Розділ 2. Історія вивчення геологічної будови району

Перші літературні відомості, що стосуються вивчення геологічної будови, геоморфологічних та гідрогеологічних умов території м Харкова та області, відносяться до першої половини ХIX століття.

Обстеженням безпосередньо Харківщини активно займався В.І.Каразін, у працях якого дається докладний опис, а також наводяться відомості по геології і гідрогеології м.Харкова. У 1897р. він склав «Статистичний огляд Слобідської Української (Харківської) губернії».

Вивчення природних умов краю в другій половині ХIX століття пов'язане з роботами Н.Д. Борісяка (1862), Н.Ф. Леваковського (1875), А.В. Гурова (1869, 1888), В.І. Єфремова (1889), І.М. Краснова (1893), П. Пустовітова (1895) та іншими роботами багатьох дослідників. У роботах цих авторів було охарактеризовано основні риси геологічної будови території, стратиграфічне співвідношення і літологія порід, здійснювалися спроби опису історії розвитку річкових долин і еволюції інших форм рельєфу; закладені основи гідрогеологічного вивчення району. Узагальненням результатів цих робіт є праця А.С. Федоровського (1916) «Геологічний нарис м.Харкова та його околиць». А практичним підтвердженням основних положень стала перша в Росії глибока артезіанська свердловина, пробурена в 1887р. в Харкові під керівництвом А.В. Гурова. Глибина свердловини 607-637 м, приплив води 535 м³ / добу. Ця та пробурені пізніше свердловини увійшли в систему Харківського водопроводу, відкритого в 1881р., і спочатку пов'язаного з Богомоловськими джерелами (Холодна гора) і Хрестовою криницею (А.І.Лурье).

Довоєнний період досліджень ознаменувався відбором великого фактичного матеріалу під час проведення трьохверстової зйомки (1927) на території України. Цей матеріал послужив основою для робіт А.С. Тараканя (1930, 1935) по геоморфології річкових долин, геологічній та гідрогеологічній будові Харківщини. Л.І. Карянін і В.Д. Гуров (1934) описують геологічну будову і корисні копалини в районі м.Харкова. Узагальненням матеріалів зйомки був збірник «Геологічний нарис басейну р. Сіверський Дінець» під редакцією Д.І. Соболєва (1936), в якому істотно проаналізовані неоген-четвертинні відкладення, а в будові річкових басейнів виділено до семи-восьми терас.

Широкий комплекс знімальних, пошукових і розвідувальних робіт був розгорнутий в післявоєнний період. Важливим внеском у геолого-географічне вивчення міста є дослідження Н.І. Дмитрієва (1958), в яких описані геологічна будова, вік і місце розташування основних форм рельєфу. Роботи І.М. Ремізова (1959-61, 1964, 1965) і Л.І. Карякіна (1961, 1971) уточнюють палеогеографію, геологічну будову і літологію неоген-четвертинних відкладень.

У 1964р. За результатами буріння Харківської параметричної свердловини глибиною 3388 м (сел. Карачевка) під редакцією В.Н. Вітелко та ін. був підготовлений зведений звіт, що дозволив значно уточнити літологічний склад, потужність і стратиграфічні положення порід, що складають осадовий чохол в районі м.Харкова.

Якісно новий період дослідних робіт почався в 70-х роках. Це пов'язано насамперед з різким розширенням в межах міста житлового будівництва, збільшенням водоспоживання на технічні та комунальні потреби, будівництвом ліній метрополітену, прокладанням колекторів глибокого закладення. Теоретичною базою подібних великомасштабних робіт стали якісно нові і узагальнюючі дослідження в галузі геоморфології, гідрогеології та інтегральної геології.

З метою перерахунку запасів підземних вод палеогенових і крейдових водоносних горизонтів, а також вивчення режиму підземних вод, співробітниками Харківської експедиції під керівництвом В.Р. Гаргяно, організована і діє мережа свердловин на основні водоносні горизонти.

У зведеному томі, підготовленому кафедрами регіональної географії та експериментальної ядерної фізики Харківського державного університету за сприяння Харківської гідрометобсерваторії і Харківської обласної інспекції з охорони атмосферного повітря наводяться відомості про якісну і кількісну забрудненість атмосферного повітря м Харкова.

Продовженням екологічного спрямування цієї роботи з'явилися комплексні інженерно-екологічні дослідження по виявленню ступеня і джерел забруднення підземних вод м.Харкова, виконані співробітниками відділу тематичних робіт інституту Укрвосток ГІІНТІЗ під керівництвом В.І. Сидоренко і О.І. Бублій (1988-1990).

Слід зазначити, що багато дослідників давно звертали увагу на мінеральні та столові води Харківщини. Так, можна відзначити роботу М.М.Зелінського «Джерела здоров'я - Березівські мінеральні води» і роботу Г. Мальованого «Ефективні шляхи використання мінеральних вод Харківської області».

Детальне вивчення джерел м.Харкова проводилося в післявоєнний період співробітниками ХНУ (Захарченко 1955, 1959гг.), Харківській геолого-розвідувальної експедицією (Ткаченко, 1963 р.; Блудов 1967), Г.Г. Мальованим в 1971 р. У 1952-60роках ряд досліджень по вивченню фізико-хімічних властивостей води харківських джерел був проведений Одеським інститутом курортології, на підставі проведених досліджень з ініціативи Харківського облздраву на базі джерел у Саржиному яру в 1957 р. побудовані заводи по розливу води «Харківська -1» і «Харківська- 2».

РОЗДІЛ 3.ГЕОЛОГІЧНА БУДОВА РАЙОНУ

Стратиграфія і літологія.

Територія, на якій розташоване м Харків, знаходиться на північному борту Дніпровсько-Донецької западини, який ускладнений ступінчастими скидами, що проходять трохи південніше міста. Як відомо, Дніпровсько-Донецька западина являє собою частину Руської платформи, укладену між Українським і Воронезьким кристалічними масивами, де кристалічний фундамент опущений на глибину декількох кілометрів.

Розглянута терріторія складається здвох структурних поверхів –мегакомплексів. Перший з них, нижній, складається з кристалічних порід докембрію, що відносяться до протерозойської ери. Другий, або верхній, являє собою потужний осадовий чохол, складений палеозойськими, мезозойськими і кайнозойськими відкладеннями.

Докембрій (AR + PR)

Породи докембрію розкриті опорної свердловиною, пробуреної в південній частині міста, в інтервалі глибин 3362-3388 м, представлені мономінеральною каолінітовою породою, що являє собою кору вивітрювання кристалічних порід потужністю до 1,2 м. Під нею залягає пачка прошарованих сереціто-кварцових порід. З глибини 3 377 м розкриті біотит-плагіоклазові граніто-гнейси.

Палеозойська група

На породах кристалічного фундаменту залягають породи верхнього структурного поверху. Ставлення осадового комплексу характеризується моноклінальним зануренням в південно-західному напрямку в бік Дніпровсько-Донецької западини. У цьому напрямку збільшується їх потужність. Відкладення кембрію, ордовика, силуру і девону в районі м Харкова відсутні, і кристалічні породи нижнього структурного поверху перекриваються кам'яновугільними відкладеннями.

Кам'яновугільна система

Кам'яновугільні відкладення пройдені харківською параметричною свердловиною в інтервалі глибин 1372-3362 м. В них виділяютьтри відділа нижньо-, середньо- і верхнекаменноугольний.

Нижньокам'яновугільних відділ

Пройдено в інтервалі глибин 2562-3362 м і представлений Візейським і Намюрским ярусами.

Візейський ярус представлений відкладеннями прошарованих аргіллітів з алевролітами і глинистими вапняками потужністю близько 300 м.

Намюрский ярус представлений перешаровуваною товщею загальною потужністю близько 370 м алевролітів, алевритів і пісковиків.

Среднекаменноугольного відділ

Розкритий і пройдений в інтервалі глибин 1840-2582 м. Виділяються Башкирський і Московський яруси.

Башкирський ярус

Відклади представлені поліміктовими і олігоміктовими пісковиками і алеврітистими аргілітами з прошарками глин і доломітів. Потужність відкладень 357 м.

Московський ярус

Відклади представлені алевролітами, глинами, вапняками, а також пісковиками, іноді з гравієм і галькою загальною потужністю близько 378 м.

Верхній кам’яновугільний ярус

Відкладення в районі м. Харкова представлені гжельским ярусом і пройдені в інтервалі глибин 1372-1840 м, загальною потужністю близько 470 м.

Гжельский ярус

Відкладення представлені пісковиками, глинами, органо-детрітовими вапняками, а також алевролітами.

Пермська система (Р)

Відкладення представлені лише пізнім відділом (Р2), потужністю до 106 м. Представлена ​​пісковиками, вапняними алевролітами, глинами, алевритами.

Мезозойська група

Відкладення в районі м. Харкова отримали широке розповсюдження і представлені потужною товщею морських і континентальних відкладень різноманітного фаціального складу. Характер залягання, зміна потужності та інші особливості визначені загальним характером опадонакопичення в мезозої. Це зумовило моноклінальне залягання порід і поступове збільшення їх потужності в південно-західному напрямку.

Тріасова система (Т)

До відкладень даної системи умовно відноситься товща порід, що залягає в інтервалі глибин 1206-1267 м. Відкладення умовно відносяться до серебрянської свити і представлені чергуванням шарів пісковика і піску, алевроліту, глини, вапняку і доломіту.

Юрська система (J)

Юрські відкладення в районі міста набули широкого поширення. При цьому, в їх розрізі відсутня частина среднеюрських відкладень. Для решти частин розрізу характерний великий розвиток теригенних опадів.

Среднеюрский відділ (J2)

Відкладення пройдені в інтервалі глибин 1042-1207 м. В них виділяються два яруси: Байоського і Батський, загальною потужністю 165 м.

Байоський ярус (J2b)

З відкладень цього ярусу зберігся лише верхній під'ярус, потужністю до 65 м. Представлений глинами з прошарками алевролітів. Зустрічаються відбитки рослинності.

Батський ярус (J2bt)

Відкладення нижнього бата представлені глинами з включеннями фосфатів, а також з прошарками вапняків і пісковиків. Відкладення верхнього бата представлені комплексом туфогенних опадів і товщею континентальних порід низинного морського узбережжя. Серед них найбільш поширені пісковики, піски і пісковики з прошарками глин.

Верхньоюрський відділ (J3)

Відкладення пройдені численними свердловинами і представлені келловейским, оксфордським, кіммеріджскім і волзьким ярусами.мПараметричної свердловиною відкладення розкриті в інтервалі глибин 750-1042 м.

Келловейський ярус (J3d)

Відкладення поділяються на нижній, середній і верхній під'яруси, представлені озерно-болотними опадами, глинами з лінзами бурого вугілля, трансгресивним заляганням на них пісковиків, вапняків, тріщинуватих глин.

Оксфордський ярус (J3cm)

Представлений товщею морських відкладень. Ніжній під'ярус представлений товщею аргиллітоподібної глини з прошарками вапняків. Верхній під'ярус представлений потужною товщею глин з відбитками і залишками фауни.

Кіммеріджський ярус (J3km)

Відклади залягають на породах оксфордського ярусу з стратиграфічною незгодою. Представлений глинистими відкладеннями з прошарками пісковиків.

Волзький ярус (J3v)

У відкладах цього ярусу виділяється товща континентально-лагунних відкладень нижнього під'яруса, утвореного глинами, пісковиками і вапняками.

Крейдова система (К)

Глибина залягання покрівлі в межах долин річок Лопань і Харків досягає 10-15 м., а на вододілах близько 200 м. Харківської параметричної свердловиною крейдяні відкладення розкриті в інтервалі глибин 66-750 м. За літологічного складу, стратиграфічному положенню і фауністичним знахідкам крейдяна система поділяється на нижній і верхній відділи.

Нижньокрейдовий відділ (К1)

Представлений глинами, пісковиками, пісками, рідше гравелітами. Від підстилаючих порід юрського віку відкладення нижньої крейди відрізняються в мінералогічному відношенні зменшенням вмісту піриту, збільшенням кількості ільменіту, циркону, з'являється дистен. Майже повністю відсутній глауконіт. Потужність відкладень 57 м.

Верхньокрейдовий відділ (К2)

Перекрито відкладеннями палеогену, а в межах річкових долин іноді залягає безпосередньо під четвертинними утвореннями. Параметричної свердловиною відкладення верхньої крейди розкриті в інтервалі 66-293 м. У складі відділу виділяють яруси від сеноманського до Маастрихтського включно.

Сеноманський ярус (K2sm)

Трансгресивно залягає на розмитій поверхні нижньої крейди і складається переважно з пісків з прошарками пісковиків. У покрівлі ярусу залягає шар сильно піщанистої крейди, що переходить у івапняковий піщаник з фосфоритовими конкреціями. Потужність сеноманських відкладень поступово зростає у напрямі падіння пластів з півночі на південь від 23 м до 90 м.

Туронский (K2t), сантонський, кампанський, маастрихтський яруси представлені товщею білї писальнї крейди, мергелю. Потужність крейдяно-мергельних відкладень до 460-550 м. У покрівлі крейдяних відкладень звичайно залягають вивітрені породи. Потужність товщі вивітрювання досягає декількох метрів. Глибше цієї зони крейда зазвичай тверда, тріщинувата. Потужність тріщинуватості приурочена до глибини 40-70 м.

Палеогеновая система (P)

Палеогенова система в районі міста Харкова поширена всюди. Вони трансгресивної зі стратиграфічною незгодою залягають на різних породах верхньої крейди. Найбільш повно палеогенові відкладення розвинені в південно-західній частині міста, де представлені всіма відділами: палеоцен, еоцен і олігоцен. На іншій частині міста палеоценові відкладення розмиті.

Канівська свита (P2kn)

Представлена ​​глинами темно-сірими, зеленувато-сірими; розкриті свердловинами при раніше проведених дослідженнях в межах голоценовой заплави. Потужність складає 0,9-3,5 м. Абсолютна відмітка 71,88-76,09 м.

Бучакська свита (Р1-2 bc)

Відкладення свити мають поширені повсюди і представлені зеленувато-сірими кварцово-глауконітовими пісками. Потужність їх змінюється від 3 до 33 м. Перекриваються мергелистими глинами ніжнекіевской підсвити, а на ділянках розмиву останніх - антропогеновимі піщано-глинистими утвореннями.

Київська свита (P2-3kv)

Відкладення трансгресивно, зі стратиграфічною незгодою залягають на товщі канівсько-бучакських пісків. Породи київської свити виходять на поверхню на північ від міста Харкова в долині р. Харків вус. Циркуни, а в місті на Павловому Полі, Павлівці в кар'єрі 1го цегельного заводу. Відкладення свити можна розділити за літологічного складу на три горизонти (знизу вгору):

1. Піски зеленуваті, глауконітові, середньозернисті з фосфоритовими стягненнями, зубами акул, залишків молюсків. Потужність пісків коливаються від 0,2-1,5 м.

2. Зеленувато-сіра глина, дуже щільна.Зміст СаСО₃ коливається у великих межах. Мергелисті глини зазвичай є водоупором.

3. Бескарбонатна частина київського мергелю, потужністю 1,5-2 м. Зеленувато-сірі алеврити, алевроліти, рідше тріщинуваті пісковики.

Межигорска свита представлена ​​глауконіто-кварцовими пісками, однорідними. Потужність відкладень сягає від 2 до 30 м.

Брекська свита (P3br)

Нижня товща - континентальні утворення потужністю до 14 м. Верхня товща - піски з рідкісними прошарками сірих глин. Потужність збільшується в південно-західному напрямку від 5 до 30 м.

Неогеновая система (N)

Відкладення неогену в межах робіт приурочені до корінного схилу долини р. Харків. Вони відносяться до широкінсько-приазовської, крижановсько-, берегівсько-березанської терас. Відклади представлені товщею глин і суглинків, пісками з супісками. Потужність змінюється від 3 до 30 м.

Четвертина система (Q)

Відкладення завершують осадову товщу мезо-кайнозойських відкладень верхнього структурного поверху. Поширення відкладень носить покривний характер.

Нижньочетвертинна ланка

Відкладення розвинені в межах вододільних плато і пліоценових терас. Представлені суглинками і глинами бурими, червонувато-бурими. Потужність відкладень до 12 м.

Середньочетвертинна ланка

У складі даних відкладень виділяються: похований грунт і еолово-делювіальні суглинки. Поховані грунту широко поширені на вододільних ділянках, мають потужність від 1 до 30 м. Еоловому-делювіальні суглинки поширені на вододілах і в межах всіх надзаплавних терас. Потужність їх змінюється від 2 до 12 м.

Верхньочетвертинна ланка

Відклади представлені алювіальними, елювіальними і еолово-делювіальними утвореннями. Алювіальні відклади представлені пісками з прошарками суглинків, рідше глин і супісків. Потужність їх змінюється від 3 до 15 м. Еллювіальние і еолово-делювіальні відклади представлені суглинками з прошарками і лінзами піску. Потужність їх досягає 13 м.

Сучасна ланка

Алювіальні відклади складають заплави річок і днища балок. Вони представлені різнозернистими пісками з тонкими прошарками глин. Потужність їх змінюється в межах від 2-3 до 15 м. Пролювіально-делювіальні відкладення мають обмежене поширення і спостерігаються в межах великих балок, ярів і схилів річкових долин. За складом це - різнозернистий перевідкладений піщано-глинистий матеріал всіх відділів антропогенної системи. Потужність складає 5-6 м. Елювіальні відклади поширені на всій території району і представлені грунтами потужністю до 15 м.

Техногенні відкладення мають обмежене поширення і в основному ралежать до ділянок промислової, громадянської забудови. Потужність техногенних відкладень коливається в межах 1-8 м.