Оценка воздействия геологоразведочных работ на окружающую среду и природных рисков освоения рудных месторождений Камчатки тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.09, кандидат геолого-минералогических наук Яблонская, Дарья Андреевна

• Яблонская, Дарья Андреевна
• кандидат геолого-минералогических наук
• 2004

Оглавление диссертации кандидат геолого-минералогических наук Яблонская, Дарья Андреевна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОЦЕНКИ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ В ГОРНОРУДНЫХ РАЙОНАХ.

1.1. Общая характеристика основных источников и видов воздействия на окружающую среду.

1.2. Рудные месторождения как источники загрязнения окружающей среды.

1.3. Оценка воздействия на окружающую среду на стадии геологоразведочных работ.

ГЛАВА 2. ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕРРИТОРИИ И ОБЪЕКТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Общие представления о физико-географических, геологических и ландшафтно-геохимических характеристиках полуострова Камчатка.

2.2. Характеристика объектов исследования.

ГЛАВА 3. МЕТОДИКА ЭКОЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1. Полевые исследования.

3.2. Аналитические исследования.

3.3. Методика обработки данных.

ГЛАВА 4. ХАРАКТЕРИСТИКА ПРИРОДНЫХ ГЕОХИМИЧЕСКИХ АНОМАЛИЙ В

КОМПОНЕНТАХ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ.

4.1. Золото-сульфосольные месторождения.

4.1.1. Асачинское месторождение.

4.1.2. Родниковое месторождение.

4.2. Золото-полисульфидное месторождение Кумроч.

4.3. Меднорудные месторождения Кирганикское и Шаромское.

4.4. Эко лого-геохимическая оценка природных аномалий.

ГЛАВА 5. ОЦЕНКА ВОЗДЕЙСТВИЯ ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫХ РАБОТ НА

ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ.

5.1. Механические нарушения почв и растительного покрова.

5.2. Техногенное загрязнение компонентов окружающей среды химическими элементами.

5.2.1. Источники техногенного загрязнения.

5.2.2.Техногенное загрязнение от отвалов поверхностных горных выработок.

5.2.3. Техногенное загрязнение от отвалов штолен.

5.3. Оценка ущерба при производстве геологоразведочных работ.

ГЛАВА б. ОЦЕНКА ПРИРОДНЫХ РИСКОВ ОСВОЕНИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЙ.

6.1. Экологический риск и его оценка при разведке и освоении месторождений полезных ископаемых.

6.2. Опасные природные процессы и явления и их развитие на Камчатке.

6.3. Оценка рисков опасных природных процессов и явлений применительно к изученным рудным объектам.

6.4. Районирование территории полуострова Камчатка по опасности природных рисков освоения месторождений.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Оценка воздействия геологоразведочных работ на окружающую среду и природных рисков освоения рудных месторождений Камчатки»

Экологические исследования в районах горнорудного производства ведутся в России на протяжении многих лет. Для Камчатки, которая относится по решению ЮНЕСКО к уникальным природным территориям, эти исследования являются особенно актуальными.

На сегодняшний день использование минерально-сырьевого потенциала Камчатки, основу которого составляют промышленные месторождения цветных, благородных металлов, нерудного сырья и газоконденсата, ограничено потребностями местной строительной индустрии, вследствие чего регион в экологическом отношении остается одним из наиболее благополучных в России. В последние годы вопрос об освоении минерально-сырьевых ресурсов Камчатки приобрел первостепенное значение для экономики региона в связи с низкими поступлениями в бюджет области доходов от рыбной промышленности, частичным или полным упадком в животноводстве, пастбищном оленеводстве и лесной отрасли. Экологические риски планируемого освоения рудных месторождений Камчатки, расположенных в зоне высокой сейсмичности, вулканической деятельности, проявления опасных природных процессов и вероятный ущерб, связанный с загрязнением окружающей среды при разведке, добыче и переработке руд вызывают озабоченность у населения и ученых-экологов.

Современные методики экологической оценки рудных месторождений ориентированы на выявление источников, оценку воздействия и расчеты ущербов от геологоразведочных работ и последующей добычи и переработки руд. Методические основы изучения загрязнения и оценки состояния окружающей среды в горнорудных районах разработаны в ИМГРЭ под руководством Ю.Е. Саета. Существенный вклад в решение этих проблем внесли Э.К. Буренков, Е.П. Янин, JT.H. Алексинская, И.Л. Башаркевич, А.А. Волох, А.А. Головин, И.А. Морозова, Н.И. Несвижская, Б. А. Ревич, Н.Я. Трефилова и др.

В последние годы большое внимание уделяется оценке природных рисков при хозяйственном освоении территорий. А.Л.Рагозин в современной истории анализа природных рисков выделяет два события - составление в 1989-1990 гг. карты природного риска строительного освоения территории России и организацию в 1991 г. комплексных исследований природных рисков по ФЦНТП ПП «Безопасность» под руководством В.И.Осипова. Результаты по систематическим исследованиям природных рисков изложены в трудах А.Л.Рагозина, М.А.Шахраманьяна, Е.С.Дзекцера, С.М.Мягкова, Г.Л.Коффа, А.И.Шеко, В.С.Круподерова и др.

Для условий горнорудного производства соединение этих двух аспектов имеет важное научно-методическое значение. Учитывая особый статус Камчатки, комплексный подход к проблеме экологической безопасности на основе оценки природных рисков и ущербов от геологоразведочного и горнорудного производства является весьма актуальным.

Целью работы являлось определение основных видов и масштабов воздействия геологоразведочных работ на окружающую среду, оценка ущерба от механических нарушений ландшафтов и их загрязнения химическими элементами и оценка природных рисков в районах планируемого развития горнорудного производства. Задачи исследования:

1) определение степени нарушенности ландшафтов в районах проведения геологоразведочных работ;

2) изучение состава и определение параметров и характеристик природных и техногенных геохимических аномалий в компонентах окружающей среды;

3) определение форм нахождения ведущих элементов-загрязнителей в почвах и техногенных образованиях на разведанных месторождениях;

4) оценка ущерба окружающей среде в результате проведения геологоразведочных работ;

5) выявление опасных природных процессов и оценка природных рисков в районах планируемой разработки полезных ископаемых;

6) районирование территории Камчатки по уровню природных рисков на основе критериев, разработанных при изучении эталонных объектов - разведанных рудных месторождений.

Фактическим материалом послужили результаты исследований, проводившихся автором в 1997-2003 г.г. в рудных районах Южной и Центральной Камчатки.

В основу работы положены результаты анализов 676 почвенных проб, 370 проб растительности, 290 проб донных отложений, 158 проб техногенных отложений и 121 пробы поверхностных и подземных вод, выполненных в лабораториях Опытно-методической экспедиции Г.Александрова, Географического факультета МГУ и ИМГРЭ, а также результаты анализов подвижных форм металлов, выполненные лично автором в лаборатории кафедры геохимии МГУ.

При выполнении работы автор использовала первичные данные кафедры геохимии геологического ф-та МГУ, Камчатского экологического центра и Камчатской поисково-съемочной экспедиции.

Работа выполнена на кафедре геохимии геологического факультета МГУ под руководством кандидата геолого-минералогических наук, доцента Ю.Н.Николаева.

По теме диссертации опубликовано 14 научных работ. Результаты исследований докладывались на IY, V, VI Международной конференции "Новые идеи в науках о земле" (Москва, 1999, 2001, 2003), Ш-ей экологической конференции студентов и молодых ученых вузов г.Москвы "Охрана окружающей среды на пороге 3-го тысячелетия в интересах устойчивого развития" (1999), на эколого-геологической межвузовской студенческой школе в Санкт-Петербурге (2000). Автор участвовала в написании разделов отчетов Камчатского Экологического Центра: "Фоновые экологические и социо-экономические исследования в районе Кирганикско-Шаромской рудной зоны", "Фоновые экологические исследования в районе рудного поля Кумроч", "Оценка воздействия геологоразведочных работ на окружающую среду по данным экологического мониторинга в районе рудного поля Кумроч».

Автор выражает благодарность научному руководителю доценту Ю.Н.Николаеву и с.н.с. Т.В.Шестаковой за внимание, ценные советы и помощь при выполнении работы; профессору Д.В.Гричуку за полезные консультации, Н.А.Кондрашову за плодотворную совместную работу; Н.Ф.Пчелинцевой, И.П.Родионовой, С.В.Пушко за помощь при выполнении анализов, А.В.Аплеталину и Е.Ю.Охапкиной за содействие в оформлении работы.

Автор признателен сотрудникам Камчатской ПСЭ (директор С.С.Шевченко), Камчатского экологического центра (директор Е.Г.Сидоров), Быстринской горной компании (директор А. П. Козлов) за совместные работы и предоставленные фондовые материалы, которые были использованы при работе над диссертацией.

Заключение диссертации по теме «Геохимия, геохимические методы поисков полезных ископаемых», Яблонская, Дарья Андреевна

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполненных работ проведена оценка природного состояния и техногенного загрязнения окружающей среды на шести месторождениях Камчатки, подготовленных к промышленной отработке.

Установлено, что основными источниками природного загрязнения окружающей среды на месторождениях Камчатки являются рудные тела; состав основных элементов-загрязнителей зависит от типа оруденения: As, Se, Hg - золото-сульфосольный тип, Pb, As, Hg - золото-полисульфидный тип; Си - золото-медно-ортоклазовый тип. Уровень природного загрязнения в районах месторождений является минимальным - низким, определяется приуроченностью к зонам пеплопадов различной интенсивности и не зависит от типа руд.

Основными видами воздействия ГРР в рудных районах Камчатки являются механические нарушения ландшафтов и загрязнение окружающей среды химическими элементами, входящими в состав руд.

Масштабы механических нарушений ландшафтов связаны с интенсивностью пеплопадов, типами ландшафтов и методикой разведки. В наибольшей степени нарушены ландшафты в районах разведки золоторудных месторождений в зоне интенсивных пеплопадов, где выше плотность поверхностных горных выработок и применялась штольневая разведка. В меньшей степени нарушены ландшафты меднорудных объектов, расположенных в зоне умеренных пеплопадов, которые разведаны с поверхности более редкой сетью канав, а на глубину - бурением. Восстановление нарушений происходит более быстрыми темпами в лугово-лесных ландшафтах, наиболее медленно - в горнотундровых.

Основными источниками техногенного загрязнения на рудных месторождениях являются отвалы канав и штолен. Степень концентрации основных загрязнителей (As, Hg, Pb, Си) в отвалах характеризуется средним - высоким уровнем (Кс=10-100). Техногенные отвалы одновременно являются геохимическими барьерами: сорбционным при образовании глинисто-силикатных кор выветривания (для As, Zn, Си); щелочным при образовании карбонатных кор выветривания (для As, Pb, Zn) и частично препятствуют загрязнению окружающей среды.

Химические элементы находятся в отвалах преимущественно в труднорастворимых формах. На золото-серебряных месторождениях основными формами нахождения As, Zn, Си являются ферриформы и необменные сорбированные формы в глинистых минералах, при наличии карбонатных метасоматитов для Pb, Zn - ферри- и карбонатные формы, для As возможны арсенаты Са. Основными формами нахождения As на золотополисульфидных месторождениях являются арсенаты (бедантит, клиноклаз); Pb — сульфаты и сульфоарсенаты (плюмбоярозит, биверит, бедантит); Си — силикаты (хризоколла, необменные формы в глинистых минералах), Zn — необменная форма в глинистых минералах. На медных месторождениях основной формой нахождения Си являются гидроксиды Fe и Mn; As - арсенаты и сульфоарсенаты.

Основными компонентами окружающей среды, подверженными техногенному загрязнению от отвалов канав являются почвы, от штольневых отвалов — донные отложения. Состав техногенного загрязнения соответствует составу источника. Уровень техногенного загрязнения почв от отвалов канав преимущественно низкий, площади загрязнения максимальны в условиях расчлененного рельефа. Наибольшая интенсивность техногенного загрязнения почв выявлена на медных объектах, что позволяет считать их наиболее опасными. Загрязнение донных отложений от штольневых отвалов характеризуется средним уровнем и протяженностью техногенных потоков 1 км.

Величина ущерба при производстве ГРР зависит от масштабов механических нарушений ландшафтов и уровня их загрязнения химическими элементами. Суммарная величина платы за причинение вреда окружающей среде определяется в основном ущербом от механических нарушений ландшафтов и является максимальной при разведке золоторудных месторождений в зоне интенсивных пеплопадов.

На территории исследованных месторождений планируется строительство предприятий по добыче и обогащению руды, которым может быть нанесен значительный урон в результате высокой интенсивности опасных эндогенных и экзогенных природных процессов. В связи с этим на основе разработанной автором бальной системы оценки опасности природных рисков освоения месторождений Камчатки проведено районирование территории полуострова по степени опасности освоения месторождений полезных ископаемых. Согласно полученной схеме районирования золоторудные месторождения Кумроч и Родниковое находятся в районах с высокой степенью опасности природных рисков, характеризующихся проявлениями интенсивного вулканизма, высокой сейсмичностью, развитием опасных экзогенных процессов и загрязнением окружающей среды, что затрудняет или делает невозможным их промышленное освоение. В более благоприятных условиях расположены Асачинское, Кирганикское и Шаромское месторождения, для которых определена средняя степень опасности природных рисков и возможность их промышленного освоения.

Таким образом, защищаемыми в работе являются следующие положения:

1. Основные источники природного загрязнения окружающей среды на месторождениях Камчатки - рудные тела; основные загрязнители - As, Se, Hg (золотосульфосольный тип), Pb, As, Hg (золото-полисульфидный тип); Си (золото-медный тип). Уровень природного загрязнения в районах месторождений является минимальным -низким, определяется приуроченностью к зонам пеплопадов различной интенсивности и не зависит от типа руд.

2. Основными источниками техногенного загрязнения на рудных месторождениях являются отвалы канав и штолен. Степень концентрации основных загрязнителей (As, Hg, Pb, Си) в отвалах характеризуется средним - высоким уровнем (Кс=10-100). Химические элементы находятся в отвалах преимущественно в труднорастворимых формах. Техногенные отвалы одновременно являются геохимическими барьерами: сорбционным при образовании глинисто-силикатных кор выветривания (для As, Zn, Си); щелочным при образовании карбонатных кор выветривания (для As, Pb, Zn) и препятствуют загрязнению окружающей среды.

3. Основными компонентами окружающей среды, подверженными техногенному загрязнению от отвалов канав являются почвы, от штольневых отвалов — донные отложения. Состав техногенного загрязнения соответствует составу источника. Уровень техногенного загрязнения почв от отвалов канав преимущественно низкий, площади загрязнения максимальны в условиях расчлененного рельефа. Наибольшая интенсивность техногенного загрязнения почв выявлена на медных объектах, что позволяет считать их наиболее опасными. Загрязнение донных отложений от штольневых отвалов характеризуется средним уровнем и протяженностью техногенных потоков 1 км.

4. Воздействие геологоразведочных работ на окружающую среду проявляется в механических нарушениях ландшафтов и их загрязнении химическими элементами. Суммарная величина ущерба определяется ущербом от механических нарушений ландшафтов и является максимальной при разведке золоторудных месторождений в зоне интенсивных пеплопадов.

5. Разработана бальная система оценки и проведено районирование территории Камчатского полуострова по опасности природных рисков освоения месторождений полезных ископаемых. Определено, что золоторудные месторождения Кумроч и Родниковое находятся в районах с высокой степенью опасности природных рисков, характеризующихся проявлениями интенсивного вулканизма, высокой сейсмичностью, развитием опасных экзогенных процессов и загрязнением окружающей среды, что затрудняет или делает невозможным их промышленное освоение. В более благоприятных условиях расположены Асачинское, Кирганикское и Шаромское месторождения, для которых определена средняя степень опасности природных рисков и возможность их промышленного освоения.

Список литературы диссертационного исследования кандидат геолого-минералогических наук Яблонская, Дарья Андреевна, 2004 год

1. Антропова Л.В. Формы нахождения элементов в ореолах рассеяния рудных месторождений. Л., "Недра", 1975

2. Антропова Л. В., Недригайлова М. В. Определение форм нахождения свинца и молибдена в пробах из ореолов рассеяния. ОНТИ ВИТР, 1968.

3. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. Москва, МГУ, 1970

4. Баринов А.В. Чрезвычайные ситуации природного характера и защита от них. М.:Изд-во ВЛАДОС-ПРЕСС, 2003. 496 с.

5. Бачков А.И. Вулканизм и медное оруденение Камчатки // Металлогеническая специализация вулканических поясов и вулкано-тектонических структур Дальнего Востока и других районов СССР. Владивосток, 1971. С. 53-56.

6. Быкасов В.Е. Высотная поясность ландшафтов Камчатки. В сб. Вопросы географии Камчатки. Вып.9. П.-К., 1985.

7. Варшал Г.М., Велюханов Т.К. и др. Определение сосуществующих форм загрязняющих компонентов в почвах методами химического фазового анализ. Почвоведение, №9,1991.

8. Власов Г.М., Василевский М.М. Гидротермально измененные породы Центральной Камчатки, их рудоносность и закономерности пространственного размещения. — М.: Недра, 1964.

9. Гаврилов В.В., Романовский Н.Н., Сергеев Д.О., Уткина И.А. Концепция оценки экологического риска. ГЕОЭКОЛОГИЯ. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология. № 4,1994, с 20-24

10. Геодинамика и вулканизм Курило-Камчатской островодужной системы. ИВГиГ ДВО РАН, Петропавловск-Камчатский, 2001 г., 428 с.

11. Гидрогеология СССР, том XXIX. Камчатка, Курильские и Командорские острова. Редакция Голева Г.А., Недра, 1972

12. Головин А.А., Морозова И.А., Гуляева Н.Г., Трефилова Н.Я., Оценка ущерба окружающей среде от загрязнения токсичными металлами. М., ИМГРЭ, 2000, 134 с

13. Государственный водный кадастр. Ежегодные данные о режиме и ресурсах поверхностных вод суши 1976-1993 гг.

14. Гуляева Н.Г., Методические рекомендации по эколого-геохимической оценке территорий при проведении многоцелевого геохимического картирования масштабов 1:1000000 и 1:200000, М.: ИМГРЭ,2002,72 с

15. Действующие вулканы Камчатки. Т.2., М., Наука, 1990.

16. Дзекцер Е.С. Геологическая опасность и риск (методологическое исследование).17