CC BY
186
удк 502:330.15
ГОРШКОВ Денис Павлович, аспирант лаборатории комплексного анализа наземных и космических данных для экологических целей Института экологических проблем Севера Уральского отделения РАН (г. Архангельск)
ШВАРЦМАН Юрий Григорьевич, доктор гео-лого-минералогических наук, профессор кафедры географии и геоэкологии Института естественных наук и биомедицины Северного (Арктического) федерального университета имени М.В. Ломоносова, заведующий лабораторией комплексного анализа наземных и космических данных для экологических целей Института экологических проблем Севера Уральского отделения РАН (г. Архангельск). Автор 188 научных публикаций
ВЛИЯНИЕ ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА ОСВОЕНИЕ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ БЕЛОМОРСКО-КУЛОйСКОГО ПЛАТО
Изучено влияние геоэкологических факторов на освоение природных ресурсов Беломорско-Кулойско-го плато. Внимание уделено территории освоения месторождения алмазов (Архангельская область), для которой рассмотрена проблема ее осушения, понижения уровня грунтовых вод и, как следствие, усыхания лесов. Рассмотрен вопрос строения подстилающих пород Беломорско-Кулойского плато, выдвинута теория их строения.
Ключевые слова: подстилающие породы, геологическое строение, месторождение алмазов, воздействие на окружающую среду.
Беломорско-Кулойское плато (БКП) располагается в южной части Беломорско-Кулойско-го полуострова (рис. 1). На северо-западе плато ограничено Зимним берегом Белого моря. Западный склон БКП резко обрывается с высоты 40-100 м к узкой песчаной полоске берега моря. С восточной стороны Беломорско-Кулойское плато обрывается к заболоченной Мезенской низменности. От Койдозера на юг до р. Пинеги среди водно-болотных ландшафтов р. Кулой протянулось 150-километровое поднятие, которое получило название Беломорско-
Кулойского уступа. С южной стороны плато не имеет четких границ. Холмы сильно размыты и их округлые вершины слабо выделяются среди более мелких холмов.
БКП представляет собой всхолмленный участок на севере Восточно-Европейской равнины площадью 20 тыс. км2. По целому ряду показателей, таких как геологическое строение, геоморфология и характер растительности, плато значительно отличается от окружающей территории. Повышенное положение плато и подстилаемые известковой породой
© Горшков Д.П., Шварцман Ю.Г., 2012
Рис. 1. Обзорная карта Беломорско-Кулойского плато [1]: А - Приморский заказник, Б - Соянский заказник, В - Уемский заказник, Г - памятник природы «Голубинский карстовый массив», Д - Двинской заказник, Е - Пинежский государственный заповедник
почвы определили своеобразие лесорастительных условий. На плато произрастают леса, совершенно не похожие на низкорослые и редкостойные притундровые древостои.
БКП расположено на стыке двух природных зон: тайги и тундры. Северный климат смягчается близостью Белого моря, холмистая местность с высокой лесистостью сдерживают проникновение холодных северных ветров. Среднегодовая температура составляет 1,2°. В летний период бывают заморозки. Среднегодовое количество осадков составляет 450-520 мм [1].
Особенностью климата территории БКП является его неоднородность. Это проявляется даже в пределах Пинежского заповедника, где климатические условия междуречья Кёлды и Полты относятся к первому агроклиматическому району, а бассейн р. Сотки - ко второму.
БКП представляет собой неотектонический свод с высотами рельефа до 217 м. По данным фото и спектрозональных съемок из космоса,
свод выделяется как кольцевая структура диаметром до 150 км. Кольцевая структура имеет плутоногенное происхождение. В западной части структуры преобладают вулкано-текто-нические образования с алмазоносными трубками взрыва, а в восточной - магматогенные эффузивные породы верхнедевонского-средне-карбонового возраста [2].
БКП располагается за западном склоне Мезенской синеклизы. Фундамент на большей части синеклизы имеет архейско-протерозойский возраст, он разбит на блоки, выделяющиеся в виде рифейских грабенов и горстов. Породы кристалического фундамента представлены в виде мигматитов беломорского комплекса архея, вскрытые скважиной в интервале 538-786 м. На юго-западе участка они обнаруживаются в трубках взрыва в виде ксенолитов гнейсов, гранито-гнейсов, амфиболитов. В основании осадочного чехла залегают верхнерифейские отложения, их мощность по сейсмическим
данным составляет около 1,5-2,5 км, скважинами вскрыта лишь самая верхняя часть разреза наибольшей мощностью 524 м (рис. 2). Разрез рифея представлен терригенными породами: алевролитами, аргиллитами, песчаниками с единичным числом карбонатов. В рифейской толще выделяются две свиты: тучкинская, с преобладанием алеврито-глинистых отложений и чидвийская песчаниковая. Терригенные пестроцветные отложения венда суммарной мощностью более 1000 м с несогласием и глубоким размывом перекрывают как предполагаемые рифейские отложения, так и кристаллический фундамент [3].
На значительной части площади вендские породы залегают под четвертичными образованиями. Лишь в бассейнах рек Мегра, Падун, Белая, Кепина, Пачуга они трансгрессивно перекрыты
палеозойскими отложениями. Отложения палеозойского складчатого осадочного чехла с размывом и несогласием залегают на вендских образованиях. В их составе превалируют отложения карбона и перми. Образования карбона представлены отложениями среднего и верхнего отделов. Этот комплекс морских, преимущественно карбонатных отложений, среди которых преобладают обломочно-органогенные доломити-зированные известняки. Верхний карбон отличается полным и непрерывным развитием. Он сложен морскими, преимущественно карбонатными отложениями - доломитами и известняками касимовского яруса и доломитами и гипсами гжельского яруса.
Пермские образования имеют доминирующее развитие на исследуемой территории. Нижнепермские отложения - ассельский и
Рис. 2. Геологическая схема юго-восточного Беломорья [4]: 1 - геологические границы; 2-10 - стратиграфические подразделения: 2 - усть-пинежская свита венда, 3 - мезенская свита венда, 4 - падунская свита венда, 5 - урзугская и воереченская свиты среднего карбона, 6 - подольский и мячковский горизонты московского яруса среднего карбона, касимовский и гжельский ярусы верхнего карбона, 7 - ассельский ярус нижней перми, 8 - сак-марский ярус нижней перми, 9 - уфимский ярус верхней перми, 10 - казанский ярус верхней перми
сакмарский ярусы - это мощная гипсово-доломитовая толща, почти лишенная органических остатков, без перерыва залегающая на верхнем карбоне. Образования верхнего отдела перми на исследуемой территории представлены уфимским и казанским ярусами. Вихтовская свита уфимского яруса сложена толщей немых терригенных огипсованных красноцветных пород - песчаниками, алевролитами, аргиллитами и мергелями, мощностью до 84 м (р. Со-яна). Выходящие на поверхность отложения казанского яруса представлены морской фацией. Они делятся на два подъяруса: нижний, сложенный мергелями, глинами, песчаниками и известняками, и верхний, сложенный мергелями и известняками [5]. В местах выхода нижнепермских отложений непосредственно под четвертичные отложения гипсово-ангидритовая толща интенсивно закарстована. Особенно широко карст развит в бассейне р. Кулой.
Четвертичные осадки сплошным чехлом покрывают нижележащие толщи венда и палеозоя. Строение четвертичного покрова района исследований определяется тем, что он расположен в северной ледниковой области Русской равнины, которая на протяжении четвертичного периода неоднократно подвергалась оледенениям. Поскольку ледниковые эпохи сменялись межледниковыми, наблюдается наложение друг на друга соответствующих четвертичных отложений, мощность которых варьирует от 150 м в тальвегах до долей метра на карбонатных плато. На исследуемой территории отложения четвертичной системы представлены верхним звеном плейстоцена - микульским горизонтом (только на разрезе) и верхневалдайским над-горизонтом, верхнесовременным звеном плейстоцена и современным звеном голоцена [3]. Отступление осташковского оледенения было очень неравномерным и чередовалось с фазами наступления, поэтому множество моренных гряд, холмов, а также озов и камов развито на всей площади. Морены состоят из темно-серых или красно-белых суглинков и глин, содержащих большое количество крупных валунов и глыб, принесенных из Скандинавии [5].
Валунные суглинки и глины ледниковых отложений осташковского горизонта повсеместно залегают на дочетвертичных образованиях. В верховьях р. Кепина и особенно на восточной половине изучаемой территории они имеют незначительную мощность (до 2 м) и среди них можно наблюдать выходы коренных пород. Галечники, гравий и разнозернистые пески флювиогляциальных слоев развиты преимущественно в долинах малых рек и ручьев. Озерно-ледниковые отложения, сложенные песками, супесями, ленточными глинами, выявляются на плоских равнинах, более широкое распространение они получили в долине Ку-лоя. В пойме р. Сояна небольшие участки, образованные песками, галечниками, супесями и суглинками, определяются как аллювиальные отложения осташковского горизонта [6].
Верхний плейстоцен и современное звено голоцена на исследуемой территории представлены галечниками, песками и гравием аллювиальных отложений II надпойменной террасы крупных рек (Сояна, Кулой и др.) и песками озерных отложений.
К современному звену голоцена относятся: разнозернистые пески морских и пески эоловых отложений, выделенные на побережье Белого моря; пески, пески с гравием и галькой, суглинки и торф аллювиальных и озерно-аллювиальных отложений в долинах крупных и малых рек с преобладанием глубинной эрозии; супеси, илы и пески озерных отложений [3].
Мощность земной коры на Беломорско-Ку-лойском плато близка к 40 км, т. е. достаточно велика для платформенных территорий. Глубины до поверхности фундаментов на его выступах, к которым приурочены трубки взрыва, -в пределах 0,5-1,2 км [5].
Плато представляет собой область сопряжения Балтийского кристаллического щита и Мезенской синеклизы. В орографическом отношении он очень разнороден. В структуре земной коры региона то доминируют сочетания денудационно-тектонического, ледникового и цокольно-денудационного типов рельефа (с приподнятым основанием), характерные
для южных районов Кольского полуострова, то распространены волнистые низменные равнины, заозеренные и заболоченные. Разнообразие в орографию вносят выходы известняков, гипсов и доломитов, проявление карста.
Почвообразующими породами на территории Беломорско-Кулойского плато выступают: на северной оконечности - песчаные наносы ледникового происхождения, в западной части - суглинки и глины ледникового происхождения, в восточной - суглинки и пески озерно-ледникового генезиса, в центральной -карбонатная морена, местами перекрытая 5-метровым чехлом ледниковых отложений [6]. В почвенном покрове плато многое определяет своеобразие его геологии.
Рассматриваемый регион относится к формации кислых сильно промерзающих почв бо-реального холодного климатического пояса. Для почв этого пояса общими чертами являются: выветривание слабое; глины повсеместно гидрослюдистого типа; главными процессами на дневной поверхности литосферы предстают торфо- и гумусо-накопление; заболачивание, слабое оглеение и криогенез [7]. Обобщенно почвы типично таежные кислые глеевые, подзо-листо-глеевые, а также подзолы иллювиальногумусовые, местами - дерново-подзолистые.
При относительной выравненности условий теплообеспеченности и богатства растительности на первое место среди почвообразующих факторов в районе выходят характер подстилающей (почвообразующей) горной породы и условия увлажнения [7]. В плакор-ных условиях, при автоморфном увлажнении на первое место однозначно выходит характер подстилаемой горной породы; при избыточном увлажнении первостепенное значение приобретает режим увлажнения. Режим дренирован-ности в первом случае и характер почвообразующей породы - во втором выполняют важные, но все же вспомогательные функции.
Беломорско-Кулойское плато расчленено узкими и глубокими речными долинами на отдельные невысокие полого-холмистые массивы и гряды, чередующиеся с плоскими болотисты-
ми котловинами и заболоченными замкнутыми понижениями. В восточной части плато характерны многочисленные проявления карста: просадки, блюдца, воронки глубиной от 2 до 20 м и диаметром 10-20 м, обрывистые склоны долин и промоин, пещеры, поноры, пропадающие участки ручьев и рек [1].
Граница между зонами притундровых и северотаежных лесов проходит южнее плато, т. е. леса плато входят в зону притундровых лесов. По климатическим показателям это действительно так. Но, благодаря повышенному местоположению и геологическим особенностям, определяющим почвенные условия, леса на плато значительно отличаются от типично притундровых лесов. При сравнении характеристик лесов плато и притундровых лесов в Мезенской низменности заметно, что на плато во всех формациях отмечается класс бонитета выше среднего и средний запас на 1 га в спелых насаждениях. Более того, в сосновой и лиственничной формациях леса на плато превосходят по продуктивности леса северной подзоны тайги [4]. Среди нелесных площадей доминируют болота. Заполняя многочисленные депрессии, они распространились на площади 523 тыс. га. Доля болот в общей площади составляет 27 %. Это несколько больше, чем доля болот в области (22 %), но в 2-4 раза меньше по сравнению с окружающей плато местностью. На приморской низменности доля болот составляет 80 %, а в долине реки Кулой - 49 % [1].
Удаленность, труднодоступность, бездорожье до недавнего времени сдерживали хозяйственное использование ресурсов плато, что способствовало сохранению здесь природного наследия. Однако с открытием промышленных месторождений алмазов ситуация изменилась. Здесь начались и все еще продолжаются интенсивные геолого-разведочные работы, создан горно-обогатительный комбинат по добыче алмазов.
Леса плато, которые формировались в течение 500-600 лет, представляют особую ценность. Здесь практически в естественном виде сохраняется один из немногих в Европе значительный по площади участок старовоз-
растных лесов северной тайги с естественными насаждениями лиственицы. Площадь древостоя с преобладанием лиственницы составляет 35,3 тыс. га, это 65 % от лиственничников всей Архангельской области [4]. Основные участки произрастания лиственницы - долины рек Сояны, Пачуги и Кепины.
Площадное разнообразие растительного покрова плато слабо зависит от непосредственного гипсометрического положения местности и очень сильно - от условий дренированности и характера рельефа. Местности, имеющие низкие базисы эрозии и развитые на зандровых песках или карстующихся подах, отличаются низкими значениями комплексности растительности.
В 1980 году на территории плато было открыто месторождение алмазов имени М.В. Ломоносова. В состав месторождения входит 6 сближенных кимберлитовых трубок, растянувшихся цепочкой на 9,5 километра: Архангельская, имени Карпинского 1, имени Карпинского 2, Пионерская, Поморская и имени Ломоносова. Внутри этой цепи расстояние между рудными залежами колеблется от 130 м до 2 км. Общая площадь месторождения составляет 28 км2.
Месторождение имени М.В. Ломоносова -крупнейшее в Европе среди коренных месторождений алмазов. Архангельская алмазоносная провинция - вторая по значимости в пределах России. Запасы Архангельской алмазоносной провинции составляют 20 % от общероссийских. К настоящему времени найдено еще одно месторождение - имени В.П. Гриба, открытое в 1996 году.
В 2002 году выполнен проект «ГОК на месторождении алмазов имени М.В. Ломоносова». Для месторождения имени М.В. Ломоносова признано целесообразным применение традиционного комбинированного способа отработки запасов с первоочередным этапом открытых горных работ. Всего ГОК на месторождении будет работать не менее 50 лет. Открытые
горные работы оказывают на уникальную природную среду целый комплекс негативных воздействий, таких как осушение, следствием которого является понижение уровня грунтовых вод на прилегающих территориях. В связи с понижением уровня грунтовых вод леса в радиусе до З км от месторождения начинают усыхать. Еще одна проблема, возникшая во время разработки месторождения, - загрязнение вод р. Золотица взвешенными частицами. Мутность воды оказывает влияние на численность рыбы в реке, а во время паводков взвеси достигают деревень Нижняя и Верхняя Золотицы. Через несколько лет после того, как «Северал-маз» начал активные работ на месторождении имени Ломоносова, семга из этой реки исчезла. Похожая ситуация в связи с разработкой месторождения имени В.П. Гриба может сложится и в р. Сояне. Соянский биологический заказник создавался для того, чтобы сохранить семужью р. Сояну. Между тем проект разработки месторождения и строительства Верхотинского ГОка предполагает изменение русла одного из притоков Сояны, осушение участков озер Черного и Безымянного — это может привести к полной гибели кормовых организмов.
У южных границ плато ведутся интенсивные рубки лесов лесопромышленными предприятиями. Более ЗЗ2,0 тыс. га лесов третьей группы (27 % от общей площади плато) передано в аренду лесозаготовительным предприятиям на срок от З до 49 лет. Пока продвижение рубок на север несколько сдерживается низкой продуктивностью лесонасаждений и возрастающими затратами на вывозку заготовленного леса. Однако, в связи с тем, что сырьевая база лесопромышленных предприятий уже почти исчерпана, есть опасения, что рубки получат широкое распространение и в притундровых лесах. В таких условиях создается реальная угроза уникальной природе Беломорско-кулойского плато.
Список литературы
1. Гофаров М.Ю., Болотов И.Н., Кутинов Ю.Г. Ландшафты Беломорско-Кулойского плато: Тектоника, подстилающие породы, рельеф и растительный покров. Екатеринбург, 2006.
2. ШварцманЮ.Г. Современные геодинамические процессы на заповедных территориях Архангельского региона // Кенозерские чтения - 2009. Этнокультурный ландшафт Кенозерья: междисциплинарное исследование на пересечении естественных и гуманитарных наук: сб. материалов IV Всерос. науч.-практ. конф. / сост. М.Н. Мелютитина; отв. ред. Е.Ф. Шатковская. Архангельск, 2011.
3. Литосфера и гидросфера Европейского Севера России. Геоэкологические проблемы. Екатеринбург, 2001.
4. Отчет о научно-исследовательской работе «Инвентаризация природного и культурного наследия на территории Беломорско-Кулойского плато». Архангельск, 2003.
5. Малов А.И. Проблемы вовлечения подзолистых почв в хозяйственный оборот // Природные ресурсы северных территорий: проблемы оценки, использования и воспроизводства / Материалы Всероссийск. Конференц. Архангельск. 2002. С.122-126.
6. Точилов Н. А. Ландшафтные особенности лесов Беломорско-Кулойского плато и основы ведения хозяйства в них. Архангельск, 2003.
7. Лобова Е.В., Хабаров А.В. Почвы. М., 1983.
Gorshkov Denis Pavlovich
Postgraduate Student of the Institute of Ecological Problems of the North of the Ural Branch
of the Russian Academy of Sciences (Arkhangelsk) Shvartsman Yuri Grigoryevich Northern (Arctic) Federal University named after M.V Lomonosov, Institute of Natural Sciences and Biomedicine, Institute of Ecological Problems of the North of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences (Arkhangelsk)
EFFECT oF GEo-ECoLoGICAL FACTORs
on the development of natural resources of the belomor-kuloy plateau
The effect of geo-ecological factors on the development of natural resources of the Belomor-Kuloy plateau has been studied. The research focused on the development of the diamond deposit area (Arkhangelsk region), special attention being given to the problem of its drainage, reduction of the groundwater level and as a consequence - drying out of forests. The question of the structure of underlying rocks of the Belomor-Kuloy plateau has been studied; a theory of their structure has been suggested.
Key words: underlying rocks, geological features, diamond deposit, environmental impact.
Контактная информация: Горшков Денис Павлович e-mail: [email protected]
Рецензент - КутиновЮ.Г., доктор геолого-минералогических наук, главный научный сотрудник лаборатории глубинного геологического строения и динамики литосферы Института экологических проблем Севера Уральского отделения РАН (г. Архангельск)
