Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Экологические функции четвертичных покровных отложений Верхнего Приобья

ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Экологические функции четвертичных покровных отложений Верхнего Приобья"

На правах рукописи

-___ и.

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ ЧЕТВЕРТИЧНЫХ ПОКРОВНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ВЕРХНЕГО ПРИОБЬЯ

25.00.36 - геоэкология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора геолого-минералогических наук

Новосибирск 2004

Работа выполнена в Алтайском государственном техническом университете им. И.И.Ползунова и в Сибирской государственной геодезической академии

Научный консультант:

доктор геолого-минералогических наук, член-корреспондент Российской академии архитектуры и строительных наук, профессор

Швецов Геннадий Иванович

Официальные оппоненты:

доктор геолого-минералогических наук, профессор

доктор геолого-минералогических наук, профессор

Трофимов Виктор Титович

Рященко Тамара Гурьевна

доктор геолого-минералогических наук, профессор

Вылцан Иван Августович

Ведущая организация: Объединенный институт геологии, геофизики и минералогии СО РАН (г.Новосибирск)

Защита состоится «23»_марта_ 2005 года в 14°° час. на заседании Диссертационного совета Д 212.265.02 при Томском государственном архитектурно-строительном университете по адресу 634003, Россия, г.Томск, пл.Соляная,2, ТГАСУ, студенческий читальный зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Томского государственного архитектурно-строительного университета.

Автореферат разослан января 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

О.И.Недавний

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Объектом исследований диссертации являются четвертичные покровные отложения Верхнего Приобья, слагающие самую верхнюю часть земной коры этого региона и представляющие главный природоформирую-щий фактор, который определяет характер проявлений экологических функций литосферы.

Актуальность работы заключается в решении проблем рационального природопользования и охраны окружающей среды на фоне все усиливающейся кризисной ситуации в природе, а также в связи с существующими задачами и растущего масштаба интенсивного развития промышленности и сельского хозяйства в самой заселенной части юга Западной Сибири, к которой относится Верхнее Приобье. Научно-технический прогресс есть закономерное развитие общества, которое не обходится без действий, связанных с эксплуатацией природных ресурсов. Между тем, усиление вмешательства человека в естественные процессы так или иначе увеличивает техногенные нагрузки на окружающую среду, нарушающие установившиеся длительным временем естественное равновесие и приводящим к непредсказуемым последствиям локального, регионального и даже глобального характера. Сохранение высоких темпов роста антропогенного воздействия на природу и быстрая трансформация естественных экосистем ведут к катастрофическим результатам. В связи с этим все острее встает вопрос о научно-обоснованном освоении природных богатств, под которым подразумевается наиболее их эффективное использование, не приводящее к резким изменениям природно-ресурсного потенциала, сохранение наиболее благоприятного режима для его воспроизводства. Для решения этих задач важное значение приобретают геоэкологические исследования с установлением взаимосвязи и закономерностей развития всех биосферных факто-рЬв, определяющих экологическую обстановку той или иной территории.

Для территории Верхнего Приобья главным абиотическим функциональным компонентом , играющим основную роль в формировании экологического потенциала, являются покровные четвертичные отложения, в сложении которых участвует один из наиболее сложных по физико-механическим показателям грунтов - лесс и лессовидные породы. Поэтому главным инструментом в познании экологических свойств этих отложений служат литологические исследования, которыми диссертант занимался много лет и результаты которых изложены в многочисленных научных отчетах и публикациях. Геоэкологические исследования на территории Верхнего Приобья в региональном плане практически не проводились, и связанные с ними проблемы затрагивались опосредованно, так как становление этой научной дисциплины и ее теоретическое обоснование началось совсем недавно, в последнем двадцатилетии прошлого столетия. Теоретические проблемы региональной экологической геологии - закономерности литогенеза, определяющие направленность процессов образования экологических функций литосферы, впервые становятся предметом исследований на территории Верхнего Приобья. Цель и задачи исследований

Целью диссертационной работы являются установление закономерностей формирования, пространственного размещения и особенностей проявления экологических функций четвертичных покровных отложений Верхнего Приобья для создания научной основы экологического прогноза, оценки и районирования, выделения экосистем разных уровней организа-

1РОС НАЦИОНАЛЬНАЯ I

ммаотекА I з

]

ции, разработки методики картирования и рационального природопользования.

Достижение намеченной цели предусматривает решение следующих научных задач:

1 - провести комплексные литологические исследования четвертичных покровных отложений как вещественной и геодинамической основы природных экосистем Верхнего Приобья и определить их роль в формировании и распределении экологических функций;

2 - выявить и охарактеризовать формы проявления экологических функций рассматриваемых отложений;

3 - создать региональную классификацию природных экосистем Верхнего Приобья с их эколого-функциональной характеристикой на примерах локальных и региональных подразделений;

4 - установить критерии прогноза, оценки и пространственного распределения экологических функций и разработать методику экогеологиче-ского районирования и картирования.

Фактические материалы

Фактической основой диссертационной работы являются материалы, полученные и наработанные диссертантом в процессе многолетних с 1980 г. до настоящего времени специальных литологических исследований четвертичных отложений юго-востока Западно-Сибирской равнины, административно относящегося к Новосибирской области и Алтайскому краю. Эти материалы изложены в семи многостраничных (общим объемом до 1000 машинописных страниц) научных тематических отчетах автора-диссертанта с многочисленными иллюстрациями, картами, таблицами, хранящимися во Всероссийском геологическом фонде (Москва), в фондах СНИИГГиМСа (Новосибирск), ВНИИгеолне-руде (Казань), а также в других региональных геологических организациях, больших количествах публикаций в центральных и местных изданиях. Высокая степень достоверности и обоснованности научных результатов гарантируется обширным объемом и надежным качеством используемого фактического материала. Все виды лабораторных работ были выполнены высококвалифицированными специалистами СНИИГГиМСа, а микроскопические исследования около 500 прозрачных шлифов и сыпучих проб были проведены самим диссертантом. Данные экспериментальных работ по выявлению новых видов минерального сырья природоохранного и сельскохозяйственного назначения получены в лабораториях СНИИГГиМСа и птицефабриках Новосибирской области, а испытания физико-механических особенностей лессовых пород проводились на кафедре инженерной геологии АГТУ. Для более детального изучения вещественного состава, структурно-текстурного строения лессовых пород, характера их изменения по горизонтали и вертикали, установлении условий залегания были использованы материалы бурения 28 скважин глубиной до 12 м и общим объемом 257,4 погонных метра и 150 м разведочных канав на склоновых выходах лессовых пород левобережья Новосибирской области.

Методы исследований

Теоретической основой диссертационной работы являются труды основоположников геоэкологической науки в России академиков Е М. Сергеева и В.И. Осипова, создателей нового ее направления - экологической геологии -профессоров В.Т. Трофимова и Д.Г. Зилинга, а также многих других исследователей этой проблемы. Литологические исследования проводились с использованием капитальных трудов академика Н.М.Страхова, Л.Б.Рухина, Ю.П.Казанского и др. Кроме того, для решения поставленных задач нашли

i^H-SU' "•>»»liA'« ¡.'N

Hi! msatJ

г,. Ж «I

» mww —»

применение новейшие теоретические разработки по проблемам литологии, изложенные в многотомном труде "Осадочные породы", три тома которых увидели свет в 1987, 1990 и 1994 гг., одним из авторов которых - диссертант При решении вопросов региональной геологии использовались работы ИАВолкова (1971), О.МАдаменко (1974), СААрхипова (1971), С.И.Черноусова, В С.Арефьева, В.С.Осьмушкина и др (1988), В С.Зыкиной и др. (1981), а также много других публикаций этих же и иных авторов.

По вопросам инженерной геологии выводы делались на основе теоретических концепций Е.М.Сергеева, Н.И Кригера, А.К.Ларионова, В.И Осипова, В Т.Трофимова, Б.Ф Галая, Г.И.Швецова, Т.Г.Рященко,

B.П.Ананьева, В.И Коробкина, Г.М Рогова, В.Е Ольховатенко и многих других ученых Конкретные результаты региональных исследований познавались из опубликованных работ А.Ф Никитенко, В С Арефьева, Ф.С.Тофанюка.Т А.Горбуновой, А В.Минервина, Г.А Сулакшиной,

C.И.Черноусова, А.Я.Швецова и других.

Основные положения и выводы диссертации базируются на теоретических и экспериментальных исследованиях, многочисленных химических, спектральных, рентгеноструктурных, атомно-адсорбционных и других видов лабораторных анализов, а также на описаниях прозрачных шлифов и препаратов из сыпучего материала под микроскопом и бинокуляром для детального изучения вещественного состава, структурно-текстурных особенностей пород, типо-морфных признаков слагающих их минеральных обломков., характера постсе-диментационных преобразований. При этом особое внимание уделено наиболее чувствительным минеральным индикаторам - глинистым минералам, идентификация которых контролировалась рентгеноструктурным и различными химическими анализами. Результаты литолоточеских исследований сопоставлялись с инженерно-геологическими особенностями этих же пород для установления закономерностей их взаимосвязи и факторов, влияющих на физико-механические параметры лессовых пород и на формирование экологических функций литосферы, представленной покровными четвертичными отложениями.. Разработан специальный метод ускоренного и более точного картирования физико-механических свойств пород, в частности, просадочности и пористости с использованием карт типов почв и др. Обобщение и научная интерпретация полученных результатов исследований осуществлялись самим диссертантом. Большой объем фактического материала осмысливался и систематизировался по выделенным признакам с четкой детальной характеристикой по всем лито-логическим параметрам На этой основе разрабатывались методы оценки и прогноза форм проявлений экологических функций, определялись критерии районирования и выделения природных экосистем разных уровней организации, а также создавались способы наиболее рационального и информативного их выражения.

Защищаемые положения

1. Экологические функции четвертичных покровных отложений являются суммированным проявлением минералогических, геохимических, физико-механических, биологических и других свойств, приобретенных ими в процессе литогенеза и представляющих суть природных экосистем.

2 Цитологический состав покровных отложений формирует вещественную основу природных экосистем, их внутрисистемные и межсистемные связи, а физико-механические свойства пород определяют динамику функционирования природных экосистем и их экологическую устойчивость внешнему природному и техногенному воздействию.

3 Лесс представляет собой главный функциональный компонент четвертичных покровных отложений Верхнего Приобья, оказывающий наибольшее влияние на формирование экологических функций - инженерно-геологических особенностей, образование почвенного покрова, проявление биологических свойств горных пород и др.

4. Познание закономерностей литогенеза составляет научную основу изучения распространения и эволюции природных экосистем, необходимых для долгосрочных прогнозов естественных условий и экологических функций, для экогеологического районирования, картирования, типизации природных систем и для создания теоретического обоснования рационального природопользования.

Научная новизна проведенных исследований

1 - установлены основные закономерности формирования четвертичных покровных отложений Верхнего Приобья и их экологических функций;

2 - доказана доминантная роль эоловых процессов в образовании литологической основы природных экосистем;

3 - выделены экосистемы разных уровней организации со своими ресурсными, геодинамическими, биогеохимическими и другими возможностями;

4 - разработана методическая основа экогеологического картирования с использованием имеющихся почвенных, литофациальных, геоморфологических и других карт;

5 - создана научная основа рационального природопользования на территории Верхнего Приобья с учетом природно-ресурсного потенциала четвертичных покровных отложений и внедрения новых технологий освоения перспективных видов минерального сырья природоохранного и сельскохозяйственного назначения.

Практическая значимость работы состоит в том, что установленные закономерности формирования экологических функций покровных отложений позволяют более дифференцировано и аргументировано производить прогнозы и оценки распределения их экологических ресурсов в пространстве и во времени, дают возможность предсказывать динамику изменения эколого-функциональных факторов в разных природных и техногенных условиях, а также использовать для предварительного определения устойчивости лессовых грунтов и характера их распределения. Практические внедрения результатов диссертационной работы засвидетельствованы соответствующими документами научно-исследовательского и проектно-изыскательского института "Новосибирсктеплоэлектропроект", ГУП 12 Военпроекта, Сибирского научно-исследовательского института геологии, геофизики и минерального сырья, участием в разработках двух госбюджетных тем - № гос.регистрации 01970000747 "Совершенствование методов расчета оснований зданий и сооружений на лессовых грунтах Западной Сибири с учетом выявленных закономерностей их деформирования" 2001 г., № гос.регистрации 01.200112718 "Исследования изменения прочности лессовых фунтов в основании реконструируемых зданий и сооружений на базе микроструктурного анализа" 2002 г, выполненных на кафедре ОФИГиГ Алтайского государственного технического университета, и госбюджетной темы № гос.регистрации 0198 000 9389 "Теоретическое обоснование геодезическо-гравиметрического мониторинга локальной техногенной геодинамики и деформации ", выполненной по плану НИР 1996-1999 гг. в Сибирской государственной геодезической академии. Имеются два авторских

свидетельства на изобретения: авторское свидетельство 1666030 "Минеральные добавки в корм для сельскохозяйственной птицы", 19.01.1989. Бюлл.28; авторское свидетельство 1635955 "Способ приготовления корма с минеральными добавками для сельскохозяйственной птицы" 4.04.1989. Бюлл. №11,7 научно-тематических отчетов, многочисленные рекомендации которых внедрены в производство с высоким экономическим эффктом.

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на многочисленных научных и научно-практических совещаниях: Всесоюзной конференции "Эволюция осадочного процесса на континентах и океанах" (Новосибирск, АН СССР,1981), Всесоюзной научно-технической конференции "Общие проблемы геоэкологии" (Москва, АН СССР, 1982), 28-ом всемирном геологическом конгрессе (Москва, АН СССР, 1984), научно-практической конференции "Основные направления экономического развития Алтайского края в 12-ой пятилетке на период до 2000 г." (Барнаул, Крайсо-вет,1984), Всесоюзной конференции "Проблемы прогноза, поисков и разведки месторождений неметаллических полезных ископаемых" (Казань, ВНИИгеол-неруд,1986), 16-ом Всесоюзном совещании "Глинистые минералы и породы, их использование в народном хозяйстве" (Новосибирск, АН СССР, 1988), Международной конференции "Проблемы геологии Сибири" (Томск, ТГУ, 1996), конференции "Природные минералы на службе человека" (Новосибирск, СО РАН, НМА, 1997), Международной научно-практической конференции "Гуманизм и строительство на пороге третьего тысячелетия" (Барнаул, АГТУ, 1999), научно-практической конференции "Проблемы экологии в программах профессионального образования" (Новосибирск, СО РАН, 2000), 59-ой научно-технической конференции НГАСУ (Новосибирск, 2002), 54-ой научно-технической конференции "Современные проблемы геодезии и оптики Секция геоэкологии" (Новосибирск, 2004), Международной научной конференции "Инженерная геология массивов лессовых пород" (Москва, 2004).

Структура диссертационной работы, публикации и персоналии

Диссертация состоит из общей характеристики работы, введения, семи глав, заключения, общим объемом 303 страниц текста, 44 рисунка, 14 таблиц, списка использованной литераторы из 205 наименований и 8 фондовых научных отчетов. По теме работы опубликованы две монографии, в пяти других монографиях рассматриваемым вопросам посвящены отдельные разделы. Общий список опубликованных работ состоит из 30 названий, семь из которых монографии.

В работе над диссертацией автор пользовался постоянной и многосторонней поддержкой научного консультанта, Заслуженного деятеля науки и техники РФ, доктора геолого-минералогических наук, члена-корреспондента Российской академии архитектуры и строительных наук, профессора Г.И.Швецова, доктора технических наук, действительного члена Международной Академии наук экологии, безопасности человека и природы, профессора Ю.П.Гуляева, за что выражает им глубокую благодарность Диссертант признателен за помощь, консультации, совместные эксперименты и критические замечания В.К.Козловой, В.С.Кусковскому, Ю.Н.Занину, В.С.Старосельцеву, Г.Н. Черкасову, В.А.Казанцеву, Л.П Рихванову, Ю.И.Лоскутову, В.С.Зыкиной, С И. Черноусову, В.С.Храпову, И.В.Носкову, С.Г.Камаеву, О.А.Коробовой, ТАШироковой, В.М Евтушенко, А.И Ларичеву, Л.В.Смирнову, В.М. Лазареву, Т.А. Дивиной и др. Особая благодарность за техническую помощь выражается Л.А. Никитиной.

Глава 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ

Как научное направление, имеющее теоретическую основу, определенный объект исследований, геоэкология является очень молодой отраслью знаний, быстрое и разностороннее развитую которой началось только в последней четверти прошлого столетия и связано с уже заметно ухудшающимся экологическим состоянием окружающей среды под воздействием антропогенных факторов Геоэкологические проблемы приобретают в настоящее время глобальный характер и нарастают по мере усиления и расширения техногенеза. Особое место в заложении теоретических основ геоэкологических исследований в науках о Земле принадлежит выдающемуся ученому XX века, академику В И. Вернадскому, создавшему учение о биосфере - земной оболочке существования жизни, взаимодействия живого и костного вещества. Он предсказал нарастающее воздействие человека на природу через химическое преобразование состава природных вод, использования ресурсов земной коры, изменения рельефа, и что с научно-техническим прогрессом произойдет перестройка биосферы в ноосферу, высшую стадию развития биосферы, которая связана становлением цивилизованного человечества, когда его разумная деятельность становится определяющим фактором развития на Земле.

В настоящее время именно геоэкологические науки продолжают развитие учения о биосфере, приняв основные принципы В.И. Вернадского за основу. Геоэкология становится междисциплинарной наукой о Земле, изучающей экосистемы высоких иерархических уровней - до биосферы включительно (В.И. Осипов, 1993).

В 1979 г по предложению академиков А.В.Сидоренко и Е М Сергеева был создан институт литосферы АН СССР, научной ориентацией которого стало изучение взаимоотношений между литосферой, гидросферой, атмосферой и биосферой и эволюций этих связей на протяжении геологической истории Земли. Исследования, проведенные этим институтом в последующие годы под руководством Е.М. Сергеева и В.И. Осипова, были тесно связаны со становлением нового направления геологической науки - геологии окружающей среды. В 1980 г. в Париже и в 1984 г. в Москве на Международных геологических конгрессах Е.М Сергеев призвал мировое сообщество к расширению исследований геологической среды, сформулировал фундаментальные задачи в этом направлении, требующие своего решения.

В 1993 и 1997 гг. в журнале "Геоэкология" академик В.И. Осипов сформулировал принципиальные основы современной геоэкологии, обозначил концепцию этой новой науки, определил объект и предмет ее изучения, а также наметил задачи и приоритетные направления дальнейших научных исследований.

Пионерский вклад внесли в становление геоэкологии ученые Московского государственного университета, профессора ВТ. Трофимов, Д Г. Зилинг и др., обосновавшие создание ее новой дисциплины - экологической геологии. Они определили назначение этой отрасли науки как новое направление в геологии, изучающее приповерхностную часть литосферы как одного из основных компонент экосистемы высокого уровня организации от биогеоценоза и выше, или по другой редакции - как новое направление геологических наук, изучающее экологические функции литосферы, закономерности их формирования и временно-пространственного изменения экологического качества Все многообразие взаимосвязи между литосферой и биотой подразделяются ими на четыре комплексные функции: ресурсной, геодинамической, геохимической и

геофизической. В 1997 г. на Международной научной конференции "Экологическая геология и рациональное природопользование" участники конференции подтвердили важность и актуальность проблем, рассматриваемых экологической геологией, и наметили задачи дальнейших научных исследований и в первую очередь создания фундаментальных основ этой новой дисциплины в системе геологических наук. Первым исполнением этих задач стала публикация капитального труда В.Т. Трофимова, Д.Г. Зилинга и др. "Экологические функции литосферы", опубликованного в 2000 г.

Особое развитие геоэкологические исследования получили в Сибири, где интенсивная разработка месторождений полезных ископаемых в пределах Кузнецкого бассейна, Канско-Ачинского промышленного комплекса и нефтедобывающих территорий Западной Сибири привели к существенным изменениям ландшафта, климата, загрязнения водной и воздушной среды, а также преобразованию динамического режима породных массивов, к развитию опасных природно-техногенных процессов. Главным научным центром по решению вышеперечисленных проблем стал г. Томск Развернутые в Томском государственном архитектурно-строительном университете исследования были направлены в первую очередь на решение задач по обеспечению инженерно-геологической безопасности и установление закономерностей формирования геодинамической устойчивости горных пород. Дальнейшие геоэкологические исследования в Сибири были ориентированы на изучение закономерностей образования и пространственного изменения горных пород при литогенезе, установлении природы их прочности, характера течения в них инженерно-геологических процессов.

Результаты геоэкологических исследований последних лет в Сибири были подытожены в 1999 г. на Международной научной конференции "Геоэкологические проблемы урбанизированных территорий", на которой обсуждались проблемы исследований природно-технических систем, внутрисистемной связи геологической среды с сооружениями, а также изменения природно-технических систем под воздействием природных и техногенных факторов.

При Томском политехническом университете под руководством профессора Л.П. Рихванова проводились большие работы по изучению геохимического состояния окружающей среды и его влияние на здоровье населения, результаты которых изложены в многочисленных монографиях.

Широкая экологизация всех естественных и даже гуманитарных наук предполагает дальнейшее углубление и совершенствование теоретических основ геоэкологии, без которых процесс всеобщей экологизации наук становится бессмысленной.

Поверхностная часть литосферы на территории Верхнего Приобья представлена четвертичными отложениями, сложенными преимущественно лессом и лессовидными породами.

Планомерные исследования покровных четвертичных отложений были начаты с середины прошлого столетия, результаты которых отражены в многочисленных публикациях. В этих трудах большое внимание уделялось вопросу происхождения и условиях формирования лессовых пород, по которому не было единого мнения. А.И. Москвитин, И.А. Волков и др. относили лессовые толщи к эоловым накоплениям, а П.А. Православлев, И.П. Герасимов, Ф.А. Никитенко, А В. Минервин и др. считали лесс полигенетическими осадками и придавали большое значение в их образовании процессам оледенения. Важный вклад в изучение геологии четвертичных от-

пожений Верхнего Приобья и сопредельных территорий внесли В.А. Мартынов, С.М Адаменко, И А. Волков. С.А. Архипов, В С. Зыкина и др. Особое место среди этих трудов занимают исследования И.А. Волкова с соавторами, в которых наиболее глубоко и детально рассмотрены основные проблемы литологии - вопросы происхождения лесса и лессовидных пород, обстановок формирования четвертичных отложений.

Вопросы литологии отдельных районов Верхнего Приобья с инженерно-геологических позиций рассматривались в публикациях A.B. Минер-вина, Ф.А. Никитенко. Е.Ф. Тофанюка, Я.Е. Шаевича, B.C. Арефьева, Г А. Сулакшиной, В.С Храпова, С.. Черноусова, Г.И. Швецова и многих других.

В диссертации автор на основе собственных двадцатилетних лито-логических исследований с использованием современных методов научного и лабораторного анализов дает детальную литолого-минералогическую характеристику с целью установления факторов, определяющих экологические функции четвертичных покровных отложений как главного абиотического компонента, представляющего верхнюю часть литосферы этого региона и как источника его природно-ресурсных потенциалов.

Глава 2. ГЕОЛОГИЯ ЧЕТВЕРТИЧНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ВЕРХНЕГО ПРИОБЬЯ (Краткий очерк)

В этом разделе диссертации дан краткий обзор современного представления об геологическом строении Верхнего Приобья как региональном факторе, который определял развитие процессов четвертичного суб-аэрального литогенеза и формирование экологических функций литосферы.

Верхнее Приобье находится на юго-востоке Западно-Сибирской плиты и представляет собой один из основных массивов распространения лессовых отложений. Эта территория в палеогеографическом плане относится к внеледнико-вой зоне осадконакопления. Эти покровные субаэральные образования расчленяются на ранне-среднечетвертичную краснодубровскую свиту, переходящей к Барабинской равнине в свой возрастной аналог - федосовскую свиту, перекрытую верхнечетвертичными и современными отложениями (Адаменко, 1974, Геологическое строение . Том 1,1999). Краснодубровская свита представляет собой сложную по составу толщу, слагающую обширные по площади предгорные (пре-далтайский и предсалаирский) шлейфы, которые образованы перемежающимися пачками суглинков, супесей, реже песков, и горизонтами погребенных почв. Свита слагается отложениями самого различного генезиса - эоловыми, пролювиаль-ными, аллювиальными, озерными и местами элювиальными. Мощность свиты из-за глубокой эрозии колеблется в широких пределах, достигая максимума в 100150 м на водоразделах Приобского плато. Принятый стратиграфический объем краснодубровской свиты - нижний-средний плейстоцен. Федосовская свита - это иловато-суглинистая толща с прослоями супесей, иногда с горизонтами погребенных почв. Мощность свиты варьирует от 60-70 до 20-30 м. Свита перекрыта верхнечетвертичными покровными образованиями

Нерасчлененные отложения среднего-верхнего плейстоцена залегают в древних ложбинах стока, в погребенных озерных котловинах и на пониженных участках равнины. В пределах Кулундинского Приобья они подразделяются на касмалинскую и карасукскую свиты Касмалинская свита сложена песчаным супесчаным аллювием древнего стока Мощность кас-малинской свиты 20-30 м. Карасукская свита слагается отложениями речных и озерных разливов на выходах из ложбин стока и в виде озерно-

аллювиальных отложений занимает обширные площади низменных равнин. Это - суглинки, супеси и пески, достигающие мощности 40-50 м.

Верхнечетвертичные отложения в долине р.Оби и ее крупных притоков состоят преимущественно из аллювиальных надпойменных террас, мощность которых колеблется от 10 до 40 м В южных районах в частности на территории Кулундинской низменной равнины верхнечетвертичные отложения, представленные супесями и песками, формируют гривный рельеф.

Современные отложения сложены генетическими разнообразными осадками - аллювий низменных террас, делювиальные, озерные, болотно-озерные и эоловые накопления. Они формируют различные геоморфологические элементы нынешнего ландшафта.

В тектоническом плане территория Верхнего Приобья располагается в юго-восточной части Западно-Сибирской плиты и представляет собой крупную Кулундинско-Барабинскую впадину, разделенную Прикаменским структурным мостом на две впадины меньшего порядка. Для рассматриваемой местное™ характерна ступенчатость рельефа, коррелируемая аналогичным строением складчатого фундамента. Наиболее приподнятая ступень занимает почти всю левобережную часть Верхнего Приобья, известная как Приобское плато. Все структурные элементы разделены разломами (сбросами, надвигами и флексурами) Эти линейные нарушения проявлялись активно в неоген-четвертичное время, свидетельством чего служат землетрясение в 1965 г. в районе г.Камень-на-Оби силой 6-7 баллов по шкале Рихтера со смешением блоков по линии разлома на 2 м (Варламов, 1970).

По характеру современного рельефа, истории его развития и геологическому строению исследуемая территория подразделяется на семь геоморфологических структурных элементов (Адаменко,1974, Черноусое, Арефьев, Осьмушкин и др., 1988) - Приобское и Обь-Чумышское плато, Присалаирская и Предалтайская наклонные равнины, Кулундинская и Ба-рабинская низменные равнины, долина р.Оби и ее крупных притоков.

Глава 3. ЛИТОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНОВА ПРИРОДНЫХ ЭКОСИСТЕМ ВЕРХНЕГО ПРИОБЬЯ

Вся территория Верхнего Приобья покрыта чехлом рыхлых или слабо сцементированных четвертичных отложений мощностью от нескольких до ста и более метров, представляющих самый поверхностный слой литосферы этого региона и служащих вещественной основой существующих здесь природных экосистем. Они составляют наиболее активный абиотический компонент биосферы и являются здесь главным источником экологических функций, формирующих природную обстановку. Минеральный состав, структурно-текстурные особенности, постседиментационные преобразования пород, слагающих эти отложения, определяют их физико-механические показатели, динамику функционирования природных систем, их экологическую устойчивость к внешнему природному или техногенному воздействию и механизм межсистемных и внутрисистемных связей. Познание этих литологических факторов составляет основную задачу экологической геологии Верхнего Приобья. Если учесть, что 80 % поверхности материков покрыты осадочными породами, то результаты этих исследований имеют не только местное значение.

Как показали проведенные исследования, знание литолого-минералогических особенностей исследуемых отложений является ключом к пониманию механизма формирования слагающих их пород и связанных с ними экологических свойств.

3.1. Генетические типы покровных четвертичных отложений

Верхнее Приобья является одним из значительных массивов распространения лесса на юге Западной Сибири В составе покровных четвертичных отложений здесь выделены две основные разновидное™ осадочных накоплений, в сложении которых участвует материал, принесенный ветром. К одной разновидности относятся эоловые осадки, залегающие на месте своего отложения, а ко второй - наиболее распространенные, но переотложенные осадки, представленные смесью эолового материала с рыхлыми продуктами выветривания или же того же лесса, которые сносятся с окружающих горных сооружений или возвышенных плоских водоразделов. Эти отложения подразделяются на пять генетических типов - эоловый, делювиальный, пролювиальный, аллювиальный и озерный со множеством взаимных переходов. Эоловый генетический тип отложений слагается из гранулометрического ряда - собственно лесса (лессового суглинка), лессовой супеси и эолового песка Ко второй группе относятся делювиальный, пролювиальный и аллювиальный генетические типы, сложенные лессовидными суглинками, лессовидными супесями и обычными песками.

Типичный лесс значительной мощности на территории Верхнего Приобья распространен преимущественно на плоских водоразделах, возвышенных плато и прилегающих к ним пологих склонах. Значительная часть эоловых накоплений на склонах, наклонных поверхностях, речных террасах размывается, переотлагается и в разных количественных соотношениях смешивается с осадками, встречающимися на путях транспортировки к месту отложения, образуя лессовидные породы.

По распределению выделенных гранулометрических рядов лессовых пород и их пространственной направленности довольно отчетливо выделяются зона ближнего пылепада, расположенной на западной половине Кулундинской равнины и зона дальнего пылепада, занимающей Приобское и часть Обь-Чумышского плато и прилегающие к ним территории.

По совокупности известных ранее и установленных диссертантом признаков можно сделать вывод, что участие эоловых процессов в формировании четвертичных отложений не вызывает сомнения:

1 - чуждый по сравнению с местными размывающимися древними породами и пород обрамляющих горных сооружений минеральный состав лесса, который совпадает с минеральным составом гранитоидов, образующих большое количество обнажений на сопредельной с запада территории с названием Казахстанский мелкосопочник;

2 - закономерное изменение гранулометрического состава покровных четвертичных отложений и содержания в них тяжелых минералов по мере удаления от вероятного источника с запада на восток от гравийно-песчаных и песчаных до алевритовых размеров кластики с четко выраженными зонами ближнего и дальнего пылепада;

3 - покровное залегание на изолированных возвышенностях или обширных горизонтальных поверхностях, перекрывающее единым плащом все формы рельефа;

4 - высокая первичная пористость, значительно превышающая максимальную теоретическую пористость, высокая просадочность, обусловленная ветровым способом переноса обломочного материала;

5 - шероховатая, матовая поверхность песчаных обломочных зерен кварца и других минералов, характерных для эолового материала;

6 - существование правила подветренного склона- при облекании покровными отложениями положительных форм рельефа отмечается мини-

мальная их мощность на западном склоне и максимальная на подветренной восточной стороне, что свидетельствует о преобладающем направлении ветров с запада на восток;

7 - уменьшение размеров обломочных частиц сопровождается увеличением мощности эоловых накоплений на возвышенных плато, что не согласуется с закономерностями осадконакопления при участии водных потоков и положительной тенденцией новейших тектонических движений, проявившихся в длительном поднятии Приобского плато с середины ранне-плейстоценового до настоящего времени.

Делювиальные отложения представляют собой разнообразные по составу рыхлые продукты, перемещенные дождевыми, талыми водами и иногда обрушением крутых обрывов, с вершин возвышенностей на их склоны и вблизи прилегающих участков рельефа. На территории Верхнего Приобья грубообломочные осадки наблюдаются в предгорных районах, так как в пределах плоских водораздельных плато делювий формируется преимущественно за счет размыва лессовых толщ, поэтому его часто трудно отличить от размываемых отложений из-за схожести состава.

Пролювиальные отложения на территории Верхнего Приобья представляют собой самые распространенные образования, которые состоят из суглинистых, супесчаных и глинистых лессовидных накоплений, возникших в процессе переноса временными потоками рыхлого материала, в том числе и эолового с прилегающих к бассейну седиментации предгорных склонов и внутренних возвышенностей. Наибольшее их развитие наблюдается на Предалтайской и Предсалаирской равнинах, где пролювиальные шлейфы нередко сливаются на равнинах в сплошные покровы.

Аллювиальные отложения выделяются довольно четко благодаря своей приуроченности только к руслам и долинам речных систем. Образование аллювия связано с переносом постоянными русловыми водными потоками обломочного материала, сопровождающееся выработкой этим водотоком самой эрозионной долины. Процесс накопления аллювиальных отложений достигает своего наибольшего развития и отличается большим разнообразием только в равнинных условиях, где среди них выделяются фации руслового, пойменного и старинного аллювия. Они состоят из тонкозернистых песков, алевритов, супесей и суглинков.

Озерные отложения пользуются широким распространением в Кулундин-ской и Барабинской низменных равнинах. В составе четвертичных отложений они образуют линзы и выклинивающиеся прослои среди аллювиальных и иногда пролювиальных отложений. Это весьма разнообразные суглинки, глины, пески.

Все процессы седиментогенеза в озерах закрытого типа происходят с участием чуждого терригенного материала на фоне местного хемогенного осадкообразования. Увеличение минерализации, связанное с пересыханием и характером питания озер, приводит к процессам накопления солей.

3.2. Минералогия лессовых пород

Собственно лесс Верхнего Приобья - это желтого, серовато-желтого цвета суглинок, характеризующийся высокой пористостью 45-60 %, с видимыми невооруженным глазом вертикальными, слабо изгибающимися и прерывистыми канальцами диаметром от долей до 5 мм. Вещественный состав и структурно-текстурные особенности лесса отличаются хорошо выраженной однородностью и имеет типичные для лесса литолого-минералогические показатели. Он на 10-20 % состоит из растворимой части и на 80-90 % из нерастворимого ос-

татка Гранулометрическое распределение обломочной составляющей породы 30-55 % алевритовых частиц, песчаных до 5 % и глинистых до 35 % Легкая фракция представлена кварцем 52,2 %, полевыми шпатами 17,2 %, обломками различных пород 23,6 %, долями или единицами процентов биотита, иногда до 10-12%. В тяжелой фракции, составляющей около 3%, выделяются роговая обманка, эпидот, цоизит, анатаз, лейкоксен, циркон, магнетит и др. Глинистая фракция представлена преимущественно терригенной диокгаэдрической гидрослюдой в верхней части разреза, а в нижней - появляется смешаннослойная гидрослюда-монтмориллонит.

Лессовидные суглинки окрашены в желтовато-серый и желтовато-светло-коричневый цвет, иногда с белыми крапом и выцветами солей на поверхности - гипса и тенардита. Основная масса пород на 15,3-24,6% состоит из растворимого вещества, представленного в основном карбонатами и в меньшей степени сульфатами. Количество нерастворимого вещества колеблется от 75,4 до 84,7 %. По гранулометрическому составу классический материал состоит из алевритовой 38,3-50,3 % и глинистой фракции 34,4-37,1 %. Легкая фракция- кварца 54,1-75,0%, полевых шпатов 5,927,8 %, слюды 0,6-7,0 %. Акцессорные минералы: ильменита-магнетита 2132 %, эпидота-цоизита 35-40 %, роговой обманки 11-18 % и в незначительных количествах присутствуют анатаз, лейкоксен, циркон, турмалин, апатит Глинистая составляющая лессовидных пород пролювия более полиминеральная - на возвышенных участках преобладает терригенная гидрослюда, вблизи выходов палеозойских отложений с развитыми на них корами выветривания появляется каолинит, а в пониженных участках рельефа увеличивается роль аутигенного монтмориллонита со смешанно-слойными переходными модификациями от гидрослюды к монтмориллониту.

Сравнение состава лессовых и лессовидных пород показало, что переотложение обломочного материала, в том числе эолового, приводит к потере существенной части неустойчивых минералов - особенно темноцветных, таких как роговая обманка, биотит. По изменению количества кварца в породах разных генетических типов от меньшего к большему складывается такой последовательный ряд: эоловые - делювиальные - пролю-виальные - аллювиальные - озерные.

3.3. Структура и текстура лессовых пород

Структура и текстура пород является одним из важнейших признаков, по которым можно установить происхояодение и восстановить обстановку накопления осадков, т.е. они могут служить критериями для выделения генетических типов отложений. Разнообразие генотипов лессовых и лессовидных образований Верхнего Приобья со слагающими их фациальными элементами создают огромное число комбинаций структурно-текстурных признаков. В этих признаках как бы "закодированы" все физические и химические процессы, испытавшие осадками во время их формирования. Именно эти структурно-текстурные особенности обусловливают такие важные физико-механические свойства пород как пористость, просадочность, деформируемость и др.

Одним из значительных структурно-текстурных признаков является количественное соотношение основных породообразующих компонентов -кластогенных, глинистых и хемогенных составляющих. Именно этот показа-

тель определяет проявление породами своих физико-механических свойств. Кроме количественных показателей под самим понятием структура применительно к обломочным породам в первую очередь подразумевается форма зерен, их размеры, степень окатанности, фактура поверхности. Форма слагающих лессовые породы обломочных частиц в значительной степени определяется их размерами. Песчаный материал фации ближнего пылепада характеризуется хорошей окатанностью и округлостью с ямчатой и шероховатой поверхностью. При воздушной транспортировке возможно округление мелких зерен размером до 0,10-0,15 мм в поперечнике. Обломки более мелких размеров в большинстве случаев имеет угловатую и даже остроугольную форму В лессовидных отложениях форма обломочных зерен наследуется от лесса и зависит от примеси обломков другого происхождения обычно с лучшей степенью окатанности, которая определяется дальностью переноса.

Как уже упоминалось в типичном лессе, сложенном только эоловым материалом, структура преимущественно однородная с беспорядочной или нечеткой ориентировкой слагающего его обломочными частицами и отражает свое первичное состояние, а в лессовидных накоплениях, в которых помимо материала, принесенного ветром, может присутствовать значительное количество терригенной кластики самого различного происхождения, встречающейся на путях переноса водными потоками, создающими характерную слоистую текстуру.

3.4. Литогенез лессовых пород

Основа генетического принципа изучения формирования физико-механических свойств в лессовых толщах заключается в исследовании всех последовательных процессов породообразования, которые определяют направленность минералогических и структурно-текстурных изменений, а также перестройкой физико-механических свойств пород.

Седиментогенез. Перенос обломочного материала ветром характеризуется большим геологическим эффектом, так как эта пыльная масса измеряется миллионами тонн и переносится на тысячи километров. Перемещение большого объема обломочного материала представляет собой весьма сложный многофакторный процесс. К переменным обстоятельствам переноса и отложения эолового материала относится скорость ветра, его направление и продолжительность действия, температура и влажность, размер и состав обломочных зерен, а также особенности рельефа. Эоловый песок перемещается в узком приземном воздушном слое преимущественно скачками - сальтацией и волочением, тогда как мелкая «ластика переносится на огромные расстояния во взвешенном состоянии. Волочением по поверхности перемещается 25 % песчаных наносов. Эти процессы характерны для западных районов Кулунды и смежных территорий приближенных к областям дефляции. При транспортировке более тонкого обломочного материала в воздухе возможны частые и сильные столкновения частиц между собой, приводящие к их электризации с образованием дипо-

лей, которые после осаждения создают очень рыхлую структуру лесса, обеспечивающую его повышенную микропористость и просадочность Характер распределения по размерам подчиняется такой же закономерности: зона ближнего пылепада находится приблизительно в 200-500 км, представленная преимущественно песчаным осадком и зона дальнего пылепада, состоящая из глинисто-алевритовых отложений, в 800-1000 км от предполагаемого источника поступления эолового материала. Такое распределение эолового материала отчетливо прослеживается также по изменению физико-механических свойств лессовых пород.

Диагенез. В отличие от более глубоких стадий породообразования в диагенезе до определенного уровня участвуют гипергенные процессы, из-за близкого залегания осадка к земной поверхности и соприкосновения с атмосферой и дождевыми водами. Поэтому диагенез отличается весьма сложным взаимодействием химических и физических процессов, которые влияют на изменение минерального состава, структурно-текстурных особенностей и физико-механических свойств именно той части поверхностных отложений, которые испытывают наибольшие техногенные нагрузки. Выполненные исследования позволили установить закономерности диагене-тического преобразования пород, направленность этих процессов, характер распределения аутигенных минералов и особенности формирования вторичных структур и текстур. Основными факторами, влияющими на скорость и направленность постседиментационных изменений, являются исходный минеральный состав осадка, глубина его залегания, рельеф местности, контакт с воздушной средой, гидрохимическая обстановка, температурный режим и время. В приповерхностных условиях в первую очередь вступают в реакцию с окружающей средой наиболее неустойчивые темноцветные минералы. Железо в зоне аэрации из двухвалентного переходит в трехвалентное, окрашивая лесс и подобные ему породы в желтый цвет в условиях умеренного климата Во влажных тропиках этот материал окисляется до краснозема. Освобожденные при разложении химические компоненты участвуют в синтезе минеральных новобразований, устойчивых в условиях диагенеза. Одним из Таких элементов является кальций, который вступает в соединительную реакцию с органической углекислотой С глубиной содержание аутигенного кальцита уменьшается и у нижней границы зоны аэрации на глубине 5-7 м достигает минимума, ниже которого снова повышается количество кальцита за счет бикарбонатов, доставленных капиллярной влагой из грунтовых вод. В пониженных участках Кулундинской равнины в зонах развития сульфатных вод в порах пород появляются гипс и тенардит.

о

1 - почва, 2 - суглинок, 3 - песок, 4 - гидрооксиды железа, 5 - карбонатные и кремнисто-карбонатные конкреции

Рисунок 3.4.1 - Характеристика диагенеза четвертичных отложений Верхнего Приобья

Глинистые минералы, являющиеся одними из основных компонентов лессовых пород представляют собой наиболее чувствительные образования к воздействию окружающей физико-химической среды. В лессовых толщах Верхнего Приобья наблюдается такая схема ее диагенетического преобразования: гидрослюда- смешанноспойная гидрослюда-хлорит-монтмориллонит - смешанноспойная гидрослюда-монтмориллонит - монтмориллонит Валовое присутствие гидрослюды достигает глубины 8-10 м, ниже нарастает содержание монтмориллонита. Граница преобладающего развития монтмориллонита совпадает с границей влияния гипергенных процессов, ниже которой начинаются процессы регидратации, уплотнения, упорядочения структур аутигенных минералов. Появляется кристаллическое строение у колло-морфных образований.

Из вышеизложенных сведений следует, что стадия диагенеза по характеру и последовательности постседиментационных процессов делится на две подстадии раннюю и позднюю или по разрезу на начальную и глубинную зоны (рис.3.4.1). Начальные процессы диагенеза способствуют сохранению и закреплению первичной рыхлой структуры лесса за счет колломорфных веществ, скрепляющих обломочный костяк контактным поровым цементом глинистого состава и крустификационным тонкозернистым капьцитом-люблинитом.

Постседиментационные преобразования структурно-текстурного строения и аутигенная минерализация приводит к существенной транформации физико-механических свойств лессовых пород

Глава 4. КЛАССИФИКАЦИЯ ЛЕССОВЫХ И ЛЕССОВИДНЫХ ПОРОД

Упорядочение классификации и номенклатуры всегда было необходимо для исследований тех или иных объектов или явлений. Прежде всего, оно заключается в унификации понятий и в установлении единых общепринятых названий, терминов. В связи с углублением литолошческих исследований и расширением работ по изучению эколого-геологических свойств самых распро-

страненных и природоформирующих лессовых и лессовидных отложений Верхнего Приобья эта проблема становится все более актуальной, так как существующая здесь в настоящее время номенклатура лессовых пород, т.е. перечень понятий, названий и терминов никем не обобщалась и состоит из наименований почти свободного пользования и не всегда имеет для всех одинаковый смысл. Нет четкой формулировки понятий, в результате часто один и тот же термин у разных авторов имеет разное значение. Очевидно, что для приведения существующей номенклатуры лессовых пород к определенной системе надо придерживаться того, что употребляемые термины-наименования пород должны быть объективными, максимально соответствовать поименованной породе, однозначным по смыслу для всех и в то же время по мере возможности отвечать приоритетному праву, если оно соответствует сути.

Лессовые породы - это эоловые накопления, залегающие на месте своего отложения in situ. Они представлены гранулометрическими разновидностями - лессом (лессовым суглинком), лессовой супесью и эоловым песком. Лессовидные породы большей частью представляют собой продукты переотложения эолового материала в смеси с рыхлыми осадками, встречающимися на путях переноса Они образуют аналогичный гранулометрический ряд- лессовидные суглинки, супеси и обычные пески, в которых иногда можно обнаружить признаки текстуры (табл.4.1)

Таблица 4 1 - Классификация лессовых пород по генезису и просадочности

Лессоиды Генетические типы отложений Преобладающий размер обломков, в мм Параметры просадочности по В И Крутову [1998]

Лессовые породы Лессовидные (эолово-терригенные) породы Разновидность грунтов по степени просадочности Относительная лросадочность грунтов при давлении 0,3 МПа

Лесс или лессовый суглинок Эоловый 0,01 -0,1 Чрезвычайно просад очный >0,12

Сильно-просадочный 0.07 < ь„ й 0,12

Средне-просадочный 0,03 < Ей S 0,07

Лессовая супесь 0,01-1,0

Слабо-просадочный 0.01 S t,, S 0.03

Эоловый лесок 0,1-1,0 Условно-просадочный -0,01

Непросад очный <0,01

Лессовидный суглинок Делювиальный, пролювиальный, аллювиальный 0,01-0,1 Средне-просадочный 0,03 <и< 0,07

0,01-1,0 Слабо-просадочный 0,01 £ С* £0.03

Лессовидная супесь

Обычный песок 0,1-1,0 Условно-просадочный -0,01

Глава 5. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ ЧЕТВЕРТИЧНЫХ ПОКРОВНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ВЕРХНЕГО ПРИОБЬЯ

Химические, физические, биологические свойства литосферы являются главными факторами, влияющим на экологическую обстановку той или иной территории. Поэтому одной из главных задач экологической геологии является изучение влияния поверхностной части литосферы на природную среду, закономерностей его формирования и изменения под воздействием природных и антропогенных процессов. На территории Верхнего Приобья главный объект функциональных исследований - это четвертичные покровные отложения, представляющие основной абиотический компонент региональной экосистемы.

Функциональный анализ рассматриваемых отложений проводится, исходя из конкретного объекта исследований. Среди многообразия форм 18

влияния этих отложений на экологическую обстановку выделяются ресурсные, геодинамические и биогеохимические.

Главной составляющей ресурсных функций является природный минерально-сырьевой потенциал, обеспечивающий существование человеческого сообщества.

Четвертичные покровные отложения характеризуются большими запасами строительных материалов, органо-минерального агросырья и новыми видами минерального сырья природоохранного и сельскохозяйственного назначения.

На территории Верхнего Приобья только в Новосибирской области геологами учтено 166 разведанных месторождений кирпичного сырья с суммарными запасами 146,7 млн т Наиболее крупные месторождения приурочены к лессовым толщам Приобскому и Обь-Чумышскому плато. Кроме того, здесь известно восемь месторождений керамзито-аглопоритового сырья, большей частью сложены лессовыми и лессовидными суглинками. Балансовые запасы суглинков около 8 млн т. Они распространены преимущественно на западной половине исследуемой территории.

Русловые и пойменные отложения р. Оби и р. Берди являются поставщиками песчано-гравийных смесей, используемых для производства различных видов бетона, для изготовления штукатурных и кладочных растворов, силикатных изделий и асфальтобетонных наполнителей. Наибольшие скопления этого материала наблюдается у устьев правых притоков р Оби Общие запасы полезного ископаемого составляют около 4 млн м3. С этими же отложениями связаны месторождения строительных песков.

Территория Верхнего Приобья является площадью низкой заторфо-ванности. Однако на балансовом учете в Новосибирской области состоят 146 месторождений общей площадью 315 тыс.га с суммарными запасами 982 млн т и 382 месторождения общей площадью 172 тыс га с прогнозными ресурсами в 411 млн т. Часть месторождений торфа занимают площади охотничьих заказников и отнесены к охраняемому фонду. Из них 34 отнесены к объектам на которых запрещена хозяйственная деятельность В это число вошли месторождения, расположенные на территории комплексных и специальных заказников, имеющих научное, промышленное, санитарно-гигиеническое и рекреационное значение. До 1994 г. торф добывали на удобрение. В настоящее время изготавливаются топливные брикеты. Торф идет также на изготовление препаратов на гуминной основе, а малой степени разложения пригоден для теплично-парниковых грунтов, субстратных плит, подстилки для животных и т.д.

С торфами связаны болотные фосфаты, представляющие интерес в качестве удобрений. Практически это торфы с повышенным содержанием фосфора. Выделяют по содержанию Р2О5 вивианитовые торфы 0,5-2,5%, торфовивианиты 2,5-15% и вивианиты более 15% Они образуют линзы, прослои, пласты мощностью до 2-3 м. Кроме фосфора болотные фосфаты содержат большое количество кальция. Предварительная геолого-экономическая оценка, проведенная Новосибирск-геологией и СНИИГиМСом, показала, что имеющиеся ресурсы и уже разведанные запасы болотных фосфатов при их использовании в сельском хозяйстве могут в значительной степени снизить дефицит фосфора в почвах Западной Сибири В четырех разведанных месторождениях запасы болотного фосфата составляют 8,5 млн т.

Общие прогнозные ресурсы болотных фосфатов Новосибирской области по категории Рч + Рг составляют 20 млн т.

На исследуемой территории Верхнего Приобья, особенно в ее западной части насчитываются тысячи озер, где они занимают до 10% площади. По химическому составу воды озер северных районов пресные гидрокарбонпатно-кальциевые, а на юге и юго-западе солоноватые сульфатные и гидрокарбонатно-кальциевые, натриевые и магниевые, соленые и горько-соленые. Пресные озера в основном бессточные, мелководные до 2 м, питают их атмосферные осадки, чем обеспечена небольшая минерализация 1-3 г/л С этими пресными водоемами связаны скопления сапропеля с высоким содержанием кальция.

Сапропель - это современные озерные органо-минеральные образования, содержащие биологически активные белки, жиры, протеины, витамины, ферменты, гормоны и т.д., а также повышенная концентрация жизненно важных макро- и микроэлементов. Различие в составе и свойствах сапропелей отдельных месторождений определяется геолого-геоморфологичесхими условиями окружающего их ландшафта.

Сапропели могут быть использованными в качестве минерально-витаминной подкормки для животных и птиц, для удобрений, улучшения структуры бедных тяжелых почв. Примером сапропелевого месторождения является Минзелинское озеро в 40 км северо-восточнее г. Колывани.

Запасы сапропеля 18,8 млн м3, при зольности 43-69 %, состоящей в основном из оксида кальция до 36 %, кремния 5-19 % и железа до 9 %.

В Западной Сибири 53,4 % или около 11 млн га пахотных земель требует известкования. Потребность в таких химических мелиорантах только для кислых и среднекислых почв ориентировочно определяется в 10-12 млн т. Фактически эта потребность удовлетворяется только на 10%. Удовлетворение потребностей Верхнего Приобья можно решить увеличением добычи озерной или болотной извести - гажи и ключевых отложений, вовлечение осадков с высоким содержанием легкорастворимого соединения кальция и раковин моллюсков, а также маломощных 0,2-2,0 м прослоев рыхлых известняков, залегающих под почвой в некоторых районах Верхнего Приобья.

Гажа, болотные и озерные мергели можно применять в качестве мелиоранта для раскисления почвы в природном виде без дополнительной переработки, так как добывается в сыпучем состоянии. При этом они содержат легкорастворимое карбонатное вещество, обладающее биологической активностью. Месторождения болотно-озерной гажи известны в Алтайском крае, Новосибирской, Омской, Томской, Тюменьской областях. Наиболее широко распространены мелкие проявления и месторождения гажи с запасами до 10 тыс.т. Основной породоообразую-щий минерал - кальцит 70-90 %. Характерно повышенное содержание Р2О5 и оксида марганца, имеющие большое значение в развитии растений, в повышении урожайности и качестве сельскохозяйственной продукции.

Кулундинская впадина есть часть крупной Обь-Иртышской соле-родной провинции. Она характеризуется наличием большого количества природных минеральных солей соды, мирабилита, гипса, галита и др. Содоносными являются современные озерные отложения. Содовые озера представляют собой бессточные котловины, питаемыми немного-

численными ручьями, речками и грунтовыми водами. Они образуют цепочки, вытянутые с юго-запада на северо-восток, ориентированы вдоль древних речных долин, которые в свою очередь, контролируются системой глубинных разломов. Сода содержится в поверхностной рапе озер, грунтовых рассолах и донных отложениях. Максимальная мощность прослоев соды 0,3 м. Наиболее крупным месторождением является Но-вомихайловское месторождение природной соды, объединяющее систему озер Танатар.

В пределах Новосибирской области и Алтайского края широко развиты солончаковые почвы, нуждающиеся в химической мелиорации. Ориентировочно их площадь занимает 250 тыс.га. Для улучшения физико-химических свойств и повышения плодородия солонцов и солонцеватых почв в них вносится гипс с целью замены натрия на кальций. Потребность в гипсе при норме расхода 15-20 т/га оценивается в весовом количестве 3750-5000 тыс.т. Эта потребность для Верхнего Приобья покрывается за счет местных ресурсов. В настоящее время здесь известны два месторождения гипса - озера Джира и Дунай.

В 45 км северо-восточнее ст. Кулунда (железная дорога Омск-Барнаул) находится месторождение Джира, представленное озером площадью 10 км2. Пласт гипса является современным донным осадком. Мощность залежи гипса изменяется от 1 до 2 м.

Гипс представляет собой рыхлую сыпучую массу серого и желтовато-белого цвета. Разведанные запасы гипса по промышленным категориям составляет 9 млн т.

Особый интерес представляет потенциальные ресурсные возможности рассматриваемых отложений. Имеется в виду открытые в последние годы минеральные сорбенты, ионообменники и биостимуляторы, которые в таком качестве никогда не использовались и которые не уступают по своим свойствам традиционным аналогам. Минеральные биостимуляторы выполняют биогеохимическую функцию. Эти вещества, поедаемые животными для обеспечения организма необходимыми для жизнедеятельности химическими элементами и называемые фаголитом или кудюритом, состоят из минеральных веществ, которые при внесении в корм курам ускорял их рост, уменьшал заболеваемость, повышал яйценоскость (табл. 5 1.1) В дикой природе биостимулирующие минеральные накопления представлены так называемыми зверовыми солонцами Они широко распространены в горной части Верхнего Приобья. Минеральный субстрат некоторых зверовых солонцов используются местными жителями в качестве лекарственных средств.

Таблица 5 11

Результаты опытов по скармливанию птиц минеральным веществом

Опытные показатели Контрольная группа птиц Группа птиц, получавшая минеральные вещества

Продолжительность опыта, дней 180 180

Среднее поголовье, голов 51,7 52,0

Сохранность птиц, % 90,8 92,6

Валовой сбор яиц, штук 7416,0 7787,0

Яйценоскость, штук 141,1 151,2

Интенсивность яйцекладки, % 75,4 79,2

Валовой расход кормов, кг 1067,0 1054,0

Расход кормов без минеральной добавки, кг 1067,0 1001,0

Расход минеральных веществ, кг -------- 53,0

Экономия корма, кг 66,0

Стоимость 1 ц кормов, руб 20,0 20,0

Эффект от экономии кормов, руб. 13,2

Получено дополнительно яиц, штук +371,0

Прибыль от реализации яиц, руб. +37,1

Прибыль за счет сохранности птиц, руб 2,91

Общий экономический эффект, руб. ------------------ 53,21

Общий экономический эффект от добавки 1 кг минерального вещества, руб 1,0

Прибыль на 1 руб. затрат 100,4

"Расчеты произведены по ценам начала 1991 г профессором НСХИ К Я Мотовиловым

Новые минеральные сорбенты выявлены специально поставленными экспериментами. Перспективные в качестве сорбентов породы - маршаллит, углистый аргиллит, вермикулитсодержащий сланец и гидрослюдисто-хлоритовая глина в опытах сравнивались с хорошо известным сорбентом-цеолитом Наилучший результат показал вермикулитсодержащие сланцы, ко-

торые по некоторым показателям превосходит цеолит (табл. 5.1.2). Эти сланцы пользуются широким распространением в Присалаирье (рис. 5.1.1).Только на одном Корниловском участке его запасы оценены в 60 ООО т.

Хорошие избирательные поглотительные свойства показали и другие опытные породы. Так углистый аргиллит может снизить концентрацию ртути в растворе в несколько десятков тысяч раз.

Ставились эксперименты по использованию донных илов стареющей и погибающей степной реки Карасук в качестве удобрений на прилегающих полях. Донные илы, обогащенные органикой, добывались при расчистке и углублении русла реки. Получены хорошие предварительные результаты по урожайности пшеницы и ячменя.

В настоящее время на всем земном шаре почва подвергается губительным воздействиям техногенеза. Ее продуктивность падает из-за истощения, эрозии, сведения лесов, засоления, подкисления, развития процессов урбанизации, строительства дорог, аэропортов и промышленных предприятий, а также из-за применения химикатов. Много вреда приносит почве ее неправильная и интенсивная обработка.

Таблица 5.1.2

Изменение концентрации элементов в растворах при использовании-сорбентов разного минерального состава

№№ п/п Номера образцов Название пород Концентрация растворов, мг/л и кратность разбавления

Сг Си 7х\ № нд РЬ Сс1

Исходный раствор 50 50 50 10 5 3 0,1

1. Ел92/1 Маршаллит глинистый 1,02 53,13 2,06 111 6260 600 100

2. Ел92/2 Маршалл ит +0,6 2,3 1,16 66,7 3333 500 1,67

3. Ур92/1 Аргиллит углистый +0,05 833 40,3 0 25000 200 50

4. Ит92/1 И 0 312 500 333 0 176 333

5. Пещ91/4 Сланец вермику-литсодержащий 1,05 2500 312 333 4545 81 33

6 Кор91/3 1,006 625 278 66,7 16667 500 33

7. Кор91/4 +1,6 1250 227 62 16667 1000 20

8. Кор91/6 II +4,6 454 185 1000 3571 500 33

9 Сов92/1 +1,9 833 227 91 0 50 4,8

10. Тюн86/1 Глина гидрослю-дисто-хлоритовая +5,0 79 23 88,6 8333 50 21'

11. Пегас Цеолит-пегасин +4,3 333 116 1000 50000 42,9 20

12 ДТ93/1 Диатомит 14,20 135,0 8,62 15,6 75,0 5,0

13 Гор93/1 Горельник 8,62 32,68 1,3 12,65 37,50 3,33

Условные обозначения

Кюпеканенкоуголыше отлоиения. 5 вермикулитсодерюаие глинистые | сланцы, алевролита, пес чаники, ар-гиллвтн, конгломераты. известняки

¡Проявления вермякулитсодержащих глинистых сланцев

Рис 5.11 Карта проявлений вермикулитсодержащих сланцев

На территории Верхнего Приобья В.А. Хмелев (1989) выделил одиннадцать подтипов черноземов: 1 - южные черноземы, 2 - обыкновенные, 3 -то же повышенной мощности, 4 - типичные, 5 - выщелоченные, маломощные, 6 - то же средней мощности, 7 - выщелоченные и оподзоленные с пятнами типичных повышенной мощности , 8 - оподзоленные с пятнами выщелоченных, 9 - то же повышенной мощности, 10 - солонцеватые и осолоделые, 11 - неполнопрофильные, сильно щебнистые.

Анализ распределения этих подтипов черноземов на территории Верхнего Приобья показал их отчетливую взаимосвязь с минеральным составом и происхождением пород, по которым они сформировались. Наиболее плодородные и мощные до 0,7-0,9 м черноземы развиваются по типичному лессу, обладающему повышенными первичными пористостью и просадочностью, которые способствуют бурному размножению и росту корневой системы растений. Выщелоченные и оподзоленные черноземы характеризуются пониженной мощностью 0,5-0,7 м и меньшим плодородием, а оподзоленные черноземы имеют еще меньшие мощности 0,3-0,5 м и биологическую продуктивность. Они образуются по делювиальным и пролювиальным отложениям. Солонцеватые и осолоделые почвы маломощные 0,15-0,3 м. почти бесплодные, на которых произрастают только растения галофиты. Подстилающие породы малопористые и непросадочные озерно-аллювиальные и озерные, часто с хемогенным цементом С другой стороны эта взаимосвязь контролируется геоморфологическим строением территории. Так обыкновенные и типичные черноземы распространены на Приорбском и Обь-Чумышском плато, на поскогривных водораз-

делах, местами в виде останцов на предгорных равнинах, где лесс сохранился без переотложения На большей части территории наклонных равнин поверхностные отложения представлены преимущественно пролювиальными и делювиальными образованиями с частично деградированным черноземом. Низменные равнины Кулунды и юго-восточные районы Барабы покрыты озерно-аллювиальными и озерно-пролювиальными осадками, представленными плотными породами с маломощным и обедненным гумусом почвенным слоем.

Из приведенных примеров выделяется генетическая связь формы рельефа, типов отложений, видов почв со своими биоценозами. Следует отметить, что сельскохозяйственная деятельность на рассматриваемой территории вносит существенные поправки на естественную обстановку. Степень распаханности земель по геоморфологическим районам показывает, что наибольшие площади возделываемых земель приходится на наиболее плодородные черноземы Приобского и Обь-Чумышского плато и прилегающие к ним районы Предалтайской равнины, где она достигает 51-57 %, а в некоторых хозяйствах общая распаханность достигает 80-90 % .

Такая усиленная эксплуатация земель увеличила и ускорила процессы эрозии лессовых черноземов. К концу прошлого столетия общая площадь, занятая овражно-балочными системами уже составляла около 15 %, и она неуклонно растет. Особенно быстро увеличиваются склоновые овраги, ежегодный прирост которых достигает 5-10 м, а в отдельные годы -до 50 м. В то же время осолонцованные и осолоделые почвы в силу более плотного сложения и залеганию ближе к базису эрозии подвергается меньшему размыву и дефляции.

Ресурсные функции несут также водоносные горизонты, залегающие в русловых, пойменных отложениях р. Оби и четырех ее террас. Водоносными являются крупнозернистые пески с включениями гравия и галек. В районе пос Колывани такой горизонт находится в разрезах поймы и низких террас на глубине до 0,5-10,0 м, а на высоких террасах - до 25-40 м Преобладающая мощность песчаных горизонтов 10-30 м. Уровни безнапорных и слабонапорных подземных вод отмечаются на глубинах до 5 м на пойме и низких террасах и от 5 до 30 м на высоких террасах Водообильность аллювия уменьшается от низких с дебитом скважин 20,6 л/ с к высоким террасам с дебитом скважин от долей до 12 л/с. Воды пресные с минерализацией до 0,5 г/л, редко до 1 г/л в тыловых частях террас. Общие эксплуатационные ресурсы вод 2805 м3/сутки.

В долине р. Оби разведан 17 участков подземных вод для хозяйственно-питьевого водоснабжения населенных пунктов.

Нижне-среднечетвертичный водоносный горизонт краснодубровской свиты распространен на юго-востоке Новосибирской области, представляющая часть крупного артезианского бассейна Бийско-Барнаульской впадины. Залегает на глубине от первых метров до 36 м, и сложен мелкозернистыми песками Мощность горизонта увеличивается к югу от 2 до 89 м. Горизонт водообилен с дебитом скважин 12-20 л/с Воды пресные с минерализацией до 0,5 г/л. Содержание железа 1,7-2,4 мг/л. Прогнозные эксплуатационные ресурсы составляют 290 тыс. м3/сутки.

Основополагающим геодинамическим фактором является тектоническая обстановка территории Составляя юго-восточную окраину ЗападноСибирской плиты, Верхнее Приобье представляет собой относительно стабильную территорию. Выделенные здесь Приобское плато, Каменьское поднятие, Кулундинская впадина, Предалтайский прогиб и др. начали фор-

мироваться в меловую эпоху.' Эти структуры унаследованы молодым осадочным чехлом.

Приобское плато характеризуется пологими увалами и глубокими долинами, строго ориентированными в северо-восточном направлении Такую же ориентировку имеют блоковые структурные ступени и разделяющие их разломы. Поднятие этой территории происходит с середины раннего плейстоцена до настоящего времени, судя по глубине врезов речных долин, достигает 100-150 м. Следует отметить, что магнитные и гравитационные аномалии также простираются в северо-восточном направлении. Такое тектоническое развитие Верхнего Приобья предопредилило вполне определенный характер рельефа и распределение геодинамического потенциала Однако близость Горно-Алтайской сейсмически активной зоны, оказывает существенное влияние на особенности проявлений геодинамических функций на рассматриваемой территории

Геодинамические функции локального значения выполняют проса-дочные явления, которые контролируются литологическими факторами, детально описанными в главе 3.

Глава 6. ЭКОСИСТЕМЫ ВЕРХНЕГО ПРИОБЬЯ

С геоэкологической позиции территория Верхнего Приобья представляет собой офомную региональную экосистему, занимающую юго-восточную часть Западной Сибири.Главный абиотический компонент этой системы состоит из рыхлых и слабосцементированных отложений поздне-четвертичной субаэральной формации и ранне-среднечетвертичных отложений краснодубровской свиты на правобережной относительно р Оби части рассматриваемой территории. В накоплении этих отложений большую роль играли эоловые процессы, оказавшие существенное воздействие на проявление ими экологических функций. По ландшафтным признакам вся территория Верхнего Приобья, за исключением южной части, относится к лесостепной и степной зоне с характерными биогеоценозами.

Как показали проведенные исследования, экологические функции четвертичных покровных отложений Верхнего Приобья в пределах разных структурно-геоморфологических единиц проявляется неодинаково, что обусловлено пространственной неоднородностью и пестротой вещественных и геодинамических основ локальных природных экологических систем меньшего порядка. Форма проявления и функциональная структура этих локальных системных образований определяются тектонической обстановкой, литологическим составом, гидрогеологическим режимом и другими факторами, имеющими территориальные ограничения. Их формирование и про-странствнно-йременное развитие в первую очередь отражается на ландшафте местности, характеризующимся взаимнообусловленными связями между рельефом, микроклиматом, водами, типами почв, растительностью и животным миром. Ландшафтная обстановка является одним из критериев, определяющих границы природных экосистем.

На территории Верхнего Приобья по комплексу экогеологических признаков - особенностям современного рельефа, истории его развития, геологическому строению, водному режиму, почвообразовательным процессам, растительному покрову и связанными с ними живыми организмами, а также проявлением экологических функций здесь вырисовываются семь

локальных экосистем - Приобского плато, Обь-Чумышская, Предалтайская, Присалаирская, Кулундинская, Восточно-Барабинская и долина р. Оби.

Экосистема Приобского плато является хорошо выраженным в рельефе прототипом природной экосистемы этого региона Она представляет собой саморазвивающееся сложное образование с закономерными взаимосвязями между составляющими ее компонентами. Приобское плато - это плоская возвышенная равнина, расчлененная на плосковершинные увалы ложбинами древнего стока. Наивысшая точка плато 307-325 м. В тектоническом отношении плато соответствует Барнаульской структурной террасе Граница с Кулундин-ской низменной равниной проходит по флексурному уступу высотой 50-75 м. Покровные отложения представлены субаэральной нижне-среднечетвертичной краснодубровской свитой и верхнечетвертичными эоловыми накоплениями. Общая мощность лессовых накоплений местами достигает 50 м. Они представлены в основном лессом и в меньшей степени лессовидными суглинками. Приобское плато расположено в зоне лесостепи.

Являясь благоприятным почвообразующим субстратом, лесс обеспечил образование мощного до 0,.7- 0,9 м плодородного слоя черноземной почвы, что стало причиной полной распаханности всех пригодных для этого площадей - степень распаханности 51 %. Рыхлое строение, высокая пористость 48-60 % и просадочность представляет серьезную проблему для проектирования оснований фундаментов зданий и различных сооружений, а также способствует интенсивному развитию эрозии. Именно в пределах этой морфоструктуры усилился за последние годы такой опасный вид эрозии, как овражный. Из общей площади земель 8 % приходится на овраги.

Гидрогеологические условия Приобского плато характеризуется широким распространением верховодки. Глубина ее залегания колеблется от 0,5 до 3 м в понижениях рельефа и от 3 до 5 м на водоразделах и склонах. Грунтовые воды залегают на глубине от 10 до 20 м в понижениях. Они приурочены к линзам и прослоям песков краснодубровской свиты. Воды преимущественно гидрокарбонатно-кальциевые с минерализацией до 1 г/л.

Обь-Чумышская экосистема выделяется в пределах одноименного плато. В тектоническом плане оно являеется одной из структурных террас-ступеней на юго-востоке Бийско-Барнаульской впадины. Характеризуется полого-увалистым рельефом с аблютными отметками 200-300 м на сервере и 300-400 м на юге. Плато сильно расчленена эрозионной сетью. Глубина вреза рек Оби и Чумыша достигает 150 м. Общая площадь, занятая оврагами 13 % Сравнительно ровные участки в рельефе на северо-западе полностью отсутствуют Плато покрыто отложениями верхней краснодубровской подсвитой, представленной лессом и лессовидными супесями, общей мощностью до 20-30 м. Они обладают большой пористостью и сильной про-садочностью Развитый по лессу слой черноземной почвы имеет мощность ) 0,7-0,8 м Степень распаханности территории около 40 %.

В толще краснодубровской свиты залегают два водоносных горизонта. Они связаны с линзами и маломощными прослоями мелко- и среднезер-нистых песков. Наиболее мощные и выдержанные прослои приурочены к основанию разреза. Воды напорные. Они выходят на поверхность в виде многочисленных родников. По составу воды гидрокарбонатно-кальциевые Верховодка встречается в понижениях рельефа, образует местную заболоченность. Растительный покров типично лесостепной, переходящий на восток в таежную зону.

Присалаирская экосистема выделяется в зоне перехода Салаирского сводово-глыбового поднятия в Кулундинско-Барабинскую впадину. Территория представляет собой аккумулятивно-денудационную равнину с абсолютными отметками 200-300 м, понижающимися в сторону р. Оби. Она характеризуется холмисто-увалистым рельефом с широко разветвленной речной системой, относящейся к бассейну р. Чумыш и правым притокам р. Оби - Верди и Ине. К долине р. Оби рельеф выполаживается и менее расчленен. Значительная часть территории распахана (37 %) Почва здесь черноземная выщелоченная, пятнами оподзоленная, мощностью 0,3-0,5 м. Почвообразующие породы сложены четвертичными лессовидными и лессовыми отложениями мощностью 510 м. Лессовидные суглинки среднепросадочные, пористые (40-45 %) с обилием макропор диаметром до 2 мм. Типичный лесс сильно просадочный и пористый (до 50 %). Здесь имеются многочисленные выходы палеозойского фундамента с развитыми на них корами выветривания. Территория отличается сложными гидрогеологическими условиями с преобладанием пресного гидрокарбо-натно-кальциевого типа вод. Она занята разнотравно-луговой лесостепью с колками березовых рощ и массивами сосновых боров.

Экосистема долины р. Оби и ее крупных притоков представлена хорошо развитой поймой и тремя-четырьмя надпойменными террасами. Контуры долины в районе г. Барнаула следует параллельно крупному глубинному разлому -Барнаульскому краевому шву. Долина р. Оби глубоко врезана в подстилающие отложения до глубины 4-60 м при ширине 5-20 км. Долина ассиметрична. Надпойменные террасы сложены различными осадками - от песков и супесей до суглинков и глин, иногда отмечаются тонкие проспои (до 10-15 см) лесса. Ложе реки песчаное, местами заиленное, а в верхнем течении в его сложении присутствуют гравий и гальки. В составе пойменных отложений выделяются русловые, пойменные и старинные фации, представляющие экосистемные подразделения более низкого порядка. Суглинки и супеси слабопросадочные и непро-садочные, пористость около 30-35 %. Прослои маломощные, часто с косослои-стой текстурой для песков и супесей и тонкослоистой для суглинков и глин Почвенный слой маломощный 0,15-0,3 и увеличивается от террасы к террасе вверх от поймы. Все надпойменные террасы хорошо выражены плоскими поверхностями и озерами-старицами, прирусловыми валами, участками болот. Эоловые формы рельефа присутствуют на всех террасах. Аллювий сложен песками, супесями, суглинками и глинами. Последние представлены в основном старинными осадками. Мощность пойменных отложений составляет 5-6 м, иногда 10-15 м. Мощность отложений надпойменных террас изменяется от 5-15 до 20-25 м.

Кулундинская экосистема территориально совпадает с Кулундинской впадиной, отделенной от Приобского плато флексурным перегибом, осложненным сухими дельтами долин древнего стока В центральной наиболее пониженной части Кулунды имеются многочисленные большей частью минерализованные озера с низкими террасами. Территория низменности характеризуется плоским и слабоволнистым рельефом с абсолютными отметками 130-160 м и пятнистым распределением озерно-аллювиальных, аллювиальных и песчаных эоловых накоплений средне-верхнечетвертичных отложений. Мощности этих отложений от 6-15 до 50 м. На территории Кулундинской равнины выделяются две разноуровневые субконцентрические поверхности с абсолютными отметками 125-145 м и 150-160 м. В южной части Кулунды распространен бугристо-грядовый рельеф с песчаными дюнами высотой от 5 до 15 м

Озерно-аллювиальные отложения карасукской свиты представлены песками, супесями, суглинками, иногда глинами. Встречаются линзы мергелей и торфа Они перекрыты маломощным слоем (0,15-0,20 м) лесса. Верхнечет-вертачные озерные и озерно-болотные отложения выполняют плоские понижения и сложены илами, иловатыми суглинками, супесями и песками Мощность этих осадков от 1 до б м. Хемогенные накопления приурочены к донным осадкам современных озер, где они образуют залежи соды, мирабилита, гипса, мергеля или карбонатных илов, общей мощностью до 1,6 м.

Современные отложения представлены субаэральными лессовыми суглинками и супесями, большей частью по составу тяжелыми, карбонатными, местами сульфатно-карбонатными. Значительная часть площади Кулундинской степи с поверхности сложена мелкозернистыми песками, местами формирующими эоловые формы рельефа Кулунда отличается большим разнообразием глубин залегания фунтовых вод В пределах возвышенных участков глубина залегания подземных вод 10-14 м. Площади плоских и слабоволнистых равнин с гриво-заладинным рельефом глубина залегания подземных вод 3-5 м. Вблизи озер воды залегают на глубинах менее 3 м., а в пределах приозерных террас -менее 1 м Подземные воды Кулунды характеризуются большим разнообразием химического состава и степенью минерализации. Воды с минерализацией до 1 г/л гидрокарбонатно-кальциевого и гидрокарбонатно-магниевого состава распространены в наиболее возвышенных участках, с понижением гипсометрических отметок местности степень минерализации вод увеличивается до 5 и более г/л В составе вод появляется сульфатная составляющая, а на самых низких отметках - хлоридно-гидрокарбонатная натриево-кальциевая и сульфатно-гидрокарбонатная натриево-магниевая воды.

Средне-верхнечетвертичные отложения отличаются слаболросадочны-ми фунтами, представленными лессовидными породами и лессом, занимающими положительные формы рельефа, а непросадочные - низинные участки рельефа.

Березовые колки занимают не более 4 % территории Кулунды. Широко распространены солонцы и местами вкраплены солончаки с растениями галофитами. Длинные песчаные гривы заселены соснами, образующими "ленточные боры" длиною в несколько сотен километров.

Восточно-Барабинская экосистема распространяется на северо-запад от Приобского плато, занимая значительную часть Новосибирской области. В тектоническом плане это восточная окраина Омской впадины По своему природному облику она представляет собой обширные распаханные площади с большими заболоченными пространствами, солонцами и солончаками, сосново-березовые леса с торфяными болотами и лугами. Поверхностные современные отложения сложены озерно-аллювиальными накоплениями, местами всхолмленными приречными увалами, гривами, а в понижениях рельефа наблюдается сильная заболоченность, и располагаются озерные впадины с пологими бортами Заболоченность достигает 30 % территории. Бараба отличается очень большим распространением засоленных почв, покрывающих более половины ее площади. Степень засоленности уменьшается к северу. Почвенной покров характеризуется пестротой состава: подзолистые почвы занимают более 6 %, осолоделые -около 5 %, солонцы и солончаки - до 20 %, болотные и заболоченные -более 38 %, оподзоленных и осолоделых черноземом около 13 %, под озерами до 4 %. Безлесная и нераспаханная часть равнины покрыта лугово-степной и болотно-луговой растительностью. Подпочвенный субстрат -

тяжелые суглинки, супеси, глины большей частью слабо просадочные, условно просадочные и нелросадочные.

Воды Барабы отлтичаются неглубоким залеганием водоносных горизонтов от 1,5 до 5 и более метров. Химический состав - гидрокарбонатно-кальциевый, гидрокарбонатно-сульфатно-кальциевый. Вода в основном пресная до 1 г/л, в засоленных местах до 5 г/л.

Как видно по геоэкологической характеристике, выделенные экосистемы в пределах Верхнего Приобья, являются для этой территории наиболее выразительными локальными экосистемными единицами со своими средообразующими компонентами и вполне определенными экологическими функциями, внутрисистемными связями, позволяющими каждой из них существовать и осуществлять процессы саморегуляции.

Несмотря на то, что понятие экосистема считается безразмерной (Н.Ф.Ремерс, 1990) , в практической деятельности человеку приходится иметь дело с вполне определенными физическими объектами разных иерархических уровней их организации, характеризующихся конкретными и специфическими проявлениями экологических функций на ограниченной территории, имеющей межсистемные разделительные линии. Эти условные границы расчленяют разные соотношения и взаимосвязь экологических компонентов со сменой условий среды существования системы.

Совокупность разнообразных внутрисистемных и межсистемных связей на территории всей нашей планеты составляет глобальную экосистему - биосферу как область системного взаимодействия живого и костного вещества на всей Земле и представляющую высшую ступень иерархии природных экосистем.

По геоэкологическому принципу в ряду функционального соподчинения глобальную экосистему предлагается разделить по такой реально существующей иерархической градации: глобальная экосистема (биосфера) -зональная экосистема - региональная экосистема - локальная экосистема (табл. 6.1).

Биосфера по В.И. Вернадскому - это зона существования жизни на Земле, взаимодействия живого и костного вещества.

Зональная экосистема составляет следующую иерархическую ступень, примером которой могут служить климатические пояса или ландшафтные провинции, занимающие обширные площади и характеризующиеся определенными абиотическими и биотическими компонентами со взаимосвязью высших уровней организации. Известно, что лессовые породы с характерным для них желтым цветом распространены только в умеренных климатических поясах Это объясняется тем, что только при этом температурным режиме основной хромофор осадочных пород железо окисляется до гидроксидов желтой окраски. В условиях тропического климата аналогичный материал превращается в краснозем или латерит интенсивного красного цвета, свойственного гематиту. В этой зоне свой круговорот веществ в верхней части литосферы, своя экологическая функция, который оказывает соответствующее влияние на метаболизм растений, животных, микроорганизмов.

Зональные экосистемы слагаются из региональных, отличающихся более конкретными экологическими признаками Так, южная часть Западной Сибири представляет собой крупный регион распространения эоловых отложений, состоящих из лесса и продуктов его переотложения в смеси с другими осадками и выделенных И.А. Волковым (1971), как позднечетвертич-

ная субаэральная формация, которая перекрывает самые разные по генезису, составу и возрасту породы. Хотя лессовые породы довольно однообразны, они обладают характерными особенностями, сохраняющимися на огромных пространствах (цвет, минеральный состав, структурно-текстурные особенности, физико-механические свойства), что обусловлено единым происхождением. Кроме того, лессовые отложения способствуют формированию своеобразных эолово-аккумулятивных форм рельефа - гривы, гряды, дюны Такая конкретная геологическая обстановка характеризуется проявлением вполне определенных экологических функций.

Локальные экосистемы для Верхнего Приобья являются наименьшим системным подразделением, примеры которых описаны в начале раздела.

Они объединяют еще меньшие по объему и внутрисистемной связи компоненты, которые можно было бы назвать экосубсистемой (экоподси-стемой).

Предлагаемая иерархия природных экосистем отличается простотой и универсальностью с использованием терминов, используемых специалистами разных профилей. Однако при эколого-геологических исследованиях, когда доминантную роль играют геологические понятия, удобным и правильным было бы использовать геологическую номенклатуру для составляющих экосистему костных компонентов, которая давно узаконена и используется всеми геологами (табл. 6.1). Добавление приставки "эко" показывает применение номенклатуры в экологическом смысле' экосфера -экокомплекс - экоформация - экогенотип - экофация.

Таблица 61

Иерархическая градация экосистем_

Геоэкологическая градация Экогеологическая градация

Биосфера (глобальная экосистема) Экогеосфера (верхняя часть литосферы)

Зональная экосистема Экокомплекс

Региональная экосистема Экоформация

Локальная экосистема Экогенотип

Экосубсистема Экофация

Экосфера является совокупностью геологических составляющих верхней части литосферы, тропосферы и гидросферы (Н.Ф.Ремерс, 1990) Экокомплекс представляет собой совокупность геологических объектов, связанных единством по возрасту, составу, генезису и проявлений экологических функций. Примером может служить Обь-Иртышская солеродная провинция с биотой, характерной для аридных и семиаридных климатических зон. Экоформация - это сообщество геологических тел, образовавшихся в пределах основных структурных типов земной коры и объединенных генетическими, парагенетическими, литологическими, петрографическими взаимосвязями, создающими свойственные только ей экологическое воздействие на природу Экогенотип - составная часть экоформаций и представляет собой локальную совокупность геологических факторов, несущих экологические функции местного характера. Литологическим аналогом экогенотипа может быть генетический тип отложений, со своими функциональными свойствами. Экофации - это осадки, образовавшиеся в определенной физико-географической обстановке и являющиеся составными

частями экогенотипа. Например, аллювиальные отложения со слагающими их русловыми, пойменными и старичными фациями.

Предлагаемая геоэкологическая и экогеологическая системная градация преследует прагматическую цель экологической геологии - создание пространственной основы исследования и оценки эколого-геологической обстановки конкретной территории с выражением ее масштаба и географической приуроченности, с установленными или прогнозируемыми ресурсными, геодинамическими, геохимическими и геофизическими функциями, а также класса состояния, обусловленного ими геоэкологических условий, степени комфортности проживания человека, благоприятного для развития животного и растительного мира. Выделенные системные подразделения являются необходимым фактологическим материалом при геоэкологическом картировании и составления геоэкологического кадастра исследуемой территории.

А - граница региональных экосистем (экоформаций) восточной и западной части Верхнего Приобья, Б - границы локальных экосистем (экогенотипов), В - границы горных систем

Локальные экосистемы 1 - Приобская; 2 - Обь-Чумышская; 3 - Присалаирская; 4 - ПредаЛтайская; 5 -Кулундинская; 6 - Барабинская; долина р. Оби Рис 6 1 Схематическая карта геоэкологического районирования территории

Верхнего Приобья

Глава 7. ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ ЛИТОСФЕРЫ НА ТЕРРИТОРИИ ВЕРХНЕГО ПРИОБЬЯ

Познание закономерностей распределения экологических функций литосферы имеет важное теоретическое и практическое значение Оно необходимо для научного обоснования методов рационального освоение природных ресурсов, выделения территорий с разной эколого-геологической обстановкой, установления их экологической емкости, что в свою очередь дает возможность оценки и прогнозирования степени их пригодности для развития жизни и, прежде всего, человека., предвидения устойчивости к природным и антропогенным воздействиям, возникновения зон повышенного экологического риска и геодинамических напряжений Одним из направлений решения рассматриваемых задач является геоэкологическое районирование.

Вопрос районирования территории по особенностям проявления экологических функций литосферы из-за новизны эколого-геологического направления исследований еще мало изучен. Для решения этой комплексной проблемы потребуется привлечение всех имеющихся знаний, накопленных при изучении общей и региональной геологии, тектоники, геоморфологии, инженерной геологии, гидрогеологии, почвоведении и других наук по рассматриваемому региону. Из анализа имеющихся фактических материалов по Верхнему Приобью выявлено, что основными региональными факторами, определяющими экологические функции отдельных частей территории, являются тектонический, проявляющийся через морфогенетические типы рельефа, литологиче-ский (генетические типы отложений, вещественный состав) и климатический со своим температурным режимом и влажностью.

Экологические функции литосферы на территории Верхнего При-обья реализуются четвертичными покровными отложениями - поверхностным чехлом самой верхней части земной коры этого региона, вещественной основой региональной экосистемы и главным источником всех их природчых свойств. Исходя из этого положения выбор критериев геоэкологического районирования основан на детальном изучении минерального состава, геохимических, физико-механических и биологических свойств пород, создающих ресурсные, геодинамические, геохимические и геофизические потенциалы.

Выполненными исследованиями установлено, что каждая структурная форма рельефа на территории Верхнего Приобья характеризуется своим генетическим типом отложений с определенным минеральным и гранулометрическим составом, геохимическими и физико-механическими параметрами, а также обусловленными ими экологическими функциями Каждый из этих показателей играет свою роль в процессах взаимосвязи между составляющими компонентами экосистем

разных уровней организации. Минеральный состав и геохимические условия образуют вещественную основу природных экосистем, их межсистемные и внутрисистемные связи, а физико-механические свойства контролируют динамику функционирования природных экосистем и их экологическую устойчивость к внешнему природному или антропогенному воздействию. Из чего следует, что геоэкологическое районирование есть экосистемный анализ литологическими методами. Это видно на таком примере. По результатам литологических исследований территория Верхнего Приобья разделяется на две крупные экоформации, территориально разделенные на восточную - Приобское, Обь-Чумышское плато, Предалтайсакая и Присалаирская предгорные равнины и пониженную западную - Кулундинскую и юго-восточную часть Барабинской равнин. Граница между ними проходит по линии флексурного перегиба, отделяющего Приобское плато от Кулундинской впадины.

Восточная экоформация является территорией с гривно-увалитсым рельефом и широким развитием рыхлых эоловых, пролюви-альных, аллювиальных и делювиальных отложений, сложенных типичным лессом и лессовидными породами с максимальными для этих генетических типов пористостью и просадочностью, с распространением благоприятных условий для формирования плодородного чернозема повышенной мощности, с глубоким залеганием подземных вод и слабым процессом заболачивания и в то же время является территорией с наиболее неустойчивыми геодинамическими показателями. Это предгорная зона сочленения юго-восточной части Западно-Сибирской плиты и при-платформенной части горной системы Алтая, характеризующаяся повышенным тектоническим напряжением, интенсивной эрозией, овраго-образованием по краевым уступам, со значительной распаханностью, с наибольшей урбанизацией, в том числе с наличием в этой зоне таких крупных городов как Новосибирск и Барнаул (табл.7 1).

Западная экоформация представляет собой территорию с равнинным рельефом, многочисленными озерами и распространения аллювиальных, пролювиальных, озерных и песчаных эоловых накоплений. Она характеризуется слабым плоскостным смывом, озерной абразией и аккумуляцией, умеренным накоплением солей и сильным проявлением процессов выдувания в сухой Кулундинской степи, заболачиванием и заторфовыванием в более влажной Барабинской степи, близким залеганием грунтовых вод, распространением солонцеватых и осолоделых почв. При этом, имеет место четко выраженное гидрохимическое разделение грунтовых вод по изогипсе с отметкой 140 м, проходящему по западному склону Приобского плато.

34 . ii.onK.ciM*

>.«Н»**'' -

Щ «с.......

Таблица 71

Геоэкологическая обстановка Верхнего Приобья

Морфоструктуры Приобско-Присалаирско-Предалтайская экоформация

Экологические функции Масштаб хозяйственного воздействия

Ресурсные Геодинамические Гидрохимические Геофизические Биогеохимические

Приобское и Обь-Чумышское плато Чернозем Песок, супесь, суглинок Овраги, обвалы. Высокая просадочность. Очаги землетрясений Гиброкарбонатно-кальциевые воды, радоновые воды При 10 % вероятности в течение 50 пет возможны землетрясения силой 4-6 баллов Фаголиты Распаханность 51 % и 40 % г.Новосибирск г.Барнаул

Присалаирская равнина Чернозем Песок, супесь, суглинок, глина каолиновая, маршалпит Эрозия Средне- и слабая просадочность Гидрокарбонатно-кальциевые, меньше сульфатно-кальциевые Фаголиты Распаханность 37% , г.Искитим

Предаптайская равнина Чернозем. Песок, супесь, суглинок Эрозия Средне- и слабая просадочность Фаголиты Распаханность 57%

Кулундинско-Барабинская экоформация

Кулундинская равнина Чернозем солонцеватый. Сода, мирабилит, гипс, г ал ит Дефляция, засоление Слабая просадочность и нет просадочности Гидрокарбонатно-сульфатные и реже хлоридные Са и № воды Рапа, грязи Распаханность 50%

Юго-восток Бара-бинской равнины Чернозем опсщ-золенный и осолоделый. Торф, фосфаты, сапропель, Мергель Заболачивание Слабая и нулевая просадочность Гидрокарбонатно кальциевые и сульфатно-кальциевые, реже N8 воды Рапа, грязи Распаханность 16%

Если в приобской масти преобладают пресные гидрохарбонатно-кальциевые воды, то в пределах Кулундинской впадины кроме гидрокар-бонатно-кальциевых большую роль играют сульфатные кальциевого и натриевого состава, а также иногда хлоридные. Здесь установлена закономерность, показывающая, что локальное распределение поверхностных и грунтовых вод по степени минерализации и химическому составу зависит от гипсометрического уровня их залегания. Как видно на гипсометрических профилях, построенных по гидрохимической карте поверхностных вод Кулунды, при всех равных условиях с понижением гипсометрических уровней точек опробования состав вод последовательно изменяется от карбонатных к сульфатным, сульфатно-хлоридным и хлоридным. В этом же направлении увеличивается степень их минерализации: чем ниже точка опробования, тем выше концентрация солей. Образуются гидрохимические ступени, каждая из которых занимает интервалы высот местности и характеризуется своим составом. Границы этой зональности проводятся по изогилсам, проходящим между точками Опробования с разными типами вод. Этот метод установления гидрохимической зональности является одним из надежных и точных критериев районирования по гидрохимическим параметрам поверхностных и грунтовых вод и гидрохимическим функциям поверхностных отложений.

Такое распределение гидрохимической зональности находит четкое отражение на поверхности. В пределах Кулунды в участках с абсолютными отметками 100 м и меньше в отрицательных формах рельефа отмечается засоление почвенного слоя сульфатами, очень редко хлоридами, а выше на положительных - происходит карбонатизация с развитием процессов агре-гатизации

Как показано на обобщенном профильном разрезе четвертичных отложений Верхнего Приобья геологическая обстановка осадконакопления отразилась на физико-механических показателях. Отмечается ярко выраженное уменьшение гранулометрического состава четвертичных отложений с запада на восток с одновременным увеличением мощности одновозраст-ных осадков и гипсометрических отметок их залегания, которые свидетельствуют о местоположении источников осадочного материала, направлении и способе его переноса. Увеличение хемогенных компонентов породы (карбонатов, сульфатов) с востока на запад связано с понижением местности и нарастания влияния грунтовых вод, приводящих к заплыванию пор аути-генными минералами.

Из описания геоэкологической обстановки, созданной четвертичными покровными отложениями видно, что выделенные в их составе генетические типы по геоэкологической градации относятся к локальным системным образованиям - экогенотипам со своими отличительными минералогическими, геохимическими, почвенными, физико-механическими особенностями и экологическими функциями, а также приуроченностью к определенным структурно-геоморфологическими элементам рассматриваемой территории и составляют объекты разграничения. Перечисленные признаки могут быть критериями выделения локальных экосистем.

I - чрезвычайно просадочная порода (относительная просадочность более 0,12), представленная эоловыми отложениями (лессом) и покрытая обычным черноземом повышенной мощности, 2 - сильно-просадочная порода (относительная просадочность 0,07-012), представленная эоловыми отложениями (лессом) и покрытая черноземом средней моности; 3 - среднепросадочная порода (относительная просадочность 0,03-0,07), представленная эоловыми, делювиальными отложениями и покрытая выщелоченным черноземом; 4 -слабопросадочная порода (относительная просадочность 0,01-0,03), представленная пролювиальными отложениями и покрытая оподзоленным черноземом; 5 - порода от условнопросадочной до непросадочной (относительная просадочность 0,01-0,00), представленная пролювиальными и озерными отложениями и покрытая солонцеватыми и осолоделыми почвами.

Рисунок 7.1 - Схематическая экогеологическая карта покровных четвертичных отложений Верхнего Приобья

, Исследование лессовых отложений на территории Верхнего При-

обья показало, что контуры распределения генетических типов отложений совпадают с границами распределения просадочных свойств и пористости Такое же совпадение проявляется при наложении на выделенные площади | карты типов почв. На территории с наибольшей мощностью типичного лес-

м са приходится максимальная пористость и просадочность и повышенная

мощность черноземной почвы. К лессовидным породам приурочены уменьшенная или нулевая просадочность, выщелоченный и оподзоленный чернозем уменьшенной мощности (рис. 7.1).

Проявление этих показателей составляют одну из форм выражения экологических функций рассматриваемых отложений

Установленные закономерности распределения экологических функций покровных отложений Верхнего Приобья являются отражением геологического развития этой территории и, в частности, четвертичного литогенеза, определившего основные факторы, которые оказывали экологическое воздействие на окружающую среду.

(

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выполненная работа является научным итогом многолетних комплексных исследований четвертичных покровных отложений Верхнего При-обья и закономерностей формирования их экологических функций.

1 Четвертичные покровные отложения представляют главную абиотическую вещественную и геодинамическую основу существующих региональных экосистем Верхнего Приобья, обладающих определенными природно-ресурсными потенциалами. Закономерности их образования и распространения контролируются процессами геологического и палеоклиматического развития территории, признаки которых отражены в литологических особенностях и экологических свойствах.

2 Проведена генетическая типизация четвертичных покровных отложений и выделены пять основных их литологических разновидностей, которые по пространственному размещению и взаимосвязями между собой представляют наиболее выраженные локальные экосистемы

3. Получены убедительные доказательства участия эоловых процессов в формировании литофонда четвертичных отложений, зональности их распределения и главенствующей роли лессовых накоплений в создании экологического функционального потенциала. Типичный лесс обладает наибольшей первичной пористостью и просадочностью, по нему образуется наиболее мощный и плодородный чернозем, характеризуется биоактивными свойствами и в то же время имеет очень неустойчивую геодинамическую структуру. Дефляция и ветровая сепарация эолового материала оказали существенное влияние на распределение его минерального и гранулометрического составов, а также на возникновение специальных форм рельефа.

4. Установлен источник поступления эолового материала и выделены две региональные зоны его распределения - ближнего и дальнего пылепада, с разными литологическими и эколого-функциональными характеристиками.

5. Выдвинута и обоснована принципиально новая электризационная гипотеза образования повышенной первичной пористости (часто выше теоретического максимума 47,64 %) и высокой просадочности, обусловленных поляризацией обломочных частиц при ветровом переносе и проявившихся в своеобразных физико-механических, биологических и других качествах лесса

6. По результатам проведенных исследований установлены закономерности формирования природных экосистем разных уровней организации, разработаны критерии геоэкологического районирования с оценкой природно-ресурсных потенциалов выделенных территорий

7 Для решения природно-ресурсных и природоохранительных проблем разработаны две классификации экосистем по их иерархической градации: геоэкологическая и экогеологическая

8. Произведен анализ роли различных природных факторов на формирование экологических функций четвертичных покровных отложений Верхнего Приобья и установлены закономерности их пространственного распределения с оценкой их природно-ресурсных потенциалов.

9. Проведены исследования по выявлению новых видов минерального сырья природоохранного и сельскохозяйственного назначения. Найдены минеральные биостимуляторы, сорбенты и ионообменники среди широко распространенных местных горных пород, которые в таком качестве не использовались. Эффективность применения новых видов минерального сырья подтверждены многочисленными экспериментами и заводскими испытаниями, что засвидетельствовано авторскими свидетельствами и внесением их проявлений и месторождений в легенды "Карты органо-минеральных ресурсов сельскохозяйственного назначения ЗападноСибирского экономического района" масштаба 1:2 500 ООО и "Карты органо-

минерального сырья сельскохозяйственного назначения Новосибирской области" масштаба 1:500 ООО

10. Разработана методика составления специальных карт с использованием карт типов почв, контуры распространения которых совпадают с очертаниями площадей размещения генетических типов отложений, физико-механических свойств пород, морфоструктур и др. Такая карта по сути является комплексной литосрациальной, инженерно-геологической, почвенной, геоморфологической и природно-ресурсной.

11. Установленные закономерности литогенеза и их влияния на формирование экологических функций литосферы могут служить основой научных прогнозов и предварительной оценки территории для обоснованного целевого выбора и рационального освоения новых площадей, дают возможность предвидеть развитие экологической обстановки, составления специальных карт, а также обеспечивают информационной базой данных для геоэкологических исследований и для страхования от опасных природных процессов Эти сведения являются теоретическим обоснованием рационального природопользования.

СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Монографии

1 Выветривание и литогенез //В,П. Казаринов, В И Бгатов... А В.Ван и др. - М.: Недра, 1969,- 456 с.

2. Ван A.B., Казанский Ю.П. Вулканокластический материал в осадках и осадочных породах. - Новосибирск: Наука, 1985,-128 с.

3. Осадочные породы. Классификация, характеристика, генезис // Ю.П Казанский, А.Ф. Белоусов, В.Г. Петров, A.B. Ван и др. - Том 1,- Новосибирск: Наука, 1987.- 214 с.

4. Осадочные породы. Состав, структура, типы разрезов И Ю П. Казанский, О.А Бетехтина, А В Ван и др. - Том 2. - Новосибирск: Наука, 1990. -270 с.

5. Осадочные породы. Сравнительная седиментология // Ю.П Казанский, А В Ван и др - Том 3 - Новосибирск: Наука, 1994. - 270 с

6 Ван А.В Целебные камни. - Новосибирск: НПФ "Новь", 1997,- 72 с.

7. Ван А В Литология и факторы просадочности лессовых пород Верхнего Приобья. - Барнаул. АГТУ, 2002. -111 с.

Другие публикации

1. Ван А.В Закономерности преобразования пород в осадочных сериях // Литолого-формационный анализ. - М.: АН СССР, 1964,- С.18-22.

2 Ван A.B. Эпигенез и метагенез угленосных отложений Кузнецкого бассейна // Постседиментационные преобразования осадочных пород Сибири. - М.: Наука, 1967,- С. 99-118.

3. Van AV., Perosio G.N., Lisalek N.A. Peatures of secundery transformation in rocks jf sedimentary series II Inter. Geol. Review. - 1968 10 Ne 1 -P. 108-119.

4. Соколов П.H., Ван A.B., Матухин Р.Г. Минералогические особенности донных осадков озер Кулундинского солеродного бассейна // Строение и условия образования солеродных формаций - Новосибирск' Наука, 1981 -С.154-159.

5. Бгатов В И , Ван A.B., Сысолова Г.Г. Биолого-минералогический метод поисков сырья для использования в животноводстве // Доклады Всес.конференции "Проблемы прогноза, поисков и разведки месторождений неметаллических полезных ископаемых". - Казань: Мингео СССР, ВНИИге-олнеруд, 1986.- 74-75.

6. Объяснительная записка и "Карта органо-минеральных ресурсов сельско-хозяйственного назначения Западно-Сибирского экономическо-

го района" Масштаб 1:2 500 ООО // В.М. Алтухов, В.И. Бгатов, A.B. Ван и др - Новосибирск: Мингео СССР, СНИИГГИМС, 1987.-114 с

7. Бгатов В И., Ван A.B., Сысолова Г.Г. Глинистые породы зверовых солонцов юга Сибири и перспективы их использования II Состав и свойства глинистых пород. - Новосибирск: Наука, 1988. - С 4-6.

8 Ван А В , Сысолова Г.Г, Собанский Г Г. Минеральные комплексы Горного Алтая как потенциальное сырье для животноводства // Ресурсы и проблемы использования агрохимического сырья Западной Сибири - Новосибирск: Наука, 1988. - С,106-111.

9. Объяснительная записка и "Карта органо-минерального сырья сельскохозяйственного назначения Новосибирской области" // В М. Алтухов,

B.И Бгатов, А.В Ван и др. Новосибирск: Мингео СССР, СНИИГГИМС,1990 -170 с.

10. Ван А В Минеральное вещество как фактор геоэкологии // Геоэкология' проблемы и решения. Доклады Всес науч -техн. конференции Часть 1 - общие проблемы геоэкологии. - М,- Мингео СССР, ВСЕГИНГЕО,

1991. - С.181-183. '

11. Бгатов В И., Ван А В. Состав и распространение природных ио-нитов на юге Сибири II Лечебно-оздоровительные факторы Алтая. - Новосибирск: РУ СО РАМН, 1993.- С.8-9.

12. Бгатов В.И., Бгатов A.B., Ван A.B., Паничев А.М. Природные сорбенты и животный мир //Проблема сорбционной детоксикации внутренней среды организма - Новосибирск: СО АМН, 1995,- С. 25-28

13. Ван А В. Перспективы освоения новых видов минерального сырья II Проблемы геологии Сибири Материалы Межд конференции Том 2 -Томск: ТГУ, 1996,- С.223-224.

14 Бгатов В.И, Ван А В. Феномен литофагии // Доклады Всерос совещания. - Новосибирск: СО АМН, 1996,- С.21-22.

15 Ван A.B. Биологическая роль минералов // Сборник тезисов Межд. научно-практ. конференции "Природные минералы на службе человека". - Новосибирск: Зап.-Сиб. отделение Рос. эколог.академии, Ново-сиб.гос мед институт, Институт экспер.медицины СО РАМН, 1997,- С.14-15.

16 Зверовые солонцы в горах Сибири И Бюллетень МОИП Отд.№ 2 1988 - С.42-53 / В И.Бгатов, А.М.Паничев, А.В.Ван, Г Г Собанский, И.В Будников

17. Ван AB., Козлова В.К О влиянии структуры минералов на их свойства и применение // Гуманизм и строительство на пороге третьего тысячелетия. - Барнаул. АГТУ, 1999. С.106-107.

18. Ван A.B., Павловская О.Г. Структура кадастровой информации о месторождениях минеральных сорбентов // Вестник СГГА. 2000. № 5 -

C.39-43.

19 Ван А В. Целевое геолого-экологическое районирование территории распространения лессовых отложений Верхнего Приобья // Материала Межд науч-техн. конференции "Горно-геологическое образование в Сибири". - Томск: 2001С. 26-28.

20. Ван A.B. Генетические факторы просадочноста лессовых пород // , Изв.ВУЗов. Серия строительство и архитектура. 2002. № 9 - С. 136-140.

21. Ван A.B., Коробова O.A. Природа деформационной анизотропии лессовых грунтов // Изв. ВУЗов. Серия строительство и архитектура 2002 № 11.-С. 111-116.

22 Ван А.В Распределение просадочности в разрезах цикпитно-построенных лессовых толщ // Инженерная геология массивов лессовых пород Труды международной научной конференции. - М • МГУ, 2004 -С 14-15

23. Ван А В Роль эоловых процессов в образовании просадочных пород // Инженерная геология массивов лессовых пород. Труды международной научной конференции. - М.: МГУ, 2004. - С.69-70.

Издлиц. № ЛР 020461 от 04.03.1997. Подписано в печать 12.01.2005 Формат 60x84 1/16 Печать цифровая Усл. печ. л. 2,6 Уч-иэд. л. 2,4

Заказ 05. Тираж 100. Гигиеническое заключение № 54. НЦ. 02.953. П. 133.11.01. от 19.11 2001. Отпечатано в картопечатной лаборатории СГГА

630108, Новосибирск, 108, Плахотного, 8

I

i-175 4

РНБ Русский фонд

2005-4 47242

Содержание диссертации, доктора геолого-минералогических наук, Ван, Александр Викторович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ.

Глава 2. ГЕОЛОГИЯ ЧЕТВЕРТИЧНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ВЕРХНЕГО ПРИОБЬЯ

Краткий обзор).

Глава 3. ЛИТОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНОВА ПРИРОДНЫХ ЭКОСИСТЕМ ВЕРХНЕГО ПРИОБЬЯ.

3.1. Генетические типы четвертичных покровных отложений.

3.2. Минералогия лессовых пород.

3.3. Структура и текстура лессовых пород.

3.4. Литогенез лессовых пород.

Глава 4. КЛАССИФИКАЦИЯ И НОМЕНКЛАТУРА ЛЕССОВЫХ ПОРОД.

Глава 5. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ ПОКРОВНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ Щ ВЕРХНЕГО ПРИОБЬЯ.

5.1. Ресурсный экологический потенциал.

5.2. Геодинамический экологический потенциал.

5.3. Биогеохимический экологический потенциал.

Глава 6. ЭКОСИСТЕМЫ ВЕРХНЕГО ПРИОБЬЯ

Глава 7. ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ

ФУНКЦИЙ ЛИТОСФЕРЫ НА ТЕРРИТОРИИ ВЕРХНЕГО ПРИОБЬЯ.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Экологические функции четвертичных покровных отложений Верхнего Приобья"

Объектом исследований ^ссертацщ^ являются четвертичные покровные отложения Верхнего Приобья, слагающие самую верхнюю часть земной коры этого региона и представляющие главный природоформирующий фактор, который определяет характер проявлений экологических функций литосферы.

Актуальность работы заключается в востребованности исследований проблемы рационального природопользования и охраны окружающей среды на фоне все усиливающейся кризисной ситуации в природе, а также в связи с существующими задачами и растущего масштаба интенсивного развития промышленности и сельского хозяйства в самой заселенной части юга Западной Сибири, к которой относится Верхнее Приобье. Научно-технический прогресс есть закономерное развитие общества, которое не обходится без действий, связанных с эксплуатацией природных ресурсов. Между тем, усиление вмешательства человека в естественные процессы так или иначе увеличивает техногенные нагрузки на окружающую среду, нарушающие установившиеся длительным временем естественное равновесие и приводящим к непредсказуемым последствиям локального, регионального и даже глобального характера. Сохранение высоких темпов роста антропогенного воздействия на природу и быстрая трансформация естественных экосистем ведут к катастрофическим результатам. В связи с этим все острее встает вопрос о научно-обоснованном освоении природных богатств, под которым подразумевается наиболее их эффективное использование, не приводящее к резким изменениям природно-ресурсного потенциала, сохранение наиболее благоприятного режима для его воспроизводства. Для решения этих задач важное значение приобретают геоэкологические исследования с установлением взаимосвязи и закономерностей развития всех биосферных факторов, определяющих экологическую обстановку той или иной территории.

Для территории Верхнего Приобья главным абиотическим функциональным компонентом, играющим основную роль в формировании экологического потенциала, являются покровные четвертичные отложения, в сложении которых участвует один из наиболее сложных по физико-механическим показателям грунтов — лесс и лессовидные породы. Поэтому главным инструментом в познании экологических свойств этих отложений служат литолотческие исследования, которыми диссертант занимался много лет и результаты которых изложены в^ многочисленных научных отчетах и публикациях. Эти исследования предусматривают комплексный подход с привлечением современных методов научного анализа и имеющегося богатейшего материала в публикациях по литологии этого региона, а также создания системы знаний, позволяющих разгадывать сложные переплетения разных факторов, влияющих на формирование природных экосистем, их внутрисистемных и межсистемных связей, а также проявлений ими экологических функций. Геоэкологические исследования на территории Верхнего Приобья в региональном плане практически не проводились, и связанные с ними проблемы затрагивались опосредованно, так как становление этой научной дисциплины и ее теоретическое обоснование произошло менее десяти лет тому назад. Теоретические проблемы региональной экологической геологии - закономерности литогенеза, определяющие направленность процессов образования экологических функций литосферы, впервые становятся предметом исследований на территории Верхнего Приобья.

Цель и задачи исследований

Целью диссертационной работы является установление закономерностей формирования, пространственного размещения и особенностей проявления экологических функций четвертичных покровных отложений для создания научной основы экологического прогноза, оценки и районирования, выделения экосистем разных уровней организации, разработки методики картирования и рационального природопользования.

Достижение намеченной цели предусматривает решение следующих научных задач:

1. Провести комплексные литологические исследования четвертичных покровных отложений как вещественной и геодинамической основы природных экосистем Верхнего Приобья и определить их роль в формировании и распределении экологических функций.

2 . Выявить и охарактеризовать фо|жы^проявлени^э1^огических^функций рассматриваемых отложений.

3 . Создать региональную классификацию природных экосистем Верхнего Приобья с их эколого-функциональной характеристикой на примерах локальных и региональных подразделений.

4. Определить критерии прогноза, оценки и пространственного распределения экологических функций . и " разработать методику экогеологического районирования и картирования.

Фактические материалы

Фактической основой диссертационной работы являются материалы, полученные и наработанные диссертантом в процессе многолетних с 1980 г. до настоящего времени специальных литологических исследований четвертичных отложений юго-востока Западно-Сибирской равнины, административно относящегося к Новосибирской области и Алтайскому краю. Эти материалы изложены в семи многостраничных (общим объемом до 1000 машинописных страниц) научных тематических отчетах автора-диссертанта с многочисленными иллюстрациями, картами, таблицами, хранящимися во Всероссийском геологическом фонде (Москва), в фондах СНИИГГиМСа (Новосибирск), ВНИИгеолнеруде (Казань), а также в других региональных геологических организациях, больших количествах публикаций в центральных и местных изданиях. Высокая степень достоверности и обоснованности научных результатов гарантируется обширным объемом и надежным качеством используемого фактического материала. Только в одном отчете содержатся результаты исследований 500 образцов для изучения минерального, гранулометрического и химического составов лессовых пород. Было выполнено 150 определений легкой и тяжелой фракций этих пород, 150 количественных и 510 приближенно-количественных спектральных, 251 химических, 203 рентгенострукгурных, 41 атомно-адсорбционных, 9 пламенно-фотометрических, 6 хромотографических, 141 гранулометрических анализов и 22 определения сорбционных и ионообменных свойств рассматриваемых пород. Все виды лабораторных работ были выполнены высококвалифицированными специалистами СНИИГГиМСа, а микроскопические исследования около 500 прозрачных шлифов и сыпучих проб были проведены самим диссертантом. & экспериментальных работ Jio^MH^eHHiqjioBbix видов минерального сырья природоохранного и сельскохозяйственного назначения получены в лабораториях СНИИГГиМСа и птицефабриках Новосибирской области, а испытания физико-механических особенностей лессовых пород проводились на кафедре инженерной геологии АГТУ. Для более детального изучения вещественного состава, структурно-текстурного строения лессовых пород, характера их изменения по горизонтали и вертикали, установлении условий залегания были использованы материалы бурения 28 скважин глубиной до 12 м и общим объемом 257,4 погонных метра и 150 м разведочных канав на склоновых выходах лессовых пород левобережья Новосибирской области.

Методы исследований

Теоретической основой диссертационной работы являются труды основоположников геоэкологической науки в России академиков Е.М. Сергеева и В.И. Осипова, создателей нового ее направления - экологической геологии - профессоров В.Т. Трофимова и Д.Г. Зилинга, а также многих других исследователей этой проблемы. В работе использовались принципиальные положения новой экологической научной дисциплины - архитектурно-строительной геоэкологии профессора В.Е.Ольховатенко. Цитологические исследования проводились с использованием капитальных трудов академика Н.М.Страхова, Л.Б.Рухина, Ю.П.Казанского и др. Кроме того, для решения поставленных задач нашли применение новейшие теоретические разработки по проблемам литологии, изложенные в многотомном труде "Осадочные породы", три тома которых увидели свет в 1987, 1990 и 1994 гг., одним из авторов которых - диссертант. При решении вопросов региональной геологии использовались работы И.А.Волкова (1971), О.М.Адаменко (1974), С.А.Архипова (1971), С.И.Черноусова, В.С.Арефьева, В.С.Осьмушкина и др. (1988), В.С.Зыкиной и др. (1981), а также много других публикаций этих же и иных авторов.

По вопросам инженерной геологии выводы делались на основе теоретических концепций Е.М.Сергеева, Н.И.Кригера, А.К.Ларионова, В.И.Осипова, В.Т.Трофимова, Б.Ф.Галая, Г.И.Швецова, Т.Г.Рященко, В.П.Ананьева, В.И.Коробкина, Г.М.Рогова, В.Е.Ольховатенко и многих других ученых. Конкретные результаты региональных исследований познавались из опубликованных работ А.Ф.Никитенко, В.С.Арефьева, Ф.С.Тофанюка,Т.А.Горбуновой, А.В.Минервина, Г.А.Сулакшиной, С.И.Черноусова, А.Я.Швецова и других.

Основные положения и выводы диссертации базируются на теоретических и экспериментальных исследованиях, многочисленных химических, спектральных, рентгеноструктурных, атомно-адсорбционных и других видов лабораторных анализов, а также на описаниях прозрачных шлифов и препаратов из сыпучего материала под микроскопом и бинокуляром для детального изучения вещественного состава, структурно-текстурных особенностей пород, типо-морфных признаков слагающих их минеральных обломков., характера постсе-диментационных преобразований. При этом особое внимание уделено наиболее чувствительным минеральным индикаторам - глинистым и хемогенным минералам, идентификация которых контролировалась рентгеноструктурным и различными химическими анализами. Результаты литологических исследований сопоставлялись с инженерно-геологическими особенностями этих же пород для установления закономерностей их взаимосвязи и факторов, влияющих на физико-механические параметры лессовых пород и на формирование экологических функций литосферы, представленной покровными четвертичными отложениями. Разработан специальный метод ускоренного и более точного картирования физико-механических свойств пород, в частности, просадочности и пористости с использованием литофациальных карт, карт типов почв и др. Обобщение и научная интерпретация полученных результатов исследований осуществлялись самим диссертантом. Большой объем фактического материала осмысливался и систематизировался по выделенным признакам с четкой детальной характеристикой по всем литологическим параметрам. На этой основе методы оценки и прогноза форм проявлений экологических функций, .определялись критерии районирования и выделения природных экосистем разных уровней организации, а также создавались способы наиболее рационального и информативного их выражения.

Защищаемые положения :

1. Экологические функции четвертичных покровных отложений являются суммированным проявлением минералогических, геохимических, физико-механических, биологических и других свойств, приобретенных ими в процессе литогенеза и представляющих суть природных экосистем.

2. Цитологический состав покровных отложений формирует вещественную основу природных экосистем, их внутрисистемные и межсистемные связи, а физико-механические свойства пород определяют динамику функционирования природных экосистем и их экологическую устойчивость внешнему природному и техногенному воздействию.

3. Лесс представляет собой главный функциональный компонент четвертичных покровных отложений Верхнего Приобья, оказывающий наибольшее влияние на формирование' экологических функций - инженерно-геологических особенностей, образование почвенного покрова, проявление биологических свойств горных пород и др.

4. Познание закономерностей литогенеза составляет научную основу изучения распространения и эволюции природных экосистем, необходимых для долгосрочных прогнозов естественных условий и экологических функций, для эко-геологического районирования, картирования, типизации природных систем и для создания теоретического обоснования рационального природопользования.

Научная новизна проведенных исследований

1. Установлены основные закономерности формирования четвертичных покровных отложений Верхнего Приобья, распределения их экологических функций и доминантной роли в осадконакоплении эоловых процессов.

2. Составлено теоретическое обоснование механизма проявления экологических свойств рассматриваемых отложений в зависимости от вещественных и геодинамических факторов. Выдвинута и обоснована электризационная гипотеза образования особых функциональных проявлений лесса.

3. Определены критерии выделения экосистем разных уровней организации со своими ресурсными, геодинамическими, биогеохимическими и другими возможностями.

4. Разработана облегченная и упрощенная методика экогеологического картирования с использованием имеющихся почвенных, литофациальных, геоморфологических и других карт.

5. Создана научная основа рационального природопользования на территории Верхнего Приобья с учетом эколого-функциональных возможностей четвертичных покровных отложений и их природно-ресурсного потенциала, вовлечения новых видов минерального сырья природоохранного и сельскохозяйственного назначения из местных пород, которые до этого в полезном качестве не использовались, а также изыскания новых технологий восстановления окружающей среды.

Установлена причина глобального распространения лесса только в умеренных климатических поясах.

Практическая значимость работы состоит в том, что установленные закономерности формирования экологических функций покровных отложений позволяют более дифференцировано и аргументировано производить прогнозы и оценки распределения их экологических ресурсов в пространстве и во времени, дают возможность предсказывать динамику изменения эколого-функциональных факторов в разных природных и техногенных условиях, а также использовать для предварительного определения устойчивости лессовых грунтов и характера их распределения. Практические внедрения результатов диссертационной работы засвидетельствованы соответствующими документами научно-исследовательского и проектно-изыскательского института "Ново-сибирсктеплоэлектропроект", ГУП 12 Военпроекта, Сибирского научно-исследовательского института геологии, геофизики и минерального сырья, участием в разработках двух госбюджетных тем - № гос.регистрации 01970000747 "Совершенствование методов расчета оснований зданий и сооружений на лессовых грунтах Западной Сибири с учетом выявленных закономер

•ногтей их деформирования" 2001 г., № гос.регистрации 01.200.112718 "Исслеw * ф- * дования изменения прочности лессовых грунтов в основании реконструируемых зданий и сооружений на базе микроструктурного анализа" 2002 г., выполненных на кафедре ОФИГиГ Алтайского государственного технического университета, и госбюджетной темы № гос.регистрации 0198 000 9389 "Теоретическое обоснование геодезическо-гравиметрического мониторинга локальной техногенной геодинамики и деформации ", выполненной по плану НИР 19961999 гг. в Сибирской государственной геодезической академии. Имеются два авторских свидетельства на изобретения: авторское свидетельство 1666030 "Минеральные добавки в корм для сельскохозяйственной птицы", 19.01.1989. Бюлл.28; авторское свидетельство 1635955 "Способ приготовления корма с минеральными добавками для сельскохозяйственной птицы". 4.04.1989. Бюлл. № 11, 7 научно-тематических отчетов, многочисленные рекомендации которых с внедрены в производство с высоким экономическим эффектом.

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на многочисленных научных и научно-практических совещаниях: Всесоюзной конференции "Эволюция осадочного процесса на континентах и океанах" (Новосибирск, АН СССР,1981), Всесоюзной научно-технической конференции "Общие проблемы геоэкологии" (Москва, АН СССР, 1982), 28-ом всемирном геологическом конгрессе (Москва, АН СССР, 1984), научно-практической конференции "Основные направления экономического развития Алтайского края в 12-ой пятилетке на период до 2000 г." (Барнаул, Крайсо-вет, 1984), Всесоюзной конференции "Проблемы прогноза, поисков и разведки месторождений неметаллических полезных ископаемых" (Казань, ВНИИгеол-неруд,1986), 16-ом Всесоюзном совещании "Глинистые минералы и породы, их использование в народном хозяйстве" (Новосибирск, АН СССР, 1988), Международной конференции "Проблемы геологии Сибири" (Томск, ТГУ, 1996), конференции "Природные минералы на службе человека" (Новосибирск, СО РАН, НМА, 1997), Международной научно-практической конференции "Гуманизм и строительство на пороге третьего тысячелетия" (Барнаул, АГТУ, 1999), научно-практической конференции "Проблемы экологии в программах профессионального образования" (Новосибирск, СО РАН, 2000), 59-ой научно-технической конференции НГАСУ (Новосибирск, 2002), 54-ой научно-технической конференции "Современные проблемы геодезии и оптики. Секция геоэкологии" (Новосибирск, 2004), Международной научной конференции "Инженерная геология массивов лессовых пород" (Москва, 2004).

Структура диссертационной работы, публикации и персоналии

Диссертация состоит из общей характеристики работы, введения, семи глав, заключения, общим объемом 303 страниц текста, 44 рисунка, 14 таблиц, списка использованной литературы из 205 наименований и 8 фондовых научных отчетов. По теме работы опубликованы две монографии, в пяти других монографиях рассматриваемым вопросам посвящены отдельные разделы. Список опубликованных работ состоит из 30 названий, семь из которых монографии.

В работе над диссертацией автор пользовался постоянной и многосторонней поддержкой научного консультанта, Заслуженного деятеля науки и техники РФ, доктора геолого-минералогических наук, члена-корреспондента Российской академии архитектуры и строительных наук, профессора Г.И.Швецова, доктора технических наук, действительного члена Международной Академии наук экологии, безопасности человека и природы, профессора Ю.П.Гуляева, за что выражает им глубокую благодарность. Диссертант признателен за помощь, консультации, совместные эксперименты и критические замечания В.К.Козловой, В.С.Кусковскому, Ю.Н.Занину, В.С.Старосельцеву, Г.Н. Черкасову, В.А.Казанцеву, Л.П.Рихванову, Ю.И.Лоскутову, В.С.Зыкиной, С.И. Черноусову, В.С.Храпову, И.В.Носкову, С.Г.Камаеву, О.А.Коробовой,

Л.В.Нуждину, В.М.Евтушенко, А.И.Ларичеву, Л.В.Смирнову, В.М. Лазареву, Т.А. Дивиной и др. Особая благодарность за техническую помощь выражается Л.А. Никитиной.

ВВЕДЕНИЕ

В последние десятилетия на территории нашей страны, особенно в районах интенсивного промышленного и сельскохозяйственного развития с использованием несовершенных технологий, недостаточным соблюдением элементарных мероприятий по охране окружающей среды происходит ускоренная деградация биосферы, сферы существования жизни, ведущая к экологическому бедствию и непредсказуемым техногенным катастрофам. По данным на 1994 г. 34 % территории России занимают площади с высокой экологической напряженностью и только 17 % с низкой, соответствующей малозаселенным районам севера, Сибири и Дальнего Востока [46,196].

Преобразующее воздействие человеческой деятельности на природу есть закономерное явление, оно неизбежно и усиливается по мере роста численности населения, распространения процессов урбанизации, научно-технического прогресса, увеличения числа и объема веществ, а также расширения пространств, вовлекаемых в хозяйственный оборот. С каждым годом взаимодействие между человеком и природой становится все более интенсивным. Наибольшим экологическим преобразованиям подвергается самая верхняя часть литосферы - главного составляющего и функционального компонента окружающей среды. Человек, вступая во взаимодействие с литосферой, изменяет и нарушает ее первичное равновесное состояние, затем сам испытывает обратную, большей частью негативную, реакцию этой геологической среды. Им созданы искусственные и им же управляемые природно-технические системы, существенно перестраивающие природную обстановку. Появление новых технологий и технических средств только увеличивают последствия техногенеза, вследствие чего противоречия во взаимоотношениях между обществом и природой достигли уровня, когда нарушение окружающей среды превышает предел выносливости биосферы, ее экологической емкости и приобрели такие большие масштабы, близкие к критическим отметкам и представляют собой реальную угрозу экологических бедствий. Это еще раз подтверждает мнение В. И. Вернадского, высказанное им еще в 1904 г., что человеческая деятельность превратилась в мощную преобразующую Землю силу, сопоставимую с геологическими процессами [39]. Из чего следует, что сохранение высоких темпов эксплуатации природной среды ускорит трансформацию природных экосистем, разрушение установившихся естественных связей, которые ведут к нежелательным последствиям. Быстрая деградация биосферы под техногенным воздействием делает реальностью глобальные природные катастрофы в недалеком будущем, если не будут приняты соответствующие меры по их предотвращению.

Существующая экологическая обстановка требует повышенного внимания к проблеме охраны окружающей среды, разработке ресурсосберегающих и безотходных технологий производства и рациональному использованию природных ресурсов с минимальным уроном для естественной среды. Осознание необходимости решения задач по сохранению биосферы привело в последние десятилетия к быстрой экологизации многих естественных и неестественных наук, а прикладная экология фактически вошла в новую науку - геоэкологию, объединяющую целый ряд дисциплин, изучающих биосферу и связанных с нею процессы. Одной из них является экологическая геология, представляющая новое направление в геологии, которая исследует закономерности формирования и пространственно-временного изменения экологического качества верхней оболочки литосферы и ее экологических функций, т. е. познание экологических качеств и свойств верхних горизонтов земной коры как одного из основных абиотических компонентов биосферы со своими многофакторными условиями развития - разнообразным минеральным составом, геохимическим и гидрохимическим режимами, физико-механическими показателями, газовыми и температурными характеристиками, влияющими на существование жизни и преобразующимися под воздействием природных сил и техногенеза.

Постановка таких геоэкологических исследований на территории Верхнего Приобья, одном из самого развитого в промышленном и сельскохозяйственном отношении региона, имеет важное и аюуальное научное и практическое значение. Полученные результаты исследований составляют фактологическую основу теории и методов оценки устойчивости приповерхностной части литосферы к природным и техногенным воздействиям, прогнозирования состояния и динамики изменений экологических функций литосферы под влиянием тех же факторов, обоснования инженерной защиты территорий от природных и антропогенных геологических процессов, могущих ухудшить экологическую обстановку, а также обеспечения принципами научно-аргументированного рационального использования природных ресурсов, размещения промышленных и сельскохозяйственных объектов, геоэкологического картирования, выделения природных и природно-техногенных экосистем, разработки критериев районирования территории, паспортизации и кадастра.

Территория Верхнего Приобья расположена на самой заселенной части юго-востока Западной Сибири, где сконцентрировано более 58 % ее населения. Здесь сосредоточены важные промышленные объекты, побочные продукты производства которых сильно загрязняют атмосферу, гидросферу и литосферу, приводят к гибели биоценозов и наносят сильный вред здоровью человека. С другой стороны экстенсивное землепользование способствует разрушению плодородного почвенного слоя, усилению эрозии и оврагообразования.

Поверхностные четвертичные отложения в этом регионе представлены преимущественно лессом и лессовидными накоплениями, образующие мощные покровы на равнинных плато, плоскогривных междуречьях и занимают обширные площади прилегающих к ним равнин. Они являются главным объектом эксплуатации в форме промышленного развития региона и интенсивной сельскохозяйственной деятельности человека. На них стоят такие крупные города как Новосибирск, Барнаул и др. По ним пролегают большинство дорог, и воздвигнуты многие другие элементы инфраструктуры-Лессовые карьеры - основной источник сырья для многочисленных кирпичных заводов. Лесс и подобные породы составляют наиболее благоприятный почвообра-зующий субстрат, от которого зависят плодородие полей и продуктивность лугов и пастбищ. Некоторые виды лесса успешно применяются в качестве биостимулирую-щих минеральных добавок в рационе сельскохозяйственных животных для повышения экономической эффективности их разведения. По лессовым отложениям проложили свои русла все реки этого региона, они же служат ложем большинства степных озер. Такая огромная природоформирующая роль сочетается с очень сильной неустойчивостью лессовых пород к внешним воздействиям, обусловленной генетическими структурными особенностями. Они обладают наибольшей пористостью и проса-дочностью.

Из вышеизложенного ясно, что четвертичные покровные отложения Верхнего Приобья являются главным абиотическим функциональным компонентом биосферы этого региона, вещественной основой природных экосистем и носителем инженерно-геологических и других свойств, в детальном изучении которых заключается решение рассматриваемых научных и практических геоэкологических проблем.

Установление закономерностей формирования экологических функций четвертичных покровных отложений, формы их проявления и влияния на окружающую среду, образования природных и природно-техногенных экосистем является основными задачами проведенных исследований. Подобные научные работы со всесторонним геоэкологическим анализом проводятся для рассматриваемого региона впервые.

Рассматриваемая в диссертации территория Верхнего Приобья охватывает бассейн Верхней Оби от точки слияния рек Бии и Катуни до г. Колывани. В административном отношении эта территория входит в состав юго-востока Новосибирской области и степной части Алтайского края.

Заключение Диссертация по теме "Геоэкология", Ван, Александр Викторович

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выполненная работа является научным итогом многолетних комплексных исследований четвертичных покровных отложений Верхнего Приобья и закономерностей формирования их экологических функций.

1. Четвертичные покровные отложения представляют главную абиотическую вещественную и геодинамическую основу существующих региональных экосистем Верхнего Приобья, обладающих определенными природно-ресурсными потенциалами. Закономерности их образования и распространения контролируются процессами геологического развития территории, признаки которых отражены в литологических особенностях и экологических свойствах.

2. Проведена генетическая типизация четвертичных покровных отложений и выделены пять основных их литологических разновидностей, которые по пространственному размещению и взаимосвязями между собой представляют наиболее выраженную локальную экосистему.

3. Получены убедительные доказательства участия эоловых процессов в формировании литофонда четвертичных отложений, зональности их распределения и главенствующей роли лессовых накоплений в создании экологического функционального потенциала. Типичный лесс обладает наибольшей первичной пористостью и просадочностью, по нему образуется наиболее мощный и плодородный чернозем, характеризуется биоактивными свойствами и в то же время имеет очень неустойчивую геодинамическую структуру. Дефляция и ветровая сепарация эолового материала оказали существенное влияние на распределение его минерального и гранулометрического составов, а также на возникновение специальных форм рельефа.

4. Установлен источник поступления эолового материала и выделены две региональные зоны его распределения - ближнего и дальнего пылепада, с разными литологическими и эколого-функциональными характеристиками.

5. Выдвинута и обоснована принципиально новая электризационная гипотеза образования повышенной первичной пористости (часто выше теоретического максимума 47,64%) и высокой просадочности, обусловленных поляризацией обломочных частиц при ветровом переносе и проявившихся в своеобразных физико-механических, биологических и других качествах лесса.

6. По результатам проведенных исследований установлены закономерности формирования природных экосистем разных уровней организации, разработаны критерии геоэкологического районирования с оценкой природно-ресурсных потенциалов выделенных территорий.

7. Составлена классификация природных экосистем для пространственного представления, необходимого при исследовании конкретных природных объектов. Для решения эколого-геологических проблем и разграничения эколого-геологических системных подразделений предлагается альтернативная первой иерархическая градация с использованием существующей традиционной геологической номенклатуры: геосфера - экокомплекс - экоформация - экогенотип - экофа-ция.

8. Произведен анализ роли различных природных факторов на формирование экологических функций четвертичных покровных отложений Верхнего Приобья и установлены закономерности их пространственного распределения х оценкой их природно-ресурсных потенциалов.

9. Проведены исследования по выявлению новых видов минерального сырья природоохранного и сельскохозяйственного назначения. Найдены минеральные биостимуляторы, сорбенты и ионообменники среди широко распространенных местных горных пород, которые в таком качестве не использовались. Эффективность применения новых видов минерального сырья подтверждены многочисленными экспериментами и заводскими испытаниями, что засвидетельствовано авторскими свидетельствами и внесением их проявлений и месторождений в легенды «Карты органо-минеральных ресурсов сельскохозяйственного назначения ЗападноСибирского экономического района» масштаба 1:2 500 000 и «Карты органо-минеральных сырья сельскохозяйственного назначения Новосибирской области» масштаба 1:500 000.

10. Разработана методика составления специальных карт с использованием карт типов почв, контуры распространения которых совпадают с очертаниями площадей размещения генетических типов отложений, физико-механических свойств пород, морфоструктур и др. Такая карта по сути является комплексной ли-тофациальной, инженерно-геологической, почвенной, геоморфологической и при-родно-ресурсной.

Установленные закономерности литогенеза и их влияния на формирование экологических функций литосферы могут служить основой научных прогнозов и предварительной оценки территории для обоснованного целевого выбора и рационального освоения новых площадей, дают возможность предвидеть развитие экологической обстановки, составления специальных карт, а также обеспечивает информационной базой данных для геоэкологических исследований и для страхования от опасных природных процессов. Эти сведения могут быть теоретической базой геоэкологического мониторинга геологической среды.

Библиография Диссертация по наукам о земле, доктора геолого-минералогических наук, Ван, Александр Викторович, Новосибирск

1. Агрофизическая характеристика почв Западной Сибири. -Новосибирск: Наука, 1976.- 544 с.

2. Адаменко О.М. Мезозой и кайнозой Степного Алтая. Новосибирск: Наука, 1974. - 168 с.

3. Адаменко О.М. Предалтайская впадина и проблемы формирования предгорных опусканий. Новосибирск: Наука, 1976. - 184 с.

4. Акимова Т.А., Кузьмин А.П., Хаскин В.В. Экология. М.: Юни-ти-Дана, 2001.-343 с.5. . Ананьев В .П., Коробкин В .И. Инженерная геология. М.: Высшая школа, 1973.-294 с.

5. Ананьев В.П., Коробкин В.И. Минералы лессовых пород. Ростов-на-Дону: РГУ, 1980. - 200 с.

6. Арефьев B.C., Горбунова Т.А. Влажность лессовых пород района г.Барнаула // Водные ресурсы Алтайского края и их комплексное использование. Барнаул, 1971. - С. 19-24.

7. Арефьев B.C., Никитенко Ф.А. Неотектонические движения и инженерно-геологические процессы в районе Барнаульского Приобья // География Сибири в условиях научно-технического прогресса. Новосибирск: Наука, 1975.-С. 97-104.

8. Арефьев B.C., Черноусое С.И. Инженерно-геологические условия Степного Алтая // Красноярк: СибНИ гидротехники и мелиорации, 1979. -С. 102-130.

9. Архипов С.А. Четвертичный период в Западной Сибири. Новосибирск: Наука, 1971. — 332 с.

10. Бгатов В.И., Ван А.В. Состав и распространение природных ио-нитов на юге Сибири // Лечебно-оздоровительные факторы Алтая. Новосибирск: РУ СО РАМН, 1993.- С. 8-9.

11. Бгатов В.И., Ван А.В. Феномен литофагии // Доклады Всероссийского совещания.- Новосибирск: СО АМН, 1996.- С.21-22.

12. Большая советская энциклопедия. Том 24. М.: Изд. БСЭ, 1975.

13. Большая советская энциклопедия. Том 30. М.: Изд. БСЭ, 1978.

14. Бушинский Г.И., Феофилова А.П. Делювиальные, пролювиаль-ные, аллювиальные и дельтовые отложения и их диагностические признаки // Методы изучения осадочных пород. Том 2. М.: Гостоптехиздат, 1957. -С.349-380.

15. Ван А.В. Закономерности преобразования пород в осадочных сериях // Литолого-формационный анализ. М.: АН СССР, 1964. - С. 18-22.

16. Ван А.В. Цикличность и закономерности развития эпигенеза отложений ерунаковской свиты Кузбасса // Геология и геофизика. 1965, № 2. -С. 132-138.

17. Ван А.В. Региональный эпигенез и метагенез каменноугольных и пермских отложений Кузнецкого бассейна. Автореферат диссертации кандидата геол.-мин.наук. Томск, 1966. - 20 с.

18. Ван А.В. Эпигенез и метагенез угленосных отложений Кузнецкого бассейна // Постеседиментационные преобразования осадочных пород Сибири. М.: Наука, 1967. - С. 99-118.

19. Ван А.В. О местоположении источников пеплового материала в угленосных отложениях верхнего палеозоя Кузнецкого бассейна // Вопросы литологии Сибири.- Новосибисрк: СНИИГГиМС, 1973. С. 111-113.

20. Ван А.В. Минеральное вещество как фактор геоэкологии. // Геоэкология: проблемы и решения. Доклады Всес. научно-техн. конференции. Часть 1. Общие проблемы геоэкологии. М.: МГ СССР, ВСЕГИНГЕО, 1991. -С. 181-183.

21. Ван А.В. Использование экологически чистых местных минеральных добавок в рационах сельскохозяйственной птицы // Производство полноценных комбикормов и их значение в питании животных.

22. Ван А.В. Перспективы освоения новых видов минерального сырья // Проблемы геологии Сибири. Том 2.- Томск: ТГУ, 1996.- С. 223-224.

23. Ван А.В. Целебные камни. Новосибирск: НПФ Новь, 1997.- 72с.

24. Ван А.В. Целевое геолого-экологическое районирование территории распространения лессовых отложений Верхнего Приобья // Региональная геология. Материалы науч.-техн. конф. «Горно-геологическое образование в Сибири». Томск: ТГУ, 2001. - С. 26-28.

25. Ван А.В. Литология и факторы просадочности лессовых пород Верхнего Приобья. Барнаул: АГТУ, 2002. - 111 с.

26. Ван А.В. Генетические факторы просадочности лессовых пород // Изв. ВУЗов. Серия: Строительство и архитектура. 2002, № 9. - С. 136140.

27. Ван А.В., Казанский Ю.П. Вулканокластический материал в осадках и осадочных породах. Новосибирск: Наука, 1985. - 128 с.

28. Ван А.В., Сысолова Г.Г. Вулканогенно-осадочные образования нижнего триаса среднего течения Нижней Тунгуски // Морфология, генезис и закономерности размещения минеральных образований. Новосибирск: Наука, 1985.-С.97-102.

29. Ван А.В., Сысолова Г.Г., Собанский Г.Г. Минеральные комплексы Горного Алтая как потенциальное сырье для животноводства // Ресурсы и проблемы использования агрохимического сырья Западной Сибири.-Новосибирск: Наука, 1988.-С. 106-111.

30. Ван А.В., Козлова В.К. О влиянии структуры минералов на их свойства и применение // Гуманизм и строительство на пороге третьего тысячелетия. Барнаул: АТГУ, 1999. - С. 106-107.

31. Ван А.В., Коробова О.А. Природа деформационной анизотропии лессовых грунтов // Изв. ВУЗов. Серия: Строительство и архитектура. -2002, № 11. -С. 111-116.

32. Варламов И.П. Геоморфология Западно-Сибирской равнины. -Новосибирск: Западно-Сибирское кн. изд-во, 1972. 112 с.

33. Вдовин В.В. Кайнозойские отложения Каменско-Новосибирского Приобья // Труды Горно-геол. ин-та ЗСФ АН СССР. Вып.15.-Новосибирск, 1958.-С. 147-188.

34. Вернадский В.И. Избранные сочинения. Том 5 (Биосфера). -М: АН СССР, I960.- 423 с.

35. Вернадский В.И. Химическое строение биосферы Земли и ее окружения. М.: Наука, 1965.- 374 с.

36. Вернадский В.И. Биосфера и ноосфера. М.: Наука, 1989.- 260с.

37. Викулова М.Ф. Глинистые породы // Справочное руководство по петрографии осадочных пород. Том 2. JL: Гостоптехиздат, 1958. — С. 147-188.

38. Волков И.А. Покровные лессовидные отложения // Покровные лессовидные отложения и палеогеография юго-запада Западной Сибири в плиоцен-четвертичное время. Новосибирск: Наука, 1969. - С. 154-245.

39. Волков И.А. Позднечетвертичная субаэральная формация. М.: Наука, 1971.-254 с.

40. Волков И.А. Цикличность формирования четвертичных суб-аэральных осадков умеренного пояса и колебания климата // Цикличность формирования субаэральных пород. Новосибирск: Наука, 1980. - С. 25-33 .

41. Вронский В.А. Прикладная экология. Ростов-на-Дону: Феникс, 1996.-512 с.

42. Выветривание и литогенез. М.: Недра, 1969. - 456 с. / Авторы: В.П.Казанский, В.И.Бгатов, ТЛ.Гурова,. А.В.Ван и др.

43. Галай Б.Ф. Литогенез и просадочность эоловых лессов. Автореферат диссертации доктора геол.-мин.наук. - М., 1992. - 39 с.

44. Географические и инженерно-геологические условия Степного Алтая. Новосибирск: Наука, 1988. - 97 с. / Авторы: С.И. Черноусов, B.C. Арефьев, B.C. Осьмушкин, Э.А. Бобров, В.Е. Михайлов, В.И. Арефьева, АЛ. Швецов.

45. Геологический словарь. Том 2. М.: Недра, 1978. - 456 с.

46. Геологическое строение и полезные ископаемые Западной Сибири. Том 1. Новосибирск: СО РАН, 1999. - 230 с.

47. Геоэкологические проблемы урбанизированных территорий // Труды Международной конференции.- Томск: ТГАСУ, 1999,- 165 с. /Главный редактор В.Е. Ольховатенко.

48. Герасимов И.П. Основные вопросы геоморфологии и палеогеографии Западно-Сибирской низменности // Изв. АН СССР. Сер. геогр.и геоф. 1940. № 5. - С. 5-9.

49. Годовиков А.А. Минералогия. М.: Недра, 1975. - 520 с.

50. Гольдштейн М.Н. Некоторые результаты новых исследований лессовых просадочных грунтов и способов строительства на них // Геотехника и строительство. Вып.1. Вопросы строительства на просадочных грунтах. М.: Стройиздат, 1966. - С. 5-7.

51. Горбунова Т.А., Бычкова Н.В. К вопросу набухания лессовых пород // Гуманизм и строительство на пороге третьего тысячелетия. Барнаул: АГТУ, 1999.-С. 76.

52. Грим Р. Минералогия и практическое использование глин. М.: Мир, 1967.-512 с.

53. Дегенс Э. Геохимия осадочных образований. — М.: Мир, 1967. —300 с.

54. Денисов Н.Я. О природе просадочных явлений в лессовых суглинках. М.: Сов. наука, 1946. - 196 с.

55. Денисов Н.Я. Строительные свойства лессов и лессовидных суглинков. М.: Госгеолиздат, 1953. - 154 с.

56. Дриц В.А., Коссовская А.Г. Глинистые минералы: слюды, хлориты // Труды ГИН СССР. Вып.465. М.: Наука, 1976. - 176 с.

57. Жемчужников Ю.А. Сезонная слоистость и периодичность осадконакопления. -М.: Наука, 1963. 197 с.

58. Зудин А.Н., Панычев В.А. Особенности строения разреза Приобского плато у с. Калистратиха // Неогеновые и четвертичные отложения Западной Сибири. М.: Наука, 1968. - С. 29-33.

59. Зыкина B.C. Цикличность строения четвертичной толщи субаэральных осадков на основании изучения ископаемых почв в Искитимском районе // Цикличность формирования субаэральных толщ. -Новосибирск: Наука, 1980. С. 139-142.

60. Зыкина B.C., Волков И.А., Деркачева М.И. Верхнечетвертичные отложения и ископаемые почвы Новосибирского Приобья.- М.: Наука, 1981. -204 с.

61. Ильин Р.С, Происхождение лессов (по истории вопроса). М.: Наука, 1978.-236 с.

62. Ильин Р.С. К геологии Кулунды и Оби от Усть-Чарыша до Камня // Вестник ЗСГТТТ. 1935, вып.5. - С. 68-77.

63. Инженерно-геологическая оценка мезо-кайнозойских отложений (Восточная Сибирь и Монголия). Новосибирск: Наука, 1992. - 120 с. /Авторы: Т.Г.Рященко, Т.Ф.Данилова, Г.Е.Нетесова и др.

64. Калинко М.К. Песчаные породы // Справочное руководство по петрографии осадочных пород. Том 2. JL: Гостехиздат, 1958. - С. 77-146.

65. Казанцев В.А. Проблемы педогалогенеза.- Новосибирск: Наука, 1998.—280 с.

66. Коробкин В.И., Балеев В.Г., Галай Б.Ф. Субаэральный литогенез и свойства пыльчато-глинистых отложений. Ростов-на-Дону: РГУ, 1985. -208 с.

67. Козловский Е.А. Геоэкология новое научное направление. Геоэкологические исследования в СССР.- М.: Наука, 1989.- С.9-18.

68. Константинов В.М. Охрана природы. М.: Академия, 2000.- 240с.

69. Коробкин В.И. О стадийности формирования просадочности лессовых пород //Инженерная геология лессовых пород. М.: 1989. - С.10-12.

70. Коссовская А.Г., Шутов В.Д. Фации регионального эпигенеза и метагенеза // Изв. АН СССР. Сер. геол. 1963, № 7. - С. 119-148.

71. Кригер Н.И. Лесс, его свойства и связь с географической средой. -М.: Наука, 1965.-53 с.

72. Котлов Ф.В. Изменения геологической среды под влиянием деятельности человека.- М.: Недра, 1978.- 240 с.

73. Кригер Н.И. Состояние вопроса об оценке просадочных свойств лессовых грунтов. М.: Наука, 1962. - 60 с.

74. Кругов В.И. Классификация просадочных лессовых грунтов // Геоэкология. Инженерная геология. 1998, № 3. - С. 55-64.

75. Ларионов А.К. Инженерно-геологическое изучение структур рыхлых осадочных пород. М: Недра, 1966. - 328 с.

76. Малолетко A.M. Палеогеографический анализ при изучении гидрогеологических условий восточной части Степного Алтая // Изв. Алтайского отдел, геогр. общ-ва СССР. Барнаул, 1963. - Вып. 4. - С. 5-14.

77. Лессовый покров Земли и его свойства / Под редакцией В.Т.Трофимова. М.:МГУ, 2001.- 464 с.

78. Магаева Л.А. Мелиорируемая толща почв и пород Приобья.-Новосибирск: СО РАН, 2000.- 111 с.

79. Малолетко А.М. Лощинно-увалистый рель/еф Приобья и Кулунды и его происхождение // Вопросы географии Сибири. Томск: ТГУ, 1976.-С. 124-141.

80. Малолетко А.М. Палеогеография Предалтайской части Западной Сибири в мезозое и кайнозое. Томск: ТГУ, 1972. - 228 с.

81. Мартынов В.А. Основные черты геоморфологии Кулундинской степи // Вест. ЗСГУ. 1957, вып. 1. - С. 16-23.

82. Мартынов В.А. Верхнеплиоценовые и четвертичные отложения южной части Западно-Сибирской низменности // Четвертичный период Сибири. М.: Наука, 1966. - С. 22-27.

83. Мартынов В.А. Храпов B.C., Шаевич Я.Е. Цикличность в разрезах Приобской возвышенной равнины // Цикличность формирования суб-аэральных пород. Новосибирск: Наука, 1980. - С. 87-94.

84. Матвеевская А.Л. Строение современной поверхности и рыхлого покрова в северо-западном Присалаирье // Тр. Горно-геол. ин-та ЗСФ АН СССР. Вып. 15. 1956. - С. 129-144.

85. Милло Ж. Геология глин. Л., 1968. - 360 с.

86. Минервин А.В. Роль процессов гипергенеза в формировании просадочности лессовых пород юга Сибири // Генетические основы инженерно-геологического изучения горных пород / Труды Междунар. Конференции. 4-6 июня 1974. М.: 1975. - С.305-314.

87. Минервин А.В. Формирование просадочных лессов из эоловой пыли в современных условиях Средней Азии // Инженерная геология. -1979, №3.-С. 78-85.

88. Минервин А.В. Роль криогенных процессов в формировании лессовых пород // Проблемы криолитологии. -М.: 1982. Вып. 10. С. 41-60.

89. Минервин А.В. Природа просадочности и генезис лессовых пород. Ташкент: Фан, 1986. - С. 103-105.

90. Москвитин А.Н. Лесс и лессовидные отложения Сибири // Труды ИГН АН СССР. 1940. Сер. геол., № 4. - 144 с.

91. Минерально-сырьевые ресурсы агропромышленного назначения Западной Сибири и рекомендации по их использованию. Справочник.- Новосибирск: СНИИГГИМС, 1087.- 42 е./ Авторы В.М. Алтухов, В.И. Бгатов, А.В. Ван и др.

92. Москвитин А.И. Опыт применения единой стратиграфической схемы к четвертичным отложениям Западной Сибири // Труды ГИН АН СССР. 1960. - Вып.26. - С. 11-36.

93. Нагорский М.П. Основные этапы четвертичной истории юго-востока Западно-Сибирской низменности // Вест. ЗСГУ. 1941, № 3. - С. 2133.

94. Нагорский М.П. Материалы по геологии и стратиграфии рыхлых отложений кайнозоя Обь-Чумышской впадины // Материалы по геологии Западной Сибири. 1941, № 13. - С. 68.

95. Никитенко Ф.А. К вопросу о происхождении лессовидных и лессовых пород Приобья // Изв. ВУЗов. 1958, № 5. - С. 60-66.

96. Никитенко Ф.А. Лессовые породы Приобья // Труды НИИЖТа. 1963. Вып. 34.-С. 7-285.

97. Никитенко Ф.А. Новосибирское Приобье // Лессовые породы СССР. М.: Наука, 1966. - С. 141-147.

98. Никитенко Ф.А., Храпов B.C. О генезисе и гипергенезе лессовых пород// Труды НИИЖТ. 1974. Вып. 152. - С. 3-13.

99. Никитенко Ф.А. Арефьев B.C. Цикличность в формировании лессовых пород Верхнего Приобья // Цикличность формирования субаэраль-ных пород. Новосибирск: Наука, 1980. - С. 120-138.

100. Никольская Ю.П. Процессы солеобразования в озерах и водах Кулундинской степи. Новосибирск: РИО СО АН СССР. 1961. - 181 с.

101. Объяснительная записка к карте новейшей тектоники ЗападноСибирской низменности. Масштаб 1:2500000 // Главный редактор И.П.Варламов. Красноярск, 1970. - 68 с.

102. Новиков Э. А. Человек и литосфера,- Л.: Недра, 1976.- 320.

103. Обручев ВА.Основы геологии.-М.:АН СССР,1956.300 с

104. Обручев В.А. Лесс как особый вид почвы, его генезис и задачи задщчи,его изучения //Бюлл.комиссии по изучению четвертичного периода. 1948. №12.- С. 5-7.

105. Объяснительная записка к карте новейшей тектоники ЗападноСибирской низменности. Масштаб 1:2500000./ главный редактор И.П. Вар-ламов.-Красноярск: 1970.- 68 с.

106. Объяснительная записка и "Карта органо-минеральных ресурсов сельскохозяйственного назначения Западно-Сибирского экономического района". Масштаб 1:2500000.-Новосибирск: СНИИГГИМС,1087.- 114 с.

107. Ольховатенко В.Е. Особенности формирования инженерно-геологических условий крупных угленосных провинций и устойчивость бортов глубоких карьеров. Автореферат диссертации доктора геол.-мин.наук. - Ленинград: 1981.-44 с.

108. Ольховатенко В.Е. Особенности формирования физико-механических свойств горных пород угленосных отложений Кузбасса при литогенезе // Проблемы гидрогеологии, инженерной геологии оснований и фундаментов. Томск: Строит.институт, 1988. - С.12-17.

109. Осадочные породы. Классификация, характеристика, генезис. Том 1/ Авторы- Ю.П. Казанский, А.Ф.Белоусов, А.В.Ван и др. Новосибирск: Наука, 1987.-214 с.

110. Осадочные породы. Состав, текстуры, типы разрезов. Том 2. Новосибирск: Наука, 1990. - 270 с. / Авторы: Ю.П. Казанский, О.А. Бетехтина, А.В. Ван и др.

111. Осадочные породы. Сравнительная седиментология. Том 3. Новосибирск: Наука, 1994. - 200с. / Авторы: Ю.П. Казанский, А.В. Ван, С.А. Кашик и др.

112. Осипов В.И. Геоэкология междисциплинарная наука о экологических проблемах геосфер // Геоэкология. 1993. № 1. С.4-18.

113. Осипов В.И Геоэкология: понятие, задачи, приоритеты // Геоэкология. № 1. С.3-11.

114. Панкрушин В.К. Математическое моделирование и идентификация геодинамических систем. -Новсибирск: СГГА, 2002.- 424 е.

115. Петров БФ. О лессе Алтая // Бюлл. Комиссии по изучению четвертичного периода. 1948. №11.- С.67-91.

116. Петгиджон Ф., Потер П., Сивер Р. Пески и песчаники. М.: Мир, 1976.536 с.130.

117. Поиск цеолитов методом " Олень".- Новосибирск: СНИИГГИМС, 1985.38 е./ Авторы В.И. Бгатов, А.М. Паничев, А.В.Ван, Г.И. Худяков.

118. Православлев П.А. Приобье Кулундинской степи // Материалы по геологии Западно-Сибирского края. Томск. 1933. - С. 58.

119. Предгорные эколого-геологические системы юга Западной Сибири //Геоморфология гор и предгорий.-Барнаул: Русское географ.общество, АГУ, 2002.-С.135-139.

120. Природные сорбенты и животный мир // Проблема сорбционной деток-сикации внутренней среды организма.- Новосибирск: СО АМН, 1995.- С.25-28.

121. Проблемы рационального использования геологической среды /Под редакцией Е.М. Сергеева, В.Т. Трофимова.- М.: Наука, 1988.-245 с.

122. Продуктивные показатели племенных кур при скармливании им сузун-ских кудюритов // Новые кормовые добавки и технологические приемы в рациональном кормлении животных и птицы.-Новосибирск: Новосиб. Гос. агроунивер-ситет, 1991.-С.78-82

123. Районирование территории России по степени экологической напряженности // Изв.РАН. Сер.географ., 1994. № 1. -С.119-125./ Авторы Б.И.Кочуров, А.В.Антипова и др.Рогов Г.М. Гидрогеология и геоэкология Кузбасса. - Томск: ТГАСУ, 2000.-167 с.

124. Редкие элементы в углях Кузнецкого бассейна.- Кемерово: ТПУ, 1999.248 е./ Авторы С.И. Арбузов, В.В. Ершов, А.А. Поцелуев, Л.П.Рихванов.

125. Результаты научно-производственных опытов по использованию природных минеральных подкормок для сельскохозяйственной птицы.- Новосибирск: СНИИГГИМС, НСХИ, 1986.- 10 с.

126. Рихванов Л.П. Общие и региональные проблемы радиоэкологии.-Томск: ТПУ, 1997.- 410 с.

127. Рихванов Л.П., Рихванова М.М. Введение в радиоэкологию.-Томск: ТПУ, 1994.- 120 с. Рященко Т. Г. Литогенез и инженерно-геологическая оценка четвертичных отложений (Восточная Сибирь). Новосибирск: Наука, СО, 1984. -164 с.

128. Рогов Г.М., Попов В.К. Гидрогеология и катагенез пород Кузбасса.-Томск: ТГУ, 1985. -192 с.

129. Рогов Г.М. Гидрогеология и геоэкология Кузбасса.- Томск: ТГАСУ, 2000.- 167.

130. Рогов Г.М., Ольховатенко В.Е. Геоэкологические проблемы Кузнецкого угольного бассейна //Геоэкологические проблемы урбанизированных территорий. Труды Межд.научной конф.- Томск: ТГАСУ, 1999.- С. 19-22.

131. Рябчиков А.М.Структура и динамика геосферы, ее естественное развитие и изменение человеком.-М.: Мысль, 1972.-220 с.

132. Рященко Т. Г. Развитие генетического принципа при инженерно-геологическом изучении континентальных четвертичных отложений (на примере юга Восточной Сибири и Северной Монголии). Автореф. диссертации доктора г.-м. н. Иркутск, 1988. - 46 с.

133. Рященко Т.Г., Акулова В.В. Грунты юга Восточной Сибири и Монголии. Новосибирск: Институт Земной коры СОРАН, 1998. - 156 с.

134. Ремерс Н.Ф. Природопользование. Словарь-справочник. -М.: Мысль, 1990.- 640 с.

135. Сергеев Е.М. Инженерная геология. -М.: МГУ, 1978.-383 с.

136. Сергеев Е.М. Инженерная геология наука о геологической среде // Инж.геология. 1979. №1. - С.3-19.

137. Сергеев Е.М. Научно-технический прогресс и охрана окружающей среды // 27-ой Междунар.геол.конгресс. Сводный том.- М.: 1984. С.54-59.

138. Сергеев Е.М. Теоретические основы исследования лессовых пород в опорных разрезах на территории СССР // ВМНТК. ПроблемагРациональное народно-хозяйственное освоение территории распространения лессовых просадочных образований. М.: МГУ, 1988. - 15 с.

139. Сидоренко А.В. Человек, техника, Земля. -М.: Недра, 1967.- 57 с.

140. Соколов П.Н., Ван А.В., Матухин Р.Г. Минералогические особенности донных осадков озер Кулундинского солеродного бассейна // Строение и условия образования соленосных формаций. Новосибирск: Наука, 1981. - С. 154-159.

141. Страхов Н.М. Основы теории литогенеза. Том 3. М.: Изд. АН СССР, 1962.-550 с.

142. СулакшинаГ.А.Литолого-минералогическая характеристикалессовидных отложений г. Томска // Вопросы строительства на лессовыхгрунтах. Воронеж: 1966. - С. 76-82.

143. Сулакшина Г.А. Исследование пространственной изменчивости инженерно-геологических свойств пород и ее практическое использование / Автореферат диссертации доктора геол.-мин.наук. М.: МГРИ, 1973. - 42 с.

144. Тофанюк Ф.С. Литолого-минералогическая характеристика лессовых пород центральной части Верхнего Приобья в связи с оценкой их инженерно-геологических свойств. Автореферат дис. к.г.-м.н. Томск, 1967. - 21 с.

145. Тофанюк Ф.С. К вопросу о палеоклиматической цикличности и формирования инженерно-геологических свойств Приобских лессов // Цикличность формирования субаэральных пород. Новосибирск: Наука, 1980. - С. 95-98.

146. Тофанюк Ф.С., Шаров В.И., Швецов Г.И. Некоторые инженерно-геологические свойства лессовых пород Новосибирского Приобья // Четвертичный период Сибири. М.: Наука, 1966. - С. 484-487.

147. Трофимов В.Т. Закономерности пространственной изменчивости инженерно-геологических условий Западно-Сибирской плиты. М.: МГУ, 1977. - С. 169-185,219-228.

148. Трофимов В.Т., Зилинг Д.Г. Экологическая геология и ее логическая структура // Вестник МГУ.Серия 4. Геология. 1995. № 4. С.33-45.

149. Трофимов В.Т., Зилинг Д.Г. Инженерная геология, экологическая геология и геоэкология соотношение содержания, объектов, предметов и задач // Инж.геология сегодня и завтра. Труды Междунар.науч.конф. 5-7 февраля 1996 г.-М.: 1996.-С. 114-117.

150. Трофимов В.Т., Зилинг Д.Г. Геоэкология, экологическая геология и инженерная геология соотношение содержания объектов, предметов и задач // Геоэкология. 1996. № 6.- С. 43-54.

151. Трофимов В.Т., Зилинг Д.Г. Экологическая геология в стистеме геологических наук // Отечественная геология.1998. № 3.- С. 37-42.

152. Трофимов В.Т. Генезис просадочности лессовых пород. М.: МГУ, 1999.-271 с.

153. Трофимов В.Т. Основные положения теории формирования просадочности аллювиальных лессовых пород //Геоэкология. 2001. № 6.- С. 531-535.

154. Трофимов В.Т., Шаевич Я.Е., Адиков М.Т. Лессовые породы Западной Сибири // Лессовые породы СССР. Том 2. М.: Недра, 1986. - С. 53-85.

155. Хмелев В.А. Лессовые черноземы Западной Сибири. Новосибирск: Наука, 1989.-201 с.

156. Храпов B.C. Состав фракции лессовых пород степных блюдец района г. Искитима // Вопросы литологии и палеогеографии Сибири. Новосибирск: СНИИГГиМС, 1970. - С. 55-56.

157. Храпов B.C. Минеральный состав глинистой фракции лессовых пород Новосибирского Приобья в связи с их просадочностъю // Изв. ВУЗов. Серия строительство и архитектура. 1971, № 2. - С. 32-37.

158. Храпов B.C. Состав и свойства лессовых пород нижнего-среднего плейстоцена правобережья р. Оби (Бердь-Обское междуречье). Автореферат дис. к.г,-М.Н.-1973.-27 с.

159. Цветков С.Г., Потрошков Г.Д. Физические процессы в промерзающих, мерзлых и протаивающих породах // Справочник по инженерной геологии. М.: Недра, 1968.-С. 429-434.

160. Цытович Н.А. Механика грунтов. М.: Госстройиздат, 1983. - 287 с.

161. Черноусов С.И. Чано-Кулундинская область // Инженерная геология. Том 2.-М.: МГУ, 1976.-С. 187-193.

162. Черноусов С.И. Грунты Кулунды // Влияние перераспределения стока вод на природные условия Сибири. Новосибирск: Наука, 1980. - С. 159-166.

163. Шаевич Я.Е. Методика выделения погребенных почв в лессовидных породах Новосибирского Приобья // География Сибири в условиях научно-технического прогресса. Новосибирск: Наука, 1975. - С. 145-152.

164. Шаевич Я.Е., Трофимов В.Т. К вопросу о разработке классификации лессовых толщ по особенностям строения и характеру просадочности // Инженерно-геологические особенности цикличности лессов. М.: 1987.- С.82-90.

165. Шаевич Я.Е. Закономерности формирования и инженерно-геологические особенности циклически построенных лессовых толщ. Автореферат диссертации доктора геол.-мин.наук.

166. Шанцер Е.В. Очерки учения о генетических типах континентальных образований // Труды ГИН АН СССР. Вып 161. 1966. - 102 с.

167. Швецов АЛ. Эолово-почвенная гипотеза происхождения лессов Алтая и их инженерно-геологические особенности. Автореферат диссертации кандидата геол.-мин. наук. Барнаул, 1998. - 41 с.

168. Швецов АЛ. Лессы Алтайского края // Вест. А1ГУ. 2000, № 1.- С. 29

169. Швецов Г.И. Некоторые вопросы влияния структурной прочности на сжимаемость грунтов // Труды Алтайского политехнического института. Вып. 27. -Барнаул, 1972.-57-62.

170. Швецов Г.И. Инженерная геология, механика грунтов, основания и фундаменты. М., 1987. - 295 с.

171. Швецов Г.И. Структурно-текстурные особенности лессовых пород Верхнего Приобья. Книга 3. Барнаул, 1990.-28-31.

172. Швецов Г.И. Физико-механические характеристики уплотненных лессовых пород Верхнего Приобья 7/ Лессовые просадочные грунты как основания зданий и сооружений. Барнаул, 1990. - С. 6-7 .

173. Швецов Г.И. Лессовые породы Западной Сибири и методы устройства основания и фундаментов. М.: Высшая школа, 2000. - 244 с.

174. Швецов Г.И., Вяткина Е.И. Микроструктурные исследования лессового грунта, уплотненного тяжелыми трамбовками // Лессовые просадочные грунты: исследования, проектирование и строительство. Барнаул, 1996. - С. 54-56.

175. Шлыков В.Г. Использование структурных характеристик глинистых минералов для оценки физико-химических свойств дисперсных грунтов // Геоэкология. 2000. № 1. - С. 43-52.

176. Шлыков В.Г., Талипова Л.М., Самарин Е.М. Значение тонкой диагностики смектитов при оценке влияния минерального состава дисперсных грунтов на их свойства И Геоэкология. 1993, № 1. - С. 76-88.

177. Щербак Г.Г. Теоретические аспекты формирования инженерно-геологических условий и физико-механических свойств пород угольных месторождений Восточной Сибири // Обскрй вестник. Новосибирск. 1999, № 1-2.- С.82-89.

178. Щербак Г.Г. Влияние процессов уплотнения на формирование минерального состава и свойств угленосных отложений при литогенезе // Сергеевские чтения. Вып.З М.: Геос, 2001.- С. 72-75.

179. Щербак Г.Г. Закономерности формирования инженерно-геологических условий угольных месторождений Восточной Сибири и их влияние на устойчивость бортов карьеров.- Автореферат диссертации доктора геол.-мин. наук.- Томск: 2002.- 54 с.

180. Экологические функции литосферы / Под редакцией В.Т. Трофимова. М.: МГУ,2000.- 432 с.

181. Экологическое состояние территории России. / Под редакцией С.А. Ушакова, Я.Г. Каца.- М.: Академия, 2001.- 128 с.

182. Энциклопедический словарь. Том 3. -М.: БСЭ, 1955.

183. Van A.V., Perosio G.N., Lisalek N.A. Peatures of secondary transformation in rock of sedimentary series // International geol. Reviev. 1968, 10, № 1. - P. 108-119.

184. Herdan G. Small particle statistics. N.Y.: Acad. Hress. 1960. - 418 p.

185. Hu Liang-yun, Shao Ming-an. Соотношение между пыльными бурями и аккумуляцией лесса и формированием лессового плато // Anhui. Norm. Univ. Natur. Sci. 2001,24, № 2. C.148-152.

186. Kuenen Ph.H. Experimental abrasion 4. Eolian action // Jornal Geology. 1960. 68.-P. 487-449.

187. Mackensi F.T., Garrels P.M. Silicates: reactivity with sea water// Science. 1965. 150.-P. 57-58.

188. Siever R. Establishment of equilibrium between clays and sea water // Efrth. Planet. Sci. Letters. 1968. 5. P. 106-110.

189. Siffert B. Quelques reaction de la silice tn solution: la formation des argiles // Service Carte Geol. Atlace Lorraine Memoires. 1962.21. 86 p.