Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Состояние вопроса. анализ ранее проведенных работ 9
ГЛАВА 2. Методические основы оценки экологического состояния геологической среды на ранней стадии урбанизации 15
2.1. Обзор существующих методов оценки экологического состояния геологической среды 15
Выводы 23
2.2. Методические основы оценки экологического состояния геологической среды слабо урбанизированных территорий 24
Выводы 39
ГЛАВА 3. Природные факторы формирования эколого-геологических условий полярного урала 41
3.1. Физико-географический очерк 41
3.2. Основные черты геологии 54
3.3. Гидрогеологические условия 66
3.4. Экзогенные геологические процессы и явления 71
Выводы 83
ГЛАВА 4. Техногенные факторы формирования эколого-геологических условий территории 86
4.1. Горнодобывающий комплекс 86
4.2. Транспортный комплекс 91
4.3. Селитебный и промышленный комплексы 95
4.4. Сельскохозяйственный комплекс 96
4.5. Рекреационный и туристический комплексы 96
Выводы 98
ГЛАВА 5. Оценка экологического состояния геологичекой среды площади 100
5.1. Природно-территориальные комплексы 101
5.2. Экзогенные геологические процессы, определяющие экологическое состояние геологической среды 106
5.3. Геохимические и радиационные условия территории 110
5.4. Экологическая роль многолетней мерзлоты 113
5.5. Тектоническая нарушенность скальных массивов как экологический фактор 115
5.6. Степень урбанизации Собско-Райизской площади... 118
5.7. Эколого-геологические условия Собско-Райизской площади 123
5.8. Интегральная оценка экологического состояния геологической среды Собско-Райизской площади... 127
Выводы 131
ГЛАВА 6. Практические рекомендации по рациональному освоению площади 133
Заключение 143
Список использованной
Литературы 146
- Обзор существующих методов оценки экологического состояния геологической среды
- Экзогенные геологические процессы и явления
- Транспортный комплекс
- Экзогенные геологические процессы, определяющие экологическое состояние геологической среды
Введение к работе
Актуальность работы. Переход значительной части крупных месторождений при распаде СССР к странам «ближнего зарубежья» создает в России дефицит многих видов минерального сырья. Возникает потребность ввода в эксплуатацию месторождений остродефицитного сырья, ранее не осваиваемых из-за сложных климатических и экономических условий. В настоящее время такие месторождения, расположенные в пределах слабо урбанизированных территорий криолитозоны, экстренно доизучаются и вводятся в эксплуатацию, что приводит к значительным изменениям состояния геологической среды.
Необходимость выполнения объективной оценки современного экологического состояния геологической среды, выявления основных природных и техногенных факторов, формирующих эколого-геологическую обстановку рудоносных районов криолитозоны, вовлекаемых в промышленное освоение ресурсов, определяет актуальность проводимых исследований.
Идея работы заключается в разработке научно-методических основ и принципов оценки, картографического отображения экологического состояния геологической среды для территорий, находящихся на ранней стадии урбанизации с учетом роли природных и техногенных факторов в формировании эколого-геологических условий.
Цель работы: интегральная оценка экологического состояния геологической среды Собско-Райизской площади Полярного Урала на стадии начального освоения минерально-сырьевой базы региона.
Основные задачи исследований:
Разработка принципов и методических основ оценки экологического состояния геологической среды слабо урбанизированных территорий.
Выявление природных факторов формирования эколого-геологических условий Собско-Райизской площади Полярного Урала.
Выявление техногенных факторов формирования эколого-геологических условий территории.
Выбор критериев, принципов типизации геологической среды, показателей оценки ее экологического состояния.
Создание комплекта геоинформационных картографических моделей, характеризующих состояние отдельных ингредиентов геологической среды как основу ее интегральной оценки.
Оценка экологического состояния геологической среды Собско-Райизской площади.
Разработка практических рекомендаций по рациональному освоению и реабилитации Собско-Райизской площади.
Фактический материал. В основу работы положен фактический материал, полученный автором в процессе полевых геолого-съемочных работ по проекту ГДП-200, листа Q-41-XII в составе Партии региональных геологических исследований (ПАРГИ) Уральской государственной горно-геологической академии в 1998-2001 годах, обработанный с применением компьютерных технологий в период обучения в очной аспирантуре (1999 - 2002 гг.), а также опубликованные и фондовые работы.
Методы исследований. В работе использован комплекс методов, включающий: изучение, анализ и обобщение геологических, гидрогеологических, геохимических, инженерно-геологических материалов в фондовой и опубликованной литературе по изучаемой тематике; маршрутные исследования и опробование, лабораторные исследования с применением современных методов анализа состояния горных пород, почв; математические методы обработки результатов с использованием компьютерных технологий; геоинформационные методы создания картографических моделей и баз аналитической информации.
Научная новизна:
впервые проведена оценка экологического состояния геологической среды территории открытых горно-складчатых структур
криолитозоны Полярного Урала, находящихся на ранней стадии урбанизации;
выявлены основные природные и техногенные факторы, определяющие специфику эколого-геологической обстановки Полярного Урала;
предложены оценочные критерии современного экологического
состояния геологической среды на слабо урбанизированных
территориях, а также принципы их картографического отображения;
впервые составлена геоинформационная картографическая модель
Собско-Райизской площади Полярного Урала, отражающая
интегральную оценку современного экологического состояния
геологической среды.
Практическая значимость. Результаты исследований внедрены при
составлении комплекта карт по листу Q-41-XII Государственной геологической
карты РФ масштаба 1:200000, выполненному по государственному заказу.
Разработаны практические рекомендации по рациональному освоению и
реабилитации Собско-Райизской площади. Полученные материалы
используются на кафедре гидрогеологии, инженерной геологии и геоэкологии
УГГГА при чтении лекций, проведении лабораторных и практических занятий
по курсам «Геоэкология», «Эколого-геологическое картографирование»,
«Охрана и рациональное использование геологической среды» и «Методы
эколого-геологических исследований».
Основные защищаемые положения 1. Эффективность оценки экологического состояния геологической среды слабо урбанизированных территорий Полярного Урала обеспечивается проведением эколого-геологических исследований с акцентом на природные факторы, выбор оценочных критериев, типизациатриродных и техногенных условий на базе аналитических карт, созданием синтетических карт, отражающих экологическое состояние геологической среды.
Эколого-геологические условия Собско-Райизской площади определяются совокупностью специфических климатических, ландшафтно--геоморфологических, гидрологических, геокриологических, геологических, минерагенических, гидрогеологических особенностей, активизацией экзогенных геологических процессов и явлений, а также воздействием горнодобывающего комплекса, импульсивно развивающегося транспортного, промышленного, селитебного, сельскохозяйственного и рекреационно-туристического комплексов.
Оценка экологического состояния геологической среды Собско-Райизской площади базируется на ранжировании территории по совокупности и интенсивности проявления природных и техногенных факторов на основе картографических моделей. Площадь находится на ранней стадии урбанизации, что в целом определяет ее удовлетворительное эколого-геологическое состояние с локальным распространением очагов нарушения геологической среды и загрязнения ее компонентов на участках хозяйственного освоения.
Апробация работы. Отдельные вопросы работы докладывались и обсуждались: на VII научной конференции Института геологии Коми НЦ УрО РАН «Структура, вещество, история литосферы Тимано-Североуральского сегмента» (Сыктывкар, 1999 г.); международной научной конференции «Новые типы инженерно-геологических и эколого-геологических карт» (Москва, 2001 г); международном симпозиуме «Экологические проблемы инженерной геологии» (Екатеринбург, 2001 г.); международной научно-практической конференции «Техногенная трансформация геологической среды» (Екатеринбург, 2002 г.); годичной сессии Научного совета РАН по проблемам геоэкологии, инженерной геологии и гидрогеологии «Сергеевские чтения» (Москва, 2004 г); молодежной научно-практической конференции, проводимой в рамках Уральской горнопромышленной декады (Екатеринбург, 2004 г.); научных семинарах кафедры гидрогеологии, инженерной геологии и геоэкологии УГГГА (2000-2003 гг.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ, из них 5 статей и 7 тезисов докладов.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав и заключения. Объем работы составляет 157 страниц, в том числе 34 рисунка, 7 таблиц. Список использованной литературы включает 127 наименований.
В первой главе изложено состояние вопроса оценки экологического состояния геологической среды (ГС) Собско-Райизской площади Полярного Урала, а также выполнен анализ ранее проведенных работ геологического содержания, результаты которых целесообразно использовать при эколого-геологических исследованиях данной территории.
Во второй главе рассмотрены методические основы оценки экологического состояния геологической среды территорий, находящихся на ранней стадии урбанизации. Проанализированы основные критерии оценки экологического состояния ГС и возможность их использования при исследованиях территорий Полярного Урала.
В третьей главе охарактеризованы природные факторы формирования эколого-геологических условий Полярного Урала.
Четвертая глава посвящена изложению комплекса техногенных факторов, влияющих на современное экологическое состояние геологической среды.
В пятой главе выполнена комплексная интегральная оценка экологического состояния геологической среды Собско-Райизской площади на основе обобщения качественных и количественных показателей природных и техногенных факторов, ранжированных с использованием метода экспертных балльных оценок, с учетом их вклада в интегральный показатель.
В шестой главе даны практические рекомендации по рациональному освоению Собско-Райизской площади, составленные с учетом специфики техногенной освоенности данной территории и сочетания сложных природных факторов.
*
Автор выражает глубокую признательность научному руководителю д.г.-м.н., профессору О. Н. Грязнову за всестороннюю помощь в подготовке диссертации, к.г.-м.н., доценту И. В. Абатуровой за поддержку и ценные замечания в процессе работы над темой. Автор искренне благодарен сотрудникам кафедры гидрогеологии, инженерной геологии и геоэкологии УГГУ за постоянное внимание и советы, а также коллективу ПАРГИ УГГУ за помощь в сборе информации и создании цифровых моделей.
Обзор существующих методов оценки экологического состояния геологической среды
Эколого-геологические исследования являются сравнительно новым видом работ в геологии. Изучением вопроса о содержании и методике проведения экологических исследований в 70-80 годы стали заниматься специалисты различного профиля: географы, геологи, почвоведы . В последнее время этой проблемой заинтересовались биологи и специалисты медико-санитарных служб. Основные концепции данного направления и даже используемая терминология находятся в постоянной разработке.
На основе анализа работ Е. М. Сергеева, В. И. Осипова, Э. Д. Ершова, О. Н. Грязнова, В. Т. Трофимова, Д. Г. Зилинга, И. Н. Востокова, Н. Г. Обермана и других рассмотрим ряд понятий, которые используются в данной диссертационной работе.
Объектом исследований является эколого-геологическая система -определенный объем литосферы как геологический компонент природной среды с находящейся в ней и на ней биотой, и включающий в себя три подсистемных блока - литосферный (абиотический), биоту (биотический) и источники воздействия техногенного и природного происхождения [Трофимов В. Т., 2000]. Нижняя и верхняя границы исследований определяются в каждом конкретном случае индивидуально в зависимости от решаемых задач и специфики геологического строения литосферного блока [85, 94].
Наши исследования охватывают изучение и оценку экологического состояния геологической среды (ГС) как составной части литосферы, под которой различные авторы понимают следующее: о это любые горные породы и почвы, слагающие верхнюю часть литосферы, которые рассматриваются как многокомпонентные системы, -находящиеся под воздействием инженерно-хозяйственной деятельности человека, в результате чего происходит изменение природных геологических процессов, что, в свою очередь, вызывает изменение инженерно-геологических условий определенной территории [Сергеев Е. М., 1979]; о это окружающие нас природные и измененные человеком геологические образования и поля, такие, как рельеф, горные породы, почвы, воды, полезные ископаемые, разные геофизические поля, эндогенные и экзогенные процессы, которые являются минеральной (жизнеобеспечивающей) основой биосферы и влияют на условия существования и деятельности человека [Осипов В. И., 1992]. о это верхняя часть литосферы, ограниченная рельефом, включающая почвы, рыхлые отложения, коры выветривания, коренные горные породы, полезные ископаемые, подземные воды и происходящие в ней геологические процессы и явления. Поверхностные воды и приземная атмосфера не принадлежат ГС, в то же время оказывают на нее огромное воздействие через экзогенные процессы, аэрогенный и гидрогенный транзит вещества [Грязнов О.Н., 2000].
Экологические свойства геологической среды характеризуются вещественным составом пород коренной основы и четвертичных образований, спецификой распространения геохимических, геодинамических и геофизических полей, а также наличием и характером связей между компонентами геологической среды и биоты и принадлежит к пространственным категориям, поэтому проблема охраны и оптимизации состояния ГС имеет четко выраженный пространственный аспект. В этой связи оценка состояния ГС должна базироваться на основе научных исследований и составления картографических моделей, которые бы отражали данную оценку наглядно. Это определило важнейшую роль карты как документа, средства исследования и отражения информации, которому доступны все основные характеристики, относящиеся к регистрации состояния ГС, оценке и прогнозу этого состояния, пространственной дифференциации природоохранных j) мероприятий и т.д. Под «оценкой» экологического состояния ГС понимается анализ проявления факторов, определяющих трансформацию компонентов ГС [67, 56]. На ее основе принимаются управляющие решения о последующей хозяйственной деятельности на данной территории и при необходимости -реабилитации. При комплексной экологической оценке территории используется система показателей, учитывающих, по возможности, особенности всех ингредиентов природной среды. При этом необходимо изучать пространственное распространение факторов каждого класса с составлением картографических материалов соответствующего масштаба. Исследования экологического состояния ГС осуществляются на основе принципов последовательного приближения. Они предусматривают выполнение цикла работ - изучение территории с эколого-геологическим картографированием в различных масштабах 1:1000000 - 1:50000 и крупнее, в зависимости от целей и задач; экологический мониторинг, моделирование процессов и прогноз развития экологической состояния ГС под влиянием природных и техногенных факторов. Опыт таких исследований играет большую роль в познании специфических экологических условий, складывающихся в различных структурно-фациальных, тектонических, ландшафтных, климатических и других обстановках. На сегодня необходимо создание унифицированных принципов и подходов к изучению столь изменчивого объекта, каким является " геологическая среда, испытывающая техногенные нагрузки. Современные знания в области оценки эколого-геологического состояния требуют обобщения многих эмпирически накопленных навыков и фактов, их теоретической апробации и выбора оптимального комплекса методов исследований, принимаемого в различных условиях и геологических обстановках. Использование принципов эколого-геологического картографирования и современных геоинформационных технологий позволяет решать такие сложные многоцелевые задачи. Эколого-геологическое картографирование - это картографирование ГС как многокомпонентного объекта с изменяющимися во времени и в пространстве свойствами. Задача эколого-геологического картографирования состоит в получении, обобщении и систематизации данных о современном состоянии ГС и выполнении прогнозной оценки ее дальнейших изменений под ВОЗДЄЙСТВИЄХМ техногенеза [85, 94]. Анализ и обобщение данных по разработанным принципам и методам построения карт эколого-геологического содержания позволяет говорить о том, что они различны как по целевому назначению и по полноте охвата картографируемых компонентов геологической среды, так и по набору показателей и признаков, а также по достоверности исходных данных и целостности конечных результатов. Государственная инструкция по эколого-геологическому картографированию и общепринятая методика интегральной оценки экологического состояния геологической среды (ГС) отсутствуют. Основные методы проведения эколого-геологических исследований, принципы и способы отображения полученной информации на картографических моделях разработаны и предложены к реализации Всероссийским научно-исследовательским институтом гидрогеологии и инженерной геологии в методических указаниях и требованиях к геолого-экологическим исследованиям и картографированию масштабов 1:200000-1:100000 и 1:50000-1:25000. Данные руководства являются практически единственными, официально изданными нормативными документами, регламентирующими методику проведения эколого-геологических исследований.
Экзогенные геологические процессы и явления
Климат является важным фактором, определяющим условия развития экологической системы. Изучаемая территория принадлежит к субарктической высотноярусной зоне.
Своеобразие климатических условий Полярного Урала определяется его географическим положением севернее Северного полярного круга, в высоких широтах, при малом количестве солнечной радиации. Годовая величина радиационного баланса составляет 799 - 850 мДж/м . Суммарная солнечная радиация составляет 70 ккал/см . Низкие значения радиационно-теплового баланса определяют существование пород в многолетнемерзлом состоянии. Климат субарктический со среднегодовой температурой от -5,4 до +8,9 С. Среднемесячная температура летом +14 С. Число морозных дней в году - от 210 до 270. Среднегодовое количество осадков - 750 мм и более. Сумма осадков, выпадающих за летние месяцы, составляет 250-280 мм. Устойчивый снежный покров в горах устанавливается в начале сентября, в предгорьях - в конце сентября. Мощность снежного покрова составляет - 50 - 100 см, в узких подветренных долинах, горных ущельях она достигает 2 - 5 м. Варьирование мощности снега по площади во многом обусловлено его интенсивным ветровым переносом, возникающим при скоростях ветра более 5 м/с. Зимой преобладают ветры южного и юго-западного направлений, летом - северовосточные и северо-западные. Однако эти тенденции могут нарушаться, т.к. свои коррективы в направление ветров вносит ориентация горных хребтов, долин и т. д. [107,112].
Расчетные величины испарения с поверхности суши порядка 250 мм/год. Преобладание атмосферных осадков над испарением обеспечивает избыточную увлажненность территории, значение коэффициента сухости менее 1, что обуславливает специфику геохимической обстановки [23].
Таким образом, низкие значения среднегодовых температур, невысокие значения радиационно-теплового баланса, переувлажненность территории предопределили современное существование многолетнемерзлых пород, развитие экзогенных геологических процессов, влагообеспеченность территории и особенность развития почвенного и растительного покровов. Ландшафтно-геоморфологические условия
Условия миграции загрязняющих веществ и их накопление во многом определяются принадлежностью исследуемой территории к определенным ландшафтным зонам. В основных методических подходах, используемых для типизации геологической среды, чаще всего используется выделение однотипных участков, характеризующихся помимо однородного строения литогенной основы, схожими морфометрическими условиями [23, 64 и др.]
Рассматриваемый район в орографическом отношении находится в центральной части Полярного Урала, на стыке различных по сложности орографического строения областей (Уральской и Зауральской структурно-фациальной зон). В их пределах выделяются три геоморфологические зоны: зона кряжа (горы с абсолютными отметками от 450 до 1300 м), зона педимента (наклонная денудационная равнина с фрагментами низких остаточных гор с абсолютными отметками от 100 до 450 м) и Зауральская аккумулятивная равнина (отметки 40-130 м).
В Уральской СФЗ преимущественно развит выработанный рельеф: структурно-денудационный, денудационно-эрозионный и денудационный с подчиненным развитием аккумулятивных форм. Для Зауральской СФЗ характерен аккумулятивный рельеф [122] (рис. 3.1).
В зоне кряжа выделяется структурно-денудационный рельеф, представленный альпийским среднегорьем с абсолютными отметками 450-1000 м и отдельными вершинами высотой 1100-1300 м. Склоны этого рельефа крутые, осложнены эрозионными ложбинами и рытвинами, лавинными желобами, нивальными нишами.
Денудационно-эрозионный рельеф представлен различной формой речных долин. Долины рек и ручьев в верховьях - типичные троги, часто с карами у истоков, ступенчатым продольным профилем и V- образным поперечным профилем с крутыми, местами асимметричными склонами долин. В низовьях профиль имеет корытообразное, редко U-образное поперечное сечение. В некоторых долинах на известняках развит карст.
Денудационный рельеф представлен древними формами рельефа, к которым относятся реликты мел-палеогеновых поверхностей выравнивания, расположенных на высотных отметках от 500-600 м до 800-1000 м. В морфологическом плане - это изолированные субгоризонтальные площадки размером 0,1-2,0 км, покрытые маломощным чехлом элювиальных и элювиально-делювиальных отложений, осложненные десерпцией нагорных террас, с развитием медальонов вымораживания, пятен многоугольников, связанных с криогенными процессами (рис. 3.2). Поверхности в значительной степени переработаны покровными оледенениями, что фиксируется присутствием эрратических валунов, характерным обликом скальных останцов (курчавые скалы). Поверхности, ограниченные крутыми склонами, отмечаются на некоторых вершинах хр. Нияхой, Бол. Пайпудынский, левобережье р. Бол. Пайпудына, массива Райиз.
Транспортный комплекс
Главная цель работы - интегральная оценка экологического состояния геологической среды Собско- Райизской площади Полярного Урала на стадии начального освоения минерально-сырьевой базы региона. К решению данного вопроса необходимо подойти с учетом специфики сочетания сложных природных условий района, а также перспектив увеличения количества техногенных источников воздействия на окружающую среду в процессе развития минерально-сырьевой базы.
Характерной особенностью Полярного Урала является то, что обладая существенным ресурсным потенциалом, экологическая обстановка в целом, и геологическая среда, в частности, не претерпели до настоящего времени значительных изменений от деятельности человека, территория находится на начальной стадии урбанизации. Хотя освоение минеральных ресурсов региона и началось в середине XX века, к настоящему времени эта область остается слабо изученной в отношении произошедших качественных изменений компонентов геологической среды под влиянием локальных и региональных источников антропогенной нагрузки.
На основе методики экологического состояния геологической среды слабоурбанизированных территорий, рассмотренной в главе 2, выполнена интегральная оценка современного экологического состояния геологической среды Собско-Райизской площади Полярного Урала.
Для данной территории, находящейся в условиях отрытых структур горно-складчатых областей криолитозоны, главными факторами, определяющими специфику экологического состояния геологической среды, являются:
о геохимические условия территории, в частности, условия миграции и накопления элементов, критерием оценки которых являются типы геохимических ландшафтов и уровень концентрации химических элементов и соединений в почвах, породах зоны аэрации, донных отложениях и водоносных горизонтах; о распространение экзогенных процессов и явлений, имеющих природный и антропогенный характер, критерием оценки которых являются коэффициент пространственной пораженности, интенсивность и динамика их развития; о характеристика природного радиационного фона территории, который оценивается по значениям экспозиционной дозы гамма-излучения, полученным при проведении маршрутных исследований; о геолого-структурные условия территории, а именно тектонические условия, оцениваемые по значениям коэффициента тектонической нарушенности; о геокриологические особенности территории, определяющие условия защищенности подземных вод от загрязнения, критерием оценки в данном случае является характер распространения многолетнемерзлых пород в разрезе. Оценка экологического состояния геологической среды Собско-Райизской площади осуществлена на основе анализа экологической обстановки, отраженной на синтетической картографической модели - «Карте эколого-геологических условий» и интегральной модели - «Карте оценки экологического состояния геологической среды». Для их построения использовались аналитические картографические материалы, отражающие пространственное распространение природных и техногенных факторов формирования эколого-геологической обстановки (рис. 2.1)
Одним из основных факторов, определяющим эколого-геологическое состояние геологической среды, является геолого-географическая дифференциация ландшафтной основы, которая, в значительной степени определяет распространенность геологических процессов и явлений, а также условия миграции и накопления химических элементов. Для Собско-Райизской площади она обусловлена сочетанием специфических региональных, локальных и элементарных природно-территориальных систем [40]. Последние, в свою очередь, представляют самостоятельные природные единицы, характеризующиеся сочетанием природных признаков, определяющих специфику эколого-геологических условий. По сочетанию климатических характеристик региона, определяющих основные особенности миграции элементов в зоне активного водообмена и условия их накопления, Собско-Райизская площадь относится к субарктической широтно-зональной зоне, в пределах которой выделяются высотно-ярусные (горные) ландшафты. На основе общих принципов геолого-геоморфологического районирования территория относится к Урало-Новоземельской горноскладчатой области, в пределах которой выделяются различные морфогенетические типы рельефа (морфоструктуры): I. Структурно-денудационный и денудационный, охватывающий участки сводово-глыбовых хребтов и массивов в границах горных сооружений, характеризующийся глубоким расчленением рельефа, превышение водоразделов над долинами до 500-1000 м, высота отдельных вершин -1100-1300 м. Преобладающими являются денудационно-эрозионные процессы. По геохимической специализации относится к трансэлювиальным ландшафтам. II. Эрозионно-аккумулятивный, включающий в себя субгоризонтальные поверхности, сложенные ледниковыми и флювиогляциальными отложениями, выделяется в юго-восточной части исследуемой территории. Преобладающими являются эрозионно-аккумулятивные процессы. По условиям миграции и накопления химических элементов и веществ относится к супераквальным ландшафтам. III.Аккумулятивный, охватывающий долины рек, заболоченные низины, сложенные аллювиальными, озерно-аллювиальными, делювиальными отложениями с травянисто-мохово-лишайниковой растительностью. Основными являются процессы аккумуляции. Относится к транссупераквальному геохимическому типу ландшафтов. На следующем уровне районирования для условий слабоурбанизированных и малоизученных территорий при среднемасштабных исследованиях наиболее удачным подходом, на наш взгляд, является их ранжирование на природно-территориалъные комплексы (ПТК) [6,10,22,40,41]. Природно-территориальный комплекс это пространственно-временная система географических компонентов, взаимообусловленных в своем размещении и развивающихся как единое целое [40]. Анализируя совокупность структуры природно-территориального комплекса и динамики развития, можно судить об эколого-геологической обстановке территориальной единицы.
Границы природно-территориальных комплексов проведены, главным образом, на основе дешифрирования аэро- и космоснимков. Основным картировочным признаком явился рельеф местности, в качестве дополнительного критерия использовался характер растительности. Оба этих признака уверенно опознаются на МАКС (особенно при использовании стереоэффекта), что позволяет считать ландшафтные границы достаточно обоснованными.
Всего в пределах площади выделено 9 типов природно-территориальных комплексов (рис. 5.1), каждый из которых охарактеризован составом геологического фундамента, особенностями геоморфологических условий, генетическими комплексами и составом покровных отложений, а также типом растительного покрова:
Экзогенные геологические процессы, определяющие экологическое состояние геологической среды
В пределах Собско-Райизской площади выделяются разрывные нарушения I, II и III порядков. К разрывным нарушениям I порядка относятся региональные палеозойские разломы (структурные швы) - Главный Уральский, Орангский, Няровейский, Харбейский и Хараматалоуский.
Наибольший интерес для выполнения интегральной оценки тектонической нарушенности ГС представляют мелкие нарушения, которые определяют неотектонические условия территории, являются зонами потенциальной активности. Величина скорости смещений по данным разломам может составлять более 0,01-0,02 мм в год. Наиболее развиты триасовые сдвиго-сбросы северо-восточного простирания, образующие зоны кливажа, разломы мощностью до нескольких десятков метров [Плюснин К.П., 1982]. Проявлены в зоне Орангского взброса и северной части Няровейского разлома. В ряде случаев устанавливаются сдвиго-взбросовые дислокации позднемелового-раннепалеогенового возраста. Менее интенсивно проявлены нарушения северо-западного простирания. Пермские северо-западные нарушения осложняются палеогеновыми сбросо-сдвиговыми дислокациями.
В южной части площади развита субширотная система правых сдвиго-сбросов и сдвиго-взбросов позднепалеогенового возраста. Нарушение данного типа осложняет южный контакт массива Райиз.
Тектонические и неотектонические движения определяют геолого-геоморфологические особенности изучаемой территории, а, следовательно, и распространение толщ многолетнемерзлых пород, и условия миграции и накопления химических веществ, но основным является непосредственное влияние этих процессов на условия формирования и активизации различных экзогенных и эндогенных процессов [58]. При тектонических движениях происходит изменение напряженного состояния массивов горных пород, которое выражается в образовании трещиноватости, изменении физических, водно-физических, прочностных характеристик горных пород. Поскольку специализированные работы по выявлению влияния неотектонических движений на изменение свойств и состояния горных пород на территории Собско-Райизской площади не проводятся, количественными данными, отражающими подобную взаимосвязь, автор не располагает.
На построенной картографической модели отображены линеаменты разной активности в новейшее время и узлы их пересечения, где обычно увеличиваются скорости и масштабы действия разных экзогенных процессов и активизируются опасные эндогенные процессы.
Результаты исследований сейсмичности территории Полярного Урала в литературных источниках изложены достаточно скупо. Сейсмостанции в данном районе отсутствуют, но на основании опубликованных материалов [Удоратин, 2000], посвященных изучению сейсмичности древних складчатых областей, в том числе и Урала, возможно предположить проявление неотектонической активности в виде землетрясений и на территории Собско-Райизской" площади. Опасность для человека и его деятельности представляют землетрясения силой 7 и более баллов по принятой в России 12-балльной шкале MSK-64.
Изучение воздействия фактора тектонической раздробленности Собско-Райизской площади также целесообразно при исследованиях геопатогенных зон, которые, по косвенным признакам и по свидетельству местных жителей, приурочены к массиву Райиз.
Изучение этого явления и сейсмичности территории, а также учет этих факторов при оценке современной экологической обстановки задача, которую необходимо решать в дальнейшем с применением современных технологий наблюдений и прогноза.
Информация о хозяйственной инфраструктуре района и степени урбанизации Собско-Райизской площади получена по материалам дешифрирование АФС, а также при целевом обследовании техногенно-измененных ключевых участков.
По условиям техногенной нагрузки и степени антропогенного воздействия в пределах Собско-Райизской площади охарактеризованы группы ландшафтных комплексов (табл. 5.2).
Основные техногенные объекты транспортного и селитебного комплексов приурочены к долинам рек Собь и Большая Пайпудына (рис. 5.6). Для линейных объектов (железной дороги, автодорог, зимников) зона техногенного воздействия значительно превышает ширину самого объекта (табл. 5.3). Это определяется аэрогенным загрязнением атмосферы, а следовательно, и компонентов ГС продуктами сгорания топлива, вибрационными нагрузками от движущегося транспорта, а также изменением теплообмена грунтового основания и атмосферы за счет перераспределения снегового покрова. Данную особенность необходимо учесть при выполнении интегральной оценки экологического состояния геологической среды.
Действующих горнодобывающих предприятий в пределах Собско-Райизской площади три, но существует большое количество перспективных для разработки месторождений и рудопроявлений, которые являются потенциальными источниками воздействия на геологическую среду.
На основе анализа всей информации по условиям размещения существующих и перспективных источников техногенной нагрузки, с учетом фактов, изложенных в главе 4, можно говорить о том, что Собско-Райизская площадь Полярного Урала на настоящий момент находится на начальной стадии урбанизации. Природно-территориальные комплексы находятся в ненарушенном (условно-коренном) и слабонарушенном (квазикоренном) состоянии.
Похожие диссертации на Оценка экологического состояния геологической среды Собско-Райизской площади Полярного Урала на ранней стадии урбанизации
