Карбонатные породы

Несмотря на то что условия залегания отдельных слоев известняка устанавливают на основании структурных и стратиграфических исследований, водоотдачу этих слоев прогнозировать особенно трудно. Присутствие пустот растворения (карстовых пустот) в плотных известняках и доломитах определяется небольшими трещинами отдельности, различиями в составе пород, сбросами, небольшими слоями глинистых или кремнистых сланцев, а также начальной водопроницаемостью. В некоторых местах на основании эмпирических данных известно, что определенные формации служат водоносными горизонтами. И лишь в ограниченных районах нерегулярные геологические исследования могут показать, является ли слой известняка водоносным горизонтом. О водоносности изучаемой зоны свидетельствовали бы данные, полученные при изучении обнажений,— наличие пустот растворения, трещин с плотно сдвинутыми стенками и сдвигов. Наличие многочисленных прослоев глинистых сланцев и отсутствие пустот растворения доказывают, что слои доломита или известняка могут быть неводоносными на глубине.

Рис. 8.9. Схемы системы трещин и распространение подземных вод в безнапорных и напорных условиях (Хопкинсвилл, штат Кентукки).

Наблюдения в карьерах и других горных выработках в почти горизонтально залегающих карбонатных породах показали, что пустоты растворения вдоль вертикальных трещин довольно редки и что полости вдоль плоскостей напластования играют более значительную роль в накоплении подземных вод. Кроме того, вертикальные трещины, расширенные в результате растворения у поверхности, нередко заполняются глинистым материалом из перекрывающих слоев почвы. Горизонтальные трещины и полости, напротив, стремятся оставаться открытыми. Вследствие того что вероятность пересечения скважинами вертикальных трещин очень мала, большинство скважин вскрывает воду в горизонтальных пустотах растворения, расположенных вдоль плоскостей напластования (рис. 8.9, 8.10). В то же время горизонтальные пустоты более развиты около сбросов, так что признаки сбросов на поверхности должны быть использованы при выборе мест, наиболее благоприятных для заложения скважин на воду.

В районах распространения мощных толщ известняков или доломитов скважины, размещенные на дне долин, оказываются несколько перспективнее скважин, расположенных по склонам. Это частично объясняется водообильностью аллювия и близостью уровня грунтовых вод к поверхности. Скважины, пробуренные на широких возвышенностях, также более продуктивны, чем пройденные на склонах холмов. Трещины разрыва и пустоты растворения более развиты вдоль сводов антиклинадий и в пределах синклинальных прогибов, чем на крыльях складок (рис. 8.11). По крайней мере в одном из описанных районов синклинали оказались более благоприятными для накопления подземных вод, чем антиклинали.

Рис. 8.10. Кривая связи между глубиной и процентом скважин, вскрывших водоносные трещины (лист Хопкинсвилл, штат Кентукки).

Рис. 8.11. Скважины на воду в районе развития складчатых карбонатных пород. Затемненные области — карстовые пустоты. Скважина А продуктивная, но высота подъема воды при откачке очень большая, Скважина Б имеет низкий дебит. Скважина В продуктивная с небольшой высотой подъема воды. Скважина Г получает воду из аллювия.

Выбор мест бурения скважин в областях распространения мощных меловых толщ еще более затруднен, чем в плотных известняках и доломитах. Анализ результатов многочисленных опробований водоносных горизонтов в восточной Англии показывает, что их водопроводимость изменяется неравномерно по всей изученной территории. Наибольшая водопроводимость связана с антиклинальными складками, зонами наибольшей трещинова-тости, а также с речными долинами. Высокая водопроводимость в последнем случае объясняется трещиноватостыо, а не высотным положением водоносного горизонта.

Рис. 8.12. Линза пресных вод и колебания уровней воды на атолловом острове.

Известняки молодого возраста обычно сохраняют некоторую начальную пористость, и если такой известняк сложен грубым обломочным материалом, то нахождение водопроницаемых зон не представляет труда. Действительно, целые массивы, сложенные наиболее молодыми известняками, могут быть водопроницаемыми. Особый вид молодых известняков найден на атоллах.

Большая часть той площади атолла, которая расположена выше уровня моря, сложена обломочным материалом, накопившимся в верхней части более плотного и более сцементированного основания кораллового рифа. Обломочный материал различен — от очень грубой крупной гальки на океанических склонах атоллов до тонкого известкового песка на внутренних лагунных склонах (рис. 8.12). Более грубая галька обычно сцементирована, но сохраняет высокую водопроницаемость.

Подземные воды на атолловых островах формируются как за счет морской воды, которая в результате приливов и отливов создает своеобразный динамический режим, так и за счет прямой инфильтрации осадков. На небольших островах, особенно в районах с малым количеством осадков, питьевой воды нет. На более крупных островах дождевые воды, инфильтруясь, образуют скопления пресных вод, которые обычно плавают на подстилающих их морских водах. Вследствие различий в водопроницаемости пород по поперечному сечению островов линзы пресных вод обычно ассиметричны и имеют большую мощность со стороны лагуны, где водопроницаемость пород самая низкая и вода не дренируется в океан так быстро, как через грубую гальку, слагающую берег со стороны океана (рис. 8.12).

На большинстве атолловых островов воду для питья собирают во время дождей с крыш домов и хранят в специальных резервуарах. На более крупных островах подземные воды используют для мытья и стирки и в меньшей степени для питья. Небольшая мощность пресноводных линз не позволяет производить интенсивные откачки из-за опасения подсасывания соленых морских вод.

 
< Пред.   След. >