Содержание к диссертации
Введение
Глава I. ВСКРЫШНЫЕ И ВМЕЩАЮЩИЕ ПОРОДЫ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОДМОСКОВНОГО И ЧЕЛЯБИНСКОГО БАССЕЙНОВ 12
I. Подмосковный бассейн 12
1.1. Природные условия района исследования 13
1.2. Вскрышные породы, их состав, свойства 15
1.3. Пригодность вскрышных пород Подмосковного бассейна для биологической рекультивации и факторы ограничивающие ее 32
II. Челябинский бассейн. 35
II.І. Природные условия Челябинского угольного бассейна 36
II.2. Вскрышные и вмещающие породы Челябинского буро-
угольного бассейна 37
Глава II. ПРИНЦИПЫ И КРИТЕРИИ ПОСТРОЕНИЯ ГЕНЕРАЛИЗОВАН НОЙ КЛАССИФИКАЦИИ ВСКРЫШНЫХ И ВМЕЩАЮЩИХ ПОРОД ПО ИХ ПРИГОДНОСТИ ДЛЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ РЕКУЛЬТИВАЦИИ 49
II.І. Принципы построения классификаций вскрышных пород за рубежом и в СССР 49
II.2. Выбор и обоснование наиболее важных параметров, характеризующих пригодность пород для биологического освоения 54
II.З. Структура генерализованной классификации и ее основные таксоны 62
Глава III. СВОЙСТВА СУЛЬФИДСОДЕРЖАЩИХ НАДУТОЛЬНЫХ ПОРОД
И НЕКОТОРЫЕ ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ КАРЬЕРНО-ОТВАЛЬНЫХ ЛАНДШАФТОВ ПОДМОСКОВНОГО УГОЛЬНОГО БАССЕЙНА 68
III.І. Литературный обзор 69
III.2. Итоги экспериментальных исследований химических свойств сульфидсодержащих пород Подмосковного бассейна 73
III.2.І. Биохимические процессы окисления сульфидсодержащих пород и их выщелачивание 73
III.2.2. Комплекс кислотности сульфидсодержащих пород отвалов и оценка его фототоксичности 96
III.З. Некоторые геохимические особенности средне- и мелкокарьерно-отвального ландшафта открытых угольных разработок Подмосковного бассейна 103
III.4. Влияние миграции сульфатов при эрозии отвалов буроугольных разработок в Подмосковном бассейне на природные комплексы прилегающих территорий. 107
Глава ІV. ПРИЕМЫ МЕЛИОРАЦИИ ТОКСИЧНЫХ СУЛЬФИДСОДЕРЖАЩИХ
ПОРОД ОТВАЛОВ В ПОДМОСКОВНОМ БАССЕЙНЕ 126
ІV.І. Литературный обзор 126
ІV.2. Метод экранирования 132
ІV.З. Особенности применения в Подмосковном буроуголь-ном бассейне нейтрализации кислотности сульфидсодержащих пород высокими дозами известковистых
материалов 146
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 186
ЛИТЕРАТУРА 188
ПРИЛОЖЕНИЯ
- Природные условия района исследования
- Принципы построения классификаций вскрышных пород за рубежом и в СССР
- Итоги экспериментальных исследований химических свойств сульфидсодержащих пород Подмосковного бассейна
- Метод экранирования
Введение к работе
"Улучшать охрану природы, усилить работу по сохранности сельскохозяйственных угодий, борьбу с эрозией почв, повысить темпы работ по рекультивации земель, обеспечить их защиту от селей, оползней, обвалов, засоления, заболачивания, подтопления и иссушения" ("Основные направления экономического и социального развития СССР на 1981-1985 годы и на период до 1990 года", Материалы ХХУІ съезда КПСС. М., 1981, с. 183).
Общепризнано, что в эпоху научно-технической революции одной из основных проблем общества становится урегулирование взаимоотношений с окружающей средой. Рост численности населения планеты, всевозрастающие темпы индустриализации, вызывающие огромный рост потребления разнообразных природных ресурсов, сопровождаются глубокими и чаще всего негативными воздействиями на природу. Не касаясь проблем, возникающих в связи с загрязнением атмосферы, пресных и морских вод, нерационального использования биологических и минеральных ресурсов, обратимся к рассмотрению некоторых экологических аспектов, вызываемых появлением на поверхности планеты ландшафтов, являющихся порождением технической деятельности человека, так называемых природно-техногенных ландшафтов. Они сменяют естественные и культурные ландшафты, что ухудшает условия жизни людей и ограничивает возможности получения биологической продукции. Более того, собственно техногенные неокомплексы в целом ряде случаев весьма сильно отлича- - 4 -ются по своей структуре, организации и функционированию от природных ландшафтов, оказываются им активно враждебными, ибо выделяемые ими в биологический круговорот вещества проявляют токсичное действие на компоненты биоты и человека. Одним из тревожных аспектов, порождаемых расширением ареала природно-техноген-ных ландшафтов, является весьма заметное сокращение земель сельскохозяйственного и лесного пользования в зонах наивысшей плотности населения и оптимальных условий для организации производства продуктов питания и технических культур как сырья для промышленности. Одним из наиболее "землеемких" производств человечества является добыча полезных ископаемых - различного рода рудных материалов, топлива и строительного сырья. При этом наибольшее отчуждение земельных ресурсов и наибольшее воздействие на окружающие ландшафты вызывает добыча полезных ископаемых с применением мощных землеройных машин в ходе открытых разработок их месторождений. Так, в США площади земель, нарушенных открытыми горными разработками,составляют свыше 1,3 млн. га (Колесников, Моторина, 1974), десятки тысяч гектаров "индустриальных пустошей" имеются также в Великобритании, ФРГ, Чехословакии, Польше и других индустриально развитых странах.
Открытые горные работы, помимо того, что их осуществление требует ежегодного отвода новых земель, оказывает на окружающие ландшафты целый ряд нежелательных воздействий - это и сокращение дебита грунтовых вод, и загрязнение окружающих угодий продуктами, поступающими с геохимическим стоком в итоге развития явлений эрозии на отвалах и выщелачивание глубинных, нередко токсичных пород, и выделение в атмосферу газообразных продуктов выветривания. Исходя из данных, приведенных польскими исследователями ( ке^па Т , 1971), площадь, на которую рас- - 5 -пространяется пагубное действие горных разработок, почти в 10 раз превышает площадь прямых так называемых геомеханических нарушений. Б США принято считать, что каждый акр земель, нарушенных открытыми горными работами по добыче полезных ископаемых, оказывает вредное влияние примерно на акр соседних территорий ( КоЬпкеН , 1950). Особо вредным оказывается воздействие на окружающие ландшафты разработок открытым способом месторождений, вскрышные породы которых содержат те или иные токсичные для животных, растений и человека компоненты /сульфиды, мышьяк, кадмий, ртуть, свинец, цинк, медь, олово, фтор, радиоактивные элементы и т.д.).
Таким образом, в итоге деятельности горной и перерабатывающей горное сырье промышленности возникает проблема, с одной стороны - нейтрализации вредного действия на окружающие ландшафты продуктов техногенеза, а с другой - задача восстановления нарушенных горными работами территорий до состояния пригодного для повторного использования в сельском или лесном хозяйстве - т.е. оптимизации техногенных ландшафтов. Основным инструментом, позволяющим выполнить задачу оптимизации таких ландшафтов, является рекультивация земель, определяемая как "комплекс работ, направленных на восстановление продуктивности и народнохозяйственной ценности нарушенных земель, а также на улучшение условий окружающей среды" /ГОСТ 17.5.1.01-78/.
К началу наших исследований /1964 г./ в СССР опыт рекульти-вационных работ (и особенно на объектах с содержанием фитоток-сичных сульфидсодержащих пород) практически отсутствовал. Перенесение же опыта имеющегося в США и странах Европы при наличии очень контрастных климатических и геологических условий страны без должной проверки было нецелесообразно и даже опасно. Тем - б - более, что интенсивная разработка полезных ископаемых открытым способом началась в нашей стране лишь в послевоенный период и к началу семидесятых годов по данным Госгортехнадзора СССР в стране уже действовало 6340 карьеров и 1380 шахт, добывающих различные виды полезных ископаемых. По данным инвентаризации, проведенной в 1977-1978 годах, площадь земель, нарушенных деятельностью горных предприятий и промышленностью, перерабатывающей добываемое сырье, превысила к этому времени 2 млн. га. Наиболее крупные площади "техногенных пустошей", "лунных ландшафтов", "бедлендов" возникли в районе Курской магнитной аномалии, в Подмосковном, Приднепровском, Кузнецком и Черемховском угольных бассейнах, в Эстонии, на Урале, в Приморье, Криворожье, районах дражной добычи золота и алмазов на Урале, Колыме и в Якутии.
Разработка же научных основ и практической технологии работ по рекультивации таких техногенных территорий явно отставала от требований времени. Большое значение для ускорения темпов исследовательских работ в области рекультивации в нашей стране имело принятие законов об охране природы союзных республик, а также "Основ земельного законодательства Союза ССР и союзных республик" (1969 г.), в которых содержались конкретные статьи, обязывающие промышленные предприятия вести рекультивационные работы на нарушенных землях. Предусматривалась необходимость селективного снятия, хранения и последующего использования при ре-культивационных работах, или для улучшения плодородия малопродуктивных угодий, гумусированных слоев зональных почв.
Реализация этих требований, при отсутствии в стране научных разработок, позволяющих оценивать пригодность выносимых на поверхность в ходе горных работ, глубинных пород для последующего биологического освоения, применимость различных приемов - 7 -мелиорации их потребовала организации комплексных исследовательских работ применительно к различным регионам страны и типам месторождений полезных ископаемых. В первую очередь такие исследования оказались необходимыми для буроугольных месторождений Европейской части страны - Подмосковного и Приднепровского, а затем и Челябинского бассейнов, в составе вскрышных пород которых оказалось значительным содержание сульфидных пород. Их выполнение было поручено,в частности,специалистам-биологам Центральной Лаборатории охраны природы МСХ СССР, в том числе и автору настоящей работы.
Цели и задачи исследования
Перед автором, как исполнителем части комплексной темы "Рекультивация ландшафтов, нарушенных открытыми горными работами" сектора восстановления биогеоценозов в условиях техногенных ландшафтов ЦЛОП МСХ СССР (руководитель - к.б.н. Л.В.Моторина), начиная с 1964 года были поставлены следующие задачи: а) изучить особенности химических и агрохимических свойств вскрышных пород и их смесей в породных отвалах угольных карьеров Подмосковного и Челябинского бассейнов; б) выбрать и обосновать параметры (тесты) пригодности вскрышных и вмещающих горных пород для целей биологической рекультивации, а также разработать генерализованную схему их классификации по этим признакам; в) оценить влияние геохимического стока с техногенных карьерно-отвальных ландшафтов угольных разработок на окружающие их природные комплексы и агроценозы; г) разработать методы мелиорации оульфидсодержащих пород в условиях карьерно-отвальных ландшафтов Подмосковного угольного бассейна, установить особенности их использования и эффективность применения.
Научная новизна. В работе систематизированы результаты изу- - 8 -чения свойств вскрышных и вмещающих пород, впервые проведенного для открытых буроугольных разработок Подмосковного и Челябинского бассейнов. Предложены принципы и обоснованы критерии построения генерализованной классификации вскрышных и вмещающих пород открытых разработок полезных ископаемых по их пригодности для биологической рекультивации. Впервые исследован биохимический процесс окисления сульфидсодержащих пород Подмосковного бассейна, раскрыта природа их фитотоксичного комплекса кислотности. Выявлены геохимические особенности карьерно-отвальных ландшафтов Подмосковного бассейна и впервые показаны аспекты отрицательного воздействия территорий, нарушенных буроугольными разработками на прилегающие природные комплексы. Разработаны эффективные методы мелиорации токсичных сульфидсодержащих пород отвалов Подмосковного бассейна для целей сельскохозяйственного их использования.
Место выполнения исследований и применявшиеся методы Основная часть исследований выполнялась в период с 1964 по 1983 гг. на сульфидсодержащих породных отвалах Ушаковского и Ки--мовского буроугольных разрезов Подмосковного бассейна, а также отвалах Коркинского и Батуринского карьеров в Челябинском бассейне (1969 г.). Тип отвалообразования на первых двух карьерах - валовой по бестранспортной системе. В Коркинском и Батуринском карьерах - по транспортной, железнодорожной системе с частичным применением гидротранспорта для рыхлых покровных пород.
Отбор, описание образцов пород проводился из рабочих бортов карьеров или траншей, а также кернов разведочного бурения. Часть образцов была отобрана также с борта рабочих траншей Грызловского и Богородицкого углеразрезов Подмосковного бассейна. Всего обследовано 25 геологических профилей, отобрано для исследования - 9 -более 200 образцов пород разного возраста и минералогического состава, а также их смесей из породных отвалов.
В камеральный период, в лабораторных условиях автором был выполнен следующий комплекс аналитических определений: установление вещественного и минералогического состава образцов (с участием специалистов предприятия Р-6767); определение механического состава мелкозема рыхлых пород по Н.А.Качинекому; химический анализ водных вытяжек; определение рН в водных и солевых суспензиях; установление емкости поглощения; обеспеченности подвижными формами фосфора и калия (методы Кирсанова и Масловой) ; определение обменной кислотности по Дайкухара; подвижных форм закисного и окисного железа и алюминия методом прямого и обратного комплексометрического титрования в модификации Сочевановой (1969).
Для исследования динамики процессов окисления и выщелачивания сульфидсодержащих пород в отвалах ставились специальные полевые и лабораторные опыты, схемы которых излагаются в соответствующих разделах работы. Здесь же отметим, что во всех вариантах опытов по срокам наблюдений, образцы пород исследовались на влажность, рН водной и солевой суспензии, ОБП. Определялись величины активной и обменной кислотности, подвижные и водорастворимые закисное, окисное железо и алюминий, проведен был также фракционный анализ соединений серы по Э.А.Остроумову (1953). Влияние сульфидсодержащих пород на окружающие ландшафты устанавливалось методом заложения экологических профилей перпендикулярных грядам внешних отвалов (общая протяженность профилей 10 км).
Параметры пригодности горных пород для целей биологического восстановления разрабатывались как по результатам собственных исследований, так и путем критического анализа отечественного и - 10 -зарубежного опыта оценки вскрышных пород.
Разработка методов нейтрализации комплекса кислотности окисляющихся сульфидсодержащих пород, проверка эффективности ряда способов их изоляции проводились в полевых производственных, крупно и мелкоделяночных опытах, а также в лабораторных экспериментах и вегетационных опытах. Схемы и условия их постановки приводятся в экспериментальной части работы.
Защищаемые положения: а) принципы построения генерализованной схемы классификации вскрышных и вмещающих пород, выбор и обоснование параметров их пригодности для биологической рекультивации земель (на примере Подмосковного и Челябинского буро-угольных бассейнов); б) характеристика геохимических особенностей карьерно-отвальных ландшафтов открытых разработок Подмосковного бассейна; в) обоснование методов мелиорации отвалов сульфид-содержащих пород в целях биологической рекультивации и ограничения их отрицательного воздействия на прилегающие территории.
Апробация работы
Материалы работы докладывались на Ш-УП Международных симпозиумах по рекультивации, X Международном конгрессе почвоведов (Москва, 1974), ІУ Уральском научно-координационном совещании по проблеме "Растительность и промышленные загрязнения" (Свердловск, 1969), совещании по рекультивации земель в Сибири и на Урале (Новосибирск, 1972), Всесоюзном научно-техническом семинаре "Рекультивация земель на предприятиях угольной промышленности" (Новомосковск, 1979), Всесоюзной конференции "Мелиорация, использование и охрана почв Нечерноземной зоны" (Москва, МГУ, 1980); Всесоюзной научно-технической конференции "Рекультивация земель в СССР" (Москва, 1982); Координационном совете по решению задания 02.01 (Москва, 1984). - II -
По материалам исследований опубликовано 30 статей (из них 22 в соавторстве). Результаты проведенной работы реализованы при составлении "Рекомендаций по рекультивации земель, нарушенных открытыми горными работами" (М., 1969); "Рекомендаций и методических указаний к сельскохозяйственному и лесохозяйственному восстановлению отвалов в Подмосковном бассейне" (М., 1969); "Временных инструктивных указаний и технических нормативов по восстановлению (рекультивации) территорий открытых угольных разработок Челябинского бассейна" (Москва-Челябинск, 1969); "Методических указаний к подготовке технических условий для проектирования рекультивации территорий, нарушенных открытыми горными работами" (М., 1973); "Методических указаний по рекультивации земель, нарушенных открытыми разработками в Подмосковном бассейне" (М., 1984). Полученные в результате исследований материалы послужили научной основой для разработки ряда ГОСТов:
17.5.1.03-78 "Охрана природы. Земли. Классификация вскрышных и вмешагощих пород для биологической рекультивации земель";
17.5.4.01-84 "Охрана природы. Рекультивация земель. Метод определения рН водной вытяжки вскрышных и вмещающих пород";
17.5.4.02-84 "Охрана природы. Рекультивация земель. Методика измерения и расчета суммы токсичных солей во вскрышных и вмещающих породах".
Научное руководство диссертационной работой осуществлялось доктором биологических наук, профессором С.С.Трофимовым, за что автор ему глубоко признателен.
Природные условия района исследования
В Подмосковном бассейне добыча угля открытым способом ведется в его юго-восточной части, в пределах территории Центрального промышленного района, отличающегося значительной плотностью населения (165 чел/км ), и относительно малым количеством пашни на душу населения (0,81 га), также весьма невысокой лесистостью.
В физико-географическом отношении подрабатываемые при добыче угля земли расположены в лесостепной зоне Средне-Русской провинции в границах Упинско-Донекого геоморфологического района. Общий уклон местности имеет юго-восточную ориентацию в направлении поймы Дона. Последняя хорошо развита.
Геологическое строение района разработок определяется положением его на северных склонах Средне-Русской возвышенности, примыкающих к южной части Подмосковной котловины, сложенной осадочными породами четвертичного, каменноугольного и девонского возраста.
Нижнекаменноугольные отложения Турнейского яруса и частично верхнего девона слагают "известняковый фундамент". Залегающие на нем сульфидсодержащие песчаные и глинистые породы бобри-ковского горизонта Визейского яруса вмещают в себе пластообраз-ные залежи и линзы углей. Последние разрабатываются открытым способом. Мощность угленосного горизонта составляет в среднем 10-12 метров. В вышележащем тульском горизонте со средней мощностью 10-15 м локально встречаются маломощные пласты известняков.
На территории возвышенных водораздельных пространств близко к поверхности выходят мезозойские пески и глины.
Плащ четвертичных отложений не превышает нескольких метров и представлен в основном аллговиально-делювиальными суглинками и супесями.
Мощность вскрышной толщи открытых разработок бассейна колеблется в пределах 20-40 м.
Наличие во вскрыше значительного объема сульфидсодержащих песков и глин в сильной степени осложняет работы по биологической рекультивации и предопределяет требование введения работ горно-технического этапа рекультивации в цикл горной добычной технологии (селективное отвалообразование).
Принципы построения классификаций вскрышных пород за рубежом и в СССР
Накопленный в нашей стране и за рубежом богатый опыт проведения рекультивационных работ на землях, нарушаемых добычей и переработкой полезных ископаемых, свидетельствует о том, что успешное их осуществление в значительной степени зависит от того, насколько полно на стадии проектирования горного предприятия учтены природные и социально-экономические особенности района разработок. При этом важнейшей основой для выбора вида послепро-мншленного освоения данных территорий и разработки экологически оптимальной технологии ведения вскрышных работ и отвалообразова-ния является классификация вскрышных и вмещающих пород по их пригодности для биологического восстановления. К началу наших исследований (1964 г.) изучение химических и физических свойств вскрышных пород открытых горных разработок, классифицирование их по пригодности к биологическому освоению за рубежом уже давно входили в план рекулыивационных исследований. Были известны, например: четырехчленная классификация Хайде для вскрышных пород Рейнского буроугольного бассейна ( Япа& ? , 1963), пятичлен-ная классификация пород бассейна Нидер - Лаузитц, предложенная ЙпаЬе (1959, 1964 гг.).
В ЧССР при совершенствовании технологии горных работ угольных шахт и разрезов была предложена пятичленная шкала оценки пригодности вскрышных пород для рекультивации. В частности, именно эта классификация использовалась при разработке Генерального плана рекультивации Северо-Чешского буроугольного бассейна ( $. Ы , 1961 г.).
Пять классов пригодности вскрышных пород, обозначенных буквами латинского алфавита от А до , выделены и польскими исследователями (Скавина, 1970, 1977),
Первая в нашей стране классификация вскрышных пород по их пригодности для биологической рекультивации была разработана Центральной лабораторией охраны природы МСХ СССР для угольных месторождений Подмосковного бассейна /Чеклина, Савич, 1967/.
class3 СВОЙСТВА СУЛЬФИДСОДЕРЖАЩИХ НАДУТОЛЬНЫХ ПОРОД
И НЕКОТОРЫЕ ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ КАРЬЕРНО-ОТВАЛЬНЫХ ЛАНДШАФТОВ ПОДМОСКОВНОГО УГОЛЬНОГО БАССЕЙНА class3
Итоги экспериментальных исследований химических свойств сульфидсодержащих пород Подмосковного бассейна
Дисульфиды железа (минералы пирит и мельниковит) начали синтезироваться в отложениях Подмосковного бассейна в каменноугольный период после возникновения Тульского моря. Условия для прохождения данного процесса были созданы при насыщении богатых органическим веществом угленосных осадочных пород сульфатными морскими водами.
Синтез дисульфидных минералов осуществлялся в несколько стадий, главные из которых: I) образование моносульфида железа -гидротроилита ( ге? » пп20 ) при взаимодействии Н2? - одного из продуктов жизнедеятельности сульфатредуцирующих бактерий с соединениями закисного железа; 2) пиритизация гидротроилита в ходе его взаимодействия с элементарной серой /Дорофеев, 1965/.
До начала добычи угля сульфидные минералы находятся в составе вмещающих их угленосных пород в стабильном состоянии, что определяется анаэробными условиями залегания этих пород, насыщенных водами надугольного и подугольного водоносных горизонтов.
Сульфидсодержащие породы имеют нейтральную или слабокислую активную реакцию. Концентрация сульфатов в них весьма низкая. Водорастворимые железо и алюминий отсутствуют.
Б ходе вскрышных экскавационных работ анаэробные условия естественного залегания сменяются для сульфидсодержащих пород аэробными. При этом, как показали наши исследования, в породах возникает интенсивный процесс окисления дисульфидов железа - ми нералов пирита и мельниковита, имеющий биохимическую природу /Зайцев, Савич, 1967; Зайцев, 1970а; Зайцев, 19706/.
Изучение динамики химических свойств сульфидсодержащих пород, окисляющихся на поверхности разровненных отвалов, проводилось нами в двух модельных опытах (1966 и 1968 гг.).
Б опыте, заложенном летом 1966 года, изучалось образование кислотного комплекса в двух типичных окисляющихся сульфидсодер-жащих породах Ушаковского месторождения - в темно-серой углистой супеси и глине. Породы были взяты из борта рабочей траншеи, помещены в ящики с дном по 100-120 кг грунта в каждом, которые затем были вкопаны на экспериментальном (2-ом) участке разровненных отвалов Ушаковского разреза. Породы в ящиках были изолированы от смесей пород отвалов, а их поверхность была на уровне поверхности отвалов.
Из ящиков отбирались образцы с двух глубин: 0-2 и 10-12 см в следующие сроки: через 5, 10, 20, 40 и 60 дней с момента начала окисления. В отобранных пробах измерялось рН, определялись обменная кислотность, подвижные железо и алюминий, содержание сульфатной серы.
Отмечена различная скорость окисления сульфидов в супеси и глине, а также характерные особенности образования в них кислотного комплекса.
class4 ПРИЕМЫ МЕЛИОРАЦИИ ТОКСИЧНЫХ СУЛЬФИДСОДЕРЖАЩИХ
ПОРОД ОТВАЛОВ В ПОДМОСКОВНОМ БАССЕЙНЕ class4
Метод экранирования
На начальном этапе практической рекультивации в Подмосковном бассейне (вторая половина 60-х, начало 70-х годов) восстановление нарушенных земель для сельскохозяйственного использования велось путем нанесения 40-50 см гумусированного слоя черноземных почв на разровненные поверхности породных отвалов. При этом, несмотря на ряд предупреждений о недопустимости этого (Моторина и др., 1969 а и б), перекрытию плодородным почвенным слоем подвергались и отвалы, сложнные фитотоксичными сульфидсодержащими породами. Как показали последующие исследования, проведенные коллективом отдела рекультивации ландшафтов Центральной лаборатории охраны природы МСХ СССР (Чеклина, 1969; Ижевская, Чеклина, 1972; Савич, 1972) насыпной гумусированный черноземный слой под влиянием подстилающих фитотоксичных смесей пород, содержащих высокие концентрации серной кислоты, сульфатов алюминия и железа, довольно быстро изменяет свои естественные свойства и плодородие его снижается. Потери урожая на восстановленных таким способом площадях доходили до 50 . Таким образом, было установлено, что непосредственное перекрытие сульфидсодержащих смесей пород плодородным слоем почвы идет в разрез с элементарными требованиями проведения рекультивационных работ. Стало очевидным, что необходимо либо вовсе не выносить на поверхность отвалов сульфидсодержащие породы, применяя селективную технологию отвалообразования, либо перед нанесением почвенного гумусированного слоя на разровненную поверхность отвалов осуществлять тем или иным способом мелиорацию слагающих их фитотоксичных смесей пород.
Одним из таких методов мелиорации нами был предложен (Савич, 1969; Моторина и др., 1970,- Савич, 1972,- Савич, 1975) прием изоляции подстилающих фитотоксичных пород экраном из карбонатных лессовидных суглинков. Экспериментальная проверка эффективности подробного экранирования проводилась автором в полевых крупноде-ляночных опытах, поставленных в 1967 и 1968 годах на территориях разровненных отвалов 1-го и 2-го производственных участков Ушаковского углеразреза. Результаты их излагаются ниже.
Первый полевой опыт был заложен осенью 1967 года на разровненных отвалах 1-го производственного участка Ушаковского угле-разреза. Участок площадью 1600 м с фитотоксичными породами в поверхностном слое был перекрыт слоем карбонатного суглинка мощностью от 5 до 15 см (варьирование мощности экрана суглинка вызвано несовершенством технологии его нанесения - автосамосвалами и бульдозером). Далее на всю площадь отвала (около 10 га) был нанесен гумусированный слой черноземной почвы мощностью около 30 см. На рекультивированной площади проводился в течение ряда лет посев вико-овсяной смеси. Летом 1968 года делянки нового опыта (на пло-щади около 1000 м ) были заложены на разровненном внешнем отвале 2-го производственного участка Ушаковского разреза. В этом втором опыте на 2-х делянках сульфидсодержащая смесь пород также перекрывалась слоем карбонатного суглинка мощностью до 15 см и затем гу-мусированным плодородным слоем черноземной почвы мощностью 20-30 см. Контролем служила делянка с гумусированным слоем, непосредственно нанесенным на фитотоксичную смесь пород. На опытных и контрольных делянках высевалась многолетняя злаково-бобовая травосмесь (люцерна + тимофеевка + овсяница).
