CC BY
48
10. Вертушкой Г. H. Жильный кварц in жял восточного склона Урала // ДАН СССР. 1946. Т. 51, № I.C. 53-56
11. Жильный кварц восточного склона Урала ! Выпушки» Г. Н. [и др.] //Труды СГИ. 1970. Вып. 66. 4.2.103 с.
12. Щекмдин А. Л.. Синкевич ПА, Петров Н. А. Гранулированный жильный кварц - повое сырье дая получения прозрачного кварцевого стекля //Стекло и керамика. 1963. № II. С. 6-8.
13. Щекояйин А. А. Метаморфизм жильного кварца и генезис его разновидностей // Тр. ВНИИСИМС 1969.Т 10. С. 101-110.
14. Геологим. генезис и промышленные типы uecmopcKxcôcmrû кварца /составитель Е. П. Мельников М.: Недра. 1988 216с.
15. Мельников Е П. Мельникова Н. И. Закономерности размещения гранулированного кварца * южной части Уфллейского анпоелнпорня // Жильный кварц восточного склона Урала. Свердлове к. 1970. С 41-50
УДК 556.3+624.131+502.36
АКТУАЛЬНЫЕ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ, ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ И ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ УРАЛА
О. Н. Грязной
Рассмотрены проблемы питьевых вод. дренажных вод, опасных природных и технопрнродны? геологических процессов, изучения и опенки геоэкологических условий промышленно-городскн» агломераций.
Ключевые слова: литьевые, дренажные воды, карст, суффозия, гашение юрнорудпых предприятий гравнтациошше. криогенные процессы, геоэкологические условии.
Problems of drinking, drainage waters, dangerous natural and technogenic geological processes investigation and assessment of geo-ecological conditions of industrial-urban agglomerations are considered.
Key wurdx: drinking, drainage water, karst, suffosia, cancellation of mining enterprises, gravitational cryogenic processes, geo-ecological conditions.
Уральский складчатый пояс протянулся более чем на 2500 км по меридиану, разделяя Восточно-Европейскую платформу и Заладно-Снбирскую плиту. Недра Урала активно осваиваются на протяжении более 300 лет. ] 1а их основе сформировался многоотраслевой промышленный комплекс, активно преобразующий природную среду. Это обусловило широкое развитие природных и техногенных процессов нередко с необратимыми последствиями.
Обозначим основные современные гидрогеологические, инженерно-геологические и геоэкологические проблемы Урала
Проблема чистой йоды как источника питьевого водоснабжения
Обеспечение насел ища питьевой водой а условиях высокой антропогенной нагрузки на территории Уральского региона является на сегодня одной кз важнейших .нсолого-гидрогеологических и .»колото-гидрологических проблем. Основным источником водоснабжения многих промышленных городов, в т. ч. таких крупных центров, как Екатеринбург, Челябинск. Н. Тагил и др., остаются поверхностные воды. Насущные вопросы государственной политихн в водном хозяйстве России нашли отражение в 10-томной коллективной монографии РосНИИВХ «Вода России»,
мы шедшей и свсг в 2001 году под научной редшошен проф. А. М. Черняева.
Усшшями гидрогеологов Урала намечены мероприятия ни улучшению водоснабжения населения качественными подземными водами 131_ Основные из них:
- выполнение комплекса исследование с аслыо оценки и переоценки запасов подземных вод в районах крупных городов и хозяйственно освоенных территорий;
- выполнение работ для обоснования резервного водоснабжения населенных пунктов в период чрезвычайных ситуации, включая выявление н оценку недр для добычи подземных пол с целью промышленного разлива (бутил кровашм):
- продолжение работ по выявлению перспективных участков, оценке прогнозных' ресурсов подземных вол хозяйственно-питьевого кодоснабжсшм на этих участках в районах с напряженной водохозяйственной и экологи« пеской обстановкой.
Важнейшей для Урала является проблема дренажных вод, сопряженная с проблемой промышленных подземных вод. условии их образования, состава, практического использования.
Непрерывная с начала индустриально! о развита Урала разработка минеральных месторождений основной фактор изменений геологический среды в регионе. Мнкроэлс-ментный состав вод. извлекаемых из недр одновременно с добычей основного сырья и сбрасываемых в окружающую среду, загрхэ-пяя ее, - новый аспект в комплексном освоении месторождений и геоэкологических проблемах горнопромышленных регионов.
Очевидна актуальность изучения дренажных вод как источника техногенного загрязнения ландшафтов [5, 10]. Наиболее изученными объектами техногенных гндроми-неральных ресурсов являются Кизеловский каменноугольный бассейн. Лекнхийское и Депярские меднохо.ччеданные месторождения.
Исследование шахтных вол Кнэеловского бассейна, выполненное в 1985-1991 гг.. позволило получить чрезвычайно интересную информацию о формировании техногенных тидромннеральных ресурсов. Наблюдения на шахтах «Центральная/», «Шнроковская» н «Ключевская» показали, что водопрнтокн
коррелятивны с атмосферными осадками и изменяются в достаточно широких пределах Обьсм откачиваемых вод в этот период колебался от 648 до 1480 м'/ч, составляя в среднем 812 м'/ч (19,5 тис. мУсут) на шахте «Центральная»; 834 м-'ч (20 тыс. м'/сут) на шахте «Шнроковская»; 1006 мТч (24,1 тыс. м'/сут) на шахте «Ключевская». Суммарный водоотлив превысил 63 тыс. м'/сут Минерализация дренажных вод колебалась от 1810 до 10247 мг/л при фоновой 458-526 мг/л. Концентрация изменялась от 1498 до 7950 мг/л. Воды ультракнелые. рН = 2.3-2,7.
Дренажные подземные воды шахтных полей характеризуются широким »гохимичее-кнм спектром химических элементов при явной редкимеглыьтьредкозимельной промышленной специализации. Они представляют собой «жидкие руды» с высокими концентрациями Ве, в 2 риза превышающими минимально промышленное содержание (коэффициент Промышленной концентрации К,. - 2). У ( Кк.
и <), &» (2,89). УЬ (5,2). ТЬ (4.4). Ей (1.7». N(1 (3,7), Пт (4,6). чрезвычайно высоким содержанием СМ 23.7), В повышенных количествах присутствую! Се (1.06). 1.и (0.9). приблыжачхгСя к минимально-промышленному содержанию Бс (0.6) и Ьа (0,73). Наряду с редкометзлльно-редкоземельным комплексом, в водах усыновлены высокие концентрации Ре (Кк - 8.99). Со (6.8). повышенные содержания Мп (1.08). N1 (0,9) и V (0,6). Ведущие халькофнльные элементы (Си. 2п\ промышленных концентрации не образуют.
Дренажные воды Кпзеловскиго бассейна не осваивались промышленностью. Они сбрасывались в малые реки бассейна р. Камы (ее притоки Косьву. Губашку, Кнзел, Полуденный Кнзел), загрязняя их экологически опасными. в том числе токсичными хомпоиешами. Среда последних особое значение имеет Ве, содержание которою превышает ПДК л 100 раз.
Дренажные воды колчеданных месторождений Урата ежегодно выиося1 в окружающую среду огромное количество халькофильных компонентов: Си от90кг(ТурышскиП рудник) дп 44.15 т (Ломовскос месторождение) в пересчете на 1 км* ландшафта; 7.п - от 56,51 г (Красногырзсйсжпе месторождение) ли 123.17 г < Ломоясксс месторождение); $04 - от 419.2 т
(Турьиисхяй рудник) до 1808.1 т (Красногвардейское месторождение): самонздиваюшиеся шахтные воды отработанною Карпушихинс-кого месторождения содержат меди в количестве мг/л н цинка 64 мг/л [5. 8]
Проблемы опасных природных и техно-природных геологических процесса* и явлений имеют чрезвычайное значение доя горнопромышленного Урала.
Активизация современных гсодинамм-ческих процессов и связанных с ними явлений вследствие положения Урала на стыке Европейской н Азиатской днтосферных плит и высочайшей степени техногенного воздействия на природную среду. Средний Урал представляет сейсмически активный блок с проявлением средне-активных землетрясений (9). Это объясняет повышенную аварийность магистральных газопроводов, теплотрасс, водоводов, канализационных коллекторов. Вызывает серьезные опасения близость таких объектов, как Белоярская ЛЭС н горные работы комбината «Ураласбсст», способные но своим масштабам воздействия на земную поверхностную оболочку инициировать наведенные гсодинамнческие явлешгя, в гам числе и в виде техногенного землетрясения; наличие в округе 904 гидротехнических сооружений и водохранилищ, 209 накопителей сточных вод, многие из которых находятся в неудовлетворительном состоянии, часть сооружений не имеет хизиииа (7].
Особое значение среди природных и прнродно-техногенных рисков и катастроф занимают карстовые н суффозиониме процессы, прорывы подземных вод (2. 7, 8], 8 Свердловской области выделено две территории наиболее активного развития карстовых процессов, представляющих серьезную опасность при разработке месторождений и строительстве инженерных сооружений; Ссверо-Уральская н Восточно-Уральская. Севсро-Уральская карстовая область занимает площадь около 15 тыс. км\ пересекает долины рек Ивдель, Сосьва, В игран, Тура. Каква и Лобва. Наиболее закзретована верхняя часть массивов известняков до глубины 60 м. реже до 150 м. Поверхностные формы карста представлены стопорами, воронками, суходолами, нешерамн, бессточпыми котловинами. Воронки достигают в диаметре 20-30 м, реже
до 100 м. глубина до 20 м На СУБРе закарс-тованность составляет в среднем 32 карстовые формы на I км1, и районе Ивлеля - 48. Закарстованность обусловливает высокие водопритокн в подземные горные выработки при добыче бокситов. Суммарные водопритокн на СУБРе достигают 24 тыс. м7ч.
Восточно-Уральская область приурочена к Восточно-Уральскому поясу поднятий н сопряженных прогибов и отчасти к Зауральскому поясу прогибов к остаточных поднятий Здесь в Махневском. Копт ел о веком, Алапа-евском, Буланашском, Сухоложско-Каменс-ком, Усть- Батаряксхом, Аргаяшском. Копейско-Коркинском и других районах выделены участки развития как подземных, так и поверхности* форм карега. Захаре швин-носгъ определяет условия разработки железорудных и угольных месторождений.
Негативную роль в сохранности инженерных сооружений урбанизированные территорий играет техногенная активизация карста, часто наблюдаемая вдоль железных дорог (гг. Каменск-Уральский, Богданович. Сухой Лог, Кунгурский район), магистральных трубопроводов при близповерхностном залегании карбонатных и сульфатных пород, наличии в перекрывающих отложениях оуффозионногнеустоРллгаых грунтов, а также в пределах городских ландшафтов, на участках разработки полезных ископаемых н водозаборов карстовых вод [2, 7, 8]. УапяНст-венная деятельность нередко приводит к активизации карстового процесса, придавая ему необратимый природно-техногснный характер. Карстовые провалы, особенно больших размеров, предстаяляютссрьезную опасность для инженерных сооружений. Разрушение моста через р. Белую (г. Уфа, 1980), Берозни-ковский провал и затопление рудника (Пермская область, 1986), деформации матстрапь-ИОГО газопровода Уренгой - Помары - Ужгород (Ордннский район Пермской области. 1994), провалы на железных дорогах с длительными остановками (Свердловская дорога. 1989. 1997, 2000, 2002) и крушениями (Горьки вская дорога, 1994, 1995) - вот далеко не полный перечеиь примеров, свидетельствующих о серьезной опасности карста для инженерных соо{»ужеяиЙ п экологическом риске эксплуатации сооружений в карстовых районах
без надлежащей нрогивокареговой защиты. Многие стратегические гражданские и промышленные объекты. 70 % железных дорог, взрывоопасные и химические производства расположены на закарстоваиных территориях, где существует реальная угроза поражения нх карстовым провалом н возникновения чрезвычайной ситуации. Особую Проблему представляют перевозки радиозк-шпных и ядовитых веществ, утечки которых при железнодорожные авариях неизбежно приведут к экологической катастрофе. Анализ конкретных случаен поражения сооружений карстовым провалом показывает, «по одной из шавных причин являются ошибки три инженерных изысканиях, проектирования к эксплуатации сооружений.
Актуальной эколого-гндротеологичессои проблемой для Урала » целом и для Свердловской области в особенности, по данном С Н Елохиной, является гашение отработанных и нерентабельных горноруднмк предприятий Ликвидация и консервация горных выработок происходит в основном методом «мокрой» консервации. При этом значительное количество объектов «мокрей» консервации прилегает к территориям шгтепсивною хозяйствен по1 о ос несения ( юрода Догтярск. верхняя Пышмл, Алапаевск, Крисногурьинск, Нижний Тагил, Березовский, нос. Карпушнха и др. населенные пункты). На иодработашилх пространствах могут распола-чггкя объекты высоких классов ответствии ности и целые районы жилой застройки. В тикпх исторически сложившихся условиях затопление горных выработок является очень ответственным мероприятием, могушмм спровоцировать в результате подъема уронив подземных вод резкую активизацию нежелательных инженерно-геологических процессов и явлений: прорыв подземных вод в соседние работающие шахты; затопление подвальных помещений, выход агрессивных шахтных под ни поверхность; загрязнение подземных и поверхностных вод; суффознопиые процессы с образованием просадок и провалов; штбухание и морозное пучение глинистых грунтон; оползни п оггЛывииы на бортах карьерой и склонах возвышенностей; снижение несущих свойств грунтов и как следствие деформнцию здании и сооружений; усиление коррозионной активности фунтов [6].
I 'равитациоино-екпоиовые процессы и связанные с ними явления (оползни. обЕалы. осыпи), протекающие на крутых склонах о боргах речных долин, в бортах карьерой, нн Отвалах горных пород. Дорожных насыпях, представляют серьезную опасность, Они могут быть обусловлены различными факторами: подонасышением порол и изменением их свойств, абразией, зрозией, суффозией, сейсми-чсскнмн факторами (землетрясениями природными и наведенными, взрывами, ударными нагрузками), подрезкой склонов, их нагруже-пием и пр. Проявлены на большинстве картеров при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом (Тайском, У чилийском, Оысокогорском. Коркинеким. Лсбестовском, Мочаловском и др.), на Волконском водохранилище па р. И^егь (г. Каменск-Уральский), на берет рр. .Оби и Полуя в Салехарде и других районах.
Криогенные процессы развиты в сснерпой части территории в хите развития многолетней мерэлотьь С криогенными процессами связано образование макро- и микроформ рельефа; еолифлюкцнонные (нагорные) террасы. полигональные грунты и бугры пучения. К этой зоне приурочены снежники, небольшие каровые ледники (более 100 ледников обзцей площадью свыше 30 км-). Отмечены лавиноопасные участки. С морозным выветриванием снязано образование крупнообломочного материала (каменные пол«, куру мы).
Освоение минерально-сырьевых ресурсов Полярного И11ри полярного Урала инициирует проблему техногенной деградации многолст-немерзлых порол и ее роли в трансформации инженерно-!сологических условий при разработке месторождений твердых полезных ископаемых. Вскрыше ММПснровотшрует ратни-тие гравитационных явлений в бортахкарьеров (месторождение хромитов Центральное, золота -1 ¡овогоднее Моито и 11сгропавловсв>е).
Важной для Екатеринбурга, Свердловской области и Урала в целом является проблема оптимального размещении и обустройства полш шит ТБО н ПО. Руководствуясь геологическими, гидрогеологическими, инженерно-геологическими предпосылками, условиями и требованиями к размещению полигонов, можно констатировать, что наиболее благоприятная обстановка для
строительства полигонов свойственна восточным районам Свердловской области в пределах мезозонско-кайнозойского чехла Зауралья. Менее благоприятными условиями характеризуются западные районы области в границах Прел уральского краевого прогиб. Наиболее сложные обстановки свойственны освоенным районам горнопромышленного Урала с его открытыми гидрогеологическими структурами [1].
Геоэкологические условия промьин-лснно-1 ородских агломераций приобретает сегодня чрезвычайную актуальность, поскольку определяют состояние среды жизнсобитання человека. Тсхногепно-транс-формнрованные природные ландшафты, антропогенный лнтогсНбз, агмогениое н гндрогоннос загрязнение окружающей среды городов, горнометаллургнческих комплексов, размещение, количество и состав твердых бытовых (ГКО) и промышленных (ПО) отходов, подтопление территорий, температурное, звуковое, вибрационное воздействие на человека, размещение селитебных, Промышленных, рекреа-циониых зон, внутреннего и внешнего транспорта, охрана атмосферы, поверхностных и подземных вод и пр. - круг вопросов, определяющих выработку оптимальных геоэкологических условий мегаполисов- Екатеринбурга, Нижнего Тагила, Челябинска, Магнитогорска, Оренбурга, Орска и многих юродов, возникших при горнодобывающих, металлургических и машиностроительных предприятиях Урала |3. 4,8].
Полагаю целесообразным предложить постановку гидрогеологических, ииженерно-геологнчсскнх и геоэкологических исследований по следующим наиболее актуальным направлениям:
• Научно-методические основы разработки и внедрения системы регионального мониторинга подземных вол Урала.
• Разработка научно-методических основ систем локального моннторютга подземных вод на месторождениях, отрабатываемых методом подземного выщелачивания в открытых гидрогеологических структурах Урала.
• Развитие президентской программы «Урал промышленный - Урал Полярный»:
изучить ннженерпо-геологнческнс условия территории в иределах коридора трассы Восточно-Уральской железной дорого. С этой целью выполнить нпженсрно-гсологи-ческое картирование притрассовой полосы и масштабе 1.500000 с врезками масштаба 1:200000;
- разработал» ннжекерно-геологическое обоснование реконструкции Полярно-Уральского отрезка железной дороги на участке Сейда - Лабытнапги.
• Инженерная петрология метасомдгитов как новое научное направление в грунтоведении. изучающее минеральный, химический состав и физико-механические свойства гидротермально измененных горных пород и их трансформацию при вскрытии тортами работами, что влечет глубокие изменения инженерно-геологических условий объектов при экешгу-агацнн.
• Научно-методическое, нормативное и техническое обеспечение инженерно-гсологп-чеекпх изысканий в современных условиях высотного строительства
• Оптимальные условия захоронения ■жидких и твердых радиоактивных н пысоко-токенчных отходов в геологических структурах Урала.
• Разработка научно-методических основ и методики геоэкологического районирования н внедрения проектов комплексного мониторинга окружающей среды экологических напряженных объектов в геологических структурах горнопромышленного Урала.
Анализ перечисленных проблем свидетельствует о необходимости создания концепции устойчивого развитии Уральского региона, которая должна базироваться на стратегии глубокого комплексного изучения и оценки состояния окружающей природной среды, прогнозировании природных и техноприродных процессов, реализации орпшнзаинонно-техни-ческнх и нормативно-праюных мероприятий, направленных па избежание или мшшмизашно опасностей и рисков нсвязанныхс ibimh ущербов.
БИШЮПИФИЧЕСКИЙСПИСОК
I. Гсияогические предпосылки для оптимального размещения полигонов твердых бытовых и промышленные отходов / О. II. Грязной [н др.} /•' Ити. У ПТА. Выл 10. Серия: Геология и геофшнкя 2000. С. 241-247
L Гримов Q. ¡1, Новиков В. П.. Фельдман Л. JL I кдрспсологичссжмс и геоэкологические аспекты разработки рудных месторождений горно-ск/ад-Урала/' Изв. нузов. Горный журнал. 1995. Ля 5. С. 95-101.
3; / /яант О П. Современные проблемы гилро-rvoaoniH, инженерной геологин и кчужолопш Ура-а //Изв. УГТГЛ. Вып. 15. Серия. Геология и геофн-ш 2002. С. 220-226.
4. Гряиим О. //.. Сс-чячкооА. И. Этпого-гсохи-«впесхая опенка природных компонентов окружающем среды Среднего Урала К Изв. вузов. Геология и рооелкм. 2003. Я? 3. С. 89-У2.
5. Дренажные воды источник техногенного гждроыннерального сырья на Урале / О. Н. Грязной (а др.]//Нэп. вузов. Сорный журнал. 19*)7.№ 11-12. С »-65.
6. Ечохина С. И. Техноярвроддыо опасности назагопленнмх ру/птках Урала// Изв. вуюв. Горный хуршм 2005. Kv 3. С 120-127.
7. l/рч/юаныс. приро<1но-тсхногенпые опасности и риски Уральского федерально!и округа, пути их предотвращения и минимизации последствий / О. II Грязной |н др.] /' Сергеевские чтения Выи 6. М.. ГЕОС, 2004. С. 125-129.
8. Проблемы гидрогеологии, инженерной гео-логии « геоэкологии при разведке и эксплуатации месторождений твердых полезных ископаемых на Урале/ И. В. Абагурова [н др.] //Изв. УТИ. Bun. 2. Серия. Геология и геофизик!. 1993. С, 189-199
9. Сейсмичность ысейсмическосрайонирова-Hue Уральского региона ( кол. авторов; под ред. В. И. Утопи. Екатеринбург УрО РАН. 2001.124 с.
10. TtiOuhcu.vim JJ. С. Tcxnui енные нон) жыс воды мсеторожлсшш Урала // Мзв. вузов. Горный журил 1997.Х? 11-12 С.66-76.
УДК 550.8
ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ МЕТОДИКИ РАЗВЕДКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ТОРФА
В. 1С Верна гон не, П. В. Бернатоннс. И. Г. Кудшнев
У гочнеиы существующие и предложены ювые показатели конлиннн дояоиоетурнвания залежей и аедсчета запасом торфа и соиутетвувшщх полезных ископаемых. КяИПеаыо аювв: горф. свойства, иэмен'ншоепп опробование.
The Го1 lowing paper gi\ es not only a more exact description of existing but also new parameter indexes for ooau wiring and titunating resents of peat and associated mineral deposits. Key wonts: peat. associated mineral, contouring, reserve estimation.
Введенне
Со времени создания в 1918 г Главного тарфянРГО комитет и вплоть до закрытии в 1909 г. СГП «Торфгсологня» торфоразведка рлшивалась как самостоятельная ветвь геологоразведочной отрасли. Поэтому в странах бывшего СССР сформировались внутриотраслевые методические подходы к разведке месторождении торфа Они нашли отражение в инструкциях и методических указаниях (3, 4. 6 и др.|. которые были составлены в соответствии с принципами плановой экономики и с тех нор не перерабатывались. Существую-
щие нормативные материалы характеризуются двумя отличительными чертами: во-первых, исключительной глубиной проработки вопросов геологии и генезиса месторождений торфа и, во-вторых, недостаточной обоснованностью кондиций, используемых для оконтуривцнпя месторождений и выделения площадей и блоков с различными тинами, видами и категориями сырья. Оконтуривание месторождений с использованием существующих требований, предъявляемых к качеству сырья п параметрам залежей, предопределяет нерациональное использование ресурсов, искажение качественных характеристик торфа и сопутствующих по-
