Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Гидрогеологические условия Рыбинского адартезианского бассейна

ВАК РФ 04.00.06, Гидрогеология

Автореферат диссертации по теме "Гидрогеологические условия Рыбинского адартезианского бассейна"

То ОД Щ

'г *; ¡к-д

и I .

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи Кошевой Александр Александрович

УДК 556.314:546.291:556.334(571.51)

ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ РЫБИНСКОГО АДАРТЕЗИАНСКОГО БАССЕЙНА

Специальность 04.00.06 — гидрогеология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Томск—1993

Работа выполнена в Томском политехническом университете

Научный руководитель-доктор геолого-минералогических наук, профессор С.Л.Шварцев

Официальные оппоненто-доктор геолого-минералогических наук, профессор Г.М.Рогов I кандидат геолого-минералогических наук,

с.н.с. К.Б.Букаты

Ведущее предприятие-Красноярский институт цветных металлов

Защита диссертации состоится января 1994 года в Г5 мае.на заседании специализированного Совета К 063.СО.08 в '''омском политехническом университете по адресу: 634004, г. Томск, пр. Яенина,^, политехнический университет. С диссертацией 'мотгно ознакомиться в библиотеке ТПУ Автореферат разослан 15 декабря 1993 г.

Ученый секретарь специализированного Совета,кандидат геоюго-минералогических наук .доцент

£ ^—В.К.Берттонис

ОБМЯ ХЛРА|СГЬ.РИСТкШ РАЬО'П

Актуальность рс оты.'З пределах Саяно-/лгайск.)й склад -чатой области Рыбинская межгорная япадина-одна из наименеа исследованных,поэтому изучапие особенностей распределения и формирования подземных вод (.[18) является особенно актуальным. Существующие на настоящее время своде -¿я о подземной гидросфере характеризуются разрозненностью.Не определен тип гидрогеологической структурц,отсутствует гидрогеологическое райо- '' нированиа.не разработана стратификация,по охарактеризована процассы формирования количественно!: и качественной составлявших подзамноя гидросферы,не изучено распределение гелия в водах.Отсутствио чо <их научных положений препятствует решении вопросов практической гидрогеологии,касавшихся водоснабжения,разработли углт,съемочных и разведочных работ.Во впадине расположены три крупных и ¡^сколько мелких месторождений бурого и каменного угля.Два из них разрабатывается,причем,углэ-раэроз "Бородинский" является крупнейшим в России.Водоснеб -жение крупных населенных пунктов региона (гг.Бородино.Заозер- . нчЯ,Уяр,1(а![Ск,Красноярск-'|5,п.Лгипскоо),в силу тех или иных причин,налажено неудовлетворительно.Положение еще более усу -губляется осушающими работами.

установить особенности распределения и закономерности формирования подземных вод Рыбинской впадины и выработать рекомендации по их практическому использованию.Для реализации поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

-выявить закономерности распространения ПВ.опредалить тип гидрогеологической'структуры Рыбинской мэкгорной впадины,произвести гидрогеологическое районирование и разработать стратификацию; .

-изучить основные закономерности формирования химического состава ГШ,определить ведущие факторы и процассы,обусловливающие их состав;

-выполнить палеогидрогеологическую реконструкцию региона; -исследовать характер водногелиевого поля бассейна., его * структуру и взаимосвязь с фильтрационными свойствами пород,р(>-зраСотать способ количественной'оценки роли Факторов в Формировании зодногелиевого поля зона интенсивного водообмена;

-оиенить с региональных позиций гидрогеологические уело-

ч

вия угольных месторождения и стапель воздействия водоотлива на- подземную гидросферу. ■ •

Методики исследование включает:

-обобщение имеющегося и получоние нового полевоп, и экспериментального материала по количественной и качественной оставляющее подземной гидросферы,вещественному составу п^од; -сбор и обобщение данных по палеогеографии; -проведение половых и лабораторных работ по исследовании водногелиевого поля,составление программою обеспечения по предварительной обработка результатов гелиемэтрических работ и их окончательной интерпретации;

-применение катодов аналитического и численного моделирования;

-гидрогеологическое крупномасштабное картирование центральной и северной части Рыбинскрй впадины (,РВ).

^актичи^^_ттериал,положен)шй в основу работы,получен в результате исследований,выполненных ивтрром с по ШЮ гг.

в пределах Рыбинской впадины. Частично использовались полученные автором материалы по Каиско-Тасеевской и Назаровской впадинам.3 ходе полевых исследований при самостоятельной работа и совместно с гидрогеолагами ГШ "Красноярскгеология" пройдены опытно-фильтрационные работы,изучен керн и опробовано около 90 картировочных,поисковых и разведочных скважин;,изучены условия водоснабжения с опробованием около I00 одиночных водозаборных скважин и 3 крупных групповых водозаборов П8;обс-ладоааны рабочие борты,подземная и поверхностные дренажные ои-стемы углеразрезов,отобрано и проанализировано около 500 проб на водорастворанный гелий,около 1.7 тыс.-на спектральный »химически;: и радиохимический анализы воды,петрографический и другие анализы керна. Ни уч 1[_аяпрви зна ' 1.¿первые гзроиэведвно обоснование гидрогеологической структуры Рыбинского едартвзианского бассейна ^.ААБ) .выполнено гидрогеологическое районирование,разработана гидрогеологическая стратификация,количественно оценены естественные ресурсы бассейна.

¿.Показано,что в формировании химического состава ЛВ участвуют как процессы континентального засоления.так и процессы выщелачивания,оценена их роль по глубине и площади.

З.шарвые выполнена палгогидрогеологическая рехонструкцщ

Рыбинской впадины и уточнена палеогидрогвология сопредельных территорий.

ОхарактеризовЕ ю водногелиевов пол9.Г\лмлв1'.* закономерности в аго изменении по региональному пото^ ПВ^оказано поисковое значение гелия,предложен способ количес*венного разграничения факторов в формировании водногелиевого поля.

Ь.С региональных позиция рассмотрев гидрогеологические условия угольных месторождения; показана роль регионального потока ЛЗ в их балансе,впервые охарактеризовано воздействие на подземную гидросферу водоотлива из углеразрезов.

6.Охарактеризованы перспективы водоснабжения ноиболеа освоенных регионов с оценкой запасов ПВ по некоторым из участков по категории С и С,.

Основные защищаемые положения:

I.Особенности структурно-тектонических,палеогидрогеологи-чоских и гидрогеологических условий Рыбинской впадины позволяют отнести во к типу адар.азианского бассейна.По сравнение с мезозоем водоносные комплексы палеозоя в бассейне отличаются пониженными фильтрационными свойствами, бол ее резким их разбросом и наличием аномально высоких значоний в зонах тектони -ческого дробления,а также резким уменьшением проницаемости с глуби ной.Принадлежность структуры к адартезианскому бассейну подтверждена также характером распределения водногелиевого поля.

2.Региональный поток ПВ характеризуется улучшением ^ильт -рационных свойств пород к области дреножа,усилением контрастности водногелиевого поля.Региональная область дренажа отли -чается повышенной,по сравнению с остальной территорий ¡^встречаемостью водообилвных зон и является перспективной на прес -ные и минерализованные.подземные воды.

З.Бодногелиевое поле Рыбинской впадину в целом характеризуется как сильноконтрастноо,что объясняется геоструктурннми особенностями и повыпенным топловым потоком.В наибольшей мера распределениа гелия определяется тектоническим (Гектором в пределах выхода на поверхность и незначительного погружения палеозойских структур. I

йодоотведение при разработке буроугольных месторождений и эксплуатации групповых водозаборов ГЫ привели к глобальным экологическим последствиям.деструктивное воздействие на подземную гидросферу выражается в формировании депрессионных воро-

нок.сработке уровня ПВ, нарушении их баланса и лишении ряда водоносных комплексов области питания.i3 районе углеразреза "Пе-реясловский" прогнозируете': увеличение площади дапрессионной воронки и уменьшение водстритоков.

Практическое значение работы. .¡Зыполнанные исследования позволили обг-новать перспективные участки для постановки р зве-дочнйх работ на пресные и минерализованные воды,сообразно с охарактеризованным региональным потоком ПВ и водногелиевым полем.Оценаны недостатки существующего водоснабжения и реко-мендоианы основ.чиэ меры по их устранению.Охарактеризована степень воздействия водоотлива из углеразрезов на работу водозаборных сооружении,дан прогноз ведопритоков.развития депрессион-ных воронок.Красноярской Г'о предложены к использованию полео-гидрсгеологическая колонка и программа по автоматизированной комплексной обработке данных водногелиевых исследований. Для дополнительного изучения рекомендовано месторождение гелия.

Реализация роиотн.ге^ультаты исследований, итралонные в диссертации .переданы в .виде эаписок-рекомендаиий ГШ "Красно-ярекгаология",концерну "Красноярскуголь",руководству углероз-резов "Бородинский" и "Переясловский",КО БНШПИУГ. Основные положения работы использовались при составлении тематических и производственных проектов и отчетов в ГШ "Красноярскгаология"

Апробация работы.Основные положения диссертации докладывались на семинарах и совещаниях:на Xii и XIII всесоюзных совещаниях по подземным водам востока СССР в 1№8 и 1У91 гг. *.г. Иркутск,Томск.);на У и У1 конференциях молодых специалистов в i9ö7 и i99ürr. (.п.Шушенское) ¡на всероссийском гидрогеохимическом совещании в 1УУ3 г. *.г.Томск);на кафедре гидрогеологии и инженерной геологии Томского ПУ в 1УЬ9 и 1ЬЬЗ гг. ;на научно -техническом совещании в Крас не .рекой P'J в 1593 г.По результат там исследований опубликовано 10 статей и тезисов.

Работа состоит из введения,6 глав и заключения, общим объемом в i?2 страниц машинописного текста.содержит ^й рис, и 16 табл.Библиография включает 2HÛ наименований отечественной и зарубежно" литературы.

Автор выражает признательность своему научному руководи -дителю С.ЛДварцеву за внимание и поддержку в работе,а тикже A.C. Александрову^.Б.БоЕыкину.М.Б.Ьука^ы.З. А. Караул ubv, Ö. А.Мем-нонову.й.С. Москалишину, А.Н.Сорокину,Т. J .Фадиноя ,/иН.Якицкому.

СОДЕРЖАНИЯ РАБОТ Н-'1.ИЗЛШНК0СГЬ TjSPF/ТОРИri, СОСТОгШЕ РАЗРАБОТКИ ili'JEJISMH

Лак артезианские бассейн, в состава Саяно-Алтейскоя складчатой области.Рыбинская впадина рассматривается в работах А.И.Ъуевв ^1961), "Гидрогеологии СОСР" (,т.18) и трудах А.М.Ро-диочовой, ЛЛ.Озерского .При создянии гидрогеологической

карты СССР масштаба 1:2ЬСОООО \Lb6'i г.) Рыбинская впадина была отнесена к артезианскому бассейну в составе Восточно-Сибирской гидрогеологическое платформенной области.Е.В.Пиннекером \Ь>Т1) при районировании Восточной Сибири гидрогеологическая структура Рыбинской впадины на рассматривается как разновид -ность артезианского бассейна,о выделяется только как проекция на плоскость-гидрогеологический округ.При региональных гидрогеологических работах впадина изучалась также й.Л.Цыкиноя, А.В.Воробьевым,№.М.Гуревичем.Т. д. 1(ацем,М. А.йуковнм и М.Г.Ка -пустинои.

Территория исследований охвачена государственным и локально крупномасштабным геологическим картированием.Гидрогеологические карты масштаб* 1:200 ООО составлены на !ЗС£ площади впадины (.В.С.Саванин.Г. А.Екбекова и др. ).3 ее центральной части проведена мелиоративная съемка М 1:50000 Щ.Н..Макеева).Поиски и разведка П8 проводились В.Н.Гульденбеком, Н.И.Диском,Н.Г.Обе-диноя ,3. Г. Суевым, й. В. Пи роговой , 3. С.Москалишиным.С. А. ¡Ыколайчу-ком.А.Н.Зопольским.Перечисленнь'е работы являются важным источником сведений о подземной гидросфере впадины,но,в силу своей специфичности,характеризуют ее обособленные участки.Используемые при .этом поизкойые методы,как правило,не включают предпосылок региональной гидрогеологии и водногелиевол *люидодинамикн. Вместе с тем,некоторые отчеты содержат важную информацию для анализа области дренажа регионального потока llB.ii 1992 году завершена ставшая фактологической основой диссертации комплексная гидрогеологическая и инженерно-гаологачоскея съемка М 1:50000 в цзктрЕЛьноя части Рыбинскоя впадины (Д. Л. Кошевой, А.Н.Сорокин;.Расширенные требования к работе повлекли за собор-более углубленный анализ материала с привлечением значительного арсенала методических приемов.

Гидрогеологические особенности отдельных буроугольных мсстэ-рокд01ШЯ изучали А. й.лабунски-л, 11.Б.^ахович,H./i.Рубанов,3.0.С'а-

ванин,Й.А.Бурлакова,Ю.М.Минко.|{ак правило,эти особенности не увязаны с региональной гидрогеологией.При их анализе не оценивались общий ущерб подз. мной гидросфере,распространение деп-рессионных воронок и воздействие водоотлива на окружавшие водозаборы ПВ.

Сведеь ,1 по гидрогеологии впадины содержатся также "работах Г.А.Пайковой, В.'1>. Лгнатенко .П.Л.Болтыжакоэв.М. В.Бовыкина, И,Ф.Горбачева,М.А.каркова,

г.ФИЗ^КО-ГКОГРАФйЧЕСШЙ И ШСТРУЛГУРНЧЕ УШЛШ ФСРЛРСШШШ НОдоШШ ВОД

При изложении сведений о геологическом строении .стратиграфии .условиях образования отложений.тактоническом развитии впадины и ее тепловом поле использованы фондовые и опубликованные работы .Й.Л.ооненшайна,Л.Ь,Смирнова,А.Аксарина,В.П. Коку нова, М.^.Ьошки га, К. В. Г'иврилипи.М. АЛоркова.а также коллективные работы "Геология СССР" ст. 15),'Чк:гакомплексы и глубинная структура эомной коры Алтае-Саянскоя складчатой области" 1.1988),

Приведенное в диссертации краткое изложение особенностей геологии впадины позволяет, отнести ее к адартеяианскому бассейну. Геологический разрез осадочных и ооадочно-вулканогенных образований представлен двумя структурными ярусами.различными по свойствам:срадне-верхиепалео'.юйским и мезозойским.Существенная карбонатизация.сцеменгированность,литифипированность пород за счет геостатической нагрузки,присутствие эффузивных образований,деструкция при внедрении траппов,тектонических подвижках и постсидемоптанионном складкообразовании обеспечивают обводненность ередне-верхнет. лоочойского структурного яруса по трещинам жильного типа.вывотривания и.в меньшей мара,напластования.Затухание трещиноватости с глубиной резкое.феваляруо -тая часть разрэза мазоэолского яруса слабо- и среднесцемвнти-рована. фа обладающая проводимость-поровая.Трещинная,наряду с поровой,развита в нижней части яруса.Чистые трещинные воды характерны для пластов углей и крепких разновидностей песча- , ников.Ьатухамие пористости с глубиной плавное.

В пределах средче-верхнепалеолмского структурного яруса в результате 1«рцинскои складчатости ооразивались аторичнпв иистсил»ментациенные пликатк ныв структуры,а также структуры

типа горстов.Образования яруса подвержены тектоническом1' дроблении. Наибольшая плотность тектонической сети характерна для иго-восточной •• пго-западной периферийных '.лстей впадинц что объясняется,по-видимому,принадлежностью этих регионов к зонам Восточно-Саянского и Ьиросинокого глубинных разломов. Плотность тектонической сети также контролируют Клнско-Агуль-ский глубинный разлом и частично Саяи1кий краевой шов.Мезо -зойский структурный ярус смят в результате тектонических подвижек только локально.

Наличие крупных структурных элементов в средне-верхнвпалео-зойском и мезозойском структурных ярусах является определяющим при гидрогеологическом районировании.В целом современные геоструктурныо особенности впадины исходят из истории ее развития: гетерогенность фундамента и разные скорости опускания его фрагментов обусловили резкую ассиметричность впадины,ее наложенный тип строения и абсолютную дискомфортность по отношению к Фундаменту.

Баланс подземных,поворхностных вод и атмосферных осадков в центральной части Рыбинской впадины свидетельствует, о. существующей здесь как насыщенной,так и ненасыщенной зоне аэрации, что в той или и ноя мере характерно для всея впадины. Климат характеризуется как резкоконтинентальный,умеренно хо-лодный.В сравнений в общей картиной регионаувлажненность района понижена.Норма осадков составляет 396 мм.

Рельеф территории преимущественно слабо- и среднврасчленен-ный.Кроме прочих,описана техногенная эрозионно-акумулятивная .' генетическая форма рельефа.

З.ШдРОГйОЛОГИЧЕС.ИВ УСЛОВИЯ БАССЕЙНА

В настоящей главе на основе обширного Фактического и Фондового материала описываются условия формирования и распределения подземных вод Рыбинского АЛЬ,производится гидрогеологическое районирование,анализ семи водоносных стратонов.обоб <-щавтсА сведения по химическому cOcтaвv ПВ,вндолягтея региональные гидрогеологические закономерности.Для оценки вероятности 4 формирования ресурсов пресных и минерализованных ПВ в прошлом. 1 ранения других задач выполнен анализ структурно-палеогидро-геологического развития бассейна.

Раосмотрзниэ гидрогеологических /словий Рыбинской впадины,

наряду о уже охарактеризованными геолого-структурными.позво -ляат от.нести ее. к типу адартеэианского бассейна.Основными данными,подтверждающими эт.о пс южениэ,являются:

а) значительная трещиноват ость пород, объединяющая выделенные водоносные комплексы ЫК) в единую гидравлически связанную систему;

б)неравномерное распределение трещиноват ости пород,что обусловливает значительный разброс их фильтрационных свойств; от олабообводненных (.коэффициент водопроводимости кт=0-0.''7м£Т'сут) до сильно водообильных иап=46вО м^/сут) в зонах тектонических нарушения; . __.............. ............'______________________ _

в)усридненное значение коэффициента водопроводимости для пород палеозоя СбЭ.2),при условии исключения из исходного массива аномалий,меньше па сравнению с таковым для пород мезозоя (122.3 м^/еут);

г)преоблалающим режимом подземных вод,для водоносных комплексов палеозоя расположенных первыми от. поверхности,являете! гравитационный.наряду с существованием упругого;,

д)разкое уменьшение водообильности пород палеозоя с глубиной;

о)сильноконтрастное водногелиевое поле.

Различие фильтрационных и иных свойств водоносных комплексов палеозоя и мезозоя требует раздельного их гидрогеологического рапонироватя. Существование в процессе эволюции Рыбине -кого ААБ трех разновременных зон прогибания и различия в их палеогидрогеологическом развитии позволили выделить три адарте-зианских бассейна третьего порядка:Саяно-Шртизанский,Бородинский и Тугушинский. водоносные комплексы мезозоя распределены по шести наложенным .артезианским бассейнам;^рлшло-РнПинпкдмзи.... Томнинскому.Ьалайскому.Борйдинекому,Канско-Тугушиьокому,и йер-хне-Тутушинскому.

Одним из следствий обобщения материалов по подземной гидросфере явилось выявление регионального потока |1В,имеющего северо-восточный суммарный вектор движения.С приближением к области дренажа характерно улучшение фильтрационных свояств пород и увеличение концентрации гелия.Средний уклон по потоку составляет 0.0013,при наибольшем в южной части-0.038.По глубоким скважинам поток лучше картируется ближе к области дренажа (интервал 200-4'юм).0контуривание атой области имеет практи -ческув значимость (рис.у. .здесь разведано^ месторождений ЛВ, которые эксплуатируются.выделе и перспективные участки для

производства разведочных работ на пресные и минерализованные ПВ. -..'■..-■

Наилучшими филь-раиионными свойствами в бассейне характеризуются каколинский и пэреясловский ВК.Для водоснабжения же могут быть рекомендованы практически все ВК,учитывая аномальную обводненность пород палеозоя в зонах тектонического дробления и в области дренажа региональна потокь ПВ.

Граница зону активного и замедленного водообмена находится на глубинах ЗОСМ'Ю м.

Средние значения ингредиентов !Ш Рыбинокого ААБ приводятся в таблице.Минерализация более чем в два раза превышает таковую,

, Таблица

Химический состав подземных вод Рыбинского адартезианского

бассейна

л игре- йд.изм. Среднерх Йнгре- Ед.изм. Среднее

хх

диенты диенты

рН 7.22 Рв мкг/л 0.35

окисляв' - мл/Ор 6.25 Си 11^11 6.25

мость

со2 мг/л. 40 II 11 18.3

минера- 760.6 Со 0.39

лизация

БЮо 10.6 V 3.33

К+ 4.76 Сг И 1.88

С,2* 89.6 ТI м_„ 239.4

И—М 32.5 Мп 80

1.03 Мо " 0.68

Щ5 Н 1Г ЬП Бг, п ^п 0.7

Щ- и_н 1.36 Ва «_« 195.3

СГ 27.4 »» 2711.4

мм 39.3 2г »» 5.12

N0^ 1.3 В 3

N0^ 0.22 А3 0.28

Ге 11 11 1.75 Р 6.99

Нвххх мл/лхЮ"'' 0.92 Бв 0,74

Примечание: х-количество проб,за исключением гелия,225, хх-количество проб-Юб, ххх-количество проб-2'^5.

получаннув для зоны уморенного климата (Шварцев,1&78),что сопровождается повышенными значениями всех мвкрокомпонентов.Доминирующими в бассейне являю.ся гидрокарбонатные магниево-каль -циевые и натриевые ¡1B с минерализацией 0.2-1г/л.Мощность зоны пресных вод составляет 290-440 м,уменьшаясь к северу до 100 -150 ми п лного выклинивания.Увеличение минерализации до 1.1-2.6 г/л нами связывается как с влиянием процессов конти -нентального, засоления,так и с существованием прямой вертикальной гидрогаохимичяскон зональности.Сильно солоноватые хлорид-ные воды распространены только в крайней северной части бас -сейна.Среди микрокомионентов более чем на порядок,по сравнению со средним 5оны умеренного климата,преобладает содержание стронция и титана.В целом же проведанное сравнение позволяет зас -видетельствовать.что ПВ по химическому состиву занимают срединное положение между IIB зоны умеренного климата и IIB континен -тального зр.соления.

4. XАР Afíl'iPVlCTH KA iiO^HOI'íijlUbdoru IlOJui

Главное внимание при анализе водногелиевого поля бассейна уделоно его связи с местным и региональным водообменом,текто -ничискими особенностями впадины,техногенезом и возможности "становления перспектив на подземные воды.В начале главы произво -дитса краткое изложение истории_голиевого метода в гидрогеологии.Отмечаются его существенные, достижения за последнее время, среди которых; ^установление в балинсе гелия роли транскорово-го'потока и газа,образовавшегося в кристаллическом фундаменте и осадочном чехле ;2)анплиэ диффузионного и конвективного способов миграции гелия ;3)опредоление факторов,формирующих водно -гелиевое поле зоны интенсивного водообмена.Основным Фактором, например,в работе (.Попов,Егоров,Í9ÍJÜ),справедливо признан,гидродинамический,определяющий знергетику массопереноса^Вместй с тем возможность объяснить водообильность пород значительных территорий Ca том числе*-5в счет разломной тектоники) с помощью гелиевого мотода до настоящего времени не использована. • ■ • •

Расснотрение карты изоконцентрат водор.аствореиного гелия Рыбинского ААЬ свидетельствует о неоднозначном их подчинении геоструктурньш особенностям,плотности тектонической сети.Ora -новится очевидным неравномерное по плов: ди воздействие *акго -ров(тектонического и тидродина...1ческого)на формирование иссле-

дуемого поля. Количественно проанализировать это воздействие продставилось возможным при помощи авторской программы НЕ1. у1снользовани0 корреляционного метода и процедуры отбрасывания крайних значений позволило районировать Рыбинский ААБ по преобладающей роли в формировании водногелиевого поля двух факто -ров \.рис.).Районы,где поле цодчнняется плотности тектонической сети,вытянуты в северо-западном направлении 'и в первом приб -лико.чии совпадают с положительный пликативными структурами: Кияй-Арбайским поднятием,Уярским валом и другими, элементарные ячейки,для которых связь водногелиевого поля и плотности тек-тоничоскод сити средняя,имеют также превалирующую северо-западную сорасположенность,ьаряду с северной.На остальной территории чодообильность пород связана с их трещи новатостья,отлично?! от тектонической,составом,сцемвнтированностъю,аномально вы -сокими и аномально низкими напорами." '.'".'

Параметрами,характеризующими водногалиевое поле бассейна в целом,являются среднее ■V нижнее аномальное

значение (,1.36х1СГчдМаксимальное значение составляет 1.02мл/л.

на^алельныЯ а.чализ графиков концентрации гелия и коэ^ицие»-нг 1 водопроаодимости позволил,наряду о учетом других данных, проследить региональный глубинный поток.Лучше всего в водно -гелиевом поле картируется региональная область дренажа.Здесь для участков,ограниченных изоконцентратсни голия 2х№~\п/я, , принято восходящее движение ПВ.

Гелий использован как поисковый критерий.Всего в пределах бассейна выделено 28 перспективных на !Ш участков,из них 28 {'62%) подтверждаются водногелиевыми аномалиями.

С применением гелиевого метода изучен баланс ПВ на объектах интенсивного водоотбора.На водозаборе Александровском изокон-центратои 50х1С~%л/л ограничен участок с искусственно создан ной интенсивной восходящей миграцией ПВ.

¿.ГДДРОГЕОлОШ УГОЛЬНЫХ МКШРОлдЁНИЙ

3 главе изложены гидрогеологические условия Бородинского, Переясловского,Камали некого буроугольных и Саяно-Партиэанскогс каменноугольного месторождений,лреадв всего, с отображением их особенностей на фона раздональ'нЬй гидрогеологии бассейна.Обращено внимание на сходство и различие месторожданий,проанализирован опыт осушения при строительстве углеразрезов,шахт и дренажных систем и современное состояние подземной гидросферы в

с 1

о 1 1 1 Ф i

ь- t>- fx Гч с_

»а г. BJ CJ О

»=: о 1Л QJ te о m

с: P. « ir Р.

У? œ CD H к

с- > V о ч »=>

о с ^ Ï-: с. m о •о

W Г: > о о CJ r; ь

о CD 1С 1 ьг p. 1 О

m р. r- о о CD г:

а о п: о 1 ч

s о ir t- о

h." >о о

те ь о F a: X 1

ч « о P-« « <3 о

о <v h Р :r Б V-4 fct

03 o и f; о о

Р-. о n Oí . Я ra К «

о С-м H с

р о cd а: Pi X X

о l¿ ÏC « Е* СЗ a CT j".

» о о Е- u: И X

CJ а X M & О Jr

s ь о QÎ t: t ш >о ö

»=! V> t: о •Х- Г. J • en о Г)

го CJ о ir; гт; >: r=í р. ч

Р р- tr /-Х о с о

о t: P* л с: о t:

И ц Li

»t.- X О р я о ÜÍ

о t: о 'j: Р «

« о tt \ о « о о

о Pi a & Г4

к » о m И о о

Я > Q> Г. J!

р О t

W 1Л

к \с p p:

a » Ü о p, m аз p P

A telly:? : //)

-

с s: OJ о >о Р. s

в 3 Рч С g. p

• о СП (Ö о Л X о о

к: О p. с s (С Рч

К £ « ы Pi и.

(0 О л 5* о р ф

Л? CD о ^ С a .К 1 s

§ 3 CJ ÏÎ <0 о\ a:

ч о Ö Ч о

У о G3 О о X CD О и ir*

Ци Рч к с л S а> Pi а? ®

уа t." «=> Е- о а> сз

Д'С s te s Pi Р4 G у Рн

Q7 u Y) о td в; с

£-• О •А cd

■'р Я ш О X f- к

о ш а; «п R s О ж 1

Ч 5¿ э» Ж о >0 « О •—«

/ ° О ci 2S га о X о.

О Э* О tu л аз

«3 H n KÍ s о о t* »=C

s ffj о г: a: о

Г) Q îs с « Ж • о У Ci й

CD О s 1 с2 о о

H ж rN ■ч а о о о X

Рч g fcí m Г.1 о fct «=î 35

• лз а С- Р Pi о еэ

: э © P« <0 ю

P. о о о Ё a œ» ф'

H л У. О

о д tí» » 5 X s s: К

tï ф >: <С Ef сэ о

. о С SC о Pi В Г? г:

u о я Р о о

о Cl S о 1 m к «3

O /"S /-N

^í O o p _ « O '«i o a

o

ф o y ^

С (0 o о рч с

Ц я и D О

Ö О Ь о о сЗ

о ^о

• о

п о

О £з

а, о

в; о р о ci

X л о г-« Р. х .

К . Н Ü M " о

Т О О <У sz s

»< о Г О г. Р

о о ~ H

a

районе активного водоотведанкк.

Гидрогеологические условия угольных месторождения находятся а зависимости от их положения в Рыбинском ЛАБ и относительно регионального потока ГШ.Саяно-Партизанское месторождение расположено в области питания регионального, потока,где преобладающими в балансе ПВ являются местные инфильтрогзнные эоды. Максимальными эодопритоками (.до 22.6 м^ воды на тонну добываемого угля) характеризуется Камр».инское месторождение,которое находится в области дренажа регионального потока.Коэффициент фильтрации пород здесь достигает 19-23 м/сут.Существенную роль в балансо 11В играют перет.оки из нижележащих водоносных гори -зонтов.Бородинское и Лереясловское месторождения расположены в облноти транзита регионального потока.Переноки из нижележащих горизонтов незначительны или отсутствумт вообще.

Гидрогеологические условия угольных месторождений находятся в прямой зависимости от. их положения относительно местного базиса дренирования.Бородинское месторождение расположено на водораздельной площади и характеризуется наименьшими зодопри-токами на тонну, добиваемого топлива 10.292 и*).В положительном б лансе ПВ основную роль играют атмосФорныэ осадки,исчезаюяе малы-привлекаемые ресурсы из пр.Гнилого.Среднее значение коэффициента водопроводимости угольного водоносного горизонта --167 м^/сут.Лереясловское месторождение находится на двух во-; доразделах и пересекается р.М.Авда.Близость базиса дренирования .определяет его гидрогеологические особенности.Водопритоки на тонну добываемого топлива составляют 4.06 м3 „что обуслов -лоно также приуроченностью начала горных работ, к участку с гидродинамической аномалией (.№1=4016 м^/оут).Среднее значение водопроводимости продуктивного водоносного, горизонта составляет 121 м^/сут,.с вычетом аномольного.В приходном балансе также основную роль играют атмосферныеосадки.'На Камалинском место-» рождении при добыче углей привлекаемые ресурсы ПВ имели превалирующий вес в формировании водопритоков в пахты. Месторождение находится рядом с прудом на р.Камала и ниже его по отметкам. Центральная часть Саяно-Партизанского месторождения приурачи-вается к водоразделу рр.Рыиной и Анжа,остальная часть дренируется названными реками и их притоками.Удельные дэбиты скважин в долинах рек часто на горядок превышают таковые на приподнятых участках.

Подземной гидросфере в радоне буроугольных месторождения присуще наличие прямой вертикальной гидрогеохимическоя зональ-

ности,выражающейся в увеличении с глубиной концентрации в воде сульфат-иона и ионов натрия и хлора.

Анизотропия гидрогеологических свойств месторождений в плане и рельеф предопределили сложность конфигураций депрессчои-кых воронок вокруг углеразраэов.Для углеразреза "Бородинский" ситуация осложнена оие продолжающимся формированием техногенного БК.Площадь дапрессионной воронки вокруг него составляет 2Ю км^.сработкй уровня подземных вод -72.9 м.Расчетная вели -чина радиуса влияйия-7320 н.

Б районе .углеразреза "Лереясловский" анализ в условиях су -ществувщего водоотлива и прогноз выполнены посредством моделирования с использованием ССПО "ТОРАЗ"./,лгоритм ССПО основан на решении дифференциальных уравнений в частных производных параболического типа,к которым относятся уравнения нестационарной фильтрации жидкости.На 1.01.92 Г.максимальная сраоотка уровня ПВ здесь составляет 26 м,площадь допроссионнои воронки определена равной,около 40 км^.на 1997 г.предполагается увеличение ее до 56 км'' и снижение водопритоков с 10 тыс.до 7700 м^сут. Региональная дрена-р.Рыбная достигнута депрессионноя воронкой не будет. .

Иоднобалансовыми расчетами доказано существование бокового питания в районе углеразреза "Бородинский".Факт от ^ительного равенства величин инфильтреционного питания ■ водораздела и.7606) и откачиваемых дренажных вод ^18500м^/сут) свидетельствует оце и о частичном лишении области питания камалинского и пореясловского ВК,используемых Александровским водозабором и одиночными скважинами для водоснабжения.Предшествующий прогноз лодопритокои на углеразрезе "Бородинский",полученный г результате численного моделирования,ог.равдался.Расчетные водопритоки на углеразрезе "Персясловский" завышены в 2-2.5 разе,что'еле'-дуат.в свою.очередь,из завышенных фильтрационных параметров.

6.А;!А.ч/и СУьБСТВЛ щьГО ВОДОСНАБ?.ЕНЙЯ,В1ШОДН И РЕДОШААЦйй НО «Й'ОПКШЙАМ'РВШОНА. НА ПО/^ЕШЬШ В0ДЫ: И В0Л00ТВЕаК!Ш'О

•3.главе обобщены сведения о существующем водоснабжении, пг.'рс|,окт^вн.ости Рыбинской впадины на приоиые,столовые и бальнеологические подземные в оды, г. также водоот ведении к некото. -рг;» лрупю.ланы выводы,« рекомендации.Сюдаже включены ноже -.-1вя;м,к>!С<'ЮЕиесл охраны природы региона в целом..

I.При достаточно высокой перспективности Рыбинского ААБ на пресные ПВ коренных отложений,водоснабжение чаоти населенных пунктов осуществляется за счет некондиционных поверхностных вод и ПВ инфильтрщионных водозаборов (около 80? от общего потребления ПВ,равного 180 тыо.»Р/сут.).

2.Анализ опыта работы хрупповых водозаборов овидетельст -вует__ прежде всего, о необходимости соблюдения при их эксплуа-таиии_требований,сформулированр-'Х по окончание поисково-раз-йедочных и проектировочных работ.

3.Для постановки разведочных раоит на пресные ПВ рекомендовано 27 перспективных участков.Расчев естественных ресурсов подтверждает их обеспеченность.По ДО из участков эксплуата -ционные запасы оценены в размере 1.2-16.2 тыс.м3/суг.Долина р. Кан в междуречье Ашкаул-Тырбыл перспективна на столовые и бальнеологические подземные воды. ,

'i.ß связи с намечаемым использованием дренажных вод систе- -мы шахты Кб углеразреза "Бородинский"-,рекомендуется проведе- • ние специализированных гидрогеологических работ по защите запасов дренируемых IIB в ГКЗ. ° ■ ■

5Лго-восточная часть Саяно-Лартизанского месторождения угля (участки Арбайскиь Э~Ч),рекомендована для поисковых работ на сероводородные, воды (глубина бурения ЗОСМООм).

6._Выход_из строя глубоких скважин в д.Снегиревка обусло?-д«м аномальной рыхлость» разреза.а мелких сквакиТГи "когод-" цев еще и водоотливом из углеразреза "Переясловский". Величина сработки уровня ПВ для северной части деревни по результатам моделирования составляет 0.5м,южноя части-первые сантиметры.

7.Уменьшение водопритоков в карьер "Переясловский" может быть достигнуто при условии отвода по трубопроводу дренажных вод на расстояние не менее 4 км и создания внутренних отвалов. •

8.Для репрезентативного отслеживания техногенного' режима ПВ в районе углеразреза "Бородииский" рекомендуется консервация некоторых из наблюдательных скважин в южной части место -рождения и создание постов в районе участка "Восточный",по периферии за пределами месторождения в с.Бородино и в 1-2 км северо-восточнее от с.Рыбного.В районе углараяразь "Переясловский" режимные сквы«ин1> необходимы в дд.Переясловка и Снегиревка.

9.Дополнительное изучение фильтрационных свойств пород необходимо на участках Ивановские Э-Ч,предполагаемых для первоочередной разработки на Саяно-Лартизаноком месторождении углей.

Сведения о геофильтрации,как правило,здесь ограничиваются удельными дебитами;отсутствуют необходим для прогнозов параметры коэффициентов водопроводимости.пьезопроводности,сведения о разделяющих угли слоях и естественном, режиме ШЗ.Плохо изучена и водообильность зоны аномальной трещиноватости юрской толщи в районе разлома^имепщего амплитуду смещения 15 м. Для изучения повышенной в целом газоносности (Н^З.СН^) месторож -далия рекомендуется газогидрогеохимическая съемка.

Ю.Интенсивная эксплуатация подземкой гидросферы в районе г.Красиоярск-45-г.Бородино-с.Лереясловка должна сопровождаться научными проработками,например,в процессе осуществления программы литомслиторинга.

ЗАМЮЧЗШШ'

Впервые для Рыбинского адартогианского бассейна,одного из крупных бассейнов Саяно-Алтайской сложной гидрогеоло» ической складчатой области,в целостном вида приводятся сведения по подземной гидросфере.Обобщение полученных данных показало существенное различие гидрогеологических свойств мезозойского и па -лиозойского структурных ярусов,сложный характер строения зоны активного водообмена.Улучшение фильтрационных свойств и увеличение .'концентрации водорастворенного гелия в северо-восточном направлении.при учете других данных,позволили выделить рвгио -нальный потока Пс1.В области дренажа выделены участки с сущест-г вовапием восходящего и нисходящего массопереноса.

Дополнена методика водногелиевых исследований.Предложена к применению программа,позволяющая производить расчеты,необходимые при анализе проб на гелий:,систематизировать данные,выполнять их статистическую обработку,выявлять причинно-следственную сг.язь факторов формирования водногелиевого поля верхней гидродинамическое, зоны.

Наименьшие водопритоки на тонну добываемого угля характерны для расположенного на водоразделе Бородинского месторождения, наибольшие-для находящегося ниже местного базиса дрениро-■ оания-ламллинского.Первясловсксв занимает промежуточное -положение.й балансе П6 Бородинского месторождения существенная роль рринцдлакит боковому питании.Осуществлен прогноз изменения гидрогеологических условии в районе месторождений.

..лд'ьнвязи.ми задачами исследования являются:анализ особен -нгствя водного баланса ..а связи с клийатичес коя• р_азнор одностьо г«, .■ояя-.создаине постоянно;действующих моделей в районе внтен-

сивного деструктивного воздействия на подземную гидросферу; термодинамическое моделирование систем,обусловливающих распределение в ИЗ нормируемых компонентов;изучение изотопного состава ПВ (в том члсле отнатания ^Не/^Не);картирование погори -зонтных водногелиеаых полей с переходом к количественной опенке ператоков 1Ш, , Основные положения диссертации опубликованы в работах; I.Огтыт применония ЭВМ при гидрогеологическом картографи -ровакии территория КАТЭКа.Новыо данные по геол.и полезн.ископаемым Красноярского края и Тувинской АССР.Тез,докл.У краевой конф.молодых специалистов . Красноярск,1987.-с.

2.Гелизносность подзомных вод Рыбинской впадины и ее гор -ного сбрамлэяия.В кн.Новые денные по геол. я полезн.ископае -мнм Красноярского края и Тувинской АССР.Тез.докл.У1 краевой конф.молодых специалисте.Красноярск,1990 .-с.26-27 (в соав -торстве).

3.Льлеогздрогеологическое развитие Рыбинской и Канско-Та-сеавской водонапорной систем.Там же. -с.27-?8.

Перспективные объекты для поисков минеральных вод для г 'рэоочередкых объектов КАТЬКа.В сб.Курортные ресурсы Сибири и Дальнего Востока и их рациональное использование .Томск, 1991. -с.73-78 (.в соавторство).

5.Гелионосность подзомных вод первого от поверхности водог поеного горизонта и величина его глубинного питания при оценке эксплуатационных запасов.В кн.Тез.докл.всесоюзн.совещан.по юдз.водам Востока СССР.Иркутск-Томск, 1991.-е.85.

6.Комплексный региональный гидродинамический анализ и ге -1иенооность подземных зод Рыбинской впадины.Там же. -с.56

соавторстве).

7.Формирование подземных вод и характеристика водногелиево-■■о поля Рыбинского адартбьссейна в связи с добычей угля и юдоснабжением.В кн.Тез.докл.Всероссийского гидрогаохимичес-:ого совещания.Томск, 19^3, -с.56-57 (,в соавторстве).

Ь.Зодногелиевое поло Рыбинскоа впадины и программное обео-ечение по его исследованию.Там же. -с.55-56.

9.Некоторые аспекты проблемы взаимодействия коацервантных апель гидрата закиси железа и дренажных вод,Там же.-о.121 -22 "-■•■„'.

Ю.Водногалиовов поле Рыбинского адартезианского бассейна, еология и геофизика, 1994 (в. печати). V »г. <»»3 /

¡Ьдписаео к печати 18.11.93.7ирак 100 экз.Заказ И Полиграфооъединвниэ "Сибирь" г.Красноярск.