Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Структурно-гидрогеологические условия Восточно-Сихотэ-Алинского вулканогенного пояса

ВАК РФ 04.00.06, Гидрогеология

Автореферат диссертации по теме "Структурно-гидрогеологические условия Восточно-Сихотэ-Алинского вулканогенного пояса"

'■•{ П 1 п Яг'1

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ОРДЕНА ЛЕНИНА СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ ИНСТИТУТ ЗЕМНОЙ КОРЫ

На правах рукописи БОЛДОВСКИЙ Николай Викторович

СТРУКТУРНО-ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ВОСТОЧНО-СИХОТЭ-АЛИНСКОГО ВУЛКАНОГЕННОГО ПОЯСА

Специальность 04.00.06-гидрогеология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата геолого-мннералогических наук

Иркутск-1992 г

Работа выполнена в Институте йодных и экологических проблем Дальневосточного отделения РАН и в Институте земной коры Сибирского отделения РАН.

Научный руководитель: доктор геолого-мииералогических наук, профессор Б.И.Писарский

Научный консультант: доктор геолого-минералогических наук К.П.Караванов

Официальные оппоненты: доктор геолого-мииералогических наук А.А.Дзюба

кандидат геолого-минералогнческих наук И.М.Борисенко

Иедушая организация: Комитет по геологии и использованию недр "Дальгеолком"

,j da щита диссертации состоится »/ff " tАЛ 1992 г. в

"Ii" часов на заседании репюнального специализированного Совета Д 003.07.02 по присуждению ученой степени доктора ыаук в Институте земной коры СО РАН.

Адрес: 664033, г.Иркутск, ул.Лермонтова, 128.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВосточноСибирского филиала СО РАН (в здании ИЗК Ср РАН).

Автореферат разослан

Ученый секретарь регионального специализированного совета, кандидат геолого-минералогических наук ' Ю.И.Кустов

ВВЕДЕНИЕ

Диссертационная работа посвящена анализу структурно-гидрогеологических условий Восточно-Сихотэ-Алинского

вулканогенного пояса (ВСАВП) с целью выявления особенностей формирования и распространения подземных вод ь вулканических структурах.

Вулканические образования как гидрогеологические системы разного порядка со специфическими условиями формирования подземных вод в составе Сихотэ-Алинской складчатой области рассматривались в работах Г.Н.Каменского, М.М.Толстихиной, Н.И.Толстихина (1959), И.К.Зайцева (1961), Д.Я.Стерлина (1961), И.К.Зайцева, Н.И.Толстихина (1963), В.Н.Кладовщикова (1965), Е.Ф.Кирилловой (1966), А.Б.Разживина (1966), К.П.Караванова (1966, 1967), в сводных работах по гидрогеологии Приморского и Хабаровского краев (Гидрогеология СССР, Т. 23, 25, 1969, 1971). Представления на вулканогенные структуры ВСАВП, как самостоятельные региональные гидрогеологические единицы, в котором выделяются субаэральные и субаквальные части, начинаются с работ К.П.Караваноза (1973), И.К.Зайцева (1973, 1974), Е.А.Баскова, Г.И.Климова, В.А.Киргохина и др. (1974), Е.А.Баскова, Л.В.Неизвестного, С.Н.Сурикова (1974), Н.А.Маринова (1974), В.А.Кирюхина (1975) и др.

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ. Интерес к изучению структурно-гидрогеологических особенностей ВСАВП обусловлен необходимостью выявления закономерностей формирования и распространения естественных ресурсов подземных вод территории в связи с интенсивными темпами общего комплексного экономического развития береговой зоны Дальнего Востока. Актуальность изучения структурно-гидрогеологических особенностей ВСАВП вызвана не только практическим (нодообеспоченис народнохозяйственных комплексов), но и научным интересом. Рассматриваемый объект является одним из немногих в СНГ и а мире регионов, где широко развиты кайнозойские вулканогенные гидрогеологические бассейны, формирование ресурсов которых происходит в климатических условиях, находящихся под влиянием моря. Кроме того, значительная часть бассейнов простирается в акватории Охотского и Японского морей, где формирование подземных вод весьма своеобразное.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Изучить структурно-гадрогеологическге особенности формирования и распространения подземных вод в гидрогеологических системах (преимущественно вулканогенных) ВСАВП как территории, занимающей сушу и акваторию.

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ. 1. Определить структурное положение гидрогеологических вулканогенных бассейнов и подобных систем в структуре ВСАВП.

2. Изучить вещественный состав и структуру вулканических покровов, плато, вулкано-тектонических депрессий и др. как "геологического каркаса" гидрогеологических вулканогенных систем и выявить закономерности распространения и формирования подземных вод в этих структурах.

3. Разработать принципы гидрогеологической стратификации геологического разреза, составить карту водоносных горизонтов, комплексов и зон трещиноватости ВСАВП и смежных с ним геоструктур, а также схему гидрогеологического районирования территории, выявить особенности строения субаквальной части гидрогеологических вулканогенных бассейнов и формирования в них подземных вод.

А. Провести прогнозную оценку естественных ресурсов подземных вод, выявить основные зоны их разгрузки и дать перспективы расширения использования ресурсов подземных вод в народном хозяйстве региона.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ. Ими являются: а) полевые исследования (морспие гидрогеологические работы, маршрутные исследования, аэровизуальные наблюдения) с целью выявления и картирования очагов разгрузки подземных вод в акваторию, опробования различных водопунктов и т.д.; б) лабораторные исследования с целью оценки качества подземных вод; в) теоретические исследования, включающие разработку принципов гидрогеологической стратификации геологического разреза и гидрогеологического районирования каи основу оценки естественных ресурсов подземных вод гидрогеологических систем ВСАВП.

ХАРАКТЕР И ОБЪЕМ ИССЛЕДОВАНИЙ. ЛИЧНЫЙ ВКЛАД В РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ. Диссертационная работа основана как на результатах полевых и лабораторных исследований, так и на данных, опубликованных в научной литературе с использованием фондового материала ПГО "Дальгеолошя" и ПГО "Приморгеология". Фактический материал получен автором в результате полевых работ в составе экспедиций и отрядов лаборатории динамики подземных вод Института водных и экологических проблем ДВО РАН в 1975-1991 гг.

Данная работа является итогом многолетних исследований по планам НИР института, связанных с выполнением тем (номер шсрегистрацин) 75.052.153, 01.85.0071526 и программы "Биосферные и экологические исследования на период до 2015г.", блок "Водные экологические проблемы".

Разделы и подразделы этих тем выполнены либо лично автором, либо при его непосредственном участии.

Морские гидрогеологические исследования (в том числе подводные) выполнены автором в качестве начальника экспедиции н непосредственного исполнителя на 30 ключевых участках береговой зоны пояса и более детальные на акваториях бухты Табо, залива Чихачева и бухты Сизиман. Маршрутные и аэровизуальные исследования проведены в различиях районах ВСЛВП.

Лабораторные работы (химический состав воды, содержание кислорода в воде, физические и водные свойства пород) были выполнены в лабораториях динамики качества вод и биогеохимических оценок загрязнений окружающей среды ИВЭП ДВО РАН.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ И ПУБЛИКАЦИИ. Результаты исследований и основные положения диссертации докладывались на заседаниях: лаборатории динамики подземных вод ИВЭП ДВО РАН, секций Научного Совета "Комплексное использование и охрана водных ресурсов" ГКНТ СССР, а также на всесоюзных совещаниях по подземным водам Сибири и Дальнего Востока (девятом, 1979; двенадцатом, 1988) и советско-китайском симпозиуме "Геология и экология бассейна реки Амур" (Благовещенск, 1989).

В процессе работы над диссертацией (по теме) автором опубликовано 10 печатных работ. Две из них монографии "Водные ресурсы Хабаровского края" (коллективная) и "Подземные воды восточной части зоны БАМ" (коллективная).

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Впервые ВСАВП рассмотрен как целостная гидрогеологическая система, охватывающая как субаэральную, так и субаквальную части пояса, для- которой разработана единая гидрогеологическая стратификация геологического разреза, произведено гидрогеологическое районирование и дана оценка условий формирования естественных ресурсов подземных вод.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ. Выявлены районы для организации мелкого и крупного водоснабжения и показаны перспективы расширения использования подземных вод в народном хозяйстве. Разработанные принципы гидрогеологической

стратификации геологическою разреза субаэральной и субаквальной частей ВСАВП могут быть использованы . при подобных .^следованиях в других районах распространения вулканически* поясов на стыке континента и океана.

ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ. 1. Установлено, что разрез вулканогенных толщ является неоднородным по степени скопления и распространения подземных вод. Пластовые скопления приурочены к палеоген-неогеновым, преимущественно

вулканогенным толщам основного состава и вулканогенно-осадочным отложениям, в то время как эффузивные толщи кислого и среднего составов образуют основные скопления подземных вод только в верхней трещиноватой зоне. Данные закономерности скопления и распространения подземных вод лежат в основе гидрогеологической стратификации и районирования ВСАВП, а также оценки естественных ресурсов подземных вод. Это является основой при выделении в вулканической зоне гидрогеологических вулканогенных бассейнов и адбассейнов. Эти закономерности важны не только для ВСАВП, но и для других вулканических структур Дальнего Востока, например, Чукотско-Охотского вулканогенного пояса.

2. Доказано, что вулканогенные гидрогеологические бассейны и адбассейны ВСАВП продолжаются в прилегающие акватории Охотского и Японского морей вплоть до Восточно-Сихотэ-Алинскош разлома, который является границей с Сахалинской гидрогеологической складчатой областью.

3. Установлено, что естественные ресурсы подземных вод могут формироваться либо в верхней трещиноватой зоне, что преимущественно характерно для вулканогенных гидрогеологических адбассейнов, либо в пределах всей вулканогенной толщи, представленной эффузивами основного состава (в виде пластовых скоплений), что характерно для вулканогенных гидрогеологических бассейнов. Рассчитанные естественные ресурсы подземных вод, характеризующиеся модулем около 3 л/с-км^, достаточно высоки и обеспечивают разгрузку па четырех уровнях: в реки, в береговой зоне, в прибрежно-субаквальной части и, вероятно, в глубинной субаквальной зоне.

ОБЪЕМ И СТРУКТУРА РАБОТЫ. Диссертация состоит из 5 глав, введения, заключения, списка литературы из 152 наименований и 8 приложений. Объем диссертации 294 страницы, включая текст на 145 страницах, 11 таблиц, 44 рисунка (схем, графиков, фотографий). В процессе работы над диссертацией автор пользовался советами, консультациями и дружеской поддержкой д.г.-м.н. П.В.Ивашова, д.г.н. А.В.Иванова, к.г.н. А.Н.Махинова, к.г.н. А.М.Мордовина (ИВЭП ДВО РАН), к.г.-м.н. В.И.Сннюкова (ИТиГ ДВО РАН), к.г.-м.н. М.В.Мартынкжа, к.г.-м.н. В.В.Кулакова (ПГО"Дальгеология"), к.г.-м.н. Б.А.Бажанова (ПГО "Приморгеология"). В проведении лабораторных исследований, а также в сборе, обработке материалов и оформлении диссертации участвовали А.Г.Новороцкая, Т.Г.Чукмасова,. В.И.Иванова, Г.И.Поприч, И.И.Неудачина, В.П.Шестеркин, Т.А.Боярова, Л.А.Рыжих, Т.А.Серебрякова и Л.К.Николаева.

Всем вышеперечисленным лицам, оказавшим помощь в работе, автор выражает искреннюю благодарность. Автор признателен член-корр. РАН И.П.Дружишшу за постоянный интерес и внимание к работе. Особую признательность автор выражает научному руководителю д.г.-м.н., профессору Б.И,Писарскому за ценные советы н постоянную поддержку в работе и научному консультанту д.г.-м.н. К.П.Караванову за консультации как во время полевых исследований, так и в период написания диссертации, а так^е за высказанные замечания и дополнения.

ГЛАВА 1. ИЗУЧЕННОСТЬ ТЕРРИТОРИИ И ФИЗИКО-

ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ ФОРМИРОВАНИЯ И РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД ВОСТОЧНО-СИХОТЭ-АЛИНСКОГО ВУЛКАНОГЕННОГО ПОЯСА

Гидрогеологические исследования субаэральной части насчитывают более чем полувековой период. Эти исселдования были выполнены Г.А.Александровым, А.А.Андрсевым, А.С.Карамновым, Л.С.Кармановым, А.И.Кончаковой, И.Б.Райхлиным, Н.П. Ахметьевой, С.И.Батюковым, И.И.Берсеневым, А.А.Бучинским, Ю.М.Вдовиным, Г.С.Ведерниковым, В.В.Кулаковым,

A.Б.Разживиным, Д.Я.Стерлиным, Н.В.Таракаиовой, Л.И.Фа ином. Эти исследования заложили основы гидрогеологической стратификации ВСАВП.

В последние годы продолжались поисковые и разведочные работы с целью поиска новых источников водоснабжения городов и населенных пунктов Приморья и Хабаровского края, расположенных и районах распространения вулканогенных образований Ь'САВП. Гидрогеологический исследования в. это время проводили С.И.Батюков, В.А.Калита, В.В.Кулаков, В.С.Рынкоа, А.И.Шабин а др.

Изученность субаквальной части рассматриваемой территории связана более чем с 30-летними исследованиями, проведенными различными организациями и ведомствами преимущественно геофизическими методами, а также драгированием дна и о »борон проб дойных осадков. Результаты геолого-геофизических исследований довольно полно отражены в работах М.П.Антипова, Т.М.Вассермана, О.В.Веселова, В.М.Воробьева, Г.С.Гнибиденко,

B.М.Ковылина, М.Л.Красного, В.Л.Пантелеева, П.А.Строева, А.Н.Телепша, И.К.Туезоза и др.

В гидрогеологическом отношении субакпальная часть рассматриваемой территории практически не изучена. Имеются лишь ряд работ (Н.В.Болдовского, К.П.Караванова, В.А.Кир:эхина, Н.А.Маринова), где характеризуются различные взгляды на

выделение гидрогеологических структур в регионе и дается их краткая характеристика.

Рельеф территории преимущественно горный (до 2078 м абс. выс.) с разделяющими ее речными долинами, обширными базальтовыми плато, аллювиальными и озерно-аллювиальными равнинами, приуроченными, в основном, к долине р.Амур.

Климат муссонный (до 1000 мм осадков) с наибольшим количеством осадков в летний период (до 85-95% годовой суммы осадков). Влажность воздуха летом доходит до 90%, зимой до 75%. Среднегодовая температура воздуха на севере составляет минус 2.4°С, а на юге плюс 3.5°С. Господствующие ветры зимой дуют с континента в сторону океана, а летом с океана на континент.

Гидрографическая сеть региона слабо развитая и принадлежит, в основном, бассейну Японского моря и незначительная часть бассейну Охотского моря. Наиболее крупными реками . являются Амур, Тумнин, Коппи, Самарга, Аввакумовка и др. Все реки, берущие начало в горах Сихотэ-Алиня, являются горными с большими уклонами и скоростями течения и весьма неустойчивыми уровенными режимами и расходами. Многие реки зимой перемерзают. Наиболее интенсивные паводки наблюдаются в теплую часть года.

Морские берега на юге являются, в основном, денудационно-абразионными с высокими крутыми склонами, у подножья которых протягиваются узкие бенчи, а на севере также денудационно-абразиогными, но с более низкими высотами над уровнем моря. По побережью, особенно южной части, распространены серповидные бухты, приуроченные обычно к устьям рек и прерывающиеся скалистыми мысами. Поверхность дна северной части акватории выровнена со средним уклоном 0.0005 и глубинами от 2-27 м до 40100 м, а в южной уклон шельфа увеличивается, особенно в сторону материкового склона. Глубины 2000-2500 м здесь характеризуют материковое подножье. Минерализация морских ьод изменяется от 9 г/л (Амурский лиман) до 31-33 г/л (Татарский пролив) летом и от 21 г/л (Амурский лиман) до 34 г/л (Татарский пролив) зимой. На глубинах более 150 и соленость морских вод постоянна и равна 34.134.2 г/л.

ГЛАВА 2. ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ ФОРМИРОВАНИЯ И РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД ВОСТОЧНО-СИХОТЭ-АЛИНСКОГО ВУЛКАНОГЕННОГО ПОЯСА

ВСАВП является наложенной структурой Снхотэ-Алинской геосинклинальной складчатой системы.

Фундамент вулканогенного пояса сложен протерозойскими метаморфическими породами (гнейсы, кварциты, амфиболиты, сланцы), палеозойскими (ьерхнед ;вонско-пермскими и нерас-члененными пермско-юрскими) преимущественно терригенными, терригенно-кремнистыми, вулканогенно-осадочными, а также карбонатными отложениями и мезозойскими (триас, юра, нижний и частично верхний мел) морскими, прибрежно-морскими и континентальными геосинклинальными отложениями. В строении собственно ВСАВП и смежных с ним вулканических зон участвуют верхнемеловые, палеогеновые, неогеновые и раннечетвертичньге вулканогенные образования разного состава, а также вулканогенно-осадочные отложения. Отложения четвертичной системы (от нижнечетвергичных до современных) представлены озерно-аллювиальными, аллювиальными, делювиально-лролювиальными и морскими отложениями. Интрузивные породы распространены очень широко и представлены протерозойскими, палеозойскими, мезозойскими и кайнозойскими интрузиямк от кислою до ультраосновного соспвов.

В формировании БСАВП выделяются два этапа и соответственно два разных структурно-вещественных комплекса -сенон-палеогеновый (Хабаровский край) или сеноман-палеогеновый (Приморский край) и неоген-нижнечетвертичный. Для первых характерно мнегокрачное чередование вулканических толщ среднего и кислого (реже основного) состава. Местами эти породы переслаиваются с наземными осадочными отложениями, выполняющими систему впадин. Второй неоген-нижнечетвертичнгй этап характеризуется извержением лав базальтового и андезитобазальтового состава. Кайнозойская эра характеризуется формированием впадин, выполненных континентальными терригенными отложениями. В недислоцированных породах, к которым относятся четвертичные, плиоцен-нижнечетвертичные, плиоценовые и миоценовые терригенные отложения, а также плиоцен-нижнечетвертичные и миоценовые базальты, формируются пластово-поровые и пласгово-трещинные подземные води как безнапорные, присущие четвертичным аллювиальным отложениям, так и наиорике, характерные для более древних пород. К слабодислоцировашшм относятся миоценовые, эоден-миоцезойые,

олшхщен-миоценовые, палеоцен-олигоценовые терригенные отложения, а также вулканиты основного состава кайнозойского возраста. По типу скоплений подземных вод они схожи с предыдущими. Дислоцированные и сильно дислоцированные породы характерны для мезозойского и более древнего возраста, в которых преобладают трещинные и трещинно-жильные (обычно напорные) подземные воды.

ГЛАВА 3. РЕГИОНАЛЬНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ И РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД ВОСТОЧНО-СИХОТЭ-АЛИНСКОГО ВУЛКАНОГЕННОГО ПОЯСА

При гидрогеологической стратификации геологического разреза ВСАВП и смежных с ним геоструктур, на основании выполненных исследований и базируясь на данных по геологическому строению региона, используется литолого-стратиграфический принцип с учетом петрографических особенностей пород. Разработанная нами новая гидрогеологическая стратификация геологического разреза субаэральной части ВСАВП и смежных с. ним геоструктур представлена следующими основными водоносными горизонтами, комплексами и зонами трещиноватости (всего 22 таксономических единиц): водоносные горизонты (иногда комплекс) рыхлых четвертичных отложений различного генезиса; водоносный горизонт рыхлых плиоцен-нижнечетвертичных преимущественно аллювиальных отложений; водоносный комплекс плиоцен-нижнечетвертичных вулканогенных образований; водоносный горизонт (иногда комплекс) рыхлых неогеновых отложений; водоносный комплекс олигоцен-миоценовых вулканогенных образований; водоносный комплекс рыхлых эоцен-миоценовых отложений; водоносные комплексы эоцен-миоценовых и эоцен-олигоценовых вулканогенных образований; водоносный комплекс рыхлых палеоцен-олигоценовых отложений; водоносный комплекс палеоцен-эоценовых вулканогенных образований; водоносный комплекс (иногда зона трещиноватости) рыхлых палеоценовых отложений; водоносная зона трещиноватости верхнемеловых-палеоценовых вулканогенных образований; водоносные зоны трещиноватости терригенных, вулканогенно-осадочных и кремнистых пород разного возраста; водоносная зона трещиноватости интрузивных и экструзивных пород разного состава и возраста. В субаквальной части ВСАВП выделено 11 водоносных комплексов и зон трещиноватости. Многие типы гидрогеологических

систем являются субаэрально-субаквальными, т.к. имеют свое продолжение под водами прилегающих акваторий.

Гидрогеологическое районирование территории проведено на основе карты водоносных горизонтов, комплексов и зон трещи новатости ВСАВП масштаба 1:1000000. В пределах описываемой территории выделены следующие гидрогеологические области: I - Центрально-Сихотэ-Алинская гидрогеологическая складчатая область, II - Западно-Сихотэ-Алинская вулканогенная гидрогеологическая область, III - Восточно-Сихотэ-Алинская вулканогенная гидрогеологическая область, IV - Сахалинская гидрогеологическая складчатая область, V - Япономорская гидрогеологическая область.

В Восточно-Сихотэ-Алинской вулканогенной гидрогеологической области выделяются вулканогенные субаэрально-субаквальные гидрогеологические бассейны: Колчанский, Николаевский, Невельский, Кизинский, Ннжнетумнинский, Совгаванский, Ботчипский, Кельманский, Зевский, Макашовский; вулканогенные гидрогеологические адбассейны: Амурский субаэрально-субаквальный, Нижнеамурскнй субаквальный, Хоминскнй субаэральный, Мунинский субаэрально-субаквальный, Тумнинский субаэральный, Коппинско-Ботчинский субаэральный, Крестовоздвиженский субаквальный, Самаргинскнй субаэрально-субаквальный, Кемско-Светленский субаэрально-субаквальный, Тернейский субаэрально-субаквальный, Ольгинский субаэрально-субаквальный; прибрежные артезианские бассейны: Ныгайский, Тыминский. Основным типом гидрогеологических систем данной области являются вулканогенные субаэрально-субаквалыше гидрогеологические бассейны общей площадью более 50000 кмА Общий наклон бассейнов с запада на восток в сторону акваторий Охотского и Японского морей, где они имеют свое продолжение. Абсолютные отметки поверхности бассейнов составляют в аэрллышх частях от 400-900 м на севере, до 1100 м на гаге, а в аквальиых минус 5-100 м на севере, до минус 300 м на юге. Фундаментом бассейнов являются терригенные и вулканогенные образования мезозойского возраста. Собственно бассейны (или чехлы бассейнов) сложены кайнозойскими вулканогенными образованиями.

Водоносный комплекс плиоцен-нижнечетвертичных базальтов и андезитобазальтов наиболее распространен в Совгаванском, Ботчинском, Нельманском и Зевском бассейнах и представлен значительными по площади покровами мощностью до 300 м. Эти покровы образуют платоэбразные формы рельефа. Лавовые потоки создают чередование трещин; шх, пористых и плотных разностей. Глубина залегания подземных вод в зависимости от рельефа изменяется в больших пределах от 3 до 80 м. Воды

преимущественно напорные. Дебит скважин, пробуренных в базальтах этого комплекса колеблется от 0.01 до 58.3 л/с при понижении уровня соответственно на 7.0 и 10.0 м. Такие большие колебания в дебите скважин обусловлены различной их трещиноваюстыо, а также положением их по отношению к областям питания. Обычно наиболее интенсивная трещиноватость и пористость базальтов наблюдается до глубины 150 м. В связи с этим коэффициент фильтрации комплекса варьирует в широких пределах от 0.009 до 30.6 м/сут. По химическому составу воды комплекса в основном гидрокарбонатные магнисво-кальциевые, реже гидрокарбонатно-хлорндные или хлоридно-гидрокарбонатные кальцнево-нагриевые и натриево-кальциевые. В целом, эффузивы этого комплекса характеризуются высокой водоносностью.

Водоносный комплекс олигоцеи-мноценовых

андезатобазальтов кизинской свиты и гранатовой толщи получил распространение практически во всех бассейнах. В основном описываемый комплекс залегает под эффузивами совгаванской свиты, но в некоторых местах вулканиты этою комплекса выходят на поверхность. Скважины, пробуренные в эффузивах этого комплекса, в целом характеризуются довольно высоким дебитом от 1.0 до 55.0 л/с. Коэффициент фильтрации также очень высокий. Воды этого комплекса по химическому составу гидрокарбонатные, реже гкдрокарбонатно-хлоридные смешанного катионного состава с минерализацией до 0.1 г/л.

Водоносный комплекс ' палеоцен-эоценовых базальтов и андезитобазальтов сизиманской и кузнецовской свит залегает под вулканитами совгаванской, кизинской свит и гранатовой толщи, но иногда выходит на поверхность. Наиболее изученными являются эффузивы этою комплекса в Николаевском бассейне. Мощность водоносною комплекса изменяется от 3 До 400 м. Дебит скважин варьирует от 0.02 до 28.6 л/с при понижении уровня соответственно на 8.8 и 2.2. м. Удельный дебит колеблется от 0.002 до 24.8 л/с. Коэффициент фильтрации изменяется от 0.1 до 23.4 м/сут, и с глубиной оя уменьшается. По химическому составу подземные воды преимущественно гидрокарбонатные, реже гидрокарбонатно-хлоридные кальциево-магниевые или кальциево-катриевые с минерализацией до 0.15 г/л.

Субаквальные части бассейнов представляют собой равнину, наклоненную в сторону акваторий с глубиной от 0 до 300 м. В геологическом строении чехла бассейна принимают участие неоген-четвертичные терригенные отложения, комплексы плиоцен-нижнечетвертичных, неогеновых и палеоцен-эоценовых эффузивных пород основного и среднего составов.

Водоносный комплекс неоген-четвертнчных терригенных отложений сложен илистыми песками, диатомовыми алевро-аргиллитами и аргиллитами мощностью до 500 м. Они характеризуются неуплотненными осадками с пластово-поровым типом скопления подземных вод и минерализацией близкой к минерализации морской воды. Водоносные комплексы плиоцси-нижнечетвертичных, неогеновых и палеоцен-зоценовых базальтов, андезитобазальтов и андезитов общей мощностью более 500 м, характеризуются пластово-трещинньши солеными водами.

Вулканогенные гидрогеологические адбассейны наряд}' с вулканогенными гидрогеологическими субаэрально-субаквальными бассейнами являются основными гидрогеологическими системами Восточно-Сихотэ-Алинской вулканогенной гидрогеолога ческой области.

Территория субаэральных частей адбассейноз, площадью около 50000 км^, представляет собой гористую страну, расчлененную речными долинами, которые в гидрогеологическом отношении представляют собой крупные грунтовые потоки. Территория субаквальных частей адбассейнов, общей плсшадыо более 30000 км^ представляет собой шельфозую зону, поверхность которой ровная, слабо наклоненная (до 1° ). Водовмещаюшими породами собственно адбзссейнов являются верхнемеловые-палеоценовые вулканогенные породы преимуществ с л но кистою и среднего, реже основного составов. В пределах' адбассейнов развиты преимущественно трещинные и трещинно-жильные воды. Глубина залегания подземных вод колеблется от 1.6 до 100 м. Воды как ненапорные так и напорные. Производительность скважин изменяется от 0.15 до 18.5 л/с при понижении уровня на 40.0 и 2.8 м. Коэффициент фильтрации эффузивов верхнемелог.ого-палеоценового возраста колеблется от 0.002 до 11.2 м/сут. По химическому составу воды обычно гидрокарбонатные, реже гидрокарбонатно-хлорндные, а на побережье хлоридные в оснозном кальциево-натриевые или натриево-тсальциевые или смешанного катиопного состава.

ГЛАВА 4. ФОРМИРОВАНИЕ ЕСТЕСТВЕННЫХ РЕСУРСОВ ПОДЗЕМНЫХ ВОД ВОСТОЧНО-СИХОТЭ-АЛИНСКОГО ВУЛКАНОГЕННОГО ПОЯСА И ИХ ОЦЕНКА

Климатические условия территории создают благоприятные возможности для питания подземных вод за счет атмосферных осадков. Водораздельные части территории, сложенные пористыми базальтами, часто характеризуются развитием мощной зоны "коры

ъиьетршшни», которая слабо проницаема. На плотных разностях базальтов такие коры выветривания отсутствуют.

Основой питания подземных вод являются атмосферные летние осадки, которые формируются главным образом над акваториями и по химическому составу являются гидрокарбонатно-хлоридными смешанного катионного состава, часто натриевыми. Часть ресурсов подземных (свободных) вод формируется в результате инфильтрации при таянии снежного покрова. В прибрежных золах при значительных понижениях уровня подземных под происходит внедрение ' морских вод в горизонты подземных вод. При атом минерализация воды составляет от 0,76 до 17.4 г/л, а по химическому составу они становятся хлоридными натриевыми или смешанного кагионного состава. Имеются также участки ишрессии морских вод (долина р.Амур), где минерализация воды достигает 12.6-16.7 г/л (Н.П.Ахметьева, 1977; В.А.Калита, 1984).

Оценка естественных ресурсов подземных вод ВСАВП была произведена по четырем составляющим, которые включают: подземный сток в реку, подрусловой сток, родниковый ( в том числе и наледный) сток в морской береговой зоне и аквальный сток. Оценка наиболее активной части естественных ресурсов подземных вод проведена по речному стоку пяти зимних месяцев (январь, февраль, март, ноябрь, декабрь). Расчет модуля подземного стока производился но 32 постам на 24 реках с длительностью наблюдений за расходами води от 4 до 42 лет. В основном, водосбор (пост) охватывает несколько водоносных горизонтов, комплексов и зон трещмноватости.

Из 32 постов одиннадцать охватывают, в основном, фучдамент, дьадцать постов - нижний вулканогенный комплекс и один пост - водоносный комплекс олигоцен-миоценовых базальтов. Величина модуля подземного стока в реки за зимний период составляет 2.87 л/с •км*. Выявлены следующие особенности распределения подземного стока: на большей части территории модуль подземного сюка за зимний период составляет 2-3 л/с-кмг. В южных и центральных районах территории (вдоль побережья) эти величины повышаются до 6 л/с-кмг В северной части территории модуль подземного стока составляет От 2 до 3 л/с-км^ и менее. С увеличением высоты водосбора модуль увеличивается, но с удалением от береговой полосы моря для водосборов одной и той же высоты - уменьшается.

Для анализа модуля нодруслового стока все реки региона разделены на три категории по протяженности и особенностям формирования речного стока. К первой категории относятся реки, имеющие длину 300 км и более, ко второй категории- 150-300 км

и к третьей - меньше 150 км. Величина подруслового стока рек первой категории составляет 280 м-fycyT, второй - 960 м^/суг и третьей - 9000 м^/сут. Таким образом, общая величина подруслового стока с восточного склона Сихотэ-Алння в Татарский пролий и Японское море составляет 10240 м-^/сут или 118.5 л/с. Отсюда модуль подруслового стока с территории площгдью 90000 км^ равен 0.0013 л/с-км^.

Установлена сравнительно небольшая разгрузка подземных вод в виде родникового стока в морской береговой зоне в акваторию, минуя речную сеть. Расчет величины родникового стока осуществлялся путем выделения в береговой полосе участков, занятых бухтами, и участков прижима и крутых абразионных берегов. Линейный модуль родникового стока на ключевых участках бухт в среднем составляет 0.8 л/с-км, а для зон прижимов и крутых абразионных берегов - 0.3 л/с-км. Общий родниковый сток (весьма ориентировочный) составит около 850 л/с, а модуль стока, отнесенный ко всей площади водосбора .составит около 0.01 л/с-км^.

На территории в береговой зоне наблюдается разгрузка подземных вод из эффузивов ВСАВП в виде наледного стока. В этом регионе такое обилие наледей ранее никем не описывалось. Зафиксировано более 300 крупных и средних наледей, а также большое количество мелких. Объем наледей на ключевых участках на период их таяния составляет 300-500 м^, а модуль линейных запасов составляет в среднем (сугубо ориентировочно) 30 m-Vkm, а общий запас льда на участке развития наледей (п.Рудная Пристань - г.Николаевск-на-Амуре) в 1500 км составит около 45000 м-\ При этом модуль линейного стока в виде таяния наледей береговой зоны, отнесенный к площади водосбора, будет составлять 0.00004 л/с-кмА

В настоящее время ееличину. разгрузки подземных под в акваторию оценить трудно. Выявленные очага разгрузки подземных вод в акваторию связаны, в основном, с зонами выходов базпльтогшх толщ палеоцен-эоценового, олигоцен-миоценоного и плиоцен-нижнечетвертичного возрастов.. Можно предполагать, чго сеть участки, где разгрузка подземных вод связана и с зонами разломов. Субаквальная разгрузка подземных вод закартирована на глубинах от I до 10-12 м в прибрежной зоне (от берега по акватории до 1000 м) Татаоского пролива в районе бухт Табо-Чихачеиа (протяженность береговой линии на этом участке около 32 км). Собственно в бухте Табо такая разгрузка наблюдалась в виде маленьких грифонов высотой до 1 см с выходом газовых пузырьков п дебитом 0.001 л/с. Однако, при отборе проб морской поды в этом районе значительных аномалий (понижение минерализации поды) выявлено не было. Хотя в сравнении с минерализацией морских вод

н Татарском проливе в целом (31-33 г/л) минерализация морских иод в бухте Табо несколько ниже и составляет 26.1-29.4 г/л. По химическому составу воды бухты являются хлоридными натриевыми. Кроме того, при отливах на побережье были обнаружены многочисленные (более 30) выходы пресных подземных вод, фильтрующихся через пляжную гальку, дебит которых составляет от 0.1 до 0.2 л/с-каждый. Помимо этого в северной части бухты Чихачева в 300 м от устья реки Татарки при отливе вода пресная. Это объясняется и частичной разгрузкой подземных вод, которые встречаются через 30-50 м. Таким образом, величина аквалышй разгрузки подземных вод собственно в акваторию или через пляжную гальку на описанном выше участке составляет до 10 л/с. Отсюда модуль линейного субаквального стока на этом участке равен 0.31 л/с-:см.

Таким образом, модуль гюдземного стока в реки за зимнцй период составляет 2.87 л/с-км*, подруслового - 0.0013 л/с-км^, родникового (в акваторию) - 0.01 л/с-км^, нал одного (в акваторию)

- 0.00004 л/с-км^, субаквального (для отдельных участков) - 0.3 л/екм (линейный). Отсюда модуль площадного стока составляет 2.88 л/екм^, а модуль линейного подземного стока береговой зоны

- 4.2 л/с-км. Таким образом, основные ресурсы подземных вод сосредоточены в подземном стоке в реки.

ГЛАВА 5. ОСОБЕННОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ И ОХРАНЫ ПОДЗЕМНЫХ ВОД ВОСТОЧНО-СИХОТЭ-АЛИНСКОГО ВУЛКАНОГЕННОГО ПОЯСА

Основными источниками водоснабжения являются четвертичные отложения, неогеновые и мбл-палергеновые толщи собственно ВСАВП. В основном, отбор воды для водоснабжения городов и населенных пунктов осуществляется из одиночных скважин и групповых водозаборов, а иногда и колодцев.

Для восьми вулканогенных гидрогеологических бассейнов ВСАВП (в пределах Хабаровского края) была произведена региональная оценка эксплуатационных запасов подземных вод (Караванов, Любарская, Петренко, 1979). Общие эксплуатационные запасы подземных вод этой части ВСАВП составляют 69376 л/с или 5990 тыс. м^/сут. а средний модуль эксплуатационных запасов равен 3.39 л/с-км^. Он превышает модуль естественных ресурсов подземных вод (2.88 л/с-км^). Поэтому упомянутый модуль эксплуатационных запасов не должен, вероятно, превышать 2 л/с-км2.

Чрезмерная эксплуатация водозаборных скважин в береговой зоне приводит к частичному подсосу морских вод (гг.Сопстская Гавань, Вашшо). Несоблюдение санитарных зон у водозаборов влечет за собой повышение в них содержания хлоридов (до 674 мг/л) и сульфатов (до 112 мг/л), появление нитратов (до 10.5 мг/л), изменение катиоштого состава вод и даже появление в отдельных случаях бактериологического загрязнения.

Низкой степенью защищенности подземных под от загрязнения характеризуются территории распространения гидрогеологических бассейнов, сложенных, главным образом, кайнозойскими базальтами и андезитобазальтами. Здесь отсутствуют мощные водоупоры, а с поверхности породы преимущественно пористые, трещиноватые. Очень низкой степенью защищенности подземных вод обладают совремнные отложения речных долин, представленные терригенными (гравий, галька, пески, валуны) осадочными отложениями.

Исследования показывают, что для мелкого водоснабжения в регионе широко используются подземные воды зоны трещиноватости кислых и средних по составу вулканогенных пород верхнемелового-палеоценового возраста и интрузивных образований. Дополнительное наличие ресурсов подземных вод можно получить за счет месторождений подземных вод, приуроченных к долинным расширениям, где ниже аллювиальных толщ залегают пористые базальты и андезитобазальты совгаванской свиты, месторождений подземных вод, приуроченных к вулканогенным и вулканогенно-осадочным породам сизнманской и кузнецовской свит, сложенными, главным образом, базальтами, а также, поиска и разведки новых месторождений подземных вод, связанных с пористыми базальтами и андезитобазальтами совгаванской, кизинской свит п гранатовой толщи.

ВЫВОДЫ

В результате проведенных исследований можно сделать следующие выводы.

1. Впервые ВСАВП рассмотрен как гидрогеологическая спстема, расположенная в зоне сочленения континентальной окраины и акватории, условия формирования подземных вод которой определяются единством взаимосвязи геолого-структурных и физико-географических факторов.

2. Пластовые скопления подземных вод приурочены к палеоген-нижнечетвертпчкым, преимущественно вулканогенным толщам основного состава и вулханогенно-осадочным отложениям,

эффузивные толщи кислого и среднего составов образуют основные скопления подземных вод только в верхней трещиноватой зоне. В основу гидрогеологической стратификации региона положена неоднородность разреза вулканогенных толщ по характеру распространения подземных вод.

3. На основе геофизического и геологического материала доказано, что вулканогенные гидрогеологические бассейны и адбассейны ВСАВП продолжаются в прилегающие акватории Охотского и Японского морей вплоть до Восточио-Сихотэ-Алинского разлома, который является границей с Сахалинской гидрогеологи ческой схладчагой областью.

4. При подсчете величины модуля подземного стока в реки были выявлены следующие закономерности: а) с увеличением высоты водосбора в основном увеличивается и модуль; б) при движении с запада на восток (ближе к морю) и с севера на юг модуль подземного стока также увеличивается; в) на модуль стока влияет геологическое строение водосбора, там где породы представлены вулканогенными толщами основного состава, модуль стока становится больше.

5. Впервые для региона оценка естественных ресурсов была произведена по четырем составляющим: подземному питанию рек, подрусловому стоку, родниковому и ндледкому стоку в береговой морской зоне и субаквальному стоку. Рассчитанные но этим составляющим естественные ресурсы подземных вод характеризуются модулем око^о 3 л/с-км .

ОСНОВНЫЕ ОПУБЛИКОВАННЫЕ РАБОТЫ

1. Опыт выделения субмаринных подземных водоносных систем на шельфе и прилегающих акваториях // IX Всесоюз. совещание по подземным водам Сибири и Дальнего Востока: Тез. докл. - Иркутск - Петропавловск-Камчатский, 1979. - С. 116-117. Соавтор Караванов К.П.

2. Некоторые аспекты гидрогеологии дальневосточных морей и прилегающих акваторий. - Хабаровск, 1981. - 18 с. - Деп. во ВИНИТИ 27.XI.81. N 5613-81.

3. Гидрогеологические ' исследования ори изучении нефтегазоносности переходной зоны от континента к Тихому океану // IV Всесоюз. конференция "Шельф: проблемы природопользования и охраны окружающей среды": Тез. докл. -Владивосток, 1982. - С. 78-79:

4. Прогноз гидрогеологических условий подводной северовосточной окраины Азиатского материка // Гидрогеолога чеекке

исследования восточных районов СССР и некоторых стран Азии. -Иркутск, 1983. - С. 18-28. Соавтор Караванов К.П.

5. Прогноз гидрогеологических условии Татарского пролива по геофизическим данным // XII Всесоюз. совещание по подземным подам Снбнрц, и Дальнего Востока: Тез. докл. - Иркутск - Южно-Сахалинск, 1988. - 19 с.

6. Формирование ресурсов подземных вод вулканических образований Нижнего Приамурья // Советско-китайский симпозиум по геологии и экологии бассейна реки Амур: Тез. докл. -Благовещенск, 1989. - Ч. Ill (I). - С. 23-24.

7. Современные геоморфологические процессы на побережье Японского моря и Татарского пролива п пределах Восточио-Сихотэ-Алинского вулканогенного пояса // Геоморфологическое строение и разлитие зон перехода от континентов к океанам: Тез. докл. Всесоюз. сопещ. - XX Пленума геоморфологической комиссии All СССР. - Владивосток, 1989. - С. 59-60. Соавторы: Махипоп A.II., Караванов К.П.

8. Раздел "Геологическое строение" // Полные ресурсы Хабаровского края. - Монография. -'Хабаровск, 1990.

9. Раздел "Ресурсы подземных под восточной части зоны БАМ" // Водные ресурсы Хабаровского края. - Монография. -Хабаровск, 1990. Соавтор Клрапаноп К.II.

10. Раздел "Гидрогеологические бассейны кайнозойских вулканических структур" // Подземные поды восточной части зоны БАМ. - Монография. - Хабаровск, 1992. Соавторы: Калита В.А., Караванов К.II.