсутствия отложений (на рис.2, г - без учета распространения четвертичных образований); 3 - граница распространения отложений; 4 - южная граница распространения ледниковых отложений; 5 - изопахиты (а - PR₂, V-D_b D₂-T₃, J₃-K; б - KZ без четвертичных отложений);

6 - наиболее значительные разрывные нарушения

Цифрами на картах обозначены: 1 -10 - авлакогены: Оршанский (1), Крестецкий (2), Среднерусский (3), Пачелмский (4), Приладожский (5), Беломорский (6), Кажимский (7), Калтасинский (8), Радаевский (9), Припятско-Днепровский (10); 11 и 12 - Балтийский и Украинский шиты соответственно; 13, 14 и 15 - Прибалтийская, Московская и Прикаспийская синеклизы; 16-20- впадины: Брестская (16), Камская (17), Вятско-Камская (18), Мезенская (19), Печорская (20); 21 -Локновское поднятие; 22, 23 и 24 - Белорусская, Воронежская и Волго-Камская антекпизы; 25-28 - прогибы: Львовский (25), Предуральский (26), Прикарпатский (27), Ульяновско-Саратовский (28); 29 и 30 -Урало-Тиманская и Карпатская складчатые области

долгоживущими, их обновление могло происходить в девоне и в юре. Другими представителями «гидро­геологических окон» являются по­гребенные долины, которые образо­вывались в карбоне и антропогене. Они прорезали нижележащие водо­носные горизонты и обеспечивали гидравлическую связь между ними.

В разрезе осадочного чехла Русской плиты выделяются четыре структурных этажа: верхнепротеро­зойский, вендско-нижнедевонский, среднедевонско-триасовый, юрско- кайнозойский (рис.2). Следует также отметить следующие особен­ности разреза:

            широкое распространение карбонатных пород палеозойского возраста (преимущественно ордовика и карбона);

            наличие соленосных отло­жений в разрезе девона и перми, ино­гда с проявлением соляно-купольной тектоники (Прикаспийская, Мезен­ская синеклизы и Днепровско- Припятский грабен);

            исключительная роль ледни­ковых отложений, занимающих при­мерно три четверти территории АО;

            активность неотектониче­ских движений в миоцен-четвертич- ное время, особенно в послеледнико­вую эпоху, что привело к образова­нию открытых разломов, переуглубленных долин и усилению питания и разгрузки подземных вод;

            значительные размеры территории АО, находящиеся под водой (Балтийское, Баренцево, Белое, Каспийское моря, Ладожское и Онежское озера, оз. Ильмень и крупные водохранилища в бассейне р. Волга);

            нефтегазоносность на юге и востоке АО, приуроченная к средне- и верхнепалеозойским отложениям;

            интенсивность техногенной нагрузки, связанной с промышленным и сельскохозяйствен­ным освоением территории, особенно в районах мегаполисов, приведшая к изменению динамиче­ской и химической обстановки в водоносных системах, образованию крупных депрессионных во­ронок и

Анализ структурно-геологических и гидрогеологических условий АО позволил выделить следующие артезианские бассейны первого порядка: Прибалтийский, Московский, Северодвинский,

Днепровско-Припятский, Прикаспийский, Львовско-Предкарпатский и Печорский (рис.3)

Рис.3. Схема гидрогеологического районирования Восточно-Европейской АО

Условные обозначения: 1 - артезианские области и бассейны; 2 - гидрогеологические складчатые области; 3 и 4 - границы АБ первого и второго порядков

Цифрами на карте обозначены. 1-9 - артезианские бассейны: Прибалтийский (1), Московский (2), Северо-Двинский (3), Печорский (4), Волго-Камский (5), Сур- ско-Хоперский (6), Прикаспийский (7), Днепровский (8я), Припятский (8б), Львов­ский (9а), Предкарпатский (96); I-IV - артезианские СО; Восточно-Европейская (I); Каспийско-Черноморская (II), Приаральская (III), Западно-Сибирская (IV); V-IX - гидрогеологические СО: Балтийская (V), Украинская (VI), Уральская (VII), Карпатская (VIII), Донецкая (IX)

ОСНОВНЫЕ ВОДОНОСНЫЕ КОМПЛЕКСЫ И ВОДОУПОРЫ

В основании АО залегает складчатый фундамент, сложенный гранитогнейсами и другими метаморфическими породами. Он содержит трещинно-жильные воды и изучен в самой верхней час­ти, обычно представляющей собой зону выветривания (современную или погребенную). Учитывая, что мощность земной коры во многих районах АО достигает 100-120 км, можно себе представить, сколько неизведанного таит в себе это необъятное гидрогеологическое тело.

Породы фундамента выходят на поверхность или залегают вблизи нее в краевых частях АО, а также в Воронежской и Белорусской антеклизах. На Тиманском кряже к метаморфическим поро­дам протерозоя приурочено большое число источников с дебитом 1 л/с. Зона выветривания фунда­мента обычно обводнена слабо. Ее мощность под осадочным чехлом не превышает 40 м, а дебиты скважин составляют 0,1-0,3 л/с.

Наибольшие притоки, иногда при самоизливе, наблюдаются в зонах тектонических наруше­ний, где они достигают 10 л/с. Обводненность пород прослеживается на глубинах в несколько сотен и даже тысяч метров. Одна из скважин на Татарском своде прошла по породам фундамента 3215 м и вскрыла водоносные интервалы на глубинах 4-5 км (2-3 км от кровли фундамента). В самом глу­боком интервале приток воды с фильтратом глинистого раствора составлял 81,5 м³/сут, а пластовое давление 53,3 МПа.

Химический состав вод фундамента в зоне выветривания и в залегающем выше водонос­ном комплексе совпадают. В краевых частях АО это пресные воды, а на глубинах более 2 км обычно рассолы. Воды зон тектонических нарушений и глубокого залегания отличаются специ­фическим составом.

В чехле Восточно-Европейской АО выделены 16 основных водоносных комплексов (ВК) и две региональные водоупорные толщи (ВУТ).

Рифейский (нижнедевонский) ВК. Грабены-авлакогены шириной 60-90 км и протяжен­ностью до нескольких сотен километров сложены терригенными отложениями с прослоями эффу- зивов и туфов. Наиболее крупными являются Валдайский и Солигаличский грабены, каждый из которых прослеживается на расстояние более 540 км. Глубина залегания фундамента превышает 6 км. Обводненность пород небольшая: дебиты скважин измеряются сотыми долями литров в се­кунду. Обычно вскрываются рассолы хлоридного кальциево-натриевого состава с минерализаци­ей 180-300 г/л и содержанием брома до 2 г/л. В других грабенах также отмечается преимущест­венное распространение соленых вод и рассолов.

Верхневендский ВК. Один из важнейших на северо-западе артезианской области ВК сло­жен песчаниками и алевролитами с прослоями глин, аргиллитов, конгломератов и гравелитов суммарной мощностью 50-600 м. Пачки глин и аргиллитов разделяют ВК на несколько водонос­ных горизонтов.

Наибольшая обводненность комплекса наблюдается на севере и юге Прибалтийского, на се­веро-западе Московского и на востоке Львовского АБ, где дебиты скважин достигают 10 л/с. Эти районы отличаются распространением пресных вод. С глубиной водоносность пород заметно уменьшается и происходит смена пресных вод солеными, а на глубинах более 1 км - рассолами. В Санкт-Петербурге, Друскининкае и Бирштонасе в лечебных целях используются соленые воды хло­ридного натриевого состава. В Среднем Поволжье и Прикамье к вендскому ВК отнесены песчаники верхнебавлинской серии, в которых вскрываются рассолы с минерализацией свыше 250 г/л.

Пьезометрические уровни в Московском и Прибалтийском АБ направлены в сторону круп­ных дрен: Финского залива, Ладожского озера и Белого моря. Наиболее высокие отметки уровней находятся на линии Порхов - Старая Русса. Длительная эксплуатация ВК в районах Санкт- Петербурга, Таллина и других городов привела к понижению статического уровня подземных вод на несколько десятков метров и образованию крупных депрессионных воронок.

Венско-нижнекембрийская ВУТ. Ее составляют две глинистые толщи: котлинская, отно­симая к венду, и нижнекембрийская сиверская. Котлинские глины перекрывают верхневендский ВК и представлены тонкослоистыми разностями. Эти глины получили широкое развитие на северо- западе АО. В Прибалтийском АБ их мощность составляет 10-50 м, в Московском 100-450 м, в Севе- ро-Двинском 200-300 м. Максимальная мощность глин (876 м) установлена в районе г. Котласа. В Санкт-Петербурге в этих глинах прокладывают трассы метрополитена.

На северо-западе АО на котлинской толще залегают песчаники нижнего кембрия, относимые к ломоносовскому водоносному горизонту. Их мощность 20-30 м, они перекрыты «синими» кем­брийскими глинами мощностью 100-120 м. Эти глины в Северо-Двинском АБ замещаются песчани­ками и алевролитами, которые включают уже в состав вышележащего кембро-ордовикского ВК.

Кембро-ордовикский ВК. Комплекс сложен песчаниками кембрия и нижнего ордовика. Нижнеордовикские отложения представлены оболовыми песчаниками с прослоями диктионемовых сланцев и глин. Общая мощность ВК колеблется от 20-40 м, на ордовикском плато до 140-150 м в Северо-Двинском АБ. Обводненность песчаников, слагающих ВК, довольно высокая. На ордовик­ском плато дебиты скважин составляют 1-10 л/с, в Приильменской котловине при самоизливе дос­тигают 25 л/с, а на склоне Белорусской антеклизы, вблизи г. Каунаса,"- 40 л/с.

Лучше всего ВК изучен на Ордовикском плато. Его питание осуществляется за счет поступ­ления вод из вышележащих ордовикских известняков. Комплекс дренируется глубокими долинами и Финским заливом. Вдоль северной окраины области распространения ВК в результате интенсив­ной эксплуатации подземных вод на территории городов Сланцы, Кингисепп, Нарва, Кохтла-Ярве образовались крупные депрессионные воронки.

Пресные воды вскрыты преимущественно на севере Прибалтийского и северо-западе Мос­ковского АБ. В водах отдельных источников вдоль глинта на побережье Финского залива отмечена повышенная радиоактивность (до 5,9 ■ 10² Бк/л). В интервале глубин 200-500 м преобладают соле­ные воды, а глубже - рассолы с минерализацией до 200 г/л.

Ордовикско-нижнедевонский ВК. Комплекс получил распространение на севере, северо- западе и западе АО. Если в кембро-ордовикском ВК преобладают песчаные отложения, то в ордо- викско-нижнедевонском - карбонатные породы. В его сложении принимают участие известняки, доломитизированные известняки и доломиты ордовика и силура и глинистые образования нижне­го девона. Силурийские и нижнедевонские отложения имеют ограниченное распространение, главным образом в Прибалтийском и на западе Московского АБ. В разрезе ВК выделяется не­сколько водоупорных горизонтов глин: кукерские слои ордовика с пачкой горючих сланцев и нижнедевонская глинистая толща. Мощность комплекса колеблется от нескольких десятков мет­ров до 1 км в Печорском АБ.

В полосе, тянущейся южнее глинта - уступа, размытого древним морем, существовавшим на месте Финского залива, - известняки ордовика часто закарстованы и характеризуются значительной обводненностью (дебиты скважин до 20 л/с). Вдоль глинта наблюдаются многочисленные источни­ки. Месторождения горючих сланцев в Эстонии и на западе Ленинградской области обводняются, прежде всего, за счет вод кукерского и таллинского водоносных горизонтов ордовика. Притоки в горные выработки составляют несколько сотен кубических метров в час.

Пресные воды вскрыты в приглинтовой полосе, на севере Московской синеклизы, в преде­лах Белорусской антеклизы и на восточном крыле Львовской впадины. Глубже 500 м распростране- ны соленые воды хлоридного натриевого состава; на глубинах более 1,5 км в центральных частях Печорской и Калининградской впадин и Московской синеклизы они сменяются рассолами.

Среднедевонский ВК. Он встречен во всех АБ Восточно-Европейской АО и обычно залега­ет с несогласием на более древних ВК, отделенный от них местными водоупорами: глинисто- тшсоноснъми и соленосными отложениями низов среднего девона, глинистой толщей нижнего де­вона, слабопроницаемыми породами более древнего возраста. Среднедевонский ВК сложен пре­имущественно терригенными породами (песчаники, алевролиты, глины) общей мощностью до 550 м; в Волго-Камском АБ его мощность достигает 1 км. В наиболее глубоких частях Московского АБ в среднедевонском ВК обнаружены соленосные и гипсоносные породы и доломиты. На западе АБ, в районе г. Нелидово, прослежены линзы каменной соли, образующие соленосную зону протя­женностью 450 км, шириной 70 км и мощностью 20-50 м (рис.4).

Рис.4. Распространение соленосных отложений в Восточно-Европейской АО (по материалам А.А. Иванова и Ю.Ф. Левицкого, М.А. Жаркова и др.)

1 - граница Восточно-Европейской АО; 2-6 - соленосные отложения среднего девона (2), верхнего девона (3), нижней перми (4), верхней перми (5), неогена (6); 7 - границы распространения каменной соли; 8-11 - каменная соль в отложениях среднего (8) и верхнего (9) девона, нижней (10) и верхней (11) перми

В Прибалтийском, Московском и Северо-Двинском АБ комплекс делится на три части: ниж­нюю, сслабопроницаемою глинистую и соленосную; среднюю, пеструю по проницаемости песчано- глинистую и гипсоносную; верхнюю, хорошо проницаемую, сложенную преимущественно красно- цветными песчаниками. В Московском АБ верхняя часть комплекса, представленная староосколь- скими слоями, составляет единую водоносную толщу с вышележащими песчаниками швентойских слоев нижнефранского подъяруса верхнего девона.

Дебиты скважин, вскрывших нижнюю и среднюю части комплекса, изменяются преимуще­ственно от 3 до 10 л/с, иногда при изливе достигают 70 л/с. В северном и восточном направлениях водоносность пород заметно падает. Важную роль очага разгрузки подземных вод среднедевонско- го комплекса играет Приильменская котловина, которая фиксируется снижением пьезометрической поверхности комплекса вблизи озера, многочисленными восходящими источниками и фонтани­рующими скважинами с избыточным давлением над устьем до 2 МПа.

Пресные воды гидрокарбонатного состава, иногда с повышенным содержанием железа, встречены в центральной части Прибалтийского АБ, на западе и юге Московского АБ, на Тимане. С погружением комплекса минерализация вод растет до 20 г/л (Старая Русса), 61 г/л (Пестово) и 260 г/л (Москва). Соленые воды и рассолы имеют обычно хлоридный кальциево-натриевый состав с повышенным содержанием брома.

В Волго-Камском и Сурско-Хоперском АБ среднедевонский ВК залегает на глубинах 1-3 км. Как и в Московском АБ, он объединен с нижнефранскими слоями верхнего девона и называется водоносным комплексом терригенного девона. В Заволжье ВК сверху перекрыт саргаевским и доманиковым горизонтами, сложенными глинистыми известняками и битуминозными сланцами, служащими надежной покрышкой для нефтяных залежей, заключенных в терригенной толще среднего девона - нижнефранского подъяруса верхнего девона. С этой толщей связано семь- восемь водоносных горизонтов. Обводненность песчаных пород небольшая - дебиты скважин ред­ко превышают 3 л/с при понижениях уровня на 300-500 м. Пьезометрическая поверхность ВК имеет наклон с севера на юг и юго-восток в сторону Прикаспийской впадины. Повсеместное распростра­нение в нем получили рассолы кальциево-натриевого состава с минерализацией 100-300 г/л. Кон­центрация солей растет с увеличением глубины залегания комплекса в восточном и юго- восточном направлениях. Рассолы отличаются высоким содержанием брома (до 2 г/л), присутст­вием йода (до 15 мг/л). В газовой фазе преобладают азот и метан. Температура вод на глубине 1 км достигает 20-25 °С, а на глубине 2,5 км - 60-70 °С.

В Печорском АБ средне- и верхнедевонские отложения объединяются в единый ВК, сверху перекрытый кыновско-саргаевской водоупорной покрышкой отложений франкского яруса. Наи­большей проницаемостью, по данным Н.М. Невской, характеризуется верхняя зона песчаников, в которых открытая пористость изменяется от 20 до 25 %. С глубиной она уменьшается до 5 %. В южных и центральных районах с погружением ВК наблюдается увеличение минерализации до 280 г/л. В северных районах на глубинах 3-5 км отмечается инверсионный гидрохимический разрез. Минерализация вод снижается до 50 г/л, содержание брома до 300 мг/л, йода до 3 мг/л. Вместе с тем растет содержание гидрокарбонат-иона (до 1,3 г/л) и углекислоты, резко повышается пластовое давление. Указанные явления связаны с процессами гидрослюдизации монтмориллонитов.

В Днепровско-Припятском АБ рассматриваемый комплекс слагает нижнюю часть разреза чехла и содержит высокоминерализованные (до 376 г/л) рассолы. На глубинах 2,5-3 км они имеют хлоридный натриево-кальциевый состав и содержат до 4,3 г/л брома. На восточном берегу Львов­ского АБ комплекс выходит на поверхность. Он содержит пресные воды (скважины дают до 18 л/с). С погружением на запад минерализация растет и в центре достигает 157 г/л.

Верхнедевонский ВК. В разрезе этого, одного из наиболее широко распространенных ВК в Восточно-Европейской АО преобладают карбонатные отложения: доломиты и известняки, чере­дующиеся с песчано-глинистыми отложениями, а также с гипсоносными породами (саргаевский горизонт франского яруса, Лебедянские и данковские слои фаменского яруса). В Западном Прити- манье и Припятском прогибе в верхнедевонском комплексе обнаружена каменная соль . Суммарная мощность водоносных отложений 700 м.

Комплекс выходит на поверхность в пределах Центрального и Главного девонских полей АБ, а также в некоторых других положительных структурах (например, Белорусской антеклизе), где отмечены проявления карста и повышенная обводненность пород. Производительность скважин достигает 5 (иногда 44) л/с. Воды обычно пресные. Увеличение минерализации до 9 г/л фиксирует­ся в долинах рек на участках разгрузки соленых вод из нижележащих горизонтов и на площадях развития гипсоносных пород, где формируются сероводородные воды сульфатного кальциевого со­става (курорты Кемери в Латвии и Хилово в Псковской области). Минеральные воды хлоридного натриевого состава с минерализацией 3-20 г/л выходят на поверхность в районе Старой Руссы (раз­грузка в котловине оз. Ильмень) и залегают на глубине до 250 м.

С погружением комплекса обводненность уменьшается, а минерализация подземных вод растет. Дебиты скважин не превышают 3 л/с. Сульфатные воды вскрываются на глубинах 100-400 м (курорт Краинка Тульской области, г. Москва). На глубине более 500 м обычно распространены со­леные воды и рассолы хлоридного состава. В Волго-Камском и Сурско-Хоперском АБ, где ком­плекс залегает на глубине 1-3 км, минерализация вод колеблется от 230 до 260 г/л. Содержание брома изменяется от 200 до 500 мг/л, йода от 4 до 13 мг/л.

На южном и юго-восточном склонах Татарского свода, на северо-восточном склоне Жигу- левско-Пугачевского свода, в зоне Саратовских дислокаций ниже глинисто-карбонатного водоупора франского яруса (кыновский горизонт) распространены нефте- и газоносные горизонты. Интенсив­ное законтурное заводнение, применяемое при эксплуатации нефтяных месторождений, привело к повышению уровня подземных вод на этих участках на несколько десятков метров и к понижению минерализации с 270 до 250 г/л. Скорость движения закачиваемой воды, например, на Бавлинском месторождении достигает 200 м/год и более.

В пределах нефтегазоносных районов Татарского и Жигулевско-Пугачевского сводов и дру­гих структур в газовой фазе преобладают азот и метан с большими концентрациями углеводородов. В северном и западном направлениях преобладающим газом становится азот. В Московском АБ га­зонасыщенность снижается и на глубинах около 2 км не превышает 150см³/л. В Северо­двинском АБ на глубине 1-2 км вскрыты рассолы с минерализацией 70-200 г/л и содержанием брома 200-600 мг/л. Особенности комплекса в Прикаспийском АБ не изучены вследствие боль­шой (более 5 км) глубины залегания.

В Днепровско-Припятском АБ комплекс распространен в центральной, наиболее погружен­ной части авлакогена, где обычно залегает на глубинах более 1,5 км. Он близко подходит к поверх­ности лишь на участках соляно-купольных структур. Развитие соляных штоков привело к образова­нию многочисленных нарушений в девонских и перекрывающих их отложениях.

В Припятской впадине в разрезе ВК выделяют подсолевые отложения, представленные пес­чаниками, глинами, известняками и доломитами (общая мощность 200-300 м); нижнюю и верхнюю соленосные толщи (1000-2400 м); межсолевые отложения - известняки и доломиты (300-500 м). Со- леносные породы выполняют роль водоупоров. Водоносность других пород небольшая. Минерали­зация вод комплекса изменяется от 131 до 308 г/л, состав хлоридный кальциево-натриевый с повы­шенным содержанием брома и йода.

На восточном борту Львовского АБ карбонатная толща верхнего девона отличается повы­шенной обводненностью. В западном направлении глубина залегания ВК увеличивается до 1,5 км. В этом направлении водоносность уменьшается и растет минерализация подземных вод (до 120 г/л).

Нижнекаменноугольный ВК. Как и средне- и верхнекаменноугольный, этот ВК имеет почти повсеместное распространение в Восточно-Европейской АО, кроме Прибалтийского АБ. Эти ВК гид­равлически тесно между собою связаны, а их мощность увеличивается в восточном направлении. Во- доупоры в них регионально не выдержаны и во многих местах прорезаются древними эрозионными долинами, заполненными водоносными песками. От верхнедевонского нижнекаменноугольный ВК на многих участках отделяется водоупорными глинами и гипсами пестроцветной толщи.

В нижнекаменноугольном ВК Московского, Волго-Камского, Северо-Двинского и Сурско- Хоперского АБ выделяются четыре основных водоносных горизонта: турнейский, связанный пре­имущественно с лихвинскими известняками; нижневизейский, приуроченный в основном к бобри- ковским, тульским, алексинским и михайловским пескам, углям, бокситам (на западе) и известня­кам (на востоке); верхневизейский, представленный известняками, а в Московском АБ известняка­ми и песчано-глинистыми отложениями; серпуховский, известняки и доломиты которого часто за­гипсованы. Мощность каждого из этих водоносных горизонтов увеличивается с запада на восток и юго-восток с 20 до 400 м, иногда более.

В серпуховском водоносном горизонте обнаружены погребенные долины, ориентированные с северо-запада на юго-восток. Глубина их вреза достигает 120 м, протяженность изменяется от 300 до 400 км, ширина от 1 до 8 км. Верхняя часть разреза долин представлена в основном глинами и выполняет роль барража, а в нижней части залегают пески, через которые осуществляется гидрав­лическая связь между горизонтами карбона.

В центральной части Восточно-Европейской АО наибольшей обводненностью среди камен­ноугольных отложений отличаются известняки, особенно в долинах рек и приозерных котловинах, где производительность скважин достигает десятков литров в секунду и в 5-10 раз больше, чем на водоразделах. Движение подземных вод направлено к долинам рек, где скважины часто дают излив.

Интенсивная эксплуатация водоносных горизонтов в крупных населенных пунктах и горно­промышленных районах приводит к изменению режима подземных вод и образованию крупных депрессионных воронок. Например, в серпуховско-окском горизонте в районе г. Москвы с 1940 по 1962 г. уровень снизился на 11-15 м, а в последующие 40 лет на 80-100 м. Притоки воды в шахты из яснополянского горизонта при разработке углей на западе и юге Московского бассейна и огнеупор­ных глин в Боровичско-Любытинском районе достигают нескольких тысяч кубических метров в час. Интенсивная эксплуатация водоносных систем, значительное понижение уровня их дренирова­ния приводят к усилению процессов водообмена, увеличению модуля подземного стока с 2-2,5 до 5- 5,5 л/(с-км²) при соответствующем уменьшении речного стока. В районах выхода нижнекаменно­угольного ВК на поверхность минерализация подземных вод изменяется от 0,1 до 0,9 г/л при гидро­карбонатном кальциевом составе. На многих участках отмечаются повышенные концентрации же­леза (до 3 мг/л, иногда 10-16 мг/л).

Толща нижнего карбона погружается в восточном направлении на глубину 1-2 км, а в Нижнем Поволжье - на 3 км и более. Водоносность пород нижнекаменноугольного ВК с погру­жением заметно падает, дебиты скважин уменьшаются до десятых и сотых долей литра в секунду при понижении уровня на сотни метров. С глубиной возрастает минерализация подземных вод: до 100 г/л в районе г. Нижний Новгород, до 200 г/л в районе г. Казань и 265 г/л в среднем течении р. Кама. Состав вод хлоридный натриевый и кальциево-натриевый. Содержание брома достигает 600 мг/л, а йода 8 мг/л.

В газовом составе вод до глубины 2 км преобладает азот, ниже углеводородные газы. В зо­нах глубоко погребенных структурных элементов (например,поднятий валов) наблюдаются скопле­ния углеводородных газов и нефти. По данным Е.Е. Беляковой, в Урало-Волжской нефтегазоносной области общая газонасыщенность пластовых вод в среднем уменьшается с 0,7 л/л на контуре неф­теносности до 0,16 л/л на расстоянии 9,5 км от него. С удалением от контура нефтеносности падает содержание растворенных в воде углеводородных газов.

В нефтегазоносных районах Волго-Камского АБ процессы сульфатредукции часто приводят к повышению концентрации сероводорода до 300 мг/л. В верхней части разреза до глубины в не­сколько сотен метров сероводородные воды имеют сульфатный состав, ниже - хлоридный. На Оренбургском своде одновременно с высокими содержаниями сероводорода отмечено наличие уг­лекислоты в количестве 70-350 мг/л.

Нижнекаменноугольный ВК в Днепровско-Припятском и Львовском АБ залегает на глуби­нах 0,5-3 км и образован преимущественно песчано-глинистыми, а в нижней части разреза карбо­натными отложениями. Водоносность пород небольшая. Минерализация вод растет с увеличением глубины залегания с 10 до 268 г/л. Состав вод хлоридный кальциево-натриевый. Содержание брома и йода достигает 730 и 32 мг/л соответственно.

Среднекаменноугольный ВК. Мощность ВК, представленного преимущественно карбо­натными отложениями (известняками и доломитами с прослоями мергелей, глин, гипсов, алевроли­тов), возрастает с 50 м на западе до 600 м на востоке и юго-востоке АО, а на отдельных участках достигает 1600 м.

В разрезе ВК Московского, Волго-Камского, Сурско-Хоперского и Северо-Двине кого АБ выделяют три основных водоносных горизонта: башкирский, каширский и подольско-мячковский. Между башкирским и каширским горизонтами залегают верейские глины мощностью в несколько десятков метров (на востоке до 250 м), служащие разделяющей водо- и нефтегазоупорной толщей.

В районах, где известняки среднего карбона залегают вблизи поверхности, развит карёт. Он характерен для Окско-Цнинского плато, Онего-Двинского междуречья и ряда других районов, где обводненность скважин повышена. В долинах рек они часто фонтанируют (дебиты до 50, иногда 80 л/с). Увеличение глубины залегания комплекса сопровождается снижением водоносности пород. На глубине более 600 м в Волго-Камском АБ притоки из скважин обычно не превышают 0,1 л/с.

В районах выхода на поверхность и неглубокого залегания ВК вскрываются пресные воды гидрокарбонатного магниево-кальциевого состава, иногда с содержанием железа до 10 мг/л и фтора до 6 мг/л. Наименьшие концентрации фтора (до 1 мг/л) установлены на водораздельных простран­ствах. Воды с содержанием фтора более 3 мг/л формируются в долинах рек Волга и Ока, а также в полосе Бежецк - Тверь - Москва - Касимов, имеющей ширину 10-50 км. Широкое распространение фтороносных вод объясняется региональным проявлением флюоритовой минерализации в карбо­натных и глинистых отложениях карбона, особенно среднего отдела. Кальций препятствует накоп­лению фтора, поэтому максимальные его концентрации (до 5-8 мг/л) наблюдаются в сульфатных и гидрокарбонатных водах с преобладанием натрия в катионном составе.

С погружением комплекса появляются сульфатные воды, а на глубине более 500 м преобла­дают воды хлоридного натриевого и кальциево-натриевого состава с минерализацией до 277 г/л и содержанием брома и йода до 585 и 12 мг/л соответственно.

Как и в нижнекаменоугольном ВК, воды сульфатного кальциево-натриевого и хлоридного натриевого состава содержат сероводород с максимальными концентрациями до 400 мг/л. В газовой фазе обычно преобладает азот. В районах развития нефтегазоносных структур - на Жигулевско- Пугачевском своде, в Радаевско-Абдуловской впадине, зоне Саратовских дислокаций - основным газом становится метан.

В Днепровско-Припятском АБ комплекс сложен в основном песчано-глинистыми отложе­ниями мощностью до 1200 м. На юге и в центре АБ комплекс перекрыт глинистой пачкой мощно­стью до 300 м. Глубина его залегания колеблется от 500 м на бортах до 2 ^{км в} центре. Производи­тельность скважин не превышает 1 л/с. Воды высокоминерализованные (100-300 г/л). Состав вод хлоридный кальциево-натриевый. В них обнаружены бром (до 0,5 г/л) и йод (до 4 мг/л).

В западной части Львовского АБ комплекс встречен на глубинах 300-700 м. Его слагают песчано-глинистые и угленосные отложения мощностью до 800 м. Наибольшей водоносностью отличаются песчаники и угли. Преобладают воды сульфатно-хлоридного состава с минерализаци­ей 3-10 (до 36) г/л.

Верхнекаменноугольный ВК. Его образуют в основном карбонатные породы: известняки, доломиты с прослоями гипсов, ангидритов, мергелей, глин. Суммарная мощность отложений ВК меняется от 100 м на западе до 440 м на востоке и юго-востоке АО.

В составе ВК в центральной и северной частях Восточно-Европейской АО выделяют три водоносных горизонта: нижнегжельский, верхнегжельский и оренбургский. В районах выхода комплекса на поверхность породы подвержены карстовым процессам и значительно обводнены. Производительность скважин изменяется от 10 до ЗОл/с. Воды пресные, гидрокарбонатного и магниево-кальциевого состава, на заторфованных участках присутствует железо (до 5 мг/л). Среднее содержание фтора до 1,5 мг/л. Ю.И. Ворошилов отмечает закономерное увеличение кон­центрации фтора в водах Московского АБ с погружением комплекса в северо-восточном направ­лении. Максимум (3-4 мг/л) наблюдается на участках залегания комплекса под пермской толщей на глубинах 100-200 м, где минерализация вод увеличивается до 5 г/л, а их состав становится сульфатным натриевым.

Интенсивная эксплуатация водоносных горизонтов и их осушение при строительстве приве­ли к образованию многочисленных депрессионных воронок диаметром 10-15 км и более и глубиной до нескольких десятков метров.

В районе Москвы эксплуатируется более 5000 скважин с суммарным отбором воды 35 м³/с при модуле эксплуатационного отбора 1-2 л/(с-км²). Здесь сформировалась депрессионная воронка площадью 50000 км² с максимальным понижением уровня до 100-120 м. В водном питании этой депрессионной воронки участвуют все три ВК карбона: верхний, средний и нижний. Средний рас­ход групповых водозаборов составляет 13,7 л/с, расход одной скважины 1,04 л/с. Значительное снижение уровня подземных вод в действующих водозаборах объясняется тем, что доля статиче­ских запасов в общем объеме разведанных эксплуатационных ресурсов подземных вод составляет 50-65 %, в то время как доля упругих и динамических запасов оценивается в 4-26 % и 7-26 % соот­ветственно, а поступление из рек - в 8-23 % .

Интенсивная эксплуатация водоносных горизонтов карбона в районе Москвы привела к об­разованию гидрохимических и температурных аномалий, прослеживающихся на площади до 1000 км² и на глубину до 300 м. Их появлению способствовало как проникновение с поверхности загрязненных и охлажденных вод, так и подтягивание снизу минерализованных вод девонских ВК.

При погружении верхнекаменноугольного ВК под пермскую толщу водоносность пород рез­ко уменьшается, а минерализация вод быстро возрастает. В Волго-Камском, Печорском, Северо-Двинском и Сурско-Хоперском АБ на глубине 0,7-1 км вскрываются рассолы хлоридного натриево­го состава с минерализацией 60-220 г/л. В долинах Волги, Камы и других рек рассолы по зонам тек­тонических нарушений часто подходят к поверхности и засоляют аллювиальные водоносные гори­зонты. На многих участках Татарского и Жигулевско-Пугачевского сводов фиксируется присутст­вие сероводорода (до 60 мг/л). Состав газа, растворенного в воде, в основном азотный.

В Днепровско-Припятском АБ, как и в Печорском, верхнекаменноугольные отложения объ­единяют с нижнепермскими в единый ВК. В отличие от других структур, в Днепровско-Припятском АБ верхний карбон представлен песчано-глинистыми образованиями, которые залегают на глубине около 400 м на северо-западе и более 1700 м на юго-востоке. Водоносность пород слабая; минера­лизация вод 50-300 г/л. Воды содержат бром (300-600 мг/л) и йод (5-10, до 44 мг/л).

В районах развития глинисто-соленосных отложений нижней перми отмечается значитель­ная газонасыщенность подземных вод углеводородными газами (до 1,5 л/л). С ними связаны Шебе- линское и Крестищенское газовые месторождения. Газонасыщение быстро падает с удалением от контура газоносности, а метановые газы сменяются азотными.

Во Львовском АБ верхнекаменноугольные отложения отсутствуют. В Печорском АБ камен­ноугольные и нижнепермские отложения представлены преимущественно карбонатными фациями Мощность ВК с погружением увеличивается и в центральной части Верхне-Печорской впадины, где он залегает на глубине 3-4 км, достигает 1400 м. Сверху ВК перекрыт водоупорной толщей, со­стоящей из глин, гипсов и ангидритов кунгурской и уфимской свит, а снизу подстилается верхне- турнейскими и нижневизейскими глинами. На Тимане, где ВК выходит на поверхность, проявляет­ся карст и встречаются источники с дебетами от 1 до 100 л/с. С глубиной обводненность пород не­сколько уменьшается, дебиты скважин обычно колеблются в пределах 0,1-10 л/с, но на Седуяхин- ской площади был получен приток в скважину 120 л/с.

Пьезометрическая поверхность падает от бортов к центру АБ и далее на север. До глубины 1 км часто наблюдается самоизлив. Пресные воды встречены по окраинам АБ до глубины 300 м, ниже распространены соленые воды и рассолы хлоридного натриевого состава с минерализацией до 200 г/л и содержанием брома до 1 г/л и йода до 20 мг/л. Довольно часто более минерализованные воды из нижележащих толщ по разломам проникают в нижнепермские и каменноугольные отложе­ния, что приводит к образованию в них гидрохимических и температурных аномалий.

В Верхне-Печорской впадине установлены значительные ресурсы растворенных газов (25 трлн м³) и крупные месторождения углеводородных газов.

Нижнепермский ВК. Общая мощность ВК, распространенного на востоке Восточно- Европейской АО (в западной части Московского АБ, в Северо-Двинском, Волго-Камском и При­каспийском АБ), изменяется от 80 м на западе и 320 м на востоке до 1,5 км в Предуральском проги­бе и 3 км на юге. Он представлен двумя ярусами верхней перми: ассельским и сакмарским (иногда к ним присоединяется артинский), сложенными преимущественно известняками, доломитизирован- ными известняками, доломитами, а также терригенными и гипсоносными отложениями.

Комплекс выходит на поверхность в узкой полосе, протягивающейся вдоль Урала и Тима- на, а также на западе Двинско-Сухонской впадины. В остальных районах он погружен на глубину 0,5-1 км, а в Прикаспийской впадине опускается на глубину до 3 км и более.

В районах выхода ВК на поверхность, например на Уфимском плато, широко развиты кар­стовые явления. Водоносность закарстованных пород нижней перми в пределах глубин до 200 м весьма значительна, дебиты ряда скважин в Закамье достигают 300 л/с, а большинство скважин имеют производительность 6-12 л/с. Интенсивная закарстованность наблюдается в гипсоносных отложениях и доломитах нижней перми в Северо-Двинском АБ. В долинах рек Северная Двина, Пинега и Кулой обнаружены пещеры, воронки и многодебитные источники. Повышенная трещино- ватость и обводненность пород характерны для сводовых частей и поднятий структур.

На участках выхода ВК на поверхность в нем вскрываются пресные воды пестрого состава, часто с   преобладанием сульфатов. Южнее и севернее Татарского свода с погружением комплекса под кунгурские соленосные отложения минерализация возрастает до 390 г/л. Широкое развитие по­лучили сероводородные воды, особенно в Татарстане и Самарской области, где содержание серово­ дорода достигает 2 г/л. Наиболее богатые йодом воды (45-70 мг/л) вскрыты в Предуралье. Содер­жание брома колеблется в интервале 184-750 мг/л.

Газовый состав комплекса преимущественно азотный. В районах развития нефтяных и газо­вых залежей на Жигулевско-Пугачевском своде, в зоне Саратовских дислокаций и в Прикаспийской впадине основным газом становится метан, присутствуют и тяжелые углеводороды.

Уникальное явление обнаружено в Башкирии, где в районе горы Янган-Тау в терригенных породах артинского яруса вскрыты горячие и перегретые воды. Зона этих вод протягивается в виде полосы длиной 1 км и шириной 100-200 м. Максимальная температура в центре аномалии 378 °С. Причиной образования этой аномалии считается возгорание углистого вещества в породах.

Нижнепермская ВУТ. Она представлена переслаиванием пачек каменных, калийных и сульфатных солей, глин и мергелей, которые распространены в ассельском и сакмарском ярусах Днепровско-Припятского авлакогена, в сакмарском ярусе Двинско-Сухонской впадины, в артин- ском ярусе северо-западной и западной частей Прикаспийской впадины. Однако наиболее широко соленосные отложения распространены в кунгурском ярусе, в котором общий объем солей оцени­вается в 10^бкм³. Они прослеживаются в Предуральском прогибе, на юго-западе Волго-Уральской антеклизы и в Прикаспийской впадине. Важно отметить, что наряду с галитом в ряде структур (Предуральский прогиб, Днепровско-Припятский авлакоген и особенно Прикаспийская впадина) встречаются калийные соли.

Суммарная мощность нижнепермских отложений достигает наибольших значений (до не­скольких километров) в Предуральском прогибе и Прикаспийской впадине. В других структурах она обычно составляет несколько сотен метров. На долю сульфатных и соленосных отложений при­ходится до половины и более общей мощности разреза, особенно в верхней его части.

Соленосно-гипсоносные толщи кунгурского и других ярусов водоносны только на участках неглубокого залегания, где они закарстованы. На больших глубинах эти отложения выполняют роль регионального водоупора и покрышки в нефтяных структурах Приуралья, Жигулевско- Пугачевского свода, Прикаспийской впадины и Днепровско-Припятского авлакогена. Нижнеперм­ский региональный водоупор оказывает исключительно большое воздействие на динамику и хи­мизм вод нижележащих ВК.

Верхняя граница промышленной нефтегазоносности и распространения рассолов проходит по подошве сплошного плаща сульфатно-галогенных толщ, которая обычно совпадает с нижней границей кунгурского яруса.

Ниже региональных водоупоров в известняках и доломитах вскрываются напорные воды. В долинах крупных рек их уровень часто устанавливается на 6-10 м выше поверхности земли. Произ­водительность скважин невелика и не превышает 1-2 л/с при понижении на несколько сотен метров.

На участках выхода ВУТ на поверхность и в районах ее неглубокого залегания получили развитие пресные и солоноватые воды пестрого состава, часто с преобладанием сульфатов и при­сутствием сероводорода. В сводовых частях крупных структур распространены соленые воды сульфатно-хлоридного натриевого состава. Там, где соленосные толщи выдержаны по мощности и простиранию, в них и под ними встречены высококонцентрированные рассолы. Граница их распро­странения примерно совпадает с контуром соленосных нижнепермских отложений.

В Днепровско-Донецкой и Прикаспийской впадинах интенсивно проявилась соляно-купольная тектоника. Соляные купола и гряды внедряются в вышележащие верхнепермские и мезокайнозойские отложения. На этих участках и в зонах тектонических нарушений происходят интенсивная разгрузка и перетекание рассолов. Такие явления наблюдаются в котловинах соляных озер Прикаспия. Об ог­ромных масштабах выноса солей свидетельствует хотя бы такой факт: в котловину оз. Баскунчак, в которой происходит разгрузка вод с минерализацией 26-200 г/л, ежегодно поступает примерно 250 тыс.т NaCl. Близкие к указанным данные получены и по озерам Эльтон, Индер и др.

В пределы наиболее опущенной части Калининградской впадины с запада узкой полосой за­ходят нижнепермские отложения, представленные соленосными песчаниками и конгломератами общей мощностью до 20 м (в Западной Европе их называют красный лежень). Водоносность"пород слабая; воды имеют хлоридный натриевый состав и минерализацию до 200 г/л.

Верхнепермско-триасовый ВК. Площадь его распространения меньше, чем у нижнеперм­ского ВК. Лучше всего этот ВК изучен на территории Северо-Двинского и Волго-Камского АБ. В разрезе верхней перми этих бассейнов выделяются три яруса: уфимский, казанский и татарский. Триас представлен в основном нижним отделом.

Уфимский ярус сложен красноцветными песчаниками с прослоями известняков, гипсов и солей. Каменная соль в составе яруса обнаружена в Соликамской впадине, где она составляет не­сколько пластов мощностью по 5-25 м. Уфимская толща образует относительный водоупор мощно­стью 100-200 м (в Предуральском прогибе до 1,5 км), хотя в нем выделяются несколько слабо вы­раженных водоносных горизонтов, максимальная обводненность которых наблюдается на Татар­ском своде (дебиты скважин 1-5 л/с). Наиболее крупный источник с дебитом до 270 л/с, обнаружен­ный в Приуралье, оказался приуроченным к зоне нарушения на Березниковском валу. Выше мест­ного базиса эрозии воды пресные, ниже - соленые и рассолы. Часто отмечается наличие сероводо­рода (до 290 мг/л).

Казанский ярус делится на две части: нижнюю, преимущественно карбонатную, и верхнюю, песчано-глинистую (на западе и юге с карбонатными, гипсоносными и соленосными прослоями). Мощность нижнеказанских отложений от 20-40 до 150 м, а верхнеказанских 100-200 м. В Бузулук- ской впадине между Бугурусланом и Сорочинском обнаружен пласт каменной соли мощностью до 180 м, служащий водо- и нефтеупором. Этот пласт прослеживается далее на юг, в сторону Прикас­пийской впадины, где мощность его значительно увеличивается.

Наибольшая мощность казанских отложений наблюдается на западе Северо-Двинского и Волго-Камского АБ. В районе Казани, например, вскрыто пять водоносных горизонтов, в Мариин- ском Посаде - три. Они часто используются для водоснабжения. Суммарный отбор на отдельных водозаборах достигает 500 л/с. В долине р. Юмут (бассейн р. Кама) известен источник Зеленый ключ с дебитом 1 м³/с. Такая значительная обводненность пород часто связана с их закарстованно- стью. С погружением ВК водоносность пород заметно уменьшается.

Пресные воды встречены в казанских отложениях на глубине до 300 м. Часто эти воды име­ют сульфатно-гидрокарбонатный состав. В зонах развития гипсоангидритовых отложений нередко формируются сероводородные воды сульфатного кальциевого состава (Сергиевские источники, ку­рорт Варзи-Ятчи и др.).

На Татарском своде, где нефть добывают из средне- и верхнедевонских отложений, проис­ходит засоление водоносных горизонтов пресных вод рассолами, которые добываются попутно с нефтью (Ромашкинская площадь).

Увеличение глубины залегания отложений приводит к росту минерализации вод (до 368 г/л) и изменению их состава на хлоридный натриевый (кальциево-натриевый). В районе Ку- бено-Сухинских дислокаций на юге Северо-Двинского АБ в интервале глубин 110-250 м вскры­ты рассолы исключительно редкого хлоридно-сульфатного состава с минерализацией 30-142 г/л. Образование сульфатных рассолов связывается с влиянием сульфатных формаций континен­тального засоления.

Отложения татарского яруса представлены глинами и песчаниками с прослоями известняков общей мощностью 100-450 м. В разрезе вскрыто несколько водоносных горизонтов. На севере и се­веро-востоке Волго-Камского АБ и на юго-востоке Северо-Двинского АБ, где рассматриваемые от­ложения выходят на поверхность, производительность скважин составляет 1-3 л/с. В Коряжме и Сольвычегорске она достигает 60 л/с при самоизливе. Воды пресные и часто используются для во­доснабжения. Южнее широты г. Самара минерализация подземных вод постепенно нарастает.

Нижнетриасовые отложения слагают широкую полосу, протягивающуюся от северо­восточной окраины Московской синеклизы через северо-западную часть Волго-Камской антеклизы к Мезенской впадине. Таким образом, шлейф распространения этих отложений проходит по границам Московского, Волго-Камского и Северо-Двинского АБ. Они представлены песчано-глинистыми от­ложениями мощностью до 120 м. В них выделяется несколько водоносных горизонтов с производи­тельностью скважин 0,1-0,3 л/с. Воды пресные. На участках разгрузки нижележащих горизонтов в нижнетриасовых отложениях появляются солоноватые воды с минерализацией до 10 г/л.

В Печорском АБ комплекс сложен песчано-глиннстыми и угленосными отложениями верх­ней перми и триаса общей мощностью до 5 км. В верхней части разреза северных районов присут­ствует многолетняя мерзлота мощностью до 250 м. Водоносность пород небольшая и с глубиной становится совсем слабой, но в зонах тектонических нарушений резко увеличивается.

Разработка угольных месторождений в районе г. Воркуты показала, что наибольшие водо- притоки связаны с верхними горизонтами, залегающими на глубине 60-80 м. Глубже притоки в гор­ные выработки заметно сокращаются. Суммарные водопритоки колеблются по отдельным место­рождениям от 100-630 м³/ч (Воркутское) до 600-1300 м³/ч (Варгашорское). Распространение ост­ровной, прерывистой, а на севере - сплошной многолетней мерзлоты обусловливает определенную специфику в формировании ресурсов подмерзлотных вод. Гидростатические напоры создаются на междуречных пространствах и в таликовых окнах толщ мерзлых пород. В районах развития сплош­ной мерзлоты, где ее мощность достигает 400 м и более, инфильтрационное питание вод отсутству­ет. До глубины 500 м воды пресные, ниже появляются соленые воды и рассолы с минерализацией до 256 г/л. В районах развития сплошной многолетней мерзлоты пресные воды проморожены и вскрываются только солоноватые воды с минерализацией более 2 г/л.

На восточном крыле Прикаспийского АБ верхнепермские и триасовые отложения объеди­няются в пестроцветную терригенную толщу, сложенную глинами, алевролитами, песчаниками и имеющую мощность до 1,5 км и более. Водоносность пород пестроцветной толщи разнообразна: производительность скважин изменяется от долей до 40 л/с. В районах неглубокого залегания ком­плекса вскрываются солоноватые воды сульфатно-хлоридного натриевого состава. С глубиной ми­нерализация растет до 350 г/л.

На северном крыле Прикаспийского АБ комплекс содержит невыдержанные водоносные го­ризонты различной степени обводненности и с разнообразной минерализацией, от пресных вод до слабых рассолов. С погружением комплекса под мезокайнозойскую толщу наблюдается увеличение минерализации вод до 300 г/л. В соленосных отложениях Челкарского купола на глубине 850 м вскрыты рассолы с концентрацией солей 430 г/л и содержанием брома 8,5 г/л.

Верхнепермско-триасовый комплекс в Днепровско-Припятском АБ образован песчано- глинистыми отложениями мощностью до 300 м в центре прогиба. В основании и кровле толщи пре­обладают глины. Глубина залегания ВК составляет 200-300 м на бортах и 300-1800 м в центре гра­бена. Водоносность пород обычно небольшая: производительность скважин иногда достигает 3 л/с. Воды имеют преимущественно хлоридный натриевый состав с минерализацией 1,5-5 г/л на окраи­нах и 50-135 г/л в центре. Содержание брома и йода достигает 151 и 17 мг/л соответственно.

Верхнепермско-нижнетриасовый ВК прослеживается на юге Прибалтийского АБ в пределах восточной части Польско-Литовской впадины. Отложения цехштейна (так называется в Западной Европе верхнепермская соленосная толща) представлены каменной солью, гипсами, ангидритами, а также карбонатными и песчано-глинистыми породами общей мощностью до 350 м, отложения нижнего триаса - пестроцветными глинами с прослоями известняков и песчаников. Их мощность колеблется от 200 до 400 м.

Верхнепермские и нижнетриасовые отложения водоносны на окраинах Польско-Литовской впадины, где они выходят на поверхность и часто закарстованы. Скважины дают до 15 л/с, иногда на фонтанирующем режиме. Воды пресные и используются для водоснабжения городов Клайпеда, Шауляй и др. На остальной части впадины в глинисто-соленосной толще верхней перми и нижнего триаса выделяются маломощные водоносные горизонты, содержащие соленые воды и рассолы. Эта толща выполняет здесь роль водоупора, разделяющего палеозойские и мезозойские ВК.

Юрский ВК. Широко развитый на юге рассматриваемой территории (в Сурско-Хоперском, Прикаспийском, Днепровско-Припятском, Львовском и на юге Прибалтийского АБ) ВК занимает значительные площади в центре Московского АБ, на северо-западе Волго-Камского АБ, а также в Печорском АБ. Он сложен преимущественно песчано-глинистыми образованиями, часто не выдер­жанными по площади и разрезу. На юго-востоке Днепровеко-Припятского и на юге Прибалтийско­го АБ в разрезе появляются известняки. Во Львовском АБ верхняя юра представлена карбонатными породами и ангидритами. Суммарная мощность юрской толщи обычно колеблется от нескольких десятков до 200 м. Наибольшие мощности (до 600 м) отмечаются в центральной части Днепровско- Припятского АБ и на юго-востоке Прикаспийского АБ.

В разрезе юры выделяется несколько водоносных горизонтов. Например, в Московском АБ установлено три основных горизонта, в Днепровско-Припятском АБ - четыре, а в Прикаспийском АБ - шесть. Мощность отдельных горизонтов, как правило, не превышает 30 м. Наиболее выдержа­ны они во Львовском и Прикаспийском АБ, где их мощность возрастает до 100 м и более.

Водоносность юрских отложений невелика: производительность скважин составляет 0,5-1,5 л/с, наибольших значений (до 30 л/с) она достигает в отложениях нижнего байоса и оксфорда Днепровско- Припятского АБ, бата-келловея Московского АБ, оксфорда юга Прибалтийского АБ, где юрский ВК наиболее широко используется для водоснабжения. Воды этого ВК эксплуатируются практически во всех районах, где глубина его залегания не превышает 400 м, а минерализация воды изменяется от 0,2 до 0,7 г/л при гидрокарбонатном магниево-кальциевом составе. В северных районах часто наблюдаются повышенные концентрации железа, ограничивающие применение вод для питьевого водоснабжения.

С погружением комплекса минерализация вод увеличивается. Так, на глубине 500-640 м в Днепровско-Припятском АБ она достигает 6 г/л, а на глубине 1-1,2 км в Прикаспии количество рас­творенных солей возрастает до 160 г/л. Особенно резко увеличивается минерализация на участках соляно-купольных структур, где воды содержат повышенное количество брома и йода.

Меловой ВК. Он развит в основном на юге Восточно-Европейской АО и в Печорском АБ и встречен в отдельных районах Московской синеклизы. Центральная и северная части АО сложены, главным образом, породами нижнего мела, а южная - верхнего. В Прикаспийской впадине широко распространены как нижне-, так и верхнемеловые отложения.

Нижнемеловые отложения представлены песками, песчаниками, глинами и фосфоритами общей мощностью в несколько десятков метров, а в Прикаспийской впадине - до 800 м. Верхнеме­ловая толща сложена преимущественно карбонатными отложениями (известняками, мергелями, писчим мелом, реже опоками, трепелами, а также песками и песчаниками с желваками фосфори­тов). Мощность этих отложений к югу АО растет и в Днепровско-Донецкой, Львовской и Прикас­пийской впадинах достигает 1 км.

В меловом ВК выделяется несколько водоносных горизонтов: валанжинский, готерив- барремский, аптский, альб-сеноманский и сенон-туронский.

Валанжинский горизонт наибольшей обводненностью характеризуется в Сурско-Хоперском АБ, где производительность скважин достигает 7 л/с. Готерив-барремский и аптский горизонты от­личаются слабой водоносностью. Альб-сеноманский горизонт является одним из важнейших на Во­ронежской антеклизе, в Днепровско-Припятском авлакогене, Рязано-Саратовском прогибе, на Ток- мовском своде и в Прикаспийской впадине. Дебиты скважин на участках развития крупнозерни­стых песков с прослоями песчаников достигают 20 л/с. Другим важным горизонтом является сенон- туронский, связанный с мергельно-меловой толщей, широко распространенной в Днепровско- Припятском авлакогене и на западе Прикаспийского АБ. Водовмещающие породы этой толщи тре­щиноваты и закарстованы."Интенсивнаяпфетс^уадва"тоть^ч^.леживается в мергельно-мелОвых от­ложениях до глубины 150 м, а ниже постепенно затухает. На участках неглубокого залегания гори­зонта скважины имеют дебиты 40 л/с. Максимальная их обводненность наблюдается в долинах рек. На востоке Прикаспийской впадины сенон-туронский горизонт сложен, в основном, песками с не­большой водоносностью.

Все перечисленные водоносные горизонты используются для водоснабжения. Отбор воды, например, в северо-восточных районах Днепровско-Припятского АБ составляет около 0,3 л/(с-км²). Сосредоточенные водозаборы имеют производительность до 1000 л/с. Эксплуатация водоносных горизонтов, как и их осушение в процессе разработки железорудных или других месторождений (Стойленское, Лебединское), приводит к формированию вокруг водозаборов и карьеров крупных депрессионных воронок и нарушению взаимосвязи между водоносными горизонтами. Вместе с тем на некоторых месторождениях в результате длительной эксплуатации создался устойчивый водно- балансовый цикл: количество воды, откачиваемой дренажными системами, компенсируется фильт­рацией из гидроотвалов и хвостохранилищ.

Воды мелового ВК обычно пресные, гидрокарбонатного состава. На участках глубокого по­гружения горизонта их минерализация увеличивается до 5 г/л. Иногда в водах появляется сероводо­род. Интенсивная эксплуатация горизонтов, сопровождающаяся подсасыванием вод глубокозале- гающих горизонтов, приводит к увеличению минерализации вод. Так, в районе г. Харьков она за 20 лет эксплуатации горизонта возросла на 0,1-0,5 г/л. Максимальное количество растворенных со­лей (до 90 г/л) в меловом ВК установлено в Прикаспийском АБ на глубинах 0,8-1,2 км. Вблизи со­ляных куполов она возрастает до 300 г/л.

Палеогеновый ВК. Отложения палеогеновой системы представлены в ВК, расположенном в основном на юге Восточно-Европейской АО, песчано-глинистыми, в меньшей степени карбонат­ными породами. Часто в их разрезе встречаются опоки, иногда бурые угли. Мощность комплекса составляет 100-200 м, а в Прикаспийской впадине она увеличивается до 1,3 км.

На востоке Сурско-Хоперского АБ в палеогеновой толще выделяются три основных водонос­ных горизонта: палеоценовый в песках, песчаниках и опоках, нижнеэоценовый в опоках и песчаниках и верхнеэоценовый в песках и песчаниках. Обводненность пород перечисленных горизонтов пример­но одинакова. Дебиты скважин в среднем изменяются от 0,5 до 1,5 л/с, иногда увеличиваясь до 14 л/с. Воды пресные, они широко используются для водоснабжения населения правобережья Волги.

В Днепровско-Припятском АБ установлены два основных водоносных горизонта: палеоцен- эоценового (каневско-бучакского) и олигоценового (харьковского) возраста. Водоносность песча­ных отложений, которые слагают эти горизонты, довольно значительна: скважины дают до 17 л/с, иногда фонтанируют. Горизонты имеют важное практическое значение для Приднестровья. Во­ды обычно пресные, за исключением центральной и западной частей АБ, где минерализация вод достигает 3 г/л.

В Прикаспийском АБ пресные воды встречены только на севере структуры. В южном на­правлении с погружением комплекса минерализация вод увеличивается до 34 г/л.

Неогеновый ВК. Он развит на южных окраинах АО (в Прикарпатском прогибе и в Прикаспий­ской впадине) и на водораздельных пространствах Днепровско-Припятского и Волго-Камского АБ.

Наибольшую мощность (несколько километров) неогеновая толща имеет в Прикарпат­ском прогибе. В отложениях тортона и сармата, представленных известняками, песчаниками, глинами и гипсами, прослежен ряд водоносных горизонтов. Самая высокая их обводненность наблюдается на участках развития сильнотрещиноватых известняков. Производительность скважин в этих случаях увеличивается до 28 л/с. Водоносные горизонты неогена часто эксплуа­тируются. Солоноватые воды с минерализацией до 7 г/л встречены вдоль границы Русской платформы и Предкарпатского прогиба, где развита гипсово-ангидритовая толща тортона, с ко­торой связано формирование сероводородных вод.

В Прикаспийском АБ неогеновый комплекс прослежен на западе и в центре впадины, где водоносные пески залегают среди глин апшерона, акчагыла и сармата. Водоносность пород весьма слабая. Воды могут быть как пресными, так и солеными. В центральной части АБ вскрыты только соленые воды хлоридного натриевого состава с минерализацией до 75 г/л.

В Днепровско-Припятском и Сурско-Хоперском АБ неогеновый ВК обычно залегает на во­доразделах и в значительной степени сдренирован. На низких террасах водоносность песков неве­лика. Полтавские пески, рассматриваемые в Приднестровье как древнеплиоценовый аллювий, часто образуют с харьковскими песками единый водоносный горизонт.

Четвертичный ВК. Четвертичные отложения получили почти повсеместное распростране­ние на территории Восточно-Европейской АО. По генезису эти отложения относятся к ледниковым, морским, аллювиальным, озерным, болотным и эоловым. В северных районах в разрезе ледниковых отложений выделяется несколько моренных горизонтов, представленных валунными суглинками и переслаивающимися с ними межморенными отложениями: флювиогляциальными песками и торфя­никами. Мощность каждой из морен, как и каждой разделяющей их межледниковой толщи, равна нескольким десяткам метров.

В разрезе ледниковых и межледниковых пород отмечено несколько водоносных горизон­тов, залегающих во флювиогляциальных и гляциальных песках. Контуры водоносных горизонтов весьма сложны, часто они имеют форму полос, вытянутых на десятки километров. Мощность и гра­нулометрический состав водовмещающих пород меняются довольно быстро. Наиболее водообиль- ны крупнозернистые пески на участках озов и развития флювиогляциальных отложений, где дебиты скважин достигают 7 л/с.

Воды ледниковых отложений пресные, часто содержат повышенные концентрации железа, что ограничивает возможности их использования для водоснабжения. На некоторых участках фор­мируются железистые воды лечебного типа (например, полюстровские).

На юге Восточно-Европейской АО одновременно с ледниковыми отложениями накаплива­лись лессы, мощность которых в отдельных районах достигает нескольких десятков метров. Водо­носность лессов обычно невелика и имеет невыдержанный характер. Состав вод пестрый, минера­лизация от 0,3 до 5 г/л.

Водоносные горизонты аллювиальных отложений развиты в долинах современных рек и приурочены к их аккумулятивным террасам. Мощность горизонтов колеблется от нескольких до 30 м, а в долинах крупных рек (Волга, Кама, Днепр и др.) от 70 до 250 м. Степень водоносности ал­лювия зависит от его гранулометрического состава. В гравийно-галечных отложениях и крупнозер­нистых песках производительность скважин достигает несколько десятков метров в секунду.

Воды аллювия обычно пресные, часто с повышенным содержанием железа. На участках раз­грузки соленых вод глубоких горизонтов минерализация аллювиальных вод возрастает, а состав становится пестрым.

Морские отложения тяготеют к окраинам Восточно-Европейской АО, они связаны с неодно­кратными трансгрессиями на севере и многочисленными трансгрессиями в бассейне Каспийского моря. Так, в Прикаспийской впадине выделяют два горизонта, связанных с морскими отложениями: бакинский и хвалынско-хазарский. Водоносность пород весьма изменчива, от высокой до слабой. Воды в прирусловой части крупных рек пресные, а с удалением от них становятся солеными и рас­солами. Примерно такая же картина наблюдается в северных районах, за исключением того, что минерализация вод обычно не превышает 30 г/л. На ряде участков побережья Белого моря воды морских отложений содержат значительные концентрации йода.

 ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ

Региональная гидродинамика. В верхнем гидрогеологическом этаже наблюдается ин- фильтрационный режим. Нижняя граница этого этажа определяется положением верхних регио­нальных водоупоров (котлинские глины, соленосные и гипсоносные отложения нижней перми, гли­нистые толщи юры, девона, нижнего кембрия и др.).

Возраст вод свидетельствует об интенсивности водообмена водоносных структур. Такие данные имеются и по Московскому АБ. Данные по содержанию радиоуглерода (^|4С), полученные В.А. Павловым, показали, что возраст подземных вод в верхнекаменноугольном водо­носном комплексе составляет 100-200 лет, в среднекаменноугольном ВК - 7-10 тыс. лет, а в нижнека­менноугольном - 5-12 тыс. лет. Приведенные данные характеризуют относительный возраст пресных вод, залегающих в верхнем гидрогеологическом этаже; с глубиной возраст подземных вод значитель­но увеличивается. Его относительное значение, определенное по гелий-аргоновому коэффициенту (Не/Ar), для рассолов, залегающих на глубинах 2-3 км, достигает уже десятков миллионов лет.

Динамичность подземного стока может быть оценена с помощью его модуля. Его значение в зоне свободного водообмена для Восточно-Европейской АО было получено В.А. Всеволожским [7]. В верхнем этаже максимальные значения модуля подземного стока характерны для карстовых районов - 2,8-3,5 л/(с-км²). В районах малых водосборов (площадь менее 1000 км²) он увеличивает­ся до 8 л/(с-км²). К этим районам относятся Ордовикское плато на северо-западе и Кулойское в Приуралье. В районах распространения терригенных отложений перми модуль стока значительно меньше: от 1,1 до 1,4 л/(с-км²). На участках поверхностного залегания песчано-глинистых лимно- гдяциадьных отложений он несколько больше, до 1,6-1,9 л/(с-км²). Он возрастает на 0,1 л/(с-км²) в районах развития конечно-моренных и флювиогляциальных отложений. Если в верхнем гидрогео­логическом этаже пути движения подземных вод от области питания до области местной разгрузки не превышают обычно нескольких десятков километров, то в нижнем изолированном этаже регио­нальной ВУТ они достигают сотен километров и более. Изменяется при этом и характер движения. Если в верхнем этаже сток направлен от водоразделов к долинам рек, то в нижнем он преимущест­венно латеральный и вертикальный, причем с глубиной роль последнего возрастает. На периферии АБ и в положительных структурах водоносные комплексы нижнего этажа выходят на поверхность и получают инфильтрационное питание около 0,5-1,5 л/(с-км ), но оно практически не сказывается на режиме подземных вод ниже регионального водоупора. Пополнение ресурсов вод в результате литогенных процессов весьма мало: оно оценивается в 10~²-10~⁵ л/(с-км²). Поэтому скорости движе­ния вод нижнего этажа весьма невелики, а режим стабилен.

З.А. Кривошеева выделяет четыре интервала изменения влажности глин Московской синеклизы: до глубины 300 м влажность уменьшается до 20 % (стадия позднего диагенеза); до глубины 1100-1200 м влажность составляет 12-14% (стадия раннего катагенеза); до глубины 2500 м влаж­ность падает до 4-5 % (стадия среднего катагенеза); до глубины 3000 м обезвоживание глин (до влажности 2-3 %) происходит в результате не только их уплотнения, но и перехода монтморилло­нита в гидрослюду.

На участках размыва водоупорных толщ, развития соляно-купольной тектоники и в зонах тектонических нарушений образуются так называемые гидрогеологические окна, через которые осуществляется гидродинамическая связь верхних и нижних гидрогеологических этажей. К таким окнам, которые часто тяготеют к долинам крупных рек и озерным впадинам, приурочена разгрузка соленых вод и рассолов из глубоких горизонтов. Подобные условия наблюдаются в долинах Волги, Камы, Волхова, Шелони, в котловине оз. Ильмень и других местах. На главном Девонском поле ме­жду Ижорской возвышенностью (Ордовикским плато), имеющей отметку около 150 м, и оз. Ильмень с отметкой 17 м на глубине 100-200 м образуется зона самоизливающих вод. На этой территории функционирует более 400 самоизливающих скважин с избыточным напором более 5-10 м над усть­ем скважины. Величина удельной вертикальной разгрузки подземных вод сопоставима с инфильтрационным питанием, а иногда значительно превышает его. По оценке В.А. Всеволожского [7], удельная вертикальная разгрузка из пермско-триасового ВК в Северо-Двинском АБ составляет 3-20 л/(с-км²), из девон-каменноугольных ВК в Московском АБ 0,8-12 л/(с-км²), из верхнепермского ВК в Волго-Камском АБ 3-35 л/(с-км²).

Важное регулирующее влияние на интенсивность разгрузки оказывают современные тек­тонические движения. Амплитуда неотектонических колебаний на Русской платформе достигает 600 м. Эти колебания способствуют углублению дренирования ВК и образованию новых зон разгрузки подземных вод. На контактах районов с разной направленностью движений (поднятия и опускания) возникают условия для интенсивного перетекания подземных вод разных горизон­тов. Особенно заметны эти явления на окраинах Воронежской и Белорусской антеклиз, которые в результате подъема рельефа в голоцене оказались областями регионального питания подзем­ных вод. Такую же роль стали выполнять останцовые возвышенности ледникового рельефа (Валдайская, Московско-Клинская, Галичская и др.). В областях понижения рельефа (Прикас­пийская и Печорская синеклизы) происходило накопление четвертичных отложений и аккуму­ляция подземных вод.

Ресурсы подземных вод с глубиной заметно уменьшаются. Так, в Днепровско-Припятском АБ ресурсы грунтовых и артезианских вод оцениваются 1,4 и 0,6 л/(с км²) соответственно. Измене­ние ресурсов по площади зависит от условий питания подземных вод, которые в значительной сте­пени определяются климатической обстановкой и ландшафтом. Например, средний модуль подзем­ного стока в Московском АБ составляет 2-3 л/(с-км²), а в Прикаспийском АБ 0,1-0,5 л/(с км²).

Региональная динамика Восточно-Европейской АО во многом связана с интенсивным отбо­ром подземных вод на участках водозаборов, шахтного и карьерного водоотлива, строительства, промышленного и сельскохозяйственного освоения земель. На территории АО отбирается пример­но 25-28 млн. м³ воды в сутки. Во многих районах наблюдается устойчивое понижение уровня подземных вод и образование крупных депрессионных воронок площадью до десятков тысяч квадрат­ных километров. Такие воронки образовались в каменноугольных ВК на западе Московского АБ, в девонских ВК на севере Воронежской антеклизы, в кембро-ордовикских ВК на западе Ордовикско­го плато, в верхневендском ВК в районе г. Санкт-Петербурга, в мезозойских ВК в районе Курской магнитной аномалии. В пределах Восточно-Европейской АО функционирует более тысячи водоза­боров; в районах их действия меняется режим подземных вод, заметно перераспределение поверх­ностного и подземного стоков (увеличение первого за счет второго), базис дренирования водонос­ных систем углубляется по сравнению с естественным их положением на 80-150 м, фиксируете» расширение областей питания подземных вод и перехват ресурсов из соседних структур и водо­сборных площадей.

Значительное перераспределение гидродинамических напоров происходит в районах ин­тенсивной эксплуатации нефтяных и газовых месторождений (Волго-Камский, Прикаспийский, Днепровско-Припятский АБ и др.), а также на участках закачки промышленных стоков в глубо­кие горизонты.

Региональная гидрогеохимия. В гидрохимическом разрезе Восточно-Европейской АО вы­деляется  три зоны сверху вниз: пресных вод (минерализация до 1 г/л), соленых вод (1-35 г/л) и рассолов (35-350 г/л). Наибольшая мощность зоны пресных вод (до 500 м) наблюда­ется на западе Днепровско-Припятского АБ. В других АБ она в среднем составляет 200-300 м. Наи­меньшее ее значение (до 50 м) отмечено в Прикаспийском АБ, где пресные воды вообще могут отсут­ствовать. Такое явление наблюдается в тех районах, где эвапориты близко подходят к поверхности земли, а также на участках разгрузки соленых вод (Приильменская низина, долины крупных рек).

С глубиной пресные воды сменяются солеными. Наибольшей мощности зона соленых вод (500 м, реже 700 м) достигает в центральных частях АБ. С этой зоной связано формирование серо­водородных вод сульфатного состава (курорты Хилово, Кемери и др.).

В глубоких зонах АБ вскрываются рассолы. Их образование генетически связано с галоген­ными фациями и определяется процессами седиментации или выщелачиванием соленосных толщ. Мощность зоны рассолов в пределах осадочного чехла растет с увеличением глубины залегания фундамента и достигает максимальных значений в Днепровско-Припятском и Прикаспийском АБ (по прогнозным оценкам соответственно 6 и 15 км). Запасы рассолов, распространенных в чехле артезианской области, исключительно велики. Так, по расчетам Б.Н. Архангельского, только в Мо­сковском и Северо-Двинском АБ естественные запасы рассолов составляют 6,3 • 10¹³ т, а количество содержащихся в них растворенных солей 8,2 ■ 10¹² т. Рассолы имеют преимущественно хлоридный натриевый состав. Лишь в отдельных районах Волго-Камского и Днепровско-Припятского АБ в них преобладают хлориды кальция. Содержание брома в подземных водах растет с увеличением мине­рализации и глубины залегания вод, а также по мере приближения к областям развития соленосных фаций. Максимальных значений (до 3 г/л) оно достигает в рассолах, залегающих в кунгурской тол­ще Прикаспийского АБ и соленосных девонских отложениях Приуралья, Припятского прогиба и Львовского АБ. Распределение йода в подземных водах носит более сложный характер и во многом зависит от процессов разрушения органики морского происхождения и выщелачивания галогенных пород. Максимальные концентрации йода (до 90 мг/л) установлены в рассолах, распространенных | пермских отложениях Приуралья и мезокайнозойских толщах Предкарпатья.

Условия распределения газа в водах осадочной толщи изучались Ю.В. Мухиным на примере Московского и Северо-Двинского АБ. Он установил, что газонасыщенность подземных вод даже в глубокозалегающих горизонтах (до 4 км) весьма невелика и обычно не превышает 200 см /л (в от­дельных точках до 500 см³/л), но повсюду общая упругость растворенных газов во много раз мень­ше пластового давления, что объясняет отсутствие газовых скоплений в рассматриваемых бассей­нах. Состав растворенных газов преимущественно азотный, в отдельных интервалах рифейских и нижнепалеозойских отложений появляется метан (до 26 %). Иная обстановка складывается в нефте­газоносных артезианских бассейнах: Волго-Камском, Прикаспийском, Печорском и Днепровско* Донецком. Газонасыщенность в этих структурах быстро повышается с глубиной и достигает мак­симума на участках нефтегазоносности (1-4 л/л и более). С удалением от нефтегазоносных залежей газонасыщенность уменьшается до фона (0,3-0,5 л/л и менее). Ниже регионального водоупора, роль которого обычно играют соли и глины перми и девона, азотный состав сменяется метановым со значительным содержанием тяжелых углеводородов, сероводорода и углекислоты. В отношении содержания кислых газов уникально Оренбургское газовое месторождение. Среди растворенных газов подземных вод нижнепермского водоносного комплекса здесь преобладают сероводород и углекислота (50-60 %), доля углеводородных газов обычно меньше (30-40 %).

Региональная гидрогеотермия. В распределении температур подземных вод наблюдается широтная и вертикальная зональности. Многолетняя мерзлота в недавнем прошлом распространя­лась почти на всю территорию Восточно-Европейской АО и отличалась значительной мощностью. К настоящему времени мерзлота деградировала и сохранилась только в Печорском АБ, где темпе­ратура подземных вод наиболее низкая и мощность многолетней мерзлоты достигает 400 м. С севе­ра на юг температура грунтовых вод растет от 0 до 10 °С. Температура подземных вод с глубиной также увеличивается, но сравнительно медленно. Геотермическая ступень в большинстве районов составляет 30-40 м на 1 °С. На глубине 2,5-3 км температура вод во многих артезианских бассейнах не превышает 50 °С и лишь на отдельных участках достигает 70 °С. Все это свидетельствует об ох­лаждении артезианской области в недавнем прошлом. Максимальная температура вод (150 °С) ус­тановлена в Прикаспийском АБ в районе г. Астрахань. Выходы источников термальных вод на тер­ритории АО отсутствуют. Исключение составляют Печорский АБ, где обнаружены источники с температурой вод 28 °С (Пумвашор).

Эколого-гидрогеологические особенности. Зона пресных вод ближе всего залегает к по­верхности земли и поэтому подвержена воздействию разного рода техногенных нагрузок. Ее со­стояние может рассматриваться как своего рода интегральная характеристика экологического со­стояния территории. Разнообразные последствия техногенного воздействия на зону пресных вод, прежде всего, меняют ее гидрогеологические параметры: состав, свойства, ресурсы, уровень, дебит, температуру и др.

Качество подземных вод может ухудшаться как под воздействием природных, так и техно­генных факторов. Главные компоненты природного загрязнения следующие:

0  стронций (Sr²*) в пермском водоносном комплексе Северо-Двинского АБ;

I фтор (F") в каменноугольных водоносных комплексах Московского АБ;

I железо (Fe²⁺), марганец (Мп²⁺) и аммоний (NH/) в четвертичном водоносном комплексе гумидной зоны;

к органические вещества (гуминовые и фульвокислоты) в восстановительной обстановке верхних водоносных горизонтов;

1 алюминий, кремнезем, ртуть, бериллий, фоновые концентрации которых близки к ПДК, а иногда и превышают их;

2 радон в повышенных концентрациях в подземных водах на окраинах Балтийского и Укра­инского щитов, на участках глубинных тектонических разломов и развития пород с повышенной радиоактивностью (диктионемовые сланцы, угли и др.).

Виды техногенного загрязнения подземных вод разнообразны: химическое, нефтяное, ра­диоактивное, микробиологическое, тепловое. Загрязнение подземных вод связано с функциониро­ванием городских агломераций, промышленных объектов, добычей, транспортировкой и перера­боткой полезных ископаемых, сельскохозяйственной деятельностью и т.д. Чаще всего оно носит локальный характер, но может проявляться и на больших площадях. Локальный ореол загрязнений имеет обычно размеры до нескольких квадратных километров. Спектр загрязняющих веществ ог­ромен: сульфаты, хлориды, азотные соединения, нефтепродукты, радиоактивные вещества, тяжелые металлы, органические кислоты и др.

Техногенную нагрузку на геологическую среду можно оценивать разными показателями, от­несенными к единице площади: потреблением энергии, воды, других ресурсов, количеством твердых, жидких, газообразных отходов, протяженностью нефтепроводов, автомобильных и железнодорожных трасс, подземных коммуникаций, количеством удобрений и пестицидов, внесенных в почву.

На городских территориях формируются устойчивые геофизические, геохимические и гео­динамические аномалии площадью от нескольких десятков до нескольких тысяч квадратных кило­метров; меняются климат, количество выпадающих осадков, число солнечных дней в году, темпе­ратура воздуха, состав, баланс и режим фунтовых вод; наблюдаются подтопление фундаментов со­оружений, загрязнение и засоление почв, активизируется деятельность микроорганизмов в зоне аэрации, сокращается площадь зеленых насаждений. В центре крупных городов под тяжестью зда­ний и сооружений образуются депрессии проседания, на несколько градусов повышается темпера­тура почв и фунтовых вод, образуются наложенные электромагнитные, акустические, аэрохимиче­ские поля. Размещенные в городах промышленные объекты: электростанции, химические и метал­лургические предприятия, заводы и фабрики различного профиля - создают собственную техноген­ную нафузку. Негативное воздействие на окружающую среду оказывают и выбросы автомобильно­го транспорта, и огромные массы бытовых отходов. В Москве, например, бытовые отходы оцени­ваются в 12 млн. т в год, в Санкт-Петербурге - более 5 млн. т в год. Частично эти отходы перераба­тываются на специальных предприятиях, но гораздо чаще они попадают на полигоны, свалки и в виде непереработанных стоков сбрасываются в реки и водоемы. Под Москвой зафиксировано 136 очагов зафязнения подземных вод площадью до 5 км . В них минерализация подземных вод дости­гает нескольких фаммов на литр, а содержание сульфатов, хлоридов, нитратов, тяжелых металлов и многих видов нефтепродуктов существенно превышает ПДК. Техногенные поля и ареалы Загрязне­ний прослеживаются на многие километры от фаниц города, потому крупные мегаполисы надо рассматривать как региональный очаг зафязнения природной среды.

Региональное загрязнение подземных вод может быть связано также и с сельско­хозяйственной деятельностью, радиоактивным заражением и попаданием нефтепродуктов. Внесе­ние в почву минеральных удобрений и средств защиты от вредителей загрязнение подземные воды нитратами и пестицидами. Так, при ежегодном внесении в почву 40-60 кг/га нитратов в подземных водах образуются устойчивые ореолы зафязнения NO3, обычно превышающего ПДК. Такое явле­ние наблюдается на юго-востоке Восточно-Европейской артезианской области.

Радиоактивное заражение подземных вод связано с проникновением в подземную гидросфе­ру радиоактивных веществ в результате ядерных испытаний в военных и мирных целях, эксплуата­ции и катастроф на атомных электростанциях (АЭС) и хранением и транспортировкой радиоактив­ных отходов. Общая мощность ядерных и термоядерных взрывов в военных целях составила в прошлом веке 545 Мт. Главными радиоактивными компонентами, которые попали на земную по­верхность, были, радиоуглерод ( С), цезий (¹³⁷Cs) и стронций (⁹⁰Sr). За время ядерных испытаний образовался радиоактивный фон зараженности поверхности Земли, который составляет в среднем 0,05-0,09 Ки/км . Больше всего от ядерных взрывов пострадал о. Северная Земля, где за сорок лет (1950-1990) было проведено 132 ядерных взрыва. На территории европейской части Рос­сии за это же время проведено 49 подземных взрывов в мирных целях, из них 15 в Астраханской области для интенсификации нефтеотдачи пластов. И хотя радиоактивная загрязненность от ядер­ных испытаний в региональном масштабе не существенна, на участках проведения ядерных испы­таний необходимость дезактивации и повышения радиоактивной безопасности очевидна.

На территории европейской части России функционирует восемь АЭС общей мощностью около 32 тыс.МВт. Все они работают в штатном режиме, кризисные ситуации возникают весьма редко, а их последствия фиксируются в виде выбросов радиоактивных газов. Глобальное потрясе­ние на нашей планете вызвала катастрофа на Чернобыльской АЭС в 1986 г. Результаты изучения радиоактивного загрязнения, вызванного этой катастрофой, хорошо известны. Хотя основная масса радионуклидов застряла в верхнем почвенно-грунтовом слое на глубине 10-100 см, часть из них все-таки смогла проникнуть в водоносные горизонты. Опробование водозаборов в центральной час­ти России, на глубине около 100 м, показало присутствие в водах ряда радионуклидов, прежде всего ^l37Cs и ⁹⁰Sr. Весьма сложную, хотя и локальную задачу представляет собой транспортировка и хра­нение радиоактивных отходов ядерного топлива. Они обычно скапливаются в непосредственной близости от атомных станций, но полной их герметичности добиться не удается, и поэтому всегда есть опасность зафязнения подземных вод радионуклидами.

Нефтяное загрязнение подземных вод получило региональное распространение в районах нефтедобычи. Это восток и юг Восточно-Европейской АО, где функционируют 124 месторождения нефти и газа. Разливы нефти и попутных соленых вод и рассолов, извлекаемых из эксплуатацион­ных скважин, затрагивают большие площади и проникают на глубину 100 м и более (Татарстан, Башкирия, Ухтинский район Республики Коми, Прикаспий).

На артезианской территории области насчитывается 211 нефтегазопроводов, 28 газонефте­перерабатывающих предприятий, которые вместе с автозаправочными станциями, хранилищами нефтепродуктов, подъездными путями, транспортными магистралями, способствуют широкому и стабильному нефтяному загрязнению подземных вод. Нефть и нефтепродукты могут образовывать самостоятельные скопления, так называемые техногенные месторождения, где мощность нефтяной залежи может достигать 1 м и более. Такие месторождения образуются на территории нефтеперера­батывающих заводов, вблизи хранилищ нефтепродуктов и в местах разрыва нефтепроводов (города Новомосковск, Псков, Тольятти, Ухта и др.). Водная миграция нефтепродуктов возможна в виде пленки, в растворенном состоянии они могут переходить в газовую фазу, сорбироваться и образо­вывать твердые скопления. Количество производных нефти и их соединений исчисляется сотнями, каждое из них обладает специфическими миграционными способностями, имеет определенную степень токсичности и соответствующую ПДК. Поэтому нефтяное загрязнение подземных вод от­личается сложностью, многоликостью и даже «коварством» поведения. Поля загрязнения могут иметь площади до нескольких квадратных километров и более, существовать длительное время и сохраняться в течение нескольких десятков лет даже после ликвидации источника загрязнения.

Заключение

Если в ХХ в. причиной  международных конфликтов была борьба за энергетические и минерально-сырьевые ресурсы, то в ХХI в. в центре этой борьбы могут оказаться водные богатства нашей планеты.

Доля подземных вод в общем балансе водопотребления разных стран колеблется в значительных пределах: от нескольких процентов до нескольких десятков процентов, причем общий объем отбираемых вод непрерывно растет.

Это связано, во-первых, с многофункциональностью использования подземных вод  (водоснабжение, лечебные воды, химическое сырье, теплоэнергоресурсы и др.), а во-вторых, рядом преимуществ подземных вод по сравнению с поверхностными (защищенностью от загрязнения, разнообразие химического состава, близость к месту потребления, возобновляемость ресурсов и др.) Чтобы оптимально сочетать комплексный и рациональный подходы при эксплуатации водоносных систем и обеспечивать их охрану от загрязнения и истощения необходимо владеть региональными методами гидрогеологических исследований и хорошо изучить закономерности распространения и формирования подземных вод.

Список литературы

 Региональная гидрогеология: Учебник для вузов / В.А.Кирюхин. Санкт-Петербургский государственный горный институт (технический университет). СПб, 2005. 344 с.