ПОСОБИЕ-ЧАСТЬ 1,2 2014 июнь

Рис.8. Схематическая карта родников и ландшафтно-родниковых зон г. Томска. Фрагмент. А.Д.Назаров, Е.Г.Вертман. 200 4г.

101

Фото 6. Живительная влага травертиновых чаш. Фото А.В. Иваненко

Сама Мать-Природа расположила их по особой геометрии в необходимых точках города для гармонизации энергоинформационного пространства данной территории, что существенно для здоровья всей биосферы, и конечно, для проживающего здесь человека (Е.Г. Вертман, А.Д. Назаров, 1998-2007). Вода томских родников рождена в недрах палеозойского фундамента. Томские гидрогеологи П.А, Удодов, В.М. Матусевич, Н.В. Григорьев (1965) показали, что повышенная тектоническая напряжённость Томь-Яйского междуречья и

102

многочисленные разрывные нарушения на поверхности проявлены восходящими родниками. Качество воды томских родников оценивается не только анализом их химического состава. Поднимаясь естественным образом по восходящим каналам (геологическим разломам) на земную поверхность, вода достигает «полной зрелости», очищаясь от вредных примесей и, обогащаясь энергетически и химическими микроэлементами. При этом формируются её кристаллическая структура, являющаяся носителем природной информационной «Программы Жизни» на планете Земля (В.Д.Плыкин, 1995).

Таловские чаши были объявлены памятником природы Томской области (решение Томского облисполкома №344 от 28.09.1962г.) Травертины Томской области можно назвать и уникальными геологическими памятниками.

Новгородовым Н.С. (1999) предложен проект разведки правобережной родниковой провинции и оценка её в качестве возможного водоснабжения г. Томска. С этой целью планировалось исследование правобережной территории р. Томи в бассейнах малых рек Ушайки, Малой Ушайки, Басандайки, Тугояковки, Каменки и Киргизки, общей площадью более 800 км2, с целью выявления и опробывания всех родников таловского типа, то есть сопровождающихся формированием травертинов. Но последние работы по геохимии висмута в природных водах Западной Сибири, выполненные А.А. Хвощевской (1995), показали аномально высокое содержание висмута в притоках реки Большая Киргизка (0,11-0,7 мкг/л), что сравнимо с участками техногенного загрязнения вод. Среднее содержание висмута в подземных водах бассейна р. Тугояковки составляет 0,0035 мкг/л и достигает 0,067 мкг/л. Конкретное содержание висмута в Дызвездном ключе в работе не указано, но Lu, Au и Bi присутствуют.

В пределах Тугояковского рудного узла выделено потенциальное гидрогеохимическое поле. В пределах этого поля выделено несколько участков обогащения вод висмутом: 1) в средней части р. Якунина, 2) в верховье рр. Тарганак, Грива, 3) в приустьевой части рр. Тарганак, Кузьминка и Мостовая. На первом участке ореолы Bi совпадают с довольно контрастным ореолом золота. Здесь же отмечается повышенное содержание Cd в водах.

Достаточно локальное проявление ореолов рассеяния Bi с Cr и Lu, Bi с Au и Cr выявлено по левому притоку р. Тугояковка и её левому борту. Близкая картина распределения элементов отмечена в верховье р. Грива. Вероятнее всего, наличие элементов примесей породообразующих минералов и рудогенных элементов, а также интенсивных водных ореолов рассеяния Bi подтверждает точку зрения о глубинности вод подземных источников. Они не связаны с локальными местными убогими рудопроявлениями. К ним относятся коренные выходы кварцевых жил с золотом (рр. Киргизка, Падун и Черная),

103

шлиховые и литогеохимические ореолы золота и элементов-спутников, свалы кварца с золотом (р. Тугояковка, бассейн реки Якунина), Тугояковская россыпь золота. Исследования характера взаимосвязи химических элементов в водах выявило наличие значимых коэффициентов корреляции Bi с рудогенными элементами. Так положительную корреляционную связь с Bi имеют Au, Cr, Cd, SO4-2, Fe+3, Fe+2. Отрицательная связь Bi отмечена с Th, Sc, Co, Zn.

Установлена прямая зависимость частоты встречаемости ишемической болезни от содержания в воде и горных породах висмута. Поэтому с экологической точки зрения, говорить о новой родниковой провинции для питания города водой, по-видимому, рано. Нужны серьёзные исследования как в области гидрогеохимии подземных вод правобережья реки Томи, так и бальнеологическое их применение. Исследования геохимии подземных вод района Томского водозабора в левобережье Томи показали, что вмешательство человека в ход естественных гидрогеохимических процессов находится на начальной стадии, а сам Томский водозабор имеет хорошие перспективы (О.В. Колоколова, 2003).

Студентов следует кратко ознакомить с проблемами Томского водозабора, расположенного на левобережье реки Томи (рис.9). Площадь Томского водозабора располагается на восточном склоне Обь-Томского междуречья. Водоносные горизонты – пески новомихайловской и юровской свит эоцена – олигоцена, залегающие на глубине от 50 до 100 м. Хороший верхний водоупор, представленный глинами новомихайловской свиты предохраняет водоносный горизонт от сообщения с водами вышележащей кочковской свиты и загрязняющимися грунтовыми водами и, во-вторых, способствует повышению напорных вод в водоносном горизонте. Вся вода из скважин нагнетается на станцию очистки подземных вод от карбонатов и железа, находящейся в пос. Дзержинский, а оттуда по трубопроводу подается в Томск. Экологоэкономическое обоснование технологий очистки подземных вод с учетом региональных особенностей представлено в работе (В.К. Попов, О.Д. Лукашевич, В.А. Коробкин и др., 2003).

Проблема поиска чистой питьевой воды для промышленных центров реки Томи и её разрешения исключительно актуальна (Г.М. Рогов, В.К. Попов, Е.Ю. Осипова, 2003). Авторы этой работы проанализировали основные геоэкологические, климатические и гидрогеохимические особенности, характерные для бассейна реки Томи. Территория г.Томска и томского района находятся в Ю-В части Западно-Сибирского артезианского бассейна и расположена на Обь-Томском междуречье (ОТМ) и правобережном склоне реки Томи, в лесо-таёжной ландшафтной зоне с нормальной увлажненностью и

104

теплообеспеченностью благоприятными физико-географическими условиями питания подземных вод. (Приложение 2,3).

Рис. 9. Схема водозабора г. Томска и полигона захоронения жидких отходов СХК:1. Изолинии снижения уровня поземных вод палеогенового комплекса, м. 2. Граница декомпрессионной воронки за период эксплуатации Томского водозабора (1973-1997 г.г.) 3. Изолинии содержания хлора в подземных водах. 4.Водозаборы г.Северска (1,2) 5.Эксплуатационные скважины водозабора 6. Полигоны захоронения ЖРО.

(Из работы Попова В.К. и др., 2002)

В пределах ОТМ выделяется 4 типа гидрогеологических комплексов: водонапорные системы трещинных вод палеозойского фундамента,

105

водоносный комплекс меловых отложений (нижний и верхний гидрогеологические этажи), водоносные комплексы палеогеновых и четвертичных отложений (верхний гидрогеологический этаж). Подробнее о водоносных комплексах изложено в монографии (В.К. Попов и др., 2002).

Комплекс меловых отложений используется сибирским химическим комбинатом для захоронения жидких радиоактивных отходов (ЖРО). В качестве пластов-коллекторов выбраны два горизонта Симоновской свиты, представленные глинистыми разнозернистыми песками один, в интервале 280350м, другой в интервале 350-400м. Площади со скважинами для закачки ЖРО расположены по правому борту реки Томи (рис.9). Вниз по потоку подземных вод в 15-17 км от полигона захоронения находятся скважины II и III очередей водозабора, на которых приходится разгрузка подземных вод меловых отложений. Вдоль северной древней ложбины стока отчётливо прослеживается система разрывных нарушений, в которую попадает III очередь Томского водозабора из подземных источников и район захоронения радиоактивных веществ СХК (В.К.Попов, О.Д. Лукашевич, В.А.Коробкин и др., 2003).

Обеспечение безопасности попадания ЖРО в пласты водных коллекторов Томского водозабора основывается на возможности прогнозирования изменения состояния пласта-коллектора и распределения компонентов отходов в геологической среде. Для прогнозирования исследований глубинного захоронения ЖРО применяется математическое моделирование. В.В. Даниловым (2010) была разработана методика построения цифровых иерархических моделей стратифицированных геологических объектов. Дана комплексная оценка влияния полигона глубинного захоронения ЖРО на подземную гидросферу района. Сделан оптимистический прогноз: «-при условии безаварийной работы полигона и отсутствия поступления ЖРО в буферные горизонты по технологическим причинам в ближайшие тысячи лет ЖРО, закаченные в пласты-коллекторы, останутся в пределах горного отвода недр и будут изолированы от областей питания водозаборов г. Северска и других объектов, входящих в сферу активной жизнедеятельности человека.

Нам уже сейчас следует искать альтернативу Томскому левобережному водозабору, а это Томь-Яйское междуречье с многочисленными ключами, воклюзами, которые до сего времени не используются населением района, тем более г. Томска, а вода дороже золота, нефти и других полезных ископаемых, без которых человечество развивалось успешно десятки миллионов лет. Рассмотренные проблемы можно отнести к ландшафтной экологии. Это сравнительно молодое направление экологических исследований, возникшие на стыке экологии и географии. С.Н. Кирпотин (2002) считает, что управление

106

окружающей средой и принятие решений в области природопользования можно обосновать и осуществлять только на ландшафтном уровне.

После осмотра каскадных чаш и ключа Дызвездный возвращаемся до трассы Батурино-Томск, переходим мост через реку Тугояковку и ждём автобус, который возвращается в Томск. Если мы едем на арендованном автобусе, то заезжаем в пос. Коларово, проезжаем до подъема в гору, заворачиваем налево и подъезжаем к реке Томь. Здесь начинается 5-ый маршрут по берегу с осмотром обнажений, зарисовкой, фотографированием пликативной и дизъюнктивной тектоники, развивающейся в палеозойских отложениях карбона.

ЛИТЕРАТУРА

1.Баженов В.А., Соколова М.Ф. Бернессит в травертинах Томской области / Вопросы генезиса эндогенных месторождений. Минералогия и геохимия. – Л.: МГУ, 1988, вып. 7. – С. 157–163.

2.Боярко Ю.Г., Мазуров А.К., Емешев В.Г. Геолого-экономическая характеристика минерально-сырьевой базы Томской области / Матер. науч. – практ. конф.: Проблемы и перспективы развития минеральносырьевой базы и предприятий ТЭК Сибири. Томск: ТПУ, 2005. – С.33–45.

3.Вертман Е.Г., Томск – город родников // актуальные проблемы биологии, медицины и экологи, 2004 – Том. 3. – № 4. – С. 54–56.

4.Вертман Е.Г., Назаров А.Д. Изучение гидродинамического и гидрогеохимического режима родников в г. Томске / Информационный промежуточный отчёт. – Томск, 2001. Фонды ТПУ. – 61С.

5.Данилов В.В. Математические моделирования глубинного захоронения жидких радиоактивных отходов. Автореф. дисс….канд. геол.-мин. наук. – Томск, 2003. – 21С.

6.Колоколова О.В. Геохимия подземных вод района Томского водозабора. Автореф. дисс…. канд. геол.-мин. наук. – Томск, 2003. – 21 С.

7.Кропотин С.Н. Ландшафтная экология с основами управления окружающей средой. Учебное пособие. Томск: ТПУ, 2002. – 179 С.

8.Кучеренко И.В. К прогнозированию и поискам эндогенных золотых месторождений на юге томской области – Матер. науч. – конф.: Акутальные вопросы геологии и географии Сибири. Томск: ТГУ, 1998. – Т.3. – С. 101-106.

107

9.Лепокурова О.Е. Геохимия подземных вод Алтая – Саянского горного обрамления, формирующих травертины. Автореф. дисс….канд. геол.- мин. наук. Томск, 2005. – 23 С.

10.Мазуров А.К., Коробейников А.С., Рихванов Л.П. Перспективы выявления золотого и уранового оруденения в пределах ТомьКолыванской складчатой зоны / матер.науч. практ. конф.: Проблемы и перспективы развития минерально-сырьевой базы и предприятий ТЭК Сибири. Томск: ТПУ, 2009 – С. 33–45.

11.Маликов А.В. Структурная теория пространства – времени и её приложения в минералогии и кристаллографии / Сборник: Математические модели в расшифровке генезиса минералов. М.: ИМГРЭ,

1989. – С. 4–41.

12.Маликов А.В. Кристаллы как порождения поля (конформная симметрия поля отображается в морфологии реальных кристаллов) / Сборник научных статей: Творение. Эволюция. Минералы (симметричный аспект). М.: Ротопринт ИМГРЭ, 1993. – С. 74–88.

13.Мачкасова О.А. Геохимия основных типов подземных минеральных вод республики Хакасия и их бальнеологическое значение. Афтореф. дисс…канд. геол.-мин. наук. Томск, 2003. – 23 С.

14.Новгородов Н.С. Сибирское Лукоморье. Томск: Изд-во Аграф-Пресс,

2005. – 244С.

15.Ольховатенко В.Е., Рутман М.Г., Лазарев В.М. Опасные природные и техноприродные процессы на территории г. Томска и их влияние на

устойчивость природно-технических систем. Томск: ООО Печатная мануфактура, 2005. – 152 С.

16.Пенекер Е.В., Писарский Б.И., Шварцев С.Л. и др. Основы гидрогеологии. Общая гидрогеология. Новосибирск: Наука, 1980. – 231 С.

17.Плыкан В.Д. След на воде. Ижевск: изд-во Удм. университета, 1995. –43 С.

18.Попов В.К., Коробкин В.А., Рогов Г.М. и др. Формирование и эксплуатация подземных вод Обь-Томского междуречья. Томск: ТГАСУ,

2002. – 143 С.

19.Попов В.К., Лукашевич О.Д., Коробкин В.А. и др. Экологоэкономические аспекты эксплуатации подземных вод Обь-Томского междуречья. Томск: Изд-во ТГАСУ, 2003. – 174 С.

20.Рогов Г.М., Попов В.К., Осипова Е.Ю. Проблема использования природных бассейнов реки Томи для хозяйственно-питьевого водоснабжения. Томск: ТГАСУ, 2003. – 218 С.

108

21.Руднев С.В. Применение эллиптической геометрии Римана к исследованию решётчатых структур реальных кристаллов. Автореф. дисс.

…канд. геол.-мин. наук. – Ленинград, 1986. – 18 С.

22.Сальников В.Н. Электромагнитные системы литосферы и техногенеза /

ТПУ, Томск, 1991. – 384 С. Деп. в ВИНИТИ 18.03.91, №1156 – В91. 23.19. Сальников В.Н., Потылицина Е.С. Геология и самоорганизация

жизни на Земле. Томск: STT, 2008. – 430 С.

24.Сальников В.Н., Сальникова Е.Н., Новгородов Н.С., Потылицына Е.С. Энергоинформационная модель кристаллографической самоорганизации травертиновых чаш на примере Томской области / Матер. 6-го Межд. симп.: Проблемы экоинформатики. Москва, 2004. – С. 169–173.

25.Удодов П.А., Матусевич В.М., Григорьев Н.В. Гидрогеологические поиски в условиях подземных геологических структур Томь-Яйского междуречья. Томск: ТГУ, 1965. – 201 С.

26.Хакен Г. Синергетика. М.: 1980. – 404 С.

27.Хващевская А.А. Геохимия висмута в природных водах Западной Сибири. Автореферат дисс. … канд. геол.-мин. наук. – Томск, 2003. – 19 С.

28.Хващевская А.А. Оценка состояния природных вод г. Томска и его окрестностей / Основные проблемы охраны геологической среды. – Томск: ТГУ, 1995. – С. 151-154.

29.Челноков Г.А., Харитонова М.А. Углекислые минеральные воды юга Дальнего Востока России. Владивосток: Изд-во «Дальнаука» ДВО РАН.

30.Шварцев С.Л. Природа и механизм самоорганизации геологической системы вода-порода / Матер. семинара: Самоорганизация природных и социальных систем. Алма-Ата; 1995. – С. 63–65.

31.Шварцев С.Л. Общая гидрогеология: Учебн. для вузов. – М.: Недра,

1996. – 423 С.

32.Шварцев С.Л. О механизмах самоорганизации в системе вода-порода / Матер. научн. конф.: Актуальные вопросы геологии и географии Сибири. Томск, 1998. – С. 180–182.

33.Шварцев С.Л. Основные процессы и механизмы эволюционного развития системы вода-порода // Известия ТПУ, 2007. – №1. – Т.311. – С.103–113.

109

Маршрут № 5

Цель – ознакомить студентов с тектоническими нарушениями (складчатые нарушения, разрывные нарушения). На примерах обнажений в правом берегу реки Томи в районе «Синего утеса» (Коларово), показать элементы складчатости, угловые несогласия, сбросы, сдвиги, надвиги. Замерить компасом азимуты простирания, падения, угол падения.

Тектонические нарушения

Теоретический материал по тектоническим нарушениям необходим для закрепления знаний в маршрутах № 5 и № 6.

Выделяют две большие группы:

1.Складчатые нарушения (пликативные дислокации);

2.Разрывные нарушения (дизъюнктивные нарушения).

Понятие о механизме деформирования и разрушения твердых тел

Горная порода – это твердое тело.

Рассмотрим, как деформируются твердые тела. Величина деформации зависит от напряжения

FS , где

F – сила (давление) в кг,

S – площадь в см2.

Например, если на оси абсцисс будем откладывать величину деформации , возникающей в данном твёрдом теле под действием напряжения σ, то получим график «напряжение ( ) – деформация ( ). По мере увеличения напряжения растет и деформация, что выражается отрезком ОА (рис. 1). На

этом прямолинейном отрезке ОА деформация пропорциональна напряжению:

σ= Е , где

Е– носит название модуля упругости (модуль Юнга).

110