Полезные ископаемые

     Гранулометрический  спектр полимиктовых песков и песчаников изменяется в широких пределах. Однако, для них свойственны две особенности: преобладание мелкозернистой размерности  и постоянное присутствие алевро-глинистой  примеси. Средне- и тем более крупнозернистые разновидности встречаются редко в виде маломощных прослоев или в качестве незначительной примеси. Поэтому коэффициенты фильтрации у них не превышают 15-20м/сутки, а в случае возрастания алевро-глинистой составляющей могут только снижаться. Для песчаников с хорошей цементацией они более низкие.

     Сверху  и снизу песчаниковые отложения  обрамляются алевролитами различной мощности. При уменьшенной её величине (менее 15м) возникают так называемые "гидрогеологические окна", расположение которых показано на граф.прил.5. Количество скважин с такими мощностями максимально при вскрытии белохолуницких отложений [Салтыков В.Ф.] и быстро убывает вверх и вниз по разрезу. Гидродинамическая связь присуща этим отложениям. Пути транзита подземных вод сложные. Их направления определяются не только фильтрационными возможностями, которые меняются как по разрезу, так и в зависимости от структурных особенностей.

     Помимо  регионального уклона к северу и  северо-востоку, большую роль играет рельеф алевролитовых пачек различных  свит, где различаются понижения и возвышенности [18]. На общий региональный уклон накладывается множество местных особенностей, влияющих на пути транспортировки подземных вод. Все это свидетельствует о сложно построенном едином водоносном комплексе, в котором можно различать водоносные, в различной степени водопроницаемые и даже водоупорные породы, расположение которых по латерали и по вертикали достаточно хаотично и не выдерживается по этим направлениям. Можно предположить основные черты строения такого комплекса. Общая картина усложняется высокой расчлененностью рельефа, в пониженных частях которого располагаются реки и ручьи, выполняющие роль главных дрен и вскрывающие песчаниковые отложения ряда свит как преимущественных водовмещающих пород. 

     Слабоводоносный локально водоупорный

     верхнеуржумский терригенный комплекс (пачка 2) Р₂ur

     В районе поисково-оценочных работ  по результатам предшествующих исследований [18, 20] данным горизонтом не эксплуатируется ни один колодец, родник или скважина. В основном этот горизонт распространен севернее района работ, поэтому характеристика горизонта не приводится.

Водоносный локально слабоводоносный верхнеуржумский

     терригенный комплекс (пачка 1) P₂ur

     Распространен на всей изучаемой территории. Общая мощность комплекса 53-114м.

     Подземные воды приурочены к песчаникам белохолуницкой свиты, залегающим в основании верхнего и нижнего ритмов осадконакопления (глава 3.2). Песчаники полиминеральные, разнозернистые (мелкозернистые), глинистые, известковистые. Водосодержащие слои песчаника отличаются невыдержанностью по мощности и простиранию. Мощность их чаще всего колеблется в пределах 9-5м, иногда достигает и больше. Песчаники переслаиваются с алевролитами и глинами. Среди песчаников часто отмечаются линзы конгломератов (3-5м). В верхней части разреза обводнены маломощные (до 1,0-1,5м) прослои мергелей и известняков, залегающих среди глин. Известняки глинистые, плитчатые, трещиноватые. Мергели тонкослоистые, комковатые, трещиноватые.

     В долинах реки Вотки (северная часть района работ), Сивы (к востоку от района работ) белохолуницкие отложения перекрыты обводненными аллювиальными отложениями. Водоупором между подземными водами являются глины белохолуницкого возраста. На остальной части района работ эти отложения перекрыты практически безводными элювиально-делювиальными суглинками.

     Подземные воды напорные. Величина напора определяется структурно-тектоническими условиями  и изменяется в пределах 40-50м.

     Водообильность  верхнеуржумских отложений весьма неравномерная и определяется условиями залегания, мощностью и литологическим составом водовмещающих пород.

     При откачках из мощных пачек песчаников, залегающих в основании разреза, получены дебиты от 2 до 4л/с при понижениях на 5-19м. Удельные дебиты при этом составили 0,14-3,8л/с. При опробовании маломощных прослоев песчаников, известняков, мергелей и трещиноватых алевролитов, залегающих в верхней части разреза, получены дебиты от 0,4 до 1,0л/с, реже до 1,5л/с при понижениях 1-28м (удельные дебиты 0,03-1,6л/с). При опробовании подземных вод в данных отложениях, где они обладают значительным напором, наблюдались самоизливы. Так, в скв.2 (к западу от участка работ) при вскрытии подземных вод статический уровень установился на 1,84м выше поверхности земли. При срезке уровня на 1,19м дебит составил 0,15л/с.

     Значения  коэффициента фильтрации изменяются от 1,92 до 12,1м/сут и зависят от литологической разности водовмещающих пород. В  мелкозернистых песчаниках составляет 2-3м/сутки, в плотных трещиноватых песчаниках и конгломератах 4-12м/сутки. Водопроводимость для исследуемых отложений колеблется от 17,8 до 158,5м²/сутки и зависит от литологического состава водовмещающих пород и условий циркуляции подземных вод.

     На  изучаемой территории по склонам  оврагов и долин речек отмечаются выходы подземных вод данного горизонта в виде родников. Расходы составляют 0,01-10,0л/с. Наибольшими расходами отличаются родники, вытекающие из песчаников и алевролитов, дебиты которых составляют 10л/с.

     Химический  состав вод определяется рядом факторов и изменяется с глубиной залегания водовмещающих пород и удалением их от основной области питания. Глубокий эрозионный врез и густота речной сети обуславливают активный водообмен, что создает интенсивную обновляемость и сравнительно небольшую минерализацию подземных вод (0,3-0,6г/л). Водовмещающие породы достаточно промыты от легкорастворимых солей и в них формируются гидрокарбнатные кальциево-магниевые, магниево-кальциевые, реже кальциево-натриевые типы вод. Эти типы вод характерны для верхней части разреза отложений белохолуницкой свиты. Относятся они по классификации О.А.Алекина к умеренно жестким (3,47-6,0мг-экв/л). Иногда наблюдается загрязнение подземных вод, что вызывает рост минерализации до 0,9г/л и общей жесткости до 11,3мг-экв/л.

     Подземные воды, приуроченные к базальным пачкам песчаников, залегающих в основании разреза (нижний ритм осадконакопления), относятся к гидрокарбонатному натриевому типу. Они мало минерализованные (0,4-0,76г/л), очень мягкие и мягкие (общая жесткость 0,2-3,0мг-экв/л), слабо щелочные (рН – 7,0-8,0).

     Формирование  гидрокарбонатных натриевых вод  происходит в результате метаморфизма гидрокарбонатных кальциево-магниевых вод за счет катионного обмена калия и натрия. В то же время происходит выпадение кальцита, следы которого отмечаются в виде цемента песчаников или отдельных монокристаллов.

     Содержание  фтора в воде 0,8-1,0мг/л. Спектральными  анализами сухого остатка обнаружены следующие микрокомпоненты: Ti, Al, Mn, Mo, V, Cu, Sr. Содержание их менее кларковых. Концентрация урана в подземных водах изменяется от 1,09´10^-7 до 4,58´10^-6г/л. По данным действующих эксплуатационных скважин на воду подземные воды верхнеуржумских отложений удовлетворяют требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01.

     На  площади работ водоносный верхнеуржумский  комплекс является первым от поверхности и режим подземных вод относится к водораздельному типу и определяется климатическими факторами.

     Питание подземных вод осуществляется за счет атмосферных осадков. В придолинных участках рек питание комплекса происходит за счет аллювиального горизонта.

     Разгрузка подземных вод приурочена к речной и овражно-балочной сети при нисходящем режиме подземного потока.

     Подземные воды рассматриваемого комплекса являются одним из основных источников водоснабжения  населенных пунктов, небольших промышленных предприятий, животноводческих ферм. Эксплуатация осуществляется посредством буровых скважин, реже колодцами и каптированными родниками. Глубина скважин 40-110м, чаще 70-90м. Производительность скважин составляет 0,8-5,0л/с, чаще 1,8-2,2л/с. Глубина колодцев изменяется от 0,6 до 18м, в основном 7,0м. Производительность колодцев составляет 0,04-0,08л/с.

     Подземные воды верхнеуржумских отложений  рекомендованы использовать для  целей водоснабжения на глубину их полной мощности. 

     Водоносный  локально слабоводоносный нижнеуржумский

     терригенный комплекс (Р₂ur₁)

     Подземные воды нижнеуржумских отложений в  пределах изучаемой территории пользуются широким распространением. Они залегают под отложениями белохолуницкой свиты.

     Подземные воды приурочены к линзовидным прослоям песчаников ильинской и максимовской свит, залегающих в нижней и средней частях комплекса, трещиноватым алевролитам и маломощным (до 3м) прослоям известняков и мергелей, залегающих в верхней части его. Нижним водоупором служат казанские глины и алевролиты.

     Песчаники разнозернистые, часто загипсованные, глинистые, слабые, прослоями крепко сцементированные известковым цементом, с прослоями конгломератов, в  подошве состоящих из песчано-алевролитовых  обломков, сцементированных глинисто-карбонатным цементом. Водовмещающая толща подвержена резкой фациальной изменчивости. Наблюдается замещение среднезернистых песчаников мелко- и тонкозернистыми, а последний – песчанистыми глинами и алевролитами. Мощность отдельных прослоев и линз песчаников варьирует в пределах от 2 до 24-28м, а общая вскрытая мощность водовмещающих пород достигает 38,8м.

     По  условиям залегания и характеру  вмещающих пород воды комплекса  относятся к пластово-поровым.

     Глубина залегания подземных вод различная  и зависит от структурно-тектонических особенностей района работ и положения водовмещающих пород в разрезе нижнеуржумских отложений.

     К югу от изучаемой территории подземные  воды имеют свободную поверхность  и залегают в колодцах на глубине 2-8м, в скважинах (скв.1, д.Кварса) на глубине 13,0м. По мере погружения водовмещающих пород нижнеуржумского возраста на северо-запад, глубина залегания подземных вод увеличивается и они приобретают напорный характер. Так, в скв.2 (с.Светлое) воды вскрыты на глубине 76,8м. В том же направлении увеличивается высота напора (граф.прил.4).

     Водоносность  комплекса изучена по родникам и  по данным опытных испытаний скважин. Степень водообильности зависит  от мощности водонасыщенного слоя и  его литологического состава, которые, учитывая палеогидрогеологическую обстановку, изменялись в зависимости от величины и скорости движения речных потоков, создавших песчаные толщи. Поэтому какую-либо закономерность в изменении мощности и фациальной изменчивости водовмещающих пород установить трудно и дебиты скважин и расходы родников характеризуют водообильность водоносного горизонта только в конкретной точке.

     При обследовании родников предшествующими  исследователями [18, 20] установлено, что  водообильными в комплексе являются песчаники. Дебиты родников изменяются от 0,05 до 0,5л/с. Дебит скважин изменяется от 0,1 до 10,0л/с.

     Их  изменение объясняется различной  степенью глинистости и трещиноватости водовмещающих пород. Коэффициенты фильтрации песчаников составляют 0,23-11,09м/сут, а водопроводимость 3,59-125,22м²/сут

     По  химическому составу воды, приуроченные к песчаникам, трещиноватым алевролитам и прослоям известняков и мергелей, залегающим в верхней части комплекса, гидрокарбонатные, кальциево-магниевые, реже магниево-кальциевые, с минерализацией 0,4-0,6г/л и общей жесткостью 3,3-5,8мг-экв/л.

     Иной  характер носят воды, заключенные  в базальных песчаниках, выполняющих  палеорусловые врезы. Они относятся  к гидрокарбонатным натриевым, очень  мягким.

     Формирование  гидрокарбонатных натриевых (содовых) вод происходило в результате катионного обмена – выщелачивания натрия и калия из глин и глинистых пород. С глубиной эти воды переходят в хлоридно-гидрокарбонатные натриевые.

     Питание водоносного горизонта осуществляется за счет атмосферных осадков, выпадающих на площади распространения нижнеуржумских отложений, залегающих вблизи поверхности под небольшим чехлом четвертичных отложений. В придолинных участках рек (скв.1 и южнее участка работ), где под обводненными аллювиальными отложениями непосредственно залегают нижнеуржумские отложения, происходит подпитывание последними аллювиальных отложений. Характер изменения пьезометрической поверхности вод комплекса показывает, что движение их происходит в северо-западном направлении, в соответствии со структурно-тектоническим планом территории. Южнее района работ наблюдается движение подземных вод от водоразделов в сторону долин рек, являющихся областями разгрузки.