Инженерная геодинамика

Четвертичный период (Q)

Плейстоцен-голоценовый век (Q_I-IV)

Отложения плейстоцен-голоцена распространены как в предгорьях, так и на Северо-Осетинской (Владикавказской) равнине. Все они являются континентальными образованиями, принадлежащими к следующим основным генетическим группам:

- аллювиально-флювиогляциальные,  аллювиально-пролювиальные отложения Владикавказской равнины (галечники, суглинки, пески);

- аллювиальные отложения  речных террас;

- лессовидные суглинки  полигенного происхождения, обычно венчающие, разрез речных террас.

Четвертичные отложения  мощным чехлом перекрывают всю Северо-Осетинскую равнину, а также развиты в  межгорных впадинах полосы предгорий и долинах рек. Четвертичные отложения в соответствии со схемой стратиграфического расчленения Предкавказья представлены всеми четырьмя звеньями: нижним, средним, верхним и современным.

Литологическую характеристику приводим по данным гидрогеологических скважин, пробуренных на Ардонском, Дигорском, Бесланском участках с использованием материалов, полученных при бурении скважин на нефть  и газ, геологической карты Горной Осетии масштаба 1:50 000 (Ольховский Т.П., Тибилов С.М., 1998 г.) и данных, полученных непосредственно при бурении скважин на участке работ.

Нижнее звено (Q₁). Отложения нижнего звена вскрыты как структурно-поисковыми, так и гидрогеологическими скважинами, пробуренными на участке работ. Эти отложения представлены валунно-галечниковыми образованиями изверженных, метаморфических  и реже осадочных пород с песчано-глинистым заполнителем. В южной части района отложения нижнечетвертичного звена представлены суглинками с редкой галькой и валунами известняков и кристаллических сланцев. В толще нижнечетвертичных отложений также встречаются небольшие по мощности локально распространенные пропластки светло-желтых глин сильно песчанистых и с включениями гальки пород осадочного происхождения. Мощность отложений нижнечетвертичного звена увеличивается с юга к центральной части Владикавказской котловины от 20-40 до150-200 м (5, кн.1, стр.84), а на рассматриваемом участке принимается равной 70 м.

Как самостоятельная стратиграфическая  единица нижнее звено (Q_I) не нашло ясного отражения из-за отсутствия четких литологических и палеоботанических критериев, в связи с чем терригенные отложения этого звена показаны объединенными с отложениями среднего и верхнего звена неоплейстоцена.

Среднее звено (Q_II.) Комплекс отложений, относимых к среднему звену неоплейстоцена, весьма представителен. Прежде всего осадки аллювиального ряда, которые развиты во всех районах РСО-Алания. В горной части этого отложения ледникового и флювиогляциального ряда. К северу от Скалистого хребта во время Терских оледенений формировались мощные флювиогляциальные и аллювиальные толщи. Аллювий в горах валунный, плохо сортированный, переходящий вверх по долинам в толщи флювиогляциального типа, к предгорьям становится валунно-галечным с большим количеством песчаной составляющей. Среди аллювиальных толщ Владикавказской котловины (Северо-Осетинской равнины) выделяются горизонты селевого типа, содержащие глыбы андезитов, реже гранитов, размером 3-4 м в поперечнике. В верхней части аллювиальных толщ обособляются супесчано-суглинистые горизонты.

В разрезах скважин на участке  работ неоплейстоценовые отложения среднего звена (Q_II) представлены валунно-галечниковыми отложениями изверженных, метаморфических и, реже, осадочных пород с песчано-глинистым заполнителем. В отдельных скважинах песчано-глинистый заполнитель становится основной массой, а валуны и галька представлены в виде отдельных включения. На выходах на поверхность среднее звено (Q_II) представлено аллювиально-делювиальными отложениями IV и V надпойменных террас рек Терек, Фиагдон, Ардон, Урсдон.

Мощность отложений среднего звена неоплейстоцена на участке работ принимается равной 75 м.

Верхнее звено (Q_III). Самое широкое распространение в районе проведенных работ получили отложения верхнего звена неоплейстоцена. К ним относятся и моренные отложения горной области и речные галечниковые образования равнинной части. Отложения этого возраста наиболее полно могут быть охарактеризованы по гидрогеологическим скважинам, пробуренным на исследуемом участке, а также скважинами, пробуренными для водоснабжения г.г. Дигоры, Ардона, Беслана. Литологически они представлены галечниками, состоящими из плохо отсортированных, но хорошо окатанных галек с песчано-глинистым заполнителем. Галька состоит из известняков, гранитов и кристаллических сланцев. Размер галек 4-7 см, реже 10 см. Среди галек часто встречаются валуны диаметром 15-20 см и крупные глыбы размером до 1-2 м. В разрезах верхнечетвертичного звена (Q_III) значительно меньше содержание глинистой фракции, нежели в отложениях среднего звена (Q_II). На выходах на поверхность отложения верхнего звена неоплейстоцена слагают вторую и третью надпойменные террасы р. Терек и ее притоков.

Мощность отложений верхнечетвертичного  звена по данным бурения гидрогеологических скважин в описываемом районе составляет 40-50 м.

Современное звено (Q_IV). На территории описываемого района голоцен представлен аллювиальными отложениями, развитыми узкой полосой по долинам рек Ардон, Фиагдон, Гизельдон, Терек. Аллювий представлен промытыми валунно-галечниковыми отложениями. Валуны и галька состоят из обломков изверженных и, редко, осадочных пород. Мощность отложений 4-6 м.

Мощность отложений четвертичного  периода меняется в широких пределах, увеличиваясь к центральной части Владикавказской (Северо-Осетинской) равнины и на площади участка работ составляет более 200 м. С увеличением мощности с глубиной увеличивается и содержание глинистого материала, и количество глинистых прослоев.

Тектоника.

В геоструктурном отношении район работ приурочен к сложному тектоническому узлу: на севере располагается Заманкульское локальное антиклинальное поднятие, в центральной его части (описываемый участок) Северо-Осетинский синклинальный прогиб и на юге проходит узкой полосой Черногорская моноклиналь с осложняющим ее Коринским тектоническим выступом (Рис. 1.6).

Заманкульская антиклинальная зона по данным некоторых исследователей (М.С. Швецова, Б.К. Лотиева, И.О. Брод, В.Л. Мкртычева; 3, стр.28) представляется как самостоятельная антиклинальная складка по кровле верхнемеловых отложений и ее размеры внутри изогипсы 1300 м составляют: длина – 7,8 км, ширина – 2,8 км, амплитуда – 750 м.

Северо-Осетинский синклинальный  прогиб, куда входит участок работ, представляется как крупный грабенообразный синклинальный прогиб с рядом осложняющих его антиклинальных структур, из которых к описываемой территории примыкают Хумалагское и Кадгарон-Нартское поднятия.

Вопрос генезиса Северо-Осетинского  синклинального прогиба упомянутыми исследователями трактуется следующим образом: на ранней стадии упомянутая структура имела форму типа грабен. В последующем, на этапе альпийского тектогенеза она была заполнена мезозойскими и кайнозойскими отложениями, которые образовали крупный синклинальный прогиб, характеризующийся распространением мощной толщи (до 2000 м) валунно-галечниковых образований.

Черногорская антиклиналь  к западу от реки Ардон осложняется  Коринским тектоническим выступом, который по кровле готеривского яруса нижнего мела вырисовывается как самостоятельная антиклинальная складка с амплитудой поднятия 80 м.

Угол наклона слоев  Черногорской моноклинали северо-восточный  и составляет 18-22%. На запад по простиранию  углы наклона уменьшаются и в  районе р. Урух составляют 15%, а на восток – увеличиваются до 70-80% (р. Камбилеевка). Вся полоса Черногорской моноклинали является областью питания, т.к. все вышеописанные стратиграфические элементы имеют выход на дневную поверхность и имеют наклон на север, т.е. в сторону описываемого нами участка.

Гидрогеологические  условия.

В гидрогеологическом отношении  описываемый район расположен в  пределах Осетинского артезианского  бассейна, сложенного толщей четвертичных валунно-галечниковых отложений с прослоями песков, суглинков и глин. К настоящему времени достаточно изучены по площади района водоносные горизонты четвертичных отложений и акчагыл-апшерона. Более глубокие водоносные горизонты, залегающие на больших глубинах изучены недостаточно. Наибольший интерес в пределах Северо-Осетинской (Владикавказской) котловины представляют воды аллювиально-флювиогляциальных (селевых) отложений нижне-верхнеплейстоценового возраста, эксплуатацией которых обеспечивается централизованное водоснабжение городов Дигора, Ардон, Беслан и целого ряда населенных пунктов.

Дебиты скважин, эксплуатирующих  четвертичный водоносный комплекс, варьируют от 2 дм³/сек до 20 дм³/сек и более, чаще составляют 5-10 дм³/сек. Качество воды хорошее, отвечающее требованиям ГОСТа «Вода питьевая».

Водоносный горизонт современных отложений (Q_IV)

прослеживается в долинах  рек и балок в виде узких  полос. Водовмещающие породы представлены валунно-галечниковыми отложениями с песчаным матриксом, песками и супесями с примесью гальки и гравия. Воды пресные с минерализацией 0,2-0,5 г/дм³, по химическому составу гидрокарбонатные магниево-кальциевые. Движение подземного потока в долинах рек происходит в северном и северо-западном направлениях с уклоном 0,09-0,12. Режим водоносного горизонта зависит от климатических и гидрографических факторов, т.к. питание его осуществляется за счет атмосферных осадков и поверхностных вод.

Мощность горизонта в  речных долинах составляет 10-80 м. Дебиты эксплуатационных скважин составляют 100-300 м³/час при понижениях от 2 до 15 м. Горизонт имеет большое практическое значение.

Водоносный комплекс нерасчлененных нижне-верхнеплейстоценовых отложений (Q_I-III)

(преимущественно аллювиальных или аллювиально-пролювиально-селевых по генезису). Имеет широкое развитие в пределах Северо-Осетинской равнины. Водовмещающей является мощная толща валунно-галечниковых отложений с песчаным и песчано-глинистым заполнителем. Мощность водовмещающих пород колеблется в пределах от 50 до 300 м, причем наибольших величин она достигает в центральной (осевой) части бассейна, наименьшие – характерны для его периферии. Хорошая гидравлическая связь отдельных частей (зон) толщи и отсутствие выдержанных глинистых прослоев обуславливают безнапорный характер циркуляции вод.

Статические уровни грунтовых  вод фиксируются на глубинах 1-60 м. Минимальные глубины отмечены у  северных границ бассейна, где увеличивающаяся глинистость в совокупности с уменьшением мощности нижне-верхнеплейстоценовых отложений обусловили частичную разгрузку горизонта в виде многочисленных источников и озер. Здесь имеют место и небольшие местные напоры.

Водообильность комплекса по площади неодинакова. Особенно высокая водообильность отмечается в зоне грунтовых вод в центральной части бассейна. Дебиты скважин составляют 4-50 дм³/сек при понижениях 0,5-15 м. Значения коэффициента фильтрации изменяется от 16 до 72 м/сутки. На западной и южной окраинах бассейна водообильность более низкая. Удельные дебиты скважин составляют 0,01-0,26 дм³/сек. Воды пресные, минерализация 0,2-0,6 г/дм³, благополучны в бактериальном отношении.

Непосредственно на участке  работ пьезометрические уровни воды устанавливаются на глубинах 7-10 м, дебиты скважин – 20-25 дм³/сек при понижениях 2,5-3,0 м. Химический состав воды гидрокарбонатный магниево-кальциевый, минерализация 0,3 г/дм³. Воды благополучны в санитарно-бактериологическом отношении и используются для водоснабжения села Мичурино.

Движение подземного потока в пределах Северо-Осетинской равнины  происходит в северном и северо-западном направлениях. Питание водоносного горизонта осуществляется за счет инфильтрации атмосферных осадков и поверхностных вод, соответственно и режим его обусловлен климатическими и гидрогеологическими условиями. Амплитуда колебаний уровня грунтовых вод в центральной части Владикавказской котловины не превышает 3 м. Качество вод во времени остается постоянным.

Комплекс является основным источником хозпитьевого водоснабжения населенных пунктов района, промышленных и других предприятий, расположенных на Осетинской равнине.

Водоносный комплекс акчагыл-апшеронских отложений (N₂a-Q_E rd)

 Распространен на северных  склонах Лесистого хребта, далее  на север простирается сплошным  чехлом под четвертичными отложениями  (где он залегает на глубинах 300-500 м, иногда 700 м) и обнажается на Сунженском хребте.

Водовмещающими породами являются галечники, пески и песчаники, реже конгломераты, разделенные на отдельные водоносные горизонты  достаточно мощными глинистыми прослоями. Мощность глинистых прослоев  и линз составляет 10-30 м, иногда более, а мощность водоносных горизонтов изменяется от 2-3 м до 52 м.

В южной части района, в  предгорьях, в отложениях акчагыл-апшерона имеются как напорные, так и безнапорные воды, приуроченные к валунно-галечниковым отложениям, пескам и конгломератам. Безнапорные воды практического значения не имеют и для водоснабжения используются лишь в единичных случаях.

Напорные воды вскрываются  на глубинах от 32 до 342 м. Пьезометрические уровни устанавливаются на глубинах от 170 м ниже поверхности земли и до 6 м выше устья. Движение потока происходит в северо-западном направлении, уклон пьезометрической поверхности составляет 0,002-0,008. По химическому составу воды являются гидрокарбонатными кальциевыми с минерализацией 0,3-0,6 г/дм³. Дебиты скважин характеризуются величинами 0,2-3,8 дм³/сек при понижениях 1-72,5 м. Воды пресные, благополучны в санитарно-бактериологическом отношении, хорошего качества.

Питание водоносного комплекса  осуществляется за счет атмосферных  осадков, выпадающих в области выходов  отложений на поверхность и перетекания вод из вышележащих водоносных горизонтов. Естественный дренаж частично имеет место на юго-восточном склоне Сунженского хребта в виде малодебитных (до 0,3 дм³/сек) родников.

В заключение краткого описания водоносных комплексов и горизонтов необходимо отметить, что во многих случаях эти комплексы (горизонты) не являются полностью между собой изолированными, т.к. не везде имеются региональные водоупоры, четко разграничивающие водоносные горизонты. Региональными водоупорами являются лишь глинистые отложения нижнего и среднего сармата и майкопа, залегающие ниже, и представленные, в основном, известковыми глинами, глинами с прослоями мергелей и песчаников и маломощными прослоями песков и песчаников.