Особенности гидрогеологии карбонатного комплекса восточного склона являются, по-видимому, общими для всего Урала, только в других районах они изучены относительно хуже.

 

Отложения комплекса представлены известняками различного состава (от химически чистых до сильно глинистых), переслаивающихся с прослоями терригенных пород (глины, алевриты, песчаники) и бокситов. Гипсометрически участки распространения карбонатов, за редким исключением, занимают относительно пониженное положение относительно вмещающих их некарстующихся горных пород, в связи с чем с ними связаны многочисленные речные долины и карстовые озера.

Характерно широкое распространение современных форм поверхностного карста (воронки, провалы, полья, суходолы), которые наиболее интенсивно развиты в днищах речных долин, на пониженных участках в зонах интенсивной дислоцированности горных пород и тектонических нарушений.

Установлена интересная закономерность связи мощности верхней интенсивно закарстованной зоны с климатической зональностью территории, В антиклинальных интенсивно дислоцированных структурах, в зонах тектонических нарушений и контактов с некарстующимися породами мощность верхней зоны в пределах Северного Урала достигает 500, в редких случаях 1000 м., Среднего– 200–300 м., Южного – 100–150 м. и менее. Вне зон интенсивной закарстванности соответственно: 200–250, 80–100 и 50–60 м. Подобные различия связывают с закономерными (широтными) изменениями атмосферных осадков и величин испарения, что определяет интенсивность инфильтрационного питания и водообмена. Наиболее интенсивной закарстованностью характеризуются во всех случаях наиболее химически чистые известняки. Ширина интенсивно закарстованных и обводненных зон вдоль тектонических нарушений и контактов достигает 300–400 м на Северном Урале и до 100–200 м. на Южном.

Кф карбонатных пород характеризуются резкими изменениями (от менее 1,0 до 200 м /сут.и, вероятно более). Установлено, что проницаемость характеризуется резко выраженной анизотропией: по простиранию пород (общеуральское направление) значения Кф в 3–10 раз превышают значения вкрест простирания. Ширина высокопроницаемых зон вдоль тектонических нарушений изменяются от 3–5 до 20–30 м. и более. Прослои терригенных пород разного состава во всех случаях являются относительными водоупорами. В пределах СУБра в двух закарстованных зонах, разделенных слоем бокситов, разность напоров подземных вод достигает 40 м. В глубоких частях разреза при наличии относительных водоупоров, связанных с терригенными слоями или относительно слабо закарстованными интервалами распрстранены напорные на пониженных участках самоизливающиеся воды.

В связи с условиями залегания и высокой проницаемостью верхней зоны условия питания подземных вод являются чрезвычайно благоприятными (инфлюация и инфильтрация, поглощение поверхностных вод, подземный приток по зонам нарушений из залегающих гипсометрически выше накарстующихся пород. Движение подземных вод осуществляется от склонов речных долин и возвышенных участков к понижением в рельеф, а также в виде мощных подрусловых потоков в прирусловых частях долин, где уклоны зеркала грунтовых вод соответствуют уклонам – поверхностных.

Разгрузка трещинно-карстовых вод осуществляется в виде многочисленных источников, групповых выходов, русловой и донной (озера) разгрузки (субаквальные источники). Дебиты источников изменяются от 3,0–5,0 (южн.Урал) до 200–300 л/с., у крупных групповых выходов до 2000 л/с и более. Наблюдается определенная закономерность уменьшения средних значений дебитов источников в направлении от бортов речных долин к днищам и в направлении от Сев. Урала к Южному. Вдали от рек и вне интенсивно закарстованных зон дебиты источников обычно не превышают 1–3 л/с, на Южн. Урале до 0,1–0,3 л/с.

Дебиты скважин – 2–3 л/с (Южн.Ур.) до 30–50 на придолинных участках рек и до 100 л/с и более (Сев. и Ср. Ур.)

Притоки в горные выработки в зависимости от водообильности «участка» достигают сотен л/с. На территории СУБра (Серов, Ивдель) приток в горные выработки при эксплуатационном понижении уровня до 200 м достигает 3000–3500 л/с., при этом по имеющимся данным более 95% водопритока формируется за счет фильтрации поверхностных вод.

Минерализация трещинно-карстовых вод изменяется преимущественно от 0,2 до 0,8 г/л, состав НСО₃-Са (Мg), на Юж. Урале (преим. юго-вост. часть) от 0,2–0,8 до 1,0–4,6 г/л до Cl,SO₄-Na,Ca cостава. При этом аналогичную минерализацию и состав имеют в этих районах поверхностные воды (реки, озера), что свидетельствует о тесном взаимодействии поверхностных и подземных вод.

 

Орская межгорная депрессия.

 

В пределах древней Уральской складчатой области практически отсутствуют типичные межгорные арт. бассейны, выполненные более молодыми (кайнозойскими) рыхлыми отложениями. Исключение составляет Орская группа прогибов и впадин, которые выделяются в пределах Уралтау-Мугоджарского гидрогеологического района (Южн. Урал и Мугоджары).

В пределах этих прогибов и впадин распространены рыхлые и слабосцементированные песчано-глинистые и угленосные отложения юрского, мелового и палеогенового возраста, распространение и мощность которых резко меняется в зависимости от структурного плана палеозойского «фундамента». Максимальная суммарная мощность отложений в наиболее глубоких впадинах достигает примерно 300 м. и более.

Разрез представлен континентальными и прибрежно-морскими отложениями: пески, песчаники, алевролиты, глины, известняки-ракушняки, гравийно-галечниковые образования и др. Водоносные горизонты, связанные с песками, песчано гравийными обр. и известняками резко невыдержанны по мощности и распространению. Максимальная мощность водоносных прослоев достигает 20–25 м и более (обычно до 10 м. и менее). Коэффициенты фильтрации в зависимости от состава водовмещающих пород изменяются от менее 1,0 до 30–60 м /сут. и более (известняки-ракушняки и гравийно-песчаные отложения). При залегании водоносных горизонтов с поверхности воды безнапорные (грунтовые), в глубоких частях разреза – напорные на пониженных участках (речные долины) – самоизливающиеся.

Дебиты источников, связанные с выходами грунтовых вод изменяются от менее 1,0 до 3-х л/с и более. Дебиты скважин в зависимости от литологического состава водовмещающих пород изменяются от менее 0,1 до 5 л/ и более. Удельные дебиты от менее 0,01 до 0,5–1,0 л/с, в исключительных случаях до 10 л/с.

Минерализация подземных вод в верхней части разреза и в краевых частях впадин и прогибов изменяется от менее 0,3 до 1,0 г/л. Состав подз. вод НСО₃–Са (Na), в глубоких частях разреза (угленосные среднеюрские отл.) до 6,0 г/л и более, состав Cl–Na.