Геолого-гидрогеологическое описание района эксплуатации минеральных подземных вод ООО корпорация «Семь Ручьев»

1. ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ ТЕРРИТОРИИ

Территория, на которой ООО Корпорация «Семь ручьев» производит добычу подземной минеральной воды, находится в пределах Новгородской области. В свою очередь, в геологическом плане Новгородская область расположена в пределах Русской плиты, сложенной комплексом осадочных отложений от верхнепротерозойского до среднекаменноугольного возраста, залегающих на архейско-протерозойском кристаллическом фундаменте под четвертичными отложениями. Породы осадочного чехла имеют пологое моноклинальное залегание со слабым падением к югу и юго-востоку. В этом же направлении происходит увеличение их мощности от 600 м в северо-западной и северной частях области до 900 м на юге и юго-востоке ее.

Поверхность кристаллического фундамента имеет общее пологое погружение на юго-восток под углом 12-15 минут и только на участке между Старой Руссой и Крестцами фиксируется уступ (сброс) с уклоном около 38 минут.

Геологическая схема северо-западной части Российской Федерации и сопредельных стран показана на рис.1.

В геологическом строении района расположения эксплуатационных скважин № 1-73 (п. Кулотино) и № 7-66 (г. Окуловка), в пределах разведанных глубин, принимают участие отложения девонской и каменноугольной систем, имеющих спокойное залегание, и повсеместно перекрытых осадками четвертичной системы.

Девонские отложения описываемой территории, относятся к франскому и фаменскому ярусу верхнего девона (D3) и имеют суммарную мощность более 300 м.

Франский ярус (D3fr) представлен ильменским, бурегским, снежским и амульским горизонтами.

Ильменский горизонт (D3il) вскрыт единственной скважиной в г. Окуловка (вскрытая мощность 8,5 м) и представлен пестрыми глинами, часто алевролитовыми, слюдистыми.

Бурегский горизонт (D3br) залегает на ильменских осадках и имеет мощность около 12,5 м. Представлен горизонт известняками, местами доломитизированными.

Снежский горизонт (D3snz) представляет собой песчано-глинистую толщу, мощность которой достигает 139 м.

Толща характеризуется довольно однообразным литологическим составом, большую часть разреза составляют глины, часто – алевритовые, и пески, составляющие примерно треть разреза, мелко- и тонкозернистые, иногда – алевритистые и слабо глинистые. Мощность отдельных прослоев достигает 11 м.

Амульский горизонт (D3am) сложен глинами пестроокрашенными, с прослоями алевритов. Мощность амульского горизонта около 25 м.

Фаменский ярус (D3fm) на описываемой территории имеет повсеместное распространение, в нем выделяются задонский, елецкий, лебедянский и плавский горизонты.

Задонский горизонт (D3zd) является одним из маркирующих, так как хорошо выдержан как по литологии, так и по мощности. Сложен горизонт мергелями, известняками и известковыми глинами. Мощность его на изученной территории от 4,5 до 7 м.

Елецкий горизонт (D3el) представлен преимущественно глинами, которые содержат прослои песков и алевритов, реже – маломощные прослои песчаников и мергелей. Мощность горизонта около 43 м.

Лебедянский горизонт (D3lb) представлен мергелями, известняками и известковистыми мергелевидными глинами общей мощностью 14-30 м.

Плавский горизонт (D3pl) развит повсеместно и на большей части территории залегает непосредственно под четвертичными образованиями. Горизонт представлен мощной толщей переслаивания песчано-глинистых пород с прослоями мергелей, известняков и песчаников. Полная мощность горизонта достигает 60-100 м.

В описываемом районе отмечается несколько небольших по площади эрозионных останцов тульского горизонта нижнего отдела каменноугольной системы (C1tl). Разрез тульского горизонта представлен полусухарными, сухарными и реже – пластичными глинами, иногда обогащенными песком. Отложения тульского горизонта не выдержаны по мощности и простиранию, мощность их изменяется от 4 до 23 м.

Четвертичные отложения (Q) имеют повсеместное распространение и характеризуются значительной пестротой литологического состава. В районе широко развиты ледниковые и водно-ледниковые осадки, накопившиеся во время валдайского оледенения. Общая мощность четвертичных отложений в описываемом районе изменяется от 11-12 до примерно 58 м.

2. ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ

В гидрогеологическом отношении описываемая территория находится на юго-восточной окраине Ленинградского артезианского бассейна и характеризуется развитием и распространением подземных вод четвертичного водоносного комплекса (Q), тульского водоносного комплекса (С1tl) нижнего карбона и снежско-плавского водоносного комплекса (D2snz-pl) верхнего девона.

Четвертичный водоносный комплекс (Q) представляет собой единую гидравлическую систему безнапорных и слабонапорных вод, залегающих первыми от земной поверхности. Основным источником питания водоносных горизонтов четвертичных отложений являются атмосферные осадки. Область питания совпадает с областью распространения.

На рассматриваемой территории получили распространение водоносные горизонты, связанные с флювиогляциальными разнозернистыми песками (fIIIvd) с озерно-ледниковыми, мелко- и тонкозернистыми песками (lgIIIvd). Кроме того, в четвертичных отложениях встречаются и воды спорадического развития в толще водоупорных моренных суглинков и глин, связанных с линзами и прослоями песков (qIIIvd).

Водообильность четвертичных отложений невелика. Воды пресные, с минерализацией до 1 г/дм3, гидрокарбонатные реже – хлоридно-гидрокарбонатные, используются преимущественно местным населением с помощью колодцев.

Тульский водоносный горизонт (C1tl) вследствие ограниченности распространения, небольшой мощности и невысокой водообильности водовмещающих пород, не имеет практического значения в описываемом районе.

Снежско-плавский водоносный комплекс (D3snz-pl) верхнего девона распространен на всей территории Новгородской области за исключением северо-западной ее части. В центре водоносный комплекс (ВК) залегает под четвертичными отложениями на глубине от нескольких метров до 20-30 м; в пределах Валдайской возвышенности глубина его залегания увеличивается до 40-100 метров. На востоке области он погружается под нижнекаменно-угольные отложения и практического значения для хозяйственно-питьевого водоснабжения уже не имеет. Кровля комплекса повторяет рельеф дневной поверхности с относительными превышениями 20-50 метров, а в пределах Валдайской возвышенности – до 100 метров.

Мощность комплекса увеличивается с северо-запада на юго-восток и изменяется от 1-40 метров у границы его распространения до 340 метров на юго-востоке (район г. Валдай), причем мощности до 100 метров преобладают западнее линии Крестцы – Демянск. ВК представлен песчано-глинистой слоистой толщей с карбонатными прослоями и характеризуется сложным и непостоянным литологическим составом, как по площади, так и в разрезе. Доля водовмещающих пород (песков, песчаников, известняков и доломитов) в разрезе снежско-плавского ВК колеблется в пределах 10-40% и лишь в отдельных случаях возрастает до 50-80%. Водовмещающие пески и песчаники преимущественно тонко- и мелкозернистые, часто глинистые; известняки и доломиты, мергели плотные или слабо трещиноватые, также глинистые.

Воды ВК – напорные. Пьезометрическая поверхность повторяет рельеф земной поверхности и имеет минимальные отметки на Приильменской и Приловатской низменностях в долинах рр. Ловать, Полисть, Мста; максимальные – на Валдайской возвышенности; на низменных участках развиты слабо напорные воды, на возвышенностях напоры возрастают до 60-100 и более метров. Уровни подземных вод чаще залегают на глубине до 20 м, по долинам рек наблюдается самоизлив.

Водообильность комплекса, в основном, слабая и неравномерная, что связано со слоистым строением и преимущественно глинистым составом водовмещающей толщи. Преобладающие удельные дебиты скважин – 0,05-0,5 л/с.

Преобладающая водопроводимость ВК не превышает 50 м2/сутки и лишь на отдельных небольших участках повышается до 100-300 м2/сутки. Значительный по площади участок с повышенными параметрами выделяется в районе пп. Крестцы – Лычково.
На большей части территории снежско-плавский ВК содержит пресные воды и лишь на небольших по площади участках на востоке площади своего распространения встречаются солоноватые воды. В юго-восточной части площади распространения ВК солоноватые воды развиты с середины разреза ВК или в его подошве.

Пресные воды с минерализацией 0,2-0,9 г/дм3 преимущественно гидро-карбонатные, катионный состав их смешанный; воды – близкие к нейтральным, мягкие или умеренно жесткие с общей жесткостью 1,5-6 мг-экв/дм3. Они характеризуются несколько повышенным относительно существующих нормативов содержанием железа и низким содержанием фтора.

Солоноватые воды с минерализацией 1-3,4 г/дм3 гидрокарбонатно-сульфатные, сульфатно-хлоридные и хлоридно-сульфатные; формирование их обусловлено наличием загипсованности карбонатных прослоев.

Режим подземных вод снежско-плавского ВК естественный либо слабо нарушенный (месторождение Крестецкое).

Водоносный комплекс широко используется в центральной части области в Маловишерском, Любытинском, Крестецком, Валдайском, Окуловском, Демянском, а также совместно с саргаевско-даугавским ВК в Старорусском, Волотовском и Поддорском районах, где он является основным, либо одним из основных водоносных горизонтов. Водоотбор в пределах перечисленных районов изменяется от 0,4 тыс. до 2,8 тыс.м3/сутки. Крупный водоотбор – 1,8 тыс.м3/сутки – осуществляется лишь в пределах Крестецкого месторождения с запасами 6,0 тыс.м3/сутки. В г. Малая Вишера, пос. Кулотино, Котово, Демянск, Лычково водоотбор составляет 0,3-0,9 тыс.м3/сутки. Большая часть извлекаемых подземных вод снежско-плавского ВК обеспечивает рассредоточенных децентрализованных потребителей, потребности которых не превышают 0,1-0,2 тыс.м3/сутки. Производительность эксплуатационных скважин 10-50 м3/сутки, редко более. Удельные дебиты эксплуатационных скважин чаще не превышают 0,1 л/с.

Снежско-плавский ВК на большей площади своего распространения может быть рекомендован лишь для мелкого децентрализованного хозяйственно-питьевого водоснабжения с водопотребностью, не превышающей 1 тыс.м3/сутки.

Большинство скважин Окуловского района Новгородской области оборудованы на плавский водоносный горизонт (D3pl) верхнего девона. Подземные воды приурочены к песчаникам, пескам и мергелям среди толщи глин на различной глубине, от 23-32 м до 57-73 м. Общая полная мощность рассматриваемого горизонта 60-90 м. Воды напорные, величины напоров составляют 28-70 м, в зависимости от глубины залегания водосодержащих прослоев.
Пьезометрические уровни в скважинах устанавливаются на глубине от 0,4 до 30 м, некоторые скважины фонтанируют. Пьезометрическая поверхность плавского горизонта определяется абсолютными отметками 130-157 м. Максимальные отметки наблюдаются в центральной части территории по линии Окуловка-Угловка.

В целом, по генезису минеральные подземные воды, откачиваемые скважинами Корпорации «Семь ручьев», могут быть охарактеризованы как инфильтрационные, находящиеся в зоне активного водообмена и связанные с общим (климатическим) круговоротом природных вод. В этих условиях, формирование химического состава подземных вод происходит в результате взаимодействия исходных дождевых вод с горными породами под влиянием следующих процессов: растворение, выщелачивание, поглощение минеральной матрицей компонентов из жидкой фазы, ионный обмен между компонентами в твердой и жидкой фазах, смешивание вод различных подгоризонтов. Для более детального моделирования формирования химического состава подземных вод должна быть рассмотрена термодинамическая модель системы «горная порода – природная вода». Время водообмена (возраст воды) ориентировочно может быть определено в диапазоне от нескольких сотен лет до первых тысяч лет, в среднем – около тысячи лет. Более точные данные могут быть получены только при проведении специальных изотопных исследований.

3. ОСНОВНЫЕ ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ ФОНДОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ

1. Геологическая и гидрогеологическая карта СССР масштаба 1:200000. Серия Тихвинско-Онежская, лист О-36-XVI, СЗГУ, Л., 1964.
   
2. Геологическое строение Боровичско - Любытинского горно - промышленного района (Отчет о комплексной геологической съемке м-ба 1:50000), Л., 1963, фонды СЗГУ.
   
3. Государственный мониторинг геологической среды. Информационный бюллетень о состоянии подземных вод на территории Новгородской области за 1999 г. Вып. 5, СПб., 2000, СЗТГФ.
   
4. Отчет о работах по подсчету эксплуатационных запасов подземных вод с целью добычи для промышленного розлива и реализации населению из скв. № 7-66 в г. Окуловка Новгородской области по состоянию на 01.11.99 г. Новгород, 1999, Фонды СЗТГФ. (Заказчик ЗАО «Дары Валдая», исполнитель ин-т «Новгороджилпроект»).
   
5. Подсчет эксплуатационных запасов подземных вод в скважине № 1-73 в п. Кулотино Окуловского р-на Новгородской области по состоянию на 12.04.95 г. Окуловка, 1995, СЗТГФ. (АОЗТ «АГВА», отв.исп. Саванин В.С.).
   
6. Сводная легенда Ильменской и Тихвинско-Онежской серий листов гидро-геологической карты СССР масштаба 1:200000. Л., СЗТГУ, 1974.
   
7. Сводная схема гидрогеологической стратификации территории Ленинградской, Псковской, Новгородской, Вологодской, Мурманской, Кали-нинградской областей и Карельской АССР. Составитель Ю.В.Николаев. Л., СЗПГО, 1989.

Эксперт Территориальной Комиссии по Запасам полезных ископаемых, доктор геол.-мин.наук, профессор, заведующий кафедрой гидрогеологии и инженерной геологии СПГГИ(ТУ)

В.В.Антонов
27.01.2004 г.