272 Часть III. Основы региональной гидрогеологии

11

+ ++

Рис. 11.3. Схема формирования подземных вод предгорной равнины Заилийского Алатау (Ахмедса- фин. Шлыгина и др.. 1978)'. 1 — крупнообломочные отложения (гравийные, валунно-галечниковые и др.); 2 — песчаные; 3 — песчано-глинистые различного состава; 4 — глины и суглинки; 5 — породы обрамления и фундамента; 6 — напра&пения движения подземных вод; 7 — разгрузка грунтовых вод испарением; 8 — величина напора подземных вод; 9 — источники; 10 — модуль подземного стока, л/с • км²; И — расход потока подземных вод четвертичных отложений, л/с • км; 12 — диаграмма эле­ментов водного баланса грунтового водоносного горизонта; 1 (внутренний круг) — питание, II (внешний круг) — разгрузка: а — атмосферные осадки; б — жидкий сток ледников; в — подземный приток; г —- речной сток; д — суммарное испарение; е — подземный отток

г-н

^а£

^а|И

/ б I

гъ

О

«о

г>

О

О

г->

$

Э

12 я,%---пп

\ \'Ч

\ \г II

' ч ■ \д

межпластовых вод нижней части разреза бассейна, в связи с чем третья зона бассейна может рассматриваться как зона слабого взаимодействия грунтовых и напорных подземных вод, или как зона транзита (“транзитного" стока напорных подземных вод).

Четвертая зона (IV) в гидродинамической структуре бассейна является региональной областью разгрузки подземных вод, фор­мирование которой определяется наличием крупной (наиболее глубоко врезанной) речной долины, озерной котловины, бессточ­ных солончаковых понижений с интенсивным испарением грун­товых вод и др. В некоторых случаях разгрузка подземных вод осуществляется также подземным стоком в соседний (гипсометри­чески нижерасположенный) межгорный бассейн или в смежный структурно-гидрогеологический район другого типа и т.д. Естест­венно, что при сохранении рассмотренной выше общей гидро­динамической структуры межгорного бассейна (см. рис. 11.2) ши­рина гидродинамических зон, конфигурация их границ и другие показатели могут сильно меняться от бассейна к бассейну, а в пределах одного бассейна — от участка к участку, в зависимости от рельефа, климатических условий и гидрографии района, строения гидрогеологического разреза и др. (см. рис. П.З).

Формирование минерализации и химического состава подземных вод межгорных артезианских бассейнов определяется главным об­разом их гидродинамическими особенностями (близкое располо­жение областей питания и разгрузки подземных вод, значительные скорости фильтрации, отсутствие участков с резко затрудненным водообменом и г.д.) и практическим отсутствием в аллювиально- пролювиальных и других континентальных отложениях относи­тельно легкорастворимых соединений. В связи с этим в разрезе бассейна на всю мощность рыхлых отложений распространены обычно маломинерализованные (менее 1,0 г/л, в области питания чаще до 0,2—0,3 г/л) подземные воды гидрокарбонатного кальцие­вого (кальциево-натриевого и др.) состава. Наличие вод с более высокой минерализацией может быть связано только с участками восходящей разгрузки трещинных подземных вод из пород фунда­мента (см. рис. 11.2), с процессами испарения и континентального засоления грунтовых вод или их антропогенным загрязнением.

В аридных условиях в центральной части межгорных бассей­нов (III и IV зоны) на участках с неглубоким залеганием уровня грунтовых вод характерной является их разгрузка путем испаре­ния. Показателем такой разгрузки нередко является наличие со­ляных озер, солончаков, солончаковых понижений и др. В преде­лах таких участков распространены, как правило, солоноватые и соленые (иногда до 30—50 г/л и более) грунтовые воды хлорид-

ного состава. Наличие минерализованных грунтовых вод при их относительно хорошей изоляции от нижележащих горизонтов и преимущественно восходящий характер фильтрации через слабо­проницаемые породы, связанный с увеличением напора при уве­личении глубины залегания, определяют формирование в цент­ральной части бассейна четко выраженной гидрогеохимической ин­версии. При наличии минерализованных хлоридных фунтовых вод нижележащие (напорные) горизонты разреза содержат пресные подземные воды с минерализацией менее 1,0 г/л, в ряде случаев 2,0—3,0 г/л и более на участках взаимодействия с засоленными грунтовыми водами или в зонах разгрузки минерализованных вод из пород фундамента.

Рассмотренные выше условия формирования и типы подзем­ных вод характерны главным образом для относительно некруп­ных впадин с ограниченной мощностью рыхлых осадочных отло­жений.

Межгорные артезианские бассейны, приуроченные к крупным (десятки тысяч квадратных киломефов и более) впадинам со зна­чительной (до 3 км и более) мощностью осадочного чехла (Ку- ра-Араксинский, Рионский, Ферганский, Нижнезейский, см. рис. 10.1), имеют условия формирования подземных вод, резко отличные от рассмотренных выше.

По мнению И.К. Зайцева (1986), они являются “нетипичны­ми” межгорными бассейнами, поскольку по общим гидрогеоло­гическим закономерностям близки к артезианским бассейнам платформ.

В краевых предгорных зонах, преимущественно в верхней час­ти разреза, они нередко характеризуются широким распростране­нием рыхлых аллювиально-пролювиальных отложений или ин­тенсивно закарстованных карбонатных пород. Это определяет высокую проницаемость разреза, благоприятные условия питания подземных вод (приток из складчатых областей, поглощение по­верхностного стока и др.), формирование мощной (1000—1500 м и более) зоны пресных подземных вод и т.д.

Однако для центральных погруженных частей таких бассейнов в связи со значительной мощностью разреза чехла, наличием вы­держанных толщ слабопроницаемых пород, в том числе морских глинистых, гипс-ангидритовых, нередко соленосных формаций и т.д., характерны четкие проявления вертикальной гидродина­мической и гидрогеохимической зональности, соответствующие условиям артезианских бассейнов платформенного типа (см. гл. 10). В то же время в связи со значительными различиями размеров бассейнов, их внутреннего структурного плана, мощности и строе­ния разреза осадочного чехла и другими факторами гидродина­мические, гидрогеохимические и гидрогеотермические условия таких бассейнов могут сильно меняться (от типичного межгорного бассейна до условий типичного бассейна платформенного типа).

Так, мощность зоны пресных гидрокарбонатных вод может из­меняться практически от нуля (участки интенсивного испарения и засоления грунтовых вод или неглубокого залегания соленосных толщ) до 1000—1500 м и более.

Минерализация глубоких подземных вод (2—3 км и более) мо­жет изменяться от 10—20 г/л в разрезах, сложенных континен­тальными или прибрежно-морскими терригенными породами, до 270—300 г/л и более при наличии галогенных толщ. Температура подземных вод (на глубинах 2—3 км) изменяется от 30—50 до 100— 120°С и более. В ряде случаев подземные воды характеризу­ются относительно повышенными содержаниями 1, В, Sr и газов H,S, NH₄, СО, и др. (Зайцев, 1986). При этом в зависимости от внутреннего структурного плана бассейна, мощности и строения разреза, гидродинамических условий типы гидрогеохимической зональности (прямая, инверсионная), характер изменения мине­рализации и состава подземных вод с глубиной, геотермические градиенты и другие характеристики могут достаточно резко изме­няться даже в пределах различных структурных зон и участков одного бассейна.