Полигона

Геологическая характеристика Кадышевско-Щербаковского

История исследования и геологическая изученность

Большой интерес к полигону связан, прежде всего, с особенностями
геолого-гидрогеологических условий, проявляющихся в наличии на данной
площади карстовой зоны так называемых Голубых озер. История их изучения
весьма тесно переплетается с историей изучения всего Приказанского района
и, в частности, г. Казани. Можно выделить три этапа исследований.

К первому этапу (вторая половина Х1Х века) относятся первые
научные наблюдения, проведенные учеными Казанского университета
(А.А.Штукенберг, А.В.Нечаев, М.Э. Ноинский и др.), которыми в 1888 г. была произведена геологическая съемка Казанской губернии, выявлены
особенности геологического строения полигона.

Второй этап (1930-60 гг.) включает геологическую и
гидрогеологическую съемку окрестностей г. Казани в масштабе 1:50000
(Е.И. Тихвинская, 1932), исследовано тектоническое строение и
охарактеризованы подземные воды. В 1939 г.опубликован сборник «Геология
Татарской АССР и прилежащей территории...» под редакцией
В.А.Чердынцева и Е.И.Тихвинской, в котором дано фундаментальное
обобщение геолого-гидро геологических исследований и было выделено
обособленное структурное поднятие, названное Кадышево-Щербаковским.

В 1940 г. Н.Н. Нелидов и Б.В. Селивановский в рукописной работе
«Гидро геологический очерк Татарии» проводят количественную и
качественную оценку подземных вод и вод озер 7 Сайгона по данным
бурения водозаборных скважин. В этот же период появляются основные
материалы по геоморфологии и карсту района, морфологии озерНых
котловин (Ю.В. Семеновский, 1940, Ступишин, 1947). В 1940-60 гг.
выходит ряд сводных гидрогеологических работ М.С. Кавеева, в которых
затрагиваются вопросы комплексной оценки подземных вод их
взаимосвязь с карстовыми процессами (М.С. Кавеев, 1959).

В 1961-1962 гг. сотрудниками Казанского государственного
университета на изучаемой территории были выполнены работы в рамках
геолого-гидрогеологических и инженерно-геологических исследований
масштаба 1:50000 района г.Казани г.Казани» (О.Н. Малышева,
Н.Н.Нелидов, Б.В.Соколов, 1965).

Третий этап (с 90-х гг. ХХ в). В 1996-2002 гг. Средневолжской ГРЭ
ФГУГП «Волгагеология» Н.Новгород) на данной площади были проведены
комплексные исследования в рамках геологической, гидрогеологической и
инженерно-геологической съемки, геологического доизучения и эколого-
геологических исследованиям масштаба 1:200000 в пределах листов М-39-
1, -11.

Проведенные исследования позволяют сделать вывод, что данная
территория достаточно изучена в геологическом, гидрогеологическом и
инженерно-геологическом отношении. На площади четко проявляются
разнообразные экзогенные процессы, доступные для непосредственного
изучения при проведении полевой геологической практики.

Физико-географический очерк

Полигон расположен в пределах Западного Предкамья к северу от г.
Казани, в нижнем течении Казанки при впадении в нее правого притока-
р.Солонки. В центральной части полигона находятся пос. Кадышево и пос.
Щербаково, на юго-западе расположена северо-западная часть Казани,
именуемая Сухая Река, на юге - с. Борисоглебское, на севере - с.
Макаровка. Полигон имеет вид прямоугольника. Протяженность с северана юг составляет 4,72 км, с запада на восток - 4,46 км. Площадь всего
полигона - около 21,05 км.

В орографическом отношении территория приурочена к обширной
Заволжской низменности, расположенной на левом склоне долины Волги.
Для Заволжской низменности характерен плоский рельеф с чередованием
врезанных, пологосклонных речных долин различного возраста и округлых
водораздельных пространств, расположенных на высотах 80-100 м и 120-160
м (География Татарстана, 1994). В пределах Кадышево-Щербаковского
полигона максимальные высоты составляют выше 115 м и расположены на
северо-востоке территории..

В морфоструктурном плане Заволжская низменность относится к
прямой мор ф о структуре типа низменность-синеклиза и в целом
соответствует Казанской седловине (Государственная геологическая
карта..., 1999). В пределах полигона Казанская седловина осложнена
тектоническими структурами высокого порядка, которые определяют
положение и конфигурацию речных долин. Так, в центральной части
полигона отложения верхнеказанского возраста образуют Кадышевскую
антиклинальную складку (Ю.В. Сементовский, 1940) и др.; Солонка делает
петлю, огибая данную положительную структуру. Это нашло отражение
асимметричном строении долины Солонки у западной окраины по с.
Кадышево и в размещении древнего палеовреза Волги.

Рассматриваемая территория имеет общий наклон на юго-восток, где
наблюдается мая минимальная высота, равная 53,1 м, приуроченная к урезу
Казанки.

На территории полигона водоразделы речных долин образованы
эрозионно-денудационными поверхностями, развитыми на древних
(л ихв инско-днепровской и окской) террасах Волги. В результате
длительного нахождения в континентальных условиях ранее
аккумулятивные террасы испытали интенсивную переработку склоновыми
делювиальными и делювиально-солифлюкционными процессами и
приобрели слабоволнистые очертания на севере и западе полигона
(междуречье рек Казанка-Солонка и Солонка-Сухая Река) они развиты на
абсолютных отметках от 90 до 115 м, в сторону речных долин опускаясь до
75-80 уровня. Углы наклона в приводораздельных частях составляют от
0,5-1' до 2-3', на склонах речных долин увеличиваясь до 5-8'. Северо-
восточное пос. Щербаково склон круто обрывается в долину Казанки,
образуя уступ высотой 20-25 м, крутизной до 45-50'.

Долина Казанки имеет плиоценовый возраст (С.Г. Каштанов, Н.Н.
Нелидов, 1954), о чем свидетельствует древний палеоврез, расположенный
юго-восточнее полигона. На рассматриваемой территории находится
нижнее течение реки, в пределах которого долина имеет практически
симметричное строение. Днище долины включает две аккумулятивные
поверхности: нерасчлененную поверхность поймы и первой террасы(абс.отм. 55-60 м~ и слабонаклонную поверхность второй надпойменной
террасы (абс. отм. 60-65 м). В связи с подпором воды в Казанке,
вызванным строительством Куйбышевского водохранилища, пойменные
участки затоплены (О.Н. Малышева и др., 1965). Поверхность поймы и
первой террасы неровная, осложненная валами, небольшими западинами,
ложбинами, водоотводными канавами, старицами. Вторая терраса развита
на обоих берегах и слабо наклонена (1-2') к руслу реки. Местами между
второй и первой террасами имеется выступ высотой около 5 м.

Река Солонка имеет повышенную минерализацию и особый
термический режим. В результате мощного подземного питания река не
замерзает. Расход воды в устье - 0,5-0,6 м /с.

Сухая река расположена в южной части полигона и впадает в
Казанку за его пределы. В отличие от Солонки, Сухая Река не имеет
постоянного грунтового питания и в меженное время пересыхает.

На поверхности низких надпойменных террас Казанки наблюдаются
озера-старицы, большинство из них имеют небольшие размеры и в
настоящее время зарастают. Глубина ст. - 1-2 м. Озера-старицы имеют,
преимущественно, пресные воды. Исключение составляет «Голубое»
(Большое Голубое) озеро площадью 4,6 га и объемом около 60 тыс. м'
(рис.1). Оно расположено южнее пос. Щербаково в пределах первой
террасы Казанки и, приурочено к мощным выходам подземных вод.
Озерная котловина первоначально была старицей Казанки, о чем говорит ее
подковообразная форма. В северной части котловина осложнена двумя
карстовыми провалами, названными Большой и Малой Пучинами. Глубина
Большой Пучины составляет от 13 до 18,3 м, Малой - от 3 до 6,5 м. В
старичной части глубина превышает 2,0-2,5 м. Озеро соединяется с
Казанкой небольшой протокой (Ю.В.Сементовский 1957; Б.В.
Селивановский и др., 1949; С.Г. Каштанов, 1975 и др.).

На низких надпойменных террасах Казанки и Солонки небольшими

фрагментами наблюдаются заболоченные участки.

Исследуемую территорию можно подразделить на природные
(естественные) и культурные ландшафты. Естественные ландшафты
относятся к подзоне южной тайги и составлены смешанными лесами на
дерново-подзолистых и подзолистых почвах. Вдоль берегов рек
произрастают влаголюбивые деревья. Низкие террасы покрыты луговой
растительностью на подзолисто-глеевых и иллювиальных почвах (Почвы
Татарии, 1962).

По степени преобразования природных ландшафтов хозяйственной
деятельностью человека, полигон относится к полевым (агрикультурным)
ландшафтам, где естественная растительность занимает менее 30% (
полигоне всего 20%), а освоенность территории составляет более 70%.
Близость г. Казани сказалась на размещении в пределах полигона большогоколичества садоводческих участков, на долю которых приходится около 1,75 км (или 8% площади полигона),каждый из которых начинается преимущественно терригенными и заканчивается карбонатными поводами.

_

Рис. 1. Геологическая карта

(составлена И. С.Нуриевым

по материалам О.Н. Малышевой и др., 1965)

Стратиграфия

В строении верхней части геологического разреза КадышевоЩербаковского полигона принимают участие отложения пермской, неогеновой и четвертичной систем.

Пермская система (Р)

Казанский ярус (Р2кг)

В составе нижнеказанского подъяруса выделяют следующие стратиграфические подразделения, соответствующие этим ритмам:

Нижнеказанский подъярус (Р,к2,)

Отложения нижнеказанского подъяруса вскрыты скважинами в юговосточной части полигона. Они трансгрессивно залегают на размытой и закарстованной поверхности сульфатных и карбонатных пород сакмарского яруса и перекрыты отложениями верхнеказанского подъяруса, плиоцена, а также нижнего и среднего неоплейстоцена и голоцена (рис.1,2).

В составе нижнеказанского подъяруса выделяют три осадочных ритма.

Рис 2. Геологический разрез по линии А-В

(составлен И.С.Нуриевым по материалам О.Н.Малышевой и др.)

Макаровка

1кмивиииии

Рис. 3 Геологическая карта четвертичных отложений (составлена

Серебренниковой, И. С. Нуриевым, по материалам О.Н.Малышевой)

Айтуганские слои, мощностью не более 5 м, представлены слоистыми
серыми мергелями, известняками и, реже, аргиллитами, равномерно
распределёнными по разрезу. Известняки содержат остатки морских лилий и
брахиопод.

Нижнекамышинские слои, мощностью 14-15, м представлены в

основании разреза серыми тонкослоистыми мергелями, в которых вверх по
разрезу появляются прослои тонко-равномернозернистых известняков с
детритом раковин пелеципод, брахиопод, криноидей,мшанок, фораминифер
и остатков харовых водорослей. В виде незначительных прослоев
встречаются доломиты и песчаники на карбонатном цементе.

Веркнекамышинские слои, мощностью 15-19 м, слагаются в

нижней части разреза. Представлены известняками, серыми, буровато-
серыми, мелко- и неравномерно-зернистыми, известковистыми глинами с
включениями алевролита, далее вверх по разрезу залегают известняки серые
с фауной и серые алевритовые мергели, с обуглившимися растительными
остатками, желто-серые отрицательно-оолитовые известняки. Общая
мощность отложений нижнеказанского подъяруса изменяется от 35 до 56 м.

Верхнеказанский подъярус (Р,к2~)

Подъярус представлен сероцветными глинисто-карбонатными
' породами общей мощности 45-55м (рис 2,3), подразделенный М.Э.

Ноинским (О.Н. Малышева и др., 1965) на пачки, которые выделяются в
разрезах скважин Кадышево-Щербаковского полигона:

Пачка А «ядреный камень» вскрывается скважинами и слагается

известняками серыми, небольшими пустотами, заполненными кальцитом,
реже гипсом. Органические остатки представлены фораминиферами и
обломками раковин пелеципод. Мощность пачки -7,5 м (О.Н. Малышева и
др., 1965).

Пачка В «слоистый камень» вскрывается только скважинами и

представлена мергелями мощностью - до 1,25 м), известняками с прослоями
доломитов (мощностью — до 4 м). Из органических остатков присутствуют
фораминиферы, пелициподы и отпечатки гастропод. мощность пачки — до 5,5
м.

Пачка С «подбой» отчетливо выделяется в разрезе верхнеказанских

отложений по преобладанию терригенных пород - глины алевролитовые,
алеврито-доломитовые, серые, темно-серые с маломощными пр о слоями
доломита и песчаника. В подошве пачки залегает мергель доломитовый
мощностью 0,6 м. Серая окраска глин обусловлена присутствием углистого
материала, наблюдается значительная пиритизация. Карбонатная часть глин
представлена зернами доломита. Алевритовая часть состоит преимущественно
из зерен кварца. Тот же состав имеет обломочный материал в песчаниках,
залегающих в виде просто ев мощностью 0,1 м. Органические остатки
представлены неопределимыми обломками фауны. Общая мощность - 1,75-2,0

Пачка Д «серый камень» обнажена в бассейне р.Солонки (у пос.
Кадышево) и сложена известняками серыми, мощностью 0,5 м, доломитами
серыми, желто-серыми, в нижней части оолитовыми, известковистыми
мощностью 8,3 м. В кровле - темно-серые известняки, мощностью 4 м. Из
палеонтологических остатков преобладают отпечатки и ядра пелеципод и
гастро под.

Пачка Е «шиханы» обнажается в бассейне р.Солонки у западной
окраины пос. Кадышево и сложена доломитами, аналогичными
вышеописанным. В некоторых разрезах (у пос. Кадышево) в нижней части
наблюдаются стяжения кремня, что сближает толщу с «серым камнем» и
затрудняет проведение границы между ними. Общая мощность пачки в
изученном районе 2,8-3,8 м (Геология Татарстана, 2003).

Пачка Е «опоки» характеризуется преимущественным развитием
глинистых порол обнажающихся у западной окраины пос. Кадышево. Глины
серые, темно-серые, известковые, с большим количеством обуглившихся
растительных остатков. В основании мергель глинистый (мощностью 0,1-0,2
м), содержащий линзы мелкозернистого песчаника. Мощность «опок» - до
9,0 м.

Пачка F «подлужник» образует естественные обнажения у пос.
Щербаково и пос. Кадышево, а также вдоль р.Солонки, слагается
карбонатными породами с редкими прослоями глин. Нижняя часть пачки
представлена массивными толстонаслоенными эолитовыми известняками и
доломитами, нередко окремнелыми. В верхней части залегают доломиты
светло-серые, тонко наслоенные, плитчатые, содержащие гипс или каверны
от его выщелачивания. Из органических остатков обнаружены фораниферы,
пелециподы и брахиоподы. Общая мощность пачки -10 м (О.Н. Малышева и
др.).

Пачка G «переходная» венчает отложения верхнеказанского подъяруса.
Вдоль береговой линии р. Казанка пачка «переходная» большей частью
отсутствует. Отложения представлены светло-серыми доломитовыми
мергелями, сильно глинистыми доломитами, а также доломитизированными
известняками, встречаются и красноцветные прослои. Мощность
«переходной» пачки достигает 5-9 м, увеличиваясь на отдельных участках до
10-13 м. органических остатков обнаружены отпечатки беззамковых
брахиопод.

Уржумскии ярус (Р2иг)

Отложения яруса залегают в северо-восточной наиболее возвышенной
части полигона на левобережье Казанки мощность отложений не превышает
15-20 м (рис.2). Ярус составлен пестроцветными глинами и мергелями,
которые тонко переслаиваются между собой (мощность слоев не превышает
0,3-0,5 м). На отдельных уровнях встречаются прослои известняков,
доломитов, иногда линзы песчаников. Мощность прослоев — 0,2-0,7 морганические остатки - неморские остракоды, двустворчатые моллюски,
отпечатки растеши (О.Н.Малышева и др., 1965).

Неогеновая система (N)

Плиоцен

Плиоценовые отложения залегают в западной части полигона под
чехлом четвертичных образований мощностью от 15 до 80 м. Плиоцен
представлен толщей песчано-глинистых пород мощностью от 5-20 м до 40 м,
колебания которой связаны с неровной поверхностью подстилающих
палеозойских отложений, а также с различной глубиной вреза вышележащих
четвертичных образований. В составе плиоцена выделяют два ритмично
построенных комплекса, каждый из которых в нижней части сложен
преимущественно песками, нередко с гравием и галькой, а в верхней - в
основном глинистыми породами. В пределах полигона преимущественно
развит верхний комплекс, сложенный песками, супесями, суглинками и
глинами. Общая мощность колеблется от 4-6 до 44 м (Блудорова и др., 1985).

Четвертичная система (Q)

В пределах полигона четвертичные породы перекрывают
нижележащие образования сплошным чехлом, отсутствуя лишь западнее пос.
Кадышево на крутом правом берегу р.Солонки и представлены, главным
образом, аллювиальными отложениями Волги и Казанки и относятся к
различным возрастным группам от раннего неоплейстоцена до голоцена. Мак-
симальная мощность 80-90 м (рис.2, 3).

Неоплейстоцен

Нижний отдел отложения нижнего отдела, слагающие окскую
террасу р.Волги с абсолютными отметками поверхности 110-130 м,
прослеживаются на севере и северо-западе полигона. На севере у п.
Щербаковка банальный горизонт окского аллювия залегает на пермских
породах, на отметках 75-80 м и представлен косослоистыми песками,
содержащими кварцевую гальку и мелкий щебень местных пород. Выше
разрез наращивается, супесями, глиной песчано-алевритовой, песками
коричневато-желтыми, светло-серыми. Максимальная мощность отложений-
60-70 м.

Средний отдел

Средний отдел на территории полигона представлен отложениями
лихв инско-днепров ско- одинцо вско-московского горизонтов. Лихв инско-
днепровские отложения занимают западную часть полигона (правобережье
р. Солонки). Подошва горизонта залегает на неогеновых отложениях, на
абсолютных отметках 26-45 м. Сложен горизонт песками глинистыми,
мелкозернистыми желтовато-серыми. Мощность отложений изменяется от 5-10
м до 60-70 м.

Одинцовско-московские отложения, встреченные в южной и
центральной части полигона в пределах междуречья Солонки и Казанки, представлены чередующимися слоями мелкозернистых желтовато-серых
песков и коричневых, серых суглинков и супесей. Слои имеют непостоянную
мощность и залегают в виде линз. Одинцовско-московские отложения более
глинистые, по сравнению с отложениями лихвинско-днепровского горизонта.
Пески преобладают в нижней части разреза, в основании они нередко
содержат щебень местных пород. Мощность колеблется от 20 до 38 м,
уменьшаясь на восток до 11-15 м.

Верхний отдел

Отложения слагают микулинско-калининскую террасу, распространены
на правом и левом берегах р.Казанки в юго-восточной части полигона и
представлены суглинками светло-коричневыми, горизонтально слоистыми,
глинами желтовато-серыми с линзами мелкозернистых песков. Общая
мощность микулинско-калининского аллювия Казанки составляет 18-22 м,
уменьшаясь иногда до 11-13 м (рис.2, 3).

Голоден

Современные отложения, слагающие пойменные террасы рек и
оврагов, покрывающие делювиальным чехлом более древние образования,
имеют повсеместное развитие. В составе отложений пойменной террасы можно
выделить русловую, пойменную и старинную фации. Русловой аллювий сложен
желтовато-серыми хорошо отмытыми песками от мелко- до крупнозернистых,
содержащих гравий и гальку. Глинистые породы не имеют существенного
значения, залегая в виде тонких прослоев и линз. Наряду с песками,
существенную роль играют супеси и суглинки.

Старичные фации имеют подчиненное значение и залегают в
разрезе в виде линз между песчано-глинистыми образованиями. Выявлены
также темно-серые и темно-синие глины вязкие, иловатые, переслаивающиеся
с суглинками и супесями.

В строении пойменной террасы р.Казанки принимают участие
желтовато и коричневато-серые пылеватые супеси и суглинки, редко глины,
мощностью 2-4 м. В нижней части пойменной террасы залегают тонко- и
мелкозернистые, часто глинистые, желто-серые и серые пески с линзами супесей
и суглинков. Местами, в бывших старинных понижениях, прослеживаются
илистые темно-серые, часто заторфованные глины и суглинки. В основании
разреза залегают разнозернистые пески. Мощность пойменного аллювия
Казанки - 12-15 м, с уменьшением на отдельных участках до 8,0-9,0 м.
Пойменные террасы р.Солонки сложены также глинисто-песчаными
отложениями.

Тектоника

- В пределах полигона выделяется: Кадышево-Щербаковское поднятие и

Макаровско-Туринский прогиб.
Кадышево-Щербаковское поднятие, или брахиантиклиналь, обладает

изометричной формой, площадью около 6 км2, амплитудой 20 м, падением

крьшьев 0,02 (Королев и др., 1974). Она граничит с Макаровско-Туринским
прогибом, ось которого проходит от д. Макаровка на р.Солонке до д.Старая
Тура. Глубина прогиба различна: для окрестностей д.Макаровка она равна 62 м,
по отношению к Кадышево-Щербаковскому поднятию - 45 м. Протягиваясь на
восток от д.Макаровка прогиб расширяется, становится более мелким и
пологим, а у д.Старая Тура дне его становится на 12,5 м выше, чем у д.
Макаровка. Простирание прогиба - СВ 65'.

Кадышево-Щербаковская брахиантиклиналь имеет, по-видимому, лишь
второстепенное значение. Простирание ее намечается линией, идущей в
направлении 61' от пос. Кадышево до пос. Щербаково. Наибольшее поднятие,
сопровождаемое неправильными мелкими поднятиями и погружениями,
выявлено у пос. Кадышево, откуда ось антиклинали медленно погружается к
IIoc. Щербаково (всего на 4 м). От оси брахиантиклинали слои довольно быст-
ро погружаются к северо-западу (под углом 36' в направлении С3 339'), к юго-
востоку погружение идет более медленно. Проследить брахиантиклиналь на
значительном протяжении по простиранию не представилось возможным,
так как и к северо-востоку от пос. Щербаково и к юго-западу от пос.
Кадышево пермские пласты брахиантиклинали срезаны эрозией (Е.И.
Тихвинская,1939).

Территория Кадышево-Щербаковского полигона по степени
сейсмической опасности при вероятности 10% относится к зоне интенсивности
равной 5 баллам, по степени вероятности 5% - равна 6 баллам и по степени
вероятности 1% - 7 баллам (СНиП П-7-81).

В настоящее время территория Кадышево-Щербаковского полигона
приурочена к области вертикальных новейших тектонических движений
отрицательного знака, за исключением северо-западной части полигона (район д.
Макаровка). Скорость движений положительного знака составляет менее 1
мм/год, а отрицательного - 4 мм/год и более (О.Н. Малышева и др., 1965).

Гидрогеологические условия

Кадышево-Щербаковское поднятие располагается в области развития
пластовых вод Камско-Вятского артезианского бассейна. Наиболее
характерной чертой бассейна является региональное.распространение в нем
гипсово-ангидритовой толщи нижней перми. По типу водопроницаемости,
характеру водоносности на рассматриваемой территории выделяются
следующие гидростратиграфические подразделения: а) водоносный
современный аллювиальный комплекс;

1)водопроницаемый локально слабоводоносный микулинско-
калининский аллювиальный комплекс;

2) водоносный одинцовско-московский аллювиальный комплекс;

3) водоносный лихвинско-днепровский аллювиальный комплекс;

4) водоносный нижненеоплейстоценовый аллювиальный комплекс;

5) водоносный плиоценовый терригенный комплекс (М2);

6) водопроницаемый локально слабоводоносный нижнеуржумскийтерригенный комплекс;

7) водоносный верхнеказанский терригенно-карбонатный комплекс

Дата добавления: 2015-07-08