Кирилов А. Н., Москаленко О. Н., Бакарас М. В.

БГУ, геолого-географический факультет, студ. ІІ курса

Научный руководитель: доц. каф. инж.геологии и гидрогеологии, к.г.-м.н. Бурлуцкая И.П.

Гидрогеологические условия Приоскольского

месторождения железных руд

Приоскольскоеместорождение характеризуется развитием мощного комплекса водоносных горизонтови комплексов в осадочном чехле и напорного водоносного комплекса в руднокристаллическоммассиве.

Современный аллювиальный водоносный горизонт (aQ IV)имеет рас­пространение в пределах русловой и пойменной частей долины р. Оскол иее притоков, а также в днищах крупных оврагов и балок. Водовмещающими по­родамиявляются разнозернистые пески и суглинки. Воды горизонта имеют свободнуюповерхность. В единичных случаях водоупорным перекрытием могут служитьглинистые аллювиальные отложения, которые создают местный на­пор. Водоупор внижней части отсутствует. Мощность горизонта изменяется от 2,0 до 12,0 м. Глубина до водыколеблется от 0,1 до 4,0 м.Коэффициенты фильтрации песков зависят от их гранулометрического состава и вдолине р. Оскол составляют 5,6-55,5 м/сут. Водообильность песков невысокая,дебиты скважин изменяются от 0,6 до 4,9 дм³/с. Воды горизонтапресные, преимущественно гидрокарбонатные кальциевые, режесульфатно-гидрокарбонатные кальциевые и натриевые.

Средне-верхнечетвертичныйаллювиальный водоносный горизонт (aQII-III) распространен в долинах р. Оскол и ее притоков, приурочен к отложениямнадпойменных террас. Водовмещающими породами являются разнозернистые (мелко- исреднезернистые преимущественно) пески с редкими прослоями глин. Мощностьводовмещающих пород составляет от 3 до 14 м. Режим вод безнапорный, но при наличии в кровлегоризонта прослоев глин имеет место напор, величина которого достигает 2,5 – 2,8 м.

Коэффициенты фильтрации песков изменяются от 1,27 до 4,3м/сут, удельные дебиты скважин при этом составляют 0,002 – 0,5 л/с.

Питание горизонта осуществляется за счет инфильтрацииатмосферных осадков и перетекания из альб-сеноманского и турон-коньякскоговодоносных горизонтов.

По химическому составу воды пресные, гидрокарбонатныекальциевые с минерализацией 0,17 – 1,3 г/дм³. Относительно высокоесодержание в водах сульфатов свидетельствует о поверхностном загрязнении.

Нижнечетвертичныйдонской флювиогляциальный проницаемый неводоносный горизонт (fIdns) распространен в северо-восточной части района в долинахрек Оскол, Убля, Котел, далеко за пределами Приоскольского месторождения.Сложен он преимущественно разнозернистыми песками с включениямигравийно-галечного материала, линзами глин и суглинков. Общая мощность отложенийдостигает 30 м.

Турон-коньякскийводоносный горизонт (K₂t-k)имеет повсеместное распространение, за исключением отдельных территорий вдолинах рек Оскол и Убля, где меловые отложения полностью размыты.

Водоносный горизонт приурочен к толще трещиноватых изакарстованных мелов турон-коньякского возраста. Мощность водовмещающих породизменяется в широких пределах в зависимости от их гипсометрического положения.В долинах рек она составляет 1-2 м, к водораздельнымпространствам увеличивается до 10-40 м. В долинах рек подземные воды имеют напорный режим, помере удаления от долин к водоразделам они приобретают безнапорный характерфильтрации.

По данным опытных работ коэффициенты фильтрацииизменяются от 4,7 до 44 м/сут, с преобладающими значениями 14 – 16 м/сут. Кводоразделам их значения уменьшаются до 0,4 – 0,5 м/сут. Таким же образомизменяется водопроводимость: до 400 м²/сут.

Воды горизонта пресные с минерализацией 0,2 – 0,7 г/дм³,на месторождении 0,3 – 0,6 г/дм³, по химическому составу преимущественногидрокарбонатные кальциевые и магниевые.

Турон-коньякский водоносный горизонт является одним изосновных источников водоснабжения населенных пунктов района.

Альб-сеноманскийводоносный горизонт (Kal-s) имеетповсеместное распространение на изучаемой территории и приурочен к толще мелко-и среднезернистых песков, мощность которых изменяется от 14 до 40 м и в среднем составляет 23– 26 м.

Подземные воды характеризуются напорным режимом, величинанапора достигает 36 – 37 м,уменьшаясь в сторону долин рек Оскол, Осколец, а также в районе депрессионнойворонки, сформировавшейся в результате работы водопонизительных систем карьерови водозаборов.

По данным разведочных работ коэффициенты фильтрациипесков горизонта изменяются от 0,25 до 71,8 м/сут, а водопроводимостьсоставляет до 500 м²/сут.

Питание горизонта осуществляется за счет атмосферныхосадков, а также за счет перетекания в долинах рек из вышележащих водоносныхгоризонтов. По химическому составу воды пресные гидрокарбонатные кальциевые сминерализацией 0,3 – 0,6 г/дм³.

Неоком-аптскийводоносный горизонт (K₁nc-a) на рассматриваемой территории имеет повсеместное распространение иприурочен к песчаным отложениям аптского яруса, мощность которого изменяется от4 до 11 м.    Воды горизонта напорные, величина напораизменяется от 24 до 55 м.Питание горизонта происходит по долинам рек, где пески выходят на дневную поверхность,а также за счет перетекания из вышележащих водоносных горизонтов.Водообильность горизонта в основном зависит от гранулометрического составапесков, коэффициенты фильтрации составляют 1,4 – 6,9 м/сут.

По химическому составу воды гидрокарбонатные кальциевые сминерализацией до 0,4 – 0,5 г/дм³.

Юрский водоносныйгоризонт (J) имеет повсеместное распространение в районе работ. Водовмещающими породами являютсяпрослои и линзы песков. Пески главным образом тонкозернистые, глинистые.Водосодержащая толща не имеет четких выдержанных границ и нижнего региональноговодоупора. Мощность обводненных зон изменяется от 0 до 30 – 40 м с преобладанием 5 – 15 м. Воды напорные, высотанапора варьирует от 24,5 до 70,0 м. Водообильность песков низкая, коэффициент фильтрацииих изменяется от 0,1 до 2,8 м/сут.

По химическому составу воды гидрокарбонатные кальциевые сминерализацией 0,4-0,7 г/дм³. Используются подземные воды весьмаограниченно.

Средне-верхнедевонскийводоносный комплекс (D_2-3)развит довольно широко в северной части изучаемой площади, отсутствуя лишь навыступах кристаллического фундамента. Водовмещающими породами являются песчаныеотложения франско-фаменского возраста, пески и галечники воробьевской свиты,известняки ардатовской свиты, песчаники муллинской свиты. В пределах месторождениямощности пород водоносного комплекса изменяются от 0 до 11,0 м.

Воды напорные, абсолютные отметки уровней составляют 110-135 м. Водообильностьводоносного комплекса зависит от гранулометрического состава песков, мощности водосодержащихпород. Питание водоносного комплекса происходит за счет инфильтрацииатмосферных осадков, а также перетекания из вышележащих водоносных горизонтов.

Воды по химическому составу воды гидрокарбонатныекальциевые, кальциево-натриевые с минерализацией 0,4-0,5 г/дм³

Архей-протерозойскийводоносный комплекс (Ar-Pr) развит повсеместно и приурочен к коре выветривания пород и рудкристаллического фундамента. Мощность обводненной зоны в зависимости от глубиныразвития трещиноватости изменяется от 10 до 100 м.       

Водоносный комплекс обладает напором, высота которогодостигает 90 – 150 ми более. Водоупорным ложем служат слаботрещиноватые и монолитные докембрийскиепороды. Водообильность водоносного комплекса низкая, несмотря на значительнуюмощность водовмещающих пород; водопроводимость изменяется от 0,1 до 20 м²/сут.

По химическому составуводы гидрокарбонатные, гидрокарбонатно-сульфатные, режехлоридно-гидрокарбонатные, в катионном составе чаще всего преобладает кальций.Минерализация вод изменяется от 0,5 до 0,8 г/дм³, в наиболееглубоких горизонтах она может достигать 1,0 – 1,5 г/дм³.

Таким образом, анализгидрогеологических условий Приоскольского месторождения показал следующее.

Водовмещающими породамиосадочного чехла служат пески, супеси, суглинки, алевриты, мела, известняки, акристаллического фундамента – граниты, гранито-гнейсы, сланцы, кварциты. Поусловиям циркуляции и характеру водовмещающих пород развиты пластово-поровые итрещинные воды. Общая мощность обводненной зоны составляет 150 – 200 м, увеличиваясь в южномнаправлении. Обводненность всей толщи и отдельных горизонтов неравномерная.

Наиболее высоконапорнымии водообильными являются современный четвертичный, турон-коньякский инеоком-аптский водоносный горизонт. Менее водообильными являются юрскийводоносный горизонт и средне-верхнедевонский водоносный комплекс. Вархей-протерозойском фундаменте выделяется зона трещиноватости, содержащаятрещинные воды.

При разработкеместорождения карьерным способом наличие водообильных горизонтов будет сопровождатьсяобильным дренированием водоносных горизонтов в карьер. Поэтому уже на стадиипроектирования необходимо предусмотреть эффективную систему дренированияподземных вод.

Гидрогеологическиеусловия Приоскольского месторождения близки к гидрогеологическим условиямЛебединского и Стойленского карьеров. Применяемая на Лебединском карьересистема горизонтального лучевого дренажа показала свою высокую эффективность иможет быть рекомендована к применению на Приоскольском месторождении вкомплексе с другими методами.