Каменноугольный водоносный горизонт. Воды и рассолы в девонских отложениях

Надкаменноугольный водоносный горизонт характерен сложными условиями залегания. Его воды накапливаются во впадинах доюрского рельефа на поверхности каменноугольных известняков. В связи с изменчивостью местных геологических условий этот горизонт отличается невыдержанностью. Воды залегают в темных юрских глинах по трещинам, имеют значительную минерализацию и жесткость за счет насыщения их карбонатами кальция и железом.

Верхнекаменноугольный горизонт распадается на гжельский и дорогомиловский водоносные подгоризонты. Воды в нем имеют повышенную жесткость. Это гидро- карбонатно-кальциевые воды с минерализацией до 0,4 г/л. В основном они являются трещинно-пластовыми водами и интенсивно циркулируют по трещинам в карбонатных породах.

Воды этого горизонта широко используются в Подмосковье.

Среднекаменноугольный водоносный горизонт подразделяется на мячковско-подольский и каширский водоносные подгоризонты, которые разделены красными глинами, лежащими в кровле каширских отложений. Воды гидрокарбонатно-кальциевые и гидрокарбонатно-магниево- кальциевые. Минерализация вод возрастает до 0,5 г/л.

Воды этого горизонта имеют большой напор и широко эксплуатируются артезианскими скважинами.

Нижнекаменноугольный водоносный горизонт подразделяется на серпуховский, окский, угленосный, упинский и малевский водоносные подгоризонты. Они то изолируются друг от друга пластами глин, то соединяются по два-три вместе. Воды всех этих водоносных подгоризонтов заключены в трещиноватых известняках и доломитах, имеют сильный напор и самоизливаются из скважин.

Намечается закономерное изменение химического состава вод нижнекаменноугольного водоносного горизонта в направлении сверху вниз и от периферии Московской синеклизы к ее центру.

Отмечается рост минерализации вод по мере увеличения глубины залегания водоносных подгоризонтов с 0,4 до 1—2 г/л, т. е. превращение вод в минеральные, которые характеризуются содержанием солей не менее чем 1 г/л.

Воды в девонских отложениях отличаются еще большей минерализацией и представляют собой рассолы, превышающие по концентрации солей морскую воду. В Боенской скважине в Москве, в данково-лебедянских и елецких слоях, залегающих на глубинах от 333 до 550 м, содержится лечебно- питьевая сульфатная кальциево-магниево-натриевая вода, так называемая «Московская минеральная». Она сходна по составу с водой «Ессентуки 20» и содержит в граммах на литр воды: 1) катионы натрия и калия 0,370; кальция 0,463; магния 0,250; 2) анионы: гидрокарбонат 0,142; сульфат 2,670; хлорид 0,037. Сухой остаток в литре воды равен 3,96 г.

Ниже, на глубинах 550—640 м, в елецком и евлановском горизонтах верхнего девона имеются воды переходного типа от сульфатных к хлоридным.

Еще ниже, на интервале 687—722 м, в воронежских слоях верхнего девона минерализация увеличивается до 20—25 г/л и вода становится в них хлор-натриевой.

В семилукских слоях верхнего девона минерализация хлор-натриевых вод достигает 80,6 г/л, воды представляют собой рассолы.

Рассолами называются растворы, содержащие более 50 г солей в литре воды.

В живетских отложениях среднего девона минерализация вод увеличивается до 189 г/л и воды переходят в хлор-кальциевые и хлор-магниевые рассолы.

Еще более минерализованы воды в нижнекембрийских отложениях. Так, на глубине 1160 м воды, залегающие в нижнекембрийских ангидритах, имеют минерализацию 260 г/л, а на глубине 1340 м даже 274 г/л.

Таким образом, в распределении подземных вод Подмосковья по геологическому разрезу мы видим одну из замечательных закономерностей, присущих большим артезианским бассейнам-котловинам. Чем ниже и глубже залегает тот или иной водоносный горизонт, тем больше минерализация его вод.

Эта смена состава происходит в результате изменения вод при движении сверху вниз и от периферии Московской синеклизы к ее центральной части. В глубокие части синекли- зы непрерывно притекают новые порции воды, хотя этот приток совершается и весьма медленно (метры в столетия). Таким образом, создаются огромные, все время возобновляемые запасы минерализованных вод. Подсчеты показывают, что одна только Боенская скважина в Москве ежегодно может дать при выпаривании ее рассолов 210 000 т поваренной соли, 30 000 г хлористого кальция, 15 000 т хлористого магния и 3000 г хлористого калия. Всего же рассолы Боен- ской скважины могут дать более 260 000 т солей в год.

Москва располагает огромными запасами минеральных вод и солей, которые непрерывно увеличиваются.

К содержанию книги: Учебные геологические экскурсии в окрестностях Москвы