CC BY
38
УДК 624.131.1 (571.5)
ГЕОЛОГО-ГЕНЕТИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ ДИСПЕРСНЫХ ГРУНТОВ МОНГОЛИИ (НА ПРИМЕРЕ ТЕРРИТОРИИ г. ЭРДЭНЭТ)
Т.Г.Рященко1, Н.Н.Ухова2
Институт земной коры СО РАН, 664033, г. Иркутск,ул. Лермонтова, 128.
Рассмотрены условия распространения и залегания различных геолого-генетических комплексов дисперсных грунтов на территории г. Эрдэнэта (Монголия). Представлены результаты лабораторных исследований микроструктуры, химического состава, глинистых минералов и некоторых свойств лессовых отложений и суглинков озерно-старичных фаций. Полученные материалы крупномасштабных исследований - своеобразная «методическая модель» изучения дисперсных грунтов Монголии. Ил. 2. Табл. 2. Библиогр. 5 назв.
Ключевые слова: сейсмическое районирование, геолого-генетические комплексы, глинистые и лессовые грунты.
GEOLOGICAL AND GENETICAL COMPLEXES OF MONGOLIAN DISPERSE GROUNDS (ON EXAMPLE OF THE TERRITORY OF ERDENET CITY) T.G. Ryaschenko, N.N. Uhova
The Institute of Earth Crust of Siberian Department of Russian Academy of Sciences 128 Lermontov St., Irkutsk,664033
The authors consider conditions of spreading and bedding of different geological and genetical complexes of disperse grounds on the territory of Erdenet (Mongolia). They present the results of laboratory examinations of micro structure, chemical composition of loamy minerals and some properties of loess sediments and loamy soils of lake and dead channel phases. The obtained materials of large-scale researches present by themselves a singular "methodical model" of Mongolian disperse grounds study. 2 figures. 2 tables. 5 sources.
Key words: seismic zoning, geological and genetical complexes, loamy and loess grounds.
Дисперсные грунты Монголии изучались в комплексе работ по сейсмическому микрорайонированию (СМР) территорий аймачных центов (городов) и сомо-нов (поселков), которые проводились с 1979 г. совместными усилиями сотрудников Института земной коры СО РАН (Иркутск, Россия) и Исследовательского центра астрономии и геофизики Академии Наук Монголии (Улаанбаатар, Монголия) [1, 3 - 5]. В настоящее время (2005 - 2007 гг.) выполняются совместные работы по составлению новой карты СМР территории Эрдэнэта, построенного в 70-е годы советскими и монгольскими строителями в связи с открытием и разработкой уникального медно-молибденового месторождения.
Оценка инженерно-геологических условий города проводилась одновременно с геофизическими исследованиями и была основана на принципах типизации геологической среды, где третью «иерархическую» ступень представляет типовой разрез грунтовой толщи определенного участка, который можно показать в виде геолого-литологической колонки (она строится по традиционной методике) или кодовой индексации.
Индексация отражает строение типового разреза: указываются количество (I, II, III и т. д.) этажей грун-
товой толщи (это геолого-генетические комплексы четвертичных отложений - ГГК, элювиальная зона пород геологической формации и сами породы, если они вскрыты скважиной), литологический (петрографический) состав грунтов и их мощность (м), уровень залегания (м) и тип подземных вод. Пример (скв.800, пологий склон, северная часть городской территории -промышленная зона):
III [dQ4 (ls3) pQ (gln10) e/Рз (ГР***38] - ДГ51 - а, где ls, gln - лессовые, глинистые грунты; e/P3 - элювиальная зона гранодиоритов верхнепермской формации; ГР*** - сапролит; ДГ - дисперсные грунты; а -подземные воды не вскрыты.
На территории Эрдэнэта дисперсные грунты представлены девятью геолого-генетическими комплексами четвертичных отложений; кроме того, к ним относятся образования элювиальной зоны гранодио-ритов - дресва красноватого цвета и сапролит - химически выветрелые гранодиориты, сохранившие материнскую структуру, но потерявшие прочность. Условия залегания ГГК показаны на схематическом геолого-литологическом разрезе, составленном для центральной части города (рис. 1), и разрезе по линии VIII -VIII, составленном по материалам инженерно-
1Рященко Тамара Гурьевна, доктор геолого-минералогических наук, профессор, ведущий научный сотрудник Института земной коры СО РАН, профессор кафедры гидрогеологии, инженерной геологии и геоэкологии ИрГТУ (совместитель), тел.: (3952)426133, e-mail.:ryashenk@crust.irk.ru.
Ryaschenko Tamara Gurjevna, a doctor of geological and mineralogical sciences, a professor, a leading research assistant of the Institute of Earth Crust of Siberian Department of Russian Academy of Sciences, a professor of the Chair of Hydrogeology, Engineering Geology and Geoecology of Irkutsk State Technical University. Tel. (3952)426133, e-mail.:ryashenk@crust.irk.ru.
2Ухова Наталия Николаевна, кандидат геолого-минералогических наук, младший научный сотрудник, тел.: (3952)425326, 8908-647-3236, e-mail.: nat_ukhova@crust.irk.ru.
Uhova Natalia Nikolaevna, a candidate of geological and mineralogical sciences, a junior research engineer. Tel. (3952)425326, 8-908647-3236, e-mail.: nat_ukhova@crust.irk.ru.
геологических изыскании монгольских специалистов на площадке для строительства завода в северной (промышленной) зоне (рис. 2).
Максимальная мощность четвертичных отложений (до 50 - 70 м) наблюдается в пределах озерного расширения долины р.Эрдэнтийн-Гол, переуглубление которой связано с тектоническими подвижками блокового характера в период эпиплатформенной активизации на рубеже плиоцена и эоплейстоцена. Нижняя часть разреза (рис. 1, скв. 4гр) - древняя моласса с прослоями (до 4 - 5 м) темно-серых, почти черных суглинков озерно-старичных фаций, которая заполнила впадину. Далее в этих отложениях образовались вторая (аО3) и первая (а03-4) террасы, затем в результате нового вреза произошло накопление молодых аллювиально-озерных толщ (а-1О4), в которых формируется пойма. Таким образом, аллювий террас, аллювиально-озерные образования и аллювий поймы оказались вложенными в молассовидные отложения древнего пролювия, в составе которого имеются озер-но-старичные (темно-серые суглинки) и пролювиаль-но-озерные (красноватые глины) фации. Красноватые глины мощностью до 6 м были вскрыты инженерно-геологическими скважинами в пределах пологого склона в северной промышленной зоне города в микроблоковых впадинах, где глубина залегания элювиальной зоны гранодиоритов составляет только 12 м (рис. 2). В долине р. Эрдэнтийн-Гол глубина впадины достигает 50 м (рис. 1).
Поверхности надпойменных террас (рис. 1) и пологие склоны (рис. 2) перекрыты молодым делювиальным плащом лессовидных супесей мощностью 1-3 м (сЮ4), причем на склонах ниже делювия залегает пролювий (рО41), представленный слоистой супесча-но-суглинистой толщей с включениями дресвы, гравия, гальки.
Таким образом, территория Эрдэнэта характеризуется большим разнообразием геолого-генетических комплексов дисперсных грунтов и сложными условиями их залегания. Впервые мы имели возможность получить некоторые лабораторные данные по лессовым грунтам, с которыми связано развитие суффозионно-эрозионных процессов, а также для суглинков озерно-старичных фаций, опробованных в скв. 4гр (см. рис. 1), и элювия (дисперсная зона) гранодиоритов. Определялись параметры микроструктуры по методу «структурных диаграмм», химический состав водных, солянокислых и щелочных вытяжек, валовой химический состав, а также пластичность, набухание и усадка (табл. 1, 2); с помощью фазового рентгеноструктурно-го анализа получены данные о глинистых минералах лессовых отложений.
К числу особенностей глинистых грунтов озерно-старичных фаций относятся высокая агрегирован-ность, заниженная пластичность, разнородное набухание и стабильно высокая усадка; отмечается карбо-натность с преобладанием железистых солей (табл. 1). Агрегаты состоят из тонкоглинистых (< 0,001 мм) частиц, о чем свидетельствует ничтожный коэффициент их свободы. Высокий предел текучести (41,8 %) и повышенная пластичность (18,1 %) в обр. 4гр - 41 м связаны, по всей вероятности, с присутствием в глинистой фракции гидрофильного минерала - смектита.
Для лессовых грунтов также установлена агреги-рованность, однако, если для суглинков озерно-старичных фаций агрегаты - сингенетический продукт (коагуляция глинистых частиц происходила в водной среде при осаждении материала), то в лессовых грунтах они являются продуктом эпигенетическим, связанным с процессами лессового литогенеза. Кроме того, в этих отложениях резко повышается карбонатность с преобладанием кальциевых солей.
При сравнении химического состава суглинков озерно-старичных фаций и лессовых образований установлены различия в содержании оксидов алюминия, окисного железа и, естественно, кальция (табл. 2). При расчете геохимических коэффициентов обнаружены существенные различия: суглинки оказались более химически зрелыми образованиями, о чем свидетельствуют значения К, BA, Kz; по величине климатических модулей (CIA, CIW, ICV) можно заключить, что условия формирования суглинков были более мягкими (умеренно гумидными, не очень холодными), в то время как формирование лессовых отложений происходило в суровой аридной обстановке (CIA, CIW здесь значительно ниже, ICV более 1) [2].
Рис.1. Схематический геолого-литологический разрез (центральная часть Эрдэнэта).
Геолого-генетические комплексы четвертичных отложений: 1 - современный техногенный; 2 - современный аллювиальный; 3 - верхнечетвертичный-современный аллювиальный; 4 - верхнечетвертичный аллювиальный; 5 - современный озерно-аллювиальный; 6 - современный делювиальный; 7 -современный элювиально-делювиальный; 8 - нерас-члененный пролювиальный (моласовидная формация). Геологические формации: 9 - пермская интрузивная. Литологические разновидности четвертичных отложений: 10 - супесчано-дресвяно-щебенистые со строительными и бытовыми отходами; 11 - лессовидная супесь с включениями дресвы; 12 - дресвяно-щебенистые отложения; 13 - супесь; 14 - дресвяно-гравийно-галечные отложения с супесчаным заполнителем; 15 - песок дресвяно-гравелистый с включениями дресвы, гравия, гальки, щебня; 16 - суглинок темно-серый (почти черный), гумусированный (бо-лотно-старичная фация); 17 - песок дресвяно-гравелистый красноватый; 18 - крупнообломочные отложения (дресвяно-щебенисто-гравийно-галечные с валунами) с супесчаным заполнителем; 19 - дресвяно-щебенистые отложения с песчаным заполнителем и валунами. Породы пермской интрузивной формации: 20 - гранодиориты
Показатели микроструктуры, состава и некоторых свойств глинистых (скв.4гр) и лессовых грунтов (%)
Таблица 1
Образец А М8 F6 Ip £sw Vy SBP SKP СаСО3 FeCOa
4гр - 11" 27,8 25,3 2 8,0 4,5 20,6 0,37 8,2 3,0 5,2
4гр - 24 35,7 34,5 1 10,6 1,0 20,6 0,66 10,4 4,0 6,4
4гр - 34 43,3 43,7 1 7,8 5,0 29,6 0,57 8,4 4,0 4,4
4гр - 41 38,5 37,9 1 18,1 2,8 32,0 0,57 7,7 4,0 3,7
1 - 1,02) 35,7 19,5 3 4,1 0,3 29,5 0,61 18,0 12,0 6,0
3 - 1,0 23,5 25,8 2 5,2 0,4 29,5 0,44 19,0 13,0 6,0
5 - 0,5 23,3 18,5 4 4,4 1,9 23,6 0,42 15,6 12,0 3,6
5 -1,5 21,1 19,2 6 4,5 0,5 20,6 0,52 17,7 14,0 3,7
5 - 3,0 30,5 19,8 6 5,4 1,8 11,4 0,36 20,2 15,0 3,0
6 - 1,3 24,9 19,3 13 5,6 2,0 20,6 0,43 21,9 14,0 5,6
7 - 2,5 12,3 14,5 5 3,3 0,1 17,6 0,52 24,3 17,0 5,8
коэффициент
свободы фракции < 0,001 мм; !р - число пластичности; еш - относительное набухание; Vy - усадка; Sep - содержание
водорастворимых солей; Бкр- содержание карбонатов;1) образцы скв. 4гр, указана глубина отбора, м; совых грунтов из обнажений, указана глубина отбора, м.
Химический состав и геохимические коэффициенты лессовых (I) и глинистых (III) грунтов (средние значения) и элювия гранодиоритов (II)
образцы лес-Таблица 2
SiO2 TiO2 Al2O3 Fe2O3 FeO MnO MgO CaO Na2O K2O P2O5
I 57,08 0,72 13,47 3,60 1,14 0,09 2,17 7,34 2,73 2,36 0,17
II 60,53 0,96 16,55 4,96 0,73 0,04 1,97 1,89 2,66 2,37 0,18
III 59,73 1,03 16,40 5,18 0,81 0,04 2,15 1,97 2,50 2,30 0,20
H2O ппп Ki BA Ko Kz Kh Kk CIA CIW ICV
I 0,70 8,20 4,24 0,93 0,32 4,96 0,87 3,42 52,25 57,61 1,41
II 1,92 4,92 3,66 0,42 0,15 6,42 0,91 0,98 70,54 78,46 0,90
III 1,97 5,17 3,65 0,41 0,16 6,76 0,95 0,93 70,76 78,58 0,93
Рис.2. Геолого-литологический разрез по линии VIII -VIII (северная - промышленная зона Эрдэнэта). Геолого-генетические комплексы четвертичных отложений: 1 - современный техногенный; 2 - современный делювиальный; 3 - нерасчлененный пролюви-альный; 4 - нерасчлененный пролювиально-озерный. Подзоны элювиальной зоны гранодиоритов: 5 - дисперсная; 6 - обломочная; 7 - трещинная. Литологиче-ские разновидности четвертичных отложений: 8 -супесь, галька, щебень, шлак, строительный мусор (насыпные техногенные образования); 9 - лессовидная супесь с редкими включениями дресвы; 10 - суглинки и супеси лессовидного облика, слоистые, с включениями крупнообломочного материала; 11 - щебенисто-дресвяные отложения с супесчаным заполнителем; 12 - глина красновато-коричневая. Образования элювиальной зоны гранодиоритов: 13 - щебенисто-дресвяные отложения с песчаным заполнителем (дис-
персная подзона); 14 - рухляк (обломочная подзона); 15 - разборная скала (трещинная подзона); 16 - почвенно-растительный слой; в трех нижних горизонтальных строках цифрами указаны номера скважин, их абсолютные отметки и расстояние между ними (м)
Химический состав элювия гранодиоритов отличается высоким содержанием БЮ2 (70,08 %) и повышенным (4,38 %) №20, остальные оксиды имеют тенденцию к снижению, поскольку в процессе физико-химического выветривания происходит вынос породообразующих элементов.
По результатам рентгеноструктурного анализа пяти образцов лессовых грунтов установлена хлорит-гидрослюдистая минеральная ассоциация их глинистой фракции, что подтверждает гипотезу о формировании этих отложений в суровой аридной обстановке. Отсутствие смектита и агрегированность грунтов определили их слабую пластичность (3,3 - 5,4 %) и на-бухаемость (0,1 - 2,0 %).
Подведем итоги. В 1985 г. в Монголии была опубликована мелкомасштабная инженерно-геологическая карта, которая сопровождалась многочисленными таблицами, где приводились обобщенные данные по составу и свойствам дисперсных грунтов различных стратиграфо-генетических комплексов, распространенных на ее территории. Набор показателей был весьма ограниченным и не выходил за рамки нормативных документов; условия залегания комплексов
были показаны схематично, что вполне естественно при мелкомасштабном картографировании.
Представленные материалы крупномасштабных исследований, связанных с определенной тематической направленностью (оценка сейсмической опасности крупной городской агломерации, включающей зоны гражданской и промышленной застройки), могут служить своеобразной «методической моделью» по изучению геолого-генетических комплексов дисперсных грунтов Монголии. Структурно-тектоническая обстановка района определила разнообразие комплексов и условий их залегания, большие диапазоны мощности (от 1 до 70 м) и сложное строение грунтовых толщ. Разнообразие и сложность можно считать положительным моментом предлагаемой модели.
Библиографический список
1. Инженерно-геологическая оценка мезо-кайнозойских отложений (Восточная Сибирь и Монголия) / Т.Г. Рященко, Т.Ф. Данилова, Г.Е. Нетесова и др. - Новосибирск: Наука, 1992. - 118 с.
2. Интерпретация геохимических данных / Е.В. Скляров, Д.П. Гладкочуб, Т.В. Донская и др. - М.: Интермет Инжиниринг, 2001. - 288 с.
3. Рященко Т.Г. Инженерно-геологические основы сейсмического микрорайонирования (на примере аймачных центров МНР) / Т.Г. Рященко // Сейсмические свойства грунтов. - М.: Наука, 1985. - С. 85 - 97.
4. Рященко Т. Г. Закономерности формирования состава и свойств лессовых отложений юга Восточной Сибири и Северной Монголии / Т.Г. Рященко // Инженерная геология. - 1988.- № 4. - С. 98 - 106.
5. Рященко Т.Г. Проблемные грунты и опасные природ-но-техногенные процессы Западной Монголии / Т. Г. Рященко // Труды V Российско-Монгольской конференции по астрономии и геофизике. - Иркутск, 2005. - С. 93 - 95.
УДК 574
ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССОВ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ЦЕЛЛЮЛОЗНО-БУМАЖНЫХ КОМБИНАТОВ (НА ПРИМЕРЕ ОАО БЦКК)
С.С.Тимофеева1, Ю.В.Панасенков2, Е.Ю.Панасенкова3
Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Предложено использовать для интенсификации очистки метод прикрепленной микрофлоры. В качестве плоскостной загрузки биофильтра предложено использовать капроновую сетку с закрепленными на ней пучками капроновых волокон.
Ключевые слова: биологическая очистка, каталазная активность, очистные сооружения, сточные воды, капроновая сетка, металлическая сетка. Ил. 1. Табл. 2.
INTENSIFICATION OF THE PROCESSES OF BIOLOGICAL CLEANING OF SEWAGE FROM PULP AND PAPER PLANTS (ON EXAMPLE OF PUBLIC CORPORATION "PULP AND PAPER PLANT") S.S.Timofeeva, Y.V.Panasenkov, E.Y.Panasenkova
Irkutsk State Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074
The authors propose to use the method of attached microflora to intensify the cleaning. It is offered to use a caproic net
with attached bundle of caproic fibers as a flat-bed loading of the biofilter.
Key words: biological cleaning, catalysis activity, treatment plants, sewage, caproic net, metallic net.
1 figure. 2 tables.
Производство целлюлозы является одним из самых водоемких и энергоемких производств, требует больших запасов сырья. Всем этим условиям отвечает Братский район, где был возведен и успешно работает Братский целлюлозно-картонный комбинат (БЦКК).
Традиционно в России применяются сульфатные и сульфитные технологии варки целлюлозы. При этом в технологический процесс включают серу- и хлорсо-держащие вещества, которые в процессе варки и отбелки превращаются в дурнопахнущие, токсичные и канцерагенные вещества (меркаптаны, сульфиды,
дисульфиды, бифенилы, диоксины, фенолы и т.д.). Эти вещества представляют большую опасность для окружающей среды и человека.
В настоящее время отрасли народного хозяйства все в большей степени становятся зависимыми не только от экономических, но и от экологических факторов. Однако было бы наивно полагать, что большое число предприятий со старой технологией можно остановить. В ближайшей перспективе произойдет широкое качественное изменение систем очистки воды в сторону увеличения степени удаления всех видов примесей в целях последующего повторного исполь-
Чимофеева Светлана Семеновна , доктор технических наук, профессор, зав.кафедрой БЖД и промышленной экологии, тел.: 8(3952)40-51-06.
Timofeeva Svetlana Semenovna, a doctor of technical sciences, a professor, a head of the Chair of Industrial Ecology and Safety of Life Activity, tel.: 8(3952)40-51-06.
2Панасенков Юрий Васильевич, кандидат биологических наук. Panasenkov Yuriy Vasiljevich, a candidate of biological sciences.
3Панасенкова Елена Юрьевна, аспирант. Panasenkova Elena Yurjevna, a postgraduate.
