Гидрогеологическое районирование Печорского угольного бассейна

В основу гидрогеологического районирования бассейна положен принцип выделения гидрогеологических районов в зависимости от площадного развития и мощности слоя многолетнемерзлых пород. В настоящее время представляется возможным выделить, правда в несколько условных границах, три района: Северный, Центральный и Южный.

Северный район ограничен с юга примерно широтой Силовского месторождения и характеризуется наличием мощного слоя многолетнемерзлых пород. Таликовые участки, по-видимому, могут быть только под руслами относительно крупных водотоков. Учитывая, что мощность мерзлоты в этой части бассейна превышает 150—200 м, условия формирования и циркуляции подземных вод здесь неблагоприятные, их питание за счет инфильтрации почти исключается. Под нижней границей многолетней мерзлоты могут быть встречены подземные воды, которым свойственны замедленная циркуляция и повышенная минерализация.

Центральный район ограничен с юга примерно широтой Полярного круга. В отличие от северной части бассейна для этой площади характерна меньшая мощность многолетней мерзлоты, а также таликовые участки, развитые не только под руслами водотоков, но и на водораздельных пространствах. Условия для циркуляции и питания подземных вод на севере Центрального района следует признать довольно ограниченными, однако уже с широты Воркутского месторождения подземные воды могут относительно свободно пополнять запасы за счет инфильтрации на таликовых площадях. В Центральном районе получают развитие подземные воды, приуроченные к четвертичным и пермским породам. По отношению к слою многолетней мерзлоты они делятся на надмерзлотные, межмерзлотные и подмерзлотные.

Надмерзлотные воды встречаются чаще всего в верхней части разреза четвертичных отложений. К этой группе вод с некоторой условностью можно отнести и воды аллювиальных отложений. Водоносные горизонты надмерзлотных вод по площади не выдержаны и отличаются малой или ничтожной водоотдачей.

Межмерзлотные воды изредка встречаются в таликовых прослоях внутри мерзлого массива. Выдержанность водоносных прослоев зависит целиком от характера трещиноватости скальных или гранулометрического состава рыхлых пород. Водоносность этих прослоев обычно ничтожная.

Подмерзлотные воды циркулируют под нижней границей многолетней мерзлоты,. главным образом в коренных породах. Реже эти воды приурочены к валунно-галечным отложениям, которые отмечаются в нижней части разреза рыхлых образований или выполняют депрессии в рельефе коренных пород.

Условия циркуляции подмерзлотных вод в массиве сложные и зависят от характера и степени трещиноватости вмещающих пород. При прочих равных условиях наиболее водоотдающими являются песчаники, умеренная водоотдача свойственна алевролитам, а аргиллиты можно рассматривать как относительные водоупоры.

По условиям циркуляции подмерзлотные воды следует классифицировать как трещинные. На участках с более простым геологическим строением выделяется пластово-трещинный тип подмерзлотных вод. Последние приурочены главным образом к сравнительно выдержанным по простиранию и падению слоям песчаников, имеющих в кровле и почве относительно водоупорные породы. В сложнодислоцированных районах выделение пластово-трещинных вод исключается. Исключается также выделение этого типа вод в толщах с частым переслаиванием пород различного литологического состава.

В зависимости от ряда факторов, главными из которых являются положение в разрезе нижней границы мерзлоты, мощность и состав перекрывающих коренные породы рыхлых отложений, а также степень трещиноватости горных пород, подмерзлотные воды могут быть встречены на различной глубине. Так, например, в районе Воркутского месторождения эти воды обычно встречаются с глубины от 20—30 до 100—150 м.

Подмерзлотные воды напорные, причем скважины, пробуренные на пониженных участках рельефа, в ряде случаев фонтанируют.

Степень водоотдачи горных пород, зависящая от количества и размеров трещин, а также характера выполнения трещин вторичными образованиями, с глубиной заметно уменьшается. Так, в районе Воркутского месторождения наибольшая водоотдача свойственна коренным породам примерно до глубины 80—120 м. Умеренная или малая водоотдача свойственна горным породам, залегающим в интервале глубин 100—200 ж; на глубине свыше 200 ж водоносные породы характеризуются обычно ничтожной водоотдачей.

Степень водоотдачи водовмещающих пород возрастает с севера на юг. В районе Хальмеръюского, Верхне-Сыръягинского и Нижне-Сыръягинского месторождений водоотдача горных пород ограниченная. Удельные дебиты пробуренных в данном районе скважин для первых 5—10 м понижений редко превышают 0,1—0,2 л/сек, а максимальные расходы при фонтанировании колеблются в пределах 1—3 л/сек. Относительно большая водоотдача свойственна горным породам в районах Воркутского, Воргашорского, Юньягинского и Усинского месторождений, где удельные расходы скважин при S = 5—10 м в среднем составляют 0,3—0,6 л/сек, причем некоторые скважины фонтанируют с дебитом до 10—15 л/сек.

Значительная водоотдача горных пород характерна для района Сейдинского месторождения, где удельные расходы скважин при тех же понижениях определяются в 3—4 л/сек, реже в 10—15 л/сек, а дебиты фонтанирования достигают 25—30 л/сек. Повышенная водоносность горных пород Сейдинского месторождения объясняется тем, что продуктивные пермские осадки здесь перекрыты относительно мощным покровом меловых отложений, которые аккумулируют большие запасы подземных вод, причем последние могут относительно свободно пополняться за счет местной области питания. Нет сомнения и в том, что пермским породам, которые получают здесь питание за счет подземных вод меловых отложений, также свойственна повышенная водоотдача.

На таликовых площадях воды четвертичных отложений, как и надмерзлотные, обычно приурочены к верхней части разреза рыхлых отложений. Водоносные горизонты не выдержаны по площади, водоотдача малая или ничтожная. Воды коренных пород являются аналогами под-мерзлотных вод, но условия их циркуляции и питания не ограничены слоем многолетней мерзлоты. В отличие от подмерзлотных они иногда не имеют напоров и встречаются на глубине 5—10 м от отметок современной поверхности.

Южный район бассейна, в границах которого находятся Интинское и Кожимское месторождения, характеризуется развитием в северной его части островной мерзлоты, почти не влияющей на условия циркуляции и питания подземных вод, вследствие чего эту часть бассейна следует рассматривать как площадь, где многолетняя мерзлота практически отсутствует. В Южном районе выделяются также два типа вод: воды четвертичных отложений и воды коренных пород.

Воды четвертичных отложений приурочены к супесям, пескам и валунно-галечным образованиям. Водоносные горизонты этих вод по площади обычно не выдержаны. Наиболее развиты воды аллювиальных образований. Зачастую водоносны четвертичные отложения, выполняющие депрессии в древнем рельефе коренных пород. Водоотдача рыхлых пород обычно малая. Относительно большие статические запасы подземных вод аккумулируются в древних депрессиях. Так, в Интинском районе дебиты водопритоков из иногда подрабатываемых горными выработками шахт депрессий в начальный период достигали 40 м3/час.

Воды коренных пород по условиям залегания и циркуляции следует классифицировать как трещинные, чаще всего напорные воды. В районе Интинского месторождения относительно обводнена только верхняя часть разреза пермских пород, обычно на глубину, не превышающую 150 м. Наиболее водоносные породы, как правило, встречаются на глубине от 30 до 80 м.

Степень водоотдачи горных пород умеренная. Удельные дебиты скважин на первых 5—10 м понижений редко превышают 0,1—0,2 л/сек. Скважины в отдельных случаях фонтанируют, но с ограниченными расходами.