Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Структурно-гидрогеологические особенности освоения месторождений Ангарской железорудной провинции

ВАК РФ 25.00.07, Гидрогеология

Автореферат диссертации по теме "Структурно-гидрогеологические особенности освоения месторождений Ангарской железорудной провинции"

На правах рукописи

Матвеева Ирина Викторовна

СТРУКТУРНО-ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ОСВОЕНИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЙ АНГАРСКОЙ ЖЕЛЕЗОРУДНОЙ ПРОВИНЦИИ

Специальность 25.00.07 - гидрогеология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Иркутск - 2004

Работа выполнена в Иркутском государственном техническом университете на кафедре гидрогеологии, инженерной геологии и геоэкологии

Научные руководители: доктор геолого-минералогических наук, профессор

Степанов Вадим Михайлович

кандидат геолого-минералогических наук, доцент Верхозин Иван Иванович

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук, профессор

Шварцев Степан Львович

кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник, Шенькман Борис Михайлович •

Ведущая организация: Институт геоэкологии Российской академии наук

Санкт-Петербургское отделение

Защита состоится «.ЦЧ » _ 2004 г. в /2-ЗРиы. на: заседании

диссертационного совета Д 003.022.01 при Институте земной коры СО РАН по адресу: 664033, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 128, конференц зал.

С диссертацией можно • ознакомится в библиотеке Иркутского научного центра СО РАН (в здании ИЗК СО РАН).

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью учреждения, просьба отправлять по вышеуказанному адресу ученому секретарю, к.г-м.н. Ю.И: Кустову,- E-mail: kustov@crustirk.ru. FAX: (3952) 426900

Автореферат разослан.«¿hi» ¿/¿Ы_2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат геолого-минералогических наук

Кустов Ю.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы. Иркутская область, особенно ее промышленные центры, отнесена к экологически неблагополучной территории. Это относится и к районам крупных горнодобывающих предприятий. Несмотря на социально-экономические осложнения в стране железодобывающая промышленность продолжает развиваться. При этом начинают осваиваться объекты со сложными геолого-структурными, гидрогеологическими и инженерно-геологическими условиями.

Воздействия на природную среду в процессе горнодобывающих работ и переработки полезных ископаемых вызывают негативные необратимые последствия, ухудшая экологическую обстановку, что в частности проявляется в загрязнении поверхностных и подземных вод и истощении запасов подземных вод. В связи с этим представляется актуальным изучение процессов загрязнения природных вод, разработка их мониторинга и комплекса природоохранных мероприятий.

Цель работы. На основе анализа структурно-гидрогеологических закономерностей строения месторождений Ангарской железорудной провинции предложить решение проблемы защиты природных вод от истощения и загрязнения в процессе горнодобывающих работ. Основные задачи исследований:

1. Анализ структурно-гидрогеологических условий наиболее крупных месторождений Ангарской железорудной провинции.

2. Изучение особенностей формирования ионно-солевого состава подземных вод железорудных месторождений.

3. Анализ изменения гидродинамических условий, истощения и загрязнения природных вод вследствие эксплуатации месторождений.

4. Оценка условий природной защищенности подземных вод месторождений.

5. Разработка рекомендаций по организации мониторинга природных вод и природоохранных мероприятий при освоении месторождений Ангарской железорудной провинции.

Научная новизна.

1. Уточнена роль геолого-структурных факторов в формировании коллекторских свойств горных пород, истощении и загрязнении подземных вод в районах горнодобывающих предприятий рассматриваемой провинции.

2. Выявлены закономерности взаимодействия подземных вод районов месторождений с другими средами.

3. Изучены процессы техногенного воздействия горных работ на подземные воды, их загрязнение, истощение, а также изменение фильтрационных свойств горных пород.

4. Дана оценка природной защищенности подземных вод районов основных железорудных месторождений с целью их защиты от загрязнения и

истощения. Приведены рекомендации горных предприятий.

БИБЛИОТЕКА |

з

истощения. Приведены рекомендации по организации инфраструктуры горных предприятий.

5. Разработаны рекомендации по организации мониторинга подземных вод и мероприятий по охране природной среды районов рассматриваемых месторождений.

6. Приведена характеристика состава и произведен расчет объемов предельно-допустимых сбросов загрязненных вод в р. Коршуниху, а также дана количественная оценка токсичности отходов производства Коршуновского ГОКа.

Практическая значимость.

1. На основе детального изучения гидрогеологических условий железорудных месторождений провинции выявлены закономерности техногенного изменения качества подземных и поверхностных вод в процессе горнодобывающих работ, влияние на них карьерных отвалов и хвостохранилищ обогатительных фабрик.

2. Установлено влияние промышленных стоков, отходов обогащения, а также атмосферного загрязнения на качество поверхностных и подземных вод.

3. Дана оценка природной защищенности подземных вод от загрязнения и составлены карты защищенности основных железорудных месторождений.

4. Разработаны и рекомендованы к внедрению в практику мероприятия по улучшению качества поверхностных и подземных вод в районах рассматриваемых месторождений.

Апробация работы. Основные положения предлагаемой диссертации докладывались и обсуждались на Всероссийском совещании (г. Екатеринбург, 1996 г.), международных симпозиумах: (г. Москва, 1995 г., г. Иркутск, 1995 г.), годичной сессии Научного Совета РАН по проблемам геологии, инженерной геологии и гидрогеологии (г. Москва, 2004 г.), научно-практических конференциях (г. Иркутск, 1995-1998 гг., 2004 г.)

Всего по теме диссертации опубликовано 10 работ в общероссийских, региональных и областных изданиях. Защищаемые положения.

1. Источники, масштабы, качественный состав загрязнения и истощение запасов подземных вод в процессе отработки железорудных месторождений провинции определяются их структурно-гидрогеологическими особенностями.

2. Оценка защищенности подземных вод районов железорудных месторождений провинции является основой оптимизации комплекса мероприятий по их защите.

3. Концептуальная схема мониторинга и комплекс природоохранных мероприятий являются основным принципом эксплуатации месторождений железорудной провинции.

4. Степень загрязнения поверхностных и подземных вод района Коршуновского месторождения определяется объемами

производственных стоков ГОКа и концентрацией в них загрязняющих веществ.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав и заключения. Она содержит 140 страниц машинописного текста, 26 таблиц, 36 рисунков и 6 фотографий. Список литературы включает 114 наименований.

Работа выполнена на кафедре гидрогеологии, инженерной геологии и геоэкологии Иркутского государственного технического университета. В ее основу положены материалы исследований автора гидрогеологических и геоэкологических условий пяти железорудных месторождений Ангарской провинции.

Автор выражает глубочайшую признательность учителю и первому руководителю доктору геолого-минералогических наук профессору В.М. Степанову, а также сотрудникам кафедры доцентам Ю.Н. Диденкову, Л.И. Аузиной и М.А. Тугариной за внимание и помощь при подготовке диссертации. Особую благодарность она приносит научному руководителю кандидату геолого-минералогических наук, доценту И.И. Верхозину за активную помощь и поддержку на всех стадиях работы над диссертацией.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Современное состояние проблемы.

Ангарская железорудная провинция, расположенная в южной части Сибирской платформы, включает более 50 месторождений и рудопроявлений. Коршуновское железорудное месторождение является самым крупным и отрабатывается открытым способом с 1965 года. Ведется эксплуатация Рудногорского и Татьянинского месторождений, подготавливается к освоению Краснояровское, проведена детальная разведка на Нерюндинском, Капаевском и Поливском.

Воздействия на окружающую среду в процессе разработки месторождений, обогащения и переработки полезных ископаемых вызывают необратимые негативные последствия. Значительным по своим масштабам является изменение гидрогеологических условий осваиваемых регионов, что проявляется в загрязнении подземных вод и истощении их запасов. Особенно остро стоит вопрос о загрязнении пресных подземных вод, являющихся нередко единственным источником хозяйственно-питьевого водоснабжения.

Анализ результатов исследований свидетельствует о том, что загрязнение носит преимущественно локальный характер, но проявляется практически повсеместно в районах горнодобывающих предприятий. Оно обусловливается загрязнением природной среды в целом - атмосферы, почв, поверхностных вод и др. Эти среды становятся вторичными источниками загрязнения подземных вод. В свою очередь загрязнение подземных вод сказывается на качестве поверхностных вод в местах их разгрузки или сброса в реки и другие поверхностные водотоки. Взаимосвязь загрязнения подземных вод с другими

элементами геосистемы имеет важное значение с точки зрения постановки мониторинговых наблюдений за качеством первых, а также источниками их загрязнения, изучения процессов загрязнения и планирования природоохранных мероприятий.

Практика показывает, что длительная эксплуатация крупных месторождений полезных ископаемых сопровождается комплексом негативных гидрогеологических и инженерно-геологических явлений.

Проникновение загрязнения в подземные воды и его распространение интенсифицируется в условиях концентрированного отбора подземных вод. Развивающиеся воронки депрессии способствуют инфильтрации и подтягиванию к водозаборам загрязненных и высокоминерализованных подземных вод. Примером этого служит Коршуновское железорудное месторождение, в процессе эксплуатации которого произошло увеличение минерализации откачиваемых дренажных вод до 20 г/дм3, что вызвало значительные трудности их утилизации.

В реферируемой работе автором на примере освоения крупнейшего Коршуновского месторождения Ангарской провинции дан анализ причин отрицательного изменения гидрогеологических условий и загрязнения подземных вод с целью максимального снижения негативного воздействия на гидросферу при вводе в эксплуатацию последующих месторождений провинции.

В основу настоящей работы положены структурно-гидрогеологические принципы, разработанные В.М. Степановым. Под структурно-гидрогеологическими основами охраны подземных вод автором, прежде всего, понимается геолого-структурный контроль условий их формирования и распределения, знание которых определяет проведение оптимального комплекса защитных мероприятий, а также реализацию контролируемого загрязнения и истощения ресурсов подземной гидросферы при освоении железорудных месторождений Ангарской провинции.

Природные условия формирования подземных вод.

В орографическом отношении Ангарская железорудная провинция расположена на юго-востоке Средне-Сибирского плоскогорья в пределах Ангаро-Ленского плато. Высокая степень расчлененности рельефа определяет размеры поверхностного стока и оказывает влияние на условия водообмена подземных вод.

Гидросеть района принадлежит бассейну р. Ангары. Реки, как правило, характеризуются глубоко врезанными долинами, значительными уклонами продольного профиля и быстрым течением. В районе созданы Братское и Усть-Илимское водохранилища, играющие значительную роль в питании и режиме подземных вод прилегающих к месторождениям территорий.

Климат района резко континентальный с холодной продолжительной зимой и теплым летом, что обусловливается его расположением в центре азиатского материка.

Условия распределения подземных вод в районах железорудных месторождений, их количественная оценка, а также защита от загрязнения и

истощения непосредственно связаны с формированием коллекторских свойств горных пород, характер трещиноватости которых определяется историей геологического развития и отражает определенные этапы формирования соответствующих геологических структур.

Характеристика геолого-структурных условий района в реферируемой работе приведена по результатам исследований Л. Г. Страхова, Г. И. Антипова, М.М. Пухнаревича, Г.С. Фон-дер-Флаасса и группы сотрудников ОНИЛ Иркутского политехнического института. В целом регион имеет двухярусное строение - архейско-протерозойский кристаллический фундамент и осадочный чехол, сложенный преимущественно отложениями нижнепалеойского возраста. Изверженные породы, представленные сибирскими траппами, встречаются в виде пластовых интрузий.

Гидрогеологические условия района Ангарской железорудной провинции определяются его положением в пределах Ангаро-Ленского краевого прогиба платформы.

В соответствии с принципами структурно-гидрогеологического анализа и систематизацией гидрогеологических структур (В.М. Степанов, 1983) Ангаро-Ленский краевой прогиб выделяется как краевой континентальный гидрогеологический бассейн моноклинального типа, в пределах которого применительно к его основным геоструктурным элементам выделен ряд гидрогеологических бассейнов более высокого порядка, гидрогеологические массивы и обводненные разломы.

Характеристика гидрогеологических структур в работе дана по материалам Ю.Н. Диденкова и Л.И. Аузиной с дополнениями и уточнениями автора. Выделенные гидрогеологические бассейны существенно отличаются друг от друга геологическим строением и коллекторскими свойствами пород верхней гидродинамической зоны, ее мощностью, степенью дислоцированности водовмещающих отложений, а также условиями распространения регионального водоупора. Все эти геолого-структурные факторы и оказывают в конечном итоге, решающее влияние на условия формирования и распределение подземных вод.

Формирование подземных вод Ангарской железорудной провинции обусловлено повсеместным развитием осадочных пород, осложненных складчатыми и разрывными нарушениями, развитием соленосных отложений в осадочном чехле платформы, этажным расположением водоносных горизонтов, широким развитием разрывных нарушений глубокого заложения и наличием гидравлической связи подземных и поверхностных вод.

Для подземных вод гидрогеологических бассейнов характерна вертикальная гидрогеохимическая зональность: в верхней части разреза до отложений верхоленской свиты среднего-верхнего кембрия формирование состава подземных вод осуществляется в условиях активного водообмена с атмосферными осадками и поверхностными водами, что обусловливает низкую минерализацию (до 1,0 г/дм3) и гидрокарбонатный анионный состав. Для ниже расположенных гидрогеологических подразделений, приуроченных к образованиям литвинцевской (б^Н ) и ангарской с в и(£}ва)р а к т е р е н рост

минерализации подземных вод с глубиной и изменение состава на сульфатный и хлоридный вследствие увеличения засоленности пород. Максимальной минерализацией (до 300 и более г/дм3) обладают хлоридные натриевые воды подсоленосной формации нижнепалеозойских отложений, формирующихся в условиях весьма затрудненного водообмена.

Для гидрогеологических массивов железорудной провинции, приуроченных непосредственно к трубкам взрыва и сложенных преимущественно туфогенными образованиями, характерно развитие трещинно-грунтовых пресных гидрокарбонатных кальциево-магниевых вод с минерализацией до 0,4 г/дм3. Формирование состава подземных вод обводненных разломов определяется глубиной их заложения. Приповерхностные разломы, глубина которых сопоставима с мощностью зоны свободного водообмена, обладают пресными гидрокарбонатными магниево-кальциевыми трещинно-жильными водами. Глубокие разломы выводят высокоминерализованные воды в верхние части разреза, существенно затрудняя освоение месторождений.

Геолого-структурные особенности и условия обводнения крупнейших месторождении провинции.

Реальная оценка влияния геолого-структурных условий рассматриваемых месторождений на загрязнение подземных вод при их освоении может быть сделана только на основе существования общей концепции структуры месторождений в целом. В качестве такой основы автором диссертационной работы принята признанная просадочно-гидропневмовулканическая концепция формирования месторождений, в соответствии с которой трубки взрыва расположены в наиболее погруженных частях локальных депрессий, возникших над глубинным солевым карстом в зонах обрушения осадочных пород, где сформировались тела брекчий, являющихся в свою очередь, вместилищем стволового оруденения.

Структурно-тектоническое положение, степень трещиноватости и литология пород, слагающих гидрогеологические структуры провинции, определяют условия формирования подземных вод районов месторождений, особенности их обводнения, специфику загрязнения водных ресурсов и, в конечном итоге, реализацию мониторинговых и природоохранных мероприятий.

Коршуновское месторождение является наиболее крупным и полно изученным объектом в Ангарской железорудной провинции и отрабатывается открытым способом с 1965 г.

Оруденение приурочено к своеобразным трубчатым структурам и представлено совмещенными телами брекчий в отложениях осадочного чехла платформы. Рудное поле на поверхности вытянуто в северо-восточном направлении на 2400 м при ширине 270-700 м. В строении осадочного чехла, вмещающего рудное тело, принимают участие образования кембрия и ордовика, туфогенные породы и траппы.

Коршуновское месторождение приурочено к области пересечения двух зон разломов фундамента платформы и находится в северо-западной, наиболее

погруженной части компенсационного прогиба, вытянутого субширотно на 14 км при ширине 7,5-11 км. Глубина прогиба достигает 200 и более метров. От периферии к центру прогиба выделены четыре структурно-тектонические зоны, различающиеся степенью дислоцированности и раздробленности пород, определяющие условия обводнения. Наиболее водопроницаемы раздробленные породы прогиба, непосредственно обрамляющие рудовмещающие трубки.

Существенное влияние на формирование гидрогеохимического облика подземных вод месторождения оказывает наличие в кембрийских породах соленосных отложений глубоких водопроводящих разломов.

Условия обводнения Коршуновского месторождения определяются наличием трех типов гидрогеологических структур: гидрогеологических бассейнов, гидрогеологических массивов и обводненных разломов.

Водопритоки в карьер на данной стадии разработки месторождения составляют в среднем 1500 м /час при минерализации дренажных вод до 20 г/дм3. При продолжении освоения месторождения подземным способом водопритоки возрастут до 1832 м3/час, а минерализация откачиваемой воды до 40 и более г/дм3.

Рудногорское месторождение отрабатывается открытым способом с 1982 г. и приурочено к вулканическим трубкам, осложненным послерудной тектоникой. Окружающие трубки взрыва осадочные породы образуют мульдообразный компенсационный прогиб, значительно раздроблены и смещены, что обусловливает специфику распределения подземных вод и обводнения месторождения. В геологическом строении верхней части разреза принимают участие терригенно-карбонатные образования палеозоя и вулканические породы пермо-триаса.

В районе месторождения выделены брахиформные гидрогеологические бассейны, кольцевой гидрогеологический массив трубки и ряд обводненных разломов, различающихся по глубине заложения. Пликативная складчатость определяет глубину распространения подземных вод, направление движения, мощность обводненных подразделений, формирующих напор, а также локализацию крупных скоплений подземных вод в осевых частях синклинальных структур и концентрированную разгрузку при вскрытии их эрозионными системами речных долин.

Основную роль в обводнении месторождений играют трещинно-пластовые воды ордовикских отложений Рудногорского брахисинклинального бассейна. Удельные дебиты скважин, пройденных в осевых частях прогиба, составляют 4,27,0 л/с; коэффициенты фильтрации 6,0-8,0 м/сут; коэффициенты водопроводимости 800-900 м2/сут. По химическому составу подземные воды преимущественно гидрокарбонатные кальциево-магниевые с минерализацией до 1,0 г/дм3.

Обводненные приповерхностные разломы, являясь коллекторами трещинно-жильных вод, локализуют и перераспределяют подземный сток в пределах верхней гидродинамической зоны, обусловливая тем самым специфику обводнения месторождения. Для них характерна высокая водообильность.

Удельный дебит скважин достигает 32 л/с и более, дебит родников 60 л/с. Химический состав подземных вод гидрокарбонатный магниево-кальциевый с минерализацией до 0,3 г/дм3. Глубокие обводненные разломы выводят на поверхность соленые воды зоны затрудненного водообмена с минерализацией 7,0 и более г/дм3.

Краспояровское месторождение приурочено к эруптивному каналу трубчатого типа, расположенному среди карбонатно-терригенных осадочных отложений ордовика и силура общей мощностью до 500 м. В более глубоких частях разреза залегают соленосные породы литвинцевской и ангарской свит кембрия.

Вокруг трубки на расстоянии 100-150 м сформирован компенсационный прогиб, где залегание пород от субгоризонтального приобретает падение до 3085°, сопровождающееся многочисленными разрывами и смещениями отдельных блоков, что предопределяет условия обводнения месторождения.

Наиболее водообильными в районе месторождения являются переслаивающиеся трещиноватые алевролиты, аргиллиты и песчаники братской свиты общей мощностью более 200 метров, обводненные лишь в зоне влияния одноименного водохранилища. Удельные дебиты скважин не превышают 3,64 л/с. По химическому составу воды пресные гидрокарбонатные магниево-кальциевые с минерализацией до 0,4 г/дм3. Вне зоны влияния водохранилища отложения свиты безводны. В формировании водопритоков в будущий карьер основная роль будет принадлежать подземным водам туфогенных образований, обладающих высокими водно-коллекторскими свойствами и выполняющих брахисинклинальный гидрогеологический бассейн, приуроченный к компенсационному прогибу. Значительную роль в обводнении карьера сыграют трещинно-жильные воды зон разломов, имеющие гидравлическую связь с поверхностными водами Братского водохранилища.

Нерюндинское месторождение расположено в юго-западной части внутриплатформенного Ангаро-Витимского прогиба в зоне пересечения крупных разнонаправленных разрывных тектонических нарушений. В геологическом строении района участвуют собственно скарново-рудная зона, напоминающая в разрезе крутопадающую пластовую залежь и вмещающие терригенные отложения верхнепалеозойского возраста, перекрывающиеся туфогенными образованиями нижнего триаса. На уровне литвинцевской и ангарской свит среднего и нижнего кембрия разрез представлен галогенно-карбонатными породами.

Эрозионно-депрессионные компенсационные впадины, выполненные вулканогенно-осадочными породами триаса и сформированные в результате проседания блоков по шовным зонам разломов, окружают трубки и, наряду с зонами дробления, аккумулируют основные скопления подземных вод, за счет которых будут формироваться водопритоки в карьер.

Капаепское месторождение расположено к юго-западу от Нерюндинского. Центральная структура месторождения состоит из крутопадающих рудных залежей и компенсационной впадины и приурочена к зоне сопряжения субширотного и северо-восточного глубинных разломов. В геологическом

строении района участвуют терригенные породы верхнего палеозоя, туфы и туффиты триаса, трапповые интрузии и скарновые образования.

Главная роль в обводнении Нерюндинского и Капаевского месторождений принадлежит трещинно-пластовым водам бассейнов, приуроченных к компенсационным депрессиям, и трещинно-жильным водам обводненных разломов. Удельные дебиты скважин, вскрывающих трещинно-пластовые воды, достигают 1,1 - 5,5 л/с при коэффициентах водопроводимости 230-420 м2/сут. Водопроводимость зон обводненных разломов, аккумулирующих трещинно-жильные воды, достигает 2000-2500 м2/сут.

Трещинно-грунтовые воды зоны экзогенной трещиноватости кольцевых гидрогеологических массивов, приуроченных к трубкам взрывов, характеризуются низкими значениями удельных дебитов скважин. Коэффициенты водопроводимости здесь изменяются от единиц до первых десятков м2/сут.

Химический состав грунтовых вод гидрокарбонатный кальциево-магниевый с минерализацией до 0,15 г/дм3 с глубиной в трещинно-пластовых водах изменяется на гидрокарбонатный натриево-кальциевый или кальциевый, а минерализация возрастает до 0,25-0,41 г/дм3.

Структурно-гидрогеологическое районирование рассмотренных

месторождений Ангарской железорудной провинции дает возможность выявить структуры, подземные воды которых формируют основные водопритоки в карьеры, оценить изменение ионно-солевого состава в их пределах с глубиной и целенаправленно определить комплекс водоохранных мероприятий.

Загрязнение и истощение подземных вод при разработке

железорудных месторождений

В настоящее время площадь карьера разрабатываемого Коршуновского месторождения провинции составляет 380 га, а глубина превышает 350 м. В процессе работы карьера и фабрики образуются твердые отходы в виде вскрышных пород, складируемых в отвалы (порядка 900 млн. тонн), и отходов обогащения руды, складируемых в хвостохранилище (свыше 160 млн. тонн).

Схема осушения месторождения представляет собой систему заградительных водопонижающих скважин глубиной до 300 м и систему локального внутрикарьерного водопонижения. К настоящему времени емкостные запасы основного устькутского горизонта сработаны и не принимают участия в обводнении карьера. Среднемноголетняя величина производительности водопонижающих систем составляет 1500 м3/час, из которых 315 м3/час приходится на «проскок» из прудка хвостохранилища через трещиноватые закарстованные породы устькутской свиты. Этому способствует и гипсометрическое положение хвостохранилища, на 300 м превышающее забой карьера. В этой связи разработаны и внедрены мероприятия по обеспечению кругового замыва бортов хвостохранилища, позволившие значительно сократить фильтрационные потери.

п

Разработка Рудногорского и Татьянинского месторождений провинции осуществляется также открытым способом с вывозом руды железнодорожным транспортом на обогатительную фабрику Коршуновского ГОКа.

Освоение месторождений негативно воздействует на окружающую природную среду в целом и отдельные ее компоненты. Как показывает опыт, вероятность загрязнения подземных вод остается довольно высокой даже в тех ситуациях, когда соответствующие проектные проработки дают благоприятный экологический прогноз. В конечном итоге, эксплуатация горнодобывающих предприятий приводит к истощению ресурсов и ухудшению качества подземных вод на больших площадях, прилегающих к карьерным полям. Осушение водоносных горизонтов, сброс и накопление в хвостохранилище отходов обогащения на Коршуновском месторождении сопровождаются серьезными экологическими нарушениями в природной обстановке района.

С момента создания на месторождении системы водопонижения состав дренажных вод не оставался стабильным. По мере углубления горных работ откачиваемые воды становятся все более минерализованными. Величина минерализации в ряде случаев достигает 19-22 г/дм3. Самые большие ее значения отмечены в водах на контакте рудной залежи с вмещающими породами, где развита максимальная тектоническая раздробленность пород. Резкий рост минерализации в ряде случаев обусловливается вскрытием старых разведочных скважин, содержащих выводимые из нижних частей разреза напорные высокоминерализованные рассолы (до 300 и более г/дм3). Нередко эти скважины начинают фонтанировать в карьер с дебитами самоизлива до 40 - 52 м3/час.

Дальнейшее увеличение минерализации откачиваемых вод будет происходить за счет изменения общей гидродинамической ситуации на фоне углубления и расширения карьера. На конец отработки карьера по прогнозным оценкам ВСЕГИНГЕО величина минерализации возрастет до 205 г/дм3.

Глубокое водопонижение на контуре карьера вызвало серьезные изменения в гидродинамическом режиме подземных вод района месторождения. На обширной территории, прилегающей к карьеру, произошло значительное снижение напоров подземных вод, которое для верхних водоносных горизонтов в центре депрессионной воронки достигает 100-110 м. Резкое снижение уровней привело к изменению характера гидродинамической взаимосвязи подземных вод верхней и нижней частей разреза. Направление процессов перетекания воды сверху вниз, наблюдаемое в естественных условиях, сменилось вблизи контура дренажа на обратное. Вместе с тем, инфильтрация атмосферных осадков и поверхностных вод реки и утечки воды из хвостохранилища обеспечивают эффективное восполнение запасов подземных вод и ограничивают рост депрессионной воронки, обусловливая стабилизацию величины водопритоков в карьер.

В настоящее время средний радиус влияния депрессионной воронки достигает 7,0 км. В плане она имеет изометричную форму, вытянутую в субширотном направлении по долине р. Коршуниха, заложенной в тектонически ослабленной зоне.

В результате длительного осушения карьера при его углублении рост водопритоков не только не возрастает, но существуют периоды заметного их снижения. В начальный момент отработки карьера это было связано со сработкой емкостных запасов, затем с уменьшением фильтрационных свойств вмещающих пород по мере углубления карьера и сокращением потерь воды из хвостохранилища, которые до 1985 г. достигали 7,3 тыс. м3/год. После опережающего замыва его бортов потери снизились до 1,9 тыс. м3/год.

Отмечаемое в последние годы повышение уровня воды в прудке хвостохранилища вызывает повышение уровня подземных вод и формирование «воронки налива», что обусловливает подтопление фундамента отдельных корпусов обогатительной фабрики и загрязнение подземных и поверхностных вод. Расход воды в дренажной штольне, пройденной для осушения фундаментов фабрики, составляет 2300-3906 м3/час.

Достаточно интенсивный фильтрационный поток из хвостохранилища вызывает активизацию карстовых и суффозионных процессов, а вследствие накопления значительной массы «хвостов» изменяется напряженное состояние пород основания, вызывающее, в свою очередь, активизацию оползневых процессов. Отмечается и увеличение зоны разгрузки фильтрационного потока, что, в конечном итоге приводит к увеличению взвешенных веществ в подземных водах скважин водозабора хозяйственно-питьевого назначения.

С отсыпкой отвала №1, занимающего площадь более 5,0 км2, связано изменение мерзлотных условий. В его основании и в теле происходит формирование многолетней мерзлоты, мощность которой к настоящему времени превысила 40 метров. Кроме того, формирование отвалов является причиной активизации оползневых процессов в их основании. Их развитию способствуют геолого-гидрогеологические особенности склонов, благодаря которым плоскость скольжения оползневых масс проходит по переувлажненной поверхности выветрелых глинистых отложений верхоленской свиты, являющихся в районе региональным водоупором. Атмосферные осадки, фильтруясь через отвальные массы, выщелачивают складируемые породы и загрязняют поверхностные и подземные воды, увеличивая их минерализацию, содержание азотистых соединений (М02\ N03*,

Значительное воздействие разработка месторождения оказывает на воздушную среду района. Основными источниками выбросов вредных веществ являются карьер (взрывные и погрузочные работы, бурение скважин, дробление негабаритов и др.) и обогатительная фабрика (дробление, сушка концентрата, погрузка в вагоны и др.).

Охрана подземных вод при разработке месторождений провинции.

Известно, что наиболее значительные очаги загрязнения подземных вод связаны с объектами крупных промышленных предприятий, в том числе горного производства. На Коршуновском месторождении таким объектом является хвостохранилище Коршуновского ГОКа, расположенное в долине ручья Сухой в пределах развития трещиноватых карстующихся карбонатных пород

ордовикского возраста. В настоящее время, когда выяснены масштабы загрязнения подземных вод района Коршуновского месторождения, стало очевидным, что для сокращения и исключения развития подобных процессов при разработке других месторождений провинции необходимо решать вопросы рационального планирования и использования территорий и охраны геологической среды. Выбор площадок для размещения промышленных объектов должен базироваться, прежде всего, на учете условий естественной защищенности подземных вод районов месторождений, подготавливаемых к освоению.

Для решения этих задач автором диссертационной работы выполнена оценка условий природной защищенности подземных вод районов крупнейших месторождений провинции и составлены соответствующие карты. При составлении карт использованы разработки последних лет СР. Крайнова, В.М. Гольдберга, В.М. Швеца, В .А. Мироненко, А.А. Шварца и других исследователей. В качестве ведущей была принята методика В.М. Гольдберга.

Автором реферируемой диссертационной работы в зависимости от степени изученности месторождений Ангарской провинции, выполнены количественная и качественная оценка условий защищенности подземных вод района Коршуновского ГОКа и качественные оценки других месторождений (Рудногорского, Краснояровского, Капаевского и Нерюпдинского).

Проведенные расчеты показали, что в районе расположения хвостохранилища Коршуновского ГОКа подземные воды устькутского горизонта являются незащищенными по отношению к фильтрующимся стокам и относятся к I категории защищенности. В случае аварийной ситуации - при прорыве пульпы через вновь образовавшиеся карстовые полости в условиях полного водонасыщения пород устькутской свиты ордовикского возраста произойдет смыкание фильтрующихся стоков и вод горизонта, что приведет к загрязнению последних взвешенными веществами и непригодности их дальнейшего использования для целей хозяйственно-питьевого водоснабжения.

Обобщенная качественная оценка природной защищенности подземных вод районов месторождений дана в таблице 1.

Проблемы реабилитации подземных вод на техногенно загрязненных территориях занимают в настоящее время одну из главных позиций в гидрогеологии. Кардинальные улучшения в стратегии решения этих проблем возможны лишь при контролируемом загрязнении подземных вод, установлении конечных целей реабилитации и должном информационном обеспечении. Основой такого информационного обеспечения должна стать имеющаяся служба наблюдений за режимом подземных вод, являющаяся в свою очередь подсистемой государственного мониторинга геологической среды (ГМГС) и опирающаяся на государственную опорную наблюдательную сеть. Основные задачи территориального уровня такой системы сводятся к анализу и инвентаризации существующих полигонов и пунктов наблюдений, их оптимизации и развитию, а также создание соответствующего банка данных на

Таблица 1

Условия защищенности подземных вод районов крупнейших железорудных месторождений Ангарской провинции

Месторождения Геологический индекс первых от поверх-ности водоносных гори-зонтов Условия природной защищенности Категории защищенности

Глубины залегания первых от поверхности водоносных горизонтов, м Характеристика перекрывающих слабопроницаемых отложений

Состав Возраст и генезис Мощность, M

Коршуновское aQiv, О2ШШ2 от 0,4-1,6 до 25 - 28 Суглинок, супесь aQiv, dpQiv, Qimv 0,1 -2,2 I — II

Рудногорское aQ]V, edQiv, dpQiv.Qu-iv, 02.3br от 0,6-1,5 до 14-39 Супесь, суглинок, глина aQiv, edQiv, dpQiv, Qrr-iv от 0,5-1,5 до 6,0-16,0 Преимущественно I-И, на ограниченных площадях III - IV

Капаевское aQiv от 0,5- 1,0 до 40 и более Супесь, суглинок, глина aQiv 1,0-3,6 Преимущественно 1-Й, на ограниченных площадях III

Нерюндинское aQiv, edQiv от 0-8,5 до 40 и более Супесь, суглинок, глина aQiv, edQiv 0,4-7,1 Преимущественно I - II, на ограниченных площадях III

Краснояровское 02.3br, P-T от менее 10 до 100 и более Трещиноватые аргиллиты и алевролиты, глина, суглинок P-T, aQiv, dpQiv 0,55-11,8 Преимущественно 1-Й, на ограниченных площадях III

основе оценки фонового состояния природной среды, источника загрязнения и его нормирования (рис. 1).

Мониторинг подземных вод в районах рассматриваемых месторождений Ангарской железорудной провинции также должен стать частью существующей много лет службы изучения режима подземных вод и совершенствоваться на ее базе. Наиболее целесообразным для месторождений провинции в качестве первоочередных мер представляется создание на базе, наиболее освоенного Коршуновского месторождения, опытно-производственного полигона с целью апробации мониторинговых и природоохранных мероприятий. Результаты исследований должны быть применены на месторождениях, находящихся на начальной стадии освоения (Рудногорское) или подготавливаемых к разработке (Краснояровское, Нерюндинское, Капаевское).

В диссертационной работе приведены детальные схемы организации и развития сети наблюдений применительно к конкретным районам крупнейших месторождений Ангарской провинции. Обоснованы объекты исследований и разработана программа наблюдений и их периодичность, а также круг определяемых параметров и компонентов состава природных вод.

Опыт эксплуатации Коршуновского месторождения, проведенные автором экологические исследования на ряде других железорудных месторождений провинции позволили предложить ряд природоохранных мероприятий, детально рассмотренных в тексте диссертации.

В основу проведения мониторинговых исследований должны быть положены систематичность и комплексность, что даст возможность совмещения результатов наблюдений за качеством подземных вод с наблюдениями за загрязнением других природных сред и их сопоставимость.

В диссертационной работе также приведена характеристика состава и произведен расчет объемов предельно-допустимых сбросов вод карьерного водопонижения и фильтрационного потока хвостохранилища в реку Коршуниху и дана количественная оценка токсичности отходов производства Коршуновского ГОКа.

Заключение

1. На основе структурно-гидрогеологического анализа районов железорудных месторождений Ангарской провинции рассмотрены гидрогеологические особенности Коршуновского, Рудногорского, Краснояровского, Нерюндинского и Капаевского месторождений. Для каждого из них охарактеризованы гидрогеологические условия, определена гидрогеохимическая зональность и гидрогеодинамические взаимоотношения смежных водоносных структур.

2. С учетом размеров и конфигурации рудных тел месторождений, их гидрогеологического строения, способов и темпов отработки показаны изменения гидрогеологической обстановки, обусловившие изменение экологических условий, истощение отдельных водоносных горизонтов и ухудшение качества подземных вод, используемых для хозяйственно-питьевого водоснабжения. Для

Экологический мониторинг

Природно-техногенные системы

Нормирование источника загрязнения

1

Информационная система (база данных)

Взаимодействие с системами смежных мониторингов и обмен информацией

г

Контролируемые природоохранные мероприятия

г

Контролируемое загрязнение окружающей среды

Рис. 1. Концептуальная схема мониторинговых и природоохранных мероприятий при разработке железорудных месторождений Ангарской провинции.

районов месторождений, намечаемых к отработке, приведен прогноз изменения гидрогеологической обстановки, касающийся гидрогеодинамики и гидрогеохимии распространенных в их пределах подземных вод.

3. Дана оценка природной защищенности подземных вод районов основных железорудных месторождений провинции с целью их защиты от загрязнения и истощения. Приведены рекомендации по организации инфраструктуры горных предприятий.

4. На основе характеристики источников и состава загрязнений и оценки степени защищенности подземных вод предложен комплекс природоохранных мероприятий, предотвращающих или резко снижающих поступление загрязнений в поверхностные и подземные воды районов рассмотренных месторождений.

5. Приведена характеристика состава и произведен расчет объемов предельно-допустимых сбросов загрязненных вод в р. Коршуниху, определена количественная оценка токсичности отходов производства Коршуновского ГОКа.

6. Исходя из концептуальной схемы мониторинга подземных вод предложено на базе Коршуновского месторождения создать опытно-производственный полигон с целью решения задач охраны подземных вод на подготавливаемых к эксплуатации месторождениях (Краснояровское, Нерюндинское, Капаевское) и месторождениях на начальной стадии разработки (Рудногорское).

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Геоэкологические условия разработки Коршуновского железорудного месторождения // Известия вузов. Геология и разведка, №5, 1994. - С. 100-108. (Соавтор Верхозин И И.).

2. Изменение гидрогеологических условий при разработке Коршуновского железорудного месторождения // Гидрогеология, инженерная геология, геоэкология месторождений полезных ископаемых. - Екатеринбург, 1994. - С. 93-95. (Материалы Всероссийского совещания). (Соавтор Верхозин И.И.).

3. Геолого-структурное обоснование геоэкологического мониторинга при разработке железорудных месторождений Ангарской провинции // Проблемы геологии и металлогении Центральной Азии. - Иркутск: ИрГТУ, 1995. - С. 61-63. (Материалы Керуленской международной геологической экспедиции). (Соавтор Верхозин И.И.).

4. Геолого-структурное обоснование геоэкологического мониторинга при разработке рудных месторождений // Тезисы докладов международного симпозиума: Мониторинг природной среды: экология, экономика, практика. - Москва, 1995. - С. 55-57. (Соавторы Степанов В.М., Верхозин И.И.)

5. Влияние геоструктурных факторов на изменение гидрогеологических условий и загрязнение подземных вод в процессе разработки Коршуновского железорудного месторождения // Материалы научно-

технической конференции факультета геологии, геоинформатики и геоэкологии: Вопросы прикладной геологии, геофизики и геоэкологии. -Иркутск: ИрГТУ, 1996. - С. 122-123.

6. Оценка условий природной защищенности подземных вод района Коршуновского железорудного месторождения // Материалы молодежной научной конференции. - Иркутск: ИрГТУ, 1998. - С. 84-85.

7. Экологические условия разработки Коршуновского месторождения железных руд // Материалы конференции: Город: прошлое, настоящее, будущее. Проблемы управления на пороге нового тысячелетия. — Иркутск: ИрГТУ, 2000. - С. 112-114. (Соавтор Верхозин И.И.).

8. Организация мониторинга подземных вод. на железорудных месторождениях Ангарской провинции // Материалы конференции: Современные проблемы гидрогеологии и гидромеханики. — С-Пб., 2002. -С. 351-356. (Соавтор Верхозин И.И.).

9. Изменение геологической среды при освоении железорудных месторождений Ангарской провинции // Материалы научно -методической конференции: Проблемы современной инженерной геологии. - С-Пб., 2003. - С. 51-52. (Том 153. Записки Горного инстшута). (Соавтор Верхозин И.И.).

10. Задачи геоэкологических исследований при освоении железорудных месторождений Ангарской провинции // Сергеевские чтения. Выпуск 6 / Материалы, годичной сессии Научного Совета РАН по проблемам геоэкологии, инженерной геологии и гидрогеологии (23-24 марта). - М.: ГЕОС, 2004. - С. 340-344. (Соавтор Верхозин И.И.).

Формат 60x84 1/16. Бумага типографская. Печать офсетная. Усл. печ. л. 1,0 Уч.-изд.л. 1,0 Тираж №0 экз. Зак.2Я

ИД №06506 от 26.12.2001 Иркутский государственный технический университет 664074, Иркутск, ул. Лермонтова, 83

IP 112 3 0

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Матвеева, Ирина Викторовна

Введение

1. Современное состояние проблемы

1.1. Особенности загрязнения подземных вод районов горнодобывающих предприятий и современные методы их защиты

1.2. Обзор изученности Ангарской железорудной провинции

1.3. Принципы структурно-гидрогеологического районирования

2. Природные условия формирования подземных вод

2.1. Физико-географические условия 23 2.1.1. Рельеф

Щк 2.1.2. Гидрография

2.1.3. Климат

2.1.4. Почвы и растительность

2.2. Геолого-структурные условия

2.2.1. Очерк истории геологического развития региона

2.2.2. Геологическое строение

2.2.3. Тектоника и магматизм

3. Гидрогеологические структуры Ангарской железорудной провинции и закономерности формирования солевого состава подземных вод

3.1. Гидрогеологические структуры

3.2. Закономерности формирования солевого состава подземных вод

4. Геолого-структурные особенности и обводненность крупнейших месторождений провинции

4.1. Коршуновское месторождение

4.2. Рудногорское месторождение

4.3. Краснояровское месторождение

4.4. Нерюндинское и Капаевское месторождения

5. Загрязнение и истощение подземных вод при разработке железорудных месторождений провинции

5.1. Технологические схемы разработки месторождений

5.2. Загрязнение и истощение подземных вод

6. Охрана подземных вод при разработке месторождений провинции

6.1. Оценка условий природной защищенности подземных вод районов крупнейших железорудных месторождений провинции

6.2. Принципы организации и содержания мониторинга загрязнения подземных вод

6.3. Мероприятия по охране и рациональному использованию окружающей природной среды 1846.3.1. Охрана поверхностных вод

6.3.2. Охрана недр

6.3.3. Охрана воздушной среды 211 Заключение 212 Список литературы

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Структурно-гидрогеологические особенности освоения месторождений Ангарской железорудной провинции"

Актуальность проблемы. Месторождения Ангарской железорудной провинции являются железо-сырьевой базой Восточной Сибири. В настоящее время ведется разработка Коршуновского, Рудногорского и Татьянинского месторождений. Добыча руды производится открытым способом с глубиной карьеров до 300 м и более. Проведена детальная разведка Капаевского, Краснояровского, Нерюндинского и Поливского месторождений. Карьерная разработка месторождений вызывает весьма значительные нарушения естественной, в частности геологической среды. Особенно это касается гидрогеологической обстановки районов эксплуатируемых месторождений, где сильно изменяется гидродинамический режим и резко ухудшается качество поверхностных и подземных вод. Опыт эксплуатации показывает, что изменение гидрогеологических условий определяется, прежде вссго, начальной структурно-гидрогеологической обстановкой, способом разработки и масштабом горных работ.

Отсутствие перспективы перехода в ближайшие десятилетия на безотходную технологию разработки месторождений и обогащения руд, а также неизбежность глубокого водопонижения обусловливают необходимость наиболее оптимальных и экономически выгодных способов защиты природных вод от истощения и загрязнения.

В связи с этим изучение особенностей гидрогеологических условий железорудных месторождений Ангарской провинции, уточнение закономерностей , изменения гидродинамической обстановки, истощения и загрязнения подземных вод в процессе горных работ, а также совершенствование методик прогноза и предотвращение негативных явлений на основе мониторинга представляется современным актуальным направлением исследований.

Цель работы. На основе структурно-гидрогеологических закономерностей строения месторождений Ангарской железорудной провинции предложить решение проблемы защиты природных вод от истощения и загрязнения в процессе горнодобывающих работ.

Основные задачи исследований.

1. Анализ структурно-гидрогеологических условий наиболее крупных месторождений железа Ангарской провинции.

2. Изучение особенностей формирования ионно-солевого состава подземных вод железорудных месторождений.

3. Анализ изменения гидродинамических условий, истощения и загрязнения природных вод при эксплуатации месторождений.

4. Оценка условий природной защищенности подземных вод месторождений.

5. Разработка рекомендаций по организации мониторинга природных вод и природоохранных мероприятий при освоении месторождений Ангарской железорудной провинции.

Научная новизна. В результате проведенных исследований значительно уточнена роль геолого-структурных факторов в формировании коллекторских свойств горных пород, изменении гидрогеологических условий, проявляющемся в истощении и загрязнении подземных вод в районах горнодобывающих предприятий Ангарской железорудной провинции.

Выявлены закономерности взаимодействия подземных вод района месторождений с другими элементами экосистем.

Изучены процессы техногенного воздействия горных работ на подземные воды, их загрязнение, истощение, а также изменение фильтрационных свойств горных пород.

Дана оценка природной защищенности подземных вод районов крупнейших ^железорудных месторождений с целью максимальной их защиты от загрязнения и истощения. Приведены рекомендации по размещению объектов горных предприятий при освоении месторождений.

Разработаны рекомендации по организации мониторинга подземных вод и мероприятий по охране природной среды районов рассматриваемых месторождений.

Приведена характеристика состава и произведен расчет объемов предельно-допустимых сбросов загрязненных вод в р. Коршуниху, а также дана количественная оценка токсичности отходов производства.

Практическая значимость работы.

1. На основе детального изучения гидрогеологических условий железорудных месторождений провинции выявлены закономерности техногенного изменения качества подземных и поверхностных вод в процессе горнодобывающих работ, влияние на природные воды карьерных отвалов и хвостохранилищ обогатительных фабрик.

2. Установлено влияние бытовых и промышленных стоков, отходов обогащения, а также атмосферного загрязнения на качество поверхностных и подземных вод.

3. Дана оценка природной защищенности подземных вод от загрязнения и составлены соответствующие карты основных железорудных месторождений.

4. Разработаны и рекомендованы к внедрению в практику мероприятия по улучшению качества поверхностных и подземных вод в районах рассматриваемых месторождений.

Апробация работы. Основные положения предлагаемой диссертации были рассмотрены в докладах: на Всероссийских совещаниях в г. Томске (1993 г.), Екатеринбурге (1996 г.); международных симпозиумах, посвященных мониторингу природной среды (г. Москва, 1995 г.) и проблемам геологии и металлогении центральной Азии (г. Иркутск, 1995 г.); на годичной сессии Научного Совета РАН по проблемам геологии, инженерной геологии и гидрогеологии (г. Москва, 2004 г); на научно-практических конференциях (г. Иркутск, 1996-1998, 2004 гг.).

Всего по теме диссертации опубликовано 10 работ в общероссийских, региональных и областных изданиях. Защищаемые положения.

1. Источники, масштабы, качественный состав загрязнения и истощение запасов подземных вод в процессе отработки железорудных месторождений провинции определяются их структурно-гидрогеологическими особенностями.

2. Оценка защищенности подземных вод районов железорудных месторождений провинции является основой оптимизации комплекса мероприятий по их защите.

3. Концептуальная схема мониторинга и комплекс природоохранных мероприятий являются основным принципом эксплуатации месторождений железорудной провинции.

4. Степень загрязнения поверхностных и подземных вод района Коршуновского месторождения определяется объемами производственных стоков ГОКа и концентрацией в них загрязняющих веществ.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав и заключения. Содержит 140 страниц машинописного текста, 26 таблиц, 36 рисунков и 6 фотографий. Список литературы включает 114 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Гидрогеология", Матвеева, Ирина Викторовна

Заключение

Подводя итог изложенному в предлагаемой работе материалу можно сделать ряд основных выводов.

1. На основе структутрно-гидрогеологического анализа районов железорудных месторождений Ангарской провинции рассмотрены гидрогеологические особенности Коршуновского. Рудногорского, Краснояровского, Капаевского и Нерюндинского месторождений. Для каждого из них охарактеризованы гидрогеологические условия, определена гидрогеохимическая зональность и гидрогеодинамические взаимоотношения смежных водоносных структур. Это позволило детализировать эколого-гидрогеологическую обстановку в естественных ненарушенных условиях.

2. С учетом размеров и конфигураций рудных тел месторождений, их гидрогеологического строения, способов и темпов отработки показаны изменения гидрогеологической обстановки, обусловившие ухудшение экологических условий, истощение отдельных водоносных горизонтов и ухудшения качества подземных вод, используемых для хозяйственно-питьевого водоснабжения. Для районов месторождений, намечаемых к отработке, приведен прогноз изменения гидрогеологической обстановки. касающейся гидрогеодинамики и гидрогеохимии распространенных в их пределах подземных вод.

Дана оценка природной защищенности подземных вод районов основных железорудных месторождений провинции с целью их защиты от загрязнения и истощения. Приведены рекомендации по организации инфраструктуры горных предприятий.

На основе характеристики источников и состава загрязнений и оценки степени защищенности подземных вод предложен возможный комплекс природоохранных мероприятий, предотвращающих или резко снижающих поступление загрязнений в поверхностные и подземные воды районов железорудных месторождений.

Приведена характеристика состава и произведен расчет объемов предельно-допустимых сбросов загрязненных вод в р. Коршуниху и определена количественная оценка токсичности отходов производства Коршуновского ГОКа.

Исходя из концептуальной схемы мониторинга подземных вод предлагается на базе наиболее изученного Коршуновского месторождения создать опытно-производственный полигон с целью решения задач охраны подземных вод на подготавливаемых к эксплуатации месторождениях (Краснояровское, Нерюндинское, Капаевское) и месторождениях на начальной стадии разработки (Рудногорское).

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Матвеева, Ирина Викторовна, Иркутск

1. Антипов Г.И., Иващенко М.А., Корабельникова В.В. и др. Ангаро-Илимские железорудные месторождения.- М., I960.- 372с.

2. Атлас Иркутской области.-Иркутск, ГУГК, 1962.- 182с.

3. Лузина Л.И., Чернов А.Ю. Прогноз водопритоков на Коршуновском железорудном месторождении методом моделирования // Изменение геологической среды и их прогноз. Новосибирск, 1985.- С. 131-140.

4. Беспамятнов Г.П., Кротов Ю.А. Предельно-допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде. Л., 1985. - 528 с.

5. Бочевер Ф.М., Лапшин Н.Н., Орадовская А.Е. Защита подземных вод от загрязнения. М.: Недра, 1979. -254с.

6. Бочевер Ф.М. Орадовская А.Е. О формировании ореолов загрязнения подземных вод при фильтрации из удаленного бассейна. В кн.: Научные исследования в области инженерной гидрогеологии. Тр. ВодГЕО, 1977, вып. 70. -С. 14-17.

7. Бочевер Ф.М., Орадовская А.Е. Некоторые вопросы фильтрации загрязненных промстоков в природных водоносных пластах. Изв. АН СССР. Механика жидкости и газа, 1966, № 6. - С. 196-202.

8. П.Васильев В.Г., Карасев И.П. и др. Геологическое строение юга Сибирской платформы и нефтеносность кембрия. М., Госгеолтехиздат, 1957. -172с.

9. Васина М.Н. Влияние гидротехнических сооружений на-режим и качество подземных вод в районе Коршуновского ГОКа // Тр. / Ин-т геологии игеофизики Сиб. отделения АН СССР, 1990, вып. 760. Гидрогеология и инженерная геология Сибири.- С. 64-69.

10. Верхозин И.И., Матвеева И.В. Геоэкологические условия разработки Коршуновского железорудного месторождения // Изв. Вузов. Геология и разведка, № 5, 1994. -С. 100-108.

11. Верхозин И.И., Матвеева И.В. Геолого-структурное обоснование геоэкологического мониторинга при разработке железорудных месторождений Ангарской провинции // Проблемы геологии и металлогении Центральной Азии. -Иркутск, 1995.-С. 61-63.

12. Верхозин И.И. Матвеева И.В. Экологические условия разработки Коршуновского месторождении железных руд // Город: прошлое, настоящее, будущее. Проблемы управления на пороге нового тысячилетия.- Иркутск. Изд-во ИрГТУ, 2000. -С. 112-114.

13. Верхозин И.И., Матвеева И.В. Организация мониторинга подземных вод па железорудных месторождениях Ангарской провинции // Современные проблемы гирогеологии и гидромеханики.- С-Пб., 2002.- С. 351-356.

14. Верхозин И.И., Матвеева И.В. Изменение геологической среды при освоении железорудных месторождений Ангарской провинции // Записки Горного института.-С-Пб., Изд-во СнбГУ, том 153, 2003.- С. 51-52.

15. Верхозин И.И., Матвеева И.В. Задачи геоэкологических исследований при освоении железорудных месторождений Ангарской провинции // Сергеевские чтения, выпуск 6.-М.: ГЕОС, 2004.-С.340-344.

16. Гаврилов Ф.М. Геологический очерк Центральной части Братского района.-Вост.- Сиб. Тр. Тер. Вост.-Сиб. ГГГТ, выпуск 5, 1985.-123с.

17. Гавришин А.И. Гидрогеология. Формирование химического состава подземных вод.-М., 1989.- 133с.

18. Гидрогеология. Охрана водных ресурсов. Экология. Гидрология. Эколого-гидрогеологический словарь. / Т. Бохенска, Бродский А. К., Воронов А. И. и др. С.-Пб.: Изд-во С.-Петербургского ун-та, 1996. -160 с.

19. Гидрогеология СССР. Том XIX. Иркутская область. Недра. Москва, 1968. - 495

20. Главнейшие железорудные месторождения Сибири. Тр. Сибирского НИИ геологии, геофизики и минерального сырья, вып. 96, Новосибирск, 1970. - 175 с.

21. Гольдберг В.М. Взаимосвязь загрязнения подземных вод и природной среды. -Гидрометеоиздат, 1987. 248 с.

22. Гольдберг В.М. Гидрогеологические аспекты в экологии. Сб. докладов I Всесоюзной научно-технической конференции. «Геоэкология: проблемы и решения». Вып. 2. ВСЕГИНГЕО. М. 1991. - 188 с.

23. Гольдберг В.М. Гидрогеологические прогнозы качества подземных вод па водозаборах. М., Недра, 1976. - 240 с.

24. Гольдберг В.М. Методические рекомендации по гидрогеологическим исследованиям и прогнозам для контроля за охраной подземных вод. М. ВСЕГИНГЕО, 1980.- 284 с.

25. Демьянович Н.И., Писарский Б.И. Криогидрогеологические процессы, связанные с техногенезом (па примере Коршуновского железорудного месторождения)// Криогидрогеологические исследования / АН СССР СО. Ип-т мерзлотоведения. Якутск. 1986.-С. 126-135.

26. Демьянович Н.И. и др. Оценка изменений гидрогеологических и инженерно-геологических условий под влиянием деятельности ряда крупных горнодобывающих предприятий Вост. Сибири. Иркутск, 1980. Фонды ИЗК. -62 с.

27. Демьянович Н.И., Васина М.Н. Проблема прогноза изменений геологической среды под влиянием деятельности Коршуновского ГОКа // Изменчивость природных явлений во времени. Новосибирск, Наука. 1982.- С. 67-69

28. Демьянович Н.И. и др. Рекомендации по рациональному использованию и охране геологической среды для территорий Братско-Усть- Илимского ТПК и Иркутского горнопромышленного района. Иркутск, 1983, Фонды ИЗК. - 74 с.

29. Диденков Ю.Н. Условия распределения и формирования подземных вод в гидрогеологических структурах западной части региона БАМа : Автореф. . канд. геол.- мин. наук. J1., 1982. - 24 с.

30. Жарков М.А. Скрипкин А.Н. Верхнекембрийские отложения юга Сибирской платформы. Наука, Новосибирск. 1971. - 99 с.

31. Жарков М.А., Черчель Э.И. Осадочные формации кембрия Ангаро-Ленского прогиба. Новосибирск, 1973. - 237 с.

32. Зайцев Н.С. О тектонике южной части Сибирской платформы // Вопросы геологии Азии. М.: АН СССР. 1954. Т. 1.- С. 399-443.

33. Зайцев Н. С. К стратиграфии и литологии палеозойских отложений Ангаро-Илимского района. АН СССР, 1949. - 154 с.

34. Зайцев И. К., Толстихин Н. И. Основы структурно-гидрогеологического районирования СССР //Тр. ВСЕГЕИ. М., 1963. - С. 5-32.

35. Зайцев И. К. Принципы гидрогеологического районирования и типизация гидрогеологических структур // Основные типы гидрогеологических структур. -Л.: ВСЕГЕИ, 1974.-С. 5-9.

36. Замараев С.М. Краевые структуры южной части Сибирской платформы. М., 1967. -248 с.

37. Калугина М.С., Калугин А.С. Главнейшие железорудные провинции Сибири // Тр. Сиб.НИИ геологии, геофизики и мин. сырья, 1980, № 276.- С. 5-9.

38. Каменский Г.Н. Принципы гидрогеологического районирования СССР. В сб.: Вопросы изучения подземных вод и инженерно-геологических процессов. М., Изд-во АН СССР. 1955.- С. 23-27.

39. Кирюхин В.А., Коротков A.I I. Павлов А.Н. Общая гидрогеология. -М.: Недра, 1997.- 224с.

40. Крайнов С.Р.,Закутин В.П. Причины и тенденции изменения качества подземных вод//Геоэкология. 1995, №1. - С. 43-49.

41. Кузнецов В.А. Геология и генезис рудных месторождений юга Сибири. Новосибирск: Наука, 1977. 243с.

42. Кузнецова В.И. Изучение условий защищенности подземных вод.- М.: Недра, 1986.-214 с.

43. Матвеева И.В., Верхозин И.И. Изменение гидрогеологических условий при разработке Коршуновского железорудного месторождения // Гидрогеология, инженерная геология, геоэкология месторождений полезных ископаемых.-Екатеринбург, 1994. С. 93-95.

44. Матвеева И.В. Оценка условий природной защищенности подземных вод района

45. Коршуновского железорудного месторождения // Материалы молодежнойнаучной конференции.- Иркутск: ИрГТУ, 1998.- С.84-85. ч

46. Мельников Д.А. Роль геоэкологических исследований при постановке мониторинга подземных вод // Современные проблемы гидрогеологии. Пятыеv

47. Толстихинские чтения к 100 летию Н.И. Толстихина. - С.- Пб., 1996.- С. 151153.

48. Методика расчета предельно-допустимых сбросов веществ в водные объекты со сточными водами. М.: ОРГР1С. 1993.-123 с.

49. Минкин Е.А. Исследования и расчетные прогнозы для охраны подземных вод.-М.: Недра, 1972.- 110с.

50. Мироненко В.А., Румынии В.Г., Учаев В.К. Охрана подземных вод в горнодобывающих районах. Л.: Недра, 1980. - 320с.

51. Мироненко В.А., Мольский Е.В., Румынии В.Г. Изучение загрязнения подземных вод в горнодобывающих районах. Л.: Недра, 1978. - 279с.

52. Мироненко В.А., Румынии В.Г. Опытно-миграционные работы в водоносных пластах. М.: Недра, 1986.- 240с.

53. Мироненко В.А. Опытное изучение защитной роли зоны аэрации в процессах загрязнения подземных вод //Современные проблемы гидрогеологии. С.-Пб. 1996.-С. 107-111.

54. Мироненко В.А., Петров Н.С. Гидрогеохимический мониторинг для оценки миграции загрязнений через зону аэрации // Современные проблемы гидрогеологии. С.-Пб., 1996.-С. 135-139.

55. Мироненко В.А. Об альтернативных подходах к реабилитации загрязненных подземных вод // Проблемы изучения химического состава подземных вод. Шестые Толстихинские чтения. С.- Пб., 1997,- С. 107-110.

56. Михайлов A.M. Охрана окружающей среды па карьерах. м.: Недра. 1980. - 85 с.

57. Мосинец В.Н. Охрана окружающей среды при проектировании и эксплуатации рудников. М.: Недра, 1981. - 213с.

58. Обобщенный перечень предельно-допустимых концентраций и ориентировочно безопасных уровней воздействия вредных веществ для воды рыбохозяйствепных водоемов. М.: Минрыбхоз, 1990 г. 42 с.

59. Обручев С.В. Тунгусский бассейн. Труды ВГГО, № 164, т.1. № 178, т.2, 1932 и 1933.

60. Овчинников А.Н. Основные принципы гидрогеологического районирования //Проблемы гидрогеологии. М., I960.- С. 106 -109.

61. Основы гидрогеологии. Геологическая деятельность и история воды в земных недрах //Под ред. Пиннекера Е.В., Писарского Б.И., Шварцева С.Л. -Новосибирск, 1982. т.4. - 239 с.

62. Основы гидрогеологии. //Под ред. Гавич И.К., Зекцера И.С., Ковалевского B.C. -М.,-1583.- т.2. -241 с.

63. Островский А.А., Антыпко Б.Е. Методические основы гидрогеологического районирования территории СССР. /Мин-во геологии СССР. М.: Недра, 1990. -240 с.

64. Павлов A.JI. Генезис магматических магнетитовых месторождений. Новосибирск: Наука, 1983. 208 с.

65. Перечень и коды веществ загрязняющих атмосферный воздух. Л., 1991. 37 с.

66. Певзнер М.Е., Малышев А.А. Мельнов А.Д и др. Горное дело и охрана окружающей среды / Москва: МГГУ 2001. 300 с.

67. Пиннекер Е.В. Проблемы региональной гидрогеологии // Закономерности распространения и формирования подземных вод. М. 1977. - С. 3-27.

68. Пиннекер Е.В. Охрана подземных вод. Новосибирск, 1979. - 70 с.

69. Пиннекер Е.В. Рассолы Ангаро-Ленского артезианского бассейна. М., 1966. -332 с.

70. Писарский Б.И. Демьянович Н.И. Васина М.Н. Проблемы охраны геологической среды в горнодобывающих районах Восточной Сибири // Земная кора и верхняя мантия Вост. Сибири. Иркутск, 1987. - С. 170-179.

71. Питьева К.Е. Гидрогеологические аспекты охраны геологической среды. М.: Наука, 1984.-218 с.

72. Питьева К.Е. Гидрогеохимия (формирование химического состава подземных вод). М., Изд-во Моск. Ун-та. 1978. - 157 с.

73. Плотников Н.И., Краевский С. Гидрогеологические аспекты охраны окружающей среды. М.: Недра, 1983. - 207 с.

74. Посохов Е.В. Формирование химического состава подземных вод (основные факторы).М., 1969. -334 с.

75. Потапов А.А., Панова И.О. Защищенность подземных вод и ее виды // Современные проблемы гидрогеологии. С. - Пб., 1996. -С. 116-121.

76. Правила охраны поверхностных вод. Типовое положение. Госкомприрода РФ, 1997.-37 с.

77. Предельно-допустимые концентрации вредных веществ в воздухе и воде. Справочное пособие для выбора и гигиенической оценки методов обезвреживания промышленных отходов. Л.:«Химия», 1972. 62 с.

78. Программа «Зеркало плюс» (версия 3.2).- Мшгжологпи 07-37 (65-1177 обл. 15.04.93 г). Сертификат соответствия Госстандарта РФ Гост R.ll/ CV03 1.3.0007.

79. Пухнаревич М.М. Условия и особенности эндогенных месторождений железа юга Сибирской платформы. Иркутск, изд-во Иркутского ун-та, 1986.-336 с.

80. Семинский Ж.В., Черных А.Л., Росляков Г.В. Структурные особенности магнетитовых месторождений в Ангарской провинции. Изв. Вузов, Геология и разведка, 1984, № 10. С. 28-32.

81. Семинский Ж.В., Филоиюк В.А., Черных А.Л. Структуры рудных месторождений Сибири. М.: Недра, 1987.- 234 с.

82. Сергеев Е.М. Научно-технический прогресс и охрана окружающей среды // XXVII Международный геологический конгресс. Сводный том материалов. М. 4-14 августа 1984.- С. 54-59.

83. Синяков В.И. Железнодорожные формации Сибири. Новосибирск: Наука, / 1988.- 81 с. ' '

84. Смирнов В.И. и др. Генезис эндогенных рудных месторождений. -М.: Недра, 1968.- 719 с.

85. Степанов В.М. О влиянии коры выветривания горных пород на формирование подземных вод // Гидрогеология и инж. геология мест-ий пол. иск. Вост. Сибири. Иркутск. 1973. - 145 с.

86. Степанов В.М. Введение в структурную гидрогеологию. М.: Недра, 1989.-229 с.

87. Степанов В.М. Гидрогеологические структуры Забайкалья. М.: Недра. 1980. -254 с.

88. Степанов В.М., Верхозин И.И.,Матвеева И.В, Геолого-структурное обоснование-геоэкологического мониторинга при разработке рудных месторождений // Мониторинг природной среды: экология, экономика, практика. Москва, 1995. -С.55-57.

89. Страхов Л.Г., Ширяев П.М. Пучковая структура верхних частей железорудных месторождений Ангаро-Илимского типа ( на примере Капаевского месторождения) // Геология и геофизика, № 7, 1965.- С. 17-21.

90. Страхов Л.Г. О закономерностях распределения железорудных месторождений в южной части Сибирской платформы // Материалы по геологии и полезным ископаемым Восточной Сибири. Иркутск, 1958. Вып. 3(24). - С. 27-35.

91. Страхов Л.Г. Рудоносные вулканические аппараты юга Сибирской платформы. -Новосибирск. 1978. 1 15 с.

92. Толстихин Н.И. Подземные воды и минеральные источники Восточной Сибири // Материалы по подземным водам Вост. Сибири. Иркутск, 1957.- С. 7-32.

93. Толстихин Н.И. Положение Восточной Сибири в системе геологических структур Земли // Вопросы гидрогеологии и инж. геологии Вост. Сибири. -Иркутск, ОГИЗ, 1936.- 38 с.

94. Федорова Т.К. Физико-химические процессы в подземных водах. М.: Недра, 1985.- 181 с.

95. Фомин В.М. Оценка изменений гидрогеологических условий под влиянием производственной деятельности. М.: Недра, 1978. - 213с.

96. Фон-дер-Флаасс Г.С. Туффизпты субщелочных базальтоидов и их роль в формировании железоносных диатрем юга Сибирской платформы // Известия РАН. Серия геол., 1992, № 8,- С. 98-112.

97. Фон-дер-Флаасс Г.С. Магматический этап в эволюции рудообразующей системы Ангаро-Илимского типа // Геология и геофизика, 1992. № 2. -С. 77-84.

98. Фон-дер-Флаасс Г.С., Никулин В.И. Геолого-генетическая модель магматитовой формации (Ангарская провинция) // Рудообразование и генетические модели эндогенных рудных формаций.- Новосибирск, 1988. С. 48-57.

99. Фон-дер-Флаасс Г.С., Пермяков А.А. Спешилов В.М. Рудиогорское магнетитовое месторождение магматизм, структура, рудоносносность // Геология рудных месторождении, №2, 1992. -С.51-67.

100. Фон-дер-Флаасс Г.С. Особенности формирования некковых структур и магнетитового оруденения на месторождениях Ангаро-Илимского типа // Эндогенные рудообразующие процессы. Свердловск, 1980. - С. 101-114.

101. Фон-дер-Флаасс Г.С. Особенности траппового магматизма рудоносных структур Ангарской железорудной провинции // Трапповый магматизм Сибирской платформы в связи с тектоникой и поисками полезных ископаемых ( тезисы докладов) Красноярск. 1983.- С. 105-106.

102. Фрид Ж. Загрязнение подземных вод.- М.: Недра, 1981.- 304 с.

103. Шварцев СЛ. Гидрогеохимия зоны гипергенеза. М., 1978.- 1978. - 287с.

104. Шварцев СЛ. Общая гидрогеология: Учебник для вузов. М.: Недра, 1996. -423с.: ил.

105. Ш.Шестаков В.М. Основы гидрогеологических расчетов при фильтрации из хранилищ промышленных стоков. М.: Изд. ВОДГЕО, 1961. - 100 с.

106. Шестаков В.М. Научные основы изучения и охраны подземных вод. ч.2. М. 1980.-С. 3-16.пз. Шестаков В.М. Современные геоэкологические аспекты развития гидрогеологии // Современные проблемы гидрогеологии. С.-Пб., 1996.- С. 111116.

107. Ясько В.Г. Гидрогеология месторождений полезных ископаемых Сибири. М. 1978.- 200 с.