Глава 10

АРТЕЗИАНСКИЕ БАССЕЙНЫ ПЛАТФОРМЕННОГО ТИПА

Понятие “артезианский бассейн” в классическом смысле явля­ется общепринятым в российской гидрогеологической литерату­ре. Живучесть этого понятия оправданна, так как оно определяет структурно-геологическую природу объекта, условия залегания и типы подземных вод, основные черты региональной динамики подземных вод в классическом представлении, а также общие зако­номерности изменения их химического состава и минерализации.

Исходя из геологической и гидрогеологической сущности объек­та под артезианским бассейном следует понимать единую геогидроди- намическую систему (часть системы), пространственно связанную со структурно-тектоническим элементом, верхний этаж (этажи) которого представлен толщами пологозалегающих или слабодислоци- рованных преимущественно осадочных пород, содержащих межплас- товые подземные воды.

Порядок артезианских бассейнов при их соподчинении опре­деляется порядком геогидродинамической системы и порядком тектонической структуры. Тип бассейна — типом структуры, так как именно тип тектонической структуры определяет не только размеры бассейна (А.М. Овчинников), но и геологическое строе­ние его разреза, что обусловливает существенно различные усло­вия формирования артезианских вод в бассейнах разного типа.

Под артезианскими бассейнами платформенного типа следует понимать бассейны, связанные с отрицательными структурами платформ (плиты, синеклизы), предгорными прогибами и крае­выми синеклизами. Выделение в качестве единого типа бассей­нов, связанных в данном случае со структурами различного типа, оправдано рядом общих закономерностей строения геологического разреза, определяющих основные условия залегания и региональ­ную динамику подземных вод.

Структура и строение артезианских бассейнов. Артезианские бассейны являются основными структурно-гидрогеологическими элементами континентальных платформ, занимая практически все площади сплошного распространения отложений осадочного чехла (см. рис. 10.1). На периферии платформ, в области форми­рования перикратонных опусканий, площади со сплошным рас­пространением отложений осадочного чехла выходят за пределы собственно платформы в область передовых прогибов смежной геосинклинальной системы.

Внутренний структурный план этих элементов определяется по­ложением и развитием более мелких форм, к которым в пределах древних платформ могут быть отнесены своды, валы (мегавалы), локальные поднятия, купола, а также разделяющие их депрессии (впадины, прогибы и др.).

При гидрогеологическом изучении платформенных территорий отложения осадочного чехла рассматриваются как совокупность геофильтрационных сред с геологически упорядоченной слоистой неоднородностью. Вертикальная слоистая (пластовая) неоднород­ность по масштабу и характеру ее проявления является основным (наиболее общим) свойством разреза осадочного чехла. Природа этой неоднородности генетически обусловлена историей формиро­вания горных пород осадочного чехла; она имеет региональный характер, сохраняясь на площади в сотни тысяч и миллионы квад­ратных километров, в области наиболее обширных структурных элементов континентальных платформ — плит.

Проявления слоистой неоднородности характерны для любого участка распространения: отложений осадочного чехла — и практи­чески всегда могут рассматриваться как геологически упорядоченные (стратиграфическая или литолого-фациальная упорядоченность). Масштаб неоднородности, т.е. пределы изменения фильтрацион­ных свойств в вертикальном разрезе (для смежных слоев), может достигать нескольких порядков (Ю²—Ю^-8 м/сут). Участки и зоны с резкими нарушениями слоистой неоднородности пород чехла (линейная или блоковая неоднородность), в пределах всего разреза или его крупного элемента, могут быть связаны главным образом только с определенными структурными зонами, отдельными струк­турами, тектоническими нарушениями. В сравнении с общей площадью распространения пород чехла такие участки всегда яв­ляются локальными.

При рассмотрении осадочного чехла крупных структурных элементов платформы в качестве трехмерного геологического тела наиболее существенными показателями являются геометрическая форма и закономерности внутреннего строения. Площадь непре­рывного распространения отложений осадочного чехла в пределах крупных структурных элементов платформ, в границах которых выделяются артезианские области и бассейны I порядка, изменя­ется в интервале « ■ (10⁴— 10⁶) км² при изменении общей мощности разреза практически от 0 до 15—20 км. Наиболее распространенным в пределах крупных плит территории России является интервал мощности отложений чехла 1000—4000 м.

Как следует из определения, основной особенностью строения разреза артезианского бассейна является наличие слоистых толщ слабодислоцированных, преимущественно осадочных (реже вулка­ногенно-осадочных и вулканогенных) пород различного генезиса и состава. В связи с этим разрез бассейна всегда представляет собой многократное чередование стратифицированных гидрогеологиче­ских элементов, в качестве которых рассматриваются водоносные слои, горизонты, комплексы, реже водоносные серии, а также от­носительно слабопроницаемые водоупорные слои, пласты и толщи горных пород (см. гл. 6).

Кроме выделения собственно водоносных элементов (горизонт, комплекс и др.) при расчленении разреза бассейна во многих случаях наиболее важным является определение положения ре­гионально распространенных и относительно выдержанных сла­бопроницаемых (водоупорных) разделов, изолирующих смежные элементы гидрогеологического разреза. Именно наличие таких разделов является причиной, а фиксируемые различия пьезометри­ческих напоров, состава и минерализации подземных вод и т.д. — следствием гидродинамической разобщенности смежных водо­носных элементов гидрогеологического разреза (см. гл. 9).

Представления о строении и типах слабопроницаемых сред осадочного чехла артезианских структур платформ до настоящего времени разработаны слабо. В то же время на основании анализа имеющегося фактического материала можно сформулировать два принципиально важных положения.

1. В разрезе осадочных отложений артезианских структур плат­форменного типа практически отсутствуют сколько-нибудь ши­роко выдержанные по площади слои и толщи абсолютно непрони­цаемых горных пород.

По имеющимся представлениям (А.И. Силин-Бекчурин, Д.С. Соколов, Е.В. Пиннекер и др.). в качестве абсолютно непроницаемых сред могут рассмат­риваться только соляные пласты, в которых благодаря их пластичности при вы­соких давлениях отсутствуют условия для сохранения пористости и открытой трещиноватости. Однако и здесь относительная проницаемость может быть свя­зана с зонами фаииального замещения солей или с тектоническими разрывами соляных пластов.

2. Все типы геофильтрационных сред осадочного чехла при определенном строении и условиях залегания (уплотнение, це­ментация) могут рассматриваться как слабопроницаемые.

Если в качестве предела относительной слабопроницаемости принимать величину, ниже которой породы рассматриваются (М.К. Калинко) как “полуколлекторы” — 0,01 мкм (~ 10 ² м/сут), то результаты определения проницаемости по керновому материа­лу показывают, что практически любые типы пород чехла, кроме некоторых седиментационно-фациальных сред с высокой первич­ной пористостью, могут характеризоваться подобными или более низкими величинами проницаемости (Всеволожский, 1983).

При гидрогеологическом расчленении разреза бассейна в целом наиболее важным является выделение мощных регионально рас­пространенных слабопроницаемых разделов (толщ), положение которых определяет выделение наиболее крупных стратификаци­онных элементов разреза (см. гл. 6), называемых гидрогеологически­ми этажами.

Выделение в качестве самостоятельной крупной единицы оса­дочного чехла гидрогеологического этажа (яруса) оправдано тем, что этаж рассматривается не только как стратификационный, но и как гидродинамический элемент, занимающий определенное положение в разрезе артезианского бассейна. При этом основным показателем выделения гидрогеологического этажа является един­ство процессов региональной гидродинамики подземных вод в системе относительно изолированных водоносных горизонтов и комплексов, объединяемых в гидрогеологический этаж. В каче­стве общего показателя, определяющего региональную динамику подземных вод этажа, рассматриваются характер и степень связи подземных вод с современной поверхностью, являющейся верх­ней гидравлической границей бассейна. В качестве границ смеж­ных гидрогеологических этажей — положение региональных сла­бопроницаемых “разделов”, определяющих различную степень изоляции интервалов разреза от поверхности бассейна. В этом случае при любой мощности и строении разреза чехла в артези­анском бассейне может быть выделено не более четырех гидрогео­логических этажей, характеризующихся определенными различия­ми региональной динамики подземных вод.

Первый структурно-гидрогеологический этаж (ярус) бассейна выделяется в той части разреза, в пределах которой гидравличе­ская связь с современной поверхностью бассейна на всей площади распространения соответствующих водоносных горизонтов (ком­плексов) является основным фактором, определяющим структуру потоков подземных вод.

Влияние верхней гидродинамической границы обусловливает формирование “местных” потоков подземных вод, тесно связанных с современным рельефом территории (формирование подземного стока и водообмена по схеме А.Н. Мятиева).

Нижней границей этажа является стратиграфическая грани­ца, соответствующая положению кровли первой от поверхности регионально выдержанной слабопроницаемой толщи бассейна.

Второй структурно-гидрогеологический этаж объединяет водо­носные комплексы разреза, подземные воды которых имеют гид­равлическую связь с современной поверхностью только на перифе­рии структуры и сводах локальных поднятий внутренней области, а на большей части бассейна изолированы от поверхности региональ­но выдержанными слабопроницаемыми породами значительной мощности.

Подобный характер связи с верхней гидравлической границей бассейна обусловливает формирование наряду с местным движе­нием (краевая зона) общеструктурных региональных потоков подземных вод.

Третий структурно-гидрогеологический этаж чехла включает водоносные горизонты и комплексы, не имеющие гидравлической связи с современной поверхностью бассейна. Верхней границей этажа является стратиграфическая граница, соответствующая поло­жению кровли регионально выдержанной слабопроницаемой тол­щи, которая относительно изолирует его от вышележащих интер­валов разреза, имеющих гидравлическую связь с поверхностью бассейна. Отсутствие открытой связи с поверхностью на всей пло­щади распространения отложений нижнего этажа приводит к тому, что основным фактором формирования подземного стока является здесь затрудненная связь с подземными водами верхних этажей и пород фундамента, осуществляющаяся по локальным зонам с повышенной вертикальной проницаемостью разреза (К_н> К_л), а также перераспределение пластовых давлений под воздействием различных эндогенных процессов.

В качестве четвертого структурно-гидрогеологического этажа бассейна условно может рассматриваться фундамент артезианской структуры, выделяемой на основе резкого различия строения и свойств геофильтрационной среды.

Для однотипных (гранулометрия, минералогический состав и др.) горных пород центральных районов структуры характерно постепенное уменьшение проницаемости с увеличением глубины их залегания, связанное с уменьшением воздействия экзогенных факторов, а также усилением роли процессов уплотнения и це­ментации.

На фоне общерегионального снижения фильтрационной про­ницаемости пород чехла в направлении от периферии к центру бассейна и с увеличением глубин залегания отчетливо проявля­ются закономерности II—III и более высоких порядков, связан­ные с внутренним структурным планом бассейна. Наиболее бла­гоприятные условия формирования локальных участков и зон с относительно повышенной проницаемостью (проводимостью)

пород чехла характерны для сводов и переклинальных частей по­ложительных структур разных порядков в связи с возможным здесь фациальным замещением слабопроницаемых пород, разви­тием интенсивной соскладчатой трещиноватости, наличием древ­них размывов, палеокарста и др.

Формирование артезианских вод. Закономерности формирования подземных вод в артезианских бассейнах платформенного типа определяются многими факторами, среди которых важнейшими являются форма и размеры бассейна, внутренний структурный план, строение и мощность разреза, типы водовмещающих пород и др. Однако в общем случае основные закономерности форми­рования региональной динамики подземных вод, их химического состава и минерализации прежде всего связаны с тем, к какому гидрогеологическому этажу разреза бассейна относится данный водоносный горизонт (комплекс).

Первый гидрогеологический этаж бассейна. Как уже было указа­но выше, к нему относится система относительно изолированных друг от друга водоносных горизонтов и комплексов (пластовая система), в которых формируются местные потоки подземных вод, связанные с рельефом и гидрографией современной поверхности бассейна (рис. 10.2). Общая мощность первого этажа в зависи­мости от строения гидрогеологического разреза изменяется обыч­но в пределах 200—500 м, реже более.

Питание межпластовых подземных вод осуществляется непос­редственно за счет инфильтрации атмосферных осадков на участ­ках открытых выходов пластов на поверхность (структурные выхо­ды, склоны междуречий, высокие террасы крупных речных долин и др.), а также за счет нисходящей фильтрации из вышележащих горизонтов разреза (фильтрация по гидрогеологическим окнам в слабопроницаемых пластах и перетекание). В зависимости от климатических условий, строения разреза и типов водовмещаю­щих пород средние суммарные величины питания межпластовых вод первого этажа изменяются от 0,1—0,3 л/с • км² в зонах не­достаточного увлажнения до 1,0—2,0 — в зонах умеренного и из­быточного увлажнения и до 3,0—5,0 л/с • км² и более на участках, где разрез верхнего этажа представлен высокопроницаемыми по­родами (крупно- и грубозернистые пески, галечники, интенсивно закарстованные породы) (Подземный сток..., 1982). Однако для конкретных участков пластовых систем в зависимости от распре­деления фильтрационных параметров водоносных и слабопрони­цаемых пород удельные величины питания межпластовых вод на относительно коротких расстояниях могут меняться в пределах 1—11 порядков и более (рис. 10. 3).

Рас. 10.2. Схема пьезометрической поверхности межпластового (лалеоцен-эоцено- вого) водоносного горизонта южной части Тобольского бассейна (Западно-Сибир­ская артезианская область): / — границы распространения отложений палсоцен- зоценового горизонта; 2 — граница Тобольского бассейна; 3 — гидроизопьезы, цифры — абс. отметки пьезометрического уровня межпластовых вод; 4 — то же по предположению; 5 — участки поверхностного (открытого) распространения водоносных отложений назеоцен-эоценового горизонта; 6 — направления дви­жения межпластовых вод

Строение пьезометрической поверхности межпластовых гори­зонтов первого гидрогеологического этажа определяет общую структуру потоков подземных вод (см. рис. 10.2). Максимальные отметки пьезометрической поверхности характерны для цент­ральных приподнятых частей междуречных пространств, которые рассматриваются в качестве основных областей питания меж­пластовых вод. Однако в балансовом смысле основные участки питания межпластовых вод с аномально высокими удельными величинами питания чаще всего приурочены не к центральным частям междуречных пространств, а к локальным участкам выхо­да пластов на поверхность (склоны междуречий, высокие террасы крупных речных долин и др.) и к участкам с наличием “гидрогео­логических окон”, определяющих существование открытой гид­равлической связи элементов пластовой системы. В соответствии с распределением напоров в каждом водоносном горизонте (ком­плексе) первого этажа формируются потоки межпластовых вод, направленные от относительно приподнятых участков территории к дренирующим эрозионным понижениям (пониженным участ­кам). Средние значения градиентов пластовых потоков изменя­ются в пределах 0,01—0,0001 (см. рис. 10.2).

Разгрузка межпластовых вод осуществляется преимущественно при восходящей фильтрации в грунтовый водоносный горизонт и через него в гидрографическую сеть территории (речные долины, озерные котловины, заболоченные низменности, солончаковые понижения и др.). В отдельных случаях на склонах эрозионных врезов, в бортах тектонических впадин и других понижениях

Рис. 10.3. Схема распределения величии современного питания межпластовых вод первого этажа Тобольского бассейна (палеоцен-эоценовый водоносный гори­зонт): / — границы расчетного участка; 2 — контур древней эоценовой долины. Величины современного питания межпластовых вод: 3 — менее 0,1; 4— 0,1—0,5; 5 — 0,5—3,0 л/с • км²; 6 — центр расчетного блока, цифра — величина питания подземных вод (л/с • км²); 7 — то же, цифра — величина разгрузки межпластовых

вод (л/с • км²)

формируются открытые выходы (источники) грунтовых и, реже, межпластовых вод, однако результаты количественных оценок (Подземный сток..., 1983; и др.) показывают, что в условиях ар­тезианских бассейнов платформ объем родникового стока (ис­точники) обычно составляет менее 10% суммарной разгрузки подземных вод I гидрогеологического этажа.

Положение областей питания на возвышенных участках тер­риторий и разгрузки (в понижениях рельефа) определяет общую схему формирования местных потоков первого гидрогеологиче­ского этажа бассейна (см. рис. 8.3). В балансе каждого элемента пластовой системы на возвышенных участках территории пита­ние, поступающее из вышележащего горизонта, расходуется на формирование пластового потока и разгрузки в нижележащий элемент разреза, которая происходит путем фильтрации по гидро- “геологическим окнам” или перетеканием через слабопроницаемые пласты. На пониженных участках рельефа суммарная разгрузка формируется за счет притока по пласту и расхода, поступающего из нижележащего элемента разреза, в том числе за счет восходя­щей фильтрации из водоносных горизонтов и комплексов второго гидрогеологического этажа.

Формирование химического состава межпластовых вод первого гидрогеологического этажа определяется главным образом про­цессами выщелачивания и смешения (см. гл. 4, 8). В связи с от­носительно небольшой мощностью разреза и наличием участков открытого питания и разгрузки межпластовых вод в отложениях первого этажа формируются преимущественно пресные (менее 1 г/л) подземные воды гидрокарбонатного или сульфатно-гидро­карбонатного состава. Формирование здесь более минерализован­ных вод сульфатного, сульфатно-хлоридного и хлоридного состава может быть связано: 1) с наличием (сохранением) легкораствори­мых S0₄ и С1 соединений в водоносных и слабопроницаемых поро­дах разреза первого этажа (гипс-ангидритовые или загипсованные толщи, современные и верхнечетвертичные морские отложения, более древние слабопроницаемые породы морского генезиса и др.);

2. с процессами континентального засоления грунтовых вод и пород зоны аэрации (аридные территории); 3) с притоком высо­коминерализованных подземных вод из нижележащих элементов разреза (участки разгрузки подземных вод второго этажа); 4) с про­цессами антропогенного загрязнения грунтовых вод и через них верхних межпластовых горизонтов.

В районах умеренного и избыточного увлажнения с большими удельными величинами питания межпластовых вод наиболее бла­гоприятны условия длительного сохранения легкорастворимых соединений (S0₄, Cl), характерные для нижней части разреза первого этажа, не вскрытой современной или древней эрозией. В связи с этим в нижней части разреза первого этажа часто фор­мируются гидрокарбонатно-сульфатные и сульфатные воды с ми­нерализацией 1,5—3,0 г/л и более. В том случае, когда нижняя часть разреза этажа или подстилающая слабопроницаемая толща представлена соленосными или интенсивно засоленными породами (Приуралье, Ангаро-Ленский регион и др.), непосредственно в водоносных горизонтах первого этажа могут формироваться высо­коминерализованные хлоридные воды и рассолы (М = 50—100 г/л и более). В ряде случаев с этим могут быть связаны образование куполов минерализованных вод на участках интенсивной разгруз­ки, выходы соленых источников, засоление скважин, эксплуати­рующих верхние водоносные горизонты, и др.

Второй гидрогеологический этаж бассейна объединяет систему водоносных горизонтов, имеющих связь с современной поверх­ностью на периферии структуры (поднятиях внутренней области) и изолированных от нее мощными толщами слабопроницаемых пород в пределах внутренней области бассейна. В этих условиях основной объем современного питания межпластовых вод формиру­ется на относительно приподнятых участках периферии бассейна, а также на прилегающем склоне соседнего структурно-гидрогео­логического района.

В пределах периферии собственно бассейна, называемой внут­ренней областью питания, питание межпластовых вод осуществля­ется инфильтрацией атмосферных осадков в местах выхода пластов на поверхность и нисходящей фильтрацией через разделяющие слабопроницаемые породы. Питание со стороны выхода пород фундамента на поверхность или со склонов складчатого обрамле­ния бассейна формируется за счет притока трещинно-грунтовых вод, трещинно-жильных вод зон тектонических нарушений, зон интенсивной закарстованности и др. В соответствии с этим скло­ны обрамления (в общем случае до основного водораздела по­верхностного стока) рассматриваются в качестве так называемой внешней области питания артезианских вод (рис. 10.4).

Часть подземных вод, формирующихся в пределах внешней и внутренней областей питания, разгружается в местную гидрогра­фическую сеть территории, а часть формирует так называемый “глубокий” артезианский сток (Куделин, 1960). В соответствии с классическими представлениями (А.И. Силин-Бекчурин, А.М. Ов­чинников и др.), в отложениях второго гидрогеологического этажа

Рис. 10.4. Принципиальная схема формирования потоков подземных вод в крае­вой части артезианского бассейна платформенного типа:

/ — системы межпластовых горизонтов I и II гидрогеологических этажей бассей­на: 2 — слабопроницаемые разделяющие толщи; 3 — породы обрамления и фун­дамента; 4 — направления движения подземных вод I этажа; 5 — трещинных вод обрамления; 6 — II гидрогеологического этажа; 7 — направления затрудненной субвертикатьной фильтрации через слабопроницаемые породы; 8 — границы и номера гидрогеологических этажей; 9 — границы и номера гидродинамических зон

формируются региональные потоки глубоких артезианских вод, направленные от краевых областей питания к центральным по­груженным районам бассейна и далее к региональным областям разгрузки, в качестве которых обычно рассматриваются впадины современных морей и крупные внутриконтинентальные водоемы (предполагаемая протяженность потоков в этом случае составляет сотни, а иногда и тысячи километров). Однако количествен­ные данные, полученные в последнее время (В.А. Всеволожский, В.И. Дюнин), свидетельствуют о том, что представления о так на­зываемых региональных потоках артезианских вод значительно преувеличены. В большинстве случаев распределение расходов межпластовых вод в отложениях второго гидрогеологического этажа может быть охарактеризовано кривой, приведенной на рис. 10.5. Общий вид кривой изменения расхода позволяет выде­лить в потоке подземных вод второго этажа три характерные гид­родинамические области; 1 — краевую область питания, где из­

менение расхода определяется чередованием участков питания и местной разгрузки подземных вод; 2 — краевую область разгрузки межпластовых вод второго этажа, в пределах которой происходит резкое сокращение расхода пластовых потоков за счет восходя­щей фильтрации напорных вод, в водоносные горизонты первого этажа и далее в грунтовые и поверхностные воды; 3 — внутрен­нюю область бассейна с резко ослабленным пластовым притоком от краевых областей питания (см. рис. Ю.4, Ю.5).

Рис. 10.5. Схема изменения расходов пластовых потоков и минерализации подземных вод второго гидрогеологи­ческого этажа в направлении от грани­цы к внутренней области артезианского бассейна: / — расход пластовых пото­ков; 2 — минерализация подземных вод;

3 — границы и номера характерных зон

Характер изменения расходов пластовых потоков и положение границ выделенных областей свидетельствуют о том, что совре­менный водообмен в водоносных горизонтах второго этажа форми­руется главным образом в краевых зонах артезианских бассейнов.

В пределах внутренней, как правило, относительно погруженной области бассейна водоносные горизонты второго гидрогеологи­ческого этажа практически не имеют связи с современной поверх­ностью (в латеральном направлении эта связь затруднена значи­тельными расстояниями и наличием краевых областей разгрузки). Таким образом, условия формирования региональных потоков артезианских вод, как правило, резко ограниченны.

В пределах каждого конкретного бассейна (участка) конфигура­ция границ областей и их ширина могут быть различными. В об-

Хйеж 'ОТЗ'Х'ЙК, \\\\\ул\\\'с\ WXXWTyrkWVXTXWy ЖуЛХХТЛХк ХзЗзЛЖ.'Х'еЛ \\\\Л"с\Х\\\У\

изменяется от нескольких десятков до сотен километров. Суще­ствование краевой зоны разгрузки обычно определяется наличи­ем в современном рельефе глубоких эрозионных понижений с низким положением уровней грунтовых и поверхностных вод (крупные речные долины, озерные котловины и др.). Общей за­кономерностью является количественно установленный факт, что более 80—90% суммарного объема современного питания межплас­товых вод второго гидрогеологического этажа разгружается не­посредственно в краевой зоне, не формируя регионального при­тока к внутренней области бассейна (см. рис 10.4). В ряде случаев имеющиеся данные по распределению напоров межпластовых

вод показывают, что на периферии артезианских бассейнов фор­мируются обширные площади, гидравлически изолированные (наличие водоразделов) от системы региональных потоков арте­зианских вод бассейна (Дюнин, 2001).

Формирование химического состава подземных вод второго эта­жа, их минерализации и гидрогеотермического режима самым тесным образом связано с рассмотренной выше динамикой пото­ков межпластовых вод в краевой части бассейна. В пределах внешней и внутренней областей питания основным процессом, определяющим состав и минерализацию подземных вод, является процесс выщелачивания. В том случае, когда питание осущест­вляется за счет “открытой" фильтрации на выходах водоносных пластов или за счет притока из внешней области, непосредственно в краевой части бассейна формируется, как правило, зона пресных (менее 1 r/л) гидрокарбонатных вод, мощность которой может достигать 600—800 м и более.

Приток маломинерализованных трещинных вод из пород кристаллического или складчатого обрамления рассматривается обычно как основная причина формирования мощной зоны пресных гидрокарбонатных подземных вод в краевой части бассейна (А.И. Силин-Бекчурин, В.Ф. Маврицкий и др.). Однако наличие этой зоны может быть также связано со значительными величинами питания в самой краевой зоне бассейна или с другими причинами.

При распространении в разрезе краевой части гипс-ангидри- товых толщ или загипсованных пород непосредственно в области питания формируются преимущественно сульфатные или хлорид- но-сульфатные воды с минерализацией до 3,0—5,0 г/л. При нали­чии гидравлически “открытых” участков питания и интенсивного притока со стороны обрамления для межпластовых вод второго этажа в краевой части бассейна характерно обычно распростране­ние на значительную глубину газов атмосферного происхождения (N-,, С0₂, О,), повышенное содержание органических веществ (для верхних горизонтов, связанных с грунтовыми и поверхност­ными водами), отсутствие газов и микрокомпонентов глубинного генезиса. Для этих участков также может быть характерно рас­пространение на значительные глубины сезонных и многолетних колебаний температуры подземных вод.

На участках, где питание межпластовых вод второго этажа формируется за счет затрудненной нисходящей фильтрации через слабопроницаемые породы с относительно низкими удельными расходами, существенную роль в формировании состава и мине­рализации межпластовых вод играют процессы выщелачивания “водоупоров”. При наличии в слабопроницаемых породах легко­растворимых соединений (морские глинистые породы, гипс-ан- гидритовые или засоленные толщи и др.) непосредственно под ними в пределах краевой области питания возможно формирова­ние сульфатно-хлоридных и хлоридных вод с минерализацией до 10—15 г/л и более.

Далее по потоку в связи с формированием разгрузки межпласто­вых вод происходит постепенное сокращение расходов пластовых потоков и скоростей движения подземных вод. Это определяет постепенное уменьшение степени “промытости” гидрогеологи­ческого разреза (длительное в течение геологического времени сохранение легкорастворимых соединений в минералого-геохи- мическом комплексе водоносных и слабопроницаемых пород, со­хранение поровых растворов седиментационного генезиса и др.). В этих условиях (при избытке растворимой фазы) процесс выще­лачивания ограничен только пределом растворимости основных (SO² , СГ) соединений (с учетом постепенного роста температур и давлений при увеличении глубины залегания), что определяет постепенное увеличение минерализации межпластовых вод до значений, характерных для внутренней наиболее погруженной области бассейна, и формирование подземных вод преимущест­венно хлоридного состава (см. рис. 10.4, 10.5).

Одним из факторов, определяющим состав и минерализацию межпластовых вод, является вертикальная восходящая разгрузка напорных вод, с чем связано поступление более глубоких и в об­щем случае более минерализованных подземных вод. С наличием восходящей разгрузки подземных вод может быть связано также появление в водоносных горизонтах первого этажа, в грунтовых, а в некоторых случаях в поверхностных водах специфического состава микрокомпонентов (I, В, Вг) и газов глубинного проис­хождения (С0₂, Не, H,S и др.) вплоть до формирования гидрогео­химических и гидрогеотермических аномалий на участках интен­сивной восходящей разгрузки напорных вод (М.И. Зайдельсон, Е.В. Пиннекер и др.). Относительно простая схема формирова­ния состава и минерализации подземных вод, определяемая ди­намикой потока в краевой зоне разгрузки, в реальных условиях является значительно более сложной. Сочетание структурного и гидродинамического факторов определяет наличие здесь основ­ного “зонального геохимического барьера”, на котором окис­лительная обстановка, характерная для краевой зоны питания, сменяется восстановительными условиями внутренней области бассейна.

Термин “барьер" и данном случае является условным, так как различное его положение в каждом водоносном горизонте, конфигурация в плане, изменения в различные этапы геологической истории и другие факторы обусловливают, по сути дела, наличие протяженной переходной гидрогеохимической зоны.

Наличие “геохимического барьера” обусловливает проявление (изменение направленности) ряда химических, физико-химиче­ских, биохимических процессов, влияние которых приводит к су­щественным изменениям химического состава и минерализации межпластовых вод второго гидрогеологического этажа.

Третий (нижний) гидрогеологический этаж бассейнов платфор­менного типа представляет собой наиболее погруженную часть гидрогеологического разреза, подземные воды которой в совре­менных условиях не имеют открытой гидравлической связи с по­верхностью бассейна.

В ряде бассейнов аналогичные условия залегания и формирования характерны также для нижних водоносных горизонтов второю этажа внутренних областей бассейна, где изоляция от современной поверхности определяется наличием мощ­ных толщ перекрывающих слабопроницаемых пород и значительным удалением от краевых зон питания артезианских вод.

Преимущественное распространение в глубоких частях бассей­нов слабопроницаемых пород и вероятность существования огра­ниченных участков и субвертикальных зон с относительно более высокой проницаемостью определяют характерное слоисто-блоко­вое строение гидрогеологического разреза третьего этажа. В пре­делах относительно изолированных блоков этой системы динами­ка подземных вод и баланс блока могут определяться различными составляющими: ослабленным притоком от областей современно­го питания (см. второй этаж), поступлением глубинных флюидов из пород фундамента, водами, образующимися при дегидратации породообразующих минералов, элизионным питанием, движени­ем подземных вод под действием градиентов пластовых давлений, связанных с возникновением и релаксацией тектонических на­пряжений, сработкой упругих запасов и др. В связи с этим в пре­делах каждого относительно изолированного блока возможно формирование местных (внутриструктурных) потоков глубоких подземных вод с различными направлениями движения, градиен­тами и скоростями.

Формирование региональной динамики подземных вод третьего этажа в решающей степени определяется условиями пластового и межпластового взаимодействия смежных блоков, обеспечивающего затрудненную субвертикальную разгрузку глубоких артезианских вод в верхние горизонты разреза, поскольку в общей гидродина­

мической схеме бассейна платформенного типа его внутренняя область (по соотношению напоров) рассматривается как область затрудненной рассредоточенной разгрузки глубоких напорных подземных вод.

Наиболее убедительным подтверждением существования в плас­товых системах третьего (а в ряде случаев и нижней части второго) этажа гидродинамически изолированных блоков являются про­явления так называемых аномальных пластовых давлений (АПД), установленные во многих артезианских бассейнах платформен­ного типа.

В этом случае смежные блоки пластовой системы или блоки смежных пластовых систем характеризуются различными значе­ниями пластовых давлений, величина которых и соотношения с “нормальными” гидростатическими давлениями (см. гл. 8) резко изменяются на относительно коротких расстояниях (рис. Ю.6). Наиболее часто при глубоком бурении на нефтяных и газовых структурах фиксируются так называемые аномально высокие плас­товые давления (АВПД), значительно превышающие нормальные гидростатические. Однако в отдельных артезианских бассейнах в настоящее время установлены участки и обширные области с рез­ким проявлением аномально низких (АНПД) пластовых давлений (Ходьков, 1973; Белецкий, 1975; и др.).

о

<У>

и Гч|

П, КМ о ^т

Рис. Ю.6. Проявления аномально высоких пластовых давлений (АВПД) в песча­но-глинистых отложениях мел-палеок'на Восточно-Предкавказского артезиан­ского бассейна {по II.!'. Киссину, 1967). Стрелками показана величина напора межпластовых вод. вскрытых буровыми скважинами. Цифры — абсолютные отметки установившегося (расчетного) уровня межпластовых вод. м

Водоносные горизонты третьего гидрогеологического этажа (а также второго в глубоко погруженных внутренних районах бас­сейна), как правило, содержат высокоминерализованные воды и рассолы хлоридно-натриевого состава, минерализация которых для различных бассейнов (участков бассейна) изменяется от ме­нее 20 до 300—400 г/л и более. Изменение минерализации в столь широком диапазоне (более одного порядка!) определяется многими причинами (см. гл. 4). Однако наиболее четко устанав­ливается связь величины минерализации глубоких артезианских вод с составом (минералого-геохимическим комплексом) осадочных пород разреза. Так, в бассейнах, где разрез осадочного чехла пред­ставлен континентальными толщами и отложениями морских бас­сейнов нормальной солености (например, Западная Сибирь), средняя минерализация глубоких артезианских вод, как правило, не превышает 30—40 г/л с определенными отклонениями в ту или иную сторону. В бассейнах, где значительная часть разреза сложена галогенными толщами (Приуралье, Ангаро-Ленский реги­он и др.), на тех же глубинах величина минерализации подземных вод может достигать 300—400 г/л и более (Е.В. Пиннекер и др.).

Для высокоминерализованных вод и рассолов третьего этажа характерны, как правило, резко повышенные содержания некото­рых компонентов (I, В, Br, Sr), углеводородов (СН₄, С₃Н₈, С₄Н_|0 и др.) и газов глубинного происхождения (СО,, Не).

Формирование химического состава и минерализации подзем­ных вод в гидродинамически “закрытой” системе третьего этажа решающим образом связано также с условиями межпластового (межблокового) взаимодействия подземных вод. Наличие такого взаимодействия в течение геологически длительного времени (с уче­том возможных изменений его интенсивности, направлений и др.) должно приводить к постепенному выравниванию состава и минера­лизации подземных вод в смежных элементах пластовой системы. Однако во многих случаях этого не наблюдается. Это свидетель­ствует о том, что гидрогеохимический баланс блоков пластовой системы формируется за счет различных составляющих. В то же время наличие межблоковых связей в вертикальном направлении может являться причиной формирования гидрогеохимических (а также гидрогеотермических и др.) аномалий, связанных как с процессами смешения вод разного состава, так и с химическими и физико-химическими процессами, возникающими при изменении минералого-геохимического состава водовмещающих пород, плас­товых температур и давлений (см. гл. 4). В условиях затрудненной (медленной) фильтрации в глубоких частях разреза бассейна воз­можно относительное усиление влияния на формирование состава и минерализации межпластовых вод различных медленных про­цессов: диффузия, осмос, процессы дегидратации горных пород, биохимические реакции и др. (Кротова, 1962; Питьева, 1974; Смирнов, 1971; и др.).

Сочетание рассмотренных выше причин определяет измене­ния (вплоть до резко выраженных гидрогеохимических аномалий) состава и минерализации подземных вод даже в смежных блоках гидрогеологического разреза третьего этажа.

Гидродинамическая и гидрогеохимическая зональность бассейна. Учение о вертикальной зональности артезианских бассейнов платформенного типа (артезианских вод) разработано в трудах крупных российских гидрогеологов Е.А. Баскова, П.Н. Бутова, М.А. Гатальского, И.К. Зайцева, Н.К. Игнатовича, А.А. Карцева, Б.Л.Личкова, Ф.А. Макаренко и других.

В соответствии с этими представлениями в разрезе артезиан­ских структур сверху вниз и по падению пластов (с удалением от “открытых” краевых зон) происходит закономерное ухудшение условий водообмена (питания и разгрузки подземных вод). С этим связано уменьшение скоростей движения подземных вод, увели­чение сроков водообмена, а также закономерное увеличение ми­нерализации и изменение химического состава артезианских вод.

В современной гидрогеологической литературе обычно ис­пользуются представления Н.К. Игнатовича (1944, 1947, 1950), который выделил в разрезе артезианских бассейнов сверху вниз три гидродинамические зоны: активного водообмена, затрудненного водообмена и застойного водного режима. Им примерно соот­ветствуют три гидрогеохимические зоны: пресных подземных вод гидрокарбонатного состава, солоноватых и соленых вод сульфатного и сульфатно-хлоридного состава и высокоминерализованных вод и рассолов хлоридного состава.

Несмотря на длительное развитие и широкое использование учения о верти­кальной гидродинамической и гидрогсохимической зональности артезианских вод, многие положения этого учения до настоящего времени являются в значи­тельной мере неопределенными. Это касается принципов и критериев выделения вертикальных зон разреза, числа таких зон, их положения в разрезе структур раз­ного типа, определения границ между выделяемыми зонами и др.

Основные положения гидродинамической зональности, отра­жающие обшие закономерности движения артезианских вод на различных уровнях гидрогеологического разреза, реализуются уже при выделении трех гидрогеологических этажей, являющихся крупными стратификационно-гидродинамическими элементами бассейна. Однако исходя из рассмотренных выше закономернос­тей региональной динамики и гидрогеохимии артезианских вод в пределах двух верхних этажей могут быть выделены характер­ные гидродинамические границы (зоны), связанные или с резки­ми изменениями условий на определенных уровнях разреза чехла, или с постепенным уменьшением связи с поверхностью бассейна при увеличении глубины залегания водоносного горизонта и рас­стояния от открытой периферии бассейна.

В разрезе первого гидрогеологического этажа бассейна положе­ние границы, на которой происходит резкое изменение условий водообмена с современной поверхностью, определяется уровнем эрозионного вреза современной (иногда неоген-четвертичной или более древней) гидрографической сети. В соответствии с этим по кровле первого слабопроницаемого пласта, не вскрытого современной или древней эрозией, может быть проведена грани­ца двух смежных гидродинамических зон, на которой происходит резкое (скачкообразное) изменение условий взаимодействия меж­пластовых вод первого гидрогеологического этажа с современной поверхностью бассейна (с грунтовыми и поверхностными вода­ми). Для всех водоносных горизонтов верхней гидродинамической зоны в современных условиях принципиально возможна открытая (свободная) связь с фунтовыми и поверхностными водами. В этом случае (без учета изменения фильтрационных свойств разреза, которые могут быть существенно различными) основные законо­мерности динамики межпластовых вод (распределение удельных величин питания и разгрузки, скорости движения, сроки водооб­мена и др.) будут определяться наличием и положением участков с открытой (свободной) гидравлической связью с поверхностью.

В соответствии с условиями верхней зоны и принятой терми­нологией (Н.К. Игнатович) она должна рассматриваться как зона интенсивного (свободного) водообмена (рис. 10.7,/).

'.и 2 з

-320

м

80

-80

-160

-240

Рг--

.4 5

7

Рис. 10.7. Схема зональности первого гидрогеологического этажа центральной части Западно-Сибирской артезианской области (гидрогеологический разрез, по Р.П. Глушко, 1963)'. I — песчано-гравийные отложения; 2 — песчано-глинис­тые; 3 — преимущественно песчаные; 4 — слабопроницаемые глинистые; 5 — нижняя граница первого гидрогеологического этажа; 6 — границы, 7 — номера

гидродинамических зон

Для водоносных горизонтов второй гидродинамической зоны первого этажа принципиально невозможна “открытая” связь с поверхностью (кроме участков с “гидрогеологическими окнами”, которые являются локальным местным фактором и не могут учи­тываться в общей схеме). Питание и разгрузка межпластовых вод осуществляются путем затруднений вертикальной фильтрации че­рез слабопроницаемые пласты. Исходя из схемы А.Н. Мятиева (см. гл. 8) в этом случае основной закономерностью будет являть­ся (при прочих равных условиях) ухудшение условий водообмена в вертикальном направлении. При этом затрудненность водооб­мена постепенно возрастает с увеличением глубины залегания и увеличением суммарной мощности перекрывающих слабопро­ницаемых пород. В соответствии с изложенным выше вторая гид­родинамическая зона верхнего этажа должна рассматриваться

как переходная зона с относительно затрудненным водообменом (рис. 10.7, 2; 10.8).

В разрезе второго гидрогеологического этажа связь водонос­ных горизонтов с современной поверхностью имеет пластовый характер и постепенно ухудшается (затрудняется) с удалением от открытой периферии бассейна. Характер изменения эмпирических кривых расхода пластовых потоков (см. рис. 10.5) показывает, что в направлении от периферии к внутренней области бассейна мо­гут быть выделены три гидродинамические зоны с различными закономерностями движения межпластовых вод. В пределах пер­вой зоны (краевая область питания) движение подземных вод формируется под влиянием местных факторов при открытом ха­рактере гидравлической связи водоносных горизонтов с верхней границей системы, что соответствует условиям зоны интенсивного (свободного) водообмена (/).

Тиманская складчатая область абс. отм., м

Печорскии бассейн

Краевая зона

Внутренняя область бассейна

-100

-200

Рис 10.8. Схема гидродинамической зональности юго-западного борта Печор­ского артезианского бассейна: / — водоносный комплекс четвертичных отложе­ний; 2 — верхне-среднеюрских; 3 — каменноугольных и пермских отложений; слабопроницаемые породы: 4 — нижнемелового—среднеюрского возраста; 5 — триасового возраста; 6 — граница первого этажа бассейна; 7 — границы гидро­динамических зон; 8 — направления движения подземных вод; 9 — скважины, цифры: внизу — минерализация подземных вод (г/л), вверху — глубина устано­вившегося уровня (м)

Во второй зоне (краевая область разгрузки) происходит посте­пенное сокращение расходов пластовых потоков и скоростей дви­жения межпластовых вод, с чем связано соответствующее увеличе­ние сроков водообмена. Основным видом движения является здесь затрудненная вертикальная разгрузка подземных вод в водоносные горизонты верхнего гидрогеологического этажа. В соответствии с этим вторая гидродинамическая зона может рассматриваться как переходная зона (2) относительно затрудненного водообмена (пере­ходная от условий открытой периферии к условиям внутренней погруженной области бассейна).

В центральной части бассейна положение нижней границы зоны интенсивного водообмена в решающей степени определяется мощностью и строением разреза первого этажа, глубина залегания нижней границы зоны обычно не превышает 300—400 м (часто меньше). В краевой части бассейна в зависимости от ее строения мощность зоны интенсивного водообмена может достигать 1000 м и более (Западная Сибирь и др.). Однако при трансгрессивном строении периферии бассейна зона интенсивного водообмена в отложениях второго этажа может практически отсутствовать (на­личие только внешней области питания). Ширина переходной зоны в отложениях второго этажа зависит от структурных усло­вий конкретных участков и даже в пределах одного бассейна мо­жет изменяться от 10 до 200 км и более.

Водоносные горизонты второго гидрогеологического этажа в пределах внутренней области бассейна и третьего этажа характери­зуются общим условием — практическим отсутствием притока из краевых областей современного питания артезианских вод. В связи с этим они обычно рассматриваются как единая гидродинамиче­ская зона (затрудненного или весьма затрудненного водообмена).

Однако это не совсем верно, поскольку, как правило, структура потоков подземных вод (распределение пластовых давлений, на­правления движения, градиенты) в отложениях второго и третьего этажей характеризуются существенными различиями. В водонос­ных горизонтах второго этажа распределение напоров (пластовых давлений) свидетельствует о существовании малоградиентных регио­нальных потоков подземных вод, связанных с положением регио­нальных областей питания и разгрузки. Градиенты латеральных потоков обычно составляют величины порядка п • (10^-5—10~⁴), скорости движения (вне зон с повышенной проницаемостью) из­меряются десятыми долями миллиметра и миллиметров в год (М.А. Гатальский, А.И. Силин-Бекчурин и др.). В связи с этим можно считать, что для водоносных горизонтов второго этажа в пределах внутренней области бассейна характерны весьма затруд­ненные условия (современного) водообмена (3).

Для водоносных горизонтов третьего этажа центральной части бассейна характерно незакономерное (неупорядоченное) распреде­ление пластовых давлений, резкие изменения их величин на ко­ротких расстояниях, наличие разнонаправленных градиентов и т.п. Это связано с существованием “пластово-блоковой” системы (см. выше), определяющей формирование местного внутриструктур- ного движения подземных вод^I.

В связи с тем, что для пластово-блоковой системы нижнего этажа артезианских бассейнов платформ характерно наличие ано­мальных пластовых давлений, в том числе аномально высоких, иногда превышающих геостатические давления (см. рис. 10.6), существуют предложения о выделении этой части разреза в качест­ве гидродинамический зоны геостатического или литостатического режима подземных вод (А.А. Карцев, Ю.В. Мухин, А.Е. Ходьков и др.). Однако по имеющимся данным в пределах нижних частей

бассейнов фиксируются не только аномально высокие, но и ано­мально низкие пластовые давления. Кроме того, аномально высо­кие пластовые давления, по существующим представлениям (Дю- нин, 2001), могут быть связаны не только с уплотнением горных пород под действием геостатического давления и отжатием поро­вых вод, но и с другими факторами в основном эндогенной природы. В связи с этим нижнюю часть разреза артезианского бассейна, в которой фиксируется неупорядоченное распределение пластовых давлений, правильнее рассматривать в качестве гидродинамиче­ский зоны эндогенного режима подземных вод (4).

Гидродинамические условия третьего гидрогеологического этажа, иногда нижних частей второго (отсутствие связи с современными областями питания, затрудненная субвертикальная фильтрация, наличие участков с чрезвычайно малыми скоростями движения или застойным режимом подземных вод и др.) являются наибо­лее благоприятными для формирования и сохранения в течение длительного времени месторождений нефти и газа. Имеющийся опыт разведки и эксплуатации свидетельствует о том, что боль­шинство крупных нефтегазоносных областей и месторождений связано именно с этими интервалами разреза бассейнов платфор­менного типа. В то же время имеющиеся данные, в частности по центральной части Западно-Сибирской артезианской области, свидетельствуют о том, что практически во всех случаях нефтяные месторождения приурочены к зоне неупорядоченного распределе­ния пластовых давлений (4-я гидродинамическая зона эндогенного режима подземных вод).

Общая схема гидродинамической зональности бассейна приве­дена на рис. 10.9. Подобная схема в принципе характерна не только для классических мульдообразных структур, являющихся тектонотипом артезианского бассейна, но и для асимметрично построенных структур, моноклинально погружающихся склонов и др. Естественно, что при этом тип структуры и строение ее раз­реза определяют существенные изменения конфигурации гидро­динамических зон, положения их границ, мощности и др.

Гидрогеохимическая зональность артезианских бассейнов плат­форменного типа отражает общие закономерности изменения состава и минерализации артезианских вод с увеличением глубины залегания и удалением от “открытой” периферии к внутренней погруженной области бассейна (В.И. Вернадский, И.К. Зайцев,

Н.К. Игнатович, Е.В. Посохов и др.). “Нормальным” считается гидрогеохимический разрез бассейна, в котором снизу вверх мо­гут быть выделены три гидрогеохимические зоны: 1 — пресных

Области питания

Области питания

Внутрен- Внеш­няя няя

<CD>\2 | II [3 №,'\4

Рис. 10.9. Принципиальная гидродинамическая схема артезианского бассейна платформенного типа: / — слоистые системы водоносных горизонтов (комплек­сов! трех гидрогеологических этажей бассейна; 2 — региональные слабопрони­цаемые толщи; J — номера гидрогеологических этажей; 4 — границы и номера гидродинамических зон; 5 — зоны тектонических нарушений; 6 — система "мест­ных" и 7 — региональных потоков подземных вод; 8 — субвертикальная фильтра­ция через слабопроницаемые породы; 9 — "внутренние" источники питания под­земных вод (элизионные процессы, дегидратация, приток глубинных флюидов);

10 — породы обрамления и фундамента

(до 1,0 г/л) подземных вод гидрокарбонатного кальциевого (каль­циево-магниевого) состава, 2 — солоноватых и соленых вод суль­фатного (сульфатно-хлоридного) состава, 3 — рассолов хлоридно­го натриевого состава с минерализацией до 300—400 г/л и более (И.К. Зайцев, Е.В. Посохов и др.).

Классические представления о природе формирования гидрогеохимических условий (зональности) артезианских бассейнов всегда исходили из предпосылки об их тесной связи с закономерностями региональной динамики артезианских вод (М.А. Гатальский, Н.К. Игнатович, Ф.А. Макаренко, А.И. Силин-Бекчурин и др.). Наиболее полно это положение сформулировал Н.К. Игнатович (1944, 1950), который считал, что трем гидродинамическим зонам разреза бассейна (см. выше) соответствуют три гидрогеохимические зоны: гидрокарбонатных, сульфат­ных и хлоридных подземных вод. Однако вслед за этим (Гатальский, 1954) было показано, что даже в условиях одного бассейна гидрогеохимические показатели гидродинамических зон могут изменяться в широком диапазоне. При сравнении гидрогеохимических разрезов различных артезианских бассейнов эта законо­мерность проявляется еще более резко как по распределению величины мине­рализации, так и по содержанию и соотношению основных компонентов состава (рис. 10.10, табл. 10.1).

-Морская вода

^м Минерализация, г/л О 100 200 300

Соленость, %о 200 300 400

1000

2000

3000

4000

Рис. 10.10. Характер изменения ми­нерализации артезианских вод с глу­биной залегания: А — артезианские бассейны России: / — Сев. Сахалин:

2. — Западно-Сибирский бассейн:

3. — Восточно-Предкавказский: 4 — Днепровско-Донецкий: 5 — Волго­Камский; 6 — Ангаро-Ленский (Кап- ченко, 1972)', Б — артезианские бас­сейны США (Напог, 1987)

4

1 Северное I побережье Г Мексиканского > залива

Пески I

Альберта Мичиган

Таким образом, можно считать, что основными показателями гидрогеохимической зональности при нормальном типе разреза являются: 1) закономерное увеличение минерализации подзем­ных вод с глубиной от менее 1,0 до 20—50 г/л во второй зоне и до 300—300 г/л и более в третьей; 2) одновременно с ростом ми­нерализации — изменение химического состава подземных вод от гидрокарбонатного к сульфатным (сульфатно-хлоридным) и далее к хлоридным; 3) определенное соподчинение гидрогеохимиче­ских и гидродинамических зон разреза, проявляющееся в форми­ровании пресных гидрокарбонатных вод главным образом в зоне интенсивного водообмена, солоноватых и соленых (до 2—5 г/л), сульфатных и сульфатно-хлоридных в зоне затрудненного водо­обмена первого этажа и в переходной зоне второго, распростра­нение соленых хлоридных вод и рассолов с минерализацией до 300—400 г/л и более в зонах весьма затрудненного водообмена и эндогенного режима подземных вод.

Характеристика гидрогеохимического разреза (зональности) артезианских бассейнов платформенного типа (по И.К. Зайцеву. 1986)