Проблемы геоэкологии и рационального недропользования в криолитозоне арктики

Недропользование – вид природопользования, оказывающий большую техногенную нагрузку на все компоненты окружающей природной среды. Предприятия недропользования – комплексные, мощные источники продолжительного воздействия на приземную атмосферу, земельные ресурсы, гидросферу, геологическую среду, растительный и животный мир.

Особенно контрастно это техногенное воздействие проявляется в условиях Арктики, где трасса гусеничного вездехода или трактора протяжённостью 1 км нарушает лишайниковый покров на площади 0,6 га, в то время как с 1 га могут ежедневно кормиться 2-5 особей оленя.

В

В соответствии с подпрограммой «Оздоровление экологической обстановки Алмазной провинции» Государственной целевой программе «Охрана окружающей среды РС (Я) на 2007-2011 годы» ОАО «АЛРОСА», ОАО «Алмазы Анабара», ОАО «Нижне-Ленское» реализованы мероприятия по оздоровлению экологической обстановки в 9 улусах Алмазной провинции.

ОАО «Алмазы Анабара» ведут работы на объектах Эбеляхского алмазоносного поля расположенного на северной окраине Сибирской платформы, в зоне сочленения Анабарской антеклизы и Лено-Анабарского прогиба. Первый алмаз в устье р. Эбелях найден Амакинской ПСП в 1965 г., вскоре после этого была открыта крупнейшая в мире Эбеляхская россыпь алмазов (Додин, 2005).

Различным видам недропользования свойственны свои особенности воздействия на многолетнемёрзлые породы (ММП) криолитозоны.

Разработка долинных россыпей приводит к разрушению почвенно-растительного слоя участков долин, обнажению их бортов, проходку канав, котлованов и др. В криолитозоне активизируются термоабразия, термокарст, термоэрозия, солифлюкция, обуславливающие техногенную трансформацию ранимой природы Арктики (Давиденко, 2003). Для пройденных в галечниках открытых выработок температура на 2-2,5°С выше, чем в окружающих породах (Котлов, 1978).

Рассматриваются эколого-геологические условия недропользования Арктики на примере разработки известных россыпей алмазов бассейна р. Эбелях – правого притока р. Анабар (северо-запад Республика Саха (Якутия)).

Регион относится к области наиболее мощного распространения самой низкотемпературной многолетней мерзлоты представленной Анабаро-Оленёкской приморской равниной и бассейнами нижнего и среднего течения рек Анабар, Лена, Яна, Индигирка. Рыхлые позднекайнозойские отложения представлены уникальными тёмно-серыми, буроватыми лёссово-ледовыми толщами, в составе которых в среднем 90% занимает лёд, а в основании разреза встречаются кости мамонта и других животных (Некрасов, 1976).

Рассматриваемый регион представляет собой относительно невысокое плато, расчлененное сетью долин правых притоков среднего течения р. Анабар; абсолютные отметки редко превышают 200 м, составляя 140-180 м. Длина реки Эбелях - правого притока р. Анабар составляет 108,0 км, площадь водосбора – 1968,0 км². Направление течения - широтное. Долина выработана в доломитах анабарской свиты среднего карбона, имеет корытообразный профиль с выположенными склонами и широким днищем.

Температура горных пород на подошве слоя годовых колебаний температур изменяется от -2,5°С до -4,8°С. Широко представлены криогенные процессы: пучение, морозобойное растрескивание, полигонально-жильное льдообразование, солифлюкция, курумообразование, оседание склонов, термокарст. Граница ММП предположительно находится на глубине 800 м. На участках распространения оторфованных тонкозернистых грунтов мощность сезонно-талого слоя 0,3-0,7 м и зависит от льдистости грунтов. Грунтовый лёд образует прожилки, клинья, линзы мощностью до 5м. Высокая льдистость отличает илистые осадки пойменной фации террас.

Плотик россыпей сложен залегающими субгоризонтально доломитами анабарской свиты среднего кембрия, реже дезинтегрированными продуктами их выветривания, иногда алевролитами и песчаниками, выполняющими карстовые и эрозионно-карстовые западины, с размерами в плане до 30-50 м. Доломиты отличает повышенная пористость и кавернозность, что в сочетании с тектоническими зонами трещиноватости благоприятствует карстообразованию. В регионе развиты терригенные породы нижнего мела, и верхнечетвертичные аллювиальные верхнечетвертичные–современные делювиально–солифлюкционные отложения. По литологическому составу выделяются отложения: валунно-гравийно-галечные с песчано-илистым заполнителем (русловая фация аллювия) и гравийно-песчано-щебенисто-глыбовые с песчано-илистым заполнителем (смешанная фация прибортовых частей).

Алмазоносность бассейна р. Эбелях определяют погребённые верхнечетвертичные долины с реликтами карстовых полостей, выполненных неогеновым аллювием (Граханов, 2007).

Пойменная фация представлена темно-серыми льдистыми суглинками с растительным детритом, рассеянной галькой, гравием и щебнем доломитов.

Надмерзлотные воды слоя сезонного оттаивания существуют в жидкой фазе лишь летом; химический состав вод гидрокарбонатный, кальциево-магниевый, иногда кальциевый; минерализация составляет 0,2-0,5 г/л. Межмерзлотные воды по составу гидрокарбонатные натриево-магниево-кальциевые с минерализацией зимой около 0,5 г/л, а летом 0,2-0,3 г/л.

В почвенном покрове доминируют тундровые перегнойно-глееватые и тундровые глеевые почвы, а на пойменных участках мерзлотные аллювиальные перегнойно-глееватые и мерзлотные аллювиальные дерново-глеевые почвы.

Горно-добычные работы на территории участков выполняются в весеннее время по мерзлоте, с двусторонним отвалообразованием при разносе бортов россыпи. Разработка россыпи формирует в долинах мелкокарьерный техногенный комплекс с глубиной разрезов до 10 м. Малая мощность потенциально плодородного слоя почвы (ПСП) позволяет производить вскрышные работы валовым способом, не разделяя ПСП и торфа.

Важнейшим мероприятием, снижающим интенсивность техногенной трансформации геологической среды вызванной разработкой россыпей является рекультивация нарушенных земель, выполняемая по мере образования выработанного пространства и завершаемая после окончания добычи, осенью того же года. Рекультивации подлежат: отвалы вскрыши, засыпаемые в отработанные блоки; отстойники-хвостохранилища с дамбами; промплощадки; рудные дворы; автоотвалы рыхлых горных пород; эфельные отвалы. Рекультивация включает планировку, проведение противоэрозионных мероприятий (горно-технический этап) с интенсификацией зарастания склоновых поверхностей техногенных образований (биологический этап).

При грубой планировке производятся следующие виды работ: 1) водоотстойники после окончания отработки месторождения опорожняются после отстоя воды; 2) обратная засыпка в осветлитель и водоотстойник большей части автоотвала рыхлых пород (вынутых из них же), их планировка; 3) в илоотстойниках иловая часть планируется и покрывается галечным материалом слоем 20-30 см; 4) разваловка оставшейся части автоотвала рыхлых пород и эфельного отвала бульдозерным способом, одновременно с засыпкой впадин, трещин, размывов и выполаживание откосов до 12°; 5) частичная уборка дамб; 6) выполаживание откосов насыпей, рудного двора и промплощадок до 12°, обеспечивающее их устойчивость и безопасное перемещение диких и домашних животных.

Чистовая планировка земель – окончательное выравнивание поверхности и исправление микрорельефа обеспечивает ряд условий: 1) общий продольный уклон поверхности рекультивируемых полос отвалов должен совпадать с уклоном долины реки с допущениями разности уклона до 3-5°; 2) откосы разрезов и отвалов вскрыши с целью исключения ветровой и водной эрозии, а также создания условий для зарастания их кустарниковой и травяной растительностью должны быть выположены до 12° и террасированы.

Технологию биологического этапа рекультивации определяют: технология горнотехнического этапа, мощность и структура насыпного слоя, агрохимические и водно-физические свойств пород; биорекультивация может осуществляться путем естественного зарастания объектов.

Впервые для Арктики на объектах ОАО «Алмазы Анабара» применены сбор и утилизация отработанных масел, исключающие загрязнение почв.

Экологический мониторинг территорий отработки россыпей потребует применения ГИС-технологий и дистанционного зондирования способных, обеспечить требуемый уровень актуализации ландшафтно-экологических карт различного временного и пространственного масштабов (Алексеев и др., 2008), спутниковая информация красной зоны спектра полезна для выявления территорий нарушения почвенно-растительного покровом районов освоения тундры, где самовосстановление растительности происходит медленно (Корчуганова, 2006).

ОАО «Алмазы Анабара» впервые для недропользования в Арктике провело экологический аудит своей деятельности. Как было отмечено на V Северном социально-экологическом конгрессе (Москва, 2009), этот пример придал новый импульс стратегии становления и развития рационального недропользования в условиях уязвимой природы арктической зоны России.

Стратегия устойчивого развития районов разработки россыпей Арктической зоны РФ может быть эффективно реализована лишь при условии комплексирования усилий по оптимизации решения технологических, экономических, экологических и правовых аспектов недропользования практиками и учёными масштабных и динамичных природно-техногенных систем регионов нового освоения.

ОАО «Алмазы Анабара» при планировании и осуществлении мероприятий своей природоохранной деятельности плодотворно сотрудничают с учёными Института прикладной экологии Севера РС (Я), Института горного дела Севера СО РАН, вузовской наукой.

Разработка и внедрение методов экологического управления предприятием должны базироваться на применении процедуры экологического аудита недропользования и комплексной эколого-экономической экспертизы для намечаемой деятельности (Давыдов, 2007).

Опыт проведения комплексного экологического мониторинга регионов алмазодобычи из россыпей Эбеляхского поля, несомненно, будет востребован в перспективе при освоении объектов на побережье и шельфе моря Лаптевых, где известны алмазоносность пород триаса Анабарского залива (Граханов, 2007) и золото-платино-алмазные россыпи (Додин и др., 2005).

Анализ состояния природоохранной деятельности предприятий-недропользователей Арктической зоны РФ, рассмотренной на примере объектов разработки алмазоносных россыпей, обозначил перспективные направления её оптимизации (Мустафин,, Захаров, 2010).

Алексеев Б.А., Солнцев В.Н., Тельнова Н.О. Методика использования Интернет-ресурсов для регионального эколого-ландшафтного картирования. // Мир геоэкологии / Сб. статей. М.: ГЕОС, 2008. С. 90-100.

Граханов С.А. Особенности формирования и закономерности размещения россыпей алмазов северо-востока Сибирской платформы / Дис. доктора геол-мин. наук. Якутск, 2007. 40 с.

Давиденко Н.М. Актуальные вопросы геоэкологии. М.: ГЕОС, 2003. 428 с.

Давыдов А.В. Развитие методов экологизации хозяйственной деятельности горнодобывающего предприятия (на примере добычи алмазов) / Автореф. диссер. канд. эконом. наук. М.: ВИЭМС, 2007.

Додин Д.А. Устойчивое развитие и геоэкология Арктики // Разведка и охрана недр. 2005. № 6.

Додин Д.А., Иванов В.Л. и др. Российская Арктика - крупная минерально-сырьевая база страны (К 60-летию ВНИИокеангеология) // Литосфера. 2008. № 4. С. 76-92.

Корчуганова Н.И. Аэрокосмические методы в геологии. М.: Геокарт: ГЕОС, 2006. 244 с.

Котлов Ф.В. Изменение геологической среды под влиянием деятельности человека . М.: Недра, 1978. 263 с.

Мустафин С.К., Захаров С.А. Экологические проблемы освоения алмазоносных россыпей Арктики // Международное совещание по геологии россыпей и месторождений кор выветривания (РКВ-2010) / Тез. докл. Новосибирск: ИГМ СО РАН, 2010.