Геолого-экономическая оценка месторождений подземных промышленных вод (стр. 4 )

Подземные промышленные воды Русской платформы, обогащен­ные редкими элементами, изучались в разное время ­вым, , и многи­ми другими исследователями. Основные данные, характеризующие глубокие подземные воды и их ресурсы, получены при бурении на нефть и газ. В течение длительного времени гидрогеологические исследования, сопровождавшие такое бурение, ограничивались лишь общим анализом химического состава подземных вод и определением содержания в них йода и брома; изучение содержания и распростра­нения в подземных водах редких металлов в широких масштабах осуществляется лишь в последнее десятилетие. Тем не менее имеющийся в настоящее время фактический материал позволяет достаточно полно и объективно охарактеризовать закономерности распространения подземных промышленных вод различного состава и некоторые показатели, характеризующие их ресурсы.

Таблица 4

Провинции и районы распространения промышленных вод СССР

Типы* гидрогеологических структур	Провинции подземных про­мышленных вод	Район (бассейн)
Древние (докембрийские) платформенные области	Русской платформы	Тимано-Печорский, Северо­двинский, Прибалтийский, Московский, Волго-Камский, Днепровско-Донецкий, При-пятский, Предкарпатский, Причерноморский
Прикаспийская Сибирской платформы	Прикаспийский Ангаро-Ленский, Тунгусский, Якутский, Оленекский, Ха-тангский, Котуйский
Эпипалеозойские платфор­менные области	Скифской плиты	Азово-Кубанский, Терско-Кумский, Равнинно-Крым­ский
Туранской плиты	Мангышлак-Устюртский, Амударьинский, Сарысуй-ский
Западно-Сибирской пли­ты	Западно-Сибирский
Межгорные впадины и пери-клинальные опускания горно­складчатых регионов	Южно - Каспийская	Куринско-Апшеронский, За­падно-Туркменский
Южно-Таджикская	Душанбинский, Сурхандарь-инский, Кафирниганский, Яванский, Вахшский, Куляб-ский
Ферганская	Ферганский
Сахалинская	Северо-Сахалинский, Татар­ский, Поронайский
Камчатская	Западно-Камчатский, Цент­рально-Камчатский, Восточ­но-Камчатский
Горно-складчатых регионов		Карпатский, Большекавказ-ский, Малокавказский, Па-мирский

Данные (как фактические, так и прогнозные) о величинах кон­центраций редких элементов в подземных водах Русской платформы приводятся в табл. 5. Эти данные свидетельствуют о некоторой связи величин концентраций редких элементов с минерализацией подземных рассолов и глубиной их залегания.

Таблица 5

Обобщенные сведения о концентрациях некоторых редких элементов в рассолах провинции Русской платформы

Тип воды	Минерализация, г/л	Концентрации редких элементов, мг/л
Cs	Rb	Sr	B
Cl-Ca-Na	35 — 75	0,1 — 0,4	0,1 — 0,5	50 — 150	5 — 30
	75 — 150	0,2 — 0,4	0,3 — 1,5	100 — 400	10 — 40
Cl-Na-Ca	150 — 340	0,2 — 1,0	1,0 — 3,0	100 — 300	5 — 30
	300 — 430	1,0 — 2,0	3,0 — 20,0	900 — 3000	90 — 100

При вскрытии глубоких подземных вод скважинами обычно имеют место нормальные гидростатические давления. Однако на отдельных участках Днепровско-Донецкой, Припятской, Тимано-Пе-чорской впадин встречаются случаи аномально высоких гидроста­тических давлений, что связано с процессами перестройки порового пространства водовмещающих и водоупорных пород под действием изменяющихся геостатических нагрузок в результате неотектони­ческих движений, а также с физико-химическими превращениями минералов на стадии катагенеза. Эти процессы ведут к уменьшению пористости и снижению проницаемости водоносных пород. Общее представление о водно-физических свойствах пород дают сведения о пористости и проницаемости палеозойских отложений (табл. 6).

Неравномерная в целом водоносность пород определяет разно­образие в распределении ресурсов подземных промышленных вод как в пределах провинции, так и в ее отдельных гидрогеологических районах.

Прикаспийская провинция расположена в пределах одноименной глубокой тектонической впадины с докембрийским складчатым фундаментом. От более приподнятой юго-западной окраины Русской платформы Прикаспийская впадина обособлена по всему периметру региональными глубинными разломами: на западе — Волгоградским, на севере — Жадовским и Уральско-Соль-Илецким бортовыми выступами, на востоке — Южно-Эмбенским поднятием, на юго-западе — валом Карпинского. На всем протя­жении своей геологической истории впадина развивалась как отри­цательная структура, что способствовало накоплению мощной (до 15 — 20 км) толщи осадочных отложений палеозойского, мезозой­ского и кайнозойского возраста. Формирование разновозрастных комплексов осадочных отложений происходило в меняющихся палеогеографических условиях, которым соответствуют различные этапы геолого-тектонического развития юго-востока Русской плат­формы и самой Прикаспийской впадины. Характерным для геоло­гического строения впадины является повсеместное распростране­ние соленосных отложений пермского возраста мощностью до 3 — 5 км и широкое развитие солянокупольной тектоники.

Таблица 6

Пористость и проницаемость палеозойских отложений

Возраст	Породы
терригенные	карбонатные
Девон	5 — 25 20 — 3000	3 — 12
Карбон	9 — 36 90 — 6400	15 — 20 90 — 500
Пермь	5 — 26 800 — 1100	10 — 30 6 — 6000

Примечание. В числителе — пористость (%), в знаменателе — проницаемость, (м2).

В осадочной толще выделяются надсолевой, солевой и подсо-левой структурные и гидрогеологические этажи. Надсолевой струк­турный этаж подразделяется на два структурных яруса, один из которых включает отложения неогенового и четвертичного возраста общей мощностью 600 — 700 м, второй — надсолевую толщу отло­жений палеогена, мезозоя и верхней перми, мощность которой в центральной части артезианского бассейна достигает 4000 — 6000 м. Подземные воды надсолевого гидрогеологического этажа харак­теризуются пестрой минерализацией и преимущественно хлорид-но-натриевым (реже хлоридно-кальциево-натриевым) составом с незначительными концентрациями редких и рассеянных элементов. Солевой структурный этаж сложен галогенной толщей кунгур-ского яруса нижней перми и казанского яруса верхней перми. Внутрисолевые крепкие рассолы линзообразно запечатаны в доломи­товых и ангидритовых коллекторах внутри соляных пород и имеют локальное распространение. Рассолы по химическому составу хло-ридные натриево-магниево-калиевые, магниево-натриевые, магние­вые с минерализацией 320 — 520 г/л. Концентрации полезных компонентов в них достигают (мг/л): калия — 60000, йода — 47, брома — 4250, бора — 1000, стронция — 3530.

Подсолевой структурный этаж условно выделяется от кровли докембрийского кристаллического фундамента до артинского яруса нижней перми включительно. Для этого этажа характерны весьма крепкие рассолы терригенных и терригенно-карбонатных нижне­пермских докунгурских отложений и рассолы более низкой мине­рализации терригенных, карбонатных и карбонатно-сульфатных отложений карбона и девона. Подсолевые рассолы докунгурских отложений нижней перми имеют минерализацию 244 — 503 г/л, ха­рактеризуются хлоридным натриево-кальциевым и кальциевым (Са до 86%) составом и высокими концентрациями калия, редких и рассеянных элементов, абсолютные содержания которых дости­гают следующих величин (мг/л): калия — 10000, йода — 20, брома — 2500, стронция — 12000. Рассолы карбонатных и карбонатно-сульфатных отложений нижнего карбона и верхнего девона имеют относительно пониженную минерализацию (198 — 390 г/л) и более низкие концентрации микроэлементов, чем в нижнеперм­ских докунгурских рассолах, кроме йода, концентрации которого достигают местами 90 — 95 мг/л.

Замкнутый характер Прикаспийской впадины, длительные про­цессы прогибания и мощное осадконакопление, слабое дренирова­ние подземных вод и подпор их со стороны Каспийского моря определяют в целом застойный характер режима глубоких подзем­ных вод и их высокую минерализацию.

Провинция Сибирской платформы охватывает пло­щадь Восточно-Сибирской платформенной области, преобладающая часть которой покрыта мощным чехлом осадочных отложений, выполняющих крупные платформенные впадины (Тунгусскую, Ви-люйскую, Хатангскую, Иркутский амфитеатр и др.) и примыкающие к ним предгорные прогибы (Приверхоянский, Оленекский).

Характерная особенность геологического развития платфор­мы — наличие траппового магматизма, получившего широкое раз­витие в триасовое время и охватившего почти всю западную и центральную часть провинции. Другим специфическим фактором является повсеместное развитие многолетней мерзлоты, мощность зоны распространения которой достигает местами 1 км (Вилюй-ская синеклиза). На глубинах 2 — 3 км температура подземных вод обычно не превышает 25 — 30° С. Важное значение имеет и достаточно интенсивная неотектоническая активность региона, выразившаяся в формировании глыбовых линейно вытянутых и сво­довых поднятий и опусканий, в активизации крупных разломов. Однако наибольшее влияние на формирование состава глубоких подземных вод Сибирской платформы оказало широкое развитие в нижнекембрийское время процессов галогенеза, сопровождав­шееся накоплением мощной толщи соленосных отложений. Зона распространения нижнекембрийской соленосной толщи охватывает огромную площадь Ангаро-Ленского, Тунгусского и юго-западной части Якутского артезианских бассейнов.