CC BY
93
ВЕСТНИК ПЕРМСКОГО УНИВЕРСИТЕТА
2014 Геология Вып. 3 (24)
ГИДРОГЕОЛОГИЯ
УДК 550.46
Формирование микроэлементного состава и гидрогеохимических аномальных зон в подземных водах Камского Приуралья
П.С. Копылов
Естественнонаучный институт Пермского государственного национального исследовательского университета, 614990, Пермь, ул. Генкеля, 4 E-mail: georif@yandex.ru
(Статья поступила в редакцию 17 июля 2014 г.)
Приводятся результаты гидрогеохимических исследований и картирования в Камском Приуралье. Проанализированы аналитические данные (более 2 тыс. спектральных анализов воды, в основном из родников). Изучены закономерности распределения фоновых значений основных геохимических параметров (макро- и микроэлементов) в подземных водах. Установлены их гидрогеохимические особенности. Проведено гидрогеохимическое районирование и выделены комплексные гидрогеохимические аномальные зоны. Выполненные исследования впервые позволили дать общую оценку гидрогеохимии микроэлементов Западного Урала и Приуралья на региональном уровне. На территории Пермского края выделено большое количество различных гидрогеохимических аномалий. Отмечено превышение предельно-допустимых концентраций 18 микроэлементов по экологическим нормативам. Одни из них имеют регионально повышенные концентрации (Вг, В, Ва, Mn, Ti) с формированием обширных аномальных полей, другие проявляются локально (Sb, Be, Cd, V, Cr, Ni, Pb, Sr, F, Zn, Co, Mo, P). Основные аномалии в зоне активного водообмена сгруппированы в 14 комплексных гидрогеохимических аномальных зон с площадями 2,4-9,4 тыс. км2. Основными факторами выделенных гидрогеохимических аномалий являются природные условия формирования гидрогеохимических полей при контролирующей роли структурно-тектонического и геодинамического (неотектонического) факторов. Практически все крупные гидрогеохимические аномалии пространственно совпадают с литогеохимическими и геофизическими аномальными зонами, а также с геодинамическими активными зонами. Ключевые слова: гидрогеохимия, подземные воды, родники, минерализация, микроэлементы, гидрогеохимические аномальные зоны, Приуралье.
Введение
В течение продолжительной геохимической эволюции в системе вода - порода под действием различных геологических
и физико-химических процессов происходит формирование разнообразных гидро-генно-минеральных комплексов и геохимических типов подземных вод, а также различных гидрогеохимических аномалий
©Копылов П.С. , 2014
[32, 37]. В последние десятилетия эта равновесно-неравновесная система подвергается сильным изменениям под действием факторов геодинамики и техногенеза.
Основным объектом гидрогеологического изучения и картографирования территории Камского Приуралья (Пермского края) является зона активного водообмена (глубиной преимущественно до 100-150 м). По сложившимся природным гидрогеологическим условиям она оказывает основное влияние на человека и среду его обитания. Воды только этой зоны пригодны для питьевого и промышленного водоснабжения и в то же время наиболее подвержены влиянию техногенеза [23, 34].
Для характеристики и анализа состояния макро- и микрокомпонентного состава подземных вод зоны активного водообмена использовались аналитические данные, полученные в результате проведения среднемасштабной гидрогеологической съемки территории Пермского края (В.И. Мошковский, Е.А. Иконников, В.А. Поповцев, C.B. Заякин, А.Г. Мелехов, И.М. Синицин, A.B. Ревин, В.П. Куликов, П.П. Ведерников, В.M Бал-дин, И.С. Копылов и др.), специализированных гидрогеохимических исследований различных организаций и собственные [6, 14-20].
Состояние и характеристика подземных вод зоны активного водообмена по минерализации и солевому составу
Минерализация и солевой состав подземных вод тесно взаимосвязаны друг с другом, с составом водовмещающих пород, степенью их промытости, а также с местами разгрузки подземных вод из более глубоких водоносных горизонтов. Химический состав и минерализация вод оказывают большое влияние на состояние природной среды и человека. Недостаток или избыток того или иного компонента в воде может вызывать нарушение обмена веществ и различные заболевания. Выделяются два основных типа гидрогеохими-
ческих аномалий: связанные с природной некондиционностью вод и связанные с антропогенной деятельностью (промышленное, сельскохозяйственное и бытовое загрязнение). Часто в крупных агломерациях промышленное и бытовое загрязнения накладываются друг на друга.
Гидрокарбонатные воды наиболее широко распространены в зоне активного водообмена Камского Приуралья. В их анионном составе резко преобладает гид-рокарбонат-ион (до 70-90 %). Большое разнообразие литологии вмещающих пород, различная степень их промытости обусловили пестроту катионного состава вод. В целом характерна минерализация до 1,0 г/дм3. Воды с минерализацией до 0,1 г/дм3 чаще всего встречаются в пределах горно-складчатого Урала и связаны с водоносными зонами рифейско-нижнедевонских карбонатных, терриген-но-карбонатных, терригенных и метаморфических кварцитовидных пород; с ультраосновными породами связаны гидро-карбонатно-магниевые воды, с кислыми интрузиями - кальциево-натриевые и натриевые. Воды с минерализацией от 0,1 до 0,5 г/дм3, различные по катионному составу, занимают большую часть площади и характерны для юрских, триасовых, северодвинских, уржумских, казанских, шешминских, соликамских отложений [22]. Минерализацию 0,5-1,0 г/дм3 имеют гидрокарбонатно-натриевые воды, развитые на западе Камского Приуралья. Гидрокарбонатные воды различные по катионному составу с минерализацией более 1,0 г/дм3 связаны с нижнепермскими тер-ригенными отложениями, в пестрой толще которых имеются включения солей, а также с водоносными комплексами сред-не-верхнекаменноугольных и девонско-нижнекаменноугольных терригенных и терригенно-карбонатных пород. Гидрокарбонатные, сульфатно-гидрокарбонатные кальциевые, натриево-кальциевые, магниево-кальциевые воды с минерализацией 1-3 г/дм3 закартированы в пределах казанских (белебеевских) отложений в приустьевой части долины
р. Бол. Тетля, правого притока р. Нердвы, и, очевидно, имеют подток минерализованных сульфатных вод из нижележащих шешминских отложений.
Сульфатные воды, а также гидрокар-бонатно-сульфатные, хлоридно-сульфат-ные кальциевые, магниевые, магниево-кальциевые, кальциево-магниевые, на-триево-кальциевые, натриево-магниевые воды связаны с гипсовой минерализацией. На площадях распространения галогенной толщи иренской свиты в пределах Уфимского вала определена минерализация вод от 1,0 до 3,0 г/дм3. Воды с минерализацией до 3 г/дм3 связаны с шешминским водоносным горизонтом севернее и южнее г. Перми и с кунгурским водоносным комплексом в пределах Ксенофонтовского вала. Сульфатные воды обычно имеют повышенную жесткость, следствием чего является образование камней в почках, печени и другие заболевания. Сульфатные воды, формирующиеся за счет растворения галогенных пород, получили широкое распространение в Предуральском краевом прогибе. Они занимают доминирующее положение и на западном погружении Уфимского вала, фиксируют площадь развития гипсово-ангидритовой толщи кунгура. Формируются за счет процессов растворения и выщелачивания, что подтверждается развитием карстовых явлений на этой территории. Сульфатные воды характерны для шешминских отложений, которые отличаются повышенной за-гипсованностью. Причем, в зоне активного водообмена здесь ниже базиса эрозии формируются гидрокарбонатные, реже гидрокарбонатно-сульфатные воды с минерализацией до 1 г/дм3. В условиях замедленной циркуляции и плохой промы-тости пород минерализация вод становится выше 1 г/дм3 и получают развитие сульфатно-гидрокарбонатные и сульфатные воды.
Хлоридные воды связаны в основном с растворением каменной соли среди галогенных пород либо с подтоком минерализованных вод из более глубоких водоносных подразделений. Распространены хло-
ридные, сульфатно-хлоридные и гидро-карбонатно-хлоридные натриевые, каль-циево-натриевые, магниево-натриевые воды, среди которых выделяются три группы вод по преобладающей минерализации: до 3, 3-5 и 5-10 г/дм3.
Хлоридные воды с минерализацией до 3,0 г/дм3 закартированы в долине р. Коса, в ее приустьевой части и на протяжении около 60 км выше устья р. Лолог. Приурочены они к уржумским и казанским отложениям, связаны, очевидно, с подтоком глубинных подземных вод по ослабленным зонам. Аналогичные воды вскрыты в приустьевой части долины р. Обвы и в приустьевой части долины р. Нердвы общей площадью около 500 км2. Хлоридные воды с минерализацией 1,0-3,0 г/дм3 закартированы в бассейне р. Тулвы от ее истоков до устья р. Ашап площадью око-ло 800 км . Они приурочены к шешминским отложениям, для которых хлоридная минерализация не характерна. Вероятно, данная аномалия обусловлена природно-техногенными процессами при освоении нефтяных месторождений района. Хлоридные воды, различные по катионному составу с минерализацией до 3 г/дм3, довольно часто встречаются в виде небольших по площади участков в пределах кун-гурской сульфатно-карбонатно-терриген-ной свиты [27], прослеживаются полосой меридионального простирания шириной от 2,5 в центральной части до 50 км на юге Предуральского прогиба и до 25 км в Тимано-Печорском прогибе. На междуречье Камы с Вишерой и Вишеры с Язьвой они приурочены к соликамской терриген-но-карбонатной свите. В пределах кунгур-ского водоносного комплекса и ольхов-ского горизонта пестрота состава обусловлена литологическими особенностями, в остальных многочисленных случаях помимо литологии в равной степени значительную роль играет разгрузка из нижележащих отложений. Это небольшие по площади участки: на междуречье Камы и Сумыча, приуроченные к шешминским и аллювиальным отложениям; в долине рек Уролки, Ульвы выше устья р. Ульвы -
в пределах уржумских, казанских и аллювиальных отложений; в верховьях рек Сев. Кондаса, Сырьи, Гижги - в пределах уржумских и казанских отложений; в устьевой части р. Яйвы; на левобережье р. Камы в районе Нижних Мулов; в долине р. Юмыш (правобережного притока р. Бабки) - в пределах шешминских отложений; в районе г. Чернушки (западнее, восточнее и южнее) - в шешминских и соликамских отложениях.
Хлоридные воды с минерализацией 3,0-5,0 г/дм3 закартированы в долине р. Иньвы и устьевых частях ее притоков Кувы и Велвы. Приурочены к средне-пермскому терригенному комплексу пло-щадью около 350 км . Связаны, вероятно, с подтоком подземных вод из более глубоко залегающих водоносных комплексов. Хлоридные воды с минерализацией до 10 г/дм3 закартированы в устьевой части правого притока р. Боровой в 20 км выше ее устья площадью около 25 км . Аномальный участок хлоридных вод установлен в устьевой части долины р. Чермоз площадью около 260 км , приурочен к уржумским, казанским и шеш-минским отложениям, связан, очевидно, с подтоком подземных вод из более глубоких водоносных горизонтов. Участок хлоридных, сульфатно-хлоридных и гидро-карбонатно-хлоридных натриевых и других по катионному составу вод с минерализацией до 10 г/дм3 и более выделен в долине р. Усолки от ее приустьевой части и выше площадью около 125 км , а также закартирован в долине правого притока р. Усолки в районе г. Соликамска.
Характеристика подземных вод по микроэлементному составу
При проведении гидрогеологических съемок было проанализировано более 2 тысяч проб воды из родников, из которых были приняты к обработке 1930 спектральных анализов (ПКСА) воды с определением 30 распространенных элементов. Установлены 14 микроэлементов с относительно высокими концентрациями,
превышающими предельно-допустимые концентрации (ПДК - по СанПиН 2.1.4.1074-01): Ва, Мп, Т1, Ве, Сё, БЬ, РЬ, Бг, №, V, Сг, гп, Со, Мо.
Барий (2 класс опасности, ПДК - 0,1 мг/дм3). Цитологически связан с средне-пермской галечно-песчано-глинистой пе-строцветной формацией (медистых песчаников), которая является, очевидно, бари-тосодержащей (барит, баритокальцит) и лимитируется наличием в воде сульфатов. Относится к элеменам малого диапазона водной миграции и мигрирует в основном в виде иона Ва2+ (до 90%), комплексного иона Ва(НСОз)+ и ионной ассоциации ВаБОф Это один из наиболее встречаемых микроэлементов. Содержание его в водах родников от 0 до 4,97, в среднем 0,13 мг/дм3. Прослеживается меридиональной полосой по простиранию уржумских и казанских отложений. Установлено 765 точек с содержаниями Ва выше ПДК (до 50 ПДК). Площади с наиболее встречающимися значениями - от менее 0,1 до 0,5 мг/дм3 - занимают около 90 % рассматриваемой территории и относятся к площадям с допустимой и умеренно-опасной степенью загрязнения. Площади с опасной и чрезвычайно опасной степенью загрязнения распространены локально в основном в западной части территории; выделяются два более крупных аномальных участка - в нижней части бассейна р. Чермоз и на левобережье р. Камы от долины р. Юг до долины р. Паль и истоков р. Бабки. Аномалии приурочены, очевидно, к низам казанских отложений. Выделяются еще 43 локальных участка с аналогичным содержанием бария.
Марганец (3 класс опасности, ПДК -0,1 мг/дм3) относится к элементам широкого диапазона водной миграции, образует обширные ореолы рассеивания вокруг источников загрязнения [35].
С.Р. Крайнов и В.М. Швец относят Мп к элементам, формирующим провинции с регионально повышенными (по сравнению с ПДК) концентрациями [24]. На платформе он, вероятно, связан с марган-ценосностью карбонатных отложений
уфимского яруса. Участки с повышенными значениями распределены по территории в виде отдельных пятен, геохимическое поле Мп очень дифференцированно. Содержание его в водах родников от 0 до 4,0, в среднем 0,06 мг/дм3. Установлено 267 точек с содержаниями Мп выше ПДК (до 70,6 ПДК). Около 90 % территории относится к допустимой степени загрязнения (<1 ПДК), 9 % - к умеренно опасной (1-10 ПДК) и менее 1 % территории -опасной (10-15 ПДК) и чрезвычайно опасной (более 15 ПДК). Выделяются несколько аномальных участков: два наиболее крупных участка в среднем течении рек Вишеры и Колвы, в среднем течении р. Чусовой и на юго-востоке территории восточнее с. Суксун.
Титан (3 класс опасности, ПДК - 0,1 мг/дм3) относится к элементам широкого диапазона водной миграции. Это также часто встречающийся элемент. Содержание Тл в водах родников от 0 до 2,0, в среднем 0,02 мг/дм3. Установлено 68 точек с содержаниями Тл выше ПДК (до 20 ПДК). Повышенные значения Тл могут быть связаны с дайками трапповых диабазов и габбро-диабазов. Возможно, влияние оказывают геохимические и металло-генические специализированные блоки земной коры. Границы Боткинского аномального района (выделенного по В.А. Чувилину и др., 1996ф) пространственно совмещаются с контуром Верхне-камско-Калтасинского авлакогена, выполненного комплексом пород верхнего протерозоя (бавлинский горизонт) с достоверно установленным проявлением вулканизма, что, по-видимому, обусловило титано-марганцевую специализацию. Аномальные участки почти на 50 % связаны с отложениями кунгурского яруса, реже с шешминскими, казанскими и соли-камскими отложениями и приурочены к зонам геодинамической активности. Вблизи этих аномальных зон встречены БЬ, Бг. Выделены 3 аномальных участка по содержанию Тл: 1) Чусовской - охватывает бассейн р. Чусовой от ее устья до устья р. Бол. Вашкар, площадь около
2
450 км ; содержание Тл в воде от 0,12 до 2,01 г/дм3 (1,2-20,1 ПДК); 2) Сылвинский - в бассейне р. Сылва у юго-восточной границы территории, площадь 140 км , содержание Тл составляет 0,11-0,89 г/дм3 (1,1-8,9 ПДК); 3) Тулвинский - в бассейне р. Тулвы, площадь 130 км , содержание Тл от 0,12 до 0,27 г/дм3 (1,2-2,7 ПДК).
Сурьма (2 класс опасности, ПДК -0,05 мг/дм3), относится к элементам малого диапазона водной миграции. Входит в состав более 90 минералов. В воду БЬ может попадать при растворении в толще земной коры сульфидов и оксидов. Содержание БЬ в водах родников Приуралья от 0 до 0,72, в среднем 0,004 мг/дм3. Установлено 37 точек с содержаниями БЬ выше ПДК (до 14,3 ПДК). Практически все аномальные точки (95 %) попадают в полосу распространения среднепермских отложений. Выделяются несколько небольших по площади аномальных участков: 1) в верховьях р. Тулвы, комплекси-рущийся с аномалией Тл; 2) на правобережье р. Камы от устья р. Ошап субмериди-ального простирания до Боткинского водохранилища; 3) в долине р. Нытвы субширотного простирания, секущий р. Каму южнее г. Краснокамска; 4) на водоразделе рек Обва и Язьва; 5) в долине р. Вильвы, в устьевой части долины р. Ники; 6) в бассейне р. Кондас; 7) в верховье р. Вишеры.
Бериллий (1 класс опасности, ПДК -0,0002 мг/дм3). Содержание Ве в водах родников Приуралья от 0 до 0,003, в среднем 0,000005 мг/дм3. Аномалии обычно точечные, часто ассоциируется с Сс1 или Бг. Установлено 26 точек с содержаниями выше ПДК (до 15 ПДК). Аномалия с максимальным значением отмечена на правобережье р. Обвы в районе д. Ярино; аномалия с содержанием до 5 ПДК установлена на правобережье р. Вишеры; аномалия до 4 ПДК отмечена в долине рек Колвы и Низьвы (в приустьевой части). Из-за низкой чувствительности ПКСА (2-10-4) информативность явно недостаточна для характеристики геохимического поля этого элемента.
Свинец (2 класс опасности, ПДК -0,03 мг/дм3). Содержание РЬ в водах родников Приуралья от 0 до 0,17, в среднем 0,001 мг/дм3. Установлено 23 точки с содержаниями РЬ выше ПДК (до 5,8 ПДК), которые разбросаны изолированно по всей территории. Аномалии с максимальными значениями ПДК отмечены на севере и связаны с карбонатными отложениями нижнего карбона. Повышенные значения РЬ отмечаются как в фоновых ненаселенных таежных участках горного Урала, так и на платформе, в промышленно освоенных территориях, где их можно увязать с транспортными магистралями и населенными пунктами.
Кадмий (2 класс опасности, ПДК -0,001 мг/дм3). Содержание Сс1 в водах родников Приуралья от 0 до 0,006, в среднем 0,000004 мг/дм3. Установлен аномальный участок на правобережье р. Сылвы от п. Серьга до устьевой части р. Юрман (до 6,2 ПДК). Также определены несколько точечных кадмиевых аномалий, которые комплексируются с аномалиями содержания Ве: в междуречье рек Сылвы, Камы, Бабки; в междуречье рек Бабки и Ирени (1,5 ПДК); две аномалии отмечены на правобережье Камского водохранилища в районе Пожвы (1,1 ПДК) и на левобережье этого водохранилища в 15 км юго-восточнее п. Пожвы (1,8 ПДК).
Стронций (2 класс опасности, ПДК -7,0 мг/дм3). Содержание Бг в водах родников от 0 до 61,4, в среднем 0,46 мг/дм3. Установлено 19 точек с содержаниями Б г выше ПДК (до 8,7 ПДК), аномалии в основном точечные. Максимальные значения Бг установлены в районе Кунгурского аномального блока (В.А. Чувилин и др., 1996ф), где Б г является спутником Са (вплоть до образования собственных минералов типа целестина) в общей зоне распространения месторождений гипса, ангидрита и других пород нижней перми. Аномалии Бг комплексируются с Сылвин-ской и Тулвинской титановыми аномалиями (1,9 ПДК), Сылвинской кадмиево-бериллиевой аномалией (2 ПДК). Оди-
ночные аномалии Бг отмечены на севере территории в 10 км южнее Чусовского озера (1,8 ПДК); на р. Юг (1,4 ПДК); в долине р. Ошап (1,8 ПДК).
Никель (3 класс опасности, ПДК -0,1 мг/дм3) относится к элементам с широким диапазоном водной миграции, особенно в кислых водах. Содержание № в водах родников Приуралья от 0 до 4,3, в среднем 0,008 г/дм3. Установлено 17 точек с содержаниями его выше ПДК. Возрастная приуроченность родников с аномалиями содержания № довольно пестрая. Чаще всего аномальные значения № встречаются на северо-востоке территории в пределах горного Урала, в бассейне среднего и верхнего течения р. Березовой, где установлена обширная аномалия. Максимальное значение № (42,9 ПДК) отмечено на левобережье р. Камы в пределах сурьмяной аномалии ниже г. Краснокамска напротив п. Уральский. Никелевые аномалии чаще ассоциируются с хромовыми аномалиями.
Ванадий (3 класс опасности, ПДК -0,1 мг/дм3) относится к элементам с широким диапазоном водной миграции. Аномалии V тяготеют к западной части территории Камского Приуралья и связаны с триасовыми и уржумскими отложениями; их природу можно связывать с среднепермскими медистыми песчаниками, в составе которых содержится более 1% ванадия. Содержание V в водах родников Приуралья от 0 до 0,72, в среднем 0,007 мг/дм3. Установлено 11 точек с содержаниями его выше ПДК (до 7,2 ПДК). Закартированы следующие аномалии V: западнее г. Нытвы около п. Чекмени (1,3 ПДК) в пределах сурьмяной аномалии; Верещагинская аномалия (3,1 ПДК); Карагайская аномалия (1,1 ПДК) в 4 км юго-западнее бериллиевой аномалии; аномалия на р. Сюрол около п. Чугайнов Хутор (5,3 ПДК); аномалия на левобережье р. Косы около п. Шорша (3,3 ПДК); аномалия в 2,5 км восточнее с. Юксеево (7,2 ПДК).
Хром (3 класс опасности, ПДК -0,5 мг/дм3) относится к элементам малого
диапазона водной миграции. Содержание Сг в водах родников Приуралья от 0 до 3,08, в среднем 0,02 мг/дм3. Установлено 9 точек с содержаниями Сг выше ПДК. Возрастная корреляция родников с аномалиями содержания Сг отсутствует. Точечные аномалии распространены на северо-востоке территории и ассоциируются с никелевыми аномалиями почти во всех точках и в одной точке с кобальтом. Максимальное аномальное содержание Сг (5,6 ПДК) установлено на р. Гижга, около д. Загижга.
Цинк (3 класс опасности, ПДК -1,0 мг/дм3) относится к элементам широкой водной миграции. Содержание Ъл в водах родников Приуралья от 0 до 1,34, в среднем 0,013 мг/дм3. Отмечены только 2 аномальные точки со значениями 1,2 и 1,3 мг/дм3 (до 1,3 ПДК) на северо-востоке территории, которые совпадают со стронциевой и никелевой точечными аномалиями.
Молибден (2 класс опасности, ПДК -0,25 мг/дм3) относится к элементам широкого диапазона водной миграции. Содержание Мо в водах родников от 0 до 0,36, в среднем 0,0009 мг/дм3. В аномальных точках значения до 1,45 ПДК.
Кобальт (2 класс опасности, ПДК -0,1 мг/дм3) относится к элементам малого диапазона водной миграции. Содержание Со в водах родников от 0 до 0,19, в среднем 0,0006 мг/дм3. В аномальных точках значения Со до 1,86 ПДК, ассоциируется с аномалиями по хрому.
Характеристика и оценка подземных вод по галоидам
В процессе гидрогеологических съемок сделано 1029 химических анализов подземных вод на галоиды. Общий анализ распределения галоидов в подземных водах показывает очень высокое среднее содержание брома и бора (превышающих ПДК) с формированием обширных аномальных зон и общий дефицит фтора и йода, которые образуют лишь редкие и небольшие по площади аномалии.
Бром и бор (элементы 2 класса опасности, ПДК: Вг - 0,2 мг/дм3; В - 0,5 мг/дм3). Эти элементы часто встречаются вместе, образуют комплексные аномалии. Содержание брома в подземных вод Камского Приуралья от 0 до 15,98, в среднем 0,59 мг/дм3, содержание бора - от 0 до 30,0, в среднем 0,52 мг/дм3. Обширная аномальная зона высоких содержаний Вг (по степени загрязнения относящаяся к опасной и чрезвычайно опасной) картируется в бассейнах Косы, Велвы, Иньвы, Обвы [19]. Здесь отмечаются максимальные значения Вг (до 80 ПДК). В этом районе фиксируется значительное количество восходящих источников и некоторое общее увеличение минерализации по родниковому стоку до 0,5 мг/дм3 относительно фона 0,3 мг/дм3. Возможно, повышение содержания Вг связано с фильтрационными перетоками из зоны затрудненного водообмена на участках тектонической тре-щиноватости, особенно на участках неф-тепоисковых и разведочных работ. Второй значительный по площади аномальный участок с опасным и чрезвычайно опасным уровнем загрязнения выделяется на юго-западе Камского Приуралья в бассейне р. Сивы с содержанием брома до 5,23 мг/дм3 и бора до 20,0 мг/дм3. Вполне возможно, что эта аномалия связана с разработкой нефтяных месторождений, как и ее продолжение в бассейне р. Тулвы, относящееся к умеренно опасной категории загрязнения. Третий участок по величине площади распространения - Соликамско-Березниковский - связан преимущественно с борным загрязнением до 32 ПДК и реже бромным до 10,4 ПДК. Высокие содержания галоидов здесь могут быть связаны как с разработкой нефтяных месторождений, так и выщелачиванием бора из солей нижнепермских отложений. Четвертый и пятый аномальные участки развиты на юго-востоке территории в бассейнах рек Сылвы. Шаквы, Барды, содержание брома достигает 8 ПДК, бора - 4-8 ПДК, участки приурочены к кунгурским терри-генным отложениям. Аномалия южнее г. Перми на междуречье Сылвы, Камы и
Бабки, содержит 15,2 ПДК Вг, может быть обусловлена разработкой нефтяных месторождений. Две аномалии небольшие по размеру, но с очень высоким содержанием Вг и В - соответственно до 40 и 50,6 ПДК - выделяются в бассейне рек Колвы и Вишеры, они связаны с тер-ригенными кунгурскими отложениями. На одной из них отмечается значительное повышение минерализации родникового стока до 24,3 мг/дм3. На Вишере выделена точечная аномалия с максимальным содержанием бора - до 60 ПДК. Восточнее ее расположена тоже маленькая по площади аномалия с содержанием брома до 29,3 ПДК, бора до 8 ПДК (в районе нефтяных месторождений). Кроме этого, выделяется еще довольно много мелких и точечных аномалий галоидов. Необходимо отметить, что ряд довольно крупных аномалий содержания В и Вг - Сылвин-ская, Пермская, Тулвенская и др. - совпадают с аномальными зонами по микрокомпонентного состава подземных вод, а также с участками повышенной минерализации.
Фтор (2 класс опасности, ПДК -1,5 мг/дм3). Пермский край относится к территориям с дефицитом фтора. Фторирование питьевых вод является одним из элементов водоподготовки. Содержание Б в подземных водах от 0 до 20,0, в среднем 0,12 мг/дм3. Отмечено лишь несколько участков с повышенными содержаниями Б в скважинах на севере территории в долине р. Камы от устья р. Уролки до устья р. Тимшора и в долине р. Пильва, где наблюдается аномалия с максимальным содержанием фтора до 20 мг/дм3 (13,3 ПДК). Точечные аномалии с содержаниями Б 1,3 ПДК отмечены на р. Колве около п. Ракшер, на р. Березовой (у Ва-лайских бараков), на р. Каме около пп. Усть-Коса и Гайны, на р. Ульвич около п. Талая. Аномальный участок выделен в районе г. Кудымкара в долинах рек Инь-вы, Велвы, Лопвы, в его подземных водах содержание фтора до 2,3 ПДК. Эта аномалия прослеживается и в поверхностных водах. В долине р. Нердвы около
п. Ленинск выделяется точечная аномалия с содержанием Б до 2,3 ПДК. На правобережье р. Камы установлены 2 аномалии, связанные с уржумскими и казанскими отложениями: аномалия в долине р. Нытвы и аномалия на водоразделе рек Очер, Соснова, Чепца со значениями до 2 ПДК. На междуречье Камы, Чусовой и Сылвы в нижнесоликамских отложениях выделяются 2 аномалии с содержанием Б до 1,6 ПДК.
Комплексные гидрогеохимические аномальные зоны
На территории Камского Приуралья установлено большое количество различных гидрогеохимических аномалий. Отмечено превышение ПДК 18 элементов. Одни из них имеют регионально повышенные концентрации (Вг, В, Ва, Мп, Т1) с формированием обширных аномальных полей, другие проявляются локально (БЬ, Ве, Сё, V, Сг, №, РЬ, Бг, Б), третьи имеют единичное значение (2п, Со, Мо, Р). Основные аномалии в зоне активного водообмена сгруппированы в 14 комплексных гидрогеохимических аномальных зон (АЗ) с площадями 2,4-9,4 тыс. км [11]. Их пространственное размещение показано на рис. 1. Ниже приводится краткая характеристика аномальных зон.
1. Колвинская АЗ (площадь 5600 км2) расположена на севере и северо-востоке Камского Приуралья в бассейне рек Колвы, Вишерки, Березовой. В тектоническом отношении занимает положение на нескольких крупных структурах: Вычегодской впадине, Колвинской седловине, Соликамской депрессии и передовых складок Урала. Подземные воды в пределах данной зоны приурочены к водоносным подразделениям: аллювиальному четвертичному и соликамскому водоносным горизонтам; водоносным комплексам кун-гурского яруса, ассельско-артинских отложений, терригенно-карбонатных отложений среднего девона - нижнего карбона; водоносной зоне трещиноватости метаморфических пород рифея.
Вг, Ва
Мп, V
Тектонические структуры
Тиманский кряж
- Вычегодским прогиб
■ Камски и свод
- Висимская впадина
- Ракшинская седловина
- Пермский свод
■ Бымско-Кунгурская впадина
- Башкирский свод
- Верхнепечорская депрессия
- Колвинская седловина
- Соликамская депрессия
- Косьвинско-Чусовская седловина
- Юрюзано-Сылвенская депрессия ____- Передовые складки Урала
Комплексные гидрогеохимические аномальные зоны
1 - Колвинская
2 - Верхневишерская
3 - Средневишерская
4 - Северокамская
5 - Косинская
6 - Иньвинская
7 - Яйвинская
8 - Косьвинская
9 - Обвинская
10 - Среднекамская
11 - Чусовская
12 - Койвинская
13 - Тулвинская 14- Сылвинская
Ассоциации аномальных элементов в подземных водах зоны активного водообмена
Границы крупных тектонических структур
с площадным распространением
с локальным распространением
Геодинамические активные зоны
Аномальные
гидрогеохимические зоны
их номер
Рис. 1. Комплексные гидрогеохимические аномальные зоны Камского Приуралъя
Минерализация подземных вод здесь изменяется от 0,2 до 3,0 г/дм3. АЗ выделяется как площадная аномалия содержания Мп до 8,5 ПДК, № до 2,0 ПДК со следующими локальными и точечными аномалиями: Вг - до 50,6 ПДК, Ва - до 8,4 ПДК, В - до 8,0 ПДК, Ве - до 4,0 ПДК, РЬ - до 2,6 ПДК, Сг - до 2,3 ПДК, Бг - до 1,7 ПДК, гп-до 1,3 ПДК.
2. Верхненевишерская АЗ (площадь 5700 км2) расположена на северо-востоке Камского Приуралья в бассейне рек Ви-шеры (в верховье) и Улса, в пределах Центрально-Уральского поднятия. Подземные воды приурочены к водоносным комплексам карбонатных отложений силура - нижнего девона, карбонатных отложений среднего - верхнего ордовика, терригенных отложений нижнего - среднего ордовика, верхнего венда, терригенных и метаморфических отложений нижнего венда; водоносной зоне трещинова-тости метаморфических пород рифея, водоносной зоне трещиноватости магматических пород. Минерализация вод обычно не превышает 0,1-0,2 г/дм3. Выделяется как площадная аномалия содержания РЬ до 30 ПДК, Мп - до 30 ПДК, Ва - до 2,0 ПДК с локальными и точечными аномалиями Р - до 10,7 ПДК; БЬ - до 2,4 ПДК.
3. Средневишерская АЗ (площадь 4800 км2) расположена на севере Камского Приуралья в бассейне рек Вишеры и Язьвы, в пределах северо-восточной части Соликамской депрессии, передовых складок Урала, Центрально-Уральского поднятия. Подземные воды приурочены к аллювиальному четвертичному водоносному горизонту; к водоносным комплексам кунгурского яруса, ассельско-артинских отложений, нижнего и среднего карбона, терригенных отложений девона, терригенных отложений верхнего венда. Минерализация вод в основном 0,2-0,3 г/дм3. Площадная аномалия содержания Мп до 32,2 ПДК, к точечным можно отнести аномалии содержания Ва - до 49,7 ПДК, Вг - до 29,3 ПДК, Ве - 15,0 ПДК, В - до 14,0 ПДК, РЬ - до 5,6 ПДК, Сг - до 2,2 ПДК, Со - до 1,9 ПДК, № - до 1,6 ПДК,
гп-до 1,2 ПДК.
4. Северокамская АЗ (площадь 7700 км2) расположена на севере Камского Приуралья в верховье р. Камы, низовье Юж. Кельтмы, Пильвы, Вишеры, Уролки. В тектоническом отношении расположена на границах и в пределах Камского свода, Вычегодской и Висимской впадин и Соликамской депрессии. Связана с водоносными горизонтами четвертичных аллювиальных и днепровских флювиогляциаль-ных образований; водоносными горизонтами казанских, шешминских и соликам-ских отложений. Минерализация подземных вод в основном 0,2-0,3 г/дм3. Выделяется как площадная аномалия содержания В - до 60,0 ПДК, Вг - 29,9 ПДК, Ва - до 8,9 ПДК, с точечными аномалиями Мп -до 18,8 ПДК, Б - до 13,3 ПДК, № - до 4,9 ПДК, Ве - до 2,0 ПДК.
5. Косинская АЗ (площадь 5900 км2) расположена на северо-западе Камского Приуралья в бассейне р. Косы; в тектоническом отношении - в южной части Камского свода. Приурочена в основном к водоносному комплексу средней-верхней перми - к водоносным горизонтам северодвинских, уржумских и казанских отложений. Изоминеры соответствуют значениям 0,2-0,5 г/дм3. Площадные аномалии Вг - до 40,0 ПДК, Ва - до 13,1 ПДК; точечные - Мп до 8,8 ПДК, V - до 7,2 ПДК. Контуры аномалий и геолого-гидрогеологическая ситуация показаны на рис. 2.
6. Инъвинская АЗ (площадь 4700 км2) расположена в западной части Камского Приуралья в бассейне р. Иньвы, тектонически - на стыке Камского свода, Рак-шинской седловины и Висимской впадины. Приурочена к водоносному комплексу средней-верхней перми - к водоносным горизонтам северодвинских, уржумских и казанских отложений. Изоминеры соответствуют значениям 0,3-0,5 г/дм3. Площадными аномалиями являются Вг - до 79,9 ПДК, Ва - до 17,5 ПДК; точечными -Сй - до 11,0 ПДК, Мп - до 10,4 ПДК, № -до 3,8 ПДК, Ве - до 3,0 ПДК, ПДК, РЬ -до 1,6 ПДК.
Рис. 2. Косинская гидрогеохимическая аномальная зона
Гидрогеохимические аномалии
Косинская гидрогеохимическая аномальная зона (Вг, Ва, Мп, V)
Ва (1-5 ПДК) Ва (5-13 ПДК)
Мп (1-9 ПДК) V (1-7 ПДК)
Аномалии по брому в подземных водах и степень экологической опасности
допустимая (до 1 ПДК)
умеренно опасная (1-5 ПДК)
опасная (5-10 ПДК)
чрезвычайно опасная (10-40 ПДК)
Водообильные зоны \С \ Площадные водообильные зоны
I _ т
Родники, дебит л/с » До1 #2-4 #6-10 » 1-2 #4-6 ф 10-25
Гидрогеологические подразделения
Водоносный горизонт четвертичных аллювиальных образовании
Водоносный горизонт средней юры
Относительно водоупорный горизонт нижнего триаса
Водоносный горизонт северодвинских отложений верхней перми Водоносный горизонт уржумских отложений средней перми Водоносный горизонт казанских отложений средней перми
Тектонические нарушения
линеаменты в фундаменте по грави- и магниторазведке (по С.Г.Бычкову, В.М.Неганову) линеаменты по дешифрированию космоснимков (по И.С.Копылову)
7. Яйвинская АЗ (площадь 7200 км2) расположена в северо-восточной части Камского Прнуралья, в основном в бассейне р. Яйвы. Тектонически находится в основном в пределах Соликамской депрессии, а также в восточной части Ви-симской впадины и центральной части передовых складок Урала. Приурочена в основном к водоносному горизонту шеш-минских отложений, водоносному комплексу ассельско-артинских отложений, водоносным комплексам среднего и верхнего карбона, карбонатных отложений среднего девона - нижнего карбона. Изо-минеры соответствуют значениям 0,2-0,3 г/дм . Площадные аномалии содержания В - до 32 ПДК, Вг - до 18,6 ПДК, Мп - до 6,2 ПДК, точечные аномалии Сс1 - до 20,0 ПДК, Т\ - до13,5 ПДК, РЬ - до 13,3 ПДК, Ва - до 6,0 ПДК, N1 - до 6,0 ПДК, 8г - до 3,2 ПДК, V - до 2,0 ПДК, Б - до 1,3 ПДК.
8. Косъвинская АЗ (площадь 4200 км2)
расположена в восточной части Камского Приуралья в бассейне рек Косьвы и Усь-вы, в пределах передовых складок Урала и Центрально-Уральского поднятия. Приурочена к водоносным комплексам ас-сельско-артинских отложений, терриген-но-карбонатных отложений нижнего и среднего карбона, карбонатных отложений среднего девона - нижнего карбона, терригенных отложений верхнего венда, терригенных и метаморфических отложений нижнего венда; водоносной зоне тре-щиноватости метаморфических пород ри-фея. Изоминеры соответствуют значениям 0,2-0,5 г/дм3. Площадными можно считать аномалии Мп - до 2,6 ПДК, в основном зона сформирована точечными аномалиями: Ве - до 13,0 ПДК, Сс1 - до 8,0 ПДК, N1 - до 7,5 ПДК, Сг - до 2,5 ПДК, РЬ - до 1,6 ПДК.
9. Обвинская АЗ (площадь 7600 км ) расположена в центрально-западной части
Камского Приуралья в бассейне рек Обвы и Нытвы, тектонически - на стыке и в пределах Ракшинской седловины, Верхнекамской и Висимской впадин и северозападной части Пермского свода. Приурочена в основном к водоносным горизонтам терригенных северодвинских, уржумских, казанских и шешминских отложений. Изоминеры соответствуют значениям 0,3-0,5 г/дм3. Площадные аномалии содержания Вг - до 18,6 ПДК; В - до 16,0 ПДК, В а - до 11,8 ПДК, точечные аномалии № - до 42,9 ПДК, БЬ - до 14,4, Сй -до 12,0 ПДК, Мп - до 9,1 ПДК, Ве - до 7,0 ПДК, РЬ - до 4,0 ПДК, V - до 3,1 ПДК, Сг- до 1,8 ПДК, Бг - до 1,5 ПДК.
10. Среднекамская АЗ (площадь 3700 км2) расположена в центрально-южной части Камского Приуралья в среднем течении р. Камы, в низовье р. Сылвы, бассейне р. Бабки; в восточной части Пермского свода и западной части Бым-ско-Кунгурской впадины. Связана в основном с водоносным горизонтом четвертичных аллювиальных образований, водоносными горизонтами шешминских и соликамских отложений и водоносным комплексом отложений кунгурского яруса. Изоминеры соответствуют значениям от 0,3 до 2,0 г/дм3. Площадные аномалии содержания Вг - до 15,2 ПДК, Сс1 - до 6,0 ПДК, точечные: Мп - до 70,6 ПДК, Сг -до 4,3 ПДК, Ве - до 3,0 ПДК, Ва - до 2,4 ПДК, Бг - до 2,0 ПДК, Б - до 1,6 ПДК, № -до 1,2 ПДК, V-до 1,2 ПДК.
11. Чусовская АЗ (площадь 5400 км2) расположена в центрально-восточной части Камского Приуралья в низовье и среднем течении р. Чусовой, частично в низовье р. Сылвы и долине р. Камы. Находится в основном в пределах Юрюзано-Сылвинской депрессии, а также Пермского свода, Бымско-Кунгурской впадины и передовых складок Урала. Связана в основном с водоносными горизонтами четвертичных аллювиальных образований, соликамских отложений и водоносным комплексом отложений кунгурского яруса. Изоминеры соответствуют значениям от 0,2 до 2,0 г/дм3. Выделена в основном
аномалия содержания Тл - до 20,1 ПДК, другие аномалии являются точечными: Вг
- до 8,0 ПДК, В - до 8,0 ПДК, Ва - до 3,3 ПДК, Бг - до 2,7 ПДК, Мп - до 2,4 ПДК, Сг-до 1,0 ПДК.
12. Койвинская АЗ (площадь 3900 км2) расположена в восточной части Камского Приуралья в бассейнах рек Койвы, Вижая, Сылвицы, в пределах передовых складок Урала и Центрально-Уральского поднятия. Приурочена к водоносным комплексам ассельско-артинских отложений, тер-ригенно-карбонатных отложений нижнего и среднего карбона, карбонатных отложений среднего девона - нижнего карбона, терригенных отложений верхнего венда, терригенных и метаморфических отложений нижнего венда; водоносной зоне тре-щиноватости метаморфических пород ри-фея. Изоминеры соответствуют значениям 0,2 г/дм3 и менее. Площадными аномальными элементами являются: Сс1 - до 25,0 ПДК, Мп - до 15,4 ПДК, Л - до 9,2 ПДК; точечными: Ве - до 13,5, Ва - до 6,0 ПДК, РЬ - до 1,6 ПДК, № - до 1,5 ПДК. Установлено несколько точек (в малых водотоках, имеющих родниковое питание) с очень высоким содержанием Р (1 класс опасности) - до 2860 ПДК.
13. Тулвинская АЗ (площадь 9400 км2) расположена в юго-западной части Камского Приуралья в бассейнах рек Тулвы, Пизь, Сива. В тектоническом отношении находится в пределах Верхнекамской впадины, южной части Пермского свода и северной части Башкирского свода. Приурочена в основном к водоносным горизонтам уржумских, казанских и шешминских отложений. Изоминеры соответствуют значениям 0,3-0,5 г/дм3. К площадным аномальным элементам относятся: В
- до 40,0 ПДК, Вг - до 30,0 ПДК, Ва - до 26,0 ПДК; к точечным: Мп - до 8,7 ПДК, БЬ - до 5,4 ПДК, Т1 - до 2,7 ПДК, V - до 2,7 ПДК, РЬ- до 2,7 ПДК, Бг - до 1,9 ПДК.
14. Сылвинская АЗ (площадь 2400 км2) расположена в юго-восточной части Камского Приуралья в средней части бассейна р. Сылвы, в основном в пределах Юрюза-но-Сылвинской депрессии. Приурочена к
водоносному комплексу сульфатно-карбонатно-терригенных отложений кун-гурского яруса. Изоминеры соответствуют значениям 0,5-1,0 г/дм3. Площадными аномальными элементами являются: Мп -до 15,5 ПДК, Вг - до 8,0 ПДК, В - до 4,0 ПДК, точечными: Л - до 8,9 ПДК, Ва -7,4 ПДК, Ве - до 4,5 ПДК, Бг - до 3,1 ПДК, РЬ - до 1,3 ПДК.
Основными факторами выделенных аномальных зон являются природные условия формирования гидрогеохимических полей при контролирующей роли структурно-тектонического и геодинамического (неотектонического) факторов. Блоки земной коры в пределах всех комплексных гидрогеохимических аномалий характеризуются повышенной геодинамической активностью [9, 10, 21, 22, 36], при этом 90 % геодинамических активных зон локального и зонального уровней расположены в их контурах (рис. 1). Практически все крупные гидрогеохимические аномалии пространственно совпадают с литогеохимическими и геофизическими аномальными зонами [7, 8, 12, 17, 29, 30, 31]. Часто гидрогеохимические аномалии приурочены к узлам пересечения рудо-контролирующих разрывных нарушений, поэтому вероятна связь этих аномалий с месторождениями и рудопроявлениями полезных ископаемых.
Необходимо еще раз подчеркнуть роль техногенеза в переформировании химического состава подземных вод в условиях слабой защищенности верхних горизонтов. Локальные участки в пределах природных аномальных гидрогеохимических зон на
урбанизированных территориях, где наблюдается техногенное загрязнение подземных вод, являются природно-техногенными и техногенными образованиями. Наиболее сильно это выражено на территориях городских мегаполисов и в районах разработки полезных ископаемых - нефти и газа, калийно-магниевых солей, угля, алмазов и др. [1-5, 13, 25, 26, 28]. С другой стороны, установлено, что в крупных водообиль-
ных зонах отрицательное воздействие человека на подземные воды в значительной степени сглаживается благодаря присутствию большого количества вод хорошего качества и более активному водообмену [27, 33].
Заключение
Результаты гидрогеохимических исследований имеют теоретическое и прикладное значение, могут применяться для решения геологических задач по прогнозной оценке перспектив территории на поиски полезных ископаемых; для оценки геодинамических (неотектонических) условий; для решения геоэкологических задач, оценки направленности изменения геологической среды, решения инженер-но-геологических задач при оценке воздействия агрессивной водной среды на инженерные сооружения.
Библиографический список
1. Бабошко А.Ю., Бачурин Б. А. Тяжелые металлы в отходах калийной промышленности // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2009. № 5. С. 369-376.
2. Бачурин Б. А. Экологические проблемы горнопромышленных районов Пермского края // Экология и промышленность России. 2006. № 4. С. 32-35.
3. Бузмакое С.А., КостарееС.М. Техногенные изменения компонентов природной среды в нефтедобывающих районах Пермской области. Пермь: Изд-во Перм. ун-та, 2003. 171 с.
4. Бузмакое С.А., Кулакова С.А. Природно-техногенные экосистемы на территории нефтяных месторождений (на примере Пермского края) // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. 2011. № 1. С. 39-44.
5. Катаев В.Н., Щукова И.В. Подземные воды города Перми / Перм. гос. ун-т. Пермь, 2006. 142 с.
6. Копылов И. С. Геоэкологические исследования нефтегазоносных регионов: Дис. ... канд. reo л.-мин. наук.
Пермь, 2002. 307 с.
7. Копылов И. С. Литогеохимические аномаль-
ные зоны Западного Урала и Приуралья // Проблемы минералогии, петрографии и металлогении. Научные чтения памяти П.Н. Чирвинского. 2011. № 14. С. 235-239.
8.КопыловИ.С. Особенности геохимических полей и литогеохимические аномальные зоны Западного Урала и Приуралья // Вестник Пермского университета. Геология. 2011. № 1. С. 26-37.
9.КопыловИ.С. Теоретические и прикладные аспекты учения о геодинамических активных зонах // Современные проблемы науки и образования. 2011. № 4; URL: www.science-education.ru/98-4745.
10. Коп ылов И. С. Линеаментно-геодинамиче-ский анализ Пермского Урала и Приуралья // Современные проблемы науки и образования. 2012. № 6; URL: http://www.science-education.ru/106-7570.
11. Копылов И. С. Гидрогеохимические аномальные зоны Западного Урала и Приуралья // Геология и полезные ископаемые Западного Урала. 2012. № 12. С.145-149.
12.КопыловИ.С. Литогеохимические закономерности пространственного распределения микроэлементов на Западном Урале и Приуралье // Вестник Пермского университета. Геология. 2012. № 2. С. 16-34.
13.КопыловИ.С. Эколого-геохимические закономерности и аномалии содержания микроэлементов в почвах и снежном покрове Приуралья и города Перми // Вестник Пермского университета. Геология. 2012. №4(17). С. 39-46.
14. Копылов И. С. Составление геологического атласа Пермского края // Проблемы минералогии, петрографии и металлогении. Научные чтения памяти П.Н. Чирвинского. 2013. № 16. С. 356-362.
15.Копылов И.С. Аномалии тяжелых металлов в почвах и снежном покрове города Перми как проявления факторов геодинамики и техногенеза // Фундаментальные исследования. 2013. № 1-2. С. 335-339.
16.КопыловИ.С. Поиски и картирование во-дообильных зон при проведении гидрогеологических работ с применением ли-неаментно-геодинамического анализа // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государст-
венного аграрного университета. 2013. № 93. С.468-484.
17.КопыловИ.С. Геодинамические активные зоны Приуралья, их проявление в геофизических, геохимических, гидрогеологических полях // Успехи современного естествознания. 2014. № 4. С. 69-74.
18 .Копылов И.С. Основные водоносные комплексы Пермского Прикамья и перспективы их использования для водоснабжения // Успехи современного естествознания. 2014. № 9-2.
19. Копылов И. С., Алексеева Л.В., Лычникова A.B. Эколого-гидрогеохими-ческая оценка Кудымкарского района // Эколого-экономические проблемы и пути их решения. Кудымкар, 2000. С. 25-29.
20. Копылов И. С., Алексеева Л.В. Составление гидрогеологической карты Пермской области масштаба 1:500 000 на основе создания базы данных «Региональная гидрогеология Пермской области масштаба 1:500 000». СПб.: ВСЕГЕИ. 2002. 43 с.
21. Копылов И. С., Ликутов Е.Ю. Структурно-геоморфологический, гидрогеологический и геохимический анализ для изучения и оценки геодинамической активности // Фундаментальные исследования. 2012. № 9-3. С. 602-606.
22. Копылов И. С., Коноплев A.B. Геологическое строение и ресурсы недр в Атласе Пермского края // Вестник Пермского университета. Геология. 2013. № 3 (20). С. 5-30.
22. Копылов И. С., Коноплев A.B., Ибламинов Р.Г., ОсовецкийБ.М. Региональные факторы формирования инженерно-геологических условий территории Пермского края // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2012. № 84. С. 102-112.
24 Крайнов С.Р., Швец В.М. Основы геохимии подземных вод. М.: Недра. 1980. 285 с.
25. Лейбович Л.О., Середин В.В., Пушкаре-ваМ.В., Чиркова A.A., Копылов И. С. Экологическая оценка территорий месторождений углеводородного сырья для определения возможности размещения объектов нефтедобычи // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. 2012. № 12. С.13-16.
26. Максимович Н.Г., Черемных Н.В., Хайру-лина Е.А. Экологические последствия ликвидации Кизеловского угольного бассей-
на // Географический вестник. 2006. № 2. С.128-134.
27 .Михайлов Г.К., Оборин A.A. Подземная кладовая пресных вод Сылвенского кряжа. Пермь: Изд-во Пермского ун-та. 2006. 154 с.
28. Наумов В.А. Минерагения и перспективы комплексного освоения золотоносного аллювия Урала и Приуралья / НИИ ПГНИУ. Пермь, 2011. 162 с.
29. Тихонов А.И., Копылов И.С. Изотопно-гидрогеохимический метод и перспективы его использования для поисков коренных месторождений алмазов на территории Пермской области // Проблемы минералогии, петрографии и металлогении. Научные чтения памяти П.Н. Чир-винского. 2004. № 7. С. 187-192.
30. Чадаев М.С., Ибламинов Р.Г., Гершанок Л.А., Гершанок В.А., Простолупов Г.В. Геологические структуры западного склона Северного и Среднего Урала по данным гравиметрии и магнитометрии // Литосфера. 2011. № 6. С. 134-140.
31. Чадаев М.С., Гершанок В.А., Гершанок Л.А., Копылов И.О., Коноплев A.B. Гравиметрия, магнитометрия, геоморфо-
логия и их параметрические связи: монография / Перм. гос. нац. иссл. ун-т. Пермь, 2012. 91с.
3 2. Шварцев С. Л., Пиннекер Е. В., Перел ь-ман А.И. н др. Основы гидрогеологии. Гидрогеохимия. Новосибирск: Наука. 1982. 287 с.
ЪЪ.Шерстнев В.А. Водообильные зоны. Избранные труды. Пермь, 2002. 132 с.
34. Шгшановскгш Л.А., Шгшановская И.А. Пресные подземные воды Пермской области. Пермь: Кн. изд-во. 1973. 195 с.
35. Эколого-гидрогеологическая карта России. Масштаб 1:5 000 000 / под ред. В.М. Ко-четкова, Л.А. Островского. Объяснительная записка. М.: Комитет РФ по геологии и использованию недр. 1995. 33 с.
36. nkutov E.Yu., Kopvlov I.S. Complex of methods for studying and estimation of geody-namic activity I I Tyumen State University Herald. 2013. №4. C. 101-106.
37. Shvartsev S.L. Interaction in the water-rock system as a new basis for the development of hydrogeology // Russian Journal of Pacific Geology. 2008. T. 2. № 6. C. 465-475.
Formation of Microelement Composition and Hydrogeochemical Anomalous Zones of Groundwater of the Kama PreUrals Region
I.S. Kopylov
Natural Sciences Institute of the Perm State National Research University, 614990, Perm, Genkel Str., 4. E-Mail: georif@yandex.ru
The results of hydrogeochemical studies and groundwater mapping in the Kama PreUrals are given in the article. Analytical data (more than 2000 spectral analyses of water samples, mainly from the springs) are analyzed. Regularities of distribution of the background values of basic geochemical parameters (macro - and microelements) in groundwater has been studied. Hydrogeochemical particularities are revealed. Hydrogeochemical zoning was conducted and the geochemical anomalous zones were determined. Studies provided for the first time an integrated assessment of microelements hydrogeochemistry of the Western Urals and the PreUrals at the regional level. A large number of hydrogeochemical anomalies are located on the territory of the Perm region. It was established that concentration for 18 elements exceeds a legislation admissible limit. The large anomalous zones are characteristic for high concentrations of Br, B, Ba, Mn, and Ti, but anomalies of Sb, Be, Cd, V, Cr, Ni, Pb, Sr, F, Zn, Co, Mo, and P are
observed locally. Anomalies in the zone of active water exchange form 14 complex geochemical anomalous zones of areas from 2 000 up to 9 000 km"' . The natural environments of formation of hydrogeochemical fields are the main factors of generation of the geochemical anomalies with predominant role of structural, tectonic conditions, and geodynamic (neotectonic) activity. The major hydrogeochemical anomalies spatially coincide with litho-geochemical, geophysical anomalies, and geodynamic active zones. Key words: hydrogeochemistry, groundwater, springs, mineralization, elements, hydrogeochemical anomalous zones, PreUrals.
References
1. Bciboshko A. Yu., Bachurin B.A. 2009. Tyazhe-
lye metally v othodah kaliynoy promyshlen-nosti [Heavy metals in potash industry wastes]. Gorny informatsionno-analiticheskiy bulleten (nauchno-tekhnicheskiy zhurnal). 5:369-376.
2. Bachnrin B.A. 2006. Ekologicheskie problemy
gornopromyshlennykh rayonov Permskogo kraya [Environmental problems of mining areas of the Perm region], Ekologiya i pro-myshlennost Rossii. 4:32-35.
3. Buzmctkov S.A., Kostarev S.M. 2003. Tekhno-
gennye izmeneniya komponentov prirodnoy sredy v neftedobyvayushchikh rayonakh Permskoy oblasti [Technogenic changes of components of natural environment in the oil producing areas of the Perm region], Perm, Perm. Univ., p. 171.
4. Buzmctkov S.A., Kulcikova S.A. 2001. Prirodno-
tekhnogennye ekosistemy na territorii neft-yanykh mestorozhdeniy (na primere Permskogo kraja) [Natural-technogenic ecosystems on the territory of the oil fields (on example of the Perm region)]. Zashchita okruz-hayushchey sredy v neftegazovom kom-plekse. 1:39-44.
5. Kataev V.N., Shchukovct I.V. 2006. Podzemnye
vody goroda Permi [Groundwater of the city of Perm], Perm, Perm. Univ., p. 142.
6. Kopylov I.S. 2002. Geoekologicheskie issledo-
vaniya neftegazonosnykh regionov [Geoeco-logical studies of oil and gas regions]. Disser-tatsiya na soiskanie uchenoy stepeni kandi-data geologo-mineralogicheskikh nauk. Perm, Perm Univ., p. 307.
7. Kopylov I.S. 2011. Litogeokhimicheskie ano-
malnve zony Zapadnogo Urala i Priuralya [Lithogeochemical anomalous zones of the Western Urals and PreUrals]. Problemy min-eralogii, petrografii i metallogenii. Nauchnye chteniya pamyati P.N. Chirvinskogo. 14:235-239.
8. Kopylov I.S. 2011. Osobennosti geokhimi-cheskikh poley i litogeokhimicheskie ano-malnye zony Zapadnogo Urala i Priuralya [Specifics of geochemical fields and lithogeochemical anomalous zones of the Western Urals and PreUrals]. Vestnik Permskogo uni-versiteta. Geologiya. l(10):26-37.
9. Kopylov I.S. 2011. Teoreticheskie i prikladnye
aspekty ucheniya o geodinamicheskikh ak-tivnykh zonakh [Theoretical and applied aspects of doctrine of geodynamic active zones]. Sovremennye problemy nauki i obra-zovaniya. 4. URL: www.science-education.ru/98-4745.
10. Kopylov I.S. 2012. Lineamentno-geodinamicheskiy analiz Permskogo Urala i Priuralya [Lineamento-geodynamic analysis of the Perm Urals and PreUrals]. Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya. 6. URL: http://www.science-education.ru/106-7570.
11. Kopylov I.S. 2012. Gidrogeokhimicheskie anomalnye zony Zapadnogo Urala i Priuralya [Hydrogeochemical anomalous zones of the Western Urals and PreUrals], Geologiya i po-leznye iskopaemye Zapadnogo Urala. 12:145-149.
12. Kopylov I.S. 2012. Litogeokhimicheskie za-konomernosti prostranstvennogo raspre-deleniya mikroelementov na Zapadnom Urale i Priuralye [Geochemical regularities of spatial distribution of chemical elements on the Western Urals and PreUrals]. Vestnik Permskogo universiteta. Geologiya. 2(15): 16-34.
13. Kopylov I.S. 2012. Ekologo-geohimicheskie zakonomernosti i anomalii soderzhaniya mikroelementov v pochvah i snezhnom pokrove Priuralya i goroda Permi [Ecological and geochemical regularities and anomalies of concentration of microelements in soils and snow of PreUrals and city of Perm]. Vestnik Permskogo universiteta. Geologiya. 4(17):39-46.
14. Kopylov I.S. 2013. Sostavlenie ge-ologicheskogo atlasa Permskogo kraya
[Compilation of a geological Atlas of the Perm region], Problemy mineralogii, petro-grafii i metallogenii. Nauchnye chteniya pamyati P.N. Chirvinskogo. 16:356-362.
15. Kopylov IS. 2013. Anomalii tyazhelykh metallov v pochvakh i snezhnom pokrove goroda Permi kak proyavleniya faktorov geodinamiki i tekhnogeneza [Anomalies of heavy metals in soils and snow of the city of Perm as manifestations of geodynamic and technogenic factors]. Fundamentalnye issledovaniya. 1-2:335-339.
16. Kopylov IS. 2013. Poiski i kartirovanie vo-doobilnykh zon pri provedenii gidro-geologicheskikh rabot s primeneniyem lineamentno-geodinamicheskogo analiza [Prospecting and mapping of water saturated zones during the hydrogeological survey with use of lineamento-geodynamic analysis]. Politematicheskiy setevoy elektronnyy nauchnyy zhurnal Kubanskogo gosu-darstvennogo agrarnogo universiteta. 93:468-484.
17. Kopylov I.S. 2014. Geodinamicheskie aktiv-nye zony Priuralya, ikh proyavlenie v geofi-zicheskikh, geokhimicheskikh, gidro-geologicheskikh polyakh [Geodynamic active zone of the PreUrals, their manifestation in the geophysical, geochemical, hydro-geological fields]. Uspekhi sovremennogo estestvoznaniya. 4:69-74.
18. Kopylov IS. 2014. Osnovnye vodonosnye kompleksy Permskogo Prikamya i perspek-tivy ikh ispolzovaniya dlya vodosnabzheniya [Basic aquifers of Perm Prikamie and prospects of their use for water supply]. Uspekhi sovremennogo estestvoznaniya. 9-2.
19. Kopylov I.S., Alekseeva L. V, and Lychnikova A.V. 2000. Ekologo-gidrogeokhimicheskaya otsenka Kudymkarskogo rayona [Ecologi^cu and hydrogeochemical assessment of the Ku-dymkar district]. In Ekologo-ekonomicheskie problemy i puti ikh resheniya. Kudymkar, pp. 25-29.
20. Kopylov I.S., Alekseeva L.V. 2002. Sostavle-nie gidrogeologicheskoy karty Permskoy ob-lasti masshtaba 1:500 000 na osnove soz-daniya bazy dannykh «Regionalnaya gidro-geologiya Permskoy oblasti masshtaba 1:500 000» [Compilation of hydrogeological map of Perm region, scale 1:500 000 on the basis of database «Regional hydrogeology of Perm region, scale 1:500 000»]. Sankt-Petersburg, VSEGEI, p. 43.
21. Kopylov IS., Likutov E.Yu. 2012. Strukturno-geomorfologicheskiy, gidrogeologicheskiy i geokhimicheskiy analiz dlya izucheniyia i ot-senki geodinamicheskoi aktivnosti [Struc-ture-geomorphological, hydrogeological, and geological analysis for study and assessment of geodynamic activity]. Fundamentalnye issledovaniya. 9-3:602-606.
22. Kopylov I.S., Konoplev A.V. 2013. Ge-ologicheskoe stroenie i resursy nedr v Atlase Permskogo kraya [Geological structure and mineral resources in the Atlas of the Perm kray]. Vestnik Permskogo universiteta. Ge-ologiya, 3(20): 5-30.
23. Kopylov IS., Konoplev A.V., Iblaminov R.G., Osovetskiy B.M. 2012. Regionalnyie faktory formirovaniya inzhenerno-geologicheskikh usloviy territorii Permskogo kraya [Regional factors of formation of geoengineering conditions on the Perm kray territory], Politematicheskiy setevoy elektronnyy nauchnyy zhurnal Kubanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 84:102-112.
24. Kraynov SR., Shvets V.M. 1980. Osnovy geokhimii podzemnykh vod [Basics of geochemistry of groundwater], Moskva, Nedra, p. 285.
25. Leybovich L.O., Seredin V.V., Pushkareva M.V., Chirkova A.A., and Kopylov IS. 2012. Ekologicheskaya otsenka territoriy mesto-rozhdeniy uglevodorodnogo syrya dlya opre-deleniya vozmozhnosti razmeshcheniya ob-yektov neftedobychi [Environmental assessment of territories of hydrocarbon fields to determine the possibility of installation of oil extraction facilities]. Zashchita okruzhayu-shchey sredy v neftegazovom komplekse. 12:13-16.
26. Maksimovich N.G., Cheremnykh N.V., and Hayrulina E.A. 2006. Ekologicheskie pos-ledstviya likvidatsii Kizelovskogo ugolnogo basseyna [Environmental consequences oJ the Kizel coal mines closure]. Geografi-cheskiy vestnik. 2:128-134.
27. Mikhaylov G.K, Oborin A.A. 2006. Podzem-naya kladovaya presnykh vod Sylvenskogo kryazha [Underground storehouse of fresh water of Sylva ridge]. Perm, Perm Univ., p. 154.
28. Naumov V.A. 2011. Minerageniya i perspek-tivy kompleksnogo osvoeniya zolotonosnogo allyuviya Urala i Priuralya [Mineragenesis and potential of integrated development of gold bearing alluvium of Urals and PreUrals], Perm, ENI PGNIU, p. 162.
29. Tikhonov A.I., Kopylov IS. 2004. Izotopno-gidrogeokhimicheskiy metod i perspektivy ego ispolzovaniya dlya poiskov korennykh mestorozhdeniy almazov na territorii Perm-skoy oblasti [Isotope-hydrogeochemical method and its potential of application for primary diamond prospecting on territory of the Perm region]. In Problemy mineralogii, petrografii i metallogenii. Nauchnye chteniya pamyati P.N. Chirvinskogo. 7:187-192.
30. Chadaev M.S., Iblaminov R.G., Gershanok L.A., Gershanok V.A., and Prostolupov G.V. 2011. Geologicheskie struktury zapadnogo sklona Severnogo i Srednego Urala po dan-nym gravimetrii i magnitometrii [Geological structure of the western slope of the Northern and Middle Urals according to gravimetry and magnetometry data]. Litosfera. 6:134-140.
31. Chadaev M.S., Gershanok V.A., Gershanok L.A., Kopylov I.S., and Konoplev A.V. 2012. Gravimetriya, magnitometriya, geomor-fologiya i ikh parametricheskie svyazi [Gravimetry, magnetometry, geomorphology and their parametric interrelation], Perm, Perm Univ., p. 91.
32. Shvartsev S.L., Pinneker E. V., Perelman A.I. et al. 1982. Osnovy gidrogeologii. Gidro-
geokhimiya [Fundamentals of Hydrogeology. Hydrogeochemistry]. Novosibirsk, Nauka, p. 287.
33. Sherstnev V.A. 2002. Vodoobilnye zony. Iz-brannye trudy [Water saturated zones. Selected publications]. Perm, Perm Univ., p. 132.
34. Shimanovskiy L.A., Shimanovskaya I.A. 1973. Presnye podzemnye vody Permskoy oblasti [Fresh underground waters of the Perm region], Perm, p. 195.
35. Ekologo-gidrogeologicheskaya karta Rossii. Masshtab 1:5 000 000 [Ecologo-hydrogeological map of Russia. Scale 1:5 000 000]. In V.M. Kochetkova, L A. Os-trovskiy (Eds.). Obyasnitelnaya zapiska. -Moskva, Komitet RF po geologii i ispol-zovaniyu nedr. 1995, p. 33.
36. Likutov E.Yu., Kopylov I.S. 2013. Complex of methods for studying and estimation of geo-dynamic activity. Tyumen State University Herald. 4:101-106.
37. Shvartsev S.L. 2008. Interaction in the water-rock system as a new basis for the development of hydrogeology. Russian Journal of Pacific Geology. 2(6):465-475.
