CC BY
507
ВЕСТНИК ПЕРМСКОГО УНИВЕРСИТЕТА
2009 Геология Вып. 11 (37)
ГИДРОГЕОЛОГИЯ И КАРСТ
УДК 551.44:552.5.624.131
Гидрогеологические особенности развития карстовых процессов в регионах Урала
А.Я. Г аев, Ю.А. Килин, И.И. Минькевич
Институт карстоведения и спелеологии РГО, Пермский университет,
614990, г. Пермь, ул. Букирева, 15. E-mail: [email protected]
Рассматриваются особенности трещинно-карстовых вод Урала и Предуралья, которые в зонах транзита характеризуются нестабильным режимом. Области питания глубоких трещиннокарстовых зон более стабильны. Воды являются слаботермальными в областях разгрузки. Активный сульфатный карст генетически связан с формированием вод сульфатно-кальциевого состава с минерализацией более 3,5 г/л. В тех местах, где сульфатные породы залегают под более молодыми породами, карстовые процессы сопровождаются формированием вод с пониженной минерализацией (0,3-0,5 г/л). Сульфатно-натриевый подтип вод здесь иногда заменяется на содовый тип. Гидрохимический метод изучения карста является более разработанным. Ключевые слова: карст; трещинно-карстовые воды; Урал; Предуралье.
Введение
На схемах гидрогеологического районирования России Урал и Предуралье относятся соответственно к Уральской гидрогеологической складчатой области и ВосточноРусскому артезианскому бассейну. В соответствии с классификацией И.К. Зайцева,
Н.И. Толстихина и В.А. Кирюхина трещиннокарстовые воды выделяются в виде классов трещинно-жильного типа для складчатой области и пластового типа для артезианских бассейнов [15]. Геохимическая роль кар-стующихся пород возрастает там, где они залегают на земной поверхности или в непосредственной близости от нее и там, где массивы карстующихся пород пересекаются глубинными тектоническими разломами. Эти участки характеризуются формированием «зон сосредоточения подземных вод» [5, 6]. Крупные источники трещинно-карстовых вод приурочены к участкам пересечения субмери-диональных разломов субширотными.
В рассматриваемом регионе развиты карбонатный, сульфатный и галоидный типы карста.
Пресные воды, пригодные для хозяйственно-питьевого водоснабжения, связаны здесь
преимущественно с карбонатными отложениями.
В сульфатных и галоидных породах формируются воды некондиционные по минерализации, концентрациям сульфатов, хлоридов и общей жесткости. Примерно 1/5 часть территории занята карстующимися породами, что существенно затрудняет решение задач водоснабжения. Поэтому очень важным представляется гидрогеологическое районирование территории, сложенной карстующимися породами. Г.А. Максимович отнес территорию региона к двум карстовым странам: Уральской и Восточно-Европейской, выделив в их пределах провинции и области [22]. К.А. Горбуновой, Н.Н. Назаровым,
П.И. Яковенко за основную единицу районирования принят карстовый район, делимый на карстовые участки и карстовые поля [9, 29, 39].
Районирование карста региона выполнялось Максимовичем (1958), Родионовым (1963), Максимовичем и Горбуновой (1965), Гвоздецким и Чикишевым (1966), Максимовичем и Костаревым (1968, 1973), Андрейчуком (1993), Мартиным (1975, 2002) [1, 9, 12-
14, 19, 24, 25, 26]. На севере региона Г.П. Лысенин, развивая схему районирования
Работа выполнена при частичной финансовой поддержке РФФИ (грант 08-05-99030-р_офи). © Гаев А.Я., Килин Ю.А., Минькевич И И., 2009
Г.А. Максимовича, выделил шесть карстовых провинций: Притиманскую (Мезенско-
Вычегодская синеклиза), Тиманскую (поднятие Тиман), Печорскую (одноименная синеклиза), Предуральскую (Предуральский краевой прогиб), Западноуральскую и Центральноуральскую, а также ряд областей, районов и участков развития современного карста [21]. Питание карстовых вод региона осуществляется в основном за счет атмосферных осадков (от 50 до 65 %), а также путем поглощения поверхностного стока (до 25-70 %) и конденсации влаги из воздуха (от 10 до 25 %).
В Башкортостане выделено 5 провинций, 12 карстовых областей и 17 карстовых районов [2, 25]. В Свердловской, Челябинской и Оренбургской областях по Г.А. Максимовичу выделяется Восточно-Уральская карстовая провинция. Н.Н. Назаров в Пермском крае с геоморфологических позиций выделил 2 карстовые страны, 2 области, 5 провинций, 6 округов и 18 районов [29]. Из его работы очевидно, что увеличение плотности карстовых форм происходит в наиболее активных краевых зонах тектонических валов и поднятий. В Оренбургской области на платформе и в Пре-дуральском краевом прогибе выделены Жи-гулевско-Бугульминская, Общесыртовская, Урало-Белъская и Прикаспийская карстовые провинции, а также карстовые области, округа, районы и пр. [30, 31].
Карст в Урало-Бельской карстовой провинции связан с выходящими на поверхность галогенно-сульфатных толщ кунгурского яруса Р1, а также солянокупольной тектоникой. Слабее развит карст в отложениях известняков и писчего мела. Развитие карстовых процессов в галогенно-сульфатных толщах кунгурского яруса в Прикаспийской карстовой провинции связано с проявлением солянокупольной тектоники. На северном борту Прикаспийской синеклизы, в пределах Оренбургского Предуралья, карстовые процессы развиты преимущественно в мульдах оседания - в меловых толщах.
Уральская складчатая страна представлена Южно-Уральской карстовой провинцией. Здесь широкое развитие получили сульфатные породы кунгурского яруса. Пачки гипсов и терригенных пород выходят на поверхность земли на крыльях антиклинальных и в бортах синклинальных складок. Карст в зоне передовых складок развит также в органогенных известняках сакмарского яруса нижней перми и карбона в зоне сочленения с Центрально -
Уральским поднятием и в Магнитогорском прогибе.
О формировании карстовых коллекторов и трещинно-карстовых вод Уральской складчатой области
Карбонатные породы Урала имеют докем-брийский, ордовикский, силурийский, девонский, каменноугольный и пермский возраст.
Подземные воды докембрийских, кембрийских и ордовикских карбонатных мета-морфизованных толщ образуют единый водоносный комплекс с трещинно-карстовыми водами, обычно пресными, гидрокарбонатнокальциевого состава. По реке М. Бердяуш известен родник с дебитом 118 л/с. Источник Меленки у д. Усть-Улс по р. Вишере имеет дебит 953 л/с.
Трещинно-карстовые воды карбонатных пород силурийского и девонского возраста образуют водоносный комплекс, развитый как на западном, так и на восточном склоне Урала. На западном склоне с этим комплексом связаны родники с дебитом до 200 л/с и более. На восточном склоне трещинно-карстовые воды осложняют разработку месторождений полезных ископаемых, особенно бокситов в Вагранском бассейне. Преобладают пресные гидрокарбонатно-кальциевые воды, но имеются и хлоридно-натриевые минеральные источники в районе тектонического надвига (Нижние Серьги).
Водоносный комплекс, приуроченный к известнякам каменноугольного возраста вместе с песчаниками, глинистыми сланцами, эффузивами и туфами, формирует ряд бассейнов карстовых вод. На западном склоне Урала модуль стока из визейских известняков достигает 10 л/с-км2 [21, 37]. На восточном склоне Урала, в Североуральском районе модуль стока из них составляет 3,5^4 л/с-км2, уменьшаясь до 0,3 в Восточно-Уральском прогибе. Известняки пермского возраста имеют слабое развитие в ядрах синклинальных складок Западного склона Урала. Они закарстованы и обводнены.
В северной части Уральской складчатой области крупные пещеры обнаружены на Печорском Урале. Г.П. Лысениным описаны встречающиеся здесь сквозные пещеры, естественные тоннели, арки, провальные карстовые котловины [21] . Тоннель Арка на р. Унье имеет длину 100 м. Провальная котловина лога Иорданского имеет длину более 400 м,
ширину до 100 м и глубину до 30 м. В Восточно-Уральской карстовой провинции М.И. Гевирц выделила и описала Алапаевско-Каменскую карстовую область, которая подразделяется на 4 района [8]. В карстовой провинции Тагило-Магнитогорского синклинального погружения выделяется карстовая область Тагильского синклинория с карстовыми районами.
Первые описания пещер и других карстовых форм Уральской складчатой области опубликованы в работах И.П. Фалька, Б. Германа, Г. Розе, Р.И. Мурчисона, Ф.Ю. Гебауэра. Древние формы карста описаны Л.М. Миропольским (1934), а поверхностные и подземные формы - М.О. Клером [8,
13, 22]. Закарстованность палеозойских известняков отмечают Б.М. Федоров,
В.А. Вахрамеев, Н.И. Архангельский,
Б.П. Кротов (1936), МА. Kapacик,
А.С. Белицкий (1949) [8]. Был описан палеокарст палеозойских отложений на территории железорудных месторождений Алапаевской группы и никелевых руд Режевского района. Г.А. Максимович выделяет на восточном склоне Урала межгорные бассейны пресных трещинно-карстовых вод [24]. Они приурочены к синклинальным структурам карбонатных толщ.
А.Я. Гаевым с 1959 г. проводятся исследования в карстовых районах Свердловской, Челябинской, Оренбургской областей и Башкортостана. Карстующиеся породы здесь обнажены или залегают вблизи поверхности земли. Используются наземные и дистанционные методы исследований в комплексе с геолого-геофизическими и геохимическими методами.
На восточном склоне Урала в области развития силурийских, девонских и каменноугольных известняков детально изучены современные и древние формы карста, описаны карстовые лога и исчезающие речки, карстовые формы в карьерах и горных выработках при добыче известняков и огнеупорных глин. Наряду с Вагранским бассейном с большими динамическими и статическими ресурсами подземных вод на восточном склоне Урала широко развиты малые линейные межгорные бассейны карстовых вод. В Петропавловском бассейне Тагильской карстовой области и Ки-зильском бассейне Магнитогорской карстовой области закарстованные известняки залегают среди вулканогенно-осадочных пород. Значительные понижения уровня в них почти не
влияют на уровенный режим вод в вулканогенно-осадочном комплексе пород.
В Тагильском синклинории, в долинах рек Тагила и Нейвы, у пос. Шуралы, в карьерах по добыче известняков и бурых железняков исследованы современные и погребенные формы карстового рельефа [6, 8]. Территория здесь представляет собой всхолмленную равнину с уклоном к Западно-Сибирской низменности. Реки текут в широтном направлении с каньонообразными долинами, вскрывая карстующиеся породы. Вдоль границ синкли-нориев, антиклинориев и разломов сформировались крупные карстовые депрессии. В долинах активно проявляются карстовые процессы. В карстово-суффозионных понижениях и в древних карстовых депрессиях располагаются многочисленные карстовые формы, озера и болота. Они образуют цепочки, вытянутые с севера на юг вдоль простирания пород. Среди пород преобладают известняки визейского яруса, смятые в изоклинальные складки меридионального простирания.
В восточной части региона в Алапаевско-Каменской области карстующиеся известняки визейского яруса и, в меньшей степени, девона и силура представлены крупными и небольшими меридиональными полосами. Мощность известняков 400-1500 м [10].
В протерозойское, нижне- и среднепалеозойское время в условиях геосинклинального морского бассейна шло осадконакопление. Происходили кратковременные локальные поднятия территории и протекали процессы выветривания и карстообразования. На гер-цинском этапе орогенеза сформировались складчатые сооружения с интенсивно дислоцированными породами. В конце среднего карбона море отступило, и в условиях суши до настоящего времени интенсивно протекают экзогенные процессы, включая карстооб-разование. Карстовые процессы особенно активизировались в нижнеюрскую, нижне- и верхнемеловую эпоху на площадях, где в связи с поднятиями были уничтожены коры выветривания. Триасовые отложения сохранились в тектонических депрессиях. В средне- и верхнеюрскую эпохи, в верхнем мелу и палеогене территория покрывалась мощной ла-теритной корой выветривания и частично заливалась морем [35]. С конца палеогена, в неогене и четвертичном периоде она становится сушей, и на площадях развития карбонатных пород протекают унаследованные карстовые процессы, наложенные на формы
древнего карста [1, 6, 8, 11, 15]. Эпохи кар-стопроявления связываются с периодами образования древних кор выветривания [35].
На восточном склоне Урала установлены гидродинамические зоны: поверхностного
движения, вертикальной циркуляции, переходная зона, зона постоянного горизонтального стока, сифонной, глубинной и поддолин-ной циркуляции [23]. Развитию современных форм и карстовых процессов благоприятствует выровненный рельеф. В гумидной зоне карстовые процессы интенсивнее протекают при таянии снега и в периоды летних и осенних дождей. В карстующихся породах подземные воды движутся по трещинам в зонах разрывных дислокаций, вблизи контактов с некарстующимися породами в долинах рек, в оврагах и балках.
При тектонических поднятиях породы выходили на земную поверхность и подвергались интенсивной закарстованности (голый тип карста). По мере погружения территории и формирования кор выветривания происходило затухание карстовых процессов. При последующих поднятиях территории карстовые процессы и размыв кор выветривания вновь оживлялись. Влажный тропический и субтропический климат в раннем палеозое, среднем мезозое и в неогене благоприятствовали развитию карста. Сухость климата в пермский период и нижнетриасовую эпоху, наоборот, препятствовали его развитию. В эпохи карстообразования покровные отложения имели небольшую мощность. Карст наиболее интенсивно протекал на пониженных, влажных участках.
Этапы формирования подземных карстовых коллекторов
Г.А. Максимович в 1942 г. выделил 4 основные эры развития коллекторов: трещинную, поровую, карстовую и антропогенную [22]. В процессе развития земной коры наиболее древними простейшими были трещинные коллекторы - это были трещинные коллекторы островов первозданной суши с вулканическими конусами. В окружавшем острова океане хлоридного состава карбонатные отложения отсутствовали. В результате обломочного осадконакопления возникают морские отложения с порами и происходит переход к следующей гидрогеологической эре развития коллекторов - поровой. Время появления поровых коллекторов, вероятно, отно-
сится к началу архейского этапа. Их появление обусловило возникновение на суше постоянной речной сети.
Карстовые коллекторы появились в архейский этап развития геосфер. Н.М. Страхов (1962) считает, что это были хемогенные доломиты, осаждающиеся из океанской хлорид-но-карбонатной воды. Протерозойский этап характеризуется появлением хемогенных и органогенных известняков. В рифейский этап убывает значение хемогенных известняков и возрастает роль органогенных известняков гумидной зоны и хемогенных доломитов аридной зоны. Появляются также лагунные доломиты и гипсы.
В палеозойско-кайнозойский этап в аридных условиях возникает галит, а также появляются калийные и магниевые соли. Растет значение гипсов. Появляются седиметацион-но-диагенетические морские доломиты, сменяющие первичные хемогенные. В гумидных условиях увеличивается роль органогенных известняков и убывает хемогенных.
В целом карстовая гидрогеологическая эра разделяется Г.А. Максимовичем на 4 этапа: доломитовый, известняковый, гипсовый и соляной.
Антропогенная эра развития коллекторов характеризуется развитием искусственных полостей в земной коре. Простейшие из них -копаные колодцы грунтовых и других типов вод. Сюда же относятся водосодержащие части скважин, рудничные и шахтные выработки.
Карстующиеся отложения, среди которых преобладают карбонатные, развиты в трех основных геотектонических обстановках - в осадочном чехле платформ, в складчатом основании платформ и в горно-складчатых областях. Тесная связь активного карста с тектоническими нарушениями и новейшими глыбовыми движениями особенно четко проявляется на горнодобывающих предприятиях Урала: Северо- и Южно-Уральских бокситовых рудниках, на Кизеловских и Карпинских угледобывающих предприятиях, на Агапов-ском, Новотроицком карьерах известняков. Водопритоки здесь нередко достигают 8 тыс. м3/час, как, например, на СУБРе.
Глубина развития водообильных трещинно-карстовых зон существенно изменяется даже на небольшом расстоянии от тектонических нарушений. Так, на Южном Урале, в бассейне р. Ай, в районе известного карстового родника Шумиха, дебит которого может сезонно достигать 3 м3/с, пройдена шахта глу-
биной 270 м. Водопритоки в нее оказались незначительными. При отсутствии новейших глыбовых подвижек блоки пород могут быть практически безводными, например, на Во-ронцовском и Ауэрбаховском рудниках, расположенных недалеко от Карпинского карстового понижения с обильными трещиннокарстовыми водами. Все остальные тектонические и физико-географические условия здесь совершенно аналогичны.
Иная картина наблюдалась на Кизеловских шахтах [32]. Влияние весеннего снеготаяния здесь благодаря поглощающим карстовым воронкам и трещиноватости пород угленосной толщи проявлялось в росте водопритоков в горные выработки глубиной до 800 м. Но и здесь сильно водоносные зоны находятся в непосредственной близости к слабо закарсто-ванным блокам пород.
Основная тектоническая структура с наиболее высокой угленосностью - главная Ки-зеловская антиклиналь. Угленосная толща сильно дислоцирована, крупные антиклинальные и синклинальные структуры осложнены вторичной складчатостью; развиты флексуры, сбросы и взбросы. В настоящее время Кизеловский каменноугольный бассейн закрывается, как нерентабельный. Исследования В.М. Баньковской и К.К. Имайкина показали, что в результате затопления шахт притоки воды в них сократились на 14-84% по сравнению с периодом эксплуатации. На период 2002 г. произошла стабилизация остаточных водопритоков по шахтам, затопление которых завершилось более 10 лет назад.
Глубины формирования трещиннокарстовых вод весьма различны. Ряд родников Урала имеет явные признаки глубинного происхождения их вод, например родник у дер. Кодинка вблизи г. Каменск-Уральский с температурой воды 18°С и родник Кургазак у подножия Башкирского Кара-Тау с температурой 22°С при дебите в 120 л/с.
Структуры горно-складчатого Урала испытали унаследованные положительные тектонические движения линейно-глыбового характера, начиная с верхнепермской эпохи. В Зауралье тектоническая инверсия связана, видимо, с регрессией палеогенового моря. Пре-дуралье и восток Русской платформы, за исключением Северных Увалов, Уфимского плато, Бугульминско-Белебеевской возвышенности и Общего Сырта, в целом отставали в этих движениях. Ряд районов испытывал опускание, например, гидрографическая сеть
Палеокамы в неогене опущена относительно современного ее русла на 256 м у г. Перми [27] и на 70 м у Березников [17].
М.М. Толстихина в Кизеловском районе западного склона Урала выявила четвертичное унаследованное поднятие антиклинальных и унаследованное опускание синклинальных структур [36]. В дальнейшем
В.А. Сигов [35] для Южного Урала, И.И. Зайдельсон [11] для Южного Предуралья отметили как унаследованный, так и инверсионный характер неотектонических движений.
Н.Д. Буданов [5, 6] и В.А. Сигов [35] обратили внимание на зональность глыбовых тектонических движений в регионе и на преобладание субмеридиональной ориентации омоложенных дизъюнктивных дислокаций, в частности, трещин-щелей мезозойского возраста, заполненных мезозойскими и кайнозойскими осадками, а также образованиями линейных мезозойских кор выветривания. Линейные субмеридиональные тектонические зоны хорошо контролируют характер развития, направленность и унаследованность карстовых процессов в массивах карстующихся пород практически во всех регионах Урала. Очевидна связь карстовых и палеокарстовых форм с тектоническими разломами и палео-тектоническим развитием земной коры. И в этой связи совершенно очевиден парагенезис карстовых и палеокарстовых форм с залежами полезных ископаемых: нефти и газа в Преду-ралье, алмазов, руд железа, медных колчеданов, золота, рудных, редкоземельных и других месторождений на горно-складчатом Урале.
А.Я. Гаевым построена схематическая карта подземной химической денудации территории Урала и Предуралья [7]. Параметры денудации подчиняются закономерностям вертикальной и широтной гидрогеохимической зональности региона. Более детальный анализ материалов, положенных в основу данной карты, раскрывает влияние структурно-тектонического и неотектонического факторов на характер подземной химической денудации. Параметры подземной химической денудации вдоль периферийных зон неотектонически приподнятых структур в 2-3 раза выше, чем в смежных блоках карстующихся пород, не затронутых неотектоническими движениями и новейшим трещинообразова-нием.
Регулирующее влияние карста на формирование стока проявляется в увеличении во-
дообильности пород, в более равномерном внутригодовом распределении стока, неравномерном пространственном распределении его в связи с активны влиянием тектонических структур и разломно-блоковой тектоники на гидрогеологические процессы. Степень раскрытости стока - также следствие карстового регулирования [28]. Этот процесс с геохимических, минералогических, гидрогеологических, карстологических и спелеологических позиций очень непростой [18, 20, 33]. На схеме подземной химической денудации Урала [7] контрастно выделилась субмеридиа-нальная полоса, соответствующая неотектонически приподнятым структурам восточного Предуралья, сложенным карстующимися породами, содержащими в своем составе сульфаты и галоиды. Эта полоса характеризуется значительными параметрами подземного химического стока - более 100 т/км2 в год. Она прослеживается от р. Белой на юге до бассейна р. Вишеры на севере, оставаясь незамкнутой.
В Уральском регионе зоны сосредоточения подземных вод с почти повсеместно представлены на поверхности земли суходолами. Это обусловлено развитием зон инфлюации и поглощения поверхностных вод через многочисленные карстовые котловины, полья, воронки с понорами и органными трубами. Последние соединяют поверхностные формы карста с подземными полостями.
Глубинность циркуляции подземных вод обусловлена не только наличием обновленных систем неотектонической трещиноватости, но и унаследованностью этой трещиноватости и самих процессов карсто- и спелеогенеза. А.Я. Гаев впервые столкнулся с унаследованными тектоническими трещинами-щелями в 1957 г. в зоне Тагильского разлома, проходящего по контакту девонских известняков с силурийским вулканогенным комплексом горы Ежовой, вмещающим одноименное медно-колчеданное месторождение [7]. Картировочным и поисково-разведочным бурением вдоль подножья горы Ежовой был установлен тектонический щелевидный разлом, местами шириной 10-15 м, прослеженный до глубины 280 м и заполненный образованиями линейной мезозойской коры выветривания. В 1959-1960 гг. на участке между
г. Н. Тура и пос. Ис в процессе детальных гидрогеологических работ на контакте Исов-ского массива известняков была выявлена уникальная зона поглощения. Река Выя при
пересечении этого контакта теряла в подру-словых карстовых полостях от 400 до 500 л/с вод, формируя уникальную зону сосредоточения трещинно-карстовых вод. Установлено, что этой воды вполне достаточно для хозяйственно-питьевого водоснабжения такого крупного объекта, как Качканарский ГОК. Зоны сосредоточения трещинно-карстовых вод изучались по р. Тошемка, в Ивдельском районе. Источник трещинно-карстовых вод у пос. Юртище (р. Талица) характеризуется дебитом 1,5-2,7 м3/с. Такие же источники выявлены по р. Вагран у Североуральска, в районе Промыслов на западном склоне Урала, в бассейне р. Ирени в Пермском крае, в Магнито-горско-Орской и Ассельско-Сакмарской зонах, в бассейнах рек Урала и Сакмары.
Родники, питающиеся за счет более глубоких трещинных зон, обычно имеют устойчивые и большие расходы. Крупные родники с дебитами в десятки и сотни литров в секунду известны в бассейнах рек Вишеры, Сылвы, Ирени, Чусовой, Белой, Сакмары, Урала, по речкам Кишертка, Судинка, Мазуевка, Ирги-на, Суксунка, М. Кизил, Ассель и др. Они имеются в периферийных зонах Уфимского плато, представляющего собой наиболее яркий карстологический объект. Это родники сел Ключи, Бол. Ключи, Тюш (родник Богатырь), в поселках Нижняя Сарана, Александровский завод и др.
Родники по своему режиму делятся на устойчивые во времени и неустойчивые. Неустойчивые родники приурочены к верхним участкам суходолов. Так, Ю.А. Килиным в 1995 г. в бассейне р. Ясыл (правый приток Ирени) обнаружен крупный родник с дебитом в сотни литров в секунду, который в межень иссяк. Неустойчивый режим имеют также источник Шумиха в бассейне р. Ай с дебитом до
3 м3/с, родники по правобережью р. Уфы, у сел Арасланова, Шемаха, по Ладейному и Мариинскому суходолам, в районе г. Губахи, у г. Кизела (до 700 л/с), источник Шумиха в бассейне р. Ай с дебитом до 3000 л/с.
Прослежена связь стабильности источников с глубиной развития карстовых форм, возрастающей при унаследованном наложении современных форм на более древние. Часть древних карстовых полостей заполнена молодыми осадками и полезными ископаемыми, а другая продолжает сохранять роль активного карстового коллектора. Родники с неустойчивым режимом дренируют воды гидродинамической зоны сезонных и многолет-
них колебаний уровня трещинно-карстовых вод. Так, Н.Д. Буданов отмечает, что многие трещины развиваются в современные карстовые полости в зоне наиболее активной циркуляции вод на уровне рек, тогда как сами трещины разломов продолжаются вглубь горных пород [5, 6]. Именно к этой зоне приурочена максимальная интенсивность подземной химической денудации. Для условий сульфатного карста в бассейне р. Ирени определено соотношение интенсивности подземной химической денудации в переходной зоне и зоне аэрации. Это соотношение составило 1:3 -1:3,5. В этой зоне и формируются основные объемы подземных карстовых полостей.
Несмотря на положительные глыбовые не-отектонические движения в неоген-четвертичное время, массивы карстующихся пород занимают пониженное в рельефе положение, что обусловлено высокой интенсивностью развития карста [13, 15, 21].
В связи с развитием карстового процесса в последние годы резко возросла аварийность эксплуатации сооружений и коммуникаций в условиях техногенеза, например, аварии на калийных комбинатах Верхнекамского месторождения и на соляном руднике в г. Соль-Илецке, на Свердловской железной дороге, на нефте- и газопроводах, на мостах через р. Белую и на территории г. Кунгура. Высокая аварийность свидетельствует о недостаточном учете карстовых процессов. Геологоисторический подход позволяет конкретизировать картину эволюции гидродинамических и гидрогеохимических зон карстующихся массивов и более эффективно исследовать карстовые явления в условиях техногенеза.
Районы классического карста Предуралья
На платформе карстующиеся породы приурочены к областям питания крупных артезианских бассейнов. Области питания делятся на внешние и внутренние. Так, возвышенности западного склона Урала служат внешними областями питания карстующихся образований Волго-Камского артезианского бассейна. Возвышенности самого артезианского бассейна, например Уфимское плато, служат внутренними областями питания комплексов карстующихся пород. Площади, на которых происходит инфильтрация (инфлюация) поверхностных вод, атмосферных осадков и подземных вод из смежных отложений в кар-
стующиеся породы, называют областями поглощения или перелива. Они также делятся на внешние и внутренние. К внутренним зонам перелива относят участки сульфатного карста на Уфимском плато, воды которых разгружаются в закарстованные карбонатные породы у с. Усть-Кишерть, у оз. Дикое и др.
Северная часть Предуралья изучена в пределах юга Тиманского поднятия и Печорской синеклизы, Верхнепечорской впадины и Среднепечорского поперечного поднятия Предуралъского краевого прогиба [21]. В геологическом разрезе здесь установлены карбонатные породы от рифейских до кайнозойских, сформировавшиеся в различных геотектонических условиях. Начиная с девона, в разрезе присутствуют гипс и ангидрит, а в кунгурском ярусе имеется каменная соль. Карстующиеся породы представлены: известняками и доломитами рифейско-вендского, средне-позднеордовикского, силурийского, девонского, каменноугольного и раннепермского возраста общей мощностью до 2,2 км; гипсами и ангидритами верхнефранского подъяруса и кунгурского яруса с соответствующей мощностью 80-150 и 600-715 м; каменной солью кунгурского яруса мощностью на юге Верхнепечорской впадины до 500 м.
Карст активно развивался в периоды континентальных перерывов в раннем палеозое, на рубежах ранне- и среднедевонской эпох, живетского, франского, турнейского и визей-ского веков, ранне- и среднекаменноугольной, средне- и позднекаменноугольной эпох, каменноугольного и пермского периодов, в позднем мезозое и кайнозое.
Территория характеризуется умеренным климатом с избыточным увлажнением с осадками от 400-575 мм в западных районах до 700-1000 мм в горной части. Карстовые формы выявлены в отложениях от верхнепротерозойских до пермских. На 70,3 тыс. км2 (56,2 %) Предуралья Коми Республики карстующиеся отложения залегают на глубинах до нескольких тысяч метров под некарстую-щимися образованиями. Современный карст проявляется на площадях, испытывающих неотектонические поднятия, составляющих 35,2 % территории [21]. Карбонатный карст распространен на 35,7 тыс. км2, карбонатносульфатный - на 7,8 тыс. км2, а соляной - на
0,5 тыс. км2.
Главными путями циркуляции трещиннокарстовых вод являются тектонические трещинные зоны субширотного простирания с
коэффициентом фильтрации 30—83 м/сут. Высокую водоносность имеют известняки и доломиты с дебитами скважин до 2—5 тыс. м3/сут, а расходы источников -4—9 тыс. м3/сут. Модули подземного стока достигают 14 л/сек с I км2. Расчеты карстовой денудации карбонатных пород, выполненные по Н.В. Родионову и М. Пулине, показали, что она составляет 30,4—39,1 м3 /год-км2, а показатель активности современного карста изменяется от малой - для окремненных известняков (0,008 %/1000 лет) - до значительной -для чистых и загипсованных разностей (0,029). Для гипсов верхнефранского подъя-руса на Ижемском гипсовом месторождении (Южный Тиман) показатель активности карста составил 0,039-0,05%/1000 лет, а в каменной соли кунгурского яруса, на юге Верхнепечорской впадины - 0,616%/1000 лет. То есть карстовая денудация на юго-востоке Коми Республики протекает интенсивно и сопоставима с показателями для более южных районов Урала и Предуралья.
Интенсивнее выщелачиваются чистые разности известняков и доломитов по линиям тектонических и литологических контактов. Во всех районах Северного Предуралья преобладает закрытый (русский) и поддолинный (камский) тип карста. Г олый и задернованный карст встречается ограниченно. Наблюдается ярусность развития карста, соответствующая уровням речных террас, или поверхностей выравнивания. Более древние из кайнозойских карстовых форм занимают более высокое гипсометрическое положение. Ниже вреза речных долин формируется новый ярус подземных полостей. Современные формы карста часто развиваются по более древним формам. Величина поглощения понорами поверхностных вод достигает 1000 м3/сут. С ними связано множество исчезающих речек и ручьев. Наиболее распространены коррозионно-суффозионные воронки диаметром от 2—3 до 60-100 м и глубиной от 1-3 до 20-30 м. Плотность воронок на отдельных участках достигает 100 и больше форм на 1 км2. При их слиянии образуются карстовые лога длиной до 400 м и глубиной до 10—12 м и карстовые котловины диаметром 500—700 м. Повсеместно формируются карстовые пещеры, чаще мешкообразные и коридорные длиной 10—50 м. Соленосные толщи перекрыты верхнепермскими и четвертичными глинистыми отложениями. Поэтому карстовые формы ограничиваются развитием блюдцеобразных
понижений диаметром 8-10 м. Иногда они заполнены соленой водой. Восточная граница соленосных образований у дер. Пачгино проходит по карстовому уступу высотой 3-4 м, пересекающему долину р. Печоры.
Пористость карстовых карбонатных коллекторов более 5-6 % обусловлена процессами выщелачивания. Г.П. Лысениным обоснована приуроченность периодов интенсивного развития карста к континентальным перерывам [21]. Он выделил 12 таких периодов. Они проявились в пределах почти всего региона. Длительность их составляла от 1-6 до 130-200 млн. лет (юрско-кайнозойская эпоха). Карстовые коллекторы отличаются большой неоднородностью, их пористость достигает 20-28 %.
Широко распространены карстовые коллекторы в верхневизейско-
среднекаменноугольных отложениях, С этими коллекторами в регионе связаны залежи нефтяных и газовых месторождений. Карстовые коллекторы вмещают крупные запасы пресных подземных вод питьевого качества, минеральных лечебных, промышленных бромных, йодо-бромных и йодных вод, а также термальных с температурой до 90-100°С. Залежи бокситов приурочены к карстовоэрозионным котловинам по р. Вычегде. На Ижемском гипсовом руднике (Южный Тиман) под влиянием шахтного водоотлива в слабо водоносных породах сформировался мощный поток карстовых вод, направленный от р. Ижмы к руднику. Техногенная карстовая денудация возросла в 1336 раз, а количество откачиваемой воды - до 20 тыс. м3/сут, и эксплуатация рудника оказалась нерентабельной. На Вуктыльском газоконденсатном месторождении (Верхнепечорская впадина), в карбонатных каменноугольно-нижнепермских отложениях (в интервале абс. отм. от - 1950 до -3350 м) после широкого применения солянокислотных обработок скважин усилилось обводнение залежей.
О противокарстовых мероприятиях
Карстующиеся породы (известняки, доломиты, мергели, гипсы, ангидриты, соли) в регионе занимают площадь более 200 тыс. км2. Их поверхностные и подземные карстовые формы осложняют строительство и эксплуатацию инженерных сооружений. При техногенезе интенсивность карстовых процессов возрастает на 2-3 порядка. Происходят ава-
рии на нефте- и газопроводах, железных и шоссейных дорогах, на мостовых переходах через реки, на шахтах и карьерах. Особенно страдают газо- и нефтепроводы и железные дороги. Только в Пермском крае магистральных газопроводов проложено до 12 тыс. км. Аварии, связанные с карстом, происходят в Кунгурском, Кишертском, Ординском, Октябрьском районах на территории развития сульфатных пород. Поэтому карстологические исследования условий строительства сооружений в этих районах исключительно актуальны [14, 26].
Авторами на этой территории выполнялись полевые гидрогеологические и карстологические исследования. На шести участках проводятся режимные карстологические наблюдения и технический мониторинг (тензометрия и дефектоскопия труб газопроводов). Гидрологические методы в комплексе с геологогеофизическими и дистанционными (тензометрия) позволяют оперативно выявлять зоны интенсивного современного карста [14, 26]. Установлено, что по интенсивности карстовые процессы в разных гидродинамических зонах существенно отличаются [7, 14, 26]. Выполненные расчеты интенсивности подземной химической денудации показывают, что в переходной зоне она в 3-3,5 раза выше, чем в других гидродинамических зонах, следовательно выше и объемы карстовых пустот. Пещеры в районе развиваются унаследованно, по этажам и ниже по разрезу происходит насыщение вод сульфатами и агрессивность их снижается [22]. Техногенная денудация гипсов и ангидритов оценена здесь в 582,5 мк. в год [14], что на порядок выше, чем в среднем в Предуралье и зависит от знака и интенсивности неотектонических движений. При отрицательных неотектонических движениях происходит аккумуляция материала с заполнением им полостей. При положительных движениях полости растут вверх в размерах и соединяются через провалы с земной поверхностью. В карстовом массиве идут два противоположных процесса - активное формирование и старение поземных полостей с их заполнением. Одна из моделей формирования карстовых процессов приведена на рисунке. Карстовые депрессии, котловины, суходолы, речные долины формируются вдоль тектонических нарушений и превращаются в мульды оседания, представляя опасность для пересекающих их трубопроводов. В бортах речных долин фиксируются трещины бортового от-
пора шириной до 2 м и глубиной более 3 м. Из цепочек карстовых воронок формируются слепые эрозионно-карстовые лога, к этим участкам приурочены глубокие карстовые провалы. Такой провал произошел на трассе магистрального газопровода «Ямбург-Тула 1» на 1629 км в Добрянском районе. Глубина провала достигала 23,0 м, первоначальный диаметр до 8,0 м с вертикальными стенками, провал напоминал форму бутылки, в течение месяца диаметр поверхности провала увеличился до 25,0 м, глубина уменьшилась до 15,0 м.
Установлено, что для коммуникаций основную опасность представляют оседания и растяжения в крупных карстовых депрессиях. В условиях техногенеза интенсивность процессов растет за счет повышения скорости движения вод к зонам их сосредоточения.
Элементы системы технического мониторинга на отдельных нитках магистрального газопровода Ужгородского коридора начали впервые отрабатываться на Ясыльском участке в 1995 г., после того как в процессе карстологических исследований авторов под газопроводом была обнаружена крупная карстовая полость длиной до 35 и глубиной до 19 м.
Подача газа была вовремя остановлена в связи с растрескиванием газовой трубы и утечкой газа. Благодаря своевременным карстологическим исследованиям института «Пермгипроводхоз» и Института карстоведе-ния и спелеологии были предотвращены крупные аварии в 1995 и в 1999 гг. С 1996 г. НПП «Диарес» выполняются замеры напряженного состояния труб на участках, где специалистами «Пермгипроводхоза» и Института карстоведения и спелеологии обнаружены карстоопасные участки.
При техническом мониторинге используются датчики двух видов: тензометрические и акустические системы «Астрон». Измерительная система «Астрон» разработана и изготовлена в научно-исследовательском центре контроля и диагностики в Н. Новгороде совместно с МВТУ им. Н. Баумана (Москва). В системе «Астрон» использован спектральноакустический метод. Измерения напряжения проводились с 1996 по 2008 г. на шести участках. Необходимо отметить, что анализируемый период времени совпал с относительно маловодным периодом, что способствовало некоторому затуханию карстовых процессов по сравнению с многоводными годами. Поэтому выводы, сделанные нами по результатам наблюдений за напряжениями трубы в
Условные обозначения
Модель формирования карстовых процессов в зонах сосредоточения поверхностного и подземного стока
период 1996-2008 гг., носят самый предварительный характер и отражают только основные тенденции, которые заявят о себе в полной мере в течение многоводных периодов. Именно после обильных паводков формирование карстовых форм проходит более интенсивно, образуются глубокие провальные воронки и котловины.
Предварительные выводы
1. Установлены сезонные изменения напряженного состояния труб совпадающие с гидролого-гидрогеологическими изменениями режима в околотрубном пространстве. Периодические изменения режима параметров состояния вмещающего трубу массива горных пород вызывают закономерные изменения напряженности газовой трубы.
В этом взаимодействии системы «труба -массив горных пород» большое значение имеют процессы сезонного промерзания и оттаивания грунтовых массивов, разжижение грунтов вокруг
_ скважина
-1,0 глубина подошвы слоя ▼ 14.0 установившийся уровень воды
3.07.00
дата замера
Консистенций (степень влажности) тугопластичные I насыщенные водой полутвердые сухие (скальные) мягко пластичные
Генезис ^7) техногенные грунты
элювиально-делювиальные
грунты
(Т) аллювиальные грунты (J) элювиальные грунты скальные грунты
Литология
насыпной грунт | у ^ алевролит сильновыверелый
| | глина И известняк сильновыверелый
глина щебенистая известняк гааерноаный
ил суглинок ^ /?\ обвально-карстовые отложения
гипсоаигидрит Ж каверны
Р-мульда оседания N -деформации оседания-обрушения
/ граница гидродинамических зон карстовых / вод
М -П 1 _П S ^одуль 1 ХД U;i химической денудации, тУгсд
Гидродинамические зоны карстовых вод ^ I ^ поверхностной циркуляции Г* л
|__| УЧ\
г *
^JJcj зона подвешенных вод
kjs
горизонтальной циркуляции
Г Л сифонной циркуляции
L J
ITjl вертикально* ниаодяшай циркуляции 1 гюдмлиімуо стока |_| (аэрации) |V1|
^"тт1 переходная зона
L J
трубы, эффект термолифта и процессы конденсации влаги в связи с повышенной температурой газа (от +200 до +700С).
2. Установлена тенденция нарастания напряжений в трубе в ранневесенний период на 2,5-5,7 кгс/мм2 с последующей стабилизацией. Это связано, скорее всего, с гидрогеологическими факторами, т. е. с активизацией инфильтрации и суффозионно-карстовых процессов в переходной гидродинамической зоне.
3. На участках развития крупных подземных карстовых форм зафиксирован поступательный рост напряжений на трубе 2-
4 кгс/мм2 в год. Эти наблюдения свидетельствуют о колебательном (волновом) и поступательном характере карстовых процессов. При этом напряжения на трубах проявляются в разных плоскостях, отражая характер напряжений во вмещающем массиве горных пород. Растягивающие напряжения фиксируются преимущественно на участках суходолов, где развиваются мульды оседания и оседания-обрушения. Напряжение растяжения проявляются по верху трубы. Значения напряжений
растяжения составляют в среднем 14 кгс/мм2, варьируя от 1 до 45 кгс/мм2.
Сжимающее напряжение проявляется в нижней части трубы. В среднем оно составляет 11 кгс/мм2, варьируя от 1 до 32 кгс/мм2.
Предельно допустимый уровень напряжений металла труб согласно СНиП 2.05.06.85 «Магистральные трубопроводы» определен в 42,7 кгс/мм2. Полученные максимальные значения напряжений металла труб меньше допустимых значений напряжений, что определяет состояние контролируемых ниток как работоспособное.
Заключение
1. Регионы Урала относятся к классическим районам развития карста, чему благоприятствует широкое распространение кар-стующихся пород, гумидный климат, приподнятый и расчлененный рельеф. Зоны сосредоточения трещинно-карстовых вод приурочены к тектоническим разломам и к участкам сочленения тектонических структур.
Библиографический список
1. Абатурова И.В., Дубейковский С.Г. Учебная геолого-гидрогеологическая и инженерногеологическая практика: учеб. пособие. Екатеринбург: УГГГА, 1997. 60 с.
2. Абдрахманов Р.Ф., Мартин В.И., Попов В.Г., Рождественский А.П., Смирнов А.И., Травкин А.И. Карст Башкортостана. Уфа: Информ-реклама, 2002. 384 с.
3. Андрейчук В.Н. Техногенный карстогенез в горнодобывающих районах: автореф. дисс.
д.г.-м.н. Екатеринбург, 1995. 46 с.
4. Бельтюков Г.В. Подземные воды и карст верхнекамского соленосного бассейна: автореф. дисс. к.г.-м.н. Пермь, 1975. 24 с.
5. Буданов Н.Д. Гидрогеология Урала. М.: Наука, 1964. 304 с.
6. Буданов Н.Д. Особенности геологического строения и гидрогеологическая карта Урала // Тр. Ин-та геологии и геохимии УрАН СССР. Свердловск, 1970. Вып. 84. 80 с.
7. Гаев А.Я. Гидрогеохимия Урала и вопросы охраны подземных вод. Свердловск: Изд-во Урал. ун-та, 1989. 368 с.
8. Гевирц М.И. Карст восточного склона Урала: автореф. дисс. к.г.-м.н. Пермь, 1961. 20 с.
9. Горбунова К.А., Андрейчук В.Н., Коста-рев В.П., Максимович Н.Г. Карст и пещеры Пермской области. Пермь, 1992. 200 с.
2. Гидрогеологические методы могут эффективно использоваться при исследовании карста, создании элементов системы карстологического мониторинга (СКМ) и геоэкологических моделей карстового объекта.
К карстовым депрессиям приурочены зоны интенсивных карстовых процессов и зоны сосредоточения подземных вод. Установлено, что в переходной гидродинамической зоне карст протекает в 3-5 раз интенсивнее, чем на поверхности, а при техногенезе интенсивность карста возрастает на 2-3 порядка.
3. Карстопроявления на поверхности земли только в Пермском крае развиты на 30 тыс.км2 на территории городов и населенных пунктов, вызывая опасные деформации земной поверхности, сложности с питьевым водоснабжением и экологические проблемы. Например, только на территории г. Кунгура и его окрестностей за последние годы выявлено более 550 провалов.
4. Разработаны рекомендации и проекты по переводу магистральных газопроводов на модель устойчивой эксплуатации и безаварийной работы.
10. Дубейковский С.Г. Смолинская пещера и ее окрестности. Екатеринбург: Изд-во УрГУ, 2002. 35 с.
11. Зайдельсон М.И. Водонапорная система палеозойских отложений юго-востока Русской платформы в связи с формированием, поисками и разведкой месторождений нефти и газа: автореф. дис. д.г.-м.н. ВНИГРИ. Л., 1968. 48 с.
12. КавеевМ.С. Геологические условия развития и особенности проявления карста в центральной части Волго-Камского края: автореф. дисс. д.г.-м.н. Казань, 1963. 27 с.
13. Катаев В.Н. Теория и методология структурно-тектонического анализа в карстоведении: автореф. дисс. д.г.-м.н. Пермь, 1999. 38 с.
14. Килин Ю.А. Оценка гидрогеологических условий при освоении закарстованных территорий на примере северной части уфимского плато: автореф. дисс. к.г.-м.н. Пермь, 2003. 24 с.
15. Кирюхин В.А., Толстихин Н.И. Региональная гидрогеология: учебник для вузов. М.: Недра, 1987. 382 с.
16. Костарев В.П. К постановке карстомонито-ринга на трассах магистральных газопроводов Кунгурско-Иренского междуречья // Вопр. инж. изысканий в Уральск. регионе. Екатеринбург, 1995.
17. Краснов И.И. Четвертичные отложения и геоморфология Камско-Печорского водораздела: материалы по геоморфологии Урала. М.: Гос-геолиздат, 1948.
18. Кротова Е.А. Геологическая деятельность поверхностных и подземных вод Пермской области: автореф. дисс. к.г.-м.н. Пермь, 1971.
33 с.
19. Лукин А.В., Ежов Ю.А. Крупномасштабное инженерно-геологическое районирование территории с. Красный Ясыл Пермской области //
Карст Нечерноземья: тез. докл. Пермь, 1980.
20. Лушников Е.А. Геологическая деятельность современных рек Урала и прилегающих равнин. Воронеж: Изд-во Воронеж. ун-та, 1974.
124 с.
21. Лысенин Г.П. Геология карста юго-восточной части Коми АССР: автореф. дисс. к.г.-м.н.
Пермь, 1983. 17 с.
22. Максимович Г.А. Основы карстоведения.
Пермь, 1963. Т. 1. 444 с.; 1969. Т. 2. 529 с.
23. Максимович Г.А., Горбунова К.А. Карст Пермской области. Пермь, 1958.
24. Максимович Г.А., Костарев В.П. Карстовые районы Урала и Приуралья // Вопр. физ. географии Урала: уч. зап. Перм. ун-та. Пермь,
1973.
25. Мартин В.И. Гидрогеология и типы карста Башкирии: автореф. дисс. к.г.-м.н. Пермь,
1975. 32 с.
26. Минькевич И.И. Гидрогеологические особенности районов развития сульфатных кар-стующихся пород Пермского Прикамья: автореферат дисс. к.г.-м.н. Пермь, 2003. 25 С.
27. Миртова А.В. Неоген в долине р. Камы // Сов.
Геология. 1941. №1.
28. Михайлов Г.К. Карст как регулятор подземного стока // Карст и гидрогеология Предуралья: тр. Ин-та геологии и геохимии УНЦ АН СССР. Свердловск, 1979. Вып. 140. С. 22-25.
29. Назаров Н.Н. Современный экзогенный морфогенез ландшафтов таежного Предуралья и Урала (западный склон): автореф. дисс. д.г.н.
Пермь, 1996. 56 с.
Hydrogeological peculiarities of the karst processes development in the Urals
A.Ya. Gaev, Yu.A. Kilin, I.I. Minkevich
Karstology and Speleology Institute, Perm State University, 614990, Perm, Bukirev st.,15. E-mail:
The hydrogeological peculiarities of fissure-karst waters of the Urals and Pre-Urals are characterized. The springs of transitional zone have the instable regime. The springs feeding from the more deep fissure-karst zones are more stable, have slightly thermal character and considerable discharges. The active karst of sulphate type is connected genetically with the formation of waters with the sulphate-calcium composition and mineralization up to 3,5 g/l. On the places where sulphate rocks are overlapped by the recent sediments, the decreasing of karst processes are accompanied by the formation of waters with the reducted mineralization (0,3-0,5 g/l). The sulphate-natrium subtype of water here sometimes changes to the soda type. The hydrochemical method of karst study is elaborated.
Kay worlds: karst; fissure-karst waters; Urals; Pre-Urals.
3G. Павлейчик В.М. Роль карстовых ландшафтов Оренбургского Предуралья в формировании и сохранении природного разнообразия: автореф. дисс. к.г.н. Оренбург, 1999. 56 с.
31. Петрищев В.П. Ландшафтообразующая роль
солянокупольной тектоники и ее значение в формировании природоохранного каркаса Оренбургского Приуралья: автореф. дисс.
к.г.н. Оренбург, 2GGG. 23 с
32. Печеркин И.А. Шахтные воды Кизеловского угольного бассейна // Тр. Горно-геол. ин-та УФАН СССР. Свердловск, 196G. Вып. 48. С. 79-92.
33. Печеркин И.А. Геодинамика побережий Камских водохранилищ: автореф. дисс. д.г.-м.н. Пермь, 1968. 39 с.
34. Руководство по инженерно-геологическим изысканиям в районах развития карста / под ред. И.А. Саваренского, Н.А. Миронова; ПНИИИС Минстроя России. М., 1995.
35. Сигов В.А. Кайнозойский тектогенез Урала: автореф. дисс. к.г.-м.н. / Ин-т геол. и геохимии УФАН СССР. Свердловск, 1975. 19 с.
36. Толстихина М.М. К вопросу о наличии молодых поднятий на Среднем Урале // Известия НГО. 1937. Вып. 1.
37. Шимановский Л.А., Шимановская И.А., Сыч-кина Г.А. Восточная окраина ВосточноРусского артезианского бассейна // Гидрогеология СССР. М., 1972. Т. 14. Урал. С. 77-109.
38. Шувалов В.М. Применение электроразведки для исследования территорий с карстующими-ся породами и подземными полостями на примерах среднего Урала и Предуралья: автореф. дисс. к.г.-м.н. Пермь, 1983. 23 с.
39. Яковенко П.И. Сульфатный карст Среднего Предуралья и оценка устойчивости железнодорожных сооружений: автореф. дисс. к.г.-м.н. Пермь, 1969. 26 с.
Рецензент - кандидат геолого-минералогических наук Е.А. Иконников
