Tuesday, March 13, 2012

Отзыв на статью «Оценка запасов подземных вод в Москве и Московской области»

Уважаемый коллега поделился мыслями насчет сложностей оценки запасов подземных вод в Москве и Московской области. В статье кроме всего прочего озвучена следующая идея, с которой я хотел бы подискутировать:
Опыт гидрогеологических работ в трещиноватых породах Урала и Забайкалья показывает, что фильтрационные свойства в пределах локальных линейных зон тектонических нарушений может на порядок превосходить проницаемость вмещающего скального массива. Это означает, что, например, при откачке из скважины, пробуренной в слаботрещиноватом массиве понижение уровня в стволе скважины составит 50 м, в то время как в скважине, заложенной в пределах проницаемой зоны тектонического разлома понижение при том же дебите откачки составит только 5 м.

Таким образом, одним из возможных путей решения проблемы при заложении отдельной водозаборной скважины в районе интенсивной эксплуатации подземных горизонтов может стать целенаправленный поиск тектонических нарушений и заложение скважины в пределах тектонического разлома. С одной стороны, выполнение таких поисковых работ, безусловно, может сказаться на увеличении стоимости водозаборной скважины. С другой стороны при удачном размещении скважины в пределах проницаемой зоны тектонического разлома будут существенно увеличить объемы допустимой добычи подземных вод.

Идея в целом здравая, но есть одна проблема: толща карбоновых отложений на территории Москвы и области практически монолитна. Есть только одно более или менее крупное разрывное нарушение (идет оно от Зеленограда до Красногорска, потом огибает Москву по МКАДу с юга и уходит в Люберцы) и несколько второстепенных: в Одинцово, Подольске и Щелково.
Я не большой специалист в поиске и разведке месторождений подземных вод, и тем не менее, я уверен, что тектонический фактор не является определяющим на рассматриваемой территории. Хорошо, если повезет и ваше месторождение окажется вблизи одного из этих разломов, но рассчитывать на это — слишком смело, как мне кажется. Куда полезнее искать зоны повышенного карстообразования. Хотя и тут есть свои нюансы — эти зоны как правило приурочены к областям активного водообмена между карбоновыми водоносными горизонтами и грунтовыми водами, а следовательно возникает проблема качества воды.

5 comments:

  1. Хотел бы поблагодарить за внимание к моему небольшому посту. Также с удовольствием готов подискутировать на данную тему.
    Дело в том, что тема проницаемости скальных пород наиболее мне близка, т.к. изначально моя трудовая деятельность проходила на Урале.
    Должен отметить, что указанный Вами взгляд на проблему значимости тектонических нарушений и вообще их наличия является типичным для многих специалистов и, увы, ошибочным.
    При работе с трещинными коллекторами мы не должны оперировать региональной тектоникой. По сути, нам глубоко плевать на эти крупные тектонические нарушения. Поскольку проницаемость скальных пород определяется локальными тектоническими разломами мощностью 1-10 м и протяженностью в десятки и сотни метров. Ни на каких картах эти линейные тектонические зоны никогда не показываются. Их можно найти только опытным путем на конкретном участке.
    По поводу фразы: "...что тектонический фактор не является определяющим на рассматриваемой территории". Могу сказать, что тектонический фактор является определяющим для любой территории, где имеют место скальные горные породы. Т.к. проницаемость скальных пород определяется трещиноватостью, а трещины - это структуры деформации, т.е. результат силового воздействия на массив.
    Далее "толща карбоновых отложений на территории Москвы и области практически монолитна". Если бы толща была монолитна - увы, проницаемость известняковых горизонтов была бы равна нулю. Ну а если, как мы видим, они проницаемы - то стало быть в них есть современные открытые трещины.

    Ну и наконец, самое слабое место - "Куда полезнее искать зоны повышенного карстообразования".
    Вообще, такой подход к проблеме простителен, скажем, для инженера-геолога, но не для гидрогеолога. Что значит, проницаемых тектонических зон нет, а зоны карстообразования есть??
    Карст развивается по трещинам! Т.е. по определению сначала должна быть трещиноватая проницаемая зона, а уже затем по ней начинают развиваться карстовые процессы.
    В целом, карстовые проявления всегда очень четко картируют линейные зоны тектонических нарушений. И на территории Москвы, в том числе, карстовые формы нередко аккуратно складываются в линейные цепочки.
    Более подробный материал по образованию трещин и формированию проницаемости скальных массивов можно найти здесь:
    http://geomaster.ucoz.ru/index/0-5
    http://geomaster.ucoz.ru/index/0-7

    ReplyDelete
    Replies
    1. Хм, ну в целом да, пожалуй я был неправ, забыв, что помимо региональной тектоники есть и мелкие формы.
      Хотя списывать всю трещиноватость на тектонику - немного странно. Тем более в известняках - в них и без тектоники полно неоднородностей, к тому-же они растворимы.
      Исследовали отмечают, что карст у нас большей частью - погребенный. И образовался он во время континентальных периодов, когда известняки вышли на поверхность и были изрядно обработаны атмосферными осадками и поверхностными водами. Ну, это если верить книге «Москва - Геология и город».

      Delete
    2. Всё так, карст может быть и погребенным.
      Однако, даже в этом случае не стоит рассматривать саму природу карстовых процессов и явлений как экзогенную.
      Лично я двумя ногами стою на позициях "гидрогеомеханики скальных массивов" - вся земная кора находится в напряженно-деформированном состоянии, а все трещины и разломы - результат деформации скального массива под воздействием тектонических напряжений.
      Если посмотреть на погребенный карст с этой стороны то, во-первых, когда-то давно он совершенно точно развился по некой трещиноватой ослабленной зоне. Во-вторых, для того, чтобы сегодня начались процессы активизации карста, размыва глинистого заполнителя, должен сначала начаться процесс активизации тектонического разлома, по которому этот карст заложен.
      В этой плотной глинистой пробке, либо в окружающем массиве поблизости от нее, должны возникнуть новые открытые проницаемые трещины. Только тогда по ним начнется циркуляция подземных вод и погребенный карст вновь активизируется.
      В целом, я могу предположить что где-то в отдельном частном случае погребенный карст, оказавшийся вблизи водораздела, может начать жить исключительно благодаря экзогенным процессом - ну начали его, положим, грунтовые воды размывать, если он оказался уж очень близко к поверхности.
      Однако, в общем случае для карста - любого - нового или погребенного, для начала должны появится проницаемые трещины, по которым пойдет вода, которая и инициирует растворение пород. А трещина - это всегда результат деформации. Т.е. должна быть сила, которая воздействует на массив и заставляет его трескаться.
      Поэтому с карстом все очень просто: сначала напряжения, достаточные для формирования трещин, потом формирование этих трещин и, следовательно, фильтрационных свойств и только затем уже образование карста.

      Delete
    3. Вы, по всей видимости, не имеете никакого представления о процессах формирования фильтрационных свойств известняков. В т.ч. в Московском а.б. Первичная трещиноватость, по которой потом происходит карстообразование никак с разрывной тектоникой не связана.

      Delete
  2. *Первичная трещиноватость, по которой потом происходит карстообразование никак с разрывной тектоникой не связана.

    Если бы люди, занимающиеся карстовыми процессами, удосужились нанести карстопроявления на карту и провести линиаментный анализ, то они с удивлением обнаружили бы, что азимуты простирания линейных элементов расположения карстопроявлений полностью совпадают с азимутами простирания тектонических нарушений.

    Сначала возникают трещины, а потом уже - карст. Соответственно, активизация карстовых процессов происходит прежде всего вдоль линейных проницаемых зон тектонических нарушений.

    По поводу разрывной тектоники...
    Создается впечатление, что под термином "разрывная тектоника" вы понимаете крупные региональные тектонические разломы.
    Так вот, к гидрогеологической структуре скальных массивов они очень часто не имеют никакого отношения.
    Проницаемые зоны, чаще всего, связаны с локальными тектоническими зонами мощностью около 10 м и протяженностью первые сотни метров, реже - километры.

    ReplyDelete