2.3 Геологічна будова та стратиграфія м. Дніпропетровська

У геологічній будові території м. Дніпропетровська беруть участь магматичні, метаморфічні і осадові гірські породи. Осадові породи залягають горизонтально на докембрійському кристалічно- му масиві.

За своїм складом кристалічні породи різноманітні. Це серед-

ньозернисті сірі і рожеві граніти, пегматити, смугасті гнейси, база-

льти, амфіболіти, діабази та ін. Ці породи можна побачити у відсло-

неннях у районі парку Шевченка, Комсомольському острова, насе-

лених пунктів, Старих Кайдак, Таромського.

Осадові породи за літологічним складом представлені піска-

ми, супісками, глинами і лесом. Іноді у вигляді прошарків спосте-

рігаються вапняки і мергелі. Найбільш древніми осадовими поро-

дами э вторинні каоліни бучакського ярусу, сірувато-білого, іноді бузкового кольору. Вони зустрічаються тільки в межах першої тераси, потужність близько 12 м.

Відкладення київського ярусу виповнені глауконітовими глинами і дрібнозернистими пісками, що залягають у поглибленнях кристаліч­ного фундаменту. Неогенові відкладення представлені полтавським і сарматським ярусами і залягають на корінних породах. Відкладення полтавського ярусу характеризуються білими і жовтими дрібнозерни­стими кварцовими пісками. Вони зустрічаються в балках Тунельній, Таромській. Потужність пісків ~ 16 м.

Сарматський ярус складений у нижній частині - темними, попеляс­то-сірими, шаруватими піщаними глинами з тонкими прошарками .дрібнозернистого піску; у середній частині - світлими, жовтувато- сірими глинистими пісками, що перемежовуються з тонкими прошар­ками уламкових вапняків і мергелів. У верхній частині знаходяться зеленуваті гончарні глини, в яких зустрічаються кристали гіпсу. По­тужність цих відкладень до 10 м, у південній і західній частині водо­дільного плато залягають строкаті та червоно-бурі глини потужністю під 2.,.5 до 15 м. Вони визначають межу між неогеновими і четвер- гинними відкладеннями.

Четвертинні відкладення - це флювіогляціальні, алювіально- делювіальні породи: піски, супіски і потужний лесовий покрив. Флю- ніогляціальні відкладення є тільки на двох нижніх терасах, де вони складені різнозернистими кварцовими пісками з уламками різних по­рід потужністю до 0,2...З м. Алювіально-делювіальні відкладення ма­ють різноманітний літологічний склад як у вертикальному, так і гори­зонтальному напрямку. У їх складі переважають супіски і дрібнозер­нисті піски, рідше середньозернисті піски різного мінерального скла­ду. Вони зустрічаються на всіх терасах.

З усіх четвертинних відкладень найбільш розповсюдженою поро­дою є лес. Ним покриті усі форми рельєфу, за винятком двох перших гсрас. Нижче позначки 15 м над рівнем р. Дніпра лес відсутній. Поту­жність лесу на вододілі рік Дніпра і Мокрої Сури дорівнює 60 м. По­ховані фунти лесову товщу поділяють на яруси. Для типового лесу характерні: світло-палевий чи ясно-сірий колір, велика пористість, відсутність шаруватості, здатність просідати при замочуванні водою.

Район м. Дніпропетровська розташований на зчленуванні двох ве­ликих структур: Українського кристалічного щита - правобережжя і Дніпровсько-Донецької западини - лівобережжя. Формування цих структур і визначає історію району, що починається з архейської ери.

ІДя ера знаменується активною вулканічною діяльністю і створенням магматичних порід: граніту, діориту та ін.

Породи архейпротерозойского віку відрізняються великою склад­ністю. Інтенсивний метаморфізм змінив первісні породи, перетворив їх у гнейси, магматити та інші породи. Давні породи зазнавали текто­нічних розламів, які заповнювалися більш молодими інтрузіями, ство­рюючи жили пегматиту, діабазу, базальту.

У палеозої і мезозої територія району м. Дніпропетровська зазнава­ла постійних коливальних рухів. У цей час відбуваються активні про­цеси вивітрювання порід, формується могутня кора вивітрювання. Згодом кора вивітрювання на значній території була знищена проце­сами денудації. Вона збереглася лише в давніх зниженнях рельєфу.

Починаючи з палеогену (еоцен), територія зазнавала занурення, відбувався наступ моря на сушу. В олігоценову епоху (київський ярус) відбувається трансгресія — море покриває всю територію середнього Дніпра, у тому числі територію м. Дніпропетровська. У цей час інтен­сивно накопичувалися морські, лагунові, лагуново-континентальні відкладення.

У неогені (пліоцені) територія середнього Дніпра знову піднялася над рівнем моря. На ній установився континентальний режим. Підні­мання місцевості продовжується і в наш час.

Під час еоцен-міоценової трансгресії і континентального режиму, що настав потім, відбувалося нагромадження піщано-глинистих товщ, які заповнили депресії і нерівності кристалічного ложа. Найбільш да­вніми осадовими утвореннями у вигляді обмежених плям є піщано- глинисті відкладення бучакського ярусу (палеогеновий період). Вони покриті відкладеннями київського ярусу і виходять на лівобережжя і правобережжя р. Дніпра.

Полтавські і сарматські відкладення неогену залягають на криста­лічних породах архейпротерозоя і корі їхнього вивітрювання у вигляді невеликих площ білих кварцових пісків і глин. Червоноколірні і піст­ряві глинисті товщі неогену (верхній пліоцен) і лесові утворення чет­вертинного відділу залягають плащеподібно на всіх давніх відкладен­нях правобережжя. Наймолодші голоценові відкладення, еолово- елювіальні й алювіально-делювіальні складені пісками, суглинками, супісками, мулами і т. ін. Стратиграфія м. Дніпропетровська наведена в табл. 1 і 2.

Погана забезпеченість відслоненнями давніх кристалічних порід на території м. Дніпропетровська вносить труднощі у розшифровку тектонічної будови нижнього структурного поверху, тому опис розрив ної тектоніки в основному базується на порушеннях, що виділені за результатами інтерпретації геофізичних матеріалів і дешифрування аерофотознімків.

Територія м. Дніпропетровська у геоструктурному відношенні роз­ташована в межах Сурського синклінорію і Дніпровського антикліно- рію. Сурський синклінорій проходить у південно-західній частини мі­ста. Простягання його субмередіональне, породи зім’яті в ізоклінальні згортки і перекинуті на південний захід.

Структурний план нижнього поверху дуже складний і має скла­дчасто-блокову будову, що зв’язаний з великими тектонічними пору­шеннями.

Однією з найбільших тектонічних зон є Дніпродзержинський глибинний розлам. Він прослідковується з північного заходу на пів­денний схід при ширині близько 10 км і йде далеко за межі району.

Інші крупні розлами - Кіровський, Фрунзенський, Кулебівський та Підгороднянський - віднесені до групи регіональних по лінійно витя­гнутим магнітним аномаліям. На лівобережжі р. Дніпро вони встанов­люються за роздрібненням, брекчіюванням вміщуючих порід, а на правобережжі їх наявність фіксується в окремих свердловинах, що пе­ретинають інтенсивно мілонитизовані, подрібнені, а іноді брекчійова- ні породи.

Дрібні диз’юнктивні (тобто роздільні) порушення приурочені, головним чином, до контактів порід з різними фізико-механічними властивостями, мають, переважно, північно-східне простягання і кру­те падіння на південний схід. Такі порушення характеризуються інтенсивною тріщинуватістю порід, по якій розвивається сильна као­лінізація, утворюючи як би пошарову кору звітрювання. Потужність окремих зон досягає 40 м (скидний колектор річок Дніпро-Сура). Нео-тектонічні переміщення по зонах порушень відбувалися і в кайнозой­ський час, після накопичення осадових гонт, про що свідчить наяв­ність дзеркал ковзання і пошарових зривів у глинястих відкладах па­леогену, неогену та антропогену, а також утворення балок за напрям­ками, що збігаються з розривними структурами.

2.5. Гідрогеологічні умови міста

За останні роки спостерігається постійне піднятгя рівня ґрунтових вод. В межах міської території в підтопленому стані знаходяться біля 8 тис. га (тобто близько 20 % території). Обводнення лесових ґрунтів різко знижує їх деформативні та міцностні характеристики й призво­дить до появи явищ просідання та розвитку додаткових деформацій в основах існуючих споруд. Тому важливо детально розглянути усі во­доносні горизонти та комплекси, їх режим у природних і техногенних умовах, а також виявити наявність чи відсутність гідравлічного зв’язку між ними.

Район досліджень належить до правобережної частини м. Дніпро­петровська, який згідно з загальнодержавним районуванням, відно­ситься до області розвитку тріщинних вод Українського кристалічно­го масиву. Ця область характеризується розвитком підземних вод у кристалічних породах архей-протерозойського віку і їхній корі вивіт­рювання і, меншою мірою, в осадових відкладах палеогену, неогену й антропогену.

Підземні води тріщинуватої зони кристалічних порід і їхньої ко­ри вивітрювання мають повсюдне поширення. Глибина залягання во­доносного горизонту обумовлюється рельєфом місцевості та гіпсоме­трією покрівлі кристалічних порід і змінюється від декількох метрів у долині р. Дніпро, до 50...80 м на вододілах.

Води тріщинуватої зони слабконапірні в районі вододілів і в до­лині р. Дніпро. Від вододілів до долини р. Дніпро прослідковується падіння напору.

Водоносність кристалічних порід характеризується нерівномір­ністю і обумовлюється інтенсивністю тріщинуватості та станом трі­щин. Дебіт змінюється від 0,1..З дм³/с, досягаючи іноді 10 дм³/с.

Тріщинні води за хімічним складом, за мінералізацією і сольо­вим складом відрізняються строкатістю і мінливістю, але, перважно, це води з мінералізацією до 3 г/дм³.

Водоносність кори звітрювання невисока. У залежності від літо­логічного складу змінюється, в основному, від десятих до сотих час­ток дм³/с.

Водоносний комплекс палеогену приурочений до піщаних від­кладів київської і межигірської свит. Він характеризується локальним поширенням і невеликою потужністю, зустрічається, в основному, У депресіях кристалічного фундаменту. У залежності від умов залягай-тектонічні переміщення по зонах порушень відбувалися і в кайнозой­ський час, після накопичення осадових гонт, про що свідчить наяв­ність дзеркал ковзання і пошарових зривів у глинястих відкладах па­леогену, неогену та антропогену, а також утворення балок за напрям­ками, що збігаються з розривними структурами.

2.5. Гідрогеологічні умови міста

За останні роки спостерігається постійне иіднятгя рівня ґрунтових вод. В межах міської території в підтопленому стані знаходяться біля 8 тис. га (тобто близько 20 % території). Обводнення лесових ґрунтів різко знижує їх деформативні та міцностні характеристики й призво­дить до появи явищ просідання та розвитку додаткових деформацій в основах існуючих споруд. Тому важливо детально розглянути усі во­доносні горизонти та комплекси, їх режим у природних і техногенних умовах, а також виявити наявність чи відсутність гідравлічного зв’язку між ними.

Район досліджень належить до правобережної частини м. Дніпро­петровська, який згідно з загальнодержавним районуванням, відно­ситься до області розвитку тріщинних вод Українського кристалічно­го масиву. Ця область характеризується розвитком підземних вод у кристалічних породах архей-протерозойського віку і їхній корі вивіт­рювання і, меншою мірою, в осадових відкладах палеогену, неогену й антропогену.

Підземні води тріщинуватої зони кристалічних порід і їхньої ко­ри вивітрювання мають повсюдне поширення. Глибина залягання во­доносного горизонту обумовлюється рельєфом місцевості та гіпсоме­трією покрівлі кристалічних порід і змінюється від декількох метрів у долині р. Дніпро, до 50...80 м на вододілах.

Води тріщинуватої зони слабконапірні в районі вододілів і в до­лині р. Дніпро. Від вододілів до долини р. Дніпро прослідковується падіння напору.

Водоносність кристалічних порід характеризується нерівномір­ністю і обумовлюється інтенсивністю тріщинуватості та станом трі­щин. Дебіт змінюється від 0,1..З дм³/с, досягаючи іноді 10 дм³/с.

Тріщинні води за хімічним складом, за мінералізацією і сольо­вим складом відрізняються строкатістю і мінливістю, але, перважно, це води з мінералізацією до 3 г/дм³.

Водоносність кори звітрювання невисока. У залежності від літо­логічного складу змінюється, в основному, від десятих до сотих час­ток дм³/с.

Водоносний комплекс палеогену приурочений до піщаних від­кладів київської і межигірської свит. Він характеризується локальним поширенням і невеликою потужністю, зустрічається, в основному, У депресіях кристалічного фундаменту. У залежності від умов залягай-ия, води можуть бути слабконапірними і безнапірними, глибина їх за­лягання, у залежності від геоморфологічних умов, змінюється від f 8...10 м до 30..40 м.

Віддача - обводненість нерівномірна, умовлена літологічним складом водовміщюючих ґрунтів і змінюється від сотих часток до 1...2л/с. Води відрізняються мінливістю складу, мінералізація зміню- сться від 0,2 до 21,0 г/дм³.

Водоносний комплекс відкладів неогенового віку, що віднесенні до відкладів новопетрівського і сарматського ярусів, має спорадичне поширення, обумовлене локальними фаціальними заміщенням водо­містких ґрунтів. Водовміщуючими ґрунтами, переважно, є піски дріб­ні і пилуваті. Водоносний комплекс безнапірний, з вільною поверх­нею ґрунтових вод. Основне поширення комплексу приурочене до во­доділів, де глибини його досягають 40...50 м. Потужність водовмі- шюючих ґрунтів змінюється від декількох метрів ДОІ5...20 м, але час­тіше не перевищує 4...5 м. Водомісткі фунти характеризуються слаб­кою водовіддачею, витрати не перевищують 1 дм/с. Хімічний склад вод різноманітний, мінералізація змінюється від 0,3 до5...6 г/дм .

В четвертинних відкладах виділяються два водоносних комп­лекси: алювіальний та еолово-делювіальний.

Водоносний комплекс алювіальних відкладів приурочений до низьких терас. Водомісткі ґрунти вкрай неоднорідні за літологічним складом. В межах поширення водоносний комплекс безнапірний з ві­льною поверхнею ґрунтових вод. Глибина залягання рівня від 1,0~,2,О м до 10...20 м, але, в основному, не виходить за межі 3 м. Потужність водовміщюючих ґрунтів незначна, від 3,0 до 10,0 м. Водопроникність характеризується нерівномірністю і в залежності від водовміщуючих ґрунтів, змінюється від сотих часток до 4 дм³/с. За хімічним складом води алювіальних відкладів, в основному, прісні з мінералізацією до 1 г/дм³.

Водоносний комплекс еолово-делювіальних відкладів має май­же повсюдне поширення, за винятком річкових долин та балок. Гли­бина залягання ґрунтових вод непостійна і залежить, головним чином, від рельєфу місцевості, змінюючись від кількох метрів на схилах ба­лок до кількох десятків метрів на вододілах. Обводненість горизонту слабка і не перевищує 1 дм /с. Максимальний водовідбір з криниць досягає 4000 дм³/добу. За хімічним складом води дуже строкаті, з мі­нералізацією від 1,0 до 10,0 г/дм³.

Слід відзначити, що низька горизонтальна водопроникність, ха­рактерна для еолово-делювіальних відкладів, сприяє утворенню купо­лів навколо джерел заводнення та, відповідно, регіональному піднят­тю рівня ґрунтових вод.

Усі водоносні комплекси і горизонти гідравлічно пов’язані між собою, мають майже загальну область живлення, яке зумовлено про­цесами інфільтрації атмосферних опадів.