ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЧАСТИ ВОСТОЧНОГО ОРЕНБУРЖЬЯ

ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЧАСТИ ВОСТОЧНОГО ОРЕНБУРЖЬЯ

Научная статья

Леонтьева Т.В.*

ORCID: 0000-0003-0224-5960,

Оренбургский государственный университет, Оренбург, Россия

* Корреспондирующий автор (tvleon[at]mail.ru)

Аннотация

В работе приведен анализ основных гидрогеологических подразделений подземных вод, развитых в условиях полуаридного климата центральной части территории Восточного Оренбуржья. Актуальность исследований обусловлена необходимостью оценки подземных вод для хозяйственно-питьевого водоснабжения сельского населения. Проведен анализ основных водоносных горизонтов и выявлена их связь с водовмещающими породами, геологическим и палеотектоническим строением территории, рассмотрена связь подземных вод с корой выветривания в зоне, проявления которой воды осолоняются.

Ключевые слова: подземные воды, водоносный комплекс, водные ресурсы, поверхностный сток, гидрогеология.

HYDROGEOLOGICAL CONDITIONS OF THE CENTRAL PART OF THE EASTERN ORENBURG OBLAST

Research article

Leontyeva T.V.*

ORCID: 0000-0003-0224-5960,

Orenburg State University, Orenburg, Russia

* Corresponding author (tvleon[at]mail.ru)

Abstract

The paper presents an analysis of the main hydrogeological divisions of underground waters developed in the semi-arid climate of the central part of the territory of the Eastern Orenburg Oblast. The relevance of the research lies in the need to assess underground water for the drinking water supply of the rural population. The study carries out an analysis of the main aquifers and their connection with the water-bearing rocks, determines the geological and paleotectonic structure of the territory, and examines the connection of underground waters with the weathering crust in the zone where the water is salted.

Keywords: underground waters, water-bearing complex, water resources, surface discharge, hydrogeology.

Рассматриваемый район расположен в умеренном климатическом поясе и характеризуется резко континентальным климатом. Среднегодовая температура +1,5⁰. Среднемесячная температура воздуха в январе –18⁰; абсолютный минимум – 42. Среднемесячная температура воздуха в июле +20,4⁰; абсолютный максимум +42. Территория располагается в зоне недостаточного увлажнения. Количество осадков в год составляет 250-300мм. Снежный покров – 20-25см. Летние осадки – кратковременные ливневые. Испаряемость в 2-3 раза превышает количество выпадающих осадков и характеризуется цифрами 850-900мм. Климатические условия неблагоприятны для накопления ресурсов поверхностных и подземных вод [4].

Согласно гидрогеологическому районированию, разработанному ВСЕГИНГЕО на основе структурно-гидрогеологического принципа Ю. М. Василевского, развитого в дальнейшем в работах Н.К. Игнатовича, И.Г. Зайцева, Н.И. Толстихина и др., описываемый район работ относится к Таймыро-Тимано-Уральской системе [2].

Гидрогеологические условия исследуемой территории определяются ее тектоническим строением, литологическим составом пород, климатическими факторами и рельефом земной поверхности. Геолого-гидрогеологические особенности территории в совокупности с существующими основными критериями гидрогеологической стратификации геологического разреза определили выделение следующих гидрогеологических подразделений:

1. Водоупорный плиоценово-голоценовый горизонт (N₂-Q);
2. Воды коры выветривания (MZ);
3. Относительно водоносная палеозойская (интрузивная) зона (ψ,υ,γ,δ).

Гидрогеологические условия Восточного Оренбуржья определяются в основном приуроченностью грунтовых вод к зоне экзогенной трещиноватости эффузивных, вулканогенно-осадочных и интрузивных образований, имеющих преобладающее развитие. На основе фациально-литологического состава пород, характера их проницаемости и степени обводненности в пределах изучаемой территории выделено шесть основных гидрогеологических подразделений. Воды данных подразделений широко используются для местного водоснабжения [1, С. 32], [2], [4, С. 94].

Водоносный четвертичный аллювиальный горизонт (aQ) связан с аллювием пойм и имеет широкое развитие в долинах рек Орь и Кумак. Долина р. Орь имеет ширину до 9 км. Аллювий представлен суглинками, супесями, песчано-гравийными отложениями, его мощность ‑ от 5 до 18 м. Скважины, вскрывшие песчаные и песчано-гравийные отложения, имеют удельные дебиты до 0,7 л/с, а гравийные ‑ до 9 л/с; коэффициенты фильтрации достигают 52,1 м/сут. Воды гидрокарбонатно-хлоридные, гидрокарбонатно-сульфатные, с минерализацией 0,3-1 г/дм³. Воды эксплуатируются колодцами для водоснабжения поселков. Аллювий долины р. Кумак характеризуется различным механическим составом. В долинах малых рек Камсак, Киембай, Ащебутак, Домбаровка, Ушкота, Кугутык мощность аллювия достигает 10 м. Питание вод происходит за счет инфильтрации атмосферных осадков и паводковых вод. Воды дренируются трещиноватыми породами скального фундамента [3, С. 52], [7, С. 74], [9, С. 128].

Водоносный нижненеоплейстоценовый аллювиальный горизонт (aQ_I) развит на надпойменных террасах представлен песками, глинами и гравийно-галечными отложениями мощностью до 18 м. По химическому составу воды гидрокарбонатные с минерализацией 1,3 г/дм³.

Водоносная нижнекаменноугольная (терригенно-карбонатная) зона (C₁). К водовмещающим толщам нижнего карбона отнесены известняки, известняковые конгломераты, песчаники, алевролиты, углисто-глинистые сланцы. В Орско-Халиловском межгорном артезианском бассейне они погружаются под покров юрских отложений Орской депрессии, в Западно- и Восточно-Мугоджарской и Магнитогорской гидрогеологичкеских складчатых областях залегают в виде линейных складок субмеридионального простирания. Восточный борт Орской депрессии сложен известняками и углисто-глинистыми сланцами, залегающими на глубинах 210-240м. Удельные дебиты составляют 0,2-2,4л/с, коэффициент фильтрации 0,23 м/сут. Воды хлоридно-сульфатные натриевые, с минерализацией до 1,8 г/дм³. В северном борту Орской депрессии известняки выходят на поверхность, питание подземных вод происходит за счет подрусловых вод р.Кумак. В Джусинско-Акжарской подзоне в разрезе преобладают углисто-глинистые сланцы, характеризующиеся весьма изменчивой водообильностью. Глубина развития активной трещиноватости установлена по скважинам и равна 40 – 70 м. Естественные водопроявления из-за слабой расчлененности площади водоносной толщи встречаются редко. Дебиты скважин достигают 0,04 - 4,63 л/сек, коэффициенты фильтрации 1,22 м/сут. Химический состав вод гидрокарбонатный натриевый, хлоридный натриевый, с минерализацией до 3г/дм³. В Джарлинско-Домбаровской подзоне отложения, подвергшиеся сильному тектоническому воздействию, имеют несколько повышенную водообильность. Удельный дебит 0,3 л/с. Воды хлоридного натриевого состава с минерализацией до 0,5 г/дм³. В целом подземные воды характеризуются повышенной минерализацией, весьма ограниченными ресурсами и не имеют большого практического значения, за исключением подземных вод тектонических зон [5, С. 73], [10, С. 1002].

Водоносная вендско-нижнекаменноугольная (осадочно-вулканогенная) зона (V-C₁). Подземные воды приурочены к сильно трещиноватым эффузивам и вулканогенно-осадочным породам D – C₁. Породы представлены базальтами и их лавами, андезитами, трахитами, долеритами, туфами, также колчеданными рудами, туфопесчаниками, лавобрекчиями, кремнистыми сланцами, известняками. Подземные воды залегают в верхней трещиноватой зоне и вскрываются скважинами на различных глубинах. Глубина залегания подземных вод зависит от мощности рыхлых отложений глинистой коры выветривания. Проявления подземных вод очень редки и приурочиваются к приподнятым участкам эффузивного массива. Воды гидрокарбонатные натриевые, хлоридные натриевые, минерализация 1,5 г/дм³.

Водоносная рифейско-палеозойская (интрузивная) зона (gR-PZ) представлена гранитами, гранитогнейсами, граносиенитами, сиенитами, гранодиоритами. Вмещающими породами для всех служат эффузивы девона. Наиболее крупным гранитным массивом в Западно-Мугоджарско-Магнитогорской гидрогеологической складчатой области является Домбаровский. Подземные воды приурочены к верхней трещиноватой зоне мощностью от 40 до 90 м. Водообильность изменчива, дебиты колеблются от 0,05 до 5 л/с. Воды повышенной минерализации до 1,8 г/дм³. Развитие коры выветривания способствует формированию хлоридных натриевых и сульфатных натриевых вод. Большое поле гранодиоритов обрамляет Домбаровскую гранитную интрузию. Гранодиориты отличаются повышенной водообильностью. Дебиты водообильных скважин от 1,5 до 4 л/с. По химическому составу воды смешанного типа, с минерализацией до 2 г/дм³. На Еленовском массиве развиты неоген-четвертичные отложения, они способствуют повышению минерализации до 1,1 г/дм³. Дебиты составляют до 0,37 л/с. Ушкотинское месторождение пресных подземных вод с запасами в количестве 3,9 тыс. м³/сут приурочено к данным интрузиям [6, С.245], [8,С. 93].

Водоносная нижнерифейско-девонская (интрузивная) зона (yR₁-D). Интрузивные образования представлены серпентинитами, дунитами, пироксенитами, габбро имеют незначительное распространение. В данной зоне находится Киембаевское месторождение пресных питьевых вод с утвержденными запасами по промышленным категориям. Водовмещающими породами Киембаевского массива являются в основном серпентиниты, сильно рассланцованные и разбитые большим количеством тектонических нарушений на отдельные блоки. Мощность водоносной зоны составляет 40 - 50 м. Состав вод хлоридно-гидрокарбонатные натриевого типа с минерализацией до 1г/дм³.

Выводы

В целом гидрогеологические условия центральной части Восточного Оренбуржья характеризуются вододефицитом, связанным с неравномерностью водного стока в течении года и кратковременным периодом весеннего паводка. Подземные воды приурочены к речным долинам, которые, как и все поверхностные водоемы, не защищены от загрязнения. В палеотектоническом развитии регион пережил ряд морских трансгрессий, как следствие осадки с реликтами морского солевого комплекса стали причиной осолонения речных и подземных вод. В регионе для обеспечения населения питьевой водой и защиты имеющихся водных ресурсов от загрязнения рекомендуется внедрять новые водохозяйственные технологии.

Конфликт интересов Не указан.

Conflict of Interest None declared.

Список литературы / References

1. Анисимова О.И. Отчет о гидрогеологических работах, проведенных в Орском промышленном районе в 1961-1963 гг. / О.И. Анисимова // Круторожино, 1964, 256 с.
2. Всеволожский В. А. Принципы гидрогеологического районирования платформенных территорий / В. А. Всеволожский // Вестник МГУ. Сер. 4 Геология. 2002 № 6; Кирюхин В. А. Региональная гидрогеология. СПб., 2005.
3. Куделина, И. В. К методике и методологии гидрогеологических исследований территории Южного Предуралья / И. В. Куделина // Вестник Пермского университета. Геология,2020. - Т. 19, № 1. - С. 50-58. - 9 с.
4. Куделина, И. В. О водохозяйственных проблемах и необходимости разработки программы природопользования для Оренбургской городской агломерации / И. В. Куделина // Известия вузов Кыргызстана,2018. - № 1. - С. 92-95.
5. Куделина, И. В. О зональности флюидных систем Южного Урала и Предуралья / И. В. Куделина // Международный научно-исследовательский журнал,2020. - № 11 (101), ч. 2, ноябрь. - С. 71-75.
6. Леонтьева, Т.В. Климатические особенности формирования водных ресурсов Восточного Оренбуржья / Т. В. Леонтьева // Наука, новые технологии и инновации Кыргызстана,2019. - № 4. - С. 244-247.
7. Леонтьева, Т.В. О гидрологических особенностях водохозяйственного освоения Восточного Оренбуржья / Т.В. Леонтьева // Наука, новые технологии и инновации Кыргызстана, 2018. - № 2. - С. 73-76.
8. Условия формирования подземных вод Оренбургской области / Conditions of uderground forming in Orenburg region / А.Я. Гаев, И.В. Куделина, Т.В. Леонтьева и др. // Межвуз. сб. науч. тр. Гидрология и карстоведение. Вып. 19. Пермь-Оренбург, 2013. − С. 88-94.
9. Цветкова, Н.В. Аналитический обзор состояния недр территории Оренбургской области / Н.В. Цветкова, А.А. Зацепина. – Оренбург: Компания Вотемиро. - 2015. – 138 с.
10. Черняхов В.Б. Геохимическая характеристика кор выветривания и четвертичных отложений Весеннего медно-колчеданного месторождения / В.Б. Черняхов, И.В. Куделина, М.В. Фатюнина и др. // Университетский комплекс как региональный центр образования, науки и культуры: Мат. ВНМК с междунар. участием. − Оренбург: ОГУ, 2016. − С. 1000-1003.

Список литературы на английском языке / References in English

1. Anisimova O. I. Otchet o gidrogeologicheskih rabotah, provedennyh v Orskom promyshlennom rajone v 1961-1963 gg. [Report on hydrogeological works carried out in the Orsk industrial district in 1961-1963] / O. I. Anisimova // Krutorozhino, 1964, 256 p. [in Russian]
2. Vsevolozhsky V. A. Principy gidrogeologicheskogo rajonirovanija platformennyh territorij [Principles of hydrogeological zoning of platform territories] / V. A. Vsevolozhsky // Vestnik MSU. Ser. 4 Geologiya. 2002 No. 6; Kiryukhin V. A. Regional Hydrogeology. St. Petersburg, 2005 [in Russian]
3. Kudelina, I. V. K metodike i metodologii gidrogeologicheskih issledovanij territorii Juzhnogo Predural'ja [On the methodology and methodology of hydrogeological studies of the territory of the Southern Urals] / I. V. Kudelina // Vestnik Permskogo universiteta. Geologija [Bulletin of the Perm University. Geology],2020. - Vol. 19, No. 1. - p. 50-58. - 9 p.[in Russian]
4. Kudelina, I. V. O vodohozjajstvennyh problemah i neobhodimosti razrabotki programmy prirodopol'zovanija dlja Orenburgskoj gorodskoj aglomeracii [On water management problems and the need to develop a program of nature management for the Orenburg urban agglomeration] / I. V. Kudelina // Izvestia of Universities of Kyrgyzstan, 2018. - No. 1. - pp. 92-95.[in Russian]
5. Kudelina, I. V. O zonal'nosti fljuidnyh sistem Juzhnogo Urala i Predural'ja [On the zonality of fluid systems of the Southern Urals and the Urals] / I. V. Kudelina // Mezhdunarodnyj nauchno-issledovatel'skij zhurnal [International research journal], 2020. - № 11 (101), part 2, Nov. - P. 71-75. [in Russian]
6. Leont'eva, T. V. Klimaticheskie osobennosti formirovanija vodnyh resursov Vostochnogo Orenburzh'ja [Climatic characteristics of water resources in Eastern Orenburg] / T. V. Leontiev // Nauka, novye tehnologii i innovacii Kyrgyzstana [Science, new technologies and innovations Kyrgyzstan], 2019. - No. 4. - P. 244-247. [in Russian]
7. Leont'eva, T. V. O gidrologicheskih osobennostjah vodohozjajstvennogo osvoenija Vostochnogo Orenburzh'ja [On the hydrological characteristics of water development in Eastern Orenburg] / T. V. Leontiev // Nauka, novye tehnologii i innovacii Kyrgyzstana [Science, new technologies and innovations Kyrgyzstan], 2018. - No. 2. - P. 73-76. [in Russian]
8. Uslovija formirovanija podzemnyh vod Orenburgskoj oblasti / Conditions of uderground forming in Orenburg region [Conditions for the formation of groundwater Orenburg region / Conditions of uderground forming in Orenburg region] / A. J. day, I. Kudelina, T. V. Leontiev, etc. // Mezhvuz. sb. nauch. tr. Gidrologija i karstovedenie [Inter. SB. nauch. Tr. Hydrology and kartofelnye]. Issue 19. Perm-Orenburg, 2013. - pp. 88-94. [in Russian]
9. Tsvetkova, N. V. Analiticheskij obzor sostojanija nedr territorii Orenburgskoj oblasti [Analytical review of the state of the subsoil of the territory of the Orenburg region] / N. V. Tsvetkova, A. A. Zatsepina. - Orenburg: Votemiro Company. - 2015 – 138 p. [in Russian]
10. Chernyakhov V. B. Geohimicheskaja harakteristika kor vyvetrivanija i chetvertichnyh otlozhenij Vesennego medno-kolchedannogo mestorozhdenija [Geochemical characteristics of the weathering crust and quaternary deposits of the Spring copper-pyrite deposit] / V. B. Chernyakhov, I. V. Kudelina, M. V. Fatyunina, etc. // Universitetskij kompleks kak regional'nyj centr obrazovanija, nauki i kul'tury: Mat. VNMK s mezhdunar. uchastiem [University complex as a regional center of education, science and culture: Mat. VNMK with international. Participation]. - Orenburg: OSU, 2016. - p. 1000-1003. [in Russian]