Лекция 15. Зональное строение артезианских бассейнов

Зональное строение артезианских бассейнов.

Если зональность грунтовых вод формируется под действием общегеографических причин, то гидродинамическая и гидрохимическая зональность артезианских бассейнов обусловлены их геологическим строением и историей формирования (рис. 21). Первой особенностью является следующая закономерность – при увеличении глубины отмечается заметный рост минерализации подземных вод от пресных в верхних частях бассейнов к соленым и рассольным в нижних, наиболее погруженных их частях. Второй особенностью является закономерное изменение гидродинамических характеристик, выражающееся в снижении с глубиной величин расходов потоков, скоростей фильтрации и увеличении сроков водообмена. Для многих бассейнов платформ наблюдается также закономерная смена химического типа подземных вод с увеличением глубины залегания и минерализации: от пресных гидрокарбонатных к сульфатным и хлоридным в нижних этажах бассейна.

Таким образом, на основании анализа комплекса природных условий, в артезианских бассейнах платформенного типа выделяются следующие зоны (рис. 21):

верхняя – зона интенсивного обмена вод,

средняя – зона затрудненного водообмена,

нижняя – зона весьма затрудненного водообмена.

Зона интенсивного водообмена охватывает верхнюю часть разреза бассейна. Мощность зоны определяется, с одной стороны, геологической структурой бассейна, а с другой – тесной связью подземных вод этой зоны с поверхностными и атмосферными водами.

Для зоны затрудненного водообмена значительно снижено действие экзогенных факторов, определяющих балансовую и пространственную структуру потоков. Питание и разгрузка подземных вод этой зоны осуществляются за счет сосредоточенного (гидравлические окна, разломы) или рассредоточенного (сквозь разделяющие слабопроницаемые пласты) перетекания в водоносные горизонты выше или ниже расположенных гидродинамических зон.

Самая нижняя из гидродинамических зон – зона весьма затрудненого обмена вод, охватывает водоносные комплексы второго и третьего гидрогеологических этажей, т.е. наиболее погруженные части артезианского бассейна. Фильтрационные свойства водоносных пластов здесь хуже, скорость фильтрации вод ничтожна. В таких условиях расходы потоков подземных вод по пласту настолько малы, что эту зону называют зоной застойного режима. Однако, здесь, как и в вышележащей зоне, происходит перетекание вод по гидрогеологическим окнам, разломам. Изучение зоны весьма затрудненного обмена вод важно с позиции нефтяной гидрогеологии.

На территории России ряд платформенных артезианских бассейнов входит в область распространения многолетнемерзлых пород. Многолетнее промерзание в первую очередь приводит к промерзанию грунтовых вод и локализации их в подрусловых и подозерных таликах, а также к промерзанию артезианских вод зоны интенсивного водообмена.

Развитие мерзлых толщ изменяет гидродинамическую зональность артезианских бассейнов, в целом затрудняя обмен вод, особенно в верхней гидродинамической зоне.