Введение к работе
Актуальность работы. Месторождение природных минеральных солей озера Баскунчак (Астраханская область) является уникальным геологическим объектом мирового масштаба.
Природно-техногенная система озера объединяет солянокупольные структуры, распространенные в пределах водосборной площади озера, поверхностные и подземные воды и озерные отложения. Уникальность объекта определяется наличием механизма ежегодного природного восстановления запасов минеральных солей в озере за счет выщелачивания природными водами пород, слагающих солянокупольные структуры, и сноса в озерную котловину высокоминерализованных рассолов, где в процессе эвапоритовой седиментации происходит накопление экологически чистых пищевых солей.
Район оз. Баскунчак богат природными ресурсами: минеральными солями и бальнеологическими илами озера, строительными материалами. В 1997 году постановлением Правительства РФ в районе организованы Богдо-Баскунчакский заповедник и заказник. Наличие двух горнодобывающих и перерабатывающих предприятий, двух поселков, бальнеологического лечебно-профилактического учреждения определяет высокую антропогенную нагрузку на природную систему оз. Баскунчак. Серьезную опасность представляет несогласованная деятельность природопользователей в пределах данной системы, что создает условия для возможного нарушения процесса естественного соленакопления в озере, сокращения геологических запасов солей, загрязнения пищевых минеральных солей терригенным материалом, снижения кондиций бальнеологических илов, активизации карстовых процессов и т.д. В связи с этим, проблема рационального освоения минеральных ресурсов озера Баскунчак представляется актуальной и определяет необходимость организации на месторождении комплекса исследований для получения фактического материала для разработки как научно-методической, так и соответствующей законодательной базы природо- и недропользования.
Целью работы является эколого-геологическая оценка месторождения минеральных солей оз. Баскунчак, выявление характера воздействия природных и антропогенных факторов на процессы соленакопления, разработка рекомендаций по рациональному освоению его ресурсов.
Для достижения цели были решены следующие задачи:
Дана геологическая характеристика месторождения минеральных солей оз. Баскунчак.
Проведена оценка величины естественных ресурсов соленакопления минеральных пищевых солей.
Выявлена роль природных и антропогенных процессов, определяющих формирование запасов экологически чистых пищевых солей оз. Баскунчак.
Разработан комплекс методов эко лого-геологических исследований для оценки негативных природных процессов в районе месторождения, выявлены причины их активизации и определены меры по их предотвращению.
Построена модель режима подземных вод района для определения параметров рационального природопользования в условиях эксплуатации месторождения.
Разработаны рекомендации для достижения режима рациональной эксплуатации ресурсов минеральных солей оз. Баскунчак.
Объектом исследования является природно-техногенная система оз. Баскунчак. Предметом исследования являются природные и антропогенные процессы, определяющие устойчивость и уязвимость исследуемой природно-техногенной системы оз. Баскунчак.
Научная новизна работы состоит в следующем:
Впервые с эколого-геологических позиций изучены особенности процесса соленакопления в озере Баскунчак.
Впервые месторождение пищевых минеральных солей оз. Баскунчак рассмотрено единая природная система, включающая солянокупольные структуры и слагающие их соляные породы, поверхностные и подземные воды, питающие озеро рассолами, озерные отложения эвапоритовой седиментации.
Установлены факторы, определяющие уязвимость данной природной системы в условиях возрастающей антропогенной нагрузки.
Предложен научно-методический комплекс эколого-геологических исследований, необходимый для изучения природно-техногенной системы озера Баскунчак.
Разработаны рекомендации по рациональному освоению минеральных ресурсов озера Баскунчак на основе оценки скорости накопления пищевых минеральных солей.
Построена гидродинамическая модель режима подземных вод.
Предложен новый тип особо охраняемой природной территории - эколого-геологический заказник, создание которого на территории природно-техногенной системы соляного озера позволит регламентировать антропогенную нагрузку в соответствии с целями зашиты естественного ресурса соленакопления.
Основные положения, выносимые на защиту:
Первое защищаемое положение
Месторождение озерных солей озера Баскунчак представляет собой динамически равновесную природно-техногенную систему, сформировавшуюся под влиянием экзогенных и эндогенных процессов, определяющих эколого-геологическую обстановку.
Второе защищаемое положение Анализ режима природных вод, вьшолненный на основе мониторинговых наблюдений в 2004-2007 года выявил стабильность поверхностного стока, величина которого оценивается нами в 200^00 тыс. т/год, а также закономерную внутригодовую изменчивость и постоянство многолетнего уровенного режима подземных вод. Величина естественных ресурсов соленакопления, с учетом поверхностного и подземного стока, оценивается нами как 1,2-1,7 млн. т/год.
Третье защищаемое положение
Разработанная гидродинамическая модель подземных вод позволила спрогнозировать последствия предполагаемого антропогенного влияния на природно-техногенную систему оз. Баскунчак рассчитать возможного экономический ущерб, оценить риски и обосновать ограничения хозяйственной деятельности.
Четвертое защищаемое положение
Для регулирования хозяйственной деятельности в районе оз. Баскунчак предлагается расширить границы Богдо-Баскунчакского заказника до границы водосбора озера.
Фактический материал. Методы исследования.
В основу работы положен материал, собранный лично автором в ходе экспедиционных мониторинговых наблюдений в 2004-2007 годах.
Анализ закономерностей гидрохимического и гидродинамического режима природных вод основан на результатах четырехлетних мониторинговых наблюдений по 40 скважинам и 22 водотокам, проведенных автором. Эко лого-геологическая оценка акватории озера включала отбор проб солей, рассолов, поверхностных и подземных вод, анализ их химического состава, изучение структуры и состояния соляного пласта (37 комплексных станций) и выявление особенностей распространения и состава терригенного материала на его поверхности (101 станция).
Кроме того, были использованы многочисленные литературные и фондовые источники, включающие в себя результаты исследований предыдущих лет (1971-1975, 1986-1988 и 1990-1995 гг., 2002 г.), выполненные при участии СПбГУ.
Практическая значимость работы:
Произведена количественная оценка естественного ресурса соленакопления месторождения минеральных солей озера Баскунчак на основе методов компьютерного гидрогеодинамического моделирования.
Выявлены причины развития негативных эко лого-геологических процессов на месторождении минеральных солей оз. Баскунчак и прилегающих территориях.
Установлены условия, определяющие ограничения хозяйственной деятельности на месторождении солей и прилегающих территориях.
Разработана и апробирована система мониторинга режима подземных и поверхностных вод в зоне формирования естественных ресурсов соленакопления месторождения оз. Баскунчак.
Предложена новая граница Богдо-Баскунчакского заказника.
Личный вклад автора состоит в сборе, анализе и обобщении материалов по эко лого-геологическим особенностям вторичного соленакопления минеральных экологически чистых пищевых солей на месторождении оз. Баскунчак, а также в разработке рекомендаций по рациональному освоению его минеральных ресурсов. Автором предложен и апробирован научно-методический комплекс эколого-геологических исследований, необходимый для изучения уникальной природно-техногенной системы озера Баскунчак, обоснованы новые границы для Богдо-Баскунчакского заказника, а также предложен новый тип особо охраняемой природной территории - эколого-геологический заказник. Был произведен анализ и интерпретация собранного автором полевого и фондового материала, сделаны выводы о возможных негативных последствиях и путях их минимизации в процессе отработки месторождения. В процессе исследований автором была проведена работа по эколого-геологической оценке влияния разработки гипсового карьера, расположенного вблизи озера, на условия добычи пищевых минеральных солей, состояние запасов месторождения и естественных ресурсов соленакопления.
Апробация результатов исследований и публикации. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ, из них 2 в издании, рекомендованном ВАК РФ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит их введения, пяти глав и заключения. Основное содержание изложено на 205 страницах, включая 48 рисунков, 23 таблицы, 7 приложений. Список литературы содержит 99 наименований.
