CC BY
125
ВЕСТНИК ПЕРМСКОГО УНИВЕРСИТЕТА
2012 Геология Вып. 3 (16)
УДК 556.388:628.543
Инженерно-гидрогеолого-геофизический мониторинг и характеристика лечебных и промышленных минеральных вод на закарстованных территориях Пермского края
И.Н. Шестов, В.М. Шувалов
Пермский государственный национальный исследовательский университет, 614990, Пермь, ул. Букирева, 15. E-mail: [email protected]
(Статья поступила в редакцию 29 апреля 2012 г.)
Рассмотрены вопросы охраны подземных лечебных и промышленных вод в условиях закарстованных территорий Пермского края с использованием комплекса гидрогеологических и геофизических методов.
Ключевые слова: подземные воды, мониторинг, Пермский край.
1. Карстовый мониторинг Объекты карстового мониторинга
На территории Пермского края выделены объекты мониторинга (наблюдений) разных размерностей - от элементарного карстового объекта до региона в целом (6 уровней). Для каждого уровня характерны некоторые особенности и закономерности (частные, общие, региональные) развития карстовых процессов, определяющие их опасность для жизни и хозяйственной деятельности человека. Они соответственно требуют различных подходов к осуществлению мониторинга на объектах разных уровней.
Ниже рассмотрим организацию карстового мониторинга для карстовых объектов разного уровня, придерживаясь следующей схемы: объект мониторинга (специфика, масштаб, особенности карста); предмет мониторинга (ключевые процессы и явления, подлежащие наблюдению); методы мониторинга, их целевая, территориальная и т. д. организация, применение;
интерпретация результатов; значение данного вида мониторинга.
Карстовый мониторинг на региональном и районном уровнях
Объектами мониторинга данных уровней являются закарстованный ареал Пермского края в целом и его отдельные карстовые районы, на которые подразделяется ареал по совокупности признаков. Например, выделяются такие районы, как Соликамский - соляного карста, Нижне-сылвинский - сульфатного карста, Уфимский - карбонатного карста.
Отличительной чертой отмеченных объектов являются их крупные размеры, площадь, измеряемая десятками тысяч км2.
На данном мелкомасштабном уровне предметом мониторинга должны быть изменения площадной закарстованности и количество карстовых форм на тех или иных участках и в районе всей закарсто-ванной территории.
Заметный рост количества карстовых образований на поверхности в пределах
Шестов И.Н., Шувалов В.М., 2012
значительных по площади территорий может быть результатом проявления качественных эволюционных естественных изменений в развитии карста территории или следствием долговременного (10 лет и более) массированного техногенного воздействия.
Естественные и антропогенные причины не могут вызвать заметных изменений в структуре поверхностных карстопрояв-лений на столь крупных площадях за относительно небольшой (один - два десятка лет) период. Осуществление же аэровизуальных наблюдений большого объёма -единственно приемлемого метода мониторинга для объектов данного уровня - сопряжено с огромными затратами. Полученные данные наблюдений будут иметь больше теоретическое (сравнительное), нежели практическое значение.
Отмеченные выше обстоятельства определяют нецелесообразность (ввиду незначительного эффекта и дороговизны наблюдений) осуществления карстового мониторинга в масштабе всего закарсто-ванного ареала области и его карстовых районов.
Общее необходимое представление о целостно-территориальных изменениях карста может быть получено и другими методами - по результатам наблюдений на локальных объектах.
Карстовый мониторинг на объектах местного уровня
Объектами карстового мониторинга местного уровня являются закарстован-ные территории ранга карстовых участков по схеме районирования карста с относительно небольшой площадью (около 50300 км2) и выраженной спецификой (по локализации, интенсивности, характеру проявлений и т. д.) карстовых процессов и явлений в их пределах. Специфика карста определяется закономерными сочетаниями условий и факторов развития карста. Это характерно для междуречных карстовых массивов, закарстованных речных долин и т. д. В условиях отдельных масси-
вов, речных днищ, крупных меандров, обособляющих массивов карст характеризуется однотипной скоростью развития, степенью закарстованности, характером поверхностных карстопроявлений. Часто значения таких важных показателей карста, как частота и диаметр провалов, коэффициент площадной закарстованности, скорость химической денудации и других, столь существенны, что являются основанием организации наблюдений (мониторинга). Необходимость последнего особенно возрастает при интенсивной хозяйственной деятельности, активно влияющей на карст объекта данного уровня и в свою очередь испытывающей влияние как естественных факторов карстообразова-ния, так и (что наиболее опасно) техногенных факторов - последствий вмешательства в естественный режим карстовых процессов. Поэтому объектами мониторинга должны стать в первую очередь те карстовые участки (объекты местного уровня), в пределах которых имеет место интенсивное техногенное воздействие. К числу таких первоочередных объектов на территории Пермской области можно отнести: Соликамский и Березниковский участки соляного карста с интенсивным нарушением условий его развития вследствие соледобычи и комплексной угрозой; Полазнинский участок сульфатного карста с интенсивным нарушением условий его развития вследствие влияния водохранилища и интенсивной застройки и комплексной угрозой; Кишертский участок сульфатного карста с локализованным воздействием и угрозой для транспортных магистралей; Мазуевский, Опа-чевский и Красноясыльский участок сульфатного карста с локализованным воздействием и угрозой для магистральных газопроводов; Кунгурский участок сульфатного карста (территория г. Кунгура) с комплексной угрозой (для застройки, линейных сооружений и т. д.); Ладейный участок карбонатного карста с резким нарушением гидрохимии, нарушением карстовых вод.
Целесообразно также осуществлять наблюдения на нескольких типичных участках сульфатного и карбонатного карста, где нет непосредственной угрозы хозяйственным объектам, но выяснение закономерностей развития карста позволит более объективно оценивать его потенциальную опасность. К таким участкам относятся Казаковский участок сульфатного карста в районе пос. Орда и участок Геологов карбонатного карста в районе пос. Шумихинский.
Прежде чем перейти к детальному рассмотрению вопроса организации карстового мониторинга в пределах каждого из них, отметим, что в плане мониторинга объекты данного масштабного уровня являются наиболее важными, «узловыми». Именно в масштабе карстовых участков неблагоприятные последствия карста проявляются наиболее ярко, интенсивно и разрушительно, т.к. интенсивность техногенного влияния человека наиболее высока пока ещё на данных уровнях природных объектов, а не в регионах и биосфере в целом. Размерам карстовых участков соответствует инфраструктура того или иного хозяйственного звена (населенный пункт, добычный район с шахтными полями и т. д.), а именно в пределах участков последствия развития карста, особенно техногенного активизированного, достигают максимально неблагоприятных эффектов, вплоть до разрушения хозяйственной системы и вывода территории из активного использования.
Применяемые для мониторинга объектов любого уровня методы должны быть комплексными (инженерно-геологи-
че-ские, гидрогеологические и геофизические) [1, 2, 4 - 6]. Их использование зависит от решаемых в целом и по отдельности задач мониторинга, масштабного уровня наблюдаемого объекта от участка в целом до отдельной скважины или карстовой воронки. Основным методическим требованием любого мониторинга является взаимосвязь всех методов и приёмов наблюдений на основе единой концепции мониторинга карста на любом участке.
2. Лечебные и промышленные минеральные воды
Общая характеристика минеральных вод Пермского края
Изучение минеральных вод Пермского края проводится на трех основных этажах
- в карстующихся породах нижней перми, среднего и нижнего карбона, верхнего девона.
Для верхнего этажа составлена схема распространения закарстованных площадей на территории области. Это закарсто-ванные участки выходов кунгурских гипсово-ангидритовых отложений и нижнепермских карбонатных пород. Карст дает возможность оценить инженерно-геологические условия для проектирования строительства крупных жилых, промышленных и сельскохозяйственных объектов. Заранее можно предусмотреть затраты на инженерно-геологические изыскания.
Эта же схема позволяет иметь представление о распространении трещинно-карстовых минеральных вод лечебного назначения, которые вскрываются среди кунгурских отложений и используются для лечебных целей в качестве лечебностоловых вод.
В зоне затрудненного водообмена среди карбонатных отложений нижней перми широко распространены трещинно-карстовые сульфидные воды и рассолы, причем установлена активная связь минерализации вод с гидродинамическими условиями (составляется карта распространения сероводородных вод).
Второй этаж наиболее активного карста или закарстованности карбонатных пород распространен среди карбонатной толщи башкирского яруса среднего карбона серпуховского (намюрского) яруса нижнего карбона. Его формирование связано с континентальными перерывами в осадконакоплении в башкирское и серпуховское время. Мощность закарстованных пород превышает 100 м. Вся толща в на-
стоящее время насыщена рассолами хло-ридно-натриево-кальциевого состава с минерализацией до 250 г/л. Рассолы на всей территории обогащены йодом, бромом, калием, аммонием и т.д. (составляется схема распространения). Воды представляют интерес для бальнеологических целей и химической промышленности. Наиболее закарстованные и водообильные пласты приурочены к границе (подошве башкирского яруса) и объединяют породы серпуховского яруса. Карстовые полости заполнены конгломератами и доломитовой мукой. Карстовый горизонт фиксируется провалами бурового инструмента, а также поглощением бурового раствора. Составляется каталог поглощения при бурении. Выделение закарстованных пород проводится по данным ГИС.
Воды по составу представляют интерес для химической промышленности, бальнеологии как йодобромные рассолы.
Воды в отдельных районах содержат сероводород, сероорганические соединения, что требует постановки методики подготовки вод для практических целей. Серпуховские отложения на приток жидкости испытывались лишь на Григорьевской площади. Окские отложения, которые не подвергались карстовым процессам, на территории области представлены плотными разностями, что подтвердили опытные испытания на Григорьевской и Оверятской площадях.
Третий существенный карстовый этаж приурочен к карбонатной толще верхнего девона и турнейского яруса. По этому этажу составляется каталог зон поглощения бурового раствора, провалов бурового инструмента. Составляются схемы распространения закарстованных пород. Установлено, что наиболее закарстован-ные породы приурочены к рифогенным известнякам прибортовой зоны Кам-ско-Кинельской системы прогибов. Дебиты скважин здесь превышают 100 м3/ч. Горизонт эксплуатируется на Оверятском водозаборе с 1954 г.
На Григорьевской площади дебиты скважин карбонатных закарстованных по-
род достигали также 100 м3/ч. Эти горизонты высоко оцениваются как объекты для захоронения токсически вредных промышленных отходов.
Минеральные лечебные и промышленные воды Пермского края
Рассмотрим предварительный обзор и проанализируем зональность отдельных типов минеральных лечебных и промышленных подземных вод, распространенных среди трещинно-карстовых коллекторов на территории Пермского края.
Обзор составлен по результатам изучения более 100 опубликованных и свыше 250 фондовых работ, имеющихся в ведомственных фондах Уральского производственного геологического объединения, уральского отделения АН России, инженерно-геологических и гидрогеологических экспедиций, а также научно-исследовательских институтов (КамНИИИ-КИГС, ПермНИПИнефть, ПГУ) и других организаций.
В настоящее время продолжается составление каталога районов распространения и исследования минеральных трещинно-карстовых вод Пермского края с описанием местоположения выхода или района исследования трещинно-карстовых вод, рассматриваются возможные источники загрязнения и дается предварительная оценка бальнеологического и народно-хозяйственного значения. Составляются карты-схемы их зональности на территории Пермского края и дается предварительная оценка их практической значимости.
В соответствии с требованиями ГОСТ 13273-88 к минеральным относятся воды в основном с минерализацией более 2г/дм3 и содержанием отдельных терапевтически активных микроэлементов, оказывающих благотворное воздействие на организм человека.
Химический состав карстовых вод формируется за счет растворения водовмещающих пород под воздействием активности воды как растворителя геохимических и
микробиологических реакций. В формировании трещинно-карстовых сероводородных вод активное участие принимают бактерии.
В Пермском крае с трещинно-карстовыми породами связаны минеральные лечебные и лечебно-столовые воды сульфатно-кальциевого, хлоридно-натрие-вого и сложного химического состава, которые развиты в основном в районах неглубокого залегания сульфатно-галогенных пород верхней и нижней перми. Это районы Предуральского прогиба и его приборто-вых частей. В палеокарстовых карбонатных коллекторах франско-фаменско-тур-нейской и в окско-серпуховской толщ распространены йодобромные рассолы. Отложения обладают повышенной водо-обильностью (до 100 м3/ч) и представляют интерес для организации крупных промышленных водозаборов. Наконец, трещинно-карстовые воды сакмаро-ар-тинской карбонатной толщи широко распространены на территории края обогащены йодом, бромом, бором и сероводородом. Они могут использоваться как лечебные сульфидные воды, а сероводородные рассолы в районах с повышенной водо-обильностью могут представлять интерес как комплексное сырье, из которого можно добывать йод (содержание от 15 до 40 мг/ дм3), бром (от 250 до 2000 мг/дм3), бор (от 250 до 2000 мг/дм3 НВО) и серу (от100 до 400 мг/дм3 и более).
В вертикальном разрезе палеозойского осадочного чехла платформы и Преду-ральского прогиба можно выделить три гидрогеохимические зоны распространения трещинно-карстовых вод [3].
1. Зона активного водообмена охватывает толщу карстующихся пород мощностью до 150-200 м, платформенную территорию края и до 500 м в районах приподнятых структур типа Башкирского свода, Уфимского плато, Тимана и передовых складок Урала. Здесь формируются трещинно-карстовые минеральные лечебные и лечебно-столовые воды сульфатно-кальциевого, сульфатно-хлоридного и хлорид-но-сульфатно-натриевого, хлоридно-на-
триевого состава, образующиеся в ходе процессов активного выщелачивания сульфатных, хлоридных и карбонатных пород.
2. Зона замедленного водообмена или зона замедленного карстового процесса (Шестов, Шурубор, 1992). В этой зоне широко развиты минеральные сероводородные воды и рассолы. Здесь в карстовых полостях и трещинах происходят процессы выщелачивания сульфатных и карбонатных солей, их преобразование и осаждение кальцита, гипса, самородной серы. Такие явления устанавливаются буровыми скважинами на глубине 500-700 м в районе г. Кунгура, пос. Суксун, с. Орда, г. Чернушка и др. Активность карста здесь невысокая, но воды агрессивны к металлическим сооружениям и конструкциям, в пластах идет медленное выщелачивание Са, СаО и др. Подобные процессы широко распространены в Соликамской впадине на Верхнекамском месторождении калийных солей. На площади Верхнекамской впадины (районы Коми округа, г. Очера, Чайковского) карстовые процессы сильно затруднены и имеют место среди карбонатных пород верхней и нижней перми и верхнего карбона. В целом западная и северо-западная части Пермской области являются территориями распространения устойчивых слабокарстующихся пород в зоне активного и затрудненного водообмена.
3. Зона весьма замедленного или застойного водообмена объединяет толщу палеозойских пород, залегающую на глубинах свыше 1000 м. Многие исследователи (Г.А. Максимович, В.Н. Быков, Д.С. Соколов и др.) склонны считать, что современные карстовые процессы здесь не имеют места, т.к. породы насыщены рассолами и минерализацией до 260 - 280 г/дм3. Экспериментальные исследования по взаимодействию этих рассолов с различными карстующимися солями показали, что рассолы способны растворять некоторую часть солей, а при изменении газового состава, температурных условий они становятся агрессивными и к карбо-
натным водовмещающим породам. Бурение разведочных скважин на нефть на территории Пермской области и в других районах Предуралья (Татария, Удмуртия, Башкирия) показало, что среди карбонатного разреза имеются горизонты закарсто-ванных карбонатных пород, которые, по мнению большинства специалистов (Г.А. Максимович, В.Н. Быков, И.Н. Шестов и др), сформировались в периоды континентальных перерывов в осадконакоплениях. Такие неоднократные перерывы были в девонское, каменноугольное и пермское время. В эпохи перерывов формировались коры выветривания и трещинно-карстовые горизонты. Наибольший интерес представляет толща рифогенных известняков, развитая вдоль границ Камско-Ки-нельской системы прогибов. Здесь в ри-фогенных островах франского, фаменско-го и турнейского ярусов в условиях прибрежных морских лагун были, вероятно, условия, близкие к условиям современных Австралийско-Азиатских рифогенных островов с тропическим карстом. При бурении разведочных скважин фиксируются полости глубиной до 6-10 м по провалам бурового инструмента и катастрофическим поглощениям бурового раствора. Опробование таких зон на Оверятском водозаборе, Григорьевской и Шумовской площадях показало высокую водообиль-ность пород (до 100 м3/ч), а их длительная эксплуатация сопровождается медленным понижением уровня, что указывает на наличие мощной по площади и разрезу зоны распространения трещинно-карстовых пород. Гидродинамическими исследованиями установлено, что трещинно-карстовые воды имеют активную гидродинамическую связь в радиусе до 30 км и более. Так, эксплуатация Оверятского водозабора оказывает воздействие на статистические уровни разведочных скважин Григорьевского участка, удаленного на 30 - 40 км от эксплуатационных скважин.
Длительный континентальный перерыв с формированием закарстованной толщи карбонатных пород значительной мощности в Пермском крае фиксируется на гра-
нице башкирского и серпуховского горизонтов. Здесь выделяется мощная (до 100 м) пачка закарстованных пород, которые насыщены также высокоминерализованными рассолами хлоридно-кальциевого состава с минерализацией 250-270 г/дм3 и повышенным содержанием йода и брома.
В историческом развитии карстовых форм и коллекторов в разрезе карстую-щихся пород крупных артезианских бассейнов, в том числе и в Пермском крае, мы предлагаем различать четыре этапа развития карста, соответствующие гидродинамическим зонам: а) этап активного развития карста, который совпадает с периодом нахождения карстующихся пород в условиях зоны активного водообмена, б) этап замедленного формирования карста, соответствующий периоду нахождения карстующихся пород в условиях замедленного водообмена, где имеют место соответствующие гидрогеохимические обстановки, в) этап угнетенного карста, соответствующий периоду нахождения кар-стующихся пород в условиях застойного водного режима и г) этап гидротермокарста, на котором карстообразование происходит по путям восходящей разгрузки глубинных вод. В соответствии с тектоническими движениями земной коры эти этапы сменяют друг друга во времени.
Активность и направленность карста на каждом этапе соответствует геохимическим процессам, которые характерны для каждой гидродинамической зоны, и агрессивности вод к карстующимся породам.
В Пермском крае интенсивно закарсто-ванные толщи приурочены к зоне активного водообмена и встречены в зоне весьма замедленного или застойного водообмена, где выделяются два наиболее перспективных карстовых (палекарстовых) горизонта, которые могут представлять наибольший интерес для исследования как высокоемкие палеокарстовые коллекторы промышленных трещинно-карстовых бром-йодных рассолов. Эти горизонты регионально распространены и подчинены определенным гидрогеохимическим закономерностям.
Региональные гидрогеохимические особенности распространения основных типов минеральных лечебных трещинно-карстовых вод
СУЛЬФАТНО-КАЛЬЦИЕВЫЕ минеральные лечебно-столовые воды типа останкинских или московских минеральных вод широко распространены в зоне выхода на поверхность кунгурских гипсово-ангидритовых толщ. Минерализация воды на глубине 60 - 70 м колеблется от 2 до 4 - 5 г/дм3. Воды почти регионально распространены в Щучье-Озерском, Уинском, Ординском, Кунгурском, Пермском, Добрянском, частично в Лысь-венском, Березовском, Кишертском и Суксунском районах. На территории Сыл-венской впадины (Лысьвенский, Березовский, Кишертский и Суксунский районы) воды этого типа приурочены к гипсово-ангидритовым пластам, которые вскрывались буровыми скважинами на глубине 60-70 м. Воды в долинах рек имеют избыточный напор, переливаются через устья скважин с дебитом в отдельных случаях до 50 л/с. В лечебных целях такие воды используются в доме отдыха «Сокол», в профилактории «Крым» г. Перми. Эксплуатация их вполне реальна в районных и сельских больницах. Зона распространения минеральных сульфатно-кальциевых вод фактически прослеживается вдоль западного борта Предуральского прогиба от Тимана до Суксуна и Щучьего Озера в полосе до 15-20 км. На севере эти воды в региональном плане иногда замещаются минеральными водами хлоридно-натриевого состава с минерализацией до 30 г/дм3 и более. Последние в основном связаны с наличием здесь соляного карста покровных солей Верхнекамского месторождения калийных солей.
Сульфатно-кальциевые минеральные воды вскрываются и среди загипсованных песчаников шешминского горизонта.
ХЛОРИДНО-НАТРИЕВЫЕ минеральные трещинно-карстовые воды выходят на поверхность в виде источников и
вскрываются скважинами в долинах рек, пересекающих Верхнекамское месторождение калийных солей (Вишерка, Колва, Язьва, Яйва, Глухая Вильва, Косьва и их притоки). Воды на выходе имеют хлорид-но-натриевый и сложный химический состав. На практике их использовали в 1718 вв. для получения поваренной соли. По составу и минерализации в пределах 5-7 г/дм3 могут найти широкое применение для бальнеологических целей и в качестве лечебно-столовых вод для лечения желудочных заболеваний и печени.
Хлоридно-натриевые воды, связанные с выщелачиванием солей и карстом соляных линз среди терригенных отложений кунгура, прослеживаются и на территории Сылвенской впадины от г.Чусового до г.-Красноуфимска. Выходы таких вод известны в долинах рек Чусовая (пос. Верхнечусовские Городки), Шаква (у с. Шаква), Орда (у д.Брод, с. Сосновка), Сылва (у д. Н.Солянка, Красный Яр) и др. Продолжается работа по составлению схемы распространения йодобромных минеральных трещинно-карстовых вод в отложениях девона и карбона, а также других типов минеральных лечебных и промышленных вод.
Минерализация изменяется от 2-3 до 20-30 г/дм3 и зависит от интенсивности карста и активности разгрузки вод.
В западной части Пермского края хло-ридно-натриевые воды вскрываются среди верхнепермских терригенных отложений на глубинах от 200 м и глубже и представляют собой седиментационные захороненные воды. Это воды другого генезиса, но они также могут найти применение в бальнеологии.
СУЛЬФИДНЫЕ ТРЕЩИННО-КАРСТОВЫЕ воды приурочены к нижнепермским и верхнекаменноугольным карбонатным отложениям. Этот тип вод имеет региональное распространение на территории Пермского края. Они используются в бальнеологии на курортах «Ключи» и «Усть-Качка», в Пермской ВГЛ, а также в профилакториях г. Перми, Чернушки, Кунгура (Шестов, 1968). Химиче-
ский состав зависит от степени раскрыто-сти структуры относительно области питания. Так, в районе Сылвенской впадины нижнепермские карбонатные отложения залегают на глубине от 0 до 500-600 м. Минерализация сероводородных вод здесь зависит от глубины залегания и изменяется от 4 до 20-30 г/дм3. Скважинами они вскрывались в районе с. Тис, Торговище, Усть-Иргина, Поедуги, Березовка, ст.Тулумбасы и др.
В районе Уфимского плато, где на поверхности обнажаются артинские известняки, служащие основной областью питания вод нижнепермских отложений, наблюдается закономерное изменение химического состава воды по мере погружения пород на северо-запад. Так, в районе ст. Щучье Озеро, Самарово воды имеют минерализацию около 4 г/дм3, а содержание сероводорода в них достигает 100-180 мг/дм3, в районе долины р. Танып у с. Тауш, Новоказанчи, г. Чернушки минерализация воды достигает 8-10 г/дм3, а содержание сероводорода - 300 мг/дм3. Близкая по составу и содержанию сероводорода вода получена из артинских отложений в г. Кунгуре и районе с. Троица (Троицкая площадь). В районе г. Перми (ст. Левшино, пос. Верхние Муллы, Крым и др.) минерализация воды превышает 40 г/дм3, а содержание сероводорода достигает 400 мг/дм3. Западнее г. Перми в районе курорта «Усть-Качка», г.Нытвы, на Григорьевской площади минерализация воды колеблется от 100 до 200 г/дм3, аналогичная закономерность наблюдается и в районе Чернушки - Куеды -Чайковского. Такие закономерности обусловлены повышением глубины залегания водоносных горизонтов и снижением активности водообмена.
В зоне застойного водообмена или весьма затрудненной циркуляции трещинно-карстовые воды представлены ЙОДОБРОМНЫМИ РАССОЛАМИ. Как уже отмечалось, наиболее перспективные трещинно-карстовые горизонты приурочены к серпуховским кавернозным и сильнотрещиноватым известнякам и доломитам.
Дебиты скважин при их исследовании на территории Григорьевской площади показали высокие водопритоки до - 3-4 тыс. м3/с. Воды обогащены йодом (до 24 мг/дм3), бромом (600-800 мг/дм3), бором (около 180 мг/дм3 НВО). Исследованиями установлено увеличение содержания в воде йода, брома, бора и других микрокомпонентов с запада на восток. Открытие нефтяных месторождений в районе Предуральского прогиба повышает перспективы практического использования вод серпуховских отложений для добычи из них йода, брома и других микрокомпонентов.
Вторым наиболее перспективным па-леокарстовым горизонтом на территории Пермского края являются закарстованные рифогенные отложения карбонатного девона франского и фаменского ярусов. Дебиты скважин превышали 100 м3/ч. Аналогичные дебиты были получены на скважине 13 Шумовской площади и в разведочных скважинах Григорьевской площади (1РГ, 2РГ, 3РГ, РГ, 8РГ и др.). Все скважины после обработки их призабойной зоны кислотой показали высокие во-допритоки (более 20 м3/ч). Отложения в этом районе являются высокоперспективными для организации промышленных водозаборов. Наличие региональных за-карстованных пластов и горизонтов в этой карбонатной толще (мощность 700 м) подтверждают катастрофические поглощения и провалы буровых инструментов при бурении поисковых и разведочных скважин на Куединской, Батырбайской, Моску-дьинской, Рассветовской, Дороховской, Верещагинской, Майкорской, Кыла-совской и других разведочных площадях. Согласно геологическому строению и общим палеогидрогеологическим условиям территория Пермской области весьма перспективна для поисков здесь водообильных трещинно-карстовых зон. Высокоперспективными в этом отношении являются северо-западные районы Пермского края
- Коми-Пермяцкий погребенный полу-свод, где длительно существовали конти-
нентальные условия. Этот район с точки зрения геологии изучен еще очень слабо.
Таким образом, на территории Пермского края широко распространены трещинно-карстовые минеральные воды, имеющие лечебное и промышленное значение.
В настоящей работе поставлен вопрос о составлении схем зональности распространения трещинно-карстовых вод.
Заключение
Выполняемая работа носит комплексный региональный характер. При ее выполнении под эгидой геологического факультета Пермского госуниверситета объединились высококвалифицированные специалисты учебных, нефтяных, геологических и других производственных организаций, работающих в течение десятков лет по геологическим, гидрогеологическим и геофизическим проблемам карстоБиблиографический список
1. Богословский В.А., Жигалин А.Д., Хмелевской В.К. Экологическая геофизика: учеб. пособие. М.: Изд-во МГУ, 2000. 256 с.
2. Хмелевской В.К., Никитин А.А.
Комплексирование геофизических
методов. Тверь, 2004.232 с.
3. Шестов И.Н. Гидрогеология и гидрохимия нижнепермского комплекса // Тр. Камского отделения ВНИГНИ. Пермь, 1973. Вып. 118. С. 304-326.
вых районов Пермского края и других регионов России. Практическое применение результатов данных исследований очень широко. Вопросы исследований связаны с рекомендациями поисков, разведки, выявления, картирования и использования изученных территорий с карстую-щимися породами, подземными полостями, минеральными и промышленными водами карстующихся толщ нижней перми, среднего и нижнего карбона, верхнего девона. Эти толщи содержат огромные запасы питьевых, лечебных минеральных и промышленных вод и других МПИ. Кроме того, палеокарстовые горизонты могут с успехом использоваться для захоронения различных сточных, загрязненных вредными веществами промышленных вод. Такой опыт имеется у нас в стране и за рубежом.
4. Шувалов В.М. Исследование
закарстованных территорий и подземных полостей методами электроразведки. Пермь, 1983. 92 с.
5. Шувалов В.М. Геофизические методы при геологических, инженерно-геологических и гидрогеологических исследованиях: учеб. пособие. Пермь, 1995. 263 с.
6. Шувалов В.М. Геофизические методы в инженерной и экологической геологии: учебник. Пермь, 2009. 604 с.
Engineering, Hydrogeological, and Geophysical Monitoring and Characteristics of Medical and Industrial Mineral Waters on the Karstic Territories of Perm Region
I.N. Shestov, V.M. Shuvalov
Perm State National Researching University, 614990, Perm, Bukirev st., 15 E-mail: [email protected]
The questions of underground medical and industrial waters protection in conditions of karstic territories of Perm Region with use of hydrogeological, and geophysical methods are examined.
Key worlds: underground waters, monitoring, Perm Region.
Рецензент - кандидат геолого-минералогических наук Е.А. Меньшикова
