Гидродинамическая зональность земных недр

В связи с установлением фактов аномально высоких пластовых давлений в подземной гидросфере изменилось представление о природе и характере гидродинамической зональности земной коры. Бытовав­шее ранее мнение о гидродинамических зонах, как зонах разной интенсивности водообмена с единой природой гидростатических давлений, сменилось представлением о разной природе последних. Началась разработка новых схем гидродинамической зональности земных недр. Этим вопросом занимались Ю.В. Мухин, А.Е. Ходь-ков, Г.Ю. Валуконис, Л.Г. Заварзин, Ю.А. Ежов, Ю.П. Вдовин, И.Г. Киссин и др.

Сопоставление схем гидродинамической зональности, предложен­ной различными авторами, приведено в табл. 4.1. Анализ этой таблицы показывает, что большинство исследователей под различ­ными названиями выделяют три близких по сути гидродинамических зоны, различающихся характерами пластовых давлений и движением подземных вод. Более удачными нам представляются названия зон, предложенные Ю.А. Ежовым и Ю.П. Вдовиным, так как они отражают природу формирующихся в этих зонах напоров. Поэтому в дальнейшем мы и будем придерживаться этой терминологии.

В соответствии с гидродинамической зональностью в недрах земли выделяются и разные типы гидродинамического режима подземных вод, под которым следует понимать характер движения воды, обусловленный величиной пластовых давлений и степенью гидродинамической закрытости водоносных систем. Обычно выде­ляют три типа гидродинамического режима [8].

1. Режим инфилыпрационного типа, в пределах которого движе­ние подземных вод происходит вследствие разности напоров в зоне современной инфильтрации и зоне разгрузки. Пластовое давление подземных вод равно гидростатическому. При благоприятных усло­виях режим этого типа может существовать до глубины 5-6 км (рис. 4.2). В этом случае важно только, чтобы былк единая гидрав­лическая система и область питания превышала область разгрузки.

2.Режим элизионного (выжимающего) типа. Движение вод происходит вследствие их выжимания из пород, уплотняющихся под действием геостатического давления или возникающих тектоничес­ких напряжений. Этот тип режима наблюдается обычно на глуби­нах, превышающих 1000 м. Пластовое давление, как правило, вышегидростатического, но значительно ниже литостатического.

3. Режим глубинного типа характерен для водонапорных систем, залегающих в глубоких частях подземной гидросферы. Основными причинами движения вод в зоне действия этого режима является воздействие на них геостатического и тектонического давлений. Такое воздействие возможно лишь в условиях существенной изоля­ции глубинных водонапорных систем, ибо при наличии хорошего оттока жидкости внешнее давление воспринимается преимуществен­
но скелетом породы. Пластовое давление может достигать значений геостатического давления и даже его превышать.

Таким образом, в настоящее время в земной коре выделяются несколько резко отличающихся по характеру пластовых давлений типов гидродинамического режима. В пределах каждого из этих типов режима законы движения подземных вод носят различный характер. В настоящее время наиболее изученным в этом отношении является инфильтрационный тип режима, в пределах которого выделяется два подтипа: режим грунтовых (безнапорных) вод и режим артезианских (напорных) вод. Однако прежде чем перехо­дить к этому вопросу необходимо хотя бы кратко познакомиться с основными элементами фильтрационного потока.

Рис. 4.2. Схема питания и разгрузки термальных вод. По Д.Е.Уайту: 1 — породы с низкой про­ницаемостью: 2 — прони­цаемые породы; 3 — кри­сталлические породы; 4 — направление движения воды; 5 — разлом

Дата добавления: 2015-05-10