Карбонатные водоносные горизонты

Водоносных горизонтов в карбонатных породах наиболее выражены в центральной и юго-восточной частях страны, но также встречаются в небольших областях, как далеко на запад, юго-восточной Калифорнии и на восток до северо-восточного штата Мэн и в Пуэрто-Рико. Породы, которые составляют эти водоносные горизонты в возрасте от докембрия до миоцена. Большинство карбонат-рока водоносные горизонты состоят из известняка, доломита, но и мрамор локально являются источниками воды. Вода доходных свойств карбонатных пород, крайне непостоянны, а некоторые доходность почти без воды и считаются ограничивающего единиц, тогда как другие являются одними из самых продуктивных водоносных горизонтов известны.

Большинство карбонатные породы образуют от известковых отложений, которые накапливаются в морских средах, начиная от приливной квартир рифов глубокие океанические бассейны. Депозиты являются производными от известковых водорослей или скелетные останки морских организмов, которые варьируются от фораминифер в моллюсках. Незначительные количества карбонатных пород хранятся в свежем соленых озер, а весной депозиты, геотермальных месторождений, или сталактиты в пещерах. Оригинальные текстуры и пористости карбонатных отложений сильно варьируется из-за широкого диапазона сред, в которых образуются отложения. Первичный пористость депозитов может варьироваться от 1 до более чем 50 процентов. Уплотнение, цементация и доломитизацией являются диагенетических процессов, которые действуют на карбонатных отложений изменить свою пористость и проницаемость. Основными после отложения процесса, который действует на карбонатных породах растворения. Карбонатные породы легко растворяется до глубины около 300 футов ниже поверхности земли, где они обнажены или покрыты тонким слоем материала. Осадки частично поглощает диоксид углерода при его падении через атмосферу, а еще более от органических веществ в почве, через который просачивается, образуя слабую угольную кислоту. Эта кислая вода частично растворяет карбонатные породы, первоначально за счет расширения уже существующих отверстий, таких как поры между зернами известняка или суставов и переломы в скалах. Эти небольшие отверстия решения становятся больше особенно там, где энергичные грунтовых вод потока система переходит кислой воды через водоносный горизонт. В конце концов, отверстия присоединиться как сети раствор отверстия, некоторые из которых могут быть десятков метров в диаметре и от сотен до тысяч футов в длину. Конечным результатом карбонат-рока растворения экспрессируется на поверхности земли, как карстовые формы рельефа, характеризуется пещеры, воронки, и других типов решений отверстия, и несколько потоков поверхность. Где насыщенной, карбонат рок-водоносные слои с хорошими связями сети раствора отверстия получения больших объемов воды в скважинах, которые проникают в раствор полостей, хотя нерастворенных камень между большими отверстиями может быть почти непроницаемой . Потому что вода поступает в карбонат-рока водоносных горизонтов быстро через большие отверстия, любые загрязнения в воде может быстро войти и распространяться через водоносные горизонты. Некоторые из распространенных видов карстовыми, которые развиваются на поверхности земли, где известняк подвергается в Mammoth Cave области центрального Кентукки . Пополнение вода поступает в водоносный горизонт через воронки, карстовыми воронками и погружения, потоков, некоторые из которых заканчиваются на больших депрессий называются слепыми долинами. Эти депрессий, наряду с карстовыми воронками и долин, образуются, когда все или часть пещеры рушится крыша.Неразрушенные остатки пещеры крыши образуют естественные мосты. Поверхность потоки недостаточны, поскольку большую часть воды, быстро направляется через подземный решение отверстий. В подземных, большая часть воды проходит через пещеры и другие типы больших отверстий раствора.

Решение загадки полостей Миссисипи известняков, лежащих в основе Mammoth Cave плато и равнины Pennyroyal, которая граничит с плато на юге и юго-западе. Некоторые из этих полостей образуют большие, обширные отрывки из Мамонтовой пещеры, одной из крупнейших и наиболее изученной стране системы пещеры. В сети пещеры развиты, поверхность потоки были направлены в каналы через воронки и текла, как подземных потоков через отверстия вдоль плоскостей напластования. Песок и другие осадок переносится подземных потоков истиранию известняк, тем самым дополнительно увеличения раствор отверстия, через которые поток текла. Вертикальные проходы, как правило, разработаны на пересечениях суставов, подключите горизонтальной плоскости отверстия постельные принадлежности. Растворения и эрозионные процессы по-прежнему активны в Мамонтовой пещере. Водоносных горизонтов в карбонатных породах докембрия мелового возраста выхода воды из раствора прежде всего отверстия. За исключением базального водоносного горизонта песчаники, водоносный горизонт Озарка плато система состоит из карбоната-рока водоносных слоев, гидрологических характеристик, подобны тем, известняков в Мамонтовой пещере. Силура-девона водоносные горизонты, водоносные горизонты ордовика, Верхний водоносный горизонт карбонат южной Миннесоте, Arbuckle-Симпсона водоносный горизонт Оклахоме и Нью-Йорке карбонат-рока водоносные горизонты находятся в слоистые известняки и доломиты палеозойского возраста, в котором решение отверстия локально хорошо развита. Водоносного в Blaine Техас и Оклахома также дает воду из раствора отверстия, некоторые из которых находятся в карбонатных породах и некоторые из которых находятся в кровати гипса и ангидрита перемежающихся с карбонатных породах. Водоносных горизонтов в карбонатных породах третичного и младшего возраста, имеют различную проницаемость и пористость, чем характеристики водоносных горизонтов в меловых и более древних карбонатных пород. Водоносных горизонтов в третичный и младшего пород водоносного горизонта Castle Hayne Северной Каролины (в эоцена известняк), водоносный горизонт Бискейни Южной Флориды (в плиоцена и плейстоцена прослоями известняков и песков), Северное побережье известняка системе водоносных горизонтов в Пуэрто-Рико (в известняке из олигоцена до плиоцена возраста), и система Floridan водоносного горизонта на юго-востоке США (в известняк и доломит палеоцена до возраста миоцена). Слоев, которые составляют эти водоносные горизонты были депонированы в теплой морской воде на мелкой полках и в основном платформы карбонатные отложения, в которых межкристаллитной пористости присутствует, а также большие отверстия решение. Система Floridan описано ниже водоносного горизонта является наиболее продуктивным и наиболее изученным примером этого типа карбонатных-рока водоносного горизонта. Система Floridan водоносный горизонт лежит площадь около 100 000 квадратных миль в юго-восточном штате Миссисипи, на юге Алабамы, на юге Грузии, в южной части Южной Каролине, и все Флориды. Floridan является одним из самых продуктивных систем водоносных горизонтов в мире, в среднем около 3,4 млрд. галлонов в день пресноводных был снят с его во время 1990 года. Несмотря на огромные изъятия, уровень воды в Floridan не уменьшились регионально, однако значительные сокращения произошли в местном масштабе в несколько насосных центров.

Система Floridan водоносный горизонт является чрезвычайно сложным, потому что породы, которые составляют системы на хранение в средах сильно варьирует, и их текстуры соответственно варьируется от грубой ракушечник, что является чрезвычайно проницаемым для micrite, который почти непроницаемой. Диагенез изменил оригинальную текстуру и минералогии карбонатных пород во многих местах. Основными диагенетических процессов, которые влияют на пористость и проницаемость системы водоносного горизонта доломитизацией (который увеличивает объем подключенных порового пространства мелкозернистых известняков) и кальцита или доломита наростов (которые заполняют часть или все связное пространство поры в известняке pelletal или ракушечника). Растворение известняка выпустил маленьких до больших трубопроводов на различных уровнях в системе водоносных горизонтов. Эти факторы вызывают много местных изменчивости литологии и проницаемость водоносного системы, но регионально система состоит из верхнего и нижнего водоносного горизонта, которые разделены менее проницаемым ограничивающего устройства. В некоторых районах северо-восточной и северо-западной и юго-западной Флориды Грузия, не ограничивающего блока не существует, и верхний и нижний Floridan водоносных горизонтов непосредственно связаны. Два кавернозных зон, Fernandina проницаемые зоны и зоны Боулдер, присутствуют в Нижнем Floridan водоносного горизонта. Низкопроницаемых ограничивающего единицы связаны системой водоносных горизонтов сверху и снизу. Толщина водоносного Floridan колеблется от тонкого края на своей северной границы до более чем 3400 футов в южной части Флориды. На карте показаны комбинированные толщины верхнего и нижнего Floridan водоносных горизонтов и Ближнего ограничивающее устройство там, где оно присутствует. Некоторые из крупномасштабных особенностей от толщины карты связаны с геологических структур. Например, толстые областях на юго-востоке Грузии и в восточной Флориды попрошайничать совпадают с downwarped области, которые называются Юго-восточной и юго-западной Грузии заливах, соответственно. В северо-центральной части полуострова Флорида, система водоносных горизонтов редеет над upwarp которая называется Arch полуострова. Неисправности в южной и юго-западной Грузии Алабама образующих границы желобообразных грабенов. Глинистыми осадками в этих downdropped структурные блоки были сопоставлены противоположные проницаемой известняка системы водоносных горизонтов Floridan, и с низкой проницаемостью глины создает эффект плотины, который ограничивает боковое движение грунтовых вод через грабенов. Некоторые из вариаций в системе Floridan водоносного горизонта и сложность системы показаны geohydrologic секцию, которая простирается от юго-центральной Джорджия в южной Флориде. Система водоносных горизонтов утолщается на юго-восток, это лишь около 250 футов толщиной в юго-центральной части Грузии, но более чем 3000 футов толщиной в южной Флориде. Грабене называемый залива Thrugh, показанный рядом с левой стороны раздела между двумя недостатки, которые полностью разрезать системы водоносного горизонта; густой глины верхнего ограничивающего единицу Floridan накопленных в грабене. В Грузии система водоносных горизонтов содержит только рассеянные, местные ограничивающего единиц или вообще ни одной. В отличие от этого, в большинстве Флорида, система содержит от одного до нескольких толстых ограничивающего единиц региональный степени. Эти ограничивающие устройства состоят из карбонатных пород, которые являются гораздо менее проницаемой, чем вода доходных слоев системы водоносных горизонтов и замедляют вертикальные движения воды в ней. Boulder зоне на юге Флориды является глубоко похоронены, кавернозных зон, который заполняется соленой водой и использовать в качестве принимающей зоны для потребителей инъекционных отходов. В Грузии система Floridan водоносный горизонт залегает непосредственно Юго-Восточная прибрежная равнина водоносный комплекс, который состоит из песка прослоями глинистые водоносные горизонты и ограничивающего единиц, все из которых являются гораздо менее проницаемы, чем карбонатные породы Floridan. Основные особенности региональной грунтовых вод поток системы водоносного Floridan показаны карты потенциометрического поверхности верхнего водоносного Floridan . Вода движется в юго-восточном региональном и к югу от районов пополнения в центральной Грузии и южной Алабаме, где водоносный горизонт подвергается на поверхности земли или покрыты тонким слоем более молодых осадков. Вода также перемещается наружу во всех направлениях от местных потенциометрическом максимумов на юге центральной части Грузии и в северной и центральной частях полуострова Флорида. Углублений на поверхности потенциометрических отметить крупные центры денег в Саванне, штат Джорджия, и в Fernandina Beach, Fort Walton Beach, и Хиллсборо-Пинеллас область, штат Флорида. Группу близко расположенных контуров, которая простирается на северо-восток от Грейди уезда Джефф Дэвис Каунти, штат Джорджия, находится просто гидравлический градиент от грабена залива прогиба, который заполнен толщей глины. Эта глина, которая является частью верхнего ограничивающего блока системы водоносных горизонтов Floridan, была downdropped напротив проницаемых известняках Floridan, мешая тем самым по направлению к берегу потока воды в водоносном горизонте. Этот импеданс представлен близко расположенных контуров. Флорида 27 первой величины пружины, или пружины, которые выписке 100 кубических футов в секунду или более, из 78 в стране. Все эти источники вопрос с Верхний водоносный горизонт Floridan, и практически все они расположены в местах, где водоносный горизонт подвергается на поверхности земли или покрывается меньшим, чем 100 футов глинистых ограничивающего верхний блок. Растворение карбонатных пород водоносного горизонта в этих местах привели к развитию крупных пещер, многие из которых канал грунтовых вод от основных отверстий весной. Некоторые источники являются достаточно большими, чтобы сформировать верховьях поверхность потоками.

Снятие больших сумм из Верхнего водоносного горизонта Floridan на нескольких крупных центров снижена насосная гидравлическая головы в водоносном горизонте более 80 футов от predevelopment уровней в нескольких местах к 1980 году. Региональные снижается от 10 до 30 футов разработаны в трех multicounty части, одна из которых проходит через почти половину прибрежной равнине Джорджия. Изъятия, которые локально обратный predevelopment гидравлических градиентов в некоторых прибрежных районах, что создает потенциал для вторжения соленой воды из Мексиканского залива, Атлантического океана или из глубоких частях системы водоносных горизонтов Floridan которые содержат соленую воду. Однако солевые обводнения ограничивается несколькими локализованные области в настоящее время (1998 год). Хотя снятие большие, они не очень изменило основные характеристики predevelopment грунтовые воды проточной системы. Доминирующих форм выписки из системы водоносного горизонта и springflow baseflow к потокам, как и раньше разработка началась. Вода бюджета расчеты показывают, что вывод о 3400000000 галлонов пресной воды в день в течение 1990 составляет лишь около 20 процентов от общего объема сброса из водоносного слоя системы. Химические показатели качества воды в водоносный Floridan подходит для большинства применений на площади около двух третей системы водоносных горизонтов. Вода с растворенными-концентрации твердых веществ в 1000 миллиграммов на литр или больше не рассматривается охране окружающей среды США, чтобы быть пригодной для питья. Карта растворенных твердых веществ концентрации воды в верхний водоносный горизонт Floridan показывает, что минерализации воды больше вблизи берега, чем внутренние. Распределение растворенных твердых веществ связана с грунтовой воды потока в системе и близость к морской воде. , Где водоносный горизонт не ограничен или перекрыты тонким ограничивающего блока, грунтовые воды поток энергичных. Большие объемы воды быстро перемещаться в и из водоносного горизонта, и растворенных твердых веществ концентрации минимальны. В отличие от воды, который перемещается по направлению к берегу вниз долго, региональные пути потока находится в контакте с водоносный горизонт материалов, таких как известняк или местного гипс кровати, в течение более длительного времени и растворяется минерального материала. Таким образом, вода имеет больший растворенных твердых веществ концентрациях. У берегов, большие растворенных твердых веществ концентрации из-за смешивания пресных подземных вод с морской водой, который мигрирует в водоносный горизонт от океана или Мексиканского залива. В южной Флориде и вдоль реки Сент-Джонс на востоке центральной Флориде, районах крупных растворенного концентрации твердых веществ представляют промываться морской воды, который был или захваченных в известняках системы водоносного горизонта, как это было на хранение или вошли в систему водоносного горизонта позже, во время высокой стенды уровнем моря. Растворенных твердых веществ в концентрациях воды из нижнего водоносного горизонта Floridan крупнее, чем в верхнем водоносном горизонте Floridan, потому что вода в Нижнем Floridan последовало больше проточных каналов и, соответственно, было больше времени, чтобы растворять минералы водоносного горизонта.