Физико-географические условия, структурно-тектоническое и геологическое строение территорииТерритория г. Томска и Томского района находится в юго-восточной части Западно-Сибирского артезианского бассейна и расположена на Об-Томском междуречье и правобережном склоне р. Томи, в лесо-таежной ландшафтной зоне с нормальной увлажненностью и теплообеспеченностью, с благоприятными физико-географическими условиями питания подземных вод. Важной особенностью района является то, что он находится во внешней области Западно-Сибирского артезианского бассейна, где все водоносные комплексы находятся в обстановке интенсивного водообмена и содержат инфильтрационные воды, имеющие сходный гидрогеохимический облик. Только в северной части междуречья воды верхнемеловых и палеозойских отложений находятся в зоне замедленного водообмена.
Рис. 1. Схема расположения скважин Томского водозабора: 1 – скважины водозабора; 2 – населенные пункты; 3 – внешняя граница зоны строгого режима
По существующей схеме структурно-гидрогеологического районирования Западно-Сибирского артезианского бассейна [2, 3] в пределах ОТМ выделяется четыре типа гидрогеологических комплексов: водонапорные системы трещинных вод палеозойского фундамента, водоносный комплекс меловых отложений (нижний и верхний гидрогеологические этажи), водоносные комплексы пелеогеновых и четвертичных отложений (верхний гидрогеологический этаж). Ниже охарактеризованы особенности формирования подземных вод перечисленных водоносных комплексов. Подземные воды комплекса палеозойских отложений распространены в зоне структурного элювия мощностью 20-80 м. и многочисленных зонах дробления пород палеозойского фундамента, характеризующихся низкими фильтрационными свойствами. Водопроводимость их невысокая, в пределах 3-100 м2/сут. Меловой водоносный комплекс объединяет горизонты верхнемеловых отложений Cымской (K2sms) и Cимоновской (Ksmn) свит, а также горизонт верхнее- нижнемеловых отложений покурской (K1-2pk) свиты. Данный комплекс повторяет структурный план фундамента, имеет моноклинальное залегание и по мере погружения фундамента в северо-западном направлении мощность комплекса увеличивается от 0 (правый берег реки Томи) до 320 метров (участок захоронения жидких радиоактивных отходов). Водовмещающими породами Cымской и Cимоновской свит являются каолинизированные пылеватые мелко-среднезернистые пески с низкой водообильностью. На большей площади распространения меловой комплекс изолирован от лежащего над ним палеогенового комплекса региональным эоценовым глинистым водоупором, который на отдельных участках сменяется глинами Cимоновской свиты. Абсолютные отметки гидроизопьез этого комплекса изменяются от 100 до 80 м. в направлении от Томь-Чулымского водораздела к долине р. Оби. Это подтверждает направление движения потока подземных вод данного комплекса в сторону северной части ОТМ. Скорость потока подземных вод мелового комплекса 3-5 м/год. В этом же направлении отчетливо прослеживается процесс метаморфизации состава вод. Он изменяется от гидрокарбонатнохлоридного, натриево-кальциевого до хлоридного натриево-кальциевого, минерализация от 0, 6 до 4, 58 г/дм3, содержание хлоридов от 120 до 249 мг/дм3. Комплекс меловых отложений используется Сибирским химическим комбинатом для захоронения жидких радиоактивных отходов (ЖРО). В качестве пластов-коллекторов выбраны два горизонта Cимоновской свиты, представленные глинистыми разнозернистыми песками, один в интервале 280-350 м, второй в интервале 350-400 м. Площадки со скважинами для закачки ЖРО расположены на правом берегу р. Томи (рис. 2). Вниз по потоку подземных вод в 15-17 км. от полигона захоронения находятся скважины II и III очередей Томского водозабора, на которых происходит разгрузка подземных вод меловых отложений. Как уже отмечалось ранее [4] наибольший практический интерес представляют воды палеогеновых отложений. В нижней части палеогенового комплекса залегают наиболее однородные и выдержанные по мощности мелко- среднезернистые пески верхнеэоценовых-нижнеолигоценовых отложений Юрковской и Кусковской свит. В кровле комплекса расположены нижнее-среднеолигоценовые глины Новомихайловской свиты. По мере погружения фундамента общая мощность палеогеновых отложений увеличивается до 165 метров. Коэффициенты фильтрации изменяются от единиц до десятков метров в сутки, водопроводимость увеличивается с юга на север от 500 до 1200 м2/сут. Гидрокарбогнатно-кальциевый состав палеогеновых вод формируется за счет ионно-солевого обмена при участии пород комплекса. В процессе выщелачивания и углекислотного растворения пород происходит обогащение вод ионами кальция, натрия, сульфатами, карбонатами и другими компонентами. Формирование подземной гидросферы верхнего мезокайнозойского яруса (платформенного чехла) обусловлено возрастом и особенностями геологического развития Западно-Сибирской плиты. В итоге на территории ОТМ сложилось своеобразное структурно-тектоническое строение палеозойского фундамента, которое и явилось доминирующим фактором формирования платформенного чехла, ландшафта, фильтрационных свойств пород, гидродинамики, граничных условий. На севере ОТМ склон фундамента осложнен системой дизъюнктивных нарушений. Под долиной р. Томи проходит глубинный разлом, в контакте с которым развиты породы нижнего палеозоя Шегарского мегаантиклинария. Серии разломов северо-восточного простирания отразились в платформенном чехле в виде узких, линейно-вытянутых грабенообразных понижений, выполненных аллювиальными средне- верхнечетвертичными осадками древних ложбин стока. Геоморфогенетические предпосылки развития тектонических нарушений в палеозойском фундаменте были подтверждены результатами аэромагнитных исследований масштаба 1: 50000, проведенными ГГП «Березовскгеология» в 1992 году [5]. Вдоль северной древней ложбины стока отчетливо прослеживается система разрывных нарушений, в которую попадают третья очередь Томского водозабора из подземных источников и район захоронения радиоактивных веществ Сибирского химического комбината (рис. 2). По данным Ю.К. Смоленцева [6], в северной части междуречья находится фронт встречи потоков подземных вод мезозойской водообменной подсистемы внутренней и внешней областей бассейна. По фронту встречи этих потоков происходит разгрузка глубинных подземных вод в эксплуатируемый палеогеновый водоносный комплекс. Такая разгрузка может происходить при наличии разрывных нарушений сквозного характера, либо при интенсивно развитой трещиноватости тектонического происхождения. Об этом же свидетельствуют фильтрационные свойства отложений чехла: в зонах тектонических нарушений они улучшаются (так, коэффициенты фильтрации песков палеогенового водоносного комплекса достигают 67 м/сут).
Рис. 2. Схематическая карта геолого-тектонической и гидрогеохимической обстановки в районе Томского водозабора: 1 – Томский водозабор из подземных источников; 2 – водозаборы из подземных источников г. Северска; 3 – крупные тектонические нарушения, предполагаемые по аэромагнитным данным; 4 – участок захоронения жидких радиоактивных веществ; 5 – предполагаемая граница развития воронки депрессии; 6 – гидрогеохимические аномалии; 7 – область перетекания подземных вод меловых отложений в водоносный горизонт палеогеновых отложений; 8 – населенные пункты; 9 – внешняя граница развития воронки депрессии; 10 – юго-западное направление развития водозабора.
Литература 1. Попов В.К., Лукашевич О.Д., Коробкин В.А., и др. Эколого-экономические аспекты эксплуатации подземных вод Обь-Томского междуречья. Томск: Изд-во ТГАСУ, 2003. – 173 С. 2. Гидрогеология СССР. Т.16. Западно-Сибирская равнина. – М.: Недра, 1970. – 367 С. 3. Рогов Г.М. Основные типы гидрогеологических структур и закономерности их обводнения. //Гидрогеология. Инженерная геология и строительные материалы: Докл. советских геологов: Международный геолог. Конгресс, 26 сессия. – М., 1980. – С. 16–18. 4. Попов В.К., Коробкин В.А., Рогов Г.М. и др. Формирование и эксплуатация подземных вод Обь-Томского междуречья. – Томск, 2002. – 136 С. 5. Галанский В.М., Ляшенко Н.Г. Результаты аэрогеофизической съемки масштаба 1: 50000 на Томской площади: Отчет центральной экспедиции № 56/ ГГП «Березовгеология». – Томск, 1991. – 30 С. 6. Смоленцев Ю.К., Нелюбин В.В. О новой области разгрузки подземных вод Западно-Сибирского артезианского бассейна // Советская геология. – 1996. – № 7. – С. 87–101.
Приложение № 3
|
