Геоморфология
По геоморфологическому районированию район работ располагается в пределах Донецко-Донской провинции. Южная часть района и долина реки Сев. Донец отнесена к геоморфологической области Восточного Донбасса, а северная часть - к Донецко-Чирской геоморфологической области.
В пределах данных геоморфологических подразделений выделяются следующие генетические типы рельефа:
1. Верхнечетвертичная I надпойменная и современная террасы рр. Сев. Донец и Глубокой (a QIII-IV);
2. Верхнечетвертичная I надпойменная и современная террасы (ad QIII-IV);
3.Денудационно-аккумулятивная четвертичная равнина с овражно-балочным расчленением (vd QI-III).
Верхнечетвертичная II надпойменная терраса р. Сев. Донец в районе работ расположена в виде отдельного участка вдоль левого берега. Длина участка террасы составляет 6 км, ширина - от 200 м до 1500 м. Уклон поверхности 1-30 к руслу реки. Поверхность ровная или волнистая. Уступ террасы высотой от 1,5-2 м до 8 м. Сложена терраса суглинками и супесями.
Образование террасы происходило во время фазы аккумуляции, вызванной карангатской трансгрессией черноморского бассейна.
Верхнечетвертичная I надпойменная и современная пойменная террасы рек Сев. Донец и Глубокой даются на картах одним контуром, поскольку зачастую их невозможно выразить в масштабе.
В пределах района работ I надпойменная и современная пойменная террасы рек Сев. Донец и Глубокой прослеживается практически повсеместно на обоих берегах рек. Ширина террас составляет от нескольких сот метров до 1,5-2 км. Высота уступа на I надпойменной террасы - 3-4 м, уклон 6-80. Высота уступа пойменной террасы от 0,3 до 2-3 м, уклон поверхности к руслу достигает 10. Сложены террасы песками, реже супесями. Сверху эти отложения часто перекрыты суглинками.
Образование террас связано с фазой аккумуляции, происходившей в период древне-черноморской трансгрессии.
Верхнечетвертичная I надпойменная и современная террасы балок в районе работ расположена в виде отдельных участков вдоль мелких балок. Ширина ее изменяется от нескольких метров до 150 м, высота колеблется от 0,3-0,4 м до 1-1,5 м. Поверхность имеет уклон к руслу до 1-20. Поверхность бугристая, горизонтальная или слабо наклоненная. Сложена пойменная терраса супесями и суглинками.
Геологические условия
На площади работ получили распространение породы каменноугольной, палеогеновой и четвертичной систем.
Каменноугольная система (С)
Отложения каменноугольной системы распространены на всей описываемой площади и представлены средним и верхним отделами.
Средний отдел (С2)
В южной и юго-восточной частях участка работ среднекаменноугольные отложения залегают либо близко к поверхности и перекрыты чехлом неравномерной мощности (от 2,5 до 10 м) лессовидных суглинков, либо выходят на дневную поверхность, обнажаясь в виде останцов или обрывов. В центральной части Старостаничного участка среднекаменноугольные отложения залегают на глубине 100 и более метров под четвертичными и палеогеновыми отложениями.
Общая мощность толщи среднекаменноугольных отложений достигает 1228 м, вскрытая мощность поисковыми скважинами до 55 м.
Среднекаменноугольные отложения представлены метаморфизованными и смятыми в складки терригенными (аргиллиты, алевролиты, песчаники) и карбонатными породами с прослоями углей.
Палеогеновая система (P)
Глубокинская свита (P1 gl)
Отложения глубокинской свиты имеют распространение в северной части района работ и вскрыта поисковыми скважинами. Данная свита содержит продукты перемыва и переотложения аллогенной брекчии, поэтому распространена за пределами астроблемы.Представлена песчаниками зеленовато-серыми, кварцево-глауконитовыми, слабосцементированными известковисто-глинистым цементом. С глубиной содержание глинистой фракции в песчанике увеличивается.Кровля отложений глубокинской свиты в пределах участка работ вскрывается поисковыми скважинами на глубинах от 3 до 17,5 м. Вскрытая мощность составляет от 21,5 до 71 м.
Каневско - бучакская свиты (P2 cn-bč)
Нижне-среднеэоценовые отложения каневско-бучакской свит, распространены на водоразделах и склонах водоразделов. Данные свиты, представлены, в основном, песками и песчаниками, подчиненное значение имеют глины, общей мощностью 8-15 м. Подстилающими - являются отложения палеоцена, представленные песчаниками глубокинской свиты.
Четвертичная система (Q)
Нижне-, средне и верхнечетвертичные
эолово-делювиальные отложения (vd QI-III)
Нижне-, средне- и верхнечетвертичные эолово-делювиальные отложения распространены повсеместно на водоразделах и склонах водоразделов, а также в области распространения среднекаменноугольных отложений. Данные отложения в пределах района представлены в основном суглинками и супесями, общей мощностью от нескольких метров до 17,5 м.
Верхнечетвертичные и современные аллювиально-делювиальные
отложения (ad QIII-IV)
Верхнечетвертичные и современные аллювиально-делювиальные отложения приурочены к долинам балок и залегают с размывом на каменноугольных и палеогеновых отложениях. Представлены отложения, в основном, супесями. Общая мощность - до 7-8 м.
Верхнечетвертичные и современные аллювиальные отложения (a QIII-IV)
Верхнечетвертичные и современные аллювиальные отложения приурочены к долинам рек Сев. Донец и Глубокой и залегают с размывом на каменноугольных и палеогеновых отложениях. Представлены отложения, в основном, песками, обычно перекрытых сверху суглинками. Пески серые, светло-серые, кварцевые, разнозернистые с прослоями глин, изредка с включением обломков коренных пород. Общая мощность - до 17,5 м.
Гидрогеологические условия
Исследуемая нами территория располагается на границе Восточно-Донецкой области трещиноватых пластово-блоковых вод («открытый складчатый Донбасс») и Донецко-Донского артезианского бассейна.
В пределах района работ выделяются следующие водоносные горизонты (комплексы) и водоупорные породы:
1. Водоносный горизонт верхнечетвертичных и современных аллювиальных отложений рек Сев. Донец и Глубокая (a QIII-IV);
2. Водоносный горизонт верхнечетвертичных и современных аллювиально-делювиальных отложений (ad QIII-IV);
3. Грунтовые воды, спорадического распространения нижне-, средне и верхнечетвертичных эолово-делювиальных отложений (vd QI-III);
4. Водоносный горизонт каневско-бучакской свит нижнего и среднего эоцена (P2 cn-bč);
5. Водоносный горизонт отложений глубокинской свиты нижнего палеоцена (P1 gl);
6. Водоносный комплекс среднекаменноугольных отложений (С2).
Водоносный горизонт верхнечетвертичных и современных аллювиальных отложений (a QIII-IV) развит в долинах рек Сев. Донец и Глубокая, приурочиваясь к отложениям пойм и двум надпойменным террасам. Водовмещающие породы представлены песками и супесями с редкими прослоями глин. Водоносный горизонт безнапорный или имеет местный напор, мощность водовмещающих отложений достигает 15 м. Глубина залегания уровня грунтовых вод 3-11 м. Дебиты колодцев 0,02 – 0,1 л/с.
В подошве залегают глинистые, песчано-глинистые, песчаные, отложения палеогеновой и каменноугольной систем, с подземными водами которых воды описываемого водоносного горизонта имеют гидравлическую связь. Водоупоры, как таковые, практически отсутствуют. Воды по составу и минерализации пестрые. Величина сухого остатка изменяется от 0,3 до 1,3 г/дм3. По химическому составу гидрокарбонатные, гидрокарбонатно-сульфатные, сульфатно-гидрокарбонатные с преобладанием натрия или кальция, реже сульфатно-хлоридные кальциево-натриевые.
Питание водоносного горизонта происходит за счет повсеместной инфильтрации атмосферных осадков, конденсации паров, частично за счет разгрузки в него вод палеогеновых отложений со склона водораздела.
Подземные воды верхнечетвертичных современных и аллювиальных отложений используются местным населением для хозяйственно-питьевого водоснабжения и водопоя скота.
Водоносный горизонт верхнечетвертичных и современных аллювиально-делювиальных отложений (ad QIII-IV) развит в долинах балок. Водовмещающие породы представлены, в основном, супесями и суглинками с редкими прослоями глин. Мощность водовмещающих отложений достигает 5 м. Дебиты колодцев 0,02 – 0,03 л/с. Величина сухого остатка изменяется от 0,3 до 2 г/дм3. Питание водоносного горизонта происходит за счет повсеместной инфильтрации атмосферных осадков, конденсации паров, частично за счет разгрузки в него вод палеогеновых отложений со склона водораздела. Подземные воды верхнечетвертичных современных аллювиально-делювиальных отложений на территории участка местным населением не используются.
Грунтовые воды, спорадического распространения нижне-, средне и верхнечетвертичных эолово-делювиальных отложений (vd QI-III) распространены на всех водораздельных пространствах. Литологически представлены суглинками с линзами и прослоями песка общей мощностью до 17,5 м. Мощность водовмещающих пород составляет 1,5-4,5 м. Водоупором являются тяжелые разности суглинков или глинистые разности погребенных почв самого горизонта. Водообильность эолово-делювиальных отложений незначительная. Дебиты скважин по данным съемочных работ изменяются от 0,0016 до 0,04 л/с, удельные дебиты составляют 0,0008-0,017 л/с. По степени минерализации грунтовые воды различны. Пористость суглинков составляет 45 %. Глубина залегания кровли водоносного горизонта 0,5-10,5 м.
Сухой остаток подземных вод изменяется от 0,38 до 3,3 г/дм3. Воды преимущественно от гидрокарбонатных до хлоридно-сульфатных, по катионному составу различные с преобладанием натрия.
Питание грунтовых вод осуществляется путем повсеместной инфильтрации атмосферных осадков и вод поверхностного стока. Разгрузка происходит путем дренирования реками и оттока в нижележащие водоносные горизонты. Воды не используются местным населением на территории участка.
Водоносный горизонт каневско-бучакской свит нижнего и среднего эоцена (P2 cn-bč) распространен на междуречных пространствах описываемого района. Отложения литологически представлены песчаниками, песками с прослоями глин. Мощность водовмещающих пород до 5 м. Коэффициент фильтрации 4-5,8 м/сут, гидравлический уклон 0,005-0,0235. По гидравлическим свойствам горизонт безнапорный, но в некоторых случаях наблюдается местный напор.
Питание подземных вод осуществляется за счет инфильтрации атмосферных осадков в местах выхода этих отложений на дневную поверхность и перетока воды из вышележащих водоносных горизонтов четвертичных отложений.
Разгрузка происходит в долинах рек, балок, приустьевых частях оврагов путем выхода родников.
Водоносный комплекс отложений глубокинской свиты нижнего палеоцена (P1 gl) распространен в северной и северо-восточной частях района работ вскрыт и опробован поисковыми скважинами. Литологически водовмещающие породы представлены песчаниками с обломками каменноугольных пород мощностью от 8 до 68,9 м. Коэффициенты водопроводимости, рассчитанные по результатам опытных откачек составили от 0,22 до 82,08 м2/сут, коэффициент фильтрации от 0,005 до 10,26 м/сут. Глубина залегания кровли водоносного горизонта изменяется в пределах 3-17,5 м. Погидравлическим свойствам водоносный горизонтнапорно-безнапорный. Величина местного напора достигает 14 м. Дебиты скважин от 0,15 до 0,6 л/с, при понижениях от 6,47 до 37,9 м, удельные дебиты от 0,004 до 0,08 л/с. Минерализация от 0,6 до 1,1 г/дм3. По ионному составу воды сульфатно-гидрокарбонатные и смешанного состава. Общая жесткость 6,4 – 9,2 ммоль/дм3.
Подземные воды водоносного горизонта глубокинской свиты нижнего палеоцена имеют прямую гидравлическую связь с нижележащим водоносным комплексом среднекаменноугольных отложений. Скважинами проведено совместное опробование этих водоносных горизонтов (комплексов). Дебиты 1,9-2,47 л/с, при понижении 6,62-7,59 м, удельные дебиты 0,29-0,32 л/с. По анионному составу воды сульфатно-гидрокарбонатные с сухим остатком 0,4-0,7 г/дм3, общая жесткость 4,8-6,5 ммоль/дм3.
Питание подземных вод происходит путем инфильтрации атмосферных осадков, где описываемые породы залегают близко к поверхности (за пределами описываемого района) и перетока воды из вышележащих водоносных горизонтов.
Подземные воды глубокинской свиты нижнего палеоцена используются для хозяйственно-питьевого водоснабжения населения и водопоя скота.
Водоносный комплекс среднекаменноугольных отложений (С2) в описываемом районе вскрывается многочисленными скважинами. В процессе проведения поисково-оценочных работ вскрыт и опробован поисковыми скважинами. Водовмещающие породы приурочены к прослоям слабо трещиноватых известняков и песчаников в толще аргиллитов и алевролитов. Мощность обводнённых зон составляет 3 м – 8 м. Водоносный комплекс имеет напорный характер, величины напоров составляют 12,75 м 69 м. Глубины залегания пьезометрических уровней подземных вод изменяются от 3,5 м до 11,2 м. Абсолютные отметки уровней подземных вод в скважинах от 27,2 до 52,4 м. Дебиты скважин изменяются от 0,1 до 0,38 л/с при понижениях уровней от 12,75 м до 45,1 м, удельные дебиты – 0,002-0,03 л/с. Расчетные коэффициенты фильтрации по данным откачек от 0,08 до 0,19 м/сут, водопроводимости от 0,5 м2/сут до 1,05 м2/сут.
По химическому составу воды комплекса в основном смешанного анионного состава с величиной сухого остатка от 0,7 г/дм3 до 6,7 г/дм3. Общая жесткость 7,6 – 19,6 ммоль/дм3.
Питание водоносного комплекса среднекаменноугольных отложений происходит за счет инфильтрации атмосферных осадков и перетока из вышележащих водоносных горизонтов.
Разгрузка происходит в долинах рек и балок в виде восходящих и нисходящих родников.
Подземные воды среднекаменноугольных отложений эксплуатируются одиночными эксплуатационными скважинами для хозяйственно-питьевого водоснабжения населения.
Из всех перечисленных водоносных горизонтов (комплексов), наиболее перспективными для организации хозяйственно-питьевого водоснабжения населения, предприятий и ферм являются: водоносный горизонт отложений глубокинской свиты нижнего палеоцена (P1 gl) и водоносный комплекс среднекаменноугольных отложений (С2). Возможно их совместное использование.