Отложения широко развиты на изучаемой территории и представлены насыпными грунтами: суглинками и песками с включением обломков битого кирпича, бетона и строительного мусора. Вдоль реки Оки, техногенные отложения представлены намывными грунтами: песками мелкими, кварцевыми. Мощность отложений от 0.3 до 10.8 метров.
1.3 Тектонические условия
Изучаемая территория расположена на востоке центральной части Восточноевропейской платформы. Она имеет два структурных этажа - нижний (кристаллический фундамент), сформировавшийся в геосинклинальных условиях, и верхний - осадочный чехол, сформировавшийся в платформенных условиях.
Исследуемый район относится к Волго-Камской антеклизе, крупному антеклинальному поднятию, вытянутому с юго-запада на северо-восток. До начала среднедевонской трансгрессии она являлась приподнятым щитом. В современном плане очертания антеклизы значительно изменились. Часть участков, ранее опущенных, на которых отлагались древние осадки, например район г. Горького, оказались в последствии приподнятыми, и кристаллический фундамент поднялся до отметок минус 1600-1360 метров. Антеклиза дифференцирована системой региональных разломов на ряд сводовых поднятий, впадин и прогибов.
К числу крупных сводовых поднятий антеклизы относится Токмовский свод, на северном погружении которого и находится исследуемая территория (Рис 1.2).
Наиболее высокие отметки поверхности кристаллического фундамента -798 метров -802 метра, наиболее низкие -1600-1700 метров. Восточный пологий склон свода имеет террасовидное строение. Западным и частично юго-западным обрамлением свода является Окско-Цнинский вал. Отложения до девонского возраста заполняют главным образом пониженные участки рельефа фундамента Токмовского свода. Мощность их в городе Балахна 335 метров и городе Горьком 122 метра. В сторону городов Горький и Балахна рельеф фундамента становится более простым и местами сглаживается.
На территории Токмовского свода развит целый ряд дислокаций: Сурско-Московский вал, Горьковско-Бутурлиновский вал.
В северо-восточной части Токмовского свода располагается зона Каролинских дислокаций. Развитые здесь отложения верхней перми и мезозоя интенсивно раздроблены и образуют серию мелких складок. Имеет место, перевернутое залегание многих толщ. Направление осей складок в рассматриваемой зоне северо-восточное 35-40. Такое залегание пород могло возникнуть лишь при значительных перемещениях осадочной толщи в связи с разломами на глубине.
1.4. Геоморфологические условия
Рассматриваемая территория весьма неоднородна по морфологии, генезису и истории развития форм рельефа. По этим признакам данная территория относится к провинции четвертичных ледниковых и водно-ледниковых холмистых и плоских равнин на доледниковом эрозионном основании, в которой выделяется область водно-ледниковых и низменных аллювиальных слаборасчлененных равнин в краевой части ледниковой области.
Поверхность представляет собой волнистую или слабовсхолмленную равнину со средней высотой около 120 метров. Сложена она с поверхности водно-ледниковыми песками московского и днепровского оледенения и остатками днепровской морены. На участках междуречий, слабо затронутых эрозией, много замкнутых котловин, часть из которых занята болотами, часть мелководными озерами.
На изучаемой территории развиты следующие типы рельефа: эрозионный, аккумулятивный и эрозионно-аккумулятивный. Среди них можно выделить;
1.Среднечетвертичную эрозионно-аккумулятивную равнину правобережья рек Оки и Волги;
2.Среднечетвертичную водно-ледниковую аккумулятивную равнину;
3.Среднечетвертичную аллювиально-флювиогляциальную аккумулятивную равнину;
4.Верхнечетвертичную и современную эрозионно-аккумулятивную равнину, в которой можно выделить следующие элементы:
- верхнечетвертичная микулинско-калининская вторая надпойменная аллювиальная терраса;
- верхнечетвертичная мологошекснинско-осташковская первая надпойменная аллювиальная терраса;
- современная пойма.
Среднечетвертичная эрозионно-аккумулятивная равнина высокого правобережья рек Оки и Волги.
Этот геоморфологический район занимает всю южную часть район работ и относится к краевой части Приволжской возвышенности, ограниченной с севера денудационным уступом высотой от 50 до 137 метров. Возвышенность представляет собой волнистую равнину с общим уклоном поверхности на юго-восток, развитую на лежащих красноцветных отложениях верхней перми, перекрытых толщей суглинков проблематичного генезиса, мощностью от 15 до 47 метров.
Долинами рек равнина расчленена на ряд обособленных водоразделов, шириной от 5-6 до 10-30 километров, склоны которых прорезаны оврагами и балками. Густота оврагобалочной сети в среднем составляет 0.8 километра на 1 км площади. Поперечная форма оврагов V-образная. Ширина по тальвегу изменяется от 2-3 метров. Глубина вреза изменяется от 10-15 метров до 30-70 метров. В денудационном уступе широко развиты гравитационные и оползневые формы рельефа: осыпи, оплывины и оползни.
Среднечетвертичная аллювиально-флювиогляциальная аккумулятивная равнина.
Эта равнина занимает самую большую по площади центральную часть территории района. В геоморфологическом отношении она представляет собой часть древней долины реки Оки и Волги, заполненную сложным комплексом нижнечетвертичных аллювиальных, среднечетвертичных флювиогляциально-аллювиальных отложений, мощностью до 80 метров, на которую наложены молодые породы эрозионно-аккумулятивного рельефа - верхнечетвертичные и современные долины рек Оки и Волги.
В целом равнина отличается слабым эрозионным расчленением, в связи с малыми углами наклона поверхности и широким развитием мощного чехла рыхлых песчаных отложений.
Верхнечетвертичная микулинско-калининская вторая надпойменная терраса.
Широкой полосой от 6 до 9 километров, прослеживается на левобережье рек Оки и Волги. Поверхность террасы плоская, участками заболочена. Сложена терраса аллювиальными глинами и глинистыми песками. Абсолютные отметки поверхности 78-80 метров.
На правобережье терраса шириной 2-4 километра, сложена в основном песками и имеет бугристую неровную поверхность. Абсолютные отметки от 80 до 86 метров.
Аллювиальная мологошекснинско-осташковская первая надпойменная терраса.
Распространена терраса в основном в виде разрозненных участков шириной 0.5-2.5 километра. С поверхностью поймы образует уступ высотой 10-13 метров. Абсолютные отметки поверхности террасы составляют 76-77 метров. Сложена глинистыми песками. Поверхность ее в основном плоская, местами сложена песчаными валами.
Современная пойма располагается большей частью на левобережье рек Оки и Волги. Максимальная ширина 0.5 километра. Высота уступа над меженным уровнем 5-8 метров. Поверхность поймы не ровная, осложнена песчаными валами и старечными озерами.
Сложена в нижней части русловым аллювием (песок, гравий, галька), в верхней части пойменным аллювием. Абсолютные отметки поймы 66-72 метра.
1.5 История геологического развития
В позднепротерозойское время на изучаемой территории преобладали поднятия. Об особенностях осадконакопления можно судить по отложениям, выполняющий рифейские грабенообразные прогибы в фундаменте.
В позднепротерозойское время территория испытывала поднятие и являлась областью денудации. Процессы эрозии привели к уничтожению значительной толщи верхнепротерозойских отложений и более древних образований. Эрозионные процессы возобновились и в начале девона.
В начале среднедевонской эпохи (эйфельский век) в пределы рассматриваемой территории из Уральской геосинклинали распространился морской бассейн. В эйфельском и в начале живетского века участок суши несколько расширился, в результате интенсивного разрушения образовалась масса обломочного материала, сносившаяся в соседние районы. В конце живетского века территория вновь погружается под уровень моря.
В начале каменноугольного периода территория испытывала погружения. Господствовал режим открытого мелководного морского бассейна. Происходило накопление терригенно-карбонатных отложений.
Раннепермская эпоха характеризуется накоплением значительной мощности галогенных осадков. В течение тастубского времени происходит изоляция раннепермского бассейна, соленость вод увеличивается.
В артинский век территория вышла из-под уровня моря и до казанского века представляла сушу. В течение уфимского века происходила интенсивная эрозия нижнепермских отложений.
В казанский век территория вновь испытывает погружение, происходит накопление карбонатных осадков. После отложения верхнеказанских осадков территория представляла собой континент, где эрозионные процессы преобладали над аккумуляцией.
Татарскому веку свойственно преобладание тектонических движений отрицательного знака, происходит погружение территории. В горько-соленых озерах, бухтах, заливах, в условиях резко континентального климата накапливались терригенно-гипсоносные отложения (нижеустьинская свита).
В мезозойскую эру территория представляла собой сушу. Только в раннетриасовую эпоху территория находилась под уровнем моря, и происходило накопление преимущественно терригенных отложений.
В конце мезозоя и начале кайнозойской эры изучаемая территория испытывала незначительное погружение. К концу палеогена, в связи с общим подъемом территории осадконакопление прекратилось.
В четвертичный период имели место неоднократные оледенения и сменявшие их межледниковья.
Таким образом, обобщая выше описанное, можно сказать, что в позднепротерозойское время на изучаемой территории преобладали поднятия. Для каледонского этапа характерно общее поднятие территории и широкое развитие процессов эрозии. В герцинский этап происходит наиболее широкое развитие морских бассейнов. К этому времени относится накопление больших мощностей осадочных образований, среди которых получили развитие карбонатные отложения. Альпийский этап характеризуется преобладанием поднятий.
1.6 Гидрогеологические условия района
В региональном плане исследуемая территория находится на стыке трех гидрогеологических областей Волгско-Сурского артезианского бассейна: Муромско-Пурехской, Кокшаго-Ветлужской и Приволжской. По стратиграфическому признаку и литолого-фациальным особенностям водовмещающих пород на территории района выделены водоносные, слабоводоносные и водоупорные горизонты и комплексы. В пределах территории района первым от поверхности региональным водоупором являются гипсангидритовые отложения сакмарского яруса стерлитомакского горизонта нижней перми.
На территории района развиты следующие водоносные горизонты, комплексы и водоупоры (см. приложение №3д):
1. Водоносный верхнечетвертичносовременный аллювиальный горизонт (
);
2. Водопроницаемый водоносный вятский комплекс спорадического распространения (
);
3. Слабоводоносный северодвинский карбонатно-терригенный комплекс(
);
4. Водоносный уржумский комплекс (
);
5. Водоносный нижнеустьинский терригенный горизонт (
);
6. Водоносный нижнеказанский горизонт (
);
7. Водоупорный стерлитомакский горизонт (
);
8. Водоносный тастубский горизонт ();
9. Слабоводоносный верхнекаменноугольный нижнепермский комплекс (
).
Водоносный верхнечетвертичносовременный аллювиальный горизонт ().
Рассматриваемый горизонт распространен в пределах развития пойменной террасы реки Оки. Водовмещающие породы представлены песками пылеватыми, мелкими и средней крупности, в нижней части разреза с включениями гравия и гальки. Уровень грунтовых вод в межень залегает на глубине от 2.0 до 12.0 метров, в период высокого паводка пойменная терраса затапливается. Характер вод безнапорный. Нижним водоупором горизонта служит мощная гипсоангидритовая пачка, имеющая региональное распространение на территории.
Местами на линзах суглинков, супесей и в песках пылеватых развита верховодка, с глубиной залегания уровня до 0.1 метра.
При откачке у верхней зоны получены дебиты от 0.4 до 5.6 л/с, соответственно при понижениях 1.54 и 3.69 метров. Коэффициент фильтрации верхней зоны, представленной песками мелкими и пылеватыми, изменяется от 2.4 м/сут до 10.4 м/сут.
В нижней зоне водоносного горизонта дебит равен 4.46 л/с при понижении 3.8 метра. Коэффициент фильтрации нижней зоны, представленной песками средней крупности, равен 14.8 м/сут. Коэффициент водоотдачи песков мелких в среднем составил 0.1.
По химическому составу воды пресные, с минерализацией 0.5 г/л, гидрокарбонатные кальциево-натриевые, сульфатные кальциевые, сульфатно-гидрокарбонатные кальциевые, со значительным содержанием сероводорода до 72 мг/л. Использование минеральной воды не возможно, ввиду отсутствия верхнего водоупора и незащищенности ее от поверхностного загрязнения.
Питание водоносного горизонта происходит за счет инфильтрации атмосферных осадков, фильтрации поверхностных вод. В период паводка основным источником питания являются воды реки Оки. Разгрузка водоносного горизонта осуществляется реками Волгой и Окой и другими реками, дренирующими водоносный горизонт, и за счет испарения. Мощность водоносного горизонта до 28.0 м.
Водоносный вятский комплекс спорадического распространения (
).
Водоносный вятский терригенный комплекс имеет спорадическое распространение и развит в южной, восточной частях территории работ.
Водовмещающими породами являются пески и песчаники с прослоями глин, алевролитов. По химическому составу воды гидрокарбонатно-сульфатные магниево-кальциевые, с минерализацией до 1.3 г/л. Область питания комплекса строго ограничивается площадью распространения на водоразделе рек Оки и Волги.
Сильно расчлененный рельеф водораздельного плато создает условия для быстрой разгрузки водоносного комплекса в долинах рек и оврагов. В связи с этим происходит постоянное обновление вод, что обеспечивает низкую минерализацию и благоприятный химический состав вод для водоснабжения. В тоже время фациальная изменчивость пород на сравнительно небольших расстояниях, невыдержанность мощностей водосодержащих пород обуславливает непостоянную водообильность комплекса. В связи с этим, водоносный комплекс вятских отложений не имеет практического значения для водоснабжения. При откачке были получены дебиты от 0.5 до 3 л/с, понижения от 4,92 до 14 метров. Мощность водоносного комплекса 45 метров.
Слабоводоносный северодвинский комплекс (
).
Отложения северодвинского комплекса широко развиты в южной, юго-восточной и восточной части территории района.
В разрезе северодвинских отложений прослеживается два водоносных прослоя, приуроченных к мергелям, доломитам и песчаникам, мощностью до 5 м. и залегающих в средних и нижних частях разреза на абсолютных отметках 115 м. и 98 м. Воды слабо напорные, с величиной напора 2 м. Водообильность комплекса весьма неравномерная и зависит от мощности и степени трещиноватости водосодержащих прослоев. При откачке были получены дебиты от 0.1 до 1.9 л/с. Удельные дебиты изменяются от 0.005 до 1.3 л/с. Водоносный комплекс находится в зоне активного водообмена. Воды пресные гидрокарбонатные кальциевые, с минерализацией 0.3-0.6 г/л.
Водоносный комплекс северодвинских отложений используется для водоснабжения небольших объектов и хозяйств г. Нижнего Новгорода.
Водоносный уржумский комплекс ().
Водоносный комплекс умжурских отложений имеет спорадическое распространение, развит в юго-восточной и восточной части территории. Воды приурочены к прослоям мергелей в толще глин и алевролитов. Мергели часто замещаются глинисто-алевролитовыми породами. В таких случаях отложения оказываются практически безводными. Глубина залегания кровли комплекса от 88 до 126 м. (абс. отм. 64-90). В комплексе наблюдаются от 1 до 4 обводненных зон. Воды напорные с величиной напора 23-30 м. Пьезометрические уровни отмечаются на абсолютных отметках 94-98 м.
Для уржумского водоносного комплекса характерно непостоянство мощности и литологического состава водовмещающих пород, а также непостоянная и весьма слабая водообильность. Удельные дебиты не превышают 0.1 л/с.
Химический состав крайне непостоянен и зависит от характера водовмещающих пород. В нижней огипсованной части - воды сульфатные, с минерализацией 2,6-4,3 г/л. Воды верхней части комплекса имеют смешанный состав с минерализацией до 1 г/л. Мощность водосодержащих пород 65 метров. Ввиду слабой водообильности и невыдержанности водоносных прослоев по мощности и простиранию, водоносный комплекс уржумских отложений является бесперспективным.
Водоносный нижнеустьинский комплекс (
).
Рассматриваемый комплекс широко распространен на территории района. Водовмещающие породы фациально и литологически очень невыдержанны и представлены мергелями, реже известняками и песчаниками.
Воды напорные, с высотой напора до 27,8 метров. Водообильность чрезвычайно неоднородная и зависит от литологии водовмещающих пород и степени их трещиноватости. Дебиты от 0.6 до 4.4 л/с, при понижениях 11,2 и 6.1 метров. Коэффициент фильтрации от 0.5 до 13.0 м/сут.
По химическому составу воды гидрокарбонатно-сульфатные магниево-кальциевые, с минерализацией 1.4-1.7 г/л.
Водоносный комплекс гидравлически тесно связан с нижнеказанским водоносным горизонтом, зачастую образуя единственную гидравлическую систему. Мощность водоносного комплекса 25 метров.
Водоносный нижнеказанский горизонт ().
Водоносный нижнеказанский горизонт повсеместно развит на междуречье рек Волги и Оки. Водовмещающие породы представлены известняками доломитизированными и доломитами различной степени трещиноватости и кавернозности. Нижним водоупором являются нижнепермские отложения, представленные плотными ангидритами и гипсами. Верхний водоупор - глины и алевролиты ужмурского горизонта. Глубина залегания кровли изменяется от 144 до 175 метров (абсолютные отметки 20-24 м). Воды напорные, величина напора от 27.2 до 47.7 м. Пьезометрический уровень устанавливается на отметках 69.6 до 75.1 метров
Водообильность неравномерная и зависит от степени трещиноватости и закарсто-ванности водовмещающих пород и характеризуется дебитами скважин от 0.4-3.12 до 51.7 л/с, при понижениях 2.05 и 4.78 метра.
Удельные дебиты изменяются от 0.005 до 0.35 л/с. Коэффициент водопроводимости от 172 м /сут. По химическому составу воды гидрокарбонатно-сульфатные магниево-кальциевые, с минерализацией от 1.0 до 2,5 г/л. Воды нижнеказанского водоносного горизонта жесткие, с общей жесткостью от 17.4 до 37.4 мг-экв/л. Область питания водоносного горизонта находится за пределами изучаемой территории. Разгрузка происходит в реки Волгу и Оку и в вышележащий верхнечетвертичный водоносный горизонт. Мощность горизонта от 14 до 20 м.
Водоупорный стерлитомакский горизонт ().
Водоупорный горизонт представлен в верхней части гипсами, в нижней части ангидритами плотными моно слоистыми, мощностью 79метров. Водоносных прослоев в этой толще не вскрыто.
Водоносный тастубский горизонт ().
Вскрыт водоносный горизонт на глубине 137 метров. Представлен доломитами плотными. Подстилается водоупором-ангидритом мощностью 2.5-7.5 метров.
Вода вскрывается на глубине 137 метров. Статический уровень наблюдается на глубине 3.5 метра. Высота напора составила 133.5 метров. Водообильность горизонта значительная: дебит при откачке составил 6.0 л/с при понижении 18.0 метров. Коэффициент фильтрации составляет м/сут.
Особенностью химического состава горизонта является предполагаемое наличие сероводорода в водах. Значительная изменчивость рН от 8.4 до 7.2 по результатам трех одновременных по отбору проб и разновременных по анализу, позволяет предположить наличие сероводорода, так как при рН большем, чем 8.4, свыше 92.7 процентов сероводорода находится в виде гидросульфита.
Минерализация воды составляет 2.3 г/л. Область питания водоносного горизонта находится за пределами изучаемой территории. Разгрузка вод осуществляется реками Волгой и Окой за пределами исследуемой территории. Мощность горизонта 23.8 метра. В г. Нижнем Новгороде и его области воды водоносного горизонта не используется.
Нижнепермско-верхнекаменноугольный водоносный комплекс (
).
Имеет ограниченное распространение на территории района и вскрывается под ангидритовым водоупором небольшой мощности от 2.5 до 7.5 метров.
Водоносный комплекс в верхней части разреза представлен плотными, окремненными доломитами мощностью 66.7 метра, в нижней - известняками органогенными, кавернозными мощностью 22.5 метра. Глубина залегания кровли 220-230 метров. Воды высоконапорные, самоизливающиеся на высоте +1 м от устья скважины. Водообильность очень слабая, дебит при самоизливе составляет 0.03 л/с.
Коэффициент фильтрации составляет 0.1 м/сут. По химическому составу воды хлоридные кальциево-натриевые. Минерализация их составляет 88-89 г/л, температура воды на изливе -9-10 С. Мощность водоносного горизонта до 90 м.
1.7 Экзогенные геологические процессы
В изучаемом районе наблюдается интенсивная эрозия в пределах давних долин рек Волги и Оки. Вскрытые эрозией доломиты казанского яруса, гипсы и ангидриты нижней перми, подвергаются постоянному воздействию слабоминерализованных вод, что способствует развитию карстовых явлений. Закарстованность пород неравномерная. Полосы интенсивного карстования связаны с расположением современных и древних
29-04-2015, 00:41