CC BY
45
КРИТЕРИИ ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОГО РАЙОНИРОВАНИЯ ТЕРРИТОРИИ ВЕРХНЕГО ПРИОБЬЯ
Александр Викторович Ван
Сибирская государственная геодезическая академия, 630108, г. Новосибирск, ул.
Плахотного, 10, доктор геолого-минералогических наук, профессор-консультант кафедры кадастра, тел. (383) 344-31-73, e-mail: van.a.v @ mail.ru
На примере четвертичных покровных отложений Верхнего Приобья рассматриваются методы геоэкологического (эколого-геологического) районирования с целью систематизации многообразия существующих на этой территории природных и техногенных экосистем и разработки критериев их выделения.
Ключевые слова: геоэкологическое районирование, природные и техногенные экосистемы, критерии.
CRITERIA FOR ECOLOGICAL ZONING OF UPPER-OB TERRITORY
Alexander V. Van
Ph.D., consulting professor, department of cadastre, Siberian State Academy of Geodesy, 10 Plakhotnogo st.. 630108, Novosibirsk, phone: (383) 344-31-73, e-mail: van.a.v @ mail.ru
By the example of the Upper-Ob territory Quaternary mantle the methods of geo-ecological (eco-geological) zoning are considered. The author suggests systematizing the diversity of natural and technogenic ecosystems, existing on the territory, and developing the criteria for selecting them.
Key words: geo-ecological zoning, natural and technogenic ecosystems, criteria.
Одной из главных задач региональной геоэкологии является изучение и классификация многообразия существующей на этой территории природных и техногенных экосистем, каждая из которых характеризуется вполне определенными экологическими и геологическими показателями и приуроченностью к определенной площади.
Геоэкологическое районирование является важным исследованием, необходимым для наиболее рационального и активного освоения природных ресурсов, выделения территорий повышенного экологического риска и геодинамических напряжений с целью прогнозирования возможных негативных природных явлений и геоэкологической устойчивости к техногенным нагрузкам.
Объектом исследования являются четвертичные покровные отложения Верхнего Приобья, самой поверхностной части литосферы, и, следовательно, наиболее интенсивно подверженной природными и техногенными процессами. Кроме того эта территория представляет собой предорогенную зону сочленения юго-восточной части Западно-Сибирской плиты и приплатформенных горных систем Алтая, характеризующуюся повышенными геодинамическими и геоэкологическими напряжениями.
Известно, что осадочный чехол покрывает 80 % поверхности континентов, поэтому литологические исследования являются главным инструментом в познании закономерностей формирования рассматриваемых отложений, проявлений ими экологических функций и распределения на земной поверхности.
Выбор критериев районирования основан на зональных факторах, которые выделены путем детального изучения литологического состава, геохимических особенностей, физико-механических и биологических свойств пород, вместе оказывающих природоформирующее воздействие на окружающую среду и представляющих экологические функции поверхностных отложений, большей частью вовлеченных в интенсивную хозяйственную деятельность.
Выполненными исследованиями установлена генетическая связь между геоморфологическими элементами рельефа, литологическим составом и физико-механическими свойствами пород [1]. Каждая структурная форма земной поверхности имеет свои геоэкологические особенности. Литологический состав покровных отложений формирует вещественную основу природных систем, их межсистемные и внутрисистемные связи, а физико-механические свойства определяют динамику функционирования природных систем их экологическую устойчивость к внешнему воздействию. Так на Приобском и Обь-Чумышском плато покровными отложениями являются 20-50-метровые толщи типичного лесса, образованного принесенного ветром обломочными частицами и отличающегося от других пород более полиминеральным составом с гидрослюдистой глинистой составляющей, с повышенной пористостью, иногда значительно превышающей теоретический максимум - 47,64 % , сильной просадочностью, четко выраженным и мощным ( 0,4-0,7 м) слоем черноземной почвы. Такие необычно высокие литологические показатели лесса обусловлены поляризацией обломочных частиц при переносе воздушными потоками, после осаждения которых происходит формирование рыхлового неустойчивого минерального каркаса, очень благоприятного для развития корневой системы растений [2].
Пролювиальные отложения, занимающие предгорные наклонные равнины и склоны возвышенных плато, представлены суглинистыми, глинистыми и супесчаными лессовидными накоплениями, возникшими в процессе переноса и осаждения временными водными потоками продуктов выветривания горных пород на прилегающих к бассейну седиментации возвышенностях и накопившегося на них эолового материала, который составляет не менее половины объема осадочных накоплений. Они состоят из субаэральных отложений сухих дельт, конусов выноса и предгорных шлейфов. Пролювий отличается довольно резкой дифференциацией материала, выносимого с гор и предгорий, но осадки, сносимые с водораздельных равнин-плато, не имеют такую контрастность из-за изначальной однородности эоловых накоплений.
Наибольшим развитием пролювиальные отложения пользуются на Предалтайской и Присалаирской равнинах. Породы, слагающие пролювий, характеризуются обломочными зернами хорошей окатанности, увеличенным, по сравнению с лессом, содержанием устойчивых минералов, например,
кварца, и появлением наряду с гидрослюдой смешаннослойных глинистых образований и иногда примеси каолинита. Чаще отмечается увеличение до 10-15 % хемогенного (карбонаты, сульфаты) составляющего породы.
Пористость пролювиальных пород колеблется в диапазоне 35-45 %. Просадочные свойства обладают средним для рассматриваемой территории значением. Мощность пролювиальных осадков варьирует в широком пределе. Современная поверхность пролювия Верхнего Приобья покрыты выщелоченным и оподзоленным черноземом.
Аллювиальный генетический тип отложений довольно четко выделяется своей приуроченностью к руслам и долинам современных и древних речных систем. Образование аллювия связано с переносом постоянными русловыми потоками обломочного материала, сопровождающимся выработкой этим водотоком эрозионной долины. Наиболее ярким примером этого являются древние и современные долины стока, разрезающие Приобское плато и песчаные скопления на выходах этих долин на запад, в сторону Кулундинской впадины.
Строение аллювия в первую очередь выражается через размеры слагающих его обломочных зерен и степени их окатанности, которые зависят от скорости отложившего их течения и могут быть весьма разнообразными. В аллювиальных осадках равнинных рек Кулунды и Барабы накапливаются преимущественно пески, супеси, суглинки, глины, илы. Аллювий пересекается и внедряется в другие генетические типы отложений. Многими исследователями четвертичных отложений выделяются в основном комплексные озерно-аллювиальные отложения.
Минеральный состав аллювия отличается повышенным содержанием кварца 50-70 % и более. Обломочные зерна характеризуются хорошей отсортированностью и большей частью значительной окатанностью. Глинистый материал представлен большей частью чешуйками гидрослюды с незначительной примесью хлорита и тонких мелкоалевритовых (пылеватых) обломочных частиц. Роль хемогенных минералов существенно увеличена до 20 и более процентов и зависит от высоты местности: на возвышенных участках рельефа содержание их в породах меньше, а в пониженных - больше. Причем в первом случае преобладают карбонаты, а во втором - сульфаты, а в осадках озер, занимающих самую низкую гипсометрическую отметку встречаются хлориды. Наибольшим засолением поверхностных отложений отличается Кулундинская низменная равнина, где и выделена такая закономерность [3].
Физико-механические параметры аллювиальных отложений тоже имеют свои отличительные особенности. В пределах Кулунды пористость пород покровных отложений снижается до среднего значения 35 % и меньше, а просадочные свойства пород очень слабые или отсутствуют. Развитая на этих осадках почва солонцеватая и осолоделая, маломощная 0,15-0,25 м.
Озерные (современные и древние) отложения, распространенные в пределах Кулундинской и Барабинской низменных равнин, по составу обломочного костяка породы не отличаются от прибрежных и служащих ложем озер отложений, за исключением того, что в этих озерных осадках увеличено
значение хемогенных компонентов - карбонатов, сульфатов и в меньшей степени хлоридов. Здесь еще четче проявляется закономерность, показывающая, что локальное распределение поверхностных и грунтовых вод по степени минерализации и химическому составу зависит от гипсометрического уровня их залегания. Как видно на гипсометрических профилях, построенных по гидрохимической карте поверхностных вод Кулунды [1,3], при всех равных условиях с понижением гипсометрических уровней точек опробования состав вод последовательно изменяется от карбонатных к сульфатным, сульфатно-хлоридным и хлоридным, т.е. увеличивается степень метаморфизованности вод. В этом же направлении происходит увеличение степени их минерализации: чем ниже точка
опробования, тем концентрация солей в воде больше. Образуются гидрохимические ступени, каждая из которых занимает определенные интервалы высот местности и характеризуется своим составом. При наличии полного гидрохимического профиля самая верхняя ступень будет карбонатной, ниже которой последовательно замещает друг друга сульфатная и хлоридная. Профили бывают по ряду геологических причин неполные. Границы гидрохимической зональности проводятся по изогипсам, проходящим между точками опробования с разными типами вод.
Как отражение установленной закономерности в региональном плане степень минерализации и метаморфизованности поверхностных и грунтовых вод Кулундинской степи увеличивается по направлению главного потока, соответствующего в основном общему уклону местности в сторону центра Западно-Сибирской равнины.
Из полного описания геоэкологической обстановки, созданной четвертичными покровными отложениями, видно, что выделенные и всесторонне охарактеризованные генетические типы отложений являются определенными природными системами со своими отличительными минералогическими, геохимическими, почвенными, физико-механическими особенностями и экологическими функциями, а также приуроченностью к определенным структурно-геоморфологическим элементам рассматриваемой территории и имеющие четкие границы распространения, являются как раз теми геоэкологическими единицами, которые составляют объекты разграничения. Эти перечисленные признаки и есть критерии геоэкологического районирования, картирования, могут быть использованными для определения экологического потенциала природной среды и геоэкологической паспортизации объектов исследований и служить источником данных геоинформационных систем для их мониторинга.
Разделительные линии между геоэкологическими районами проходят через зону сопряженного перехода между разными экосистемами. Исходя из характеристики критериев природных экосистем следует, что для геоэкологического районирования и картирования могут найти применение в качестве дополнительного и подсобного материала соответствующие по масштабу почвенные, литофациальные, геоморфологические и другие карты,
которые не только значительно облегчают составление геоэкологических карт, но и существенно уточняют их содержание.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Ван А.В. Литология и факторы просадочности лессовых пород Верхнего Приобья. -Барнаул:АГТУ, 2002.-111 с.
2. Ван А.В. Генетические факторы просадочности лессовых пород // Известия ВУЗов. Серия строительство и архитектура.-2002. № 9.- С.136-140.
3. Ван А.В. Гидрохимический мониторинг поверхностных вод // Труды Межд. Научной конференции “Мониторинг геологических, литотехнических и экологогеологических систем.” -М.: МГУ, 2007.- С.69-70.
© А. В. Ван, 2012
