Верхне-Подкумское месторождение, Эшкаконский и Промежуточный участки
Глава I. ГЕОЛОГО-ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ УГЛЕКИСЛЫХ МИНЕРАЛЬНЫХ БОД КУРОРТА КИСЛОВОДСК
Общие сведения о районе месторождений
В геолого-структурном отношении исследуемый район приурочен к Северо-Кавказской моноклинали, представляющей собой зону сочленения северного крыла мегантиклинория Большого Кавказа со Скифской плитой Предкавказья.В свете последних представлений (А.Б. Островский, В.Н. Арбузкин и др. 1979), современная тектоническая структура рассматриваемой территории, как и всего Большого района КМВ, сформировалась в результате наложения (интерференции) разновозрастных, разнонаправленных и разномасштабных тектонических систем.А.Б. Островский (1979) выделяет четыре основные системы тектонических линий (разломов различной морфологии, осей складок и пр.): широтные, меридиональные, северо-западные и северо-восточные.
В тектоническом плане структур широтного простирания (по А.Б. Островскому и др., 1979) район месторождений курорта Кисловодск относится к так называемой Кисловодско-Красногорской структурно-тектонической ступени, выделяемой в средней части Северо-Кавказской моноклинали. А в меридиональном тектоническом плане данный район относится к центральной и западной частям Ставропольско-Минераловодского поперечного (по отношению к широтным структурным элементам Кавказа) поднятия. Крупными разрывными нарушениями поднятие разделяется на отдельные тектонические зоны. Наличие этих обособленных зон послужило основой для разделения территории месторождений курорта Кисловодск на три части: западную - район Кумского месторождения, центральную - район Верхне-Подкумского месторождения и восточную - Кисловодское месторождение.
|
|
|
| Обзорная геологическая карта курортов КМВ |
|
Условные обозначения
Четвертичная система:
1.Современные аллювиальные, аллювиально-делювиальные, озерно-делювиальные, озерно-морские и аллювиально-морские отложения
2.Современные аллювиально-делювиальные и аллювиальные отложения
3.Верхнечетвертичные аллювиальные, озерно-аллювиальные и аллювиально-морские отложения
4. Среднечетвертичные аллювиальные отложения
5. Нижнечетвертичные современные аллювиальные отложения
6. Нижне-верхнечетвертичные эолово-делювиальные отложения
7. Нижне-среднечетвертичные аллювиально-делювиальные отложения
8. Нижнечетвертичные аллювиальные отложения
9. Нерасчлененные четвертичные флювиогляционные отложения
10.Нерасчлененные четвертичные делювиально-пролювиальные отложения
11. Верхнеплиоценовые-четвертичные эффузивные образования
|
|
|
Неогеновая система:
12. Апшеронский ярус
13. Акчагыльский ярус
14. Нерасчлененные верхнеплиоценовые отложения
15. Нерасчлененные отложения мэотического и понтического ярусов
16. Изверженные породы неогена
17. Сарматский ярус
18. Средний миоцен
19. Майкопская свита олигоцена нижнего миоцена
Палеогеновая система:
20. Зеленчукская свита олигоцена
21. Эоцен
22. Нерасчлененные отложения палеоцена-эоцена
23. Палеоцен
Меловая система:
24. Верхний мел
25. Нижний мел, апт-альб
26. Нижний мел, гетерив-апт
27. Нижний мел, валанжинский ярус
Юрская система:
28. Верхняя юра
29. Средняя юра
30. Нижняя юра
31. Осадочные и эффузивные образования верхнего и среднего палеозоя.
32. Протерозой нижний, палеозой
33. Граниты, плагиограниты, гранодиориты, гранитогнейсы палеозоя и мезозоя
34. Интрузивные образования основного состава палеозоя и мезозоя
35. Тектонические разломы
36. Район исследований
Кисловодское месторождение
Кисловодское месторождение объединяет собственно Кисловодское (или Центральный участок) и три смежных с ним участка - Березовский, Ольховский и Подкумский. Расположено оно в центральной части Большого района КМВ, в долинах одноименных рек - Березовки, Ольховки и Подкумка. Район характеризуется горным рельефом с абсолютными высотами 800-900 м и относится к Бермамытскому плато, протягивающемуся от Скалистого до Пастбищного хребта. Поверхность плато, постепенно снижающаяся в северо-восточном направлении, осложнена вершинами внутреннего Кабардинского хребта. Текущие по наклону Бермамытского плато реки Аликоновка, Березовка, Ольховка и их притоки прорезали глубокие долины, местами типа ущелий с отвесными склонами и порожистыми руслами.Расчлененность рельефа долинами рек, балками и оврагами благоприятствует инфильтрации атмосферных осадков и формированиюподземных, в том числе и минеральных, вод.
|
|
|
Район Кисловодского месторождения, как и вся Северо-Кавказская моноклиналь, в пределах которой он находится, имеет двухъярусное геологическое строение. В основании залегают граниты верхнего палеозоя и кристаллические сланцы нижнего палеозоя, образующие нижний структурный ярус (фундамент). Граниты верхнего палеозоя, выходящие по долинам рек Эшкакон и Аликоновка, прослежены скважинами на широкой площади западнее линии Кисловодск-Ессентуки. На Березовском участке они вскрыты на глубине 150 м, севернее, в г. Кисловодске- на глубине 330-460 м, а севернее Кисловодска, в пределах Пастбищного хребта – на глубине 1021 м. В восточной части Кисловодского месторождения фундамент представлен кристаллическими сланцами нижнего палеозоя, залегающими на глубине от 70 м на юге до 500 м и более - на севере. Поверхность кристаллического фундамента осложнена структурами различного порядка - валами, депрессиями и нарушениями типа сбросов. Так, через центральную часть Кисловодска с юго-запада на северо-восток протягивается ступенчато погружающийся (на северо-восток) вал кристаллических пород, окаймленный с востока и запада Джинальской и Аликоновской депрессиями эрозионно-тектонического происхождения. Ширина вала около 1,5 км, глубина депрессий по отношению к его сводовой части составляет 150-200 м. Второе валообразное поднятие, пока мало изученное, выявлено к западу от Кисловодска, в долине р.Подкумок.
|
|
|
Верхний структурный ярус (осадочный чехол) сложен юрскими и меловыми отложениями, образующими моноклиналь с падением пород на северо-восток под углом 3-6°. Осадочная толща залегает на поверхности кристаллического фундамента с резким угловым несогласием. В южной части Кисловодского месторождения, в пределах Ольховского и Верхне-Березовского участков в основании осадочного чехла залегают терригенные песчано-глинистые отложения нижней юры (J1), на остальной же территории месторождения кристаллические породы фундамента трансгрессивно перекрываются титонскими отложениями верхней юры (J3t). Последние выполняют все неровности рельефа кристаллического фундамента. Мощность их изменяется в широких пределах: на Подкумском участке от 3-5 до 230 м, увеличиваясь в направлении с северо-запада на юго-восток; на Центральном участке мощность титона колеблется от 86 м в осевой зоне вала кристаллических пород до 245 м в депрессиях. На Березовском участке она составляет 60-140 м, а на Ольховском в пределах так называемой нижнеюрской впадины увеличивается до 300 м. Характерным для титонских отложений является значительная фациальная изменчивость. На Березовском участке преобладает гранитная дресва, подчиненное значение имеют песчаники, глины. В юго-восточной части Кисловодского месторождения (Ольховский участок) титон представлен ангидритами, сильно загипсованными и ожелезненными песчаниками, гравелитами, гранитной дресвой, глинами. На Центральном и Подкумском участках титон сложен вверху песчаниками, гравелитами, конгломератами (иногда загипсованными), в средней и нижней частях - гранитной дресвой. В северо-восточной части Кисловодского месторождения (на погружении Кисловодского вала) в титоне преобладают песчано-глинистые отложения. На юго-западе месторождения (долины рек Аликоновки и Березовки) титонские отложения выходят на поверхность, а к северо-востоку погружаются наглубину до 500 м и более. По мере погружения пород и удаления их от основных зон тектонических нарушений происходит замещение рыхлых или раздробленных разностей пород более сцементированными, монолитными.
На титоне согласно залегают валанжинские отложения (KIv) - преимущественно доломитизированные известняки с прослоями мергелей. мощность их в районе Кисловодска довольно постоянна, в среднем около 100 м. В южной части месторождения, в области питания, валанжинские отложения, залегающие на поверхности, интенсивно закарстованы; в районе Кисловодского вала они пористые, трещиноватые. При погружении известняков под толщу готерива и более молодых осадков трещиноватость их уменьшается, но в зонах дробления она проявляется достаточно интенсивно.
Вышезалегающие песчано-глинистые отложения готерива (K1h), баррема (K1br) и апта (K1a) (с прослоями известняков-ракушечников в нижней части готеривского яруса) отличаются широкими распространениями и относительно большой суммарной мощностью - 360-370 м; они обнажаются на большой площади в Центральной и северной частях месторождения.
Охарактеризованные отложения осадочного чехла Минераловодского выступа осложнены, хотя и в меньшей степени, чем фундамент, различными тектоническими нарушениями - пликативными складками, региональными разломами, с сопутствующими им зонами дробления, разделенными блоками более плотных, слабо нарушенных трещинами пород, а также сложной системой нарушений локального характера (без амплитудные и малоамплитудные зоны трещиноватости, дробления и пр.). Геолого-стратиграфические данные свидетельствуют о том, что основная часть выделенных в мезо-кайнозойском осадочном чехле тектонических структур развивалась унаследованно, с самых ранних этапов альпийского тектогенеза.
|
Условные обозначения
1 - границы изучаемого региона;
2 - номера интерференционных структур.
Основные разломы, разделяющие тектонические структуры: 3 - трансрегиональиые (III порядка); а - уверенные, б - предполагаемые; 4 - структурно-тектонические ступени и зоны долгоживущих разломов или шовные зоны (IV порядка); 5 - зоны поднятий и депрессий в пределах структурно-тектонических ступеней и ограничивающие последние зоны сближенных разломов (V порядка) ; 6 - структурные подзоны поднятий и депрессий структурно-тектонических ступеней (VI порядка) и прочие разломы.
Линейные складчатые и блоково-складчатые структуры (V и более высокого порядка): 7 - положительные (в зависимости от величины эрозионного среза: антиклинали, горст-антиклинали, горсты); 8 - отрицательные (синклинали, грабен-синклинали, грабены).
Интерференционные тектонические структуры: 9 - Главная (Восточно-Нагутская) ось регионального разворота простирания структурной поверхности палеозойского фундамента от субширотного к юг-юго-восточному;10 - линии наиболее интенсивного погружения структурных поверхностей; 11 - крупные антиклинальные поднятия и выступы, Шб - Кисловодский; 12 - сопряженные депрессии (грабен-синклинальные) широтного и северо-западного простирания, 146 - Худесская;13 - структуры сопряженных грабенов (а) и горстов (б), Ув - Кисловодский, Уг - Учкукенский; 14 - положительные ундуляции мульд широтных депрессий; 15 - гемиантиклинали; 16 - резкие изменения простирания линейных валообразных поднятий; 17 - структуры расходящихся и затухающих разломов типа "конского хвоста". 18 - участки, рекомендуемые по структурно-тектоническим признакам для первоочередных гидрогеологических исследований на углекислые минеральные воды.
|
Условные обозначения
Стратиграфические горизонты и их литологический состав.
Меловая система: 1 - Верхний мел. Известняки, мергели. 2 - Нижний мел, альбский ярус. Водоупорные глины среднего и верхнего яруса, 3 - апт-альбский ярус. Песчаники глинистые. 4 - аптский ярус. Песчаники известково-глинистые, 5 - барремский ярус. Песчаники известковистые, 6 - готеривский ярус. Песчаники глинистые, 7 - валанжинский ярус. Известняки доломитизированные.
Юрская система: 8 - Титонский ярус. Песчаники, гравелиты, гранитная дресва, конгломераты, брекчии, ангидриты, известняки.
Прочие обозначения: 9 - Линии тектонических нарушений. 10 - Скважина, ее номер. 11 – Родники.
|
|
|
| Примечание: расположение разрезов отображено на «Схематической структурно-тектонической карте …» (стр.14) |
Согласно районированию А.Б. Островского и др. (1979), Кисловодское месторождение относится к северной части Красногорско-Кисловодской ступени, названной авторами Учкукенской зоной, или Кисловодским выступом. Этот выступ в раннеальпийскую фазу тектогенеза развивался как система поднятий. Нижне-среднеюрские отложения здесь в значительной степени были размыты в предтитонское время и сохранились лишь в отдельных депрессиях. Рассматриваемый выступ ограничен с севера Кисловодской флексурно-разломной зоной субширотного простирания, контролирующей структурный рельеф мезо-кайнозойского осадочного чехла. Структура зонысложная. Здесь картируется не менее двух крупных разломных линий, удаленных друг от друга на 3-5 км, а также целая серия параллельных или более мелких разрывных нарушений. С юга Кисловодский выступ ограничен Кичмалкинским широтным разломом. Из других крупных тектонических нарушений широтного простирания следует отметить разрывные нарушения в фундаменте, трассируемые вдоль широтного участка долины р.Подкумок.
В меридиональном тектоническом плане А.Б. Островский и Б.Г. Потапов (1979) относят рассматриваемую территорию к Нагутско- Верхнемалкинской антиклинальной зоне, выделяемой в Центральнойчасти Ставропольско-Минераловодского поднятия. Нагутско-Верхнемалкинское поднятие шириной 18-20 км выражено как в рельефе палеозойского фундамента, так и по всем стратиграфическим горизонтам мезо-кайнозоя. Как указывают авторы, поднятие характеризуется напряженной тектонической обстановкой (т.е. наличием многочисленных разнообразных нарушений). Оно ограничено с запада и востока крупными флексурно-разломными зонами, названными авторами соответственно Западной Нагутской и Восточно- Нагутской. Центральную часть рассматриваемой территории пересекают еще два меридиональных разлома.
|
Их роль в формировании углекислых вод (поступлении углекислотного флюида из фундамента) пока недостаточно выяснена. Исследователи (А.Б.Островский и др.) полагают, что они должны играть позитивную роль, т.к. по ним осуществляется растяжение Нагутско-Верхнемалкинского свода.
Тектонические нарушения северо-западного простирания выражены в пределах рассматриваемой территории слабее, чем широтные и меридиональные. Г.С. Вартанян (1975) и другие исследователи выделяют гидрогеологически активные тектонические зоны такого направления в Центральной части Кисловодского месторождения (район скважин 12, 63 и др.), а также предположительно на Ольховском (вдоль долины р.Ольховки) и Подкумском (в районе скважин 37, 1-НП, 33, 1-П) участках.
Основную роль в формировании Кисловодского месторождения углекислых вод, по мнению большинства исследователей, играют структуры северо-восточного простирания. Эти структуры довольно детально изучены при разведочных работах на углекислые воды (А.А.Иовдальский и др.,1956; А.Л.Леонтьев, 1950; А.А. Иовдальский, Д.М.Новичихин, 1961; А.А.Минко, И.Л.Лумельский, 1967).
Как указывалось выше, через Кисловодское месторождение в северо- восточном направлении протягивается Кисловодский вал, выраженный в рельефе фундамента и нижних горизонтов осадочного чехла. Вдоль оси вала проходит крупная зона тектонических нарушений протяженностью около 20 км (от Верхней Березовки через Кисловодск до ст.Подкумок). По данным геофизических исследований (А.Б.Островский, В.Н. Арбузкин и др., 1979), северо-восточная Кисловодская зона тектонических нарушений состоит из двух зон: собственно, Кисловодской и Березовской. Кисловодская зона хорошо выражена в породах титона и валанжина и представлена двумя параллельными сбросами. Западный сброс проходит примерно через скважины 14 и 2-НТ. Амплитуда сброса от 3 до 12 м, опущено западное крыло. Восточный сброс проходит через скважины 27, 24 и западнее скважин 23/0 и 30/0. Здесь опущенным с амплитудой 8-10 м является восточное крыло.
|
Оба сброса имеют крутые углы падения, достигающие 85-90°. Параллельно двум основным сбросам отмечается большое число микросбросов, располагающихся между ними и достигающих наибольшей интенсивности по оси Кисловодского вала. Они образуют довольно мощную зону дробления северо-восточного простирания. На Березовском участке, по материалам геолого-съемочных работ (А.Л.Леонтьев, 1950), прослеживается шесть крупных нарушений, из которых пять имеют СВ простирание, а одно - близкое к широтному. Амплитуда сбросов невелика, от 4 до 35 м, причем почти у всех опущено юго-восточное крыло. Наиболее мощной является западная ветвь Березовских нарушений, прослеживаемая по левому берегу р. Березовки, где она пересекает балку Мокрую. Состоит она из пяти субпараллельных сбросов, имеющих простирание 50°, амплитуда вертикального перемещения пород под ним достигает 35 м. Другие более мелкие нарушения Березовской зоны представляют собой отдельные сбросы, располагающиеся под различными углами к крайней западной ветви.
Кисловодская и Березовская зоны нарушений прослеживаются и в песчано-глинистых отложениях нижнего мела. Южнее г.Кисловодска, в верховьях р.Ольховки сбросом смещены породы валанжина, готерива и баррема. Породы в зоне сброса брекчированы.
Структуры Кисловодской зоны относятся "к категории тектонически долгоживущих, заложенных не позднее PZ~MZ, неоднократно оживлявшихся в ходе тектонических фаз альпийского и новейшего тектогенеза, что и определяет их установленную гидрогеологическую эффективность” (А.Б. Островский и др., 1979).
Благоприятные тектонические структуры, способствующие поступлению углекислотного флюида из домезозойского фундамента, являются первым непременным условием формирования углекислых вод. Вторым условием является наличие коллекторов, аккумулирующих эти воды. Таковыми в пределах Кисловодского месторождения являются два основных горизонта - титонский и валанжинский. Выше залегающие песчано-глинистые отложения готерива, баррема и апта в целом слабо водоносны. Они мало изучены в гидрогеологическом отношении, т.к. содержат неуглекислые воды и практического интереса не представляют. Залегающие в основании гидрогеологического разреза кристаллические породы фундамента также плохо изучены. Многочисленные скважины, пробуренные на территории месторождения, лишь вскрывают кровлю фундамента всего на несколько метров (редко до 30 м).
Некоторые исследователи (А.А. Иовдальский, 1968; Н.С.Погорельский, 1973) полагают, что породы кристаллического фундамента практически безводны. Другие же авторы (Г.С.Вартанян, 1975) считают, что глубинные воды, циркулирующие по тектоническим разломам в кристаллических сланцах и гранитах играют большую роль в восполнении запасов углекислых вод.
Титонский и валанжинский горизонты в связи с отсутствием изолирующего водоупора гидрогеологически тесно связаны между собой и по существу составляют единый водоносный комплекс - один из главных комплексов артезианского склона Северо-Кавказской моноклинали. В пределах Кисловодского месторождения это основной продуктивный на углекислые воды комплекс. Главная область питания титоно-валанжинского водоносного комплекса находится в южной части Кисловодского месторождения, где эти отложения выходят на поверхность. Отсюда подземные воды движутся на северо-восток в соответствии с моноклинальным погружением в этом направлении водовмещающих пород. Кроме этого основного, северо-восточного потока подземных вод, в районе Кисловодского вала отмечается движение вод с запада и юго-запада (со стороны Аликоновской впадины) и с юго-востока (со стороны Джинальской впадины). Рассеченный разломами Кисловодский структурный вал представляет собой региональную дренажную систему. Вследствие геологически длительной разгрузки подземных вод титона и валанжина вдоль вала сформировалась крупная гидродинамическая депрессия.
Несмотря на общность основных гидрогеологических черт титона и валанжина, имеющийся большой фактический материал позволяет выявить некоторые (иногда существенные) различия в их гидродинамических и гидрохимических особенностях.
Титонский водоносный горизонт распространен почти повсеместно, отсутствуя лишь на северо-западе рассматриваемой территории. Основное питание водоносного горизонта осуществляется за счет инфильтрации атмосферных осадков на южном склоне Скалистого хребта, а также в долинах рек Кич-Малка, Аликоновка и Березовка, где эти породы выходят на поверхность. Питание его, вероятно, осуществляется и в результате дренажа выклинивающихся горизонтов нижней юры (Березовский, Ольховский участки). На большей же части территории Кисловодского месторождения титонский горизонт погружен под меловые отложения на глубину от 150 до 600 м и имеет напорный характер с понижениями уровней от 1400 м в юго-западной части месторождения до 830 м - в северо-восточной. Крупным очагом разгрузки титонских вод является центральная часть Кисловодского вала, где в напорном уровне вод установлена "вековая" воронка депрессии, вытянутая в северо-восточном направлении. Эта мощная пьезометрическая депрессия изменила основное (северо-восточное) направление движения напорных вод даже соседнего Подкумского участка на восточное и юго-восточное, т.е. в сторону Кисловодска. Формирование такой крупной депрессионной воронки в титонском горизонте подтверждает гидравлическую взаимосвязь его с водами вышезалегающих доломитизированных известняков валанжина. Она могла образоваться только в результате вековой естественной разгрузки последних через мощный минеральный источник Нарзан и пресные неуглекислые источники (Финкгейзеровский и др.). Разгрузка титонских вод происходит также на Березовском участке. Здесь в долине р. Березовки из отложений титона выходят источники пресных и углекислых минеральных вод. Отмечается также скрытая разгрузка титонских вод в четвертичные аллювиальные отложения.
Условные обозначения
1 - скважина, ее номер. Цифры дроби - абсолютные отметки пьезометрического уровня в метрах: числитель - данные, полученные при опробовании в процессе бурения, знаменатель - данные эксплуатации по состоянию на 1/1-1979 г.;
2 - пьезоизогипсы, проведенные по данным детальной разведки 1949-55 гг;
3 - пьезоизогипсы, проведенные по данным эксплуатации горизонта по состоянию на 1/1-1979 г.
По составу воды титонских отложений гидрокарбонатно-сульфатные (или сульфатно-гидрокарбонатные) преимущественно кальциево-магниевые. Минерализация их изменяется от 1,5 до 12,4 г/л, содержание углекислоты от 0,1 до 3,1 г/л.
Титонский горизонт, несмотря на невысокую в целом обводненность, играет ведущую роль в формировании Кисловодского месторождения. С ним связаны основные ресурсы углекислых вод Березовского, Ольховского и Подкумского участков. На Центральном участке, где основные запасы углекислых вод сосредоточены в валанжинском горизонте, воды титона, являясь бактериологически наиболее чистыми, также имеют большое значение. Однако горизонт продуктивен не на всей площади распространения. Имеющийся фактический материал свидетельствует о локальном (прерывистом) характере распространения в нем углекислых вод.
Таким образом, углекислые воды формируются лишь в пределах отдельных зон с особыми геолого-структурными условиями. В частности, благоприятными (гидрогеологически эффективными) являются узлы пересечения разнонаправленных разломов (или других тектонических нарушений). Как пишет А.Б.Островский (1979),в таких узлах могут возникнуть зоны глубинной трещинной проницаемости в домезозойском фундаменте и повышенная обводненность мезо-кайнозойского осадочного чехла. Однако подобные условия создаются лишь в случаях, когда пересечение разнонаправленных структур приводит к формированию зон тектонического растяжения (разуплотнения), облегчающих поступление с глубины углекислотного флюида. Образование таких зон зависит не только от морфологии разломов, но и от типа структур, к которым эти разломы приурочены (антиклиналь, синклиналь, горст, грабен и пр.).Кроме того, одинаковые по морфологии разломы проявляют себя по-разному на различных глубинах, в различных отложениях и т.д.
Значительная зона растяжения сформировалась, по-видимому, в осевой части Кисловодского вала, рассеченного глубинным разломом северо-восточного простирания и более мелкими разломами ССВ, северного и северо-западного направлений. На Центральном участке в этой зоне развиты воды с наиболее высоким содержанием углекислоты (более 2,5 г/л). Южнее, на Березовском участке и той же зоне развиты менее концентрированные углекислые воды. Объясняется это, видимо, тем, что углекислые воды титона, находящиеся здесь в зоне неглубокой циркуляции, разбавляются пресными водами аллювиальных четвертичных отложений.
На Подкумском участке формирование углекислых вод обусловлено, по-видимому, пересечением широтного разлома, протягивающегося вдоль выявленного здесь вала с меридиональными разломами. На Ольховском участке флюидопроницаемыми, по всей вероятности, являются зоны пересечения меридионального Восточно-Нагутского разлома с разломами северо-западного и северо-восточного направлений.
От локальных участков углекислые воды движутся в соответствии с общим направлением потока подземных вод в горизонте под влиянием гидростатического давления. В зависимости от характера трещиноватости водовмещающих пород, их фильтрационных свойств, направления и скорости движения потока и других причин месторождения и участки углекислых вод могут иметь различную конфигурацию. Чаще всего они имеют форму полос ("языков"), вытянутых вдоль региональных зон тектонических нарушений. Подобную форму в плане имеют площади углекислых вод Центрального, Березовского, частично Ольховского участков. На Подкумском участке воды с содержанием углекислоты до 2,5 г/л распространены на площади, протягивающейся в виде полосы в юго-западном направлении, в сторону гидродинамической депрессии Кисловодского вала.
Валанжинский водоносный горизонт распространен почти так же широко, как титонский. Отсутствует он лишь в юго-западной части месторождения, в долинах рек Аликоновки и Березовки.
Однако на большей площади распространения горизонт содержит пресные воды. Углекислые воды развиты лишь в центральной и северо-восточной частях Кисловодского месторождения, где в валанжин разгружаются высоконапорные воды титона, насыщенные углекислотой. Разведочные работы, проведенные в разные годы (в основном в период 1949-55 гг.), позволили уточнить площадь распространения углекислых вод в валанжине. Последняя определяется развитием зоны дробления пород вдоль северо-восточной Кисловодской зоны разломов. Углекислые воды распространены полосой, расширяющейся с юго-запада на северо-восток от 0,5 до 3 км. В зоне циркуляции углекислых вод толща трещиноватых доломитизированных известняков валанжина разделяется пачкой плотных мергелистых пород на две части - верхнюю (мощностью около60 м). и нижнюю (около 40 м), различающиеся по степени обводненности, а также по минерализации вод и содержанию в них углекислоты. На этом основании А.А. Иовдальский (1956) наделил их как подгоризонты валанжина.
Питание валанжинского горизонта осуществляется в основном инфильтрацией атмосферных осадков на участках выхода его на поверхность. Основная область питания находится на юге, где выходящие на поверхность валанжинские известняки сильно закарстованы. Циркулирующие здесь воды трещинно-карстового типа, в основном безнапорные. В долинах рек, балках и оврагах выходят многочисленные пресные источники с различными дебитами от 0,01 до 70 л/с.
Погружаясь к северо-востоку под песчано-глинистые отложения нижнего мела, валанжинский горизонт становится напорным, а воды по характеру циркуляции - в основном пластово-трещинными. Движение вод происходит в том же северо-восточном направлении в соответствии с понижением их пьезометрической поверхности от абс.отм. 1000-1200 м в южной части месторождения до 800 м - в северной. В центральной части месторождения в связи с "вековой" естественной разгрузкой валанжинских вод через крупнейший минеральный источник Нарзан и высокодебитные пресные источники (Финкгейзеровский и др.) в пьезометрическом уровне водоносного горизонта сформировалась гидродинамическая депрессия со срезкой уровней на 48-65 м. Эта обширная депрессионная воронка овальной формы вытянута в северо-восточном направлении вдоль оси Кисловодского вала и уходит за пределы месторождения. Как указывалось выше, интенсивная разгрузка валанжинских вод в пределах Кисловодского месторождения вызвала сработку пьезометрического уровня и титонского горизонта.
Минерализация и ионный состав валанжинских вод различны. Углекислые воды (СО2 от 0,5 до 3 г/л) обычно сульфатно-гидрокарбонатные магниево-кальциевые, с минерализацией преимущественно от 2 до 5 г/л. Причем, воды нижнего валанжина при одинаковом с верхневаланжинскими водами ионном составе имеют более высокие минерализацию и концентрацию углекислоты. Неуглекислые воды (СО2<0,5 г/л) валанжина обычно слабоминерализованные (М<2 г/л), гидрокарбонатно-сульфатные с пестрым катионным составом.
Режим валанжинского горизонта (особенно верхней его части) в большей степени, чем титонского, зависит от естественных факторов - количества выпадающих атмосферных осадков, режима поверхностных и грунтовых вод. Так, в районе ист. Нарзан верхне-валанжинские воды гидродинамически тесно связаны с грунтовыми водами четвертичных отложений. При понижении напоров вод валанжина или при увеличении количества атмосферных осадков происходит подток к минеральным водам загрязненных грунтовых вод. Причиной неудовлетворительного санитарного состояния верхневаланжинских вод могут быть также проникающие в них в период паводков загрязненные воды рек Ольховки и Березовки.
|
Кумское месторождение
Кумское месторождение углекислых минеральных вод является крайним западным флангом района КМВ и расположено в 45 км от г. Кисловодска в долине р. Кумы, имеющей тектоническое заложение.В структурном плане участок месторождения локализован в пределах тектонически ослабленной зоны краевой части Северо-Кавказской моноклинали, характеризующейся двухъярусным строением разреза, обусловленным своеобразной историей геологического развития в геосинклинальный и платформенный периоды. Нижний (геосинклинальный) этаж представлен палеозойскими гранитами, залегающими в пределах месторождения на глубинах от 118 м (скв. 6-Н) до 349 м (скв. 103) при абсолютных отметках поверхности кровли фундамента от 845 до 560 м. Структура кровли кристаллического основания характеризуется наличием валообразного поднятия (Красновосточного) в южной части участка (скв.47, 6-Н), ориентированного в северо-восточном направлении. В пределах северного участка выделяются две сравнительно узкие желеобразные впадины северо-западного направления: одна в районе скв. 3-Н, I-е, вторая от скв. 56 до скв. 103, осложняющие общий сравнительно пологий наклон поверхности к северу. Сопоставление рельефа с выявленными различными методами тектоническими нарушениями позволяет отметить, что только часть из них отражает характер дизъюнктивных дислокаций, установленных геологическими и геофизическими исследованиями. По нашему мнению, повышенной тектонической нарушенностью, имеющей блоковый характер расколов твердого основания, должны обладать все участки локальных понижений и выступов. Наиболее достоверной представляется зона нарушений, протягивающаяся вдоль долины р.Кума в северо-восточном направлении и пересекающая по продольной оси всю территорию месторождения. Эта зона четко сопоставляется с аналогичными дислокациями района КМВ: Ессентукско-Новоблагодаренской, Железноводской, Пятигорской.
| Схематическая геологическая карта Кумского месторождения углекислых вод |
|
Условные обозначения
Меловая система
1. Нижний отдел, Альбский ярус
2. Нижний отдел, Аптский ярус
3. Нижний отдел, Барремский ярус
4. Нижний отдел, Готеривский ярус
5. Нижний отдел, Валанжинский ярус
Юрская система
6. Верхний отдел, Титонский ярус
7. Верхний отдел, Кимериджский ярус
8. Нижний отдел - лейас
9. Линии тектонических нарушений
Водопункты
10. Эксплуатационные скважины
11. Наблюдательные за J3t
12. Наблюдательные за J1l
| Схематическая структурная карта кровли палеозойского фундамента района Кумского месторождения минеральных вод |
|
Условные обозначения
1. Изолинии поверхности палеозойских отложений.
2. Скважина: справа - номер по первоисточнику, слева - абсолютная отметка кровли палеозойского фундамента.
3. Тектонические нарушения
| Схематическая карта мощностей титонских отложений района Кумского месторождения минеральных вод |
|
Условные обозначения
1. Изолинии мощностей, м.
2. Тектонические нарушения.
3. Скважина: справа - номер по первоисточнику, слева - мощность титонских отложений, м.
4. Область отсутствия титонских отложений
|
Литологический состав древнего основания изучен по данным опробования нескольких десятков скважин. Вскрытые мощности гранитоидов колеблются в пределах от 0,1 до 66,25 м. Граниты и гранодиориты представлены несколькими разновидностями: средне- и крупнозернистые, биотитовые, мусковитовые; в отдельных скважинах вскрыты жильные гранит-порфиры кварц-полевошпатового состава. Повсеместно отмечается сильная трещиноватость магматических пород и наличие коры выветривания, представленной гранитной дресвой, что свидетельствует об интенсивном и длительном воздействии экзогенных процессов в позднем палеозое, сформировавших перед юрской трансгрессией мощную зону измененных пород (гравелиты кварцевые с прослоями глин и алевролитов, с железисто-глинистым или известковистым цементом).
Верхний структурный этаж представлен осадочным мезозойским комплексом пород юрского и нижнемелового возраста, залегающих трансгрессивно на складчатом основании в виде пологой моноклинали с падением на северо-восток под углом 3-6°.
Для Кумского месторождения наиболее важной частью стратиграфического разреза осадочного чехла являются отложения юрской системы, представленные во временном плане нижним (средний лейас –JIl) и верхним отделами (J3km-t). Юрские образования сформировались в период вертикальной перестройки Минераловодского поднятия, вследствие чего в основании их залегает мощная толща терригенных образований коры выветривания. Отложения среднего лейаса (JIl)имеют сравнительно ограниченное распространение в южной части изучаемого района, в плане выклиниваются в интервале между скважинами 3-РН и 6-Л.Мощность нижнейюры в направлении с юга (скв. 7-РН) на север (скв. 47) резко уменьшается от 276 м до 60 м (скв.З-РН); далее по падению пород палеозойского фундамента эти отложения полностью размыты. В составе среднего лейаса преобладают песчаники полимиктовые, гравелиты, алевролиты, часто с карбонатным цементом и включениями углистого вещества. В качестве вторичных образований в керне отмечается глауконит и гидроокислы железа, что свидетельствует об образовании данных пород в условиях прибрежной части мелководного бассейна. Верхнеюрские отложения развиты повсеместно на участке Кумского месторождения, причем в южной части они залегают на средне-лейасовых, а в северной - непосредственно на палеозойских гранитоидах. В низах разреза локально на южном участке развиты сравнительно маломощные (до 40 м) образования кимеридж-оксфордского яруса, имеющие аналогичный характер залегания с породами среднего лейаса; в составе преобладают песчаники с редкими прослоями известняков.
Породы титонского яруса, образующие верхнюю часть разреза юрского возраста, развиты на обширной территории от скважины 2-ОЭ на юге, где они вскрываются непосредственно под аллювием с минимальной мощностью порядка 20-30 м, до скв.45 на северном фланге, где их мощность также невелика (20 м). Таким образом, отложения титона заполняют местную депрессию в фундаменте с максимальной мощностью в центральной части порядка 120-156 м (скв.4-Н-1-Э). Анализ распределения мощностей титонских отложений позволяет отметить, что увеличение мощности разреза прослеживается в восточном направлении вдоль простирания моноклинального склона. Характер залегания кровли титона в принципе наследует основные особенности складчатого основания. Об этом свидетельствует и общая ориентировка важнейших тектонических нарушений и зон дробления, прослеженных как в фундаменте, так и в осадочном чехле. Наиболее интенсивно нарушены осадочные образования юрского возраста в центральной части месторождения, вдоль меридионального створа долины р. Кумы на участке скважин 2-е - З-е. Аналогичные выводы сделаны и при рассмотрении структуры поверхности кровли юрского комплекса пород (Погорельский A.C., 1973): абсолютные отметки кровли понижаются от 1000 м на юге до 550 м на северо-западе.
Титонские породы выходят на поверхность вдоль левого борта долины до скв.5-Н, далее к северу и на склонах они перекрыты карбонатными формациями (доломитизированные известняки) валанжинского яруса нижнего мела мощностью не более 50 м.Важное значение для расшифровки гидрохимической зональности и особенностей формирования минеральных вод месторождения имеет пространственное распределение основных литологических разностей вмещающих пород. В целом титонские образования представлены терригенной пестроцветной толщей, состоящей из конгломератов, песчаников, глин, брекчий и дресвы гранитов. Последние представляют собой погребенную кору выветривания палеозойского фундамента, переработанную в процессе юрской трансгрессии. Специфической особенностью всех разновидностей осадочных пород являются геохимические условия их формирования в условиях повышенной солености морского бассейна, о чем свидетельствуют отмечаемые повсеместно гипсы и ангидриты в виде пропластков и включений (а на северных флангах - и отдельных линзовидных прослоев) в песчаниках и глинах. Характерно также интенсивное ожелезнение как следствие активного разрушения рассеянной магнетитовой минерализации обломочных образований гранитоидов.Условия формирования подобных формаций характеризуются достаточно быстрой и незакономерной изменчивостью, поэтому в плане и разрезе титонского яруса отдельные литологические разности пород имеют непостоянные в пространстве элементы залегания.
Нижнемеловые отложения на участке месторождения представлены валанжинским (карбонатные породы), готеривским, барремским, аптским и альбским (песчано-глинистые породы) ярусами общей мощностью от 450 до 540 м. Следовательно, в составе нижнемелового комплекса четко выделяются две составляющие: 1) сравнительно маломощная (18-34 м) карбонатная (доломитизированные и оолитовые плотные известняки); 2) мощная (400-500 м) глинисто-песчаная толща, характеризующаяся интенсивной изменчивостью литологического состава в плане и разрезе.
В гидрогеологическом отношении район Кумского месторождения пространственно расположен в южной части Кавминводского артезианского бассейна (склона). Область питания приурочена к южной зоне, где мезозойские породы или выходят на поверхность, или перекрыты хорошо проницаемыми четвертичными образованиями. Вследствие сравнительно слабой трещиноватости и плотности отложений нижнего мела (аргиллиты, алевролиты, глины - апт и альб) подземные воды имеют напорный характер циркуляции практически на всей территории. Гидрогеологическая структура месторождения характеризуется наличием многослойной водовмещающей толщи, включающей водоносные комплексы палеозоя, юры и нижнего мела. Четкие и выдержанные водоупоры между ними не выделяются, однако различие в литологии и характере трещиноватости, определяющие во- дообильность и фильтрационные свойства указанных комплексов, позволяют в настоящее время рассматривать их как самостоятельные водоносные горизонты, имеющие специфические гидрогеохимические особенности.
Минеральные воды титонского горизонта характеризуются высокими содержаниями углекислоты как в растворенной (1,99-3,37 г/л), так и в спонтанной фазах. По химическому составу воды северного участка (скв. 1-Э, 2-Э) среднеминерализованные (М 7,1-8,2 г/л) гидрокарбонатно-хлоридные кальциево-натриевые. На южном участке (скв. 1-ОЭ, 2-0Э) распространены маломинерализованные (М 1,7-2,2 г/л) сульфатно-хлоридные магниево-кальциевые воды.
Подземные воды валанжина опробованы только в скважине 55; водоприток незначительный, воды неуглекислые, (С02 0,2-0,4 г/л), пресные (М менее 1 г/л).
В отложениях песчано-глинистой толщи готерив-альба подземные воды приурочены только к слабо трещиноватым песчаникам в пределах северного участка. Это пресные воды, разгрузка которых в виде естественных проявлений отмечается вдоль долины р.Кумы и ее притоков. Взаимосвязь с продуктивным титонским горизонтом не установлена.
|
Верхне-Подкумское месторождение, Эшкаконский и Промежуточный участки.
Рассматриваемая территория располагается в верховьях реки Подкумок и нижней части долины р.Эшкакон.В геолого-структурном отношении исследуемый район приурочен к Северо-Кавказской моноклинали, к южной ее части.В тектоническом плане структур широтного простирания (по А.Б. Островскому и др., 1979) район Верхне-Подкумского месторождения и смежных с ним участков относится к Кисловодско-Красногорской структурно-тектонической ступени, выделяемой в средней части Северо-Кавказской моноклинали. А в меридиональном тектоническом плане данный район относится к центральной части Ставропольско-Минераловодского поднятия, ограниченной Западно-Нагутским и Красновосточным разломами. Наложение на эти крупные нарушения более мелких, субширотного простирания, разломов способствует созданию зон повышенной трещиноватости, являющихся коллекторами углекислоты, поступающей с глубины и обогащающей подземные воды.
Эшкаконский участок слабоуглекислых минерализованных вод расположен в 20-25 км к западу от г. Кисловодска в районе слияния p. Эшкакона и Подкумка.
В геологическом строении участка принимают участие граниты верхнего палеозоя, слагающие фундамент, на поверхности которого с перерывом в осадконакоплении и резким угловым несогласием залегает толща моноклинально, падающих пород титонского яруса верхней юры, нижнего мела (от валанжина до апта включительно) и четвертичные образования.
Поверхность фундамента неровная. На ее фоне в долине р.Эшкакон прослеживается Эшкаконский вал. Ширина его 1,0-1,5 км, высота 50-60 м. Кроме того, в палеозойском фундаменте наблюдаются некоторые мелкие неровности. В западной части участка отложения палеозоя вскрываются на глубине 113 м (№ 21-скв. 25), в центральной части на глубине более 426 м (№ 31-скв.5-РЭ), через эту скважину проходит понижение в рельефе фундамента, протягивающееся вдоль Эшкаконского вала, восточнее его. В палеозойском фундаменте предполагается наличие тектонических нарушений субширотного простирания, проходящих в центральной части участка параллельно долине р.Эшкакон.Породы палеозоя представлены гранитами розового цвета порфировидной структуры. В верховьях р.Эшкакон эти породы выходят на дневную поверхность.
Породы мезозоя образуют пологую моноклиналь с падением пластов на северо-восток под углом 3-11°.
В гидрогеологическом отношении Эшкаконский участок так же, как и Верхне-Подкумское месторождение, расположен в южной части артезианского склона Северо-Кавказской моноклинали. На территории участка в осадочном чехле выделяются следующие водоносные горизонты: четвертичных отложений, толщи нижнего мела (готерив-апт), валанжина и пестроцветных терригенных отложений титонского яруса верхней юры. Эшкаконское месторождение слабоуглекислых слабоминерализованных вод приурочено к водоносному горизонту титонского яруса.
Отложения титонского яруса, представленные пестроцветными терригенными образованиями (конгломератами, брекчиями, гравелитами, гранитной дресвой), обнажаются юго-западнее месторождения в бортах долины р.Эшкакон. На территории участка породы титона перекрыты песчано-глинисто-известковистой толщей пород нижнего мела.
Породы титона повсеместно на территории участка залегают на палеозойском кристаллическом фундаменте, представленном практически безводными, за исключением самой верхней своей части, гранитами, являющимися водоупором для титонского водоносного горизонта.
Мощность горизонта по площади изменяется от 26 м (№ 23- скв.20) до 146 м (№ 31-скв.5РЭ). Характерной особенностью титонского водоносного горизонта для всех участков Кисловодского курорта является пестрый литологический состав, который выражается в частом чередовании грубообломочных и глинистых фаций, крайняя невыдержанность их по площади и в разрезе, что обусловливает сложную гидродинамическую обстановку в пределах всего горизонта.
Существенным фактором, определяющим условия циркуляции, является геолого-литологический состав отложений титонского яруса. Частая перемежаемость водопроницаемых дресвяно-гравийных прослоев с водоупорными глинисто-аргиллитовыми создает порово-пластовый характер циркуляции вод горизонта. Поток подземных вод имеет направление движения с юго-запада на северо-восток, характерное для всего региона.
Верхне-Подкумское месторождение слабоуглекислых слабоминерализованных вод расположено в долине р.Подкумок, в 30 км к юго-западу от г.Кисловодска, в 5 км от с.Терезе.
В геологическом строении месторождения принимают участие граниты верхнего палеозоя, слагающие фундамент, на поверхность которого с перерывом в осадконакоплении и резким угловым несогласием ложится толща моноклинально залегающих пород плинсбахского яруса нижней юры, верхней юры - от келовейского яруса до титонского; нижнего мела - от валанжина до альба включительно, и четвертичные образования.
Поверхность фундамента неровная. На фоне ее по долине р.Подкумок прослежен Верхне-Подкумский вал. Глубина залегания его кровли в центральной части составляет 88,5 м (№ 5-скв.З). Ширина вала - 2,5 км. Высота структуры на юго-западе равна 60 м, на северо-востоке - 130 м. В северо-восточном направлении в фундаменте наблюдается еще несколько мелких неровностей. Общее погружение фундамента в южной части месторождения происходит на северо-запад, а в северной - на северо-восток.
В палеозойском фундаменте предполагается наличие тектонических нарушений, самым крупным является субширотное, проходящее в районе скв. 6 параллельно долине р.Корсунки.
Породы палеозоя сложены гранитами розового цвета порфировидной или неравномерно-зернистой структуры. В гранитах отмечаются секущие дайки порфиритов мощностью от 8,4 (№ 10-скв.9) до 12 м (скв. 11). Вскрытая мощность гранитов - 5-100 м.
Породы мезозоя образуют пологую моноклиналь с падением пластов на северо-восток под углом 3-11°. На фоне общего погружения отмечаются мелкие складки, связанные с неровностью рельефа.
В гидрогеологическом отношении Верхне-Подкумское месторождение расположено в южной части артезианского склона Северо-Кавказской моноклинали в непосредственной близости от северной граница Малкинского артезианского бассейна. На территории месторождения в осадочном чехле выделяются следующие водоносные горизонты и комплексы: четвертичных отложений, песчано-глинисттолщи нижнего мела (готерив-альб), валанжина, келовей-кимериджа, плинсбахского яруса нижней юры.К водоносному горизонту плинсбахского яруса приурочено Верхне-Подкумскоё месторождение слабоминерализованных углекислых вод.
Отложения плинсбахского яруса, представленные песчано-глинистыми образованиями, обнажаются в южной части месторождения, в тальвегах и бортах долин рек Подкумка и Корсунки. Севернее (№ 8-скв.2) плинсбахский горизонт погружается под отложения келловей-кимериджа, причем, последние срезают отложения плинсбаха так, что севернее скв.15 они полностью выклиниваются. Максимальная глубина погружения кровли плинсбахского водоносного горизонта на месторождении составляет 150 м (скв.15).
Породы плинсбаха повсеместно залегают на палеозойском кристаллическом фундаменте, представленном практически безводными гранитами, являющимися водоупорной подошвой для плинсбахского водоносного горизонта. Мощность горизонта по площади изменяется от 10 м (скв. 16) до 235 м (№ 9-скв. 10). Характерной особенностью плинсбахского горизонта является увеличение его мощности и одновременно обогащение глинисто-алевритовым материалом во впадинах доюрского рельефа и, наоборот, на выступах фундамента увеличивается количество грубообломочного материала и сокращается мощность отложений.
В вертикальном разрезе толщи наблюдается залегание в кровле и в подошве грубообломочных пород (гравелиты, конгломераты, песчаники), а в средней части преобладают тонкозернистые песчаники с прослоями аргиллитов. Кроме того, наблюдается общая закономерность - увеличение количества грубообломочного материала в северном направлении вплоть до полного замещения песчаников гранитной дресвой в районе скв.14.
Существенным фактором, определяющим условия циркуляции, является наличие трещиноватости, которая значительна для песчаников в южной части месторождения и резко сокращается для дресвы гранита в районе (№ 13-скв.14). Ориентировка трещин совпадает с общими для района преобладающими направлениями: северо-восточным и северо-западным.
|
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 1454; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!