Олигоцен-миоцен Р3-N1
Отложения известны под названием сарбатырской свиты. Прибрежно-морские и континентальные осадки сарбатырской свиты, представлены красноцветными алевролитами и песками с линзами песчаников мощностью 30-50м.
Миоцен N12-3
Отложения известны под названием агитминской свиты и представляют монотонную толщу красноцветных алевролитов и алевропилитов. Общая мощность варьирует от нескольких метров до 320м.
Четвертичные отложения Q4
Четвертичные отложения представлены комплексом аллювиально-пролювиальных, делювиальных и эоловых образований. В отрицательных структурах они образуют накопления значительной мощности, от 10-20м до 60м и даже 200м, а на пологих периклинальных погружениях они покрывают плащом поверхности разноуровневых эрозионно-аккумулятивных террас, имея здесь мощности - первые метры.
В современном структурном плане описываемый район рассматривается как часть активизированной эпигерцинской платформы, носящей название Центрально-Кызылкумского свода (антеклизы). В строение свода четко выделяются два структурных этажа: сильно дислоцированный цоколь и слабо дислоцированный осадочный покров.
Элементы второго-верхнего-структурного этажа своим происхождением обязаны альпийскому орогеническому циклу, проявившемуся в районе в виде сводово-глыбовых поднятий и пологой складчатости мезокайнозойских образований.
Наиболее крупными альпийскими структурными единицами являются Тамдынская, Бешбулакская и Эргашкудукская брахиструктуры. Доминирующей структурой района является Тамдынская брахиантиклиналь - горст, ограниченный с севера крупным Северо-Тамдынским сбросом. Структура для района крупная 70x25км, которая является для водопроницаемых горизонтов областью питания. Бешбулакская впадина представлена в описываемом районе северо-восточным крылом. Впадина выполнена мезокайнозойскими отложениями, перекрытыми с поверхности мощными эоловыми образованиями пески Джаманкумы. Крыло осложнено рядом дизъюктивных структур. Первая - горст, образованная двумя субширотными разломами. Южнее располагается субширотная Северо-Тамдытауская впадина предгорный прогиб - 18x10км. Крупная пликативная структура - Эргашская впадина, представленная в районе своим западным крылом и раскрывающаяся в восточном направлении, также выполнена мезокайнозойским образованиями, с поверхности закрывает гряда Джаманкумов.
Широкое развитие в районе получила альпийская разрывная тектоника, как следствие активизации платформы в плиоценовое время. В результате образовался горст-грабеновый рельеф. Тамдынский горст ограничен с севера крупным Северо-Тамдынским сбросом, а с юга - шарнирным Кызылкакским разломом, Восточнее Тамдытау установлен Дженгельдиский горст, ограниченный Балкубайским и Джаликинским разломами. При различной ориентировке разрывных нарушений выделяется система разломов северо-западного направления.
Мощность осадочного покрова повсеместно заметно увеличивается к осевым частям крупных впадин. Основные структуры в осадочном покрове района представляют собой крупные впадины складчатого фундамента, в процессе развития которых формировались структуры синклинального типа Бешбулакская и Эргашкудукская. С другой стороны, выступы складчатого фундамента, в процессе развития которых формировались структуры антиклинального типа Тамдынская.
В результате ранее проведенных работ подтвердилась возможность обнаружения эпигенетических осадочно-инфильтрационных руд в покровных отложениях палеогена и мела. Важным фактором в этом является наличие в разрезе толщи сероцветных водопроницаемых горизонтов, способных фильтровать через себя значительное количество воды отделенных от остальной части разреза водоупорными толщами. Породы водопроницаемые пески содержат в себе реагенты - растительные остатки и реакционно-способного растворимого двухвалентного железа, - способные переводить растворенный в воде шестивалентный уран в нерастворимую четырехвалентную форму и таким образом его фиксировать. Этим условиям в обрамлении Тамдытау отвечают песчаные отложения маастрихта и лявляканского горизонта верхнего эоцена.
3.2 Геологическая характеристика площади
Характеристика рудовмещающего горизонта, морфология зоны пластового окисления и урановое оруденение
Кампан-маастрихсткий горизонт верхнего мела. На изучаемой площади отложения горизонта являются рудовмещающими. Горизонт сложен мелководно морскими песками равномерно мелкозернистыми, кварцевыми и песчаниками разнозернистыми на глинистом цементе. Мощность горизонта варьирует от 15 до 20м.
Общее региональное направление потока межпластовых вод северо-восточное, в этом же направлении развивается и рудоформируещая зона пластового окисления (ЗПО). Так же в ходе работ уточнена и морфология ЗПО как в плане, так и в разрезе. В плане граница развития ЗПО имеет довольно простую, слабоизвилистую форму и на всем своем протяжении, в пределах изученной части площади, трассируется участками как с забалансовым, так и балансовым оруденением. Оруденение носит прерывистый характер. Здесь выделяются 2 рудных тела с кондиционным оруденением простой морфологии. Протяженность первого 5,2км при ширине 71м, второго, соответсвенно, 2,9км и 140м.
В разрезе кампан-маастрихтского горизонта верхнего мела урановорудные тела - это классический ролл, крылья которого примерно равнозначны в доле распределения запасов урана, основная часть запасов сосредоточена в его мешковой части, где максимальная мощность оруденения достигает 1,0-5,8м при максимальном содержании урана 0,020-0,072%.
Лявляканский горизонт верхнего эоцена. В составе горизонта выделяются две пачки: нижняя - глинистые песчаники и алевропесчаники и верхняя (рудовмещающая) - пески мелко- и тонкозернистые светло-серые, кварцевые. Мощность горизонта 15-25м. Рудоформирующая зона пластового окисления, которая развивается в северо-восточном направлении согласно общему направлению регионального потока, приурочена к верхней пачке горизонта. Морфология зоны пластового окисления (ЗПО) в плане простая. Урановое оруденение четко контролируется границей выклинивания ЗПО. В изученной части участка сформировано 7 рудных тел с промышленными параметрами оруденения. В разрезе урановое оруденение приурочено как к крыльевым, так и к мешковым частям ролла, протяженность рудных тел с промышленным оруденением от 1,4км до 11,8км и они, в основном, сопряжены с рудными телами мешковой части. В разрезе морфология ЗПО в отложениях лявляканского горизонта довольно простая и лишь на отдельных участках носит извилистый характер, расщепляясь на несколько узких непротяженных струй.
Гидрогеологические условия лявляканского горизонта изучались одной гидрогеологической скважиной. Скважина 25г/г расположена на профиле 53, и пробурена на глубины 400м. Водоносный горизонт вскрыт в интервале глубин 365-383м. Напор на кровлю пласта составляет 365,4м. Породы кровли водоносного горизонта (водоупор) представлены серой глиной, плотной, неяснослоистой с тонкими пропластками и линзами песка, а подошва также представлена глиной серой, плотной, неслоистой, слегка запесоченной. По скважине 25гг коэффициент фильтрации равен 1,32м/сут, коэффициент водопроводимости, по результатам опытной откачки, составил 21,8м2/сут.
3.3 Гидрогеологическая характеристика района работ
Гидрогеологические условия территории определяются ее геологическим строением, орографическими и климатическими особенностями. В пределах выходов палеозойских пород, благодаря расчлененному рельефу в зоне интенсивной трещиноватости за счет выпадающих атмосферных осадков формируются трещинные, трещинно-пластовые и трещинно-карстовые воды с глубокой циркуляцией.
В равнинной части территории из-за слабой расчлененности поверхности уровень подземных вод залегает близко к поверхности.
Сухой аридный климат описываемого района, для которого характерно незначительное количество атмосферных осадков (100-150мм в год) интенсивное испарение (2200-2500мм в год) в несколько раз превышающее количество атмосферных осадков и отсутствие постоянных водотоков в значительной степени обуславливает относительную бедность района подземными водами. На исследуемой территории развиты порово-пластовые воды со свободной поверхностью в верхнеплиоценовых отложениях, и напорные подземные воды в палеогеновых, меловых и каменноугольных отложениях. Геолого-гидрогеологический разрез расчленен на следующие водоносные горизонты, комплексы и водоупорные толщи:
1. Грунтовые воды верхнеплиоцен-четвертичных отложений (N23+Q);
2. Водоносный комплекс средне-верхнеэоценовых отложений (P22+3);
3. Пластовые воды верхнетурон-палеоценового комплекса (K2S+P1);
4. Трещинные и трещинно-карстовые воды пород складчатого фундамента.
Водоносный комплекс верхнеплиоцен-четвертичных отложений (N23+Q)
Водоносный комплекс верхнеплиоцен-четвертичных отложений получил широкое распространение на картируемой территории. Этот комплекс отсутствует на крайнем юго-западе площади в обрамлениях Токтыныктау, где маломощные водопроницаемые, но безводные верхнеплиоценовые отложения залегают на водоупорной толще средне-верхнеэоценовых отложений.
Разрез верхнеплиоцен-четвертичных отложений сложен песками, галечниками, супесями, кварцево-палевошпатовым серым, коричневато-серым, слабопрочным, незасоленным песчаником, ниже буроватым, часто загипсованным конкреционным крепким песчаником с редкими прослоями алевролитов. Мощность верхней части разреза изменяется от 5 до 144м, водосодержащей толщи 3-67м. Мощность нижней части разреза изменяется от 5 до 33м, водосодержащих пород - 2-20м. Общая мощность верхнеплиоцен-четвертичных отложений изменяется от 5 до 159м, водосодержащих пород от 5 до 131м. Мощность комплекса увеличивается с юго-запада на северо-восток.
Верхнеплиоценовые отложения залегают на эрозионной поверхности средне-верхнеэоценовых отложений и перекрываются водопроницаемыми, но безводными, незасоленными эоловыми песками четвертичного возраста мощностью до 12м.
Уровень грунтовых вод верхнеплиоценовых отложений залегает на глубинах 17-69м. Абсолютные отметки зеркала вод 201-176м. Увеличение глубины залегания грунтовых вод наблюдается с северо-востока на юго-запад к предгорьям Токтыныктау.
Водообильность пород увеличивается с юго-запада на северо-восток с увеличением мощности верхнеплиоценовых отложений. Расход скважин при опробовании изменяется от 0,2-2,0л/с до 5-8л/с при понижении уровня на 1-14м. Коэффициент фильтрации пород по лабораторным данным изменяется от 0,8 до 5,0м/сут. по результатам пробной откачки от 0,3 до 8,0м/сут. Водопроводимость пород от 5 до 960м2/сут.
Минерализация грунтовых вод в значительной степени определяется засоленностью пород зоны аэрации и водосодержащих пород. Верхняя часть разреза верхнеплиоцен-четвертичного водоносного комплекса незасоленная, реже слабозасоленная (плотный остаток до 0,1 реже до 0,4мг/л). Нижняя часть разреза комплекса, засоленная и сильнозасоленная (с плотным остатком до 3мг/л).
Минерализация подземных вод верхнеплиоцен-четвертичного водоносного горизонта изменяется от 0,5-1,0 до 3-11г/л, реже до 44г/л. Воды с минерализацией до 1г/л и 1-3г/л имеют самое большое распространение. Повышенной минерализацией (3-11 и 44г/л) характеризуются подземные воды, приуроченные к подошве верхнеплиоценовых отложений и в южной части площади, где развиты загипсованные породы. Преобладающими являются грунтовые воды с минерализацией до 3г/л, приуроченные к верхней части разреза верхнего плиоцена.
По химическому составу воды относятся преимущественно к сульфатному, реже гидрокарбонатному классам, натриевой группе, II-тип.
Содержание урана в воде изменяется от 3х10-6 до 1,13х10-5г/л.
Питание подземных вод осуществляется путем инфильтрации атмосферных осадков в зонах развития полузакрепленных песков.
Водоносный комплекс средне-верхнеэоценовых отложений (P22+3)
В водоносном комплексе средне-верхнеэоценовых отложений выделяются два водоносных горизонта: среднеэоценовый (P22) и верхнеэоценовый (лявляканский P23l).
Среднеэоценовый водоносный горизонт представлен, в основном, мелкозернистыми песками мощностью 12-14м, в кровле и подошве которого залегают мергели суммарной мощностью до 20м. В юго-западной части площади (вокруг палеозойского выступа Токтыныктау) водоупорные толщи полностью размыты.
Статический уровень подземных вод находится на глубине 31-38м, коэффициент фильтрации - 1,3-1,6м/сут, удельный дебит составляет 0,1-0,2л/сек/м. По химическому типу воды этого горизонта меняются от хлоридно-сульфатных натриево-кальциевых до хлоридно-сульфатных кальциево-натриевых с минерализацией от 3,3 до 5,3г/л. Содержание урана в водах горизонта от 8,1x10-6 до 6,7x10-5г/л, радия от 5x10-13 до 154x10-13г/л.
Верхнеэоценовый (лявляканский) водоносный горизонт представлен глинистыми песками мощностью 10-15м, алевритистыми глинами с прослоями песчаника.
Региональным водоупором для подземных вод, залегающих первым от поверхности являются глины и мергели среднего и верхнего эоцена. Водоупорная толща разделяет водоносный горизонт верхнеплиоценовых отложений от сенон-палеоценовых отложений. В пределах равнинной части Кызылкум они имеют сплошное распространение мощностью от 10 до 278м. В пределах предгорной части водоупорные отложения выходят на поверхность, на большей части они перекрыты песками и песчаниками верхнего плиоцена. В юго-западной части площади (вокруг палеозойского выступа Токтыныктау) эти водоупорные толщи полностью размыты. Погружение кровли водоупорной толщи наблюдается с юго-запада на северо-восток с абсолютными отметками от +330 до +45м. Глубина вскрытия кровли водоупора изменяется в этом направлении от 5-20 до 80-159м.