Месторождения подземных вод в отложениях водных бассейнов.

Лекция №15 по курсу «Гидрогеология»

Основные типы месторождений пресных подземных вод.

Месторождения в трещинных коллекторах

Опираясь на структурно-генетическую оценку условийформирования трещинных и поровыхколлекторов в горных породах, можно выделить в трещинных коллекторах магматических, метаморфических и консолидированных осадочных пород 5 основных типов месторождений:

В зоне выветривания горных пород без ограниченного водоупора.

Структурно-гидрогеологическая модель этих месторождений обусловлена:

а).Хаотической сетью открытых трещин с незакономерным характером раскрытия, ширины, протяженности и глубины отдельных трещин;

б). Отсутствием ограничивающих водоупорных поверхностей;

Месторождения формируются в массивно-кристаллических породах орогенных массивов и выступов фундамента древних и молодых платформ. Интенсивно метаморфизованные породы докембрия и нижнего палеозоя, разновозрастные интрузивные образования и вулканиты характеризуются обычно гидравлической связью открытых трещин, порой трещины не сообщаются друг с другом. Запасы редко используются, так как ограничены в объемах (нет водоупора).

2). В зоне выветривания горных пород с ограничивающем в основании водоупором.

Особенности: Наличие в основании водоупорного ложа и густая сеть трещин, которые в пористых вулканитах нередко сочетаются с системой открытых пор. Месторождения этого типа имеют крупные запасы и ресурсы подземных вод. При вскрытии речной сетью имеют высокодебитные родники. Такие месторождения трещинно-грунтовых вод формируются в трещинных коллекторах субпластовых интрузивных тел, залегающих на поверхности древних геологических структур.

В пластовых осадочных консолидированных породах.

Один из самых распространенных типов месторождений. Характерны для платформенных, краевых, межгорных бассейнов, где приурочены к трещиноватым консолидированным осадочным породам. В структурном плане это артезианские бассейны, которые образуют многослойную систему из водоносных горизонтов и водоупорных толщ. Большие запасы и ресурсы. В орогенных массивах они приурочены к метаморфическим и флишегенным образованиям, которые мало трещиноваты и запасы воды малы.

В зоне обводненных разломов.

Подтипы месторождений:

а). В крутопадающих разломах сбросового или взбросового типа;

б). В пологих межпластовых разрывах, образующихся при сдвиговых и надвиговых деформациях.

Эти месторождения трещинно-жильных вод встречаются в пределах древних платформ, щитов, молодых плит, рифтовых систем. Естественные ресурсы их значительны, поскольку обводненные разломы представляют собой дренирующую систему для трещинно-грунтовых и трещинно-пластовых вод. Кроме пресных вод эти месторождения содержат минеральные и термальные воды. Возможна организация водоснабжения.

В зоне трещинно-карстовых структур.

Формирование карстовых полостей, каверн происходит по тектоническим трещинам, возникшим при тектонических дислокациях. И хотя суммарный объем карстовых полостей (в известняках) не превышает 5-10% от общей пустотности карбонатных пород, с ними связаны крупнейшие месторождения пресных подземных вод. Это обусловлено не только значительным объемом карстовых полостей, но и необычайно большой их степенью раскрытости и проницаемости трещинных каналов, соединяющих эти полости.

Два подтипа месторождений:

а). В карбонатных породах водоносных горизонтов платформенных массивов и гидрогеологических бассейнов (пластовый тип, арт. бассейны);

б). В карбонатных породах орогенных массивов, где движение трещинно-карстовых вод определяется не только пластовым характером залегания водовмещающих пород, но и тектоникой и морфоструктурами рельефа.

Месторождения этого типа относятся к крупнейшим месторождениям подземных вод. Формирование ресурсов происходит благодаря частичному или полному погашению поверхностного стока, а также инфлюации атмосферных осадков. Это затрудняет возможность объективных гидрогеологических прогнозов. Наличие в кровле и подошве слабопроницаемых пород позволяет эти прогнозы проводить.

Месторождения в поровых коллекторах

Поровые коллектора: обломочные неконсолидированные породы (грунты)

Выделяется 6 основных групп месторождений, развитых в отложениях:

Гравитационных; 2. Моренных; 3. Водных потоков; 4. Водных бассейнов; 5. Прибрежных; 6.Покровных.

Общим для месторождений всех групп является движение п/в в виде фронтального потока в пористых пластах или покровах, ограниченных поверхностями подстилающих и перекрывающих горных пород со значительно более низкими фильтрационными характеристиками. При безнапорном движении поток подземных вод в пористом коллекторе ограничивается сверху уровненной поверхностью самого потока (грунтовые воды).

2.1.Месторождения подземных вод в гравитационных отложениях.

Крупнообломочные коллекторы м.п.в. этой группы формируются в областях сноса элювиальных и делювиальных продуктов выветривания. Масштабы месторождений ограничены размером современных понижений. Питание за счет атмосферных осадков и конденсации влаги. Крупные месторождения приурочены к древним корам выветривания погребенных массивов метаморфических и магматических пород, перекрытых более молодыми или вулканогенно-осадочными породами. Примеры: Украинский щит, Воронежский массив, погребенные массивы; Урал, Забайкалье. Значительные ресурсы обусловлены за счет трещинно-жильных вод обводненных разломов.

Месторождения подземных вод в мореных отложениях.

Обломочный материал ледников неотсортирован. Отсутствие сортировки, обилие глинистого материала формируют невысокие коллекторские свойства (иногда песок-хорошие). Коренным образом коллекторские свойства меняются в областях, близких к центрам оледенения. Возможно формирование крупных месторождений.

Месторождения подземных вод в отложениях водных потоков.

В эту группу объединены месторождения п/в, коллекторы которых сформировались (несмотря на разный генезис) в результате деятельности текучих вод (аллювий, пролювий). Это отложения временных и постоянных потоков. Аккумуляция и дифференциация осадка является главным в формировании коллекторских свойств. По форме месторождения п/в: линзы, линзованные пласты, ленточные, шнуровидные, рукавообразные.

Крупнейшие месторождения в таликовых зонах подруслового аллювия р.Лены, Яны, Индигирки, Колымы, Пясины и др.

Месторождения подземных вод в отложениях водных бассейнов.

Условия осадконакопления в озерных бассейнах неблагоприятны для формирования обломочных орогенных коллекторов с высокой пористостью. Вместе с тем среди пресноводно-озерных фаций четвертичного возраста (неогена и палеогена) наблюдаются линзы песчано-гравийных отложений, ракушняка, карбонатных конкреций, содержащих подземные воды, часто высокой минерализации. Они являются реликтами древних геологических эпох. Небольшие по площади месторождения. Обломочные коллекторы «запечатаны» в толще тонкодисперсных грунтов.