Отчёт по практике на Камско-Устинском полигоне

Сюкеевская структура

 

Сюкеевская структура в современном  рельефе отделена от Камско-Устьинской узким заливом (Куйбышевский затон), глубоко вдающимся в береговую линию. В обнажениях правого берега Волги наличие брахиантиклинальной структуры подчеркивается характером залегания сероцветных отложений верхнеказанского подъяруса. На разрезах, обнажающихся вдоль берега, можно видеть как отдельные слои пород данного стратона, начиная от Куйбышевского Затона и до Сюкеевского Взвоза, постепенно воздымаются над урезом р. Волги. Однако, через 0,5 км эти же слои верхнеказанского подъяруса вновь начинают погружаться под воду, полностью исчезая у населенного пункта «Долгая поляна». Далее, вплоть до г. Тетюши, правый берег сложен лишь красноцветными отложениями уржумского яруса. Таким образом, в пределах Сюкеевской структуры слои верхнеказанского подъяруса образуют небольшую по амплитуде антиклиналь с полого наклонными крыльями.

Участками крылья антиклинальной складки  осложнены малоамплитудными куполообразными поднятиями и небольшими впадинами. На разрезах эти купольные поднятия проявляются в виде мелких структур протяженностью до 10,0 м и амплитудой - до 2,5-3,0 м. Аналогичные поднятия, по-видимому, имеются и в других частях Сюкеевской структуры, однако из-за недостаточно детальных буровых работ на этом участке их точные размеры и местоположение установить пока невозможно.

Неотектонические и современные  движения земной коры привели к возникновению  разнонаправленных трещин, рассекающих крылья Сюкеевской брахиантиклинальной структуры в субвертикальных направлениях. В ряде случаев высокая плотность расположения трещин обусловливает наличие в скальных массивах крупноблочных отдельностей. Обвальные процессы, вызванные речной эрозией, приводят к выпадению из стенок обрывов отдельных блоков, ограниченных тектоническими трещинами. В результате этого, на разрезах наблюдаются клиновидные выступы с ровными стенками отрыва.

В пределах поднятия можно выделить несколько систем разновозрастных  трещин. Наиболее ранние по времени образования трещины (предположительно поздненеогенового-раннечетвертичного возраста), как правило, полностью залечены волокнистой разновидностью гипса - селенитом. По периферии селенитовых прожилков, на контакте с вмещающей породой, всегда прослеживается зона пиритизации. Более поздние по времени образования системы трещин представляют собой узкие, частично залеченные кальцитом и халцедоном каналы, рассекающие слои верхнеказанского подъяруса и уржумского яруса под углами 60-80°. Самые поздние системы трещин характеризуются открытой полостью, незалеченной минеральными новообразованиями, возможна интенсивная битуминозная пропитка.

 

 

 

 

 

 

 

IV. ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ РАЙОНА

 

На основании  наблюдений характеризуются выделенные в районе водоносные горизонты, даётся их описание.

Камско-Устьинский полигон

 

Подземные воды в верхней части гидрогеологического  разреза полигона характеризуются  резко выраженной изменчивостью  состава, условий залегания и  движения. Наибольшей практической ценностью обладают пресные ПВ. В зоне распространения этих вод по величине проницаемости, характеру обводненности и условиям залегания пород выделяются следующие гидрогеологические подразделения:

а) водоносный локально слабоводоносный среднечетвертично-современный аллювиальный комплекс;

б) водоносный плиоценовый терригенный комплекс;

в) проницаемый локально-периодически водоносный северодвинский карбонатно-терригенный комплекс;

г) проницаемый локально водоносный уржумский карбонатно-терригенный комплекс;

д) водоносный верхнеказанский терригенно-сульфатно-карбонатный комплекс (P₂kz);

е) водоносный нижнеказанский терригенно-карбонатный комплекс (P₂kz).

В общем  гидрогеологическую модель полигона можно  представить в виде двухслойной  толщи, осложненной на локальных  участках линейными зонами четвертичных и неогеновых врезов. Верхняя часть  этой толщи соответствует карбонатно-терригенным  отложениям северодвинского и уржумского ярусов, а нижняя - сульфатно-карбонатным  породам казанского яруса. Совокупность литолого-фациальных особенностей и фильтрационных параметров гидрогеологических подразделений обусловливают преобладание в разрезе до уровня водохранилища вертикальной нисходящей фильтрации, сдренированность на значительной территории верхней части верхнеказанского комплекса, отсутствие выдержанных водоносных горизонтов до базисного уровня дренирования. Состав этих вод гидрокарбонатный, а минерализация, обычно, не превышает 0,5 г/дм3. Другой отличительной чертой этой зоны является ее слабая водообильность. Дебиты родников чаще всего до 0.5 л/с, удельные дебиты скважин менее 0,2 л/см, коэффициенты фильтрации водовмещающих пород 0,4-2,0 м³/сут, а водопроводимость не более 30м³/сут. Совершенно иные гидродинамические параметры проявлены в нижнем слое модели. Удельные дебиты скважин достигают 15,5 л/см, коэффициенты фильтрации пород -1-585м/сут, водопроводимость - 26-2012 м³/сут, состав ПВ преимущественно HC0₃-S0₄ и SO₂ их минерализация, обычно, превышает 0,6-0,7 г/дм3, а качество не соответствует питьевому. Основным фактором формирования химического состава этих вод является выщелачивание и растворение гипсов. Достаточно крупный водоотбор питьевых ПВ возможен лишь в линейных структурах, осложняющих модельную двухслойную толщу.

Тетюшский полигон

 

В верхней  части разреза полигона по величине проницаемости, характеру обводненности  и условиям залегания пород выделяются следующие гидрогеологические подразделения:

А) водоносный локально слабоводоносный верхнечетвертично-современный  аллювиальный комплекс(аQ_III-IV);

Б) водоносный плиоценовый терригенный комплекс(N₂);

В) слабопроницаемый локально слабоводоносный средне-верхнеюрский карбонатно-терригенный комплекс(J_2-3);

Г) проницаемый  локально водоносный северодвинско-вятский  карбонатно-терригенный комплекс(P₃sd-vt);

Д) водоносно  локально водоупорный уржумский  карбонатно-терригенный комплекс(P₂ur);

Е) водоносный локально слабоводоносный верхнеказанский  терригенно-сульфатно-карбонатовый комплекс(P₂kz₂).

    При проведении маршрута №10 было  обнаружено множество выходов  подземных вод из пород уржумского  яруса в пределах левого склона основного оврага Долгой поляны. Выходы подземных вод нисходящие, эрозионного типа, чаще сосредоточенные, имеют инфильтрационный тип питания. Прозрачность воды хорошая, не имеет специфического запаха и вкуса. Значения дебитов варьируются в пределах от 7 мл/c до 1 л/с.

( Рис.4.4.; 4.5.)

 

Рис. 4.4. Фото  выхода подземных вод из пород Уржумского яруса   Рис.4.5.  Фото родника «Елизавета»

 

V.Полезные  ископаемые

 

В данной главе дается описание известных  месторождений по опубликованным материалам, а также встреченных в процессе полевых исследований. Отмечаются места  проявления рудной минерализации, ее состав и особенности.

1. Камско-Устьинский полигон

 

В пределах Камско-Устьинского полигона широко развиты нерудные и горючие  полезные ископаемые, представленные доломитом, гипсом, строительным песком, самородной серой и битумом.

Доломиты, пригодные для промышленной разработки, образуют выдержанные по простиранию пласты мощностью до 4,0-5,0 м в верхней части верхнеказанского подъяруса. Они могут быть использованы как в производстве низкосортных цементов, так и в сельском хозяйстве в качестве агрохимического сырья.

Строительный  песок, представляющей собой речной аллювий, встречается в красноцветных  отложениях уржумского яруса. Он используется, в основном, местным населением для различных строительных целей (добавка в цементный раствор, бетонные блоки и т.д.).

Сера является уникальным образованием для всего Среднего Поволжья, где известновсего три месторождения самородной серы - в Серных горах (в Жигулях около дер. Полторы), в 30 км от Самары (ранее г. Куйбышев) на берегу р. Самарки (Алексеевское месторождение) и в районе с. Сюкеево на берегу Волги. Месторождения приурочены к гипсоносным и битуминозным доломитам казанского яруса. Происхождение серы обусловлено биохимическими процессами восстановления сульфатов (гипса) при взаимодействии с углеводород-содержащими растворами, проникавших по трещинам снизу в пермскую толщу.

В годы Великой Отечественной войны  Сюкеевская сера добывалась для нужд военного производства. Однако после окончания военных действий месторождение было признано нерентабельным. С подъемом воды при образовании Куйбышевского водохранилища месторождение серы было затоплено. В настоящее время желтые налеты самородной серы можно встретить лишь на стенках единичных штолен, заложенных в пластах гипса.

В последние  годы выделения самородной серы были обнаружены в кернах скважин, пробуренных  недалеко от г. Лобач. Как и на Сюкеевском месторождении, сера локализована в битуминозных загипсованных доломитах, слагающих кровлю верхнеказанского подьяруса. Характерными формами выделения самородной серы являются пятнистые желтые вкрапления в светло-серых доломитах и одиночные крупные кристаллы, развивающиеся в гипсовых линзах. Из горючих полезных ископаемых в пределах Камско-Устьинского полигона широко развиты битумы, проявления которых были известны ещё с XVIII века. Однако, лишь в 30-х годах XX века здесь было выявлено битумное месторождение, получившее название «Сюкеевское». В ходе бурения было установлено, что битумы локализованы на двух стратиграфических уровнях в отложениях верхней части казанского яруса. Нижняя залежь приурочена к доломитам пачки «опоки», верхняя - к доломитам пачки «подлужник». Залежи разделены мощной (около 11,0 м) гипсовой толщей. По приблизительным оценкам запасы месторождения оцениваются в 40-50 млн.т., а запасы битуминозной породы - в 720 млн.т.

Кроме промышленно значимых полезных ископаемых, на территории полигона встречаются минералогические находки, представляющие интерес в качестве камне-самоцветного сырья - мраморный оникс, агаты, халцедоны, сапфирин, пейзажные кремни, реже аметистовидный кварц. Камнесамоцветное сырье не имеет промышленного значения в силу своих незначительных концентраций, однако некоторые разности могут представлять определенный интерес в качестве коллекционного материала и сырья для небольшого кустарного производства.

Мраморные ониксы образует жильные  тела, рассекающие доломиты и доломитовые  мергели в субгоризонтальном и субвертикальном направлениях. В их цветовой гамме преобладает тёмно-коричневый оттенок, реже - бледно-желтый, светло-коричневый и желто-бурый.

Агаты, халцедоны, пейзажные кремни и аметистовидные кварцы встречаются  главным образом в доломитовых отложениях г. Лобач. Большая часть агатов характеризуется чередованием концентрических зон голубовато-серой, белой, реже - красной окраски. Халцедоны чаще всего серо-голубые, выстилают внутренние полости в доломитах, иногда образуя псевдосталактиты. Изредка встречается разновидность халцедона голубого цвета - сапфирин. Его находки приурочены к полостям, образованным на месте выщелоченных гипсовых линзочек. Качество камня определяется насыщенностью окраски и степенью просвечиваемости.

Пейзажные кремни на спилах обладают своеобразными  текстурными рисунками, обусловленными причудливыми изгибами и сочетаниями слоев различной окраски. Из них наиболее часто встречаются концентрически-зональные разновидности, получившие известность под названием «волжские агаты».

Находки аметистовидного кварца встречаются  чрезвычайно редко. На сегодняшний  день известны лишь 5 относительно крупных друз, состоящих из 3-10 мм, полупрозрачных кристаллов кварца голубого цвета. По цветовой гамме и чистоте кристаллов они сопоставимы с аметистами известных Уральских месторождений.

 

 

VI. ФИЗИКО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И ИХ РЕЗУЛЬТАТЫ

 

Оврагообразование В настоящее время  процессы овражной эрозии охватили значительную часть Кадышево-Щербаковского полигона – она характерна, преимущественно, для одинцовско-московской, лихвинско-днепровской и окской надпойменных террас. В пределах полигона отчётливо выделяются два района, где фиксируются овражно-балочные системы: междуречье р. Солонки и р. Сухой (Коб = 2,32 км/км2, К = 1,52 км/км2) и междуречье р. Солонки и р. Казанки, за исключением его южной оконечности, где в результате карстовых процессов сформировался холмисто-западинный рельеф, весьма неблагоприятный для овражной эрозии (Коб = 1,45 км/км2, К = 0,17 км/км2). Не последнюю роль играет антропогенный фактор: практически незалесённое Солонко-Сухорецкое междуречье, где в последние годы практикуется распашка вниз по склону, характеризуется большей овражной расчленённостью и преобладанием оврагов над балками по сравнению с залесённым Солонко-Казанкинским междуречьем. Большинство оврагов  характеризуются корытообразным профилем приустьевой части: плоским заросшим тальвегом и склонами с незначительной крутизной (30° - 35°), средняя а привершинная части оврагов обладают V-образным профилем, где крутизна склонов нередко превышает 45°-50°. В продольном сечении большинство оврагов имеют ступенчатый профиль. Форма вершин в плане может быть как округлая, так и остроугольная. Максимальная глубина характерна для срединной части оврагов и составляет 5 м (овраги  Третий и Дудоров), средние значения глубин лежат в диапазоне 2-4 м. Ширина оврагов составляет >10 м. Склоны оврагов нередко осложнены асеквентными оползнями неглубокого заложения. Балки характеризуются  U-образным профилем, более пологими выпуклыми склонами крутизна менее 35°, плоским заросшим тальвегом, глубина крупных балок немного превышает 10 м, более мелких – 6-8 м. По склонам балок нередко развиваются неглубокие овражки, которые находятся на первой, второй, реже, третьей стадии развития.   Техногенные провалы   Маршрут №1   Целью маршрута было изучение техногенных провалов образующихся над штольнями. Точка наблюдения находится в 360 м от окраины с. Печище вниз по течению р.Волга.Обнажения коренных пород верхнеказанского подъяруса находятся на с-в крыле верхнеуслонской  брахеантиклинальной  структуры. В современном рельефе,  структура представляет собой поднятие вытянутое в субширотном направление с максимальными гипсометрическими отметками. В связи с созданием  Куйбышевского водохранилища, с-в крыло поднятия, стало разрушаться. В результате тут образовались крутые отвесные обрывы, сложенные породами верхнеказанского подъяруса. Длина точки наблюдения составляет около 15м. Клифы находятся в 4-5 м от воды, между водой и клифом  находится абразионная терраса, представленная доломитом. Наклон террасы 9 градусов. Терраса покрыта древесно - щебнестым материалом. Участками в пределах террасы находятся глыбы размером до 2 м. Местами глыбы образуют развалы, сложенные плитчатыми отдельностями. Глыбы представлены доломитовыми породами с включениями гипсовых линзочек. Высота клифа около 7 м. В нижней части гипса залегают плотные доломиты, предположительно относящиеся к пачке «серый камень», мощностью около 1 м. Порода характеризуется серой окраской, с бежевым оттенком. Структура скрытокристаллическая , текстура массивная, участками прослеживается затушеванная горизонтальная слоистость. В породе отмечаются поликилитовые включения гипса. В целом порода обладает плотным сложением. В стенкам обнажения разбиты системой вертикальных и горизонтальных трещен  на крупноблочные отдельности. Выше залегают доломиты относящиеся к пачке «шиханы» видимая мощность 6м. Порода светло- серая, мелкозернистая. С хорошо выраженной горизонтально слоистой текстурой. Порода содержит многочисленные линзы гипса (20*9). Снизу вверх содержание гипсовых линз уменьшается. Шло распреснение морского бассейна. Гипсовые линзы имеют преимущественно молочно- белый цвет, ясно-зернистая структура. Размер зерен меняется от 0,25-1 см, участками гипсовые линзы секутся прожилками вторичного перекристализованного гипса. Мощность прожилок до 1 см. В пределах прожилковых выделений гипсовые кристаллы имеют шестоватый облик( это указывает на начальную стадию гипергенного образования пород). В стенках обнажения доломиты пачки «шиханы» секутся наклонными ,субвертикальными трещинами, образующих единую систему. В верхней части клифа  отмечается почвенный горизонт мощностью 0,5 м.Нижние части горизонта доломиты пачки «шиханы»- сильно преобразованы гипергенными процессами( физ.выветр.) в пределах пачки наблюдается овражная эрозия, стадия развития оврага 2.В настоящее время он представляет собой небольшую по протяженности   рытвину с крутыми отвесными стенками. Высота стенок около 2 м., ширина до 5 м. Дно рытвины сложено суглинками, доломитовой дресвой и щебнем. В нижней части рытвины наблюдается конус выноса. Дно и стенки рытвины частично задернованы, покрыты кустарником.   Точка наблюдения №2. Находится вниз по течению  р.Волга. В 120 м от с.Печище. обнажение находятся вблизи верхнеказанского подъяруса.В пределах точки наблюдения фиксируется обнажения средней степени сохранности. Точка обнажения начинается с террасы находящейсяна высоте около 6 м. над уровнем воды р.Волга. В пределах обнажения наблюдаются делювиально-пролювиально-коллювиальные отложения,перекрывающие нижнюю часть коренных пород. Четвертичные образования представлены дресвой, щебнем и глыбами, различных структурных генетических типов доломитов. Угол наклона отложения составляет около 45 градусов. Высота осыпей 14 м. В пределах точки наблюдения общий оббьем обломочного материала составляет 1000 м3, в пределах осыпей наблюдается дифференциация обломков по размеру. Сверху вниз размер обломков увеличивается. В верхней части осыпи резко переходит в отвесный обрыв. В нижней части обрыва отмечаются выходы доломитов пачки «шиханы» мощностью 3 м. Цвет светло-серый с бежевым оттенком, хорошо выражена горизонтальная плотность. Пачка «шиханы» осложнена светло-серыми с бежевым оттенком доломитами, видимая мощность около 3 м, структура скрытокристаллическая , текстура горизонтально слоистая. В нижней части дол омитового слоя отмечается небольшая прослойка до 40 см окременелой породы. В пределах точки наблюдения все гипсовые линзы выщелачены, на их месте образованы крупные каверны. Пристеночная область каверн выполнена аутигенным кальцитом, который образует натечные корочки темно-бурой окраски. Подобные признаки характерны для эпигенетического кальцита, образованногов результате просачвания инфильтрационных вод, отлогающих аутигенные минералы. Выше залегают терригенно мергелистые отложения пачки «опока» . Выше залегают доломиты пачки «подлужник» мощность      6-7м . Цвет светло-серый, структура скрытокристаллическая. В пределах пачки отмечаются локальные зоны окременения., представленные линзами темно-серых кремней. Фрагментально пачка сдержит крупные каверны. Стенки которых покрыты натечным кальцитом. В отличие от пачки «шиханы», доломиты « подлужника» характеризуются более рыхлым сложением, что стимулирует вних развитие процессов выветривания.   Точка наблюдения №3. Находится в 228 м от окраины  с. Печище. В точке наблюдения находится  обнажения коренных  пород верхнеказанского подъяруса, обнажения находится на с-в крыле верхнеуслонской брахеантикленальной структуры. В пределах точки наблюдения фиксируются обнажения средней степени сохранности. Угол наклона террасы 40 градусов,. Сложена различными доломитами пачки «шиханы»  (5м), имеются небольшие прослойки гипсовых линз. Кальцит обретает натечную форму. Высота осыпи 9,8 м.Выше залегают тирегенно мергелестые отложения пачки «опоки» (Рис.6.9.). Рис 6.9. Фото обнажения  у с.Печище.     Точка наблюдения №4 Находится на западной окраине  верхнеуслонской брахеантикленали. В пределах отмечаются техногенные провалы образованные над нижерасположенными штойнями. Техногенные провалы вытянуты цепочками в юго-западном направлении. Глубина техногенных провалов составляет 7-8 м. , верхний диаметр около 15 м., диаметр нижней части около 3 м. В настоящее время стенки находятся под углом 45 градусов, что соответствует углу стабилизации.   Суффозия.