Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Состояние изученности и использования пресных подземныжвод межгорных впадин Западного Забайкалья 9
1.1. Формирование ресурсов и состава пресных подземных вод 9
1.2. Общие сведения и основные понятия о месторождении пресных подземных вод (МППВ) 27
1.3. Характеристика разведанных запасов подземных вод и их использования 33
Глава 2. Анализ результатов разведки и опенки эксплуатационных запасов подземных вод в мезозойских впадинах Западного Забайкалья 42
2.1. Месторождения в Тугнуйском межгорном бассейне подземных вод 42
2.2. Месторождения в Гусиноозерском и Иволгинском межгорных бассейнах подземных вод 67
Глава 3. Закономерности формирования и распределения эксплуатапионных запасов подземных вод в осадочных отложениях мезозойских впадин Западного Забайкалья 87
3.1. Гидрогеологические условия МППВ 87
3.2. Геологоструктурные особенности распределения ресурсов подземных вод и закономерности формирования МППВ 127
Глава 4. Гидрогеохимические особенности формирования МППВ в осадочных отложениях мезозойских впадин Западного Забайкалья 144
4.1. Оценка качества подземных вод для целей хозяйственно-питьевого водоснабжения 144
4.2 . Гидрогеохимические условия межгорных впадин и особенности формирования месторождений хозяйственно-питьевых вод 161
Глава 5. Типизация МППВ в осадочных отложениях мезозойских впадин Западного Забайкалья 177
5.1. Общие принципы классификации МППВ 177
5.2. Типизация МППВ Западного Забайкалья 182
5.3. Основные особенности методики разведки МППВ 188
- Характеристика разведанных запасов подземных вод и их использования
- Месторождения в Гусиноозерском и Иволгинском межгорных бассейнах подземных вод
- Геологоструктурные особенности распределения ресурсов подземных вод и закономерности формирования МППВ
- . Гидрогеохимические условия межгорных впадин и особенности формирования месторождений хозяйственно-питьевых вод
Введение к работе
Актуальность исследований. Работа связана с важнейшей социальной проблемой - обеспечение населения ресурсами подземных вод хозяйственно-питьевого назначения. На территории Республики Бурятия разведанные эксплуатационные запасы пресных подземных вод составляют 1293,6 тыс. м3/сут, но подавляющая их часть (85%) размещается в аллювиальных отложениях р. Селенги и ее крупных притоков. В удалении от крупных речных долин условия хозяйственно-питьевого водоснабжения существенно осложнены, в связи с неблагоприятными природными условиями формирования ресурсов пресных подземных вод, либо недостаточной их изученностью. Эта проблема особенно актуальна для межгорных впадин Западного Забайкалья, где расположены экономические районы с высокой концентрацией населения, промышленности и объектов сельского хозяйства и, в то же время, возможности формирования месторождений пресных подземных вод (МППВ) в них ограничены вследствие аридности климата, неравномерного распределения речного стока, геологоструктурных особенностей реализации подземного стока. За период 1960-94 годов в мезозойских осадочных отложениях для различных целей разведано 15 МППВ, эксплуатационные запасы которых утверждены ТКЗ в количестве от 2 до 18,2 тыс. м3/сут. Гидрогеологические условия этих МППВ очень сложные, вопросы формирования их ресурсов и состава подземных вод разработаны слабо, вследствие чего на месторождениях часто не достигается конечная цель разведочных работ - достоверная оценка эксплуатационных запасов подземных вод (ЭЗПВ) и прогноз их качества на расчетный срок водопотребления. Научно-теоретическая разработка этих вопросов и типизация МППВ предстает важной и актуальной задачей совершенствования методов разведки и оценки эксплуатационных запасов подземных вод в мезозойских впадинах, повышения гидрогеологической и экономической эффективности разведочных работ.
Цель исследований. Установить закономерности формирования и размещения МППВ в осадочных отложениях межторных впадин Западного Забайкалья, выяснить причины ухудшения качества подземных вод на месторождениях, разработать типизацию этих месторождений.
Задачи исследований.
1. Выявить факторы, определяющие закономерности формирования и
локализации МППВ в осадочных отложениях мезозойских впадин Западного
Забайкалья.
2. Установить гидрогеохимические особенности, основные факторы и
процессы формирования состава подземных вод на месторождениях.
3. Определить граничные условия и источники формирования
эксплуатационных запасов подземных вод, рациональные методы разведки
месторождений и подготовки их к эксплуатации.
Методы исследований. Анализ и обобщение фактического материала, полученного в процессе поисков и разведки МППВ в Тугнуйской, Гусиноозерской и Иволгинской межгорных впадинах, сравнительная оценка геологических, гидрогеологических и гидрогеохимических особенностей этих месторождений.
Научная новизна работы. В диссертационной работе впервые исследованы закономерности формирования и размещения МППВ в осадочных отложениях мезозойских впадин Западного Забайкалья с позиций современных представлений об условиях и характере развития разломов Байкальской горно-складчатой области, формирования и преобразования водно-коллекторских свойств горных пород, в зависимости от физико-географических и других факторов. Теоретически обоснован и выделен тип МППВ в ограниченных по площади структурах или блоках водообильных пород на участках речных долин. Впервые на этой территории выявлена роль разломов в формировании гидрогеохимических условий МППВ на основе результатов картирования пьезометрической поверхности подземных вод, их
минерализации, концентрации отдельных элементов в подземных водах и других показателей. Защищаемые положении.
Месторождения пресных подземных вод в осадочных отложениях мезозойских впадин Западного Забайкалья связаны с водоносными горизонтами ограниченного площадного распространения на участках речных долин, заложенных по зонам поперечных разломов растяжения. Границы МППВ обычно представлены блоками слабопроницаемых осадочных пород междуречных пространств и центральных частей впадин.
Тип пласта-коллектора и его мощность зависят от диалогического состава пород, их прочности к механическим воздействиям, устойчивости к агрессивному влиянию подземных вод. В условиях неоднородного строения осадочных отложений формируются сдожнослоистые напорные водоносные горизонты трещинного или порово-трещинного типа, эксплуатационные запасы подземных вод в них определяются характером перекрывающих отложений и степенью гидравлической связи между напорными, грунтовыми и поверхностными водами. При благоприятных условиях взаимосвязи подземных и поверхностных вод, привлекаемые ресурсы могут обеспечивать до 40% общего количества ЭЗПВ.
Ма формирование и преобразование состава подземных вод верхней гидродинамической зоны мезозойских впадин и локализацию в них МППВ большое влияние оказывают разрывные нарушения. Сложные гидрогеохимические обстановки, в которых происходит ухудшение качества питьевых вод, создаются на участках разломов, выводящих воды специфического состава, сформированные в особых условиях зон древних региональных разломов и глубоких горизонтов зоны замедленного водообмена.
Практическая значимость работы. Установленные закономерности формирования и размещения МППВ в осадочных отложениях межгорных впадин Западного Забайкалья дают возможность выделять перспективные участки для постановки разведочных работ. Предложенная типизация МППВ определяет граничные условия продуктивных водоносных горизонтов и тем самым позволяет обосновать рациональный комплекс гидрогеологических работ на стадии предварительной и детальной разведки. Выявленные особенности восполнения запасов подземных вод за счет привлечения транзитного речного стока определяют необходимость изучения гидрологического режима горных речек, как неотъемлемую часть методики проведения разведочных работ.
Методические разработки и конкретные рекомендации использованы при оценке МППВ "Ельник" в Гусиноозерской впадине, а также в работе "Оценка обеспеченности населения Республики Бурятия ресурсами подземных вод для хозяйственно-питьевого водоснабжения".
Апробации работы. Основные положения диссертации доложены на XVI Всероссийском совещании по подземным водам Востока России (Иркутск, 2000), научной конференции "Природные ресурсы Забайкалья и проблемы природопользования" (Чита, 2001), годичных сессиях ГИН СО РАН (2000-2003 гг). По теме диссертации опубликованы 4 работы.
Объем работы. Диссертация состоит из 5 глав, введения, заключения, содержит 212 страниц текста, 8 таблиц, 35 иллюстраций. В списке литературы 121 источник.
Исходные материалы и личный вклад автора в решение проблемы. В основу диссертации положен фактический материал, собранный в 1981-2000 гг. в результате поисковых и разведочных работ на территории Западного Забайкалья, проведенных при непосредственном участии автора или под его руководством. Использованы также фондовые материалы разведки МППВ, проводившейся подразделениями ПГО "Бурятгеологня" в период 1960-80 гг.
Диссертационная работа выполнена в лаборатории эколого-гидрогеологических исследований ГИН СО РАН под руководством доктора геолого-минералогических наук, профессора Б.И.Писарского, которому автор выражает искреннюю признательность.
На протяжении всего периода работы автор пользовался консультациями д.г.-м.н. А.М.Плюснина, большую помощь и содействие оказывал зам. директора ГИН к.г.-м.н. Г.И.Татьков. На разных этапах работы внимание и поддержку оказывал директор ГИН д.г.-м.н. А.Г.Миронов, много полезной информации принесли беседы и консультации с И.Н.Резановым, А.А.Адушиновым, Л.В.Замана, Н.Л.Мельничуком. Большую практическую помощь при проведении исследований оказывали коллеги-гидрогеологи Бурятии С.С.Приходько, А.Т.Афанасьев, Л.Б.Кислицина, Л.С.Котова и другие. Всем названным лицам автор выражает глубокую благодарность.
Характеристика разведанных запасов подземных вод и их использования
В осадочных отложениях межгорных впадин Западного Забайкалья вне области преимущественно сплошного распространения многолетнемерзлых пород для хозяйственно-питьевого водоснабжения и орошения земель разведаны 11 месторождений пресных подземных вод с утвержденными эксплуатационными запасами подземных вод от 2,8 до 18,2 тыс. м /сут (таблица 1).
Степень освоения разведанных запасов очень низкая, большая их часть не вовлечена в эксплуатацию по разным причинам, в основном, в связи со сложной экономической ситуацией в республике после 1991 г и отсутствием -33 средств на строительство водозаборных сооружений. Данные реальной эксплуатации МППВ в мезозойских отложениях ограничиваются отрывочными сведениями по эксплуатации подземных вод на месторождениях Лазовском и Кусотинском, поэтому практически отсутствует возможность сравнительного анализа результатов эксплуатации с данными разведки, которые дают наиболее объективную информацию для оценки достоверности прогнозных расчетов ЭЗПВ и соответствия их реальному количеству.
Лазовское МППВ (Замана, 1963) представляет водозабор из 5 эксплуатационных скважин, расположенных на правом берегу р. Уда на расстоянии 5-60 м от уреза. Водозабор сооружен в 1960-63 гг для хозяйственно-питьевого (ХПВ) и технического (ТВ) водоснабжения Улан-Удэнской ТЭЦ. Разведка ЭЗПВ на этом участке проведена в одну стадию методом бурения и опробования разведочно-эксплуатационных скважин глубиной 140-260 м. Производительность скважин достаточно высокая при удельном дебите около 2,0 л/с, лишь одна скважина на западной границе разведочного участка оказалась непроизводительной (удельный дебит 0,23 л/с). Для детализации геологического разреза водовмещающей толщи пробурена разведочная скважина колонковым способом в центре участка.
Строение участка представляют нижнемеловые осадочные отложения, перекрытые водоносным аллювием, мощность которого уменьшается с востока на запад от 40 до 17 м. В отчетных материалах отмечается: "В песчаниках и конгломератах следов тектонических нарушений не обнаружено, но породы эти отличаются весьма слабой цементацией. При бурении с промывкой они разрушаются до рыхлого состояния" (Замана, 1963). Автором предполагается наличие разрывного нарушения на основании резкого различия водообильности осадочных пород на участке водозабора и на остальной площади их развития, а в последствии этот участок утверждается в фондовых и опубликованных работах разных авторов как месторождение трещинно-жильных вод в зонах тектонических нарушений. -34 Для подсчета ЭЗПВ на участке проведена опытно-эксплуатационная откачка из скважин с суммарным расходом 84,4 л/с (7,3 тыс. м3/сут), продолжительностью 35 сут. При откачке достигнут установившийся режим фильтрации, установлена тесная гидравлическая связь между подземными водами нижнемелового комплекса и грунтовыми водами аллювиальных отложений. Эксплуатационные запасы подземных вод утверждены в количестве 15,7 тыс. м3/сут. Запасы категории А выделены по фактическому дебиту скважин, одновременно опробованных опытно-эксплуатационной откачкой при установившемся режиме фильтрации. Запасы категории В подсчитаны по фактическому суммарному дебиту 2-х скважин, опробованных опытными откачками (46,9 л/с или 4,0 тыс. м /сут). Запасы категории С] оценены по расчетному дебиту скважин, опробованных опытными откачками при экстраполяции максимального достигнутого понижения уровня в пределах: Srac4 = 1,75 Smax- Источники формирования эксплуатационных запасов не выявлены и количественно не оценены, граничные условия и гидрогеологические параметры изучены ориентировочно.
Эксплуатация подземных вод на месторождении осуществлялась с 1963 по 1991 гг с суммарным отбором воды из двух скважин 0,7-0,8 тыс. м3/сут, мониторинг гидродинамического и гидрохимического режимов не проводился. По данным периодического обследования водозабора в 1980-90 годах, заметного снижения динамического уровня подземных вод не наблюдалось, но это не показатель для оценки достоверности прогнозных расчетов эксплуатационного понижения, поскольку расход водозабора не превышал 7% от суммы разведанных запасов, подготовленных для промышленного освоения. За 28-летний период эксплуатации произошли изменения в химическом составе отбираемой воды: минерализация воды (но вычисленному сухому остатку) увеличилась от 0,3 до 0,8 г/дм3, общая жесткость - от 2-3 до 5,6 ммоль/дм3 (Буркова, 1991). Отсутствие регулярных наблюдений за развитием депрессионной воронки и систематического -35 контроля качества воды осложняет выявление причин, вызвавших существенное повышение минерализации и общей жесткости воды при отборе. Это может быть результатом поступления загрязненных грунтовых вод, поскольку водозабор находится в пределах территории городской застройки, но также не исключена возможность подтягивания подземных вод повышенной минерализации из нижнемеловых отложений, окружающих месторождение.
На неутвержденных запасах подземных вод в нижнемеловых отложениях Удинского, Иволгинского и Гусиноозерского бассейнов эксплуатируются 5 водозаборов питьевых и технических вод в течение 20-40 лет с производительностью 1,4-2,5 тыс. м3/сут. Качество воды на водозаборах сохраняется достаточно высоким при минерализации 0,2-0,5 г/дм3, концентрация нормируемых элементов находится в пределах предусмотренных для питьевых вод. Исключением является водозабор Сотниковской птицефабрики, на котором подземные воды характеризуются минерализацией 0,8-1,0 г/дм3, а общая жесткость достигает 13,7 ммоль/дм3. Этот водозабор из 6 скважин с суммарным расходом 1,4 тыс. м3/сут организован на неперспективном участке слабоводоносных конгломератов в северо-западном борту Иволгинской впадины, где повышение минерализации и общей жесткости подземных вод обусловлено природными гидрогеохимическими процессами.
Месторождения в Гусиноозерском и Иволгинском межгорных бассейнах подземных вод
МППВ Загустайское и «Ельник» для хозяйственно-питьевого водоснабжения г. Гусиноозерск (заявленная перспективная потребность в воде 27,3 тыс. м3/сут) выявлены и предварительно оценены в результате поисково-разведочных работ 1978-80 гг (Романов, 1981).
Поисковые работы были направлены на изучение водообильности краевого разлома, ограничивающего Гусиноозерскую впадину с северо-запада. Места заложения скважин определялись но данным дешифрирования аэрофотоснимков и результатам биолокационной съемки, поэтому в схеме расположения поисковых скважин не просматривается выдержанных профилей. Скважины, пробуренные на разных этапах поисковой стадии исследований, большей частью сосредоточены в предгорьях хребта Хамбинского, где вдоль краевого разлома на протяжении 9 км пробурены 18 скважин с расстоянием 0,5-2,5 км друг от друга (рис. 11). Глубина скважин 100-160 м, пройдены они в осадочных породах нижнего мела, за исключением скважин №№ 10 и 20, первая из которых вскрыла интрузивные палеозойские образования, а вторая - эффузивные породы триаса. Явные признаки тектонического нарушения пород наблюдались в разрезах скважин № 6, 8, 20, 21 и 34: в скважинах № 8 и 34 до глубины 40-50 м породы раздроблены и местами перетерты до глины, ниже интенсивно трещиноватые, представлены щебнем и дресвой алевролитов; скважина №20 вскрыла тектоническую брекчию базальтов, а скважины № б и 21 не были пройдены до проектной глубины (100 м) в связи с неустойчивым разрезом и авариями при бурении. Удельный дебит скважин изменяется от 0,01 до 1,7 л/с, что свидетельствует о крайне неравномерной водообильности пород в зоне разлома. При этом высокодебитные скважины приурочены к местам пониженных участков рельефа (долины речек, ручьев, сухие распадки). Для выявления водоносных поперечных разломов пройдены 11 скважин в долине р. Ельник и 3 скважины на водоразделе рек Ельник - Загустай.-67 Пробные откачки показали сравнительно высокую водоносность осадочных пород в долине р. Ельник: дебит скважин от 7 до 15 л/с при понижении 10-15 м (удельный дебит 0,5-1,0 л/с). На междуречьях дебит скважин изменяется от 0,3 до 3,4 л/с, удельный дебит не превышает 0,2 л/с. В центре долины р. Загустай пробурена поисковая скважина №25, удельный дебит которой составил 1,4 л/с.
Поисками охвачена площадь около 25 км , пробурены 34 скважины общим объемом 3727 м. В результате поисковых работ установлена относительно высокая водообильность осадочных пород на участках речных долин, что предопределило направление и методику предварительной разведки подземных вод.
В стадию предварительной разведки Загустайского участка в створе с поисковой скважиной № 25 пройдены два профиля скважин вкрест и вдоль простирания долины, на которых расположились 14 разведочных скважин на расстоянии 0,5-0,8 км друг от друга. Пробными откачками установлена значительная изменчивость водообильности пород при вариации удельного дебита скважин от 0,4 до 4,6 л/с (дебит 7-11 л/с при понижении от 2 до 15 м). Близ скважины № 43 (на пересечении профилей) разбурен опытный куст: три наблюдательные скважины, одна из которых оборудована на водоносный горизонт четвертичных отложений. Общий объем разведочного бурения 1672м.
На участке "Ельник" разведочные скважины расположилась на двух профилях: на побережье оз. Гусиного - 6 скважин и в створе поисковых скважин № 7 и №15 - 8 скважин; расстояние между профилями 700 м, между скважинами на профилях - 500-600 м. Одна разведочная скважина (№72) пройдена на расстоянии 1,3 км севернее второго профиля. Пробными откачками подтверждена сравнительно высокая водообильность пород в пределах речной долины при удельном дебите скважин 0,7-1,0 л/с; установлен низкий удельный дебит на юго-западном фланге первого -69 профиля. Вблизи разведочных скважин №№ 57, 66-а, 72 пробурены по 3-6 наблюдательных скважин и проведены кустовые откачки продолжительностью 4-12 сут. Общий объем разведочного бурения на этом участке 2374 м.
Конструкции поисковых и разведочных скважин предусматривали колонковое бурение диаметром 152 мм с промывкой глинистым раствором до глубины 5-20 м с последующим креплением рыхлых четвертичных отложений обсадными трубами диаметром 146 мм. По коренным породам бурение осуществлялось с промывкой технической водой, но часто из-за неустойчивого разреза, особенно на участке "Ельник", применялся глинистый раствор; процесс бурения осложнялся полным или частичным поглощением промывочной жидкости. Гидрогеологическое опробование скважин производилось из открытого ствола, в период откачек во многих скважинах происходили обрушения неустойчивых пород. По окончании бурения в скважинах производились геофизические исследования стандартного комплекса.
Результаты поисково-разведочных работ интерпретированы (Романов, 1981) в следующем направлении: Продуктивные водоносные горизонты, приуроченные к нижнемеловым отложениям, напорные, величина напора изменяется от 5-10 до 70 м, пьезометрический уровень подземных вод устанавливается обычно выше дневной поверхности на 1,5-3,0 м. 2. Подземные воды приурочены к неоднородному литологическому разрезу, представленному частым чередованием и фациальным замещением песчаников, алевролитов, аргиллитов и углистых сланцев. Строение осадочной толщи осложнено серией разнонаправленных разрывных нарушений, с которыми связана повышенная тектоническая трещиноватость пород на локальных участках. 3. Неравномерная тектоническая трещиноватость осадочных пород обусловливает неравномерную их водообильность с изменением-70 удельного дебита скважин от 0,02 до 4,6 л/с. Незакономерным распределением интенсивности трещиноватости пород по площади и в разрезе объясняется их резкая фильтрационная неоднородность, выражающаяся изменением водопроводимости пород от 10-20 до 500 м /сут. 4. Качество подземных вод не отвечает требованиям ГОСТ 2874-82 "Вода питьевая" но содержанию фтора и железа. На Загустайском участке концентрация фтора в подземных водах достигает 8,4 мг/дм3, на участке "Ельник" - 2,0 мг/дм3, воды с повышенным содержанием фтора прослеживаются полосой вдоль подножья хребта Хамбинского. На участке "Ельник" в подземных водах обнаруживается железо при концентрации до 7 мг/дм3, закономерности в его распределении не выявляется. Предполагается, что фтор и железо поступают с трещинными водами со стороны хребта Хамбинского. Эксплуатационные запасы поземных вод подсчитаны в количестве 15,0 тыс. м /сут на участке "Ельник" и 11,0 тыс. м /сут на Загустайском участке. Подсчет произведен гидродинамическим методом для условий неограниченного в плане водоносного пласта. В подсчет приняты мощность водоносного горизонта, коэффициент водопроводимости и коэффициент пьезопроводности, определенные как среднее арифметическое но наиболее водообильным скважинам, сосредоточенным на участках долин рек Ельник и Загустай.
Геологоструктурные особенности распределения ресурсов подземных вод и закономерности формирования МППВ
Особенности формирования и распределения ресурсов подземных водна территории Забайкалья рассматриваются в работах В.М. Степанова [1980,1989], Б.И.Писарского [1973, 1976, 1982, 1987], В.Г. Ясько [1982], И.М.Борисенко [1974, 1986, 1990] и многих других. В общих закономерностяхформирования подземных вод исследователями подчеркиваетсяопределяющая роль геологоструктурных факторов и литолого-генетических особенностей региона. В.М. Степанов [1989] рассматривает структурно геологический анализ как основу для объективной оценки гидрогеологических условий и обеспечения надежности гидрогеологических прогнозов. Условия формирования подземных вод не могут быть поняты без анализа развития геологических структур. Образование коллекторов подземных вод определяется сложными разнонаправленными геологическими процессами, анализ развития которых дает возможность для систематизации гидрогеологических структур. Систематизация гидрогеологических структур является исходным положением для построения геологоструктурных моделей месторождений подземных вод, определения граничных условий, выбора расчетных схем для оценки ресурсов и запасов подземных вод. -127 Геологическое развитие Забайкалья в представлении разных исследователей, занимавшихся проблемами региональной тектоники [Флоренсов, I960; Налетов, 1961; Замараев, 1967 и др.] неразрывно связано и в значительной мере определяется тектонической активностью региона в разные геологические эпохи. В структуре Западного Забайкалья определяющая роль отводится сложно построенным тектоническим зонам Джидино-Витимского глубинного [Очиров, 1965, 1976; Булнаев и др., 1975] и Тугнуй-Кондинского регионального [Очиров и др., 1965] разломов. С глубинными и региональными разломами часто совпадают границы горных хребтов и межгорных впадин, последние в структурном отношении представляют собой приразломные или межразломные грабены и протягиваются цепочками вдоль зон разломов [Булгатов и др., 1978]. Заложенные в докембрии, разломы оставались активными во все последующие эпохи, строением домезозойского фундамента определился общий план межгорных впадин - узкие вытянутые в северо-восточном направлении структуры. Накопление мощных (мощностью до 2000 м) континентальных толщ во впадинах - конгломераты, песчаники, алевролиты, аргиллиты, часто содержащие пласты каменного или бурого угля -происходило в средней юре и раннем мелу, сопровождаясь частыми вулканическими извержениями. В постмезозойский этап тектонической активизации древних разломов межгорные впадины испытали существенную структурную перестройку, разновозрастные геологические структуры в этот период рассечены серией оперяющих разрывов, вызвавших блоковую их сегментацию [Булгатов и др., 1978].
В соответствии с основными геоструктурными элементами на территории Западного Забайкалья В.М. Степанов [1980] выделяет гидрогеологические структуры: горных сооружений, межгорных впадин и обводненных разломов. Наиболее широким распространением пользуются гидрогеологические структуры горных сооружений, на их фоне выделяются структуры межгорных впадин, развиваются и преобразуются гидрогеологические структуры разломов.
Гидрогеологические структуры горных сооружений характеризуются распределением подземных вод в трещинах зоны выветривания древних метаморфизованных и разновозрастных магматогенных пород. Характер трещиноватости пород (размер и объем трещин, глубина их проникновения), создает в структурах горных сооружений своеобразную морфологию водопроводящих каналов, которая определяет условия движения подземных вод, формирования их ресурсов и состава. Эффективная трещиноватость пород распространяется на глубину 100-120 м и определяет глубину распространения подземных вод в горных сооружениях. Подземные воды в этих структурах располагаются выше местных базисов эрозии, как правило, это безнапорные трещинно-грунтовые потоки, которые движутся под значительными углами к горизонтальной плоскости, уююн потока зависит главным образом от крутизны горного склона. Глубина вскрытия трещинно-грунтовых вод изменяется от 50-80 м на водораздельных участках до 5-20 м в нижних частях склонов. Водообильность пород в горных сооружениях обычно невысокая: дебиты скважин 2-3 л/с при понижениях уровня воды до 12 м; дебиты родников 0,5-1 л/с, в периоды интенсивных осадков увеличиваются в 2-3 раза. Питание подземных вод осуществляется за счет инфильтрации атмосферных осадков, значительная роль в высокогорных структурах принадлежит конденсации паров воды из воздуха на поверхности каменных глыб и стенках трещин; области питания и разгрузки трещинно-грунтовых вод совпадают. Особенности пространственного распределения подземного стока в горных районах связываются с влиянием ландшафтно-климатических условий и коллекторских свойств водовмещающей среды, которые предопределяют поясность в формировании и распределении подземного стока [Писарский, 1976, 1987; Хаустов, 1979; Писарский, Хаустов, 1982]. Приводораздельный пояс охватывает плоские водоразделы и площади с гольцовым крутосклонным рельефом и незначительным эрозионным врезом мелких речек и ручьев. Выпадающие (обильные) осадки быстро транспортируются поверхностным стоком по руслам рек и обнаженным склонам за пределы пояса. Почти повсеместно развита многолетняя мерзлота, препятствующая инфильтрации осадков на глубину, подземный сток имеет временный характер в пределах сезонно-талого слоя. Склоновый пояс включает большую часть площади бассейнов среднего течения рек, гидрографическая сеть представлена водотоками большой протяженности с глубиной эрозионного вреза 50-100 м. Подземный сток осуществляется в течение всего года, но в период зимней межени значительно истощается. В реки зимой поступают родниковый сток и часть подруслового стока, которые расходуются на образование крупных наледей с объемом в десятки и сотни кубических метров. В руслах водотоков участки жидкого стока под ледовым покровом ограничены, а в конце зимней межени остается преимущественно иодрусловой сток, питаемый водами зон разломов и разгружающийся в реку за пределами пояса. Среднемноголетние значения модуля подземного стока изменяются от 0,3 до 1,6 л/с км2 при среднем значении 0,5 л/с км . В пределах этого пояса полного дренирования водовмещающих пород рекой и притоками не достигается, и значительный объем подземных вод подрусловым стоком транспортируется в долинный пояс. Долинный пояс характеризуется широким распространением и значительной мощностью аллювиальных отложений, в пределах пояса почти полностью выклинивается подрусловой сток со всей площади подземного водосбора речного бассейна. Модуль подземного стока изменяется от 0,5 до 2,5 л/с км при среднем значении 1 л/с км . В подземном (недренированном) стоке долинного пояса участвуют грунтовые воды рыхлых отложений, напорные воды осадочных толщ, воды разломов.
. Гидрогеохимические условия межгорных впадин и особенности формирования месторождений хозяйственно-питьевых вод
Месторождения пресных подземных вод располагаются в зоне интенсивного водообмена, которая в общей схеме вертикальной гидродинамической зональности подземных вод в межгорных впадинах Западного Забайкалья ограничивается глубинами 100-200м. В более глубоких слоях осадочных толщ межгорных впадин размещается зона замедленного водообмена, для которой характерны солоноватые воды. В общей схеме размещения ресурсов подземных вод по площади впадин выявляется локализация МППВ в структурах с повышенной водопроницаемостью мезозойских осадочных пород на участках долин горных речек. Распространение продуктивных водоносных горизонтов ограничено в плане блоками слабопроницаемых осадочных пород того же возраста. Естественные ресурсы продуктивных горизонтов формируются главным образом за счет разгрузки трещинных вод гидрогеологических массивов и поглощения речного стока. Гидродинамические условия месторождений осложнены влиянием разрывных нарушений, которое выражается в деформации пьезометрической поверхности куполами разгрузки подземных вод из нижележащих водоносных горизонтов. Эти основные гидродинамические особенности формирования МППВ определяют гидрогеохимические обстановки и качество подземных вод на месторождениях. Зона замедленного водообмена в мезозойских осадочных толщах Западного Забайкалья изучена отдельными скважинами глубокого бурения в Боргойской, Нижнеоронгойской и Гусиноозерской впадинах. В Боргойской впадине установлены хлоридно-гидрокарбонатные натриевые воды, состав которых преобразуется в интервале глубин 300-650 м с изменением минерализации от 1,9 до 3,2 г/дм , что обеспечивается увеличением концентраций ионов гидрокарбоната и натрия, при этом концентрация сульфата заметно снижается, а концентрация хлорида остается практически неизменной (табл.6).
В центральной части Нижнеоронгойской впадины это воды хлоридно-сульфатные магниево-натриевые щелочные с минерализацией 4,3-5,3 г/дм3 (табл. 6). Увеличение минерализации с глубиной происходит за счет концентрации таких главных ионов, как сульфат и натрий, заметно возрастают концентрации магния и кальция, обусловливая рост общей жесткости от 17,6 до 29,1 ммоль/дм3 в интервале глубин 150-500 м. Концентрация фтора в составе этих вод не превышает 1 мг/дм3.
Весьма неоднородным составом подземных вод характеризуется зона замедленного водообмена Гусиноозерской впадины. В районе шахты "Гусиноозерская" углеразведочными скважинами (Потамошнев, 1958; Дугаров, 1966) на глубине около 100 м вскрывались воды с минерализацией 1,3-4,7 г/дм3, гидрокарбонатно-сульфатные кальциево-натриевые с общей жесткостью до 10 ммоль/ дм3 (табл. 7).
На глубине более 200 м здесь встречаются магниево-натриевые воды с обшей жесткостью 40 ммоль/дм3, концентрация сульфата в них достигает 300-600 мг/дм3, а хлорида - 750 мг/дм3 [Мызников и др., 1970]. Наряду с этими очень жесткими водами, в юго-восточном борту впадины в долине руч. Тухумка на глубине 200 м на пересечении разломов субмеридионального и субширотного направлений вскрывались очень мягкие бессульфатные воды, гидрокарбонатно-хлоридные натриевые, в составе которых содержится фтор в концентрации 12,5 мг/дм (табл. 7). На этом участке не более 15 лет назад появился восходящий низкодебитный (0,05 л/с) родник газирующий метаном, над которым в зимний период формируется ледяной купол высотой 1,0-1,5 м, что свидетельствует о разгрузке напорных вод. Состав родниковой воды (табл.7) аналогичен составу подземных вод на глубине 200 м, поэтому появление родника связывается с возникновением разгрузки подземных вод из глубоких горизонтов осадочной толщи в результате современных тектонических движений и сдвиговых деформаций.
Вероятные причины, вызывающие процесс восходящей разгрузки подземных вод в межгорных впадинах, - нарастание гидростатического давления в глубоких водоносных горизонтах (закрытые водоносные пласты с напором 500-1000 м и более) под действием сжимающих сил и, одновременно, нарушение сплошности водоупоров с развитием открытых поперечных разломов. Очаги восходящей разгрузки локализуются на пересечениях краевых разломов сжатия поперечными разломами растяжения, поскольку именно в этих местах создаются наиболее благоприятные условия для движения воды вверх. Восходящие потоки - это потоки минерализованных вод особого геохимического облика, которые образуют в зоне интенсивного водообмена гидрогеохимические аномалии, а в приповерхностной зоне в очагах их разгрузки формируются купола подземных вод. С этих позиций объясняются высокие избыточные напоры в зонах краевых разломов Гусиноозерской (до 13 м), Иволгинской (до 7 м) и Тугнуйской (до 6 м) впадин, аномальный состав подземных вод на границах исследованных МППВ и на площади Эрдемского месторождения.
