Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Условия распространения и формирования подземных вод в гидрогеологических структурах Южно-Гобийского региона Монголии

ВАК РФ 04.00.06, Гидрогеология

Автореферат диссертации по теме "Условия распространения и формирования подземных вод в гидрогеологических структурах Южно-Гобийского региона Монголии"

3 2<

ШИС1ЕРС1В0 ПАШ, КИСШЕЙ ШКОДЫ II,ТЕХНИЧЕСКОЙ ШШГОШ1 РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Санкт-петербургски я ордена Ленина, ордена Октябрьской Рэволвдии и ордена Трудового Красного Знамени горный инотитут им.'Г.В.Плеханова

На правах рукопиоя

МУСШЫН Алей

УСЛОВИЯ РАСПРОСТРАНЕНИЯ И ФОРМИРОВАНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ СТРУКТУРАХ Ю1НО-ГОБИЙСКОГО РЕГИОНА МОНГОЛИИ

Специальность 04.00.05 - Гидрогеология (

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Санкт-Петербург - ТЬ52

Работа выполнена на кафедре гидрогеологии и инженерное геологии Иркутского политехнического института.

Научный руководитель: доктор геолого-минералогическнх наук,

профессор В.Н.Степанов

Официальные.оппоненты: доктор геолого-минералогических наук

профессор Е.А.Басков

кандидат геолого-минералогических на доценгм.А.Мартынова

Ведущее предприятие: НИИ "Зарубежгеология".

Защита диссертации состоится ^^ " ^¿о^/? j* 19 р м/<?» ча0- II Оо и ыин> на еаоеданли специализированного пета Д.063.15.07 в Санкт-Петербургской горной институте по адреоу: 199026, г.Санкт-Петербург,- 21 линия, д.2, ауд. П58

С диссертацией иовно ознакомиться в библиотеке институ

1 Автореферат разоелан "_I&52 г.

УЧ01ШЛ секретарь специализированного совета к.г-м.н., доцент

А.В.Кузьмин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

' • . "* i

'ü.'^L^j Актуальность работы. Интенсивное развитие народного хозяйства МНР и осуществление мероприятий по реализации Продовольственной программы в стране реако увеличивает потребность в $оде высокого качества для хозяйственно-патьерого и сельскохозяйственного назначения.

Район исследований относится к аридноа зоне, занимающей о.вд.р половины территории Ионголии. Здесь, в условиях практически полного отсутствия поверхностного стока и незначительной величиа11 атмосферных осадков, единственным надеиным исгочникон водоснабяения являются подземные воды. Найти воду для этих пустынных земель - значит способствовать дальнейшему развитию отгонного животноводства, орошаемого земледелия, горно-рудной и перерабатывающей промышленности. В эюй связи перед геологической службой страны поставлены весьма акгуалыше задачи в области изучения гидрогеологических услшзий гобийских степных зон, а также оценки эксплуатационных запасов и прогнозных ресурсов подземных вод в районах действующих и намечаемых к строительству промышленных и сельскохозяйственных объектов и некоторых насоленных центров, испытывающих дефицит в воде.

Основной целью исследования явилось: систематизация гидрогеологических структур на основе исюрии их геологического • развития и классификационных признаков; проведение детального структурно-гидрогеологического районирования, изучение условна формирования подземных вод я выделение наиболее перспективных гндрогелогичеоких структур для выявления крупных меоюролде-наа подземных вод в засушливых районах Юяно-Гобиаского региона ШР; изучение условий формирования и распределения подземных вод в поровых, трещинных и трещинно-жильных коллекторах разных типов гидрогеологических структур региона.

Исходный материал, положенный в основу диссертации, представляет собой резулыати исследовании, проводившихся сектором гидрогеологии Геолого-проиэводсхвенно-исследовательокого института при Госцентре геологии ШР и Монгольский техническим университетом по теме "Условия скопления а распространения пресных в солоноватых подземных вод в аридной зоие Ш'п, и которых автор принимав непосредственной участие начиная с Iг,

При ; .. над диссертацией были испольаоиани шиермады

поисков, предварительной и детальной разведки подземных вод с целью водоснабжения г.Даланзадгада. Кроме того, в настоящей диссертации использованы фовдовые и опубликованные материалы геолого-гидрогеРлогических и геофизических исследований раэ* лич^ных советских и монгольских геологических организаций И отдельных аыоров.

Научная новизна работы заключается в той, что в ней на основе структурно-гидрогеологического районирования рассмотрены и впервые систематизированы с современных позиций представления об условиях распеделения подземных вод в гидрогеологических структурах Юяно-Гобииского региона Монголии, выяснен ряд закономерностей в условиях формирования ресурсов к состава подземных вод, установлены благоприятные источники питания подземных вод, определены перспективные коллекторы в горных породах для формирования крупных скоплений подземных вод, способных удовлетворить потребности -водоснабяения населенных пунктов и сельскохозяйственных обьекюв региона, оценены возмоености экстраполяции выявленных закономерностей формирования подземных вод на другие регионы страны, находящиеся в близких структурно-геологических и климатических условиях.

Практическая ценность работы состоит в том, что результаты выполненных исследований позволяют: выделить гидрогеологические структуры, благоприятные для формирования иесторокде-ний подземных вод; прогнозировать водообильность различных гидрогеологических структур; рекомендовать конкретные площади в пределах перспективных структур для постановки поисково-разведочных рабог ыа воду. ,

Методы структурно-гидрогеологического анализа закономерностей распределения и формирования подземных вод в аридных зонах Монголии в целок-могут быть использованы в регионах,' где

подокне * _

имеет нестеуГБ'адого-струк1урных к природных условии. Определе-нв предварительные прогнозные водопритоки в карьер 1аван-1ол-гойского угольного месторождения.

В работе защищается следущие положения: I. Гидрогеологические условия Юано-Гобийского региона Монголии определяется наличием трех основных типов гидрогеологических структур:

а - Гурвансайханского, Цэцэйульского, Ханхоигорского и других гидрогеологических массивов;

б - Даланзадгадского, Булганского, Балгасын-уланйурского и других гидрогеологических бассейнов, а такле

в - обводненных тектонических разломов.

Для 31их гидрогеологических структур характерно распрост-ранениэ соответственно трегдинно-грунювых, порово- и трещинно-пластовых п трегршяо-лильных подземных вод.

2. Наиболее благоприятными для формирования месторолдепия подзенннх вод с ресурсами, обеспечпвавцимп устойчивое водос-Паблснпе, является порово-трещшшне коллекторы зсп выветривания погребенных пассивов - блоков палеозойского фундамента

й трешшно-яилыше води обводненных тектонических разломов.

3. При благоприятных условиях.питания подземных вод перспективный!? для формирования месторождений иогут бнть поровые коллекторы в дедювиально-пролввналышх отлодениях конусов выноса предгорных шлейфов и в отлояениях временных поверхност-пих водотоков.

Ц. Для обеспечения устойчивого водоснабления и.эффективной охраны подземшк вод необходима организация централизованного водоспабаения населенны:! пунктов на баээ использования наиболее перспективных месторождений подзенннх вод, а для во-дообеспс-чения пастбищного яивопюводства - широкое пспользова-ние подгемннх вод локальных обводненных структур - текюничео» ких разломов и конусов Еьшоса предгорных шлейфов.

5. При изучении условий формирования подземных вод и закономерностей обводнения нэсторозденпп полезных пскопаемих в качестве метод алогической основы долзпн быть использовано принципы структурно-гидрогеологического анализа, позволяющие обосновать рациональный комплекс работ на каждой стадии гидро-гсологическпх псслсдсваней.

Реализация работ:; осуществлена определенней гагбсдео пзро-аоктвных коллекторов аестороядениц подзенннх вод для оодсснаб-~егг;тя касеяйпшгх пунктов н селгокохозядотвопямс объектов. Результат исследований использована в учебном процессе по кур-саг-: "региональная гидрогеология", и "Иодзеанкз воды Монголии". По ?той проблеме написано 6 дяплсаяых проектов студентами Монгольского технического университета.

Подготовлены и переданы в геологические организации ЯНР рекомендации о поисково-разведочных работах в перспективных гидрогеологических структурах Гяно-Гобийского аймака МНР. Мето

ды структурно-гидрогеологического анализа получили применение на производстве, в работах выпускников Монгольского технического университета б последнее время.

Апробация работ. Основные положения диссертации докладывались на конференциях Монгольского политехнического института (Уланоаюр, 1985-1990), на У1 и УН международных научных конференциях Керуленской экспедиции (Иркутск, IS89, Уланбатор, 1991), на международной научно-практической конференции, пос-вяце::чоя 50-летию геологической слулбы МНР (Уланбатор, 1989), а также на научных семинарах кафедры гидрогеологии ЛГИ (Ленинград, 1990), кафедры гидрогеологии и бурения Монгольского политехнического института (Улапбатор, IP88-I990),'кафедры гидрогеологии и инженерной геологии Иркутского политехнического института (Иркутск, I969-I9S0).

Публикации. Результаты исследований по теме диссертации опубликованы автором в II работах.

Объем работы. Диссертационная работа сосюит из б глав, введения и заключения, изложена на /¿^страницах машинописного текста и сопровождается rti рисунками, таблицами и списком литературы из /^сс7наименований.

Работа выполнена на кафедре гидрогеологии и шшенерноя геологии Иркутского политехнического института под руководством доктора геолого-мпнералогических наук, профессора В.Н.Степанова, которому автор выранает глубокую благодарность и искреннею признательность.

Авюр очень признателен тону, что при выполнении настоящей работы пользовался действенной помощью и поддерякой со стороны коллектива кафедры гидрогеологии и инженерной геологии_ Иркутского политехнического института и кафедры гидрогеологии и бурения Монгольского технического университета. Пользуясь случаем, диссертант благодарит доцента Иркутского политехнического института Ю.Н.Диденкова за ценные советы и помощь в процессе работы шд темой.

С0ДЕР2АНИЕ РАБОТЫ I. ОБЗОР ГЕОЛОГО-ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКОЙ ИЗУЧЕННОСТИ

Район pa6oi изучен весьма неравноиер _ -^.чбодее изученной территорией является участок горнах с. ^-ейГ-й Гурвак-Сайхан.

Сведения о геологическом строении и гидрогеологических условиях района по времени проведения исследования мрено разделить на Ч периода: первый охватывает конец XIX и начало XX вв. Он характеризуется маршрутными исследованиями русских путешественников, носившими, в ochobhoy, географо-этографическиа характер.

Характерной особенностью II периода (от 20-х до 40-х гг.) является .систематическое полевое изучение геологического строения, а iaxs.e появление материалов по гидрогеологическим условиям региона.

В течение III периода (40-е - 70-е гг.) в Еашо-Гобийском регионе продолжались поисково-разведочные на воду работы. В это время были опубликованы крупные обобщавшие работы по результатам гидрогеологических исследований: А.Т.Иванова "Подземные воды Монгольской Народной Республики" (1558 г.), П.А.Деревянно "Сельскохозяйственное водоснабжение Монгольской Народной Республики" (1958 г.) и Н.А.Ыаринова и В.Н.Попова "Гидрогеология Монгольской Народной Республики" (1963 г.), в которых приводится большой фактический материал по гидрогеологии региона.

Четвертый период, начавшийся в 70-е годы и продолжающийся в настоящее время, характеризуется продолжением планомер- ■ них гидрогеологических исследований. В эют период проводятся мелкомасштабная съемка, поисково-разведочные работы на воду, организованы системные реяимные наблюдения. Обширные обобщения по гидрогеологии МНР сделаны в этот период в 3-х томной монографии "Геология Монгольской Народцоя Республики" (1973-1977) под ред. Н.А;Царинова.

г. ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ПОДЭЕШШ вод

По схеме физико-географического районирования Погодин, составленной Э.М.Мурэаевым, изучаемая территория огносится к бессточным баосейнаы Центральной Азии. Этот регион представляет собой пустынную и полупустынную зоны тион Гобя и захватывает Булганокую, Даланзадгадскую, Мацлайскую, Галгасык-Удац-нурскую впадины, а также юашуи часть Хот оуекло, Цэцэшзкоа, Гурвансайханское горные сооружения. Абсолиг.ше oiметки поверхности колеблются от 1320 до 2Р20 и над уриыюи мори.

В Гнно-Гобинскои регионе климатические уо.ипшп шраш ро-

шавщую роль в питании -подземных вод. Главные особенности климата региона - резкая континешальность, резкая омена сезонов года,, значительная сухость воздуха и небольшое количество атмосферных осадков на большей части страны, что объясняется подменяем Монголии в центре Азиатского континента и значительным удалением от морей и океанов.

. „ Среднегодовое количество атмосферных осадков в регионе изменяется от 117,5 до 132,6 мм. Около 95% годовой суммы'осадков выпадает в период с мая по октябрь. Распределение атмосферных осадков по сезонам имеет существенное значение для питания подземных вод. В цежгорных впадинах, где температура летом высокая и мало выпадает осадков, эффективна роль весенних осадков, а роль летних осадков в питании подземных вод менее значительна вследствие интенсивного испарения.- Обратные соотношения тепла и влаги наблюдается в горных массивах, где количество осадков с высотой увеличивается, а приток тепла уменььается. Расход влаги на испарение здесь невелик и часть выпадающих в горнил массивах осадков расходуется на питание подземных вод.

В геологическом отношении исследуемый регион расположен в центральной часги Шно-Гобийской складчатой сисгеы и отличается весьма сложным геологическим строением. Среди слагающих его пород установлены девонские, карбоновые, пермские, меловые, палеогеновые, неогеновые и четвертичные огдожения.

.Для Юшно-Гобийского региона, как и для всей Шно-Ыонгольс-кой складчаюй системы, характерно блоково-глыбовое огр^ние, что.определяется сочетанием различно ориентированных систем тектонических разломов. Блоковое строение согласуется с общим простиранием линейных складчатых структур, разделенных много-•численными разломами.

В ге Оюгическом отроении региона отчегливо выделяется два структурных комплекса. Нижний характеризует геосинклинальный этап развития, а верхний обладает всеми при знаками орогенного этапа. Его начало соотносится с орогенной активизацией в мезозое, коюрая привела к формированию блоковых структур - крупных впадин - грабенов и разделяющих их поднятий - горсюв.

Этап новейшей активизации региона начался в конца олиго-цеиа - начале миоцена. Регион испытал в это время мощные блоковые дислокации, происходившие по глубинным разломам, заложенным в палеозое. При этом возобновились тектонические подвиж-

Ь

ки, сопровождаемые появление« молодых региональных разломов юперечного направления и разрывных нарушения разного ^нака. Гаким образом, относительно короткий во временя, но тектонически более активный, чем все предыдущие, кайнозойский эгап геологического развития имел решающее значение для формирования современных геологических структур исследуемого региона а, следовательно, гидрогеологических структур с различными коллекторами подземных вод.

3. С1РУК1УРН0-ГИДР0ПШ0П1ЧЕСК0Е РАЙОНИРОВАНИЕ

В основу гидрогеологического районирования положены принципы структурно-гидрогеологического анализа, задачей которого является определение общих закономерностей формирования коллек-торских свойств горных пород и условий распределения в них подземных вод, а гапае изменения эгих свойств и условия под влиянием естественных и техногенных процессов. Необходимость структурно-гидрогеологического анализа обуоловлена тем, что эпигенез последних этапов геологического развития обычно полностью преображает гидрогеологические структуры, оказывает влияние на проницаемость горних пород и характер водопроводящих каналов и, тем самым, на условия движения подземных вод, на формирование ;1х ресурсов и состава.

Выделение гидрогеологических структур обусловлено отличиями в направленности геологических процессов и особенностями распределения подземных вод в коллекторах горных пород.

В соответствии с принципами структурно-Гидрогеологического анализа и систематизации гидрогеологических структур применительно к основным геоструктурнчм элементам центральной части Юяно-Гобийского региона Монголии, а такие учитывая основные различия в распределении и формировании подземных вод, представляется возможным выделить в-регионе следующие гидрогеологические структуры: массивы, бассейны и обводненные разломы.

<». ОСНОВНИЕ 1ИП11 ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ СТРУКТУР Ш0-Г0БИЙСК0Г0 РЕГИОНА '(.I Гидрогеологические массивы

Данные структуры объединяют преимущественно прямолинейные

о

или дугообразные массивы разновозрастных магматических, метаморфических и консолидированных осадочных пород, которые подняты восходящими тектоническими движениями выше базиса эрозии и характеризуются развитием зон трещиноват ости и кор вывегрива ния. Особое место занимают погребенные массивы, поверхность которых находится ниже современных базисов эрозии. На современно этапе геологического развития эти массивы расположены в контурах гидрогеологических бассейнов и отдельными поднятыми блоками разделяют их на впадины более высоких порядков. Коллекторс-кие свойства массивов определяются трещиноваюстью горных пород в зоне выветривания, проникающей на глубину до 100 м, и за туханиеы трещиноватости с глубиной, а также характером песча-но-глинистого заполнителя трещин.

Существен ое влияние на формирование состава и ресурсов подземных вод гидрогеологических массивов оказывает состав и мощность коры выветривания горных пород. Условия для инфилм-рации атмосферных осадков в обломочной коре выветривания, хара терной для высокогорных структур (отдельные горные массивы хребюв Дунд-Саяхан иЗун-Сайхан.), весьма благоприятны, чему Ь значительной степени способствует наличие крупных полосой между обломками горных пород и отсутствие глинистых продуктов,

В регионе преобладают среднегорные структуры, абсолютные огмегки которых изменяются 01 1400 до 1900 м, и характеризующиеся развитием рыхлообломочнои коры выветривания и, следовательно, несколько худшими условиями проницаемости я водообмена по-сравнению с высокогорными массивами.

Рыхлые тонкодисперсные продукт выветривания горных пород пизкогорных погребенных пассивов, которые характерны для предгорных районов, препятствуют аккумуляции подземных вод в зоне вшетриван^ и интенсивному водообмену. Характерным типом подземные Я°Д гидрогеологических массивов являются трещин-но-грунтл-еые В°ДЫ» распространенные в гидравлически связанных Трр^нах зоны внгетривания.

Гидрогеологические массивы Сжно-Гобияского региона по структурному признаку относятся к орогешшм; по морфосгруктур-ному являются блоковыми. Отдельные блоки орогешшх массивов от лячаются высокой степенью метаморфизма, «нравн?калием проч-ностН!ах_ и других '^иьлко-коуанич^ских свойств горных пород, чт< Е'КЛ/ЧКТЬ й.{ в Группу Круг. ¡и.г>1Г,Ч*;ККУ. мо о сипов, ПЛй

которых характерно бессистемное распределение открытых водоносных трещин, распространение коюрых не ограничено литологи-ческими границами или другими геологическими поверхностями. В регионе такими кристаллическими массивами является горные сооружения Гурван-Сайхан. Номогон, Цэцэй-ула и Ханхонгор, среди которых более полно изучен горный массив Гурьан-Оайхан.

Гурвансайханский гидрогеологический массив приурочен к одноименной горнов системе, в которой выделяется отдельные хребты Барун-Сайхан, Дунд-Сайхан, Дзун-Сайхан. Отличительной особенностью этих хребтов являются крутые северные склоны и пологие гашые, а также наличие в нижней части склонов "пьедесталов" (бэлей), одоленных, главным образом, деяювиально-пролввиаль-ныаи отложениями.

Грещиноватость горных пород этих кристаллических массивов крайне неоднородна по площади распространения и глубине трещин. Глубина распространения трещин в туфогенных песчаниках, алевролитах, яишовидных и других породах изменяется от 10-15 до 80-100 и и более. Ширина трещин в приповерхностной зоне этих пород массива колеблется от долей миллиметра до нескольких сантиметров, но в основном преобладают неширокие трещины, о чем свидетельствуют и небольшие дебита родников, приуроченных к этим горным породам. Дебиты родников в зоне выветривания Гурвансаяханского массива колеблются от 0,02 до 1,4 л/с, увеличиваясь в периоды выпадения атмосферных осадков. Дебиты аратских колодцев, каптирующих трещияно-грунтовые воды в коллекторах палеозойских образований, незначительны и составляют 0,080,33 л/с при понижениях уровня па десятые доли негра.

Гурвансайханский пассив, в котором выделяются высокогорные и среднегорные струк-уры, является раскрытый, для него типичны открытые каналы з крупнообломочноа коре выветривания и в трещинах горных пород, чей обусловлены энергичный водообмен, характерный для этого массива, и повсеместное распространение пресных гидрокарбонатных вод различного катионного состава с минерализацией до 0,5 г/л (табл. I).

Питаниэ подземных вод происходит за счет инфильтрации атмосферных осадков и конденсации водяных паров. 1регянно-г?унто-вые воды безнапорные. В целом, структурно-гидрогеологические особенности массивов и аридный характер климата свидетельствуют о невысоких фильтрационных параметрах трощинних коллекторов

1аблица I

Характеристика подземных вод Сяно-Гобийского региона

Типы гидрогеологических структур Подземные воды

Типы Небиты родников д/с Удельные дебиты скваяин или колодцев л/с Минерализация г/л Ионный состав

Гидрогеологические массивы Грещин-но -грунтов 0,02 -1.4 0,06-0,3 3 до 0,5 ПССЦ + Со НС03 -г JWg

Гидрогеологические бассейны Порово-и трещи но-плас о.з-£2.0 0,02-3,0 0,3-4, HCOj-Sa^i-Ca-Ma 0t£-S0„ -г Na-Ca So „-се * Ca-Na

Обводненные разломы Грещин-но-жиль ные 3,2" 21,0 до 30,0 0,2-0, HCOi -г Ca-JVIg 8НСОь-$О^Са-Ко ЗО^-НСОа-rNa-C:

и неблагоприятных условиях для формирования крупных местороа-дений трещинно-грунтовых вод. Однако в условиях крайнего дефицита кондиционных вод трещинно-грунтовые воды используется в

регионе для питьевых целей и водопоя скота кочующих аратов при отгонном нивотноводстве. Для этих целей в настоящее время эксплуатируются аратские колодцы и отдельные родники.

4.2 Гидрогеологические бассейны Гвно-Гобийского региона

Общей чертой всех гидрогеологических бассейнов региона, несмотря на различия в морфологии и размерах, является преобладание процессов аккумуляции орогенных осадков, вынесенных со стороны областей сноса в опущенные блоки фундамента. Лиюло-гические особенности формирующихся слабометаморфизованных осадков обуславливают отчетливую, порой контрастно проявленную, дифференциацию фильтрационных параметров пластовых образований, выделение в бассейнах проницаемых, хорошо филырующих пластов -водоносных горизонтов и ограничивающих их водоупорных пластов.

Гоолого-структурние особенности меягорных блоковых гидрогеологических бассейнов региона, выполненных лишфицированны-' ын осадочными отложениями мезозоя и рыхлыми осадками кайнозоя

предопределили своеобразие гидрогеологических условия бассейнов, которое проявилось в формировании преимуиественно трещин-нй-пласювых коллекторов подземных вод в консолидированных мезозойских образованиях и порово-пластовых - в рыхлых отложениях кайнозоя.

На терриюрии региона к наиболее крупным впадинам, имеющим значение для формирования крупных скоплений подземных вод, относятся Булганская, Даланзадгадская, Балгасын-Уяаннурская и др.

Порово-пластовые коллекторы иеягорных бассейнов распространены почти повсеместно. Они представлены пролювиальнсьделю-виильными,, пролювиальными и аллювиальными, озерно-аллювиальны-ми и озерными коллекторами, поверхностного смыва, конусов выноса, сухих русел и озерной деятельности.

Аллювиальные коллекторы подземных вод распространены в средней части Даланзадгадского и Булганского бассейнов в форме узких линейных локальных структур, заполняющихся в^дой только в период обильных дождей. Водовмещающие породы представлены песками различной зернистости с гравием, галькой, иногда валунами. Мощности их колеблююя от нескольких до 30 м, водонос-, ность незначительна. Это связано 'с небольшим количеством атмосферных осадков и аридностью климата. Об этом свидетельствует дебит родника Хуйтэн-булаг в бассейне Даланзадгада, изменяющийся от 0,3 до 1,2 л/с. Состав подземных вод неоднородный. Вблизи границ бассейна воды по химическому составу суль-фатно-гидрокарбонатныё натриевые, пресные (0,4 г/л), а к центру впадины наблюдается повышение минерализации до 0,9 г/л.

' Пролювиальные коллекторы бассейнов формируются при переносе и отлояении временными поюками продуктов выветривания из высоко- и среднегорных массивов. При этом в некоторых бассейнах, например в Даланзадгадском, по периметру массива образуются сливающиеся пролювиальные шлейфы. В зависимости от энергии временных водотоков и уклона поверхности рельефа пролювиальные коллекторы представлены щебнисто-галечным материалом, бистро сменяющимся как в разрезе, так и по простиранию. Мощное:* отлоае.чяй изменяется от нескольких до 60-70 м, Мощность воден сотого xr.pi! зонта, в Даланмдгадскои бассейне в этих отложениях и:- ; ЯСЯ ОН до-. 56 М.

Воден ость пролг- . .ьных. коллекторов довольно лнаоксы, о чем свид,■ льстнуот -..»не опытных откачек. Удсдьнио деоити

скважин изменяются от 0,8 до 3 л/с, а дебит родников колеблются от 0,3 до 2 л/о Сои. тайп. I). Химический состав порово-пластовых вод пролювиальных коллекторов во всех бассейнах гид-рокарбонатно-сульфатныл или сульфатно-гидрокарбонатний кальци-ево-натриеьый. Минерализация подземных вод изменяется от О,Ч до 0,9 г/л. Иногда встречаются слабосолоноватые воды.

Пролювиально-делюьлальные .коллекторы распространены в краевых частях всех бассейнов региона в основании горных массивов. К пролювиально-делювиальнын коллекторам приурочены порово-плас-товие воды. Мощность водоносных отложений колеблется ог 20 до 60 н. Удельные дебшы при откачке скважин изменяются от 0,3 до 0,9 л/с. Химический состав подземных вод горизонта описываемых отложении пестрый: встречаются гидрокарбонатно-сульфатные, хлоридно-сульфатные и сульфатно-хлоридные воды. В катионноц составе преобладают натрий п кальций. Минерализация подземных вод изменяется от 0,7 до 1,2 г/л.

О зерно-аллювиальные коллекторы распространены в центральных частях Даланзадгадского и Балгасын-Уланнурского бассейнов. Они состоят из дисперсных песчано-гллнистых пород с небольшим количеством щебнисто-галечникового материала. Ограниченные фильтрационные свойства этих коллекторов неблагоприятны для формирования крупных запасов подземных вод. Но, в некоторых местах Балгасын-Уланнурского бассейна при благоприятных условиях в оэерно-аллювиалышх коллекторах формируются значительные скопления подземных вод, имеющие значение для кочующих врагов.

. В порово-пласговых водах этих отлоаеннй Балгаиын-Уланнур-ского бассейна отмечается горизонтальная гидрогеохимическая зональность. В краевых частях бассейна минерализация подземных вод изменяется от 0,3 до 0,6 г/л при сульфатно-гидрокарбонатном составе, а в центральной приозерной части минерализация этих вод увеличивается до 3 г/л с гидрокарбонатно-сульфатньш, сульфатно-хлорвднш анионным составом.

Трещинно-пластоБые: воды бассейнов приурочены к консолидированным отлояениям, коллекторские свойства которых обусловлены диагенетической трещиноватостью, разуплотнением пород и иироко проявленной тектонической трещиноватостью. Об ограниченной водообилыюсти консолидированных осадочных пород свидетельствуют удельныо дебит скважин при- откачках. Следовательно, структурно-гидрогеологические особенности консолидированных

осадочных -отложений межгорных бассейнов Южно-Гобийского региона свидетельствуют о неблагоприятных условиях для формирования значительных запасов трещинно-пласювкх вод в пределах трещинных коллекторов.

Особенностями мезозойских орогенных отложений Булганского бассейна являются заметные различия в степени метаморфизма и дислоцированноети пород. Верхнемезозойские образования, находящиеся в южной приподнятой и северной - опущенной ступенях -блоках, имеют контрастные огличая по вод стабильности, химическому составу и минерализации подземных вод. Эти ступенчатые блоки разделены Булганским обводненным разломом. В южном блоке удельные, дебигы сквакин при откачках изменяются от 0,2 до 1,0 л/с. Химический состав воды сульфатно-гидрокарбонатный кальци-ево-натриевый. Минерализация колеблется от 0,28 до 0,ад г/л. В северном блоке удельные дебиты скважин колеблются от 0,04 до 0,60 л/с. Минерализация воды здесь увеличивается до 4 г/л. Состав вод изменяется от хлоридно-сульфатного до сульфатно-хло-ридного калъциево-натриевого. Положение мезозойских осадочных пород на различных гипсометрических уровнях в результате перемещения блоков палеозойского субстрата определяет разнообразие химического состава и минерализации трецинно-пласювых вод.

Питание подземных вод бассейнов региона, в основном, метеогенное. Атмосферные осадки, выпадающие на площади бассейна, принимают участие-в восполнении ресурсов подземных вод, но их роль здесь, очевидно, менее значительна, чем атмосферных осадков, выпадающих в обрамляющих горных массивах. Объясняется это меньшим количеством осадков и худшими фильтрационными свойствами основных пород. Инфильтрация атмосферных осадков в бассейнах происходит там, где проложены русла вреыенннх водотоков, состоящие из крупнообломочных коллекторов. Кроме того, питание подземных вод в бассейнах монет происходить по зонам разрывных нарушений. Разгрузка подземных вод.при близком их залегании от поверхности осуществляется по зонам тектонических нарушений, к ксторим приурочены выходы родников. Не исключена возможность перетока части подземных вод бассейнов через мелструк-турный разлом в смехнне с; ними гидрогеологические бассейны.

Подпемиио веди всех бассейнов и поди родников широко исполнится дня ци-С'И водоо-.и^ешт иаотбкг.иих тир.ритотт! а аа-солскнп;: пунктов, о также дл! водокоя и нртья скотошэдо», ко-

чующих аратов при отгонном животноводстве.

Ч.З Обводненные тектонические разломы

Обг.одненные разломы Глно-Гобияского репюяа приурочены к молодым поперечным локальным разломам, сформировавшимся на последних этапах тектонической активизации. Они обладают тре-щиино-жильньми коллекторами, характеризующимися аномально высокой водообильностыз на общем фоне слабообводненных пород гидрогеологических массивов и бассейнов. На основе прямых и косвенных признаков в регионе представляется возможным выделить Булганския, Даланзадгадский, Щавартайский, Уланнурский и другие обводи • 'с разломы.

Булганския обводненный разлом находится в северо-западной части региона. В рельефе этот приповерхностный обводненный разлом выражен про1 ценными уступами высотой до первь..; десягков, реже сотен метров и приразломными ложбинами, к которым приурочены выходы многодебитных родников.

В Даланзадгадском бассейне установлены несколько локальных тектонических разломов, расположенных нормально к простиранию пассива Дзун-Сайхан. По ним осуществляется дренаж тре-щинно-грунтовых вод массивов в' пролювиалюные и делювиальные коллекторы бассейна. Иногда трещинно-лильные воды обводненных разломов, смешиваясь с порово-пласювыми водами, разгружаются в понижениях рельефа в виде с ер;, и родников. 1ак, Даланзадгад-ский обводненный разлом в центральной части бассейна образует родники Далан-булаг, суммарный дебщ которых составляет в летний период 21 л/с, а в зимний период - 10 л/с.

В Балгасын-Уланнурском бассейне установлены Шавартаиский, Уланнурский и другие обводненные разломы. Высокообводнбнными участками являются локальные гектоничеокие поперечные приповерхностные разломы, содержащие трещинно-яильные воды, особенно в узлах их пересечения. Так, удельный дебиг скважины, пробуренной в месте пересечения Гланнурсхого разлома с другими был равен 30 л/с. А родник, дренирующий Каваргайскип разлом, имеет дебит 16,2 л/о. Зодн родника сульфатно-гидрокарбонатно-натриевие с шшсролизациой до 0,2 г/л.

Питание трекинно-лилькнх вод П1)оксходит за счет инфильтрации атисс^српих осадков и перераспределения подземных вод

гидрогеологических бассейнов и массивов, а их разгрузка осуществляется в виде постоянно действующих родников. Режим подземных вод в обводненных разломах досаточно стабилен. Ограниченная емкость полого пространства разломов определяет относи- • тельно стабильный характер дебитов родников, приуроченных к рассматриваемым структурам. Поэтому, по-сравнению с другими структурами (см. табл. I), значительная и стабильная водопро-водящая способность некоторых разломов (Булганский, Даланзад-гадсдий, Уланнурский) при большой емкости питающих бассейнов создает на отдельных участках возможность для организации крупного устойчивого водоснабжения за счет трещинно-жильных вод.

5. ПЕРСПЕКТИВУ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В ОРГАНИЗАЦИИ Х03ЯЙС1ВШ0-1Ш1ЕВ0Г0 В0Д0СНАБ1ЕНИЯ

Подземные воды ржно-Гобийского региона являются единственным источником водоснабжения населенных пунктов, промышленных предприятий и пастбищ отгонного животноводства.

В настоящее время пастбищное водоснабжение базируется на использовании подземных вод, которые добываются с помощью колодцев и ,рене, скважин; часто для этих целей используют воды родников. Техника водоснабжения пастбищных территорий не всегда отвечает современным требованиям: каптажи родников устраиваются сравнительно редко, колодцы часто заглубляются в водоносный горизонт на незначительную глубину, водонепроницаемая подушка имеется не у всех врдупунктов, что часто приводит к загрязнению воды. .

Для пастбищного водоснабжения используют в основном подземные воды порово-пласювих коллекторов четвертичных -образований и трещинно-грунтовые воды гидрогеологических массивов, а также трещинно-жильные воды обводненных раздомов.

Изложенные выше структурно-гидрогеологические условия распределения и формирования подземных вод в регионе позволяют сделать вывод о том, что развитие пастбищного водоснибаения на ближайшую перспективу целесообразно проводить по следующим направлениям:

I. В пределах гидрогеологических массивов с просныш гранитно- грунтовыми водами:

- реконструкция водопопных пунктои, ктпа* родников, за-

иена примитивных колодцел капитальными, обеспечивающими боль-шув их производительность, хоропее санитарное состояние и крз логодичное функционирование;

- сооружение новых колодцев или скважин в местах, слабо обеспеченных водой;

- использование родникового стока и вод, дренирующих обводненные разломы.

2. В иежгорных бассейнах:

- сооружение скважин для водопоя скота с целью вовлечен! в оборот новых пастбищ, не обеспеченных до настоящего времен! водой;

- соорунение одиночных высокодебитных скважин, а также групп водозаборных сквакин для орошения земель. Для этих же целей в благоприятных структурах (коллекторах) осуществлять мероприятия по магазинированию поверхностного стока, посгупа! щего во время дождей из массивов в бассейн.

Перспективными участками для сооружения колодцев и скважин для водопоя скота в гидрогеологических массивах являются межгорные долины с хорошо развитой корой выветривания (крупнс обломочные и обломочные коллекторы) и обводненные приповерхш стные разломы. В благоприятных местах могут быгь использоваш трещинно-грунтовые воды трещинных коллекторов. В межгорных бассейнах - прибортовые их части, сложенные пролювиальными и пролювиально-делювиальными коллекторами и обводненные разломы, а также коры выветривания оснований погребенных массивов палеозойского субстрата.

В настоящее время водоснабжение населенных пункюв базируется на использовании подземных вод, добываемых с помощью Отдельных одиночных скванин и колодцев. 1ак в г. Даланзадгад» на предприятиях, учреждениях и организациях имеются свои колодцы и скважины. В некоторых пунктах используют воды родник Санитарное состояние водопунктов в городе не всегда удовлетворительное. Для улучшения существующего водоснабжения населенных пунктов необходимо осуществить следующие мероприятия:

- организовать централизованное водоснабжение города;

- построить для всех сельских населенных пунктов водозаборы, соотоящие из скважин и колодцев, и оборудовать их меха; ческим водонодьеиои и типовыми сооружениями для обеззаражива: хранения и транспортирования (лодопривод) води.

ть

Для сооружения водозаборов с целью централизованного ус-йчивого водоснабжения г. Даланзадгад и будущих предприятий, гакле для более мелких населенных пунктов перспективными ав-отся трещинно-яильные воды обводненных разломов, особенно дестах их пересечения и разгрузки трещинно-дильных вод в про-зиалыше коллекторы. Кроне того, благоприятны возможности юльзотания подземных вод порозо-грещинных коллекторов зон зетривлния погребенных массивов палеозойского субстрата и рОБо-пластоине води конусов выноса предгорных шлейфов.

б. ОЦЕНКА УОЛОВ1Ш ОБВОДНЕНИЯ 1.1ЕСЮР01ДЕНИЯ КОКСУЮЩИХСЯ УГЛЕЙ 1АВАН-ЮЛГ0Й

При проведения гидрогеологических исследований в Ккно-бияекои регионе представилось возможным детально изучить ге-эгическое строение и гидрогеологические условия 1аван-1ол-йского месгороядения коксующихся углей и выработать практи-зкие рекомендации по методике изыскательских работ применн-льно к каидой стадии разведки и освоения месторождения, ка юрых аналогичен структурно-генетический тип.

Тавак-Толгойское месторождение в структурном отношении едегавляет собой синклиналь, выполненную слоннодислоцирован-ии песчано-алевролитовыми, аргиллитовыми и конгломератовыми л дани обз;ея мощностью 2000-2500 пермского возраста с плас-ни каменных углей до 500 и. Месторождение разведано буровн-и горными работами на глубину 450 м.

В гидрогеологическом отношении консолидированные пермс-е образования Уланнурской синклинали по структуре представит собой наложенный бассейн. Район месторождения харагстери-ется распространением следующих типов подзеиннх вод:

1) порово-пластовые воды четвертичных огл'ояения;

2) трецинно-пластовые воды пермских консолидированных разований;

3) трещпнно-яильние воды обводненных разломов.

Псрово-пластовые воды на участке установленных угольных

астов месторождения распространены в элювиальных коллекторах рмских образований, состоящих из щебннсю-галечных отлонений песчано-глинистым заполнителей. Дебиты гахтных колодцев дос-;гапт 0,2-0,3 л/с.

1репшшо-пластовые воды пермских образований приурочены, в основной, к трещинам в песчаниках, заключенных ленду слабо-прояицаемнми аргиллитами и алевролитами. Угленосные толщи также содеркат трещинно-пластовые воды, из-за большей трещинова-тостн по-сравнению с другими пластами горных пород. Проведенными разведочными работами установлено, чТо трецинно-пластовые воды верхнепермскпх образований характеризуются напорно-безнапорным режимом.

В.геологическом разрезе месторождения выделяется 6 водоносных горизонтов в угленосной формации и один водоносный горизонт, залегающий в ее подошве, которая представлена трещино-Еатыми конгломератами. Гидрогеологическими испытаниями в скважинах установлено, что уровни води водоносных горизонтов угленосной формации имеют близкие величины и находятся на глубинах ох 4,4 до 18,8 и от поверхности , а пьезометрический уровень трещинно-шг стовых вод конгЛомератового гориз нта расположен выше поверхности земли на 8,65 и. На основе этих данных полно предполагать, что водоносные горизонты угленосной формации гидравлически связаны между собой, благодаря фащшльной изменчивости по простиранию и падения и тектоническим нарушениям. Поэтому они в дальнейиеи рассматриваются как один водоносный комплекс при расчете гидрогеологических параметров и обводненности горных пород. Водоносность трещшшо-пдастовых коллекторов незначительная. Удельные дебкты при откачке изменяются от 0,047 до 0,2 л/с.

Химический состав подземных вод Уланнурского наложенного бассейна пестрый. В краевых частях состав воды сульфатно-хлоридный, хлоридно-сульфатный, кногдь хлоридпо-гидрокарбонат-ный с преобладанием натрия. Вдесь минерализация воды 0,5-1,2 г/л. В центре бассейна - сульфатно-хлоридный натриевый," минерализация воды доходит до 38,8 г/л.

В распределении и формировании подземных вод в бассейне существенное значение икеет тектоническое строение месторождения. Бассейн разбит многочисленными тектоническими нарупениягп. Месторождение разделено на два блока диагональный разломом: западный приподнятый и воеючнып опущенный. Устанавливаются также некоторые новые разломы, дополнительно разделяющие месторождение на блоки. По-видимому, эти разломы обводнение и содержат трштно-ЕИльные подземные води, как это наблюдалось

в других бассейнах региона. Поэтому при разработке месторождения эти 1рещЯйно-2Илыше подземные воды являются самыми опасными, заслуживающими большого внимания.

На основании систематизации гидрогеологических структур нами &|ди определены фильтрационные свойства и расчетные гидрогеологические параметры в соответствии с общепринятыми руководствами. При это« были использотнн материала откачек желонкой, ингнсвенного возбуждения пласта, некоторых откачек зрлиф-юм из гидрогеологических скважин. Надо подчеркнуть, что в районе не проведены специальные гидрогеологические исследования п полученные результат имеют ориентировочный характер. Недостаток материалов не позволяет применить гидравлические методы оценки водспритоков в горные выработки, поэтому использовался гидродинамический метод. При этом водопрнтоки в горные выработки при проектной глубине 500 м будут 1151,3 и /ч, При применении метода моделирования прогнозные притоки в карьер составили 1087н^/ч (до глубины 5С0 м).

Кроме того, в работе отмечены услотия рационального использования в Гжно-Гобийском регионе подземных вод и душ защити их от загрязнения; выделены благоприятствуете структуры (коллекторы) для загрязнения, а также освещены вопроси охраны подземных вод.

. . ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результаты вкполненных исследований, направленных па изучение гидрогеологических условий Юяпо-Гобийского региона Монголии .позволяют сделать следующие выводы, определяющие пути ро~ пения постам синих задач:

I. Формирование подземных иод Юлно-Гобийского региона происходит в соответствии с его структурно-тектоническими особенностями, обусловленными историей геологического развития. Фор!! про га ии с порово- и трешнно-пластоанх вод верхней гидродинамической зоны (свободного водообмена) контролируется морфострук-турпим положением палеозойского субстрата.

П. На осиогашш структурно-гидрогеологического анализа п О.по-Гобипоком ропмне пцдслснн гидрогеологические структуры, отличагппеси друг от друга структурными, геологическими, гидрогеологическими к гндрогеохшлгчеоюши характеристиками.

Под "гидрогеологической структурой" в работе понимается геологическое тело, в пределах которого, остаются непрерывными условия распределения и формирования подземных вод. Гидрогеологические условия региона определяются наличием трех основных типов гидрогеологических структур:

а) Гурвансапханского, Цэцэйульского, }&нхонгорского и дру гих гидрогеологических массивов;

б) Даланзадгадского, Булганского, Балгасын-Уланнурского и других гидрогеологических бассейнов, а такне:

в) Обводненных текюнических разломов. Для этих гидрогеологических структур характерно распространение соответственно трещинно-грунтовых, порово- и 1рещинно-пластовых и трещинно-жильных подземных вод.

3. Определены наиболее перспективные коллекторы месторождении подземных вод для водоснабжения населенных пунктов и сельскохозяйственных объектов. Наиболее благоприятными по стру турно-геологическим особенностям для формирования ыестороадени подземных вод с ресурсами, обеспечивающими устойчивое водоснабжение, являюуся порово-трещинные коллекторы зон выветривания погребенных массивов-блоков палеозойского фундамента и 1ре щинно-жильные воды обводненных текюнических разломов. Кроме того, при благоприятных условиях питания подземных вод перс- • пективными для формирования месторождений могуг быть и поровые коллекторы в делювиально-пролювиальных отложениях конусов выноса предгорных шлейфов, а также в отложениях временных поверхностных потоков.

4. На основании анализа геологического строения и гидрогеологических условий, существующих условий водоснабжения, установлена необходимость организации централизованного водоснабжения населенных пунктов на базе использования наиболее пер спективных месторождений подземных вод для обеспечения устойчивого водоснабжения и эффективной охраны подземных вод.

5. Осуществлена оценка гидрогеологических условий угольного месторождения Таван-Голгоя, находящегося в Южно-Гоб^^0" регионе, на основе принципов структурно-гидрогеологическ'10 анализа. Из этого следует, что при изучении условии фо^гРова" ния подземных вод и закономерностей обводнения' местог^61""*1 полезных ископаемых в качестве иетрдологической осао£'

цы быть использованы принципы структурно-гидрогеолот'<ческого

анализа, позволяющие обосновать рациональный комплекс рабог на каадой стадии гидрогеологических исследования.

Дальнейшие исследования долины быгь направлены на решение следующих вопросов:

1. Детализация структурно-гидрогеологических условий гек-юничеоких разломов, содержащих трещинно-жильныв воды, как источников водоснабжения, а также разработка природоохранных мероприятия, ч той числе охраны от загрязнения подземных вод.

2. Определить роль обводненных разломов и оценить максимальные водопритоки в горные выработки, поступающие из обводненных разломов при разработке угольного месторождения Хаван-Толгой.

3. Учитывая дефицит подземных вод региона (аридного), предусмотреть возможность получения воды из влаги воздуха атмосферы путем конденсации; магазинирование поверхностных стоков

в благоприятных коллекторах горных пород. Для этих «елей определить благоприятные структуры_(коллекторы).

Основные положения диссертации изложены в следующих печатных работах:

1. Итоги водных исследований, проведенных в некоторых районах Монголии // Ученые записки 2/10>. Политехнический институт. Уланбатор, 1989. о.74-83. (Соавтор Батсух Н., Пэрэвсурзн Сурпаажав Д.).

2. Гидрогеологические условия Балгасын-Уланнурскоя впа-дяеы // Вопросы геологии и металлогении Монголии. Уланбатор, 1989, с.127-129. (Соавтор Сурмаахав Д., Батсух.Н.).

'3. Применение -структурно-гидрогеологического анализа для районирования подземных вод Юкной Монголии.// Вопросы геологии и металлогении Монголии. З^-ланбатор, 1989, с,129-133.

Условия распространения подзеыных вод в гидрогеолога- 1 ческих структурах.центральной части Юнноя Монголии // Воппосы геологин и металлогении Монголии и сопредельных территорич. Иркутск, 1989, с.82-83. (Соавтор Батсух Н., Степанов В.!(., Оурмаааав Д.).

5. Балгасын-Уланнурския гидрогеологический бассейн // Вопросы геологии я металлогении Монголии и сопредельных территорий. Те-псн докладов У1 международной научной конференции Ка-, рулеископ экспедиции. Иркутск, 1989,, с.8П-85. ^.Соаыор Батсух П...

Суризадал Д.).

л

6. Экспериментальные исследования процессов формирования ресурсов подземных вод засушливых территорий // Геология и разведка недр МНР. Тез. докл. ... Уланбатор, 1989, с.165-167. (Соавтор Сурмааяав Д., Батзух Н., Ад С,).

7. Основы .структурно-гидрогеологического исследования района Даланзадгада // Баш нарын эрдэм Ух бага хурал. Политехнический институт.' Уланбатор,. 1987.

8. Возраст подземных вод и некоторые особенности гидрогеологических структур' Еаной Монголии // Тезисы докладов научно-практической конференции, посвященной ЗО-лепш начала подготовки кадров геологов в ПНР. Выпуск-2. Уланбатор, 1591, с.48-50.

(Соавтор Сурмаажав Д.).

9. Условия формирования и распространения подземных вод в гидрогеологических структурах Юяно-Гобийского региона Монголии // Тезисы докладов УН международной научной конференции* Квруленской межвузовской геологической экспедиции. Уланбатор, 1991, с.141-143.

10. Современные гидротермы рифтовых структур Азиатского континента.// Тезисы докладов УН международной научной конференции Керуленскод межвузовской геологической экспедиции. Уланбатор, 1991, с.155-157. (Соавтор Диденков Ю.Н., Сунь Шань, Ян Сю Цин).

11. Воды конденсата в условиях Гоби // 1езисы докладов УН научной конференции'.,., Уланбатор, 1991, с.157-159. (Соавтор Чернышев С.Й.; Сурмааяав Д.).

.1(1-:

ИГО1-100-92. Зак. 36.