В неотектонической структуре территория является районом мощной неогеновой и четвертичной аккумуляции и находится в пределах Окско-Донской впадины. Границы этой впадины совпадают с разломами в кристаллическом основании и флексурными перегибами в осадочном чехле.
2.3 История геологического развития
Окончательное формирование Воронежского кристаллического массива произошло в среднем протерозое. В рифейское время на описываемой территории обозначалась зона устойчивого погружения, осложненная крупными разломами. Сюда сносились водными потоками продукты разрушения и выветривания выведенных на дневную поверхность пород. В ряжское время и первую половину морсовского времени территория претерпела медленное погружение и покрылась водами мелкого внутриконтинентального бассейна, сильно засоленного.
В середине морсовского времени начался энергичный принос разнозернистого песчаного материала, осаждавшегося в среде, обогащенной карбонатами Ca и Mg.
В мосоловское время уровень суши резко понизился и рассматриваемую территорию покрыло неглубокое море нормальной солености с переменным гидродинамическим режимом. В черноярское время вновь наблюдаются признаки обмеления моря и частичного его исчезновения.
В старооскольское время море было очень неглубоким, с меняющимся гидродинамическим режимом. В конце старооскольского времени повсеместно усилился принос преимущественно алевритистого материала.
Верхнедевонская эпоха ознаменовалась тремя крупными циклами седиментации – нижнефранским, верхнефранским, фаменским. Каждый цикл начинается отложениями мелководных, песчано-глинистых осадков лагунного и прибрежно-морского типа. Они сменяются карбонатными илами неглубокого моря.
В среднекаменноугольный период область испытала поднятия, повлекшие размыв значительной части каменноугольных отложений.
В неокоме произошло опускание территории с отложениями мелководных морских осадков. В середине альба на описываемой территории распространилось море.
Отсутствие верхнемеловых отложений свидетельствует о значительных поднятиях в это время. Начиная с миоцена, здесь происходит постепенное оформление депрессии с усилением поднятия в предкривоборское время.
Среднечетвертичный период характеризуется относительной стабильностью тектонического режима и преобладанием процессов аккумуляции. В верхнечетвертичную эпоху происходит переоформление современных контуров гидросети и углубление речной долины (образование третьей, второй и первой надпойменной террас).
В современную эпоху наблюдается дальнейшее развитие рельефа и гидрографической сети. Широко развито образование оврагов и оползней.
III. ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ РАЙОНА РАБОТ
На участке работ развиты водоносные горизонты и комплексы четвертичного, неогенового, мелового и девонского возрастов. Ниже приводится их краткая характеристика.
Водоносный современный аллювиальный горизонт (aIV)
Развит в пределах всех рек, ручьев и крупных балок. Водовмещающими породами служат пески разнозернистые с гравием и галькой в основании. Мощность обводненного аллювия в долинах р. Хопер и Ворона достигает 10-12 м, на малых реках и ручьях уменьшается до 1 м. Горизонт безнапорный, абс. Отметки уровня (+85)-(+97) м. Верхний водоупор отсутствует, вследствие чего горизонт подвержен поверхностному загрязнению. Нижний водоупор также отсутствует и горизонт гидравлически взаимосвязан с нижележащими водоносными горизонтами. Коэффициенты фильтрации пород составляют 0,1-5 м/сут, возрастая в долинах рек Ворона и Хопер до 16-20 м/сут.
По химическому составу воды преимущественно гидрокарбонатные натриево-кальциевые с минерализацией 0,2-0,9 мг/дм3.
Питание горизонта осуществляется за счет инфильтрации атмосферных осадков и речных вод в период паводка, а также за счет подтока из смежных водоносных горизонтов. Дренируется горизонт реками. Воды современного горизонта мало пригодны для централизованного водоснабжения вследствие затопления пойм в паводковый период и повышенной агрессивности подземных вод (пойменный ряд водозабора “Чигорак”). В то же время современный горизонт широко используется местным населением с помощью колодцев.
Водоносные среднечетвертичный аллювиальный (а II) и южноворонежский аллювиально-озерный (аIIj) горизонты.
Эти горизонты представляют здесь единую гидравлическую толщу общей мощностью от 2 до 15 м. Они сложены аллювиальными песками, их обводненная мощность составляет 5-14м. Воды безнапорные. Глубина залегания уровня 11-34 м от поверхности земли, что соответствует отметкам (+96) - (+99)м.
По химическому составу, воды гидрокарбонатные, сульфатно-гидрокарбонатные кальциевые, магниево-кальциевые с минерализацией 0,2-0,9 г/дм3. Дебиты эксплуатационных скважин 2-4 л/с при понижении 10 м. Удельные дебиты скважин изменяются от 0,04 до 4,3 л/с, преимущественно составляя 0,1-1,5 л/сут. Коэффициенты фильтрации среднечетвертичных отложений изменяются в пределах 0,6-10 м/сут достигая в отдельных случаях 30 м/сут; коэффициенты фильтрации южноворонежских отложений ниже и составляют 0,8-1,6м/сут. Горизонты могут представлять практический интерес для организации небольших централизованных водозаборов лишь при совместной эксплуатации с нижележащими неогеновыми горизонтами и комплексами.
Водоносный белогорский терригенный горизонт (N23 bg).
Развит в центральной части рассматриваемого района. Приурочен к озерно-аллювиальным отложениямм плиоцена, выполняющим вместе с подстилающими миоценовыми отложениями глубокую погребенную палеодолину.
Водовмещающими породами служат крупнозернистые пески, в верхней части мелко- и
среднезернистые, общей мощностью 10 - 30 м. В кровле и подошве встречаются прослои глин, служащих водоупором, невыдержанным в плане и в разрезе. На этих участках воды приобретают слабый напор - от 3,3 до 15,7 м. На участках отсутствия верхних водоупоров воды безнапорные имеют прямую гидравлическую связь с южноворонежским и среднечетвертичным водоносными горизонтами. Отсутствие выдержанного нижнего водоупора обуславливает также связь с водоносными уваровско-тамбовским и апт-альбским терригенными горизонтами. В пределах участка разведки уровень воды устанавливается на глубине 23 - 35м от поверхности земли, что соответствует абсолютным отметкам (+97 - (+99) м. Из скважины №4р, пробуренной на участке разведки получен дебит 4,4 л/с при понижении 8,4 м. Коэффициенты фильтрации составляют 1,0-1,1 м/сут.
Питание горизонта осуществляется за счет инфильтрации атмосферных осадков через толщу четвертичных отложений. Разгрузка происходит в реки через смежные четвертичные горизонты. По химическому составу воды гидрокарбонатные кальциево-магниевые, магниевые и натриево-кальциевые, реже сульфатно-гидрокарбонатные магниевые, с минерализацией до 1г/дм3. Белогорский горизонт в районе работ эксплуатируется одиночными скважинами в с. с. Танцырей, Миролюбие.
Водоносный уваровско-тамбовский терригенный
горизонт (N12 uv-tm).
Горизонт приурочен к нижней части неогеновой палеодолины. Водовмещающими являются мелко-среднезернитстые пески, в подошве горизонта - гравелистые. Мощность водовмещающих отложений не выдержана по площади и изменяется от 1-25 м в бортовых частях палеодолины до 45 м в ее переуглубленной части. В верхней части разреза встречаются прослои глин мощностью 2-6 м, а в осевой части палеодолины их мощность увеличивается от 7,3 м на южном фланге проектного водозабора (скв. №57р.э.) и до 13,8 м на северном (скв. №51р.э.). Эти глины создают условный водоупор до 48м. В прибортовых частях палеодолины глины отсутствуют и здесь осуществляется гидравлическая взаимосвязь уваровско-тамбовского терригенного горизонта с вышележащим белогорским. Нижним водоупором служат нижнеаптские глины мощностью 20-25м, отсутствующие в пере углубленной части палеодолины. Здесь уваровско-тамбовский горизонт связан с нижезалегающим берриас-барремским, а в бортовых частях со смежным апт-альбским комплексами. Уваровско-тамбовский горизонт отличается высокой водообильностью и рассматривается как один из возможных источников централизованного водоснабжения г.Борисоглебска.
Дебит опробованных скважин достигает 8-13 л/с при понижении 3-13 м соответственно. Коэффициенты фильтрации изменяются в широких пределах: от 0,9м/сут до 79,бм/сут. Максимальные значения приурочены к переуглубленной части палеодолины, где по данным кустовых откачек Кф составляет 38,4-79,6м/сут. По химическому составу воды сульфатные и гидрокарбонатно-сульфатные с минерализацией 03-0,4 г/дм3 и имеют удовлетворительное качество.
Водоносный апт-альбский терригенный
горизонт ( k1 a-al).
Водоносный апт-альбский терригенный горизонт на участке работ развит практически повсеместно, отсутствует лишь в переуглубленной части палеодолины. Воды приурочены к песчаным отложениям, мощность которых по мере углубления неогенового вреза уменьшается с 30м до 0,1 м. Выдержанный верхний водоупор отсутствует. На отдельных участках он представлен глинистыми разностями четвертичных, неогеновых и самих альбских отложений. Нижним местным водоупором служат глины апта мощностью до 17м. Этим водоупором они изолируются от нижележащего слабоводоносного локально-водоупорного берриасс-барремского терригенного комплекса. Водоупор отсутствует лишь в переуглубленной части палеодолины, где уваровско-тамбовский горизонт залегает непосредственно на берриасс-барремских водовмещающих песчаных отложениях. Абсолютные отметки подошвы водоупора - (+11) - (+25)м, кровли - (+1-35) - (+62)м.