Геологическое строение — важная черта природы любой территории, так как оно во многом обусловливает характер рельефа, поверхностных вод, почв и т. д. А полезные ископаемые — одно из главных условий развития экономики, минерально-сырьевая база народного хозяйства. Любые государственные структуры, желающие повышения экономического потенциала и благосостояния населения, прежде всего заботятся об изучении подземных кладовых.
Геологическое строение
Территория Харовского района находится на северо-западном крыле Московской синеклизы[1], входит в состав Восточно-Европейской платформы[2]. Фундамент платформы, залегающий в пределах района на глубинах 1,5 — 2,5 километра, состоит из метаморфических сланцев, гнейсов, амфиболитов, кварцитов и гранитов очень древнего, более 1,65 миллиарда лет, возраста и имеет блоковое строение. Харовский район расположен в пределах крупного Онего-Двинского блока, который разбит на более мелкие.
Чехол платформы, по данным Вологодской опорной скважины, начинается (снизу) отложениями, возраст которых 570 — 650 миллионов лет. Следующие затем молодые отложения залегают почти горизонтально, со слабым (доли градуса или 2 — 5 метра на 1 километр) наклоном на юго-восток. На фоне этого регионального погружения отмечаются коленообразные перегибы с амплитудой до 20 метров (в частности, в районе Харовской гряды).
Породы чехла, как и принято в геологии, будем рассматривать снизу вверх, от древних к молодым. Наиболее древними образованиями, вскрытыми скважинами на территории района, являются девонские породы[3], представленные песчаниками, песками глинами и алевролитами с прослоями известняков, общей мощностью[4] до 130 метров. Это пестроцветная континентальная толща, образованная в мелководных, чаще дельтовых условиях. Она перекрыта отложениями каменноугольной системы (возраст пород 285 — 350 миллионов лет), в которой преобладают карбонатные породы (известняки, доломиты, мергели), редки прослои глин и гипса. Их общая мощность составляет 200 — 250 метров. Выше залегают отложения нижней перми (возраст пород 270 — 285 миллионов лет). Они вскрыты скважинами в городе Харовске, на станции Семигородняя и в деревне Алферовская и имеют мощность 64—100 метров. Нижняя часть этих отложений сложена доломитами с прослоями (до 5 метров) гипса, реже — песка, верхняя часть — гипсами и ангидритами с прослоями доломитов, реже -
глин и алевролитов.
Наиболее изученными являются верхнепермские отложения[5], которые на всей территории района являются коренными (рис. 1) и имеют мощность 80 — 200 метров. Нижняя их часть, представленная уфимским ярусом, состоит из доломитов, известняков, песчаников и алевролитов. Во всех разрезах широко распространен гипс, образующий конкреции, реже — самостоятельные слои мощностью до 7 метров.
Средняя часть верхнепермских отложений (казанский ярус) сложена карбонатными, реже — глинистыми породами. Снизу вверх увеличивается количество известняков и доломитов, уменьшается — мергелей и глин. Последние встречаются в виде прослоев мощностью до 1 метра. Вся толща пород яруса (40 — 70 метров) в районе вскрыта скважинами в городе Харовске, в деревне Алферовская и на станции Семигородняя. На поверхность они выходят только в центральной части бассейна реки Сить. Местами в доломитах и известняках встречаются прослойки и включения гипса, а также окремненные участки. В скважине у деревни Захариха среди образований яруса отмечен пласт серого песчаника.
Рис. 1. Геологическая карта Харовского района. Условные обозначения: 1 — границы района;
2 — 4 — площади распространения: 2 — верхняя часть татарского яруса (сухонская свита);
3 — нижняя часть татарского яруса (нижнеустьинская свита); 4 — казанский ярус
Верхи перми представлены татарским ярусом, который геологи подразделяют на нижнеустьинскую и сухонскую свиты[6]. В нижнеустьинской свите развиты в основном огипсованные песчаники и алевролиты (красноцветные породы), залегающие несогласно, с размывом, на отложениях казанского яруса. В основании нижнеустьинской свиты имеются прослои (мощностью до 0,6 метра) мелкогалечного конгломерата, состоящего из обломков известняков и доломитов. По всему разрезу свиты отмечаются прослои глин, мергелей, доломитов и песков. Мощность пород свиты в районе увеличивается с северо-запада на юго-восток и около станции Семигородняя достигает 50 метров. Возле этой станции в алевролитах установлены многочисленные прослои, включения и конкреции коричневого гипса.
Сухонская свита представлена тонко переслаивающимися глинами, алевролитами, мергелями, песками и песчаниками. Толщина большинства слоев на превышает 1 метра, породы окрашены в светлые серые, коричневые, оранжевые и желтовато-коричневые тона — типично красноцветная толща.
На всей территории района вышеохарактеризованные породы перекрываются молодыми отложениями, которые геологи называют четвертичными[7]. Они имеют мощность от нескольких до 90— 100 метров. Внутри этих отложений чередуются слои, образованные геологической деятельностью ледников в холодные периоды (ледниковые горизонты), и слои, накопившиеся в теплые периоды, когда ледников не было (межледниковые горизонты). Наиболее древние четвертичные отложения района, вскрытые буровой скважиной в долине реки Кубены возле города Харовска на глубинах 87 — 92 метра, геологами отнесены к окскому ледниковому и лихвинскому межледниковому горизонтам нижней части плейстоцена[8] (глины и супеси озерного происхождения).
Они перекрываются среднеплейстоценовыми отложениями днепровского ледникового горизонта. Днепровская морена представлена серовато-коричневыми валунными суглинками, довольно плотными, чем она отличается от более молодых ледниковых отложений. Грубообломочный материал днепровской морены (гравий, галька, валуны) составляет 5— 10% общей массы породы. Изредка этот ледниковый горизонт содержит прослои (от 1 до 7 метров) флювиогляциальных отложений (песок с галькой) и озерно-ледниковых «ленточных глин». Выше залегает среднеплейстоценовый одинцовский межледниковый горизонт, представленный чаще всего озерными отложениями (ленточные глины с органическими остатками, реже пылеватыми песками и тонкослоистыми суглинками). Он перекрыт московским ледниковым горизонтом, который распространен на всей территории района и сложен моренными, флювиогляциальными и озерно-ледниковыми породами. Первые из них — известковистые, уплотненные коричневато-серые валунные суглинки — обнажаются, например, по берегам реки Кубены у деревни Мятнево. В отличие от днепровской морены грубообломочного материала в них больше (20 — 30%, иногда до 50%), изредка встречаются крупные отторженцы пермских пород (чаще известняков) размером до 5 метров в поперечнике. Флювиогляциальные отложения представлены плохо отсортированными песками с галькой и гравием, озерно-ледниковыми «ленточными глинами», супесями, суглинками, песками, не содержащими растительных остатков.
Верхнеплейстоценовые образования подразделяются на микулинский межледниковый, калининский ледниковый и молого-шекснинский межледниковый горизонты (осташковский ледниковый горизонт в районе не развит). Микулинский горизонт характеризуется небольшой мощностью (0,5 — 4 метра) с преобладанием тонкослоистых глин и суглинков с наличием гумуса (иногда с линзами торфа). Вышележащие верхнеплейстоценовые отложения объединяются в валдайский надгоризонт. В калининском ледниковом горизонте хорошо выделяются моренные, флю-виогляциальные и перигляциальные (переотложенные ветром и удаленные от бывшего ледника), реже — озерно-ледниковые отложения. Отличительными чертами калининской морены, развитой только в северо-западной части района, являются серый цвет и небольшое количество (5—10%) грубообломочного материала в валунных суглинках и супесях. Флювиогляциальные отложения (пески с галькой и гравием) этого горизонта обнажены в долине реки Вондожь, выше деревни Поповки. Перигляциальные отложения (неслоистые суглинки палевого цвета) маломощным чехлом покрывают значительные пространства в центральной части района. Озерные образования молого-шекснинского горизонта (мелкозернистый песок, супесь, реже суглинок) развиты на низких и плоских водоразделах рек. В частности, они вскрыты на водоразделе рек Вондожь и Шапша.
Среди голоценовых (возраст пород до 15 тысяч лет) отложений выделяются аллювиальные (речные), озерные и биогенные (болотные) образования. Первые развиты в долинах современных рек района, наиболее широко — по реке Кубене, где они слагают пойму и две надпойменные террасы. Мощность аллювиальных пород (пески, галечники, гравийники, супеси, суглинки) составляет 2 — 5 метров. На левом берегу реки Кубены, напротив деревни Конанцево, песчано-супесчаные аллювиальные отложения подстилаются озерными суглинками с включениями голубого и синего вивианита[9]. Озерные голоценовые осадки в долинах рек чаще всего слагают надпойменные террасы высотой 5 — 7 метров, а также озерные котловины, в которых развиты песок, супеси и иловатые глины с растительными остатками мощностью 1 — 3 метра, на дне озер — до 7—8 метров. Биогенные образования представлены болотными торфяниками, мощность торфа в которых составляет в среднем 2 — 3 метра, максимально достигая 7,5 метра на Кожинском болоте.
История геологического развития. В далеком геологическом прошлом, 2650—1650 миллионов лет назад, на месте территории современного Харовского района существовало море, в котором накапливались разнообразные осадки[10]. Постепенно эти отложения превращались в твердые породы. Затем, примерно через один миллиард лет, в результате интенсивных геологических процессов они видоизменялись в метаморфические породы, затем были выведены из-под уровня моря. На месте бывшего моря образовались горные сооружения, разбитые системой разломов на блоки. Одни блоки продолжали воздыматься, другие — опускались. Над вторыми формировались межгорные впадины, в которых накапливались продукты разрушения гор.
Горы постепенно выравнивались, и около 650 миллионов лет назад на их месте образовалось слабовсхолмленное плато, которое стало периодически заливаться морем. Начался платформенный этап развития, характеризующийся накоплением чехла осадочных пород. В карбоне и перми (350 — 250 миллионов лет назад) преобладали опускания. Море покрывало весь рассматриваемый район. Оно было неглубоким, теплым, со значительной соленостью. Временами море отступало, и тогда на территории района существовали неглубокие соленые озера. В море и озерах жили разнообразные животные (моллюски, мшанки, кораллы, рачки). В пермских отложениях встречаются также останки земноводных и некоторых пресмыкающихся. В конце перми море окончательно покинуло территорию района, и с того времени по сей день здесь бытуют континентальные условия.
Последующее геологическое развитие территории района можно восстановить только для четвертичного периода, то есть за последние 2 миллиона лет. То, что было после перми до начала четвертичного периода, а это около 250 миллионов лет, — загадка, так как никаких отложений этого периода времени неизвестно. Данных, позволяющих судить о рельефе района, речной сети и органическом мире мезозоя, палеогена и неогена, нет.
Четвертичный период характеризуется холодным климатом и периодическими наступлениями покровных ледников и их отступлениями. Ледники оставляли после себя материал, заключенный во льдах (обломки горных пород, песок, глину), а также ледниковые формы рельефа, сохранившегося до настоящего времени. Так, большинство положительных форм рельефа района (гряды, валы, цепи холмов), в том числе Харовская гряда, имеют ледниковое происхождение.
Всю территорию покрывали днепровский и московский ледники. Калининским оледенением была охвачена только северозападная часть площади района. Самого молодого осташковского оледенения здесь не было. Соответственно возраст рельефа и речных долин в центральных и юго-восточных частях района более древний (среднеплейстоценовый), чем на северо-западе (позднеплейстоценовый).
Подземные воды
В гидрогеологическом отношении территория Харовского района находится в пределах северо-западной части Московского артезианского бассейна[11], соответствующего синеклизе с тем же названием. Подземные воды бассейна распространены в горных породах различного происхождения всех возрастов, которые вскрыты на территории района и за его пределами. Они обнаруживаются в рыхлой четвертичной толще и в коренных породах вплоть до кристаллического фундамента платформы. Геологическое строение территории, рельеф и климат района предопределили особенности распространения и химический состав подземных вод.
По условиям залегания, циркуляции и химическому составу выделяются подземные воды рыхлой толщи четвертичных отложений и воды коренных (дочетвертичных) пород.
Воды четвертичных отложений. Разнообразие генетических типов четвертичных отложений, изменчивость их мощности и литологического состава определяют большую пестроту их водоносности. Водовмещающими породами являются пески различной зернистости, иногда с прослоями гравия и гальки. Большие площади занимают обводненные торфяники.
В толще четвертичных отложений выделяются несколько водоносных горизонтов, разделенных местными водоупорами. Последними служат ледниковые глины и суглинки, а также глины озерного происхождения, имеющие широкое площадное распространение. Глубина залегания подземных вод от поверхности земли изменяется в широких пределах, но редко превышает 10 метров.
Широкое распространение имеют безнапорные воды со свободной поверхностью, то есть грунтовые воды, сформировавшиеся на первом от поверхности земли выдержанном по площади водоупорном слое. Поверхность грунтовых вод часто повторяет в сглаженном виде рельеф земной поверхности. В речных долинах и других понижениях рельефа грунтовые воды залегают на сравнительно небольшой глубине (0,5 — 2 метра), иногда достигая 5 метров. Здесь, в местах пересечения поверхностей рельефа и грунтовых вод, наблюдаются источники (родники) или пластовые выходы подземных вод в виде мочажин. По мере увеличения гипсометрических отметок рельефа глубина залегания грунтовых вод увеличивается и на водоразделах может достигать 15 метров и более. Одновременно возрастают абсолютные отметки уровней грунтовых вод на повышенных участках по сравнению с пониженными, поэтому движение грунтовых вод направлено от водоразделов к долинам рек.
Грунтовые воды речных долин, как правило, гидравлически связаны с водами поверхностных водотоков, причем река либо сама питается за счет грунтовых вод, либо является источником их питания, что легко устанавливается по уклону их уровня. Грунтовые воды речных отложений по химическому составу гидрокарбонатные. Среди катионов в их составе преобладают кальций и магний. Общая минерализация вод колеблется в пределах 0,2 — 0,5 г/дм3. Значения кислотности воды изменяются в интервале рН 6,5-7,4.
Водоносный горизонт12 современных болотных отложений приурочен к площадям развития торфяников. По химическому составу воды торфяников преимущественно гидрокарбонатно-хлоридные натриево-кальциевые, ультрапресные, с минерализацией не более 0,2 г/дм3, общей жесткостью ниже 1 мг-экв/дм3. Воды горизонта, как правило, имеют кислую реакцию (рН 4,0 — 6,0), постоянно присутствие железа — до 2,20 мг/дм3. Воды не используются для водоснабжения из-за большого содержания растворенной органики гумусового ряда, а также загрязненности с поверхности. Однако воды торфяников имеют очень большие запасы дождевых и талых вод, которые постоянно и равномерно в течение года перетекают в нижележащие водоносные горизонты, питают малые реки и озера. В связи с этим крупные болотные массивы необходимо рассматривать как один из факторов экологического равновесия в данном районе.
Водоносный горизонт современных озерных, озерно-аллювиальных и озерно-болотных отложений распространен преимущественно вокруг крупных озер, а также в устьях рек. Воды горизонта гидрокарбонатные магниево-кальциевого состава, с минерализацией от 0,2 до 0,6 г/дм3. Жесткость воды изменяется в широком диапазоне значений: от 1,7 до 12,5 мг-экв/дм3. В большинстве водопунктов обнаруживается в водах железо — от 0,6 до 1,5 мг/дм3. В отдельных пробах содержание нитратов выше допустимых норм, что указывает на загрязнение подземных вод с поверхности.
Водоносные горизонты московских и валдайских водно-ледниковых образований разобщены по площади и приурочены к озерно-ледниковым, флювиогляциальным, озерно-аллювиальным отложениям валдайского, московского и послеледникового возраста. Грунтовые воды занимают небольшие участки. Отложения слабо обводнены и содержат пресные, как правило, гидрокарбонатные кальциевые воды. Практическое значение имеет лишь водоносный горизонт флювиогляциальных отложений как наиболее обводненный. Он широко используется населением для хозяйственно-питьевого водоснабжения. При загрязнении подземных вод с поверхности (главным образом нитратами) минерализация воды возрастает до 1,0—1,3 г/дм3.
Водоносные горизонты средне-верхнечетвертичных московско-валдайских отложений развиты в южной части района и тяготеют к Кубенской котловине. Подземные воды приурочены к песчаным прослоям и линзам озерно-аллювиальных отложений микулинского межледниковья и залегают между московской и валдайской моренами. Воды напорные, статические уровни устанавливаются на глубине 0,5 — 20 метров, а в пониженных участках рельефа могут находиться выше поверхности земли. Величина напора может достигать 20 метров. Подземные воды пресные гидрокарбонатные, с минерализацией 0,3 — 05 г/дм3, умеренно-жесткие (4 — 6 мг-экв/дм3), с неустойчивым катионным составом и близкой к нейтральной реакцией среды (рН 6,6 — 7,2).
Водоносный горизонт среднечетвертичных московских озерно-ледниковых отложений распространен на небольших площадях в пределах восточных отрогов Харовской гряды. Водовмещающими породами горизонта являются тонко- и мелкозернистые пески, линзы и прослои песков и супесей. По химическому составу — гидрокарбонатные магниево-кальциевые, с жесткостью от 1,5 до 5,5 мг-экв/дм3. Иногда в водах обнаруживается железо — до 0,4 мг/дм3. Водоносный горизонт слабо защищен с поверхности, поэтому в некоторых водопунктах (главным образом колодцы индивидуального пользования) подземные воды содержат нитраты до 32 мг/дм3.
Водоносный горизонт среднечетвертичных московских флювиогляциальных отложений слагается разнозернистыми песками с гравием и галькой. Имеет ограниченное распространение по площади. Подземные воды гидрокарбонатные магниево-кальциевого состава, с минерализацией 0,2 — 0,4 г/дм3 и общей жесткостью от 3,8 до 5,6 мг-экв/дм3.
Непостоянно обводнены среднечетвертичные московские моренные отложения. Подземные воды в них развиты в пределах Харовской возвышенности, где выходят на дневную поверхность в долинах рек и озерных котловинах. Воды приурочены к линзам и прослоям разнозернистых песков и гравийно-галечниковых отложений, залегающих внутри многометровой толщи валунных глин и суглинков на различной глубине. Воды напорные, напор возрастает с глубиной. По химическому составу воды гидрокарбонатные магниево-кальциевые, пресные, с минерализацией 0,3 — 0,5 г/дм3, реже 0,9 г/дм3. Общая жесткость воды изменяется в широком диапазоне — от 3,5 до 16,5 мг-экв/дм3. Содержание железа иногда достигает 1,2 мг/л, что в четыре раза превышает допустимые ГОСТом концентрации его для питьевых вод. Загрязнение подземных вод с поверхности вызывает иногда увеличение содержания нитратов до 45 мг/дм3 и нехарактерного для зоны свободного водообмена хлор-иона, что ведет к увеличению общей минерализации.
Водоносные горизонты среднечетвертичных днепровско-мос-ковских отложений объединяют межморенные озерные одинцовские, озерно-ледниковые и флювиогляциальные отложения днепровского и московского ледниковий. Он занимает большие площади наиболее пониженных участков дочетвертичного рельефа. Вмещающие породы представлены разнозернистыми песками, гравийно-галечниковыми отложениями, ленточными глинами и суглинками. Подземные воды обладают напором, величина которого достигает 50 метров.
Воды преимущественно пресные, с минерализацией 0,3 — 0,6 г/дм3, гидрокарбонатные или сульфатно-гидрокарбонатные. Среди катионов в водах преобладает кальций, реже — магний и натрий. Общая жесткость не превышает 6 мг-экв/дм3. Водоносные горизонты достаточно хорошо защищены от поверхностного загрязнения.
Ледниковые глины и суглинки днепровского возраста практически не имеют в разрезе песчаных прослоев и линз, поэтому этот горизонт можно считать относительным водоупором.
Водоносные горизонты нижне- и среднечетвертичных окско-днепровских отложений развиты на ограниченных участках и приурочены к пониженным участкам дочетвертичного рельефа. Водовмещающими породами являются разнозернистые пески с гравием, супеси и суглинки лихвинского межледниковья, которые вскрыты скважиной в долине реки Кубены (д. Золотава) на глубине 37 — 40 метров. Воды пресные (минерализация — 0,8 г/дм3), гидрокарбонатно-сульфатные кальциевые.
Воды дочетвертичных отложений. Подземные воды дочетвер-тичных пород района отличаются разнообразием химического состава, величин напора и дебита[13] скважин и источников. Ниже приведено описание водоносных комплексов[14], наиболее изученных в гидрогеологическом отношении, которые вскрыты скважинами под четвертичными отложениями и содержат подземные воды, имеющие значение для хозяйственно-питьевого водоснабжения и лечебных целей.
Верхнетатарский водоносный комплекс распространен в южной и юго-западной частях района, отсутствуя лишь на переуглубленных участках долины реки Кубены и верховьев Пра-Двиницы, которая, вероятно, в дочетвертичное время текла в северном направлении и являлась левым притоком Кубены. Водовмещающими породами комплекса являются мергели, известняки, доломиты, пески, песчаники, алевролиты и пестроцветные глины. Мощность комплекса изменяется от нескольких до 30 метров. На Харовской возвышенности она увеличивается до 53 метров. Воды напорные, величина напора колеблется от 50 до 100 метров. По долинам Двиницы и Кубены статический уровень устанавливается выше поверхности земли — скважины фонтанируют.
Пресные гидрокарбонатные воды комплекса встречаются лишь на Харовской возвышенности и ее склонах. В долине реки Яхреньги, где наблюдается подток вод из нижнеустьинских загипсованных пород, вскрыты солоноватые гидрокарбонатно-сульфатные магниево-кальциевые воды с минерализацией выше 1 г/дм3. Необычные для данного комплекса хлоридно-сульфатные натриевые воды с минерализацией 0,7 г/дм3 имеются на северных склонах Харовской гряды, где, вероятно, по тектоническим нарушениям происходит подток подземных вод из глубоких водоносных горизонтов. По этой причине воды на таких участках за пределами района имеют хлоридный состав и минерализацию до 2,6 г/дм3 и более (близ границ района, у д. Карцево).
Нижнетатарский водоносный комплекс распространен почти повсеместно за исключением северо-западной части района и переуглубленных участков рек Кубены, Сити, Кизьмы, Кумжи, Яхреньги. Водовмещающие породы представлены огипсованными трещиноватыми песчаниками, прослоями глин и алевролитов нижнеустьинской свиты верхней перми. Подошвой комплекса служат карбонатные породы казанского яруса. Воды комплекса напорные. Величина напора с погружением его кровли возрастает от 34 (д. Хворостиха) до 203,5 метра (д. Кононово, за пределами района). Движение вод происходит в сторону Воже-Лачской низины. Эксплуатационный дебит при самоизливе достигает 30 кубометров в сутки (г. Харовск).
Химический состав вод комплекса пестрый. На его формирование существенное влияние оказывает загипсованность пород, поэтому широким распространением пользуются воды сульфатного состава.
Пресные воды комплекса (минерализация — 0,2 — 0,8 мг/дм3) распространены в пределах Харовской гряды. По составу это гидрокарбонатные магниево-кальциевые воды с общей жесткостью 4,5 — 8,5 мг-экв/дм3 (д. Алферовская, г. Харовск). Пресные воды нижнеустьинских отложений отмечены также в узкой полосе вдоль реки Кубены (д. Хворостиха, г. Харовск, д. Алферовская). Это связано с отсутствием гипса в водовмещающих отложениях и их промытостью при высокой трещиноватости. С глубиной состав воды комплекса изменяется от гидрокарбонатного к сульфатно-гидрокарбонатному с увеличением минерализации от 0,4 до 0,8 г/дм3.
Во впадинах дочетвертичного возраста, а также в низине Катромского озера встречены воды гидрокарбонатно-сульфатного состава с минерализацией 0,6 — 0,9 г/дм3 (д. Арзубиха, д. Симаниха). В долинах рек Кубена и Вондожь, где преобладает восходящее движение вод, под четвертичными отложениями в нижнеустьинских отложениях вскрываются сульфатные кальциевые и магниево-кальциевые воды с минерализацией более 2 г/дм3. В долине реки Кубены, на границе района (д. Опалиха), на глубине 60 — 80 метров вскрыты аномальные воды, связанные с глубинным подтоком солоноватых вод по тектонически ослабленным зонам. Воды по составу хлоридно-сульфатные кальциево-натриевые с минерализацией 3,6 г/дм3.
Казанский водоносный комплекс распространен повсеместно. В юго-восточном направлении он погружается под отложения нижнеустьинской свиты от 49,3 (д. Хвостиха) до 216,5 метра
(ст. Семигородняя). Водовмещающими породами являются загипсованные трещиноватые известняки, мергели, доломиты, в нижней части еще и алевролиты, и глины. Воды повсеместно обладают гидростатическим напором, величина которого возрастает в юго-восточном направлении. Наиболее водообильные скважины расположены в долине реки Кубены. Дебит отдельных скважин достигает 750 м3/час (район г. Харовска). При слабой трещиноватости пород удельные дебиты резко снижаются — до 0,32 м3/час (д. Беленицино).
Под четвертичными отложениями и на участках неглубокого залегания под нижнеустьинскими отложениями в казанском водоносном комплексе распространены пресные (минерализация 0,2 — 0,5 г/дм3) гидрокарбонатные магниево-кальциевые воды с общей жесткостью 4,5 — 7,0 мг-экв/дм3. В древних днищах долин рек Кумжи, Сити и Пра-Двиницы вскрыты сульфатные кальциевые воды с минерализацией 1,5 — 6,0 г/дм3 (д. Семеновская, д. Назариха, д. Кумзеро, ст. Семигородняя). Эти участки расположены в зонах разгрузки, где по тектонической трещиноватости происходит подток солоноватых вод из нижележащих водоносных горизонтов. В районе Катромского озера на участках депрессий дочетвертичного возраста, где казанский комплекс перекрывается нижнеустьинскими отложениями, скважинами вскрываются гидрокарбонатно-сульфатные со смешанным катионным составом или сульфатные натриевые воды с минерализацией 0,7 — 1,0 г/дм3 (д.д. Конечная, Большая, Костино).
Водоупорные отложения уфимского яруса распространены на территории района повсеместно, представлены они главным образом гипсом и прослоями глин. Под отложениями уфимского яруса залегает нижнепермский галогенный водоупорный комплекс, представленный толщей гипсов и ангидритов нижней Перми. Ниже гипс-ангидритовой толщи, являющейся, по данным глубоких скважин на соседних территориях, регионально выраженным водоупором, повсеместно развиты крепкие рассолы с высоким содержанием брома, которые представляют интерес лишь для лечебных и промышленных целей.
Перспективы использования подземных вод района
Пресные подземные воды (минерализация до 1 г/дм3) в районе распространены повсеместно, но водообеспеченность территории весьма пестрая. Прежде всего — из-за большой изменчивости мощности зоны пресных вод, которая на большей части
территории превышает 100 метров. В пределах Харовской гряды она может достигать 150 и более метров, а в долинах рек Сити, Кубены, Кумжи мощность зоны сокращается до 50 метров и менее. На этих участках пресные воды часто содержатся только в четвертичных отложениях или могут отсутствовать вовсе. Это чаще всего связано с подтоком соленых вод по тектонически ослабленным зонам из водоносных горизонтов, залегающих ниже четвертичных отложений.
В настоящее время на территории района эксплуатируется одно разведанное месторождение пресных подземных вод с утвержденными запасами (г. Харовск). До 80% отбираемой пресной воды в районе используется сельским населением. Основным источником водоснабжения населения деревень являются воды четвертичных отложений. Они эксплуатируются, как правило, с помощью копаных колодцев. Еще в начале 1980-х годов в районе насчитывалось около 1080 колодцев. В настоящее время количество их сокращается вместе с уменьшением численности сельского населения. Преобладающая часть колодцев имеет глубину 3—10 метров, в редких случаях превышает 15-метровую глубину.
При незначительной глубине водоносных пород и слабой защищенности подземные воды подвержены поверхностному загрязнению, так как их пополнение происходит главным образом за счет атмосферных осадков. В пробах воды из колодцев часто наблюдаются повышенное содержание нитратов и высокое содержание органических веществ. Из-за легкой загрязняемости грунтовых вод и малой водообильности, которая отмечена при проведении комплексной геолого-гидрогеологической съемки, подземные воды четвертичных отложений нельзя считать перспективными для централизованного водоснабжения.
Воды дочетвертичных отложений эксплуатируются водозаборными скважинами. На сегодня в районе более пятидесяти водозаборных скважин, большинство из которых используют подземные воды нижнеустьинских и казанских отложений верхней перми.
По условиям обеспеченности пресными подземными водами территория района неоднородна. К обеспеченной можно отнести площади распространения водоносного горизонта казанских отложений. Площади распространения татарских отложений являются слабообеспеченными из-за низкой водообильности комплекса. К необеспеченным из-за высокой минерализации воды относятся Кумзерская котловина, долины рек Сить, Вондожь и отдельные участки долины реки Кубены.
Оценивая пресные подземные воды с точки зрения перспектив их использования в хозяйстве, необходимо отметить, что, кроме большой пестроты по обеспеченности подземными водами разных участков района, следует учитывать и некоторые особенности их химического состава. Это прежде всего высокое содержание в подземных водах железа, присутствие которого выше допустимых норм (0,3 мг/дм3) сильно затрудняет решение проблемы водоснабжения питьевыми водами[16].
При использовании железосодержащих вод требуются дополнительные затраты на удаление растворенного в воде железа. Однако железосодержащие воды района используются для хозяйственно-питьевого водоснабжения без технологического очищения от железа, что приводит к активной коррозии водоподъемного оборудования и заилению фильтров железистыми осадками. Железосодержащие воды имеют достаточно широкое распространение и приурочены к различным по литологии и возрасту водовмещающим породам. Они часто встречаются в водах четвертичных межморенных образований или речных отложений, содержащих полуразложившуюся органику, которая способствует образованию благоприятной обстановки для перехода железа из пород в водный раствор.
Минеральные воды. Естественных выходов минеральных вод в виде родников в пределах района не отмечено. Однако отдельные площади на территории района являются перспективными для поисков месторождений минеральных вод. К ним относятся, прежде всего долины рек Кубены, Сити и Вондожи и Кумзерская котловина. В пределах указанных площадей во время проведения среднемасштабной геологической съемки отмечен ряд проявлений минеральных вод различного состава. При бурении скважин на воду, в разное время проводившемся различными организациями, вскрыты подземные воды с минерализацией более 1-2 г/дм3.
Этими работами установлено, что в зоне активного водообмена среди минерализованных вод наиболее широким распространением пользуются воды сульфатного класса. Так, к питьевым лечебно-столовым водам краинского типа можно отнести сульфатные кальциевые воды с минерализацией 3 г/дм3, вскрытые скважиной в нижнеустьинских отложениях перми в интервале 116,8 —163,5 метра на станции Семигородняя. Удельный дебит скважины — 0,65 л/с. Близкие к краинскому типу воды вскрыты скважиной в казанских отложениях перми в интервале 106,0— 115,0 метра в деревне Кумзеро. Это сульфатные кальциевые воды с минерализацией 1,8 г/дм3. Дебит скважины — 0,07 л/с.
При бурении разведочно-эксплуатационных скважин на воду в деревне Михайловское, поселке Нижне-Кубенский и деревне Назариха в отложениях нижнеустьинской и казанской свит на глубинах от 100 до 140 метров встречены сульфатные магниево-кальциевые воды с минерализацией 2,26 — 2,42 г/дм3. Минеральные воды по составу оказались аналогами ашхабадскому (дороховскому) типу. Дебиты скважин составляют 0,07—0,13 л/с.
Ниже зоны активного водообмена под отложениями нижней перми, которые являются региональным водоупором, почти повсеместно могут быть вскрыты хлоридные натриевые рассолы с высоким содержанием брома. По составу такие рассолы являются аналогами вологодского типа минеральных вод. За пределами района такие воды вскрыты разведочной скважиной на глубине 356,0 метра в долине реки Ваги. Минерализация воды составила 78,2 г/дм3 при содержании брома 28 мг/дм3.
Таким образом, на территории района отмечены проявления минеральных питьевых вод различных типов — краинского и ашхабадского, а за пределами района (близ его границ) разведочными скважинами вскрыты питьевые минеральные воды кашинского и угличского типов. Практически повсеместно на территории района глубокими скважинами могут быть вскрыты минеральные воды вологодского типа (хлоридные натриевые рассолы с повышенным содержанием брома).
Полезные ископаемые
На территории Харовского района имеются месторождения и проявления торфа, карбонатных пород, кирпичных глин, строительных песков, гравийно-галечно-песчаной смеси и подземных вод.
Месторождения торфа приурочены к современным болотным отложениям. Он используется пока только как топливо и в качестве органического удобрения. В районе «Торфяным фондом РСФСР» учтено 64 месторождения торфа с общими запасами около 515 миллионов кубических метров. К сожалению, используется это сырье недостаточно, только как удобрение и в энергетических целях. Однако торф может применяться как теплоизоляционный и подстилочный материал, как сырье для производства кормовых дрожжей, кокса, газа, смолы, различных химических веществ. Кроме того, торф может содержать высокие концентрации редких и рассеянных металлов.
Карбонатные породы района используются для известкования почв и представлены известняками и известковыми туфами. Первые входят в состав пермских пород, вторые — четвертичных отложений. Известковый туф — комковатая, белая или розовая, пористая порода, мощность которой обычно не превышает 1,0 — 1,5 метра. Разведано одно месторождение известняков — Арзубихское, расположенное в долине реки Коровицы, у деревни Ар-зубиха. Кроме того, в долине реки Кубены выявлен целый ряд мелких месторождений и проявлений (Колыбаниха, Игумновское, Обориха, Савинское, Дырково и др.) с запасами карбонатных пород, не превышающими 0,6 миллиона кубометров.
Пески строительные представлены одним крупным промышленным месторождением — Баранихинским, которое расположено на правом берегу реки Кубены, в 7 километрах северо-восточнее города Харовска. Здесь мощность полезной толщи, являющейся водно-ледниковыми отложениями четвертичного возраста, достигает 20 — 25 метров. В ряде мест района есть непромышленные месторождения и проявления песка, используемого местным населением для хозяйственных нужд.
Гравийно-галечно-песчаные смеси представляют собой четвертичные флювиогляциальные отложения, используемые в качестве строительных материалов. Мелкие карьеры, в которых они добываются или добывались в недавнем времени, имеются в приустьевой части реки Талицы, у деревни Алферовская, между деревней Михайловское и деревней Будриха при впадении реки Багор в реку Кубену, на правом берегу реки Сить, а также в долинах рек Кума, Катрома, Пундута. Мощность полезной толщи в них редко превышает 5 метров.
В районе известно одно промышленное месторождение кирпичных глин — Харовское, расположенное в 6 километрах южнее города Харовска. Здесь глины залегают среди озерных межледниковых верхнеплейстоценовых отложений и имеют мощность 1—3 метра. Кроме того, имеется два мелких месторождения глин, мощность которых составляет 0,5 — 2,0 метра. Они приурочены к пойменным отложениям реки Кубены.
Таким образом, на площади, занимаемой ныне Харовским районом, сотни миллионов лет назад существовало море, периодически осушавшееся, а по геологическим меркам недавно здесь существовали ледники, которые при таянии оставили после себя горы песка, валунов, глины. Геологические процессы приводили к образованию различных полезных ископаемых. Приоритетными для территории района являются месторождения торфа, известняков, строительных песков, глин и подземных вод. Могут быть обнаружены новые, нетрадиционные для Харовского района полезные ископаемые, такие, как нефть, газ, алмазы.
Многие вопросы, связанные с геологией, жизненно важны для населения. Поэтому с геологическими материалами необходимо увязывать все сферы природопользования — планирование застройки городов и поселков, промышленное строительство, мелиорацию земель и т. д. Геология должна проникать во все стороны жизни общества.
ПРИМЕЧАНИЯ
1 Синеклиза — пологий, блюдцеобразный в плане прогиб в осадочной толще, охватывающий площадь в тысячи квадратных километров.
2 Платформа — структурный элемент литосферы, характеризующийся изометрическими очертаниями, площадью в тысячи квадратных километров и поло-го залегающими осадочными толщами.
3Девонские породы — породы, образовавшиеся 360 — 400 миллионов лет назад.
4 Мощность — толщина слоев.
5 Верхнепермские отложения — отложения, имеющие возраст 245 — 270 мил-лионов лет.
6 Свита — толща близких по возрасту и составу пород.
7 Четвертичные отложения — отложения, образовавшиеся в последние 2 миллиона лет.
8 Плейстоцен — время, продолжавшееся от 2 миллионов до 15 тысяч лет тому назад, или отложения, образовавшиеся в течение этого времени.
9Авдошенко Н. Д., Комиссаров В. В., Ляпкина А. А., Максутова Н. К. Изучение природы административного района (на примере Харовского района Вологодской области). Вологда: ВГПИ, 1984. 70 с.
10 Палеография Европы за последние сто тысяч лет. Атлас-монография. М.:, Недра, 1982. 156 с.
11Артезианский бассейн — прогиб в осадочных толщах, содержащих напорт ные подземные воды, которые при их вскрытии скважинами изливаются на поверхность или фонтанируют.
12 Водоносный горизонт — один или несколько пластов горных пород, насыщенных водой, представляющих собой единое целое в гидрогеологическом отношении.
13 Дебит — производительность, т. е. объем воды, выдаваемый скважиной (колодцем, родником) в единицу времени.
14 Водоносный комплекс — толща горных пород, содержащая несколько водоносных горизонтов, представляющих единое целое в гидрогеологическом отношении.
15 Ауслендер В. Г. Государственная геологическая карта СССР масштаба 1 : 200 000. Лист P-XXXY. М.: МинГео СССР, 1989.
16 Труфанов А. И. Формирование железистых подземных вод. М.: Наука, 1982. 133 с.