Учет геоэкологический аспектов в связи с перспективами развития горнодобывающий районов Оренбуржья и сопредельный территорий

Краткое описание

ВВЕДЕНИЕ ... 4

ГЛАВА 1. ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ ... 8

1.1. Физико-географическая характеристика ... 8

1.2. Геологическое строение ... 13

1.2.1. Стратиграфия ... 14

1.2.2. Тектони ка ... 17

1.2.3.Магматизм ... 19

1.3. Гидролого-гидрогеологические условия ... 20

1.4. Полезные ископаемые ...25

Выводы к главе 1 ... 30

ГЛАВА 2. ИСТОРИЯ ФОРМИРОВАНИЯ УРБАНИЗИРОВАННЫХ

ТЕРРИТОРИЙ И ИХ ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОБСТАНОВКИ ... 31

2.1.0 заселении и урбанизации Урала ... 31

1.1.1.Истоки... 31

2.1.2.3ародыши урбанизированных территорий

в ХУШ-начале XX веков ... 35

2.1.3.Урбанизированные территории в XX веке ... 39

2.2. К истории геоэкологических исследований ... 45

2.2.1 .Зарождение проблемы ... 45

2.2.2.O геоэкологических исследованиях в Оренбуржье ... 48

Выводы к главе 2 ... 55

ГЛАВА. 3. МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К ИЗУЧЕНИЮ

ГЕОЭКОЛОГИИ УРБАНИЗИРОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЙ ... 58

3.1. Становление и эволюция геоэкологических представлений ... 58

3.2. Понятия и представления ... 72

3.3 Уязвимость, устойчивость и защищенность ОС

к загрязнению ... 75

3.3.1. Общие положения ... 75

3.3.2. Состояние региональных геоэкологических

исследований ... 79

333. Об опыте картирования уязвимости

территорий к загрязнению ... 83

3.4. Геоэкологические аспекты зонирования территории ... 89

Выводы к главе 3 ... 91

ГЛАВА 4. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К РАЗРАБОТКЕ

ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ СИТУАЦИИ РЕГИОНА ... 93

4.1. Устойчивое развитие — новое направление

геоэкологии урбанизированных территорий ... 93

4.2. Источники загрязнения ОС и их классификация ... 96

43. Геоэкологические принципы перехода Оренбуржья на модель

устойчивого развития ... 98

4.3.1. Общие положения ... 98

2

4.3.2. Природоохранные мероприятия по отраслям народного хозяйства ... 103

4.3.3. О геодинамических условиях

подземного строительства ... 111

4.4. Геоэкологическое картирование территории Оренбуржья и сопредельных районов ... 113

4.4.1. О картировании источников загрязнения ... 113

4.4.2. Карты защищенности и уязвимости

к загрязнению ... 119

4.4.3. Общая геоэкологическая карта ... 123

4.4.4. Ретроспективные построения ... 125

4.4.5. Частные геоэкологические карты и схемы ... 132

4.4.6. Схематические карты, отражающие геодинамический режим глубоких горизонтов земной коры ...138

4.4.7. Картографические построения

для управления ноосферой ... 142

Выводы к главе 4... 149

ГЛАВА 5. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО УЧЕТУ СЛОЖИВШЕЙСЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ СИТУАЦИИ ... 150

5.1. Типизация территории по уязвимости

к загрязнению ... 150

5.2. Рекомендации по природопользованию ... 157

5.3. О совершенствовании природопользования

на основе систем мониторинга ... 163

5.3.1. О мониторинге ... 163

5.3.2. О научно-методических основах создания

систем мониторинга ... 164

5.3.3. Рекомендации по совершенствованию

систем мониторинга ...166

Выводы к главе 5 ... 171

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ... 174

К программе дальнейших работ ...176

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ... 177
Введение

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследований. Урбанизация населения в городах планеты и Южного Урала началась около пяти тысяч лет назад. Сегодня это глобальный и масштабный процесс. За XX в. численность землян увеличилась с 2-х до 6-ти млрд. В 1830 г. в городах планеты обитало несколько более 3-х % населения, а сегодня — почти половина. Города-мегаполисы насчитывают до 30-40 млн. человек. К 2020 г. урбанизированные территории (УТ) займут более 500 млн. га. На пахотные угодья приходится 1,5 млрд. га, а на пастбища и сенокосы — 3 млрд. га. На каждого человека -менее 0,4 га пашни. На наиболее ценных землях формируются групповые системы населенных мест (ГСНМ) со сложными геоэкологическими проблемами, концентрацией населения и разных производств, с гигантскими масштабами потребления воды, воздуха, энергии, продуктов питания и природных ресурсов. Все это характерно и для горнодобывающих районов Оренбуржья, где урбанизация имеет существенные особенности. Здесь накапливаются горнодобывающие и другие производства, огромные свалки бытовых отходов, загрязняются воздух, воды, почвы, грунты и биоценозы. Загрязнение окружающей среды (ОС), наряду с другими геоэкологическими проблемами, становится важным фактором устойчивого развития территории. В условиях огромной техногенной нагрузки на ОС УТ большую актуальность приобретают исследования по оценке уязвимости природного комплекса и минимизации техногенной нагрузки на него и человека, разработке схем геоэкологического зонирования территорий, объемных геоэкологически обоснованных архитектурно-планировочных мероприятий.

Цель работы: разработать методические подходы и внедрить в практику архитектурно-планировочных и строительных работ в Оренбуржье современные схемы оценки уязвимости ОС к загрязнению и методы геоэкологического зонирования с целью разработки мероприятий по минимизации техногенной нагрузки и негативного воздействия на человека. Для достижения этой цели решаются следующие задачи:

- изучить историю формирования экологической ситуации региона;

- оценить современное состояние ОС;

-предложить методический подход к геоэкологическому зонированию территории по уязвимости ОС к загрязнению;

-разработать и выдать рекомендации по минимизации техногенной нагрузки и улучшению геоэкологической ситуации в Оренбуржье.

Объект исследований: ОС территории Оренбуржья и ее техногенная трансформация.

Предмет исследований: процессы трансформации ОС под влиянием природных и техногенных факторов.

Методы исследований и фактический материал. В основу работы положен фактический материал, который автор собирал более 5 лет, работая на архитектурно-строительном факультете ОГУ. Фактический материал собран, в основном, из фондовых территориальных источников, в

лабораториях ОГУ, в Оренбургском филиале ГИ УрО РАН и ПТУ. Часть материалов собиралась в полевых маршрутах. Использованы, как традиционные картографические и аналитические методы, так и оригинальные методы картирования уязвимости ОС, разработанные с участием автора. Архитектурно-планировочные задачи решаются на основе геоэкологического подхода; эффективность рекомендаций обоснована лабораторными исследованиями и расчётно-графическими разработками. В работе использованы материалы геологических и гидрогеологических съемочных работ и данные по источникам загрязнения ОС, физико-химические анализы природных и сточных вод (650 проб), почв и грунтов (около 800), пород (32), водорастворенных и свободных газов (160), органического вещества (180), солянокислотных вытяжек из почв (240). Исследованы ареалы загрязнения в урбанизированных зонах и на горнодобывающих предприятиях, их площади, изменения во времени и характер связи с источниками загрязнения. Изучались пути миграции загрязнителей в ОС, в водных потоках, газопылевых выбросах, продуктах ветровой и водной эрозии. Собирались данные об атмосферных осадках и розах ветров, а по возможности и информация о повторных наблюдениях. Фактический материал сводился в единый банк данных с целью разработки геоэкологических моделей (приложение 1 - 10). Данная работа, ее научные выводы и практические рекомендации принадлежат лично автору. На защиту выносятся следующие основные положения:

1. Территория Оренбуржья и сопредельных районов испытывает техногенную трансформацию под влиянием исторически накопленной и современной техногенной нагрузки. Для предотвращения загрязнения компонентов окружающей среды необходимо научно обосновать размещение инженерной инфраструктуры.

2. Защищается методический подход к типизации территории по уязвимости компонентов окружающей среды к загрязнению, учитывающий исторически накопленную и текущую техногенную нагрузку.

3. Новую инженерную инфраструктуру нужно создавать на площадях с минимальной уязвимостью к загрязнению и с наименьшей хозяйственной и рекреационной ценностью.

4. Необходимо использовать схемы типизации территории по уязвимости компонентов окружающей среды к загрязнению в системах мониторинга в комплексе с наземными и дистанционными методами исследования. Это позволяет усилить природоохранные мероприятия уже на стадии планирования развития производительных сил и минимизировать техногенную нагрузку на окружающую среду и ее негативное воздействие на человека.

Научная новизна: 1. Горнодобывающие районы Оренбуржья и сопредельных территорий сформировались в течении длительного исторического периода и испытывают техногенную трансформацию под влиянием исторически накопленной и текущей техногенной нагрузки. Процессы формирования ОС здесь связаны с развитием горного дела, что

определяет их геоэкологические особенности, необходимость учета при оценке техногенной нагрузки и разработке природоохранных мероприятий.

2. Предложены методические подходы к зонированию территории по уязвимости к загрязнению компонентов ОС. На их основе построены схемы типизации территории по уязвимости компонентов ОС к загрязнению, которые могут эффективно использоваться для научно-обоснованного размещения здесь инженерной инфраструктуры.

3. Освоение менее уязвимых к загрязнению районов и поэтапное увеличение лесистости за счет супераквальных ландшафтов, неудобий и нарушенных земель минимизирует техногенную нагрузку на ОС и человека.

4. Для горнодобывающих районов требуются новые методические подходы к оценке текущей и исторически накопленной техногенной нагрузки с построением схем типизации по уязвимости компонентов ОС к загрязнению.

5. Использование схем типизации территории по уязвимости компонентов ОС к загрязнению в системах мониторинга в комплексе с наземными и дистанционными методами исследования позволяют локализовать экологически опасные объекты, обоснованно использовать для размещения инженерной инфраструктуры подземное пространство.

Практическая ценность:

1. Выполненное зонирование обеспечивает научно обоснованный подход к оценке степени уязвимости территории, как по бальной системе, так и по модулю предельно допустимого загрязнения, величина которого варьирует в пределах от 70т/км2 в год и более до 5 т/км2 в год и менее.

2. Слабо уязвимые к загрязнению площади приурочены к трансэлювиальным элементарным геохимическим ландшафтам, сложенным глинистыми грунтами акчагыльского и апшеронского возраста. Эти площади и подземное пространство можно эффективно использовать для локализации загрязнения и размещения экологически опасных объектов.

3. Оздоровление территории при ее дальнейшем освоении обеспечивается не только за счет объективной оценки техногенной нагрузки, но и за счет усиления естественной устойчивости территории путем поэтапного увеличения ее лесистости.

4. На основе использования схем типизации территории по уязвимости компонентов ОС к загрязнению в системах мониторинга в комплексе с современными наземными и дистанционными методами исследования, возможно, научно обоснованно локализовать экологически опасные объекты и минимизировать техногенную нагрузку на ОС и человека.

Апробация результатов работы. Положения диссертации докладывались автором на Всероссийских и региональных научно-практических конференциях: в Оренбургском (1997-2003) и Воронежском госуниверситетах (2002, 2004), в Уральской госгоргеолакадемии (2002), в Оренбургском госпедуниверситете (2003). По материалам диссертации опубликовано 16 работ. Результаты работы внедрены в учебный процесс и учебное пособие «Геоэкологические основы строительного производства»

для студентов строителей [4, 9], а также в научно-технические разработки для предприятий ОАО Оренбургэнерго.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложения. Объем текста 145 страниц, количество рисунков - 43, таблиц - 23, библиографический список состоит из 212 наименований.

За помощь в работе и консультации при подготовке диссертации автор выражает глубокую признательность научному руководителю профессору А.Я. Гаеву и сотрудникам архитектурно-строительного факультета ОГУ профессору Г.Н. Карпову и доценту СВ. Миронову за ценные советы. За ценные советы и поддержку на завершающем этапе подготовки работы к защите автор выражает свою признательность декану АСФ, доценту А.И. Альбакасову и профессорам ПГУ С.А. Двинских, Т.П. Девятковой и др..

ГЛАВА 1. ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ 1.1. Физико-географическая характеристика

Рельеф и геоморфология. Территория Оренбургской области включает три крупных морфоструктуры (рис. 1.1): 1) равнины Предуралья на западе, 2)Уральские горы и 3)3ауральский пенеплен, которые сменяются последовательно в восточном направлении (Наумов, 1972). Горноскладчатые сооружения Урала (Урал-Тау) в пределах Оренбуржья снижаются и выполаживаются, переходя в приподнятое Саринское плато, на юге оно обрамляется Губерлинскими горами. Уральские горы обрамлены западными и восточными предгорьями. Наиболее высокие вершины западных отрогов связаны с Хребтом Наказ, который возвышается в междуречье Большого Ика и Салмыша. В равнинной части Оренбуржья, в междуречье Урала и Волги, западнее Хребта Наказ, расположены возвышенности Общего Сырта. В междуречье Сакмары и Урала расположены Слудные горы, а в междуречье Урала и Илека - Илекское плато. На западе Оренбургской области преобладают равнины, для которых характерны небольшие перепады высот.

Рис. 1.1. Рельеф Оренбуржья и сопредельных районов.

Для решения задач охраны ОС требуется учёт основных рельефообразующих факторов и основных гидрохимических процессов, сопровождающих формирование рельефа. Пенепленизация территории в основном произошла в мезозое. Для пенеплена Восточного склона Урала и Зауралья характерна достаточно глубокая гидрогеологическая промытость палеозойских гидрогеологических структур от водорастворимых солей

8

морского солевого комплекса и несогласным залеганием мезозойских и кайнозойских осадочных образований на палеозойских породах кристаллического фундамента. Тектонические движения варисского этапа и киммерийской фазы тектогенеза значительно деформировали равнины пенеплена, в результате чего меридиональные зоны опусканий оформились как области мезозойского и кайнозойского осадконакопления (Таналык-Баймакская, Орская и Аккермановская депрессии). Неотектонические поднятия, которые происходили в неоген-четвертичное время, омолодили рельеф и способствовали глубокому эрозионному расчленению территории Губерлинских гор и хорошей промытости массивов горных пород от солей морского солевого комплекса.

На формирование рельефа на равнинах Предуралья также повлияла аккумуляция осадков в палеозое, мезозое и в кайнозое. В результате этого сформировались пластовые приподнятые равнины возвышенностей Общего Сырта, Илекского плато, Слудных гор, а также аккумулятивные равнины, например по левобережью Урала. Рельеф равнинного Предуралья осложнён диапировыми формами соляной тектоники, которые с поверхности земли сложены гипсами и солями. Они представлены карстовыми западинами и контрастными холмами с надкупольными карстовыми мульдами оседания, заполненными мезозойскими и палеоген-неогеновыми отложениями.

На соляных куполах у подножия горы Боевой, в урочище Тузлук-Коль и многих других местах наблюдаются выходы родников с солоноватой и солёной водой.

Речные долины (прежде всего Уральская долина) являются важнейшими элементами рельефа региона. На участках, где река пересекает мезозойские эрозионно-тектонические депрессии, ширина долины с поймой и четырьмя-пятью надпойменными террасами составляет 12—16 км. Долина реки представляет собой аккумулятивную равнину, выполненную аллювиальными отложениями. На участках неотектонических поднятий происходит резкое сужение долины реки, и аккумулятивные формы исчезают. В Предуралье р. Урал имеет не более трех молодых (четвертичных) террас и погребенную донеогеновую долину. Здесь тоже имеются сужения долин на участках быстро растущих соляных куполов, например, Нежинского. Урал и Сакмара имеют от двух до трех хорошо развитых пойменных террас, общая ширина которых достигает 4—6 км.

Следует отметить, что значительные площади занимают долины малых водотоков, многочисленных логов и балок, имеющих пойменные и до двух надпойменных террас. Для балок нередко характерны конусы выноса, наложенные на поверхность поймы или низких террас более крупных рек [51].

Гидрография. Рассматриваемые в данной работе районы Оренбургской области расположены в средней части бассейна р. Урал. Ширина русла реки здесь варьирует от 40 до 200 м. Глубина реки составляет в среднем 1,5—2 м. Согласно многолетним данным, среднегодовой расход р. Урал у Оренбурга составляет 104 м3/с, а крупнейшего ее правобережного притока — р.

9

Сакмары у с. Сакмарского — 128 м3/с. Объем стока 50% обеспеченности составляет по Уралу у Оренбурга 3,39 км3/год, а по Сакмаре в ее устье - 4,63 [51]. Модули стока соответственно составляют 1,3 и 4,83 л/скм2. Среди других притоков Урала и Сакмары важнейшими правобережными являются Большой Ик со среднегодовым расходом 42 м3/с (у с. Полянковки), Салмыш - 29,7 и с расходом в паводок до 300 м/с, а в межень — 1—5 м /с и Чаган с расходом 0,79 м3/с (у пос. Сергиевский). Среди левобережных притоков р. Урал в районе г. Орска наиболее значительны реки Кумак и Орь со среднегодовыми расходами соответственно 8,05 и 21,7 м3/с, а на выходе р. Урал с территории Оренбуржья - р. Илек с расходом 42,5. Расход р.Урал ниже устья р. Илек составляет 297 м3/с.

Для всех рек степного Оренбуржья характерны бурные весенние паводки. Объем паводкового стока р. Урал достигает 90 % годового стока. Гидрогеохимическая зональность подземной составляющей стока рек. Оренбуржья и сопредельных районов дана по Е.А. Лушникову на рис. 1.2 [119]. Схематическая карта подземного стока дает представление о величине подземного питания рек (рис. 1.7). В городах сформировались малые водотоки, расход которых обеспечивается преимущественно сточными водами: ручей Горячка в г. Орске, овраг Максай в г. Новотроицке и др. Мощные водотоки в Орске и Оренбурге, сбрасывающие в р. Урал воды городских очистных сооружений, являются искусственными.

Рис. 1.2. Гидрогеохимическая зональность подземной составляющей стока рек. Оренбуржья и сопредельных районов (по Е.А. Лушникову [119].

Анионный состав воды: 1 - гидрокарбонатный; 2 - гидрокарбонатный и гидрокарбонатно-сульфатный; 3 - сульфатный в пределах площадей развития гипсов и ангидритов; 4 - гидрокарбонатный и гидрокарбонатно- хлоридный; 5 - хлоридный. Границы: 6 - ландшафтно-климатических зон; 7- положительных форм рельефа; 8 -подземных вод различного анионного состава.

10

В поймах рек образовались многочисленные старинные озёра, в паводок и послепаводковый период (иногда до середины лета) их цепочки, соединенные протоками, играют роль естественных отстойников. Распространение карстовых озер в регионе отмечено меньше (Кос-Коль в Беляевском районе и др.).

Ириклинское водохранилище с площадью 260 км2 является самым крупным на Урале. Второе по величине - Кумакское водохранилище на р. Кумак. На малых водотоках существует множество прудов с земляными плотинами. Они ежегодно смываются в паводок и затем вновь восстанавливаются без проекта и обоснования. Промышленные центры области Оренбург, Орск, Гай, Новотроицк и другие окружены прудами-отстойниками, накопителями, золо-, шлако- и хвостохранилищами, которые заполнены чаще всего загрязненными сточными водами.

Климат в Оренбургской области резко континентальный, что обусловлено близким соседством с полупустынями Прикаспия и Казахстана и значительным удалением от морей и океанов. Положительная среднегодовая температура воздуха уменьшается с запада на восток от +3,8 °С в Оренбурге до +1,5 °С в пос. Адамовка. Средняя температура января в г. Оренбурге -15 °С, а в июле +22 °С (рис. 1.3). Амплитуда колебаний температуры между средними абсолютными максимумом и минимумом достигает 80 °С.

1

2

Рис. 1.3. Климатическая характеристика Оренбуржья и сопредельных районов

1 - изогиеты; 2 - изолинии слоя испарения; 3 - изотермы января; 4 - изотермы июля

11

Территория, рассматриваемая в работе, относится к зоне недостаточного увлажнения. Количество осадков убывает к югу и юго-востоку, изменяясь в среднем от 260 до 420 мм в год. Толщина снежного покрова уменьшается в том же направлении от 35-40 см на северо-западе до 20-25 см на юго-востоке. Значение испаряемости изменяется от 700 до 900 мм за теплый период года и в 2-3 раза превышает количество выпадающих осадков. Сильные и частые ветры способствуют испарению влаги - среднегодовая скорость ветра в Оренбурге — 4,1 м/с, Адамовке — 4,6 м/с [51].

Почвы. Большая часть изучаемой территории относится к зоне степей, и лишь небольшая часть территории по долине р. Сакмары - к лесостепи (рис. 1.4). Для почв степной зоны характерны чернозёмы обыкновенные, чернозёмы южные карбонатные. В пределах лесостепи развиты тучные и выщелоченные черноземы, серые лесные и оподзоленные почвы. В горной части территории почвы обогащены дресвой и щебнем коренных пород. На лёгких песчаных породах в поймах рек формируются пойменные почвы. По левобережным притокам р. Урал - Орь и Кумак - распространены темно-каштановые суглинистые почвы с малой мощностью гумусового горизонта.

Рис. 1.4. Ландшафтно-климатические гоны. Оренбуржья

и сопредельных районов.

I - Южнотаежная зона: 1 - горные серые лесные почвы. И-Лесостепная зона: 2 -черноземы оподзоленные, выщелоченные, типичные; 3 - горные черноземы. Ill- Степная зона: 4 - черноземы обыкновенные южные; 5 - темно-каштановые и каштановые почвы. IV - Сухостепная зона: 6 - светло-каштановые и бурые почвы. 7 - границы ландшафтно-климатических зон; 8 - границы разных типов почв

В бассейнах рек Суундук, Кумак, Орь среди карбонатных черноземов и темно-каштановых почв широко распространены солонцы и солонцеватые почвы. Засоленность почв носит сульфатно-хлоридный характер. Солончаки

12

представлены небольшими отдельными участками. В целом площадь засоленных земель составляет до 60—70 % от общей площади земель этой территории. В Предуралье солонцы и солонцеватые почвы занимают не более 10—25 % земель. Промышленное загрязнение в городах и низкая культура земледелия на пашнях послужили причиной возникновения солонцов и солончаков техногенного происхождения.

Геоэкологическое значение почв огромно в связи с их разноплановыми геоэкологическими функциями и взаимосвязью с грунтовыми водами. Наблюдается связь засоленных почв с почвообразующими породами: засоленные, непригодные для земледелия почвы развиваются на нижнемеловых и неогеновых загипсованных глинах, около выходов кунгурских солей и гипсов, где образуются значительные пятна солончаков, например в урочище Тузлук-Коль и др. Почвы с унаследованным солевым комплексом от прошлых геологических периодов развиты на относительно небольших участках и, как правило, для них характерны процессы вторичного засоления. Лишь на отдельных локальных участках влияние почв подавляется влиянием засоленных пород. Процессы техногенеза значительно воздействуют на естественный облик почв. В некоторых урбанизированных районов сформировались шлако- и золоотвалы, хвостохранилища и отвалы руд и горных пород, техногенные солончаки и солонцы [21, 50, 51].

1.2. Геологическое строение

В годы первых пятилеток проводились широкомасштабные геологосъемочные и поисково-разведочные работы, которые послужили фундаментом для представления о геологическом строении Оренбуржья. Большое значение имели работы А. Н. Заварицкого (1946), Л. С. Либровича (1936), А. Н. Мазаровича (1936), В. Л. Малютина (1948), 3. А. Малютиной (1959), Б. Н. Красильникова и Б. П. Вьюшкова (1947), Б. В. Наливкина (1941), О. А. Нестояновой (1959), К. В. Никифоровой (1948), Д. Н. Ожиганова (1964), А. А. Петренко (1932, 1939), Н. К. Разумовского, А. В. Хабакова (1941), В. Е. Руженцева (1936), В. И. Скрипиля, М. С. Недожогина и Н. А. Сибирской (1962), Г. Н. Теодоровича (1940, 1941), А. В. Хабакова (1935, 1941), А. С. Хоментовского (1950, 1953), А. Л. Яншина (1964), В. Л. Яхимович (1965) и многих других. За последние четыре десятилетия XX столетия были существенно уточнены представления о геологическом строении территории. В этот период большой вклад в исследование территории внесли работы В. А. Гаряинова (1980), В. С. Дубинина (1972), В.

A. Ефремова (1991), М. А. Кригера (1973), А. Д. Наумова (1981), И. И. Никитина (1975), В. Г. Очева с соавторами (1964), Б. П. Потапенко (1960), В.

B. Сагло (1967), И. А. Смирновой с соавторами (1989), Г. А. Степановой (1989), В. П. Твердохлебова (1967), М. Д. Тесаловского (1972), А. Ф. Шарапова (1975) и др. При написании данного разделы были учтены все указанные выше работы.

13

1.2.1. Стратиграфия

Наиболее древними породами исследуемой территории являются метаморфические толщи докембрийского (рифейско-вендского) возраста. Данные породы выходят на поверхность на Саринском плато у ж.д. станции Сама и занимают значительные площади в бассейне правого притока р. Урал -р.Губерли. Докембрийские породы представлены различными кристаллическими сланцами, кварцитами и эклогитами. В бассейне р. Кумак древние толщи сложены гнейсо-мигматитами и кристаллическими сланцами (джанабайская серия).

В Кувандыкском районе отмечены небольшие выходы кембрийских пород, которые представлены в основном рифовыми известняками. Широко распространены в Кувандыкском и Гайско-Новотроицком районах ордовикско-силурийские метаморфизованные породы. Это ордовикские песчаники кидрясовской свиты, силурийские кремнистые породы сакмарской свиты и ордовикско-силурийские эффузивы в основном базальтоидного состава (дергаишская свита и др.).

Среди девонских отложения складчатого Урала (мощность которых достигает нескольких километров) широко распространены лавовые и туфовые породы основного и кислого состава. Они включают залежи колчеданных руд, в том числе крупнейшего в мире Райского медно-колчеданного месторождения. Широко распространены здесь и терригенные породы, образованные в результате размыва и переотложения вулканитов (улугауская и зилаирская свиты) и кремнистые породы (мазовская свита нижнего девона и яшмовый бугулыгырский горизонт живетского яруса). Реже встечаются рифовые известняки.

Палеозойский разрез складчатого Урала представлен нижнекаменноугольными мощными карбонатными толщами в Аккермановской и Орской депрессиях и терригенными угленосными породами в Домбаровском районе и бассейне р. Сундук. В районе Сундукского гранитного массива нижнекаменноугольные известняки на значительной площади преобразованы в мраморы. Распространены достаточно широко также нижнекаменноугольные вулканиты, содержащие колчеданные руды полиметаллического состава.

Западные предгорья Урала в меридиональной полосе (между Кувандыком и ст. Кондуровкой) с поверхности сложены смятыми в крутые складки толщами терригенного и терригенно-карбонатного флиша, возраст этих пород изменяется от раннего-среднего карбона до артинского века перми. В флишевых ритмопачках обычно присутствуют известняки в виде тонких плитчатых прослоев, но иногда образуют мощные (до нескольких десятков метров) слои и линзы, которые чаще всего представляют

собой рифовые постройки. Для западных предгорий Урала характерны также слои исключительно крупнообломочных конгломератобрекчий с известняковыми глыбами. Эти породы в виде мощных слоев присутствуют среди флишевых отложений верхнего карбона (в гжельском ярусе).

14

В ядрах отдельных антиклиналей западных предгорий Урала на поверхность иногда выходят гипсы и соли кунгурского яруса. В основном выходы этих пород закарстованы. Равнинные участки Предуралья характеризуются довольно многочисленными выходами кунгурских сульфатно-галогенных отложений, встречающихся на холмах солянокупольного происхождения. Наиболее мощное влияние на состав вод оказывают именно кунгурские отложения. Многочисленные родники, озера и речки с высокоминерализованной водой связаны с соляными диапирами.

Отложения уфимского и казанского ярусов создают обрамление выходов кунгурских солей и гипсов, выходя на поверхность в солянокупольных структурах. Лишь в долине р. Салмыш выходы пород казанского яруса на значительных участках имеют не нарушенное диапиризмом солей залегание. Большая часть разрезов казанского яруса представлена терригенными породами, только на отдельных участках значительное место занимают известняки. В районе Оренбурга уфимские и казанские отложения характеризуются сильной изменчивостью по простиранию. В местах выхода на поверхность, т.е. в разрезах, связанных с соляными куполами, они обычно не содержат сульфатов, но в межкупольных понижениях, где вскрываются только скважинами, в казанском ярусе присутствует мощная (до 30—40 м и более) сульфатно-галогенная пачка (гидрохимическая свита). По поводу первичности или вторичности такой изменчивости пока нет однозначных мнений. Сульфаты в казанских отложениях встречаются и в более западных разрезах. Нижнеказанский подъярус в своей базальной части имеет медное оруденение морского генезиса. Мощность казанского яруса достигает 290 м.

Самыми распространенными породами всего Предуралья являются красноцветные континентальные отложения, которые образовались в татарском веке перми. Они представлены чередованием невыдержанных по мощности и простиранию линз и слоев песчаников и конгломератов, аргиллитов, алевролитов. Встречаются изредка тонкие прослои известняков. Ближе к Уральским горам для разрезов характерны большие (до 0,8—1,5 км) мощности этих отложений и значительная доля конгломератов среди пород.

Красноцветная молассовая толща из водорастворимых солей представлена в основном карбонатами, но наряду с ними в ней присутствуют и гипсы. Отложения нижнетриасового возраста уже не содержат гипс, засоленные породы присутствуют только в отложениях татарского яруса. В районе Оренбурга распределение загипсованности в татарском ярусе, так же как и в казанском, связано с соляной тектоникой. В межкупольных синклинальных блоках Скважины вскрывают загипсованные отложения двух нижних свит татарского яруса — сокской и большекинельской - в межкупольных синклинальных блоках. Татарские отложения, совсем не содержащие гипса даже в базальной части яруса, выходят на поверхность на крыльях куполов на больших пространствах. Сульфатно-хлоридная засоленность пород в татарском ярусе, при движении на запад, распространяется на все более высокие уровни, достигая малокинельской свиты.

15

Проблема загипсованности молассовых отложений имеет большое практическое значение для западной половины Оренбургской области, так как гипсы татарского яруса оказывают существенное влияние на * формирование химического состава природных вод региона.

Средне- и верхнетриасовые отложения характеризуются преимущественно глинистым составом, относительно небольшими мощностями, ограниченным распространением и в связи с этим имеют небольшое гидрогеологическое и гидрохимическое значение.

Отложения средней юры, залегающие с размывом на нижележащих породах, в основании разреза представлены кварцевыми песками, местами — галечниками и конгломератами. С базальной частью среднеюрских отложений связаны осадочные железные руды в Орской и Аккермановской депрессиях. Глинистая толща с прослоями песков в Орской депрессии и на северном борту Прикаспийской синеклизы содержит прослои бурых углей. Среднеюрские отложения по мощности обычно не превышает первых десятков метров, но в депрессиях она увеличивается до 200 м и более. щ. Верхнеюрские и нижнемеловые отложения шире всего представлены

глинами, аргиллитами, алевролитами, мергелями мелководноморского происхождения с прослоями песчаников и известняков. Для них характерно наличие фосфоритовых прослоев. Глинистые отложения верхней юры и нижнего мела (в основном темно-серые глины волжского и аптского ярусов) довольно сильно загипсованы.

Палеогеновые отложения чаще всего состоят (занимая небольшие депрессии древнего рельефа) из кварцевых песков и "дырчатых" кварцитов эоцена (саксаульская свита), например, в районе Зыковского карьера за с. Неженка. Их перекрывают вязкие пестроцветные глины, относимые к олигоцену, иногда к миоцену. Первичной засоленности у палеогеновых отложений не зафиксировано.

В основном неогеновые отложения представлены сероцветно- красноцветными ("кавардачными") глинами, которые почти всегда содержат сростки кристаллов и разнообразные включения гипса, причём мощность гипсовых гнезд иногда достигает 1—2 м. Водотоки, которые дренируют эти породы, характеризуются солоноватой водой (речки Бурля, Ташла и Соленая, впадающие в Ириклинское водохранилище, пересыхающий ручей Ащи-сай в Оренбургском заповеднике).

Более молодые неогеновые отложения представлены лагунно-эстуариевыми и дельтовыми накоплениями акчагыльского яруса, заполняющими в Предуралье погребенные долины рек Урала, Сакмары и Чагана. Местами с ними связаны солоноватые подземные воды. Не исключено, что водовмещающие породы сами являются источниками солей.

В разрезах неогеновых отложений самой молодой является сыртовая толща, большая часть которой относится к апшеронскому ярусу, верхи ее разреза — к плейстоцену. Представлена она известковистыми лессовидными суглинками, глинами, в основании — песками и галечниками. Мощность толщи до 40 м. Она залегает на пологих склонах, а также вместе с

16

акчагыльскими отложениями в Предуралье заполняет погребенные донеогеновые речные долины.

Четвертичная система представлена отложениями больших и малых рек. Аллювий рек Урала и Сакмары четвертичного возраста почти повсеместно в виде широкой (до 5—6 км) полосы сопровождает эти реки, отсутствуя только в узких зонах неотектонических поднятий (в Орских воротах, Хабарнинском ущелье). Песчано-галечные накопления русловой фации поймы и I террасы имеют мощность от 3—4 до 8—12 и даже до 20 м. С этими отложениями в регионе связаны крупные запасы пресных подземных вод.

Особое место среди четвертичных отложений занимают отложения малых водотоков — ложковый аллювий. В городах Орск и Оренбург отложения ложкового аллювия исследованы наиболее детально и в значительной степени представляют собой миниатюрные копии отложений крупных рек.

1.2.2. Тектоника

Описываемая территория включает следующие структурные элементы: 1) Западную платформенную зону; 2) Предуральский краевой прогиб; 3) Уральскую постмиогеосинклинальную область; 4) Уральскую постэвгеосинклинальную складчатую область.

Юго-восточная часть Русской (Восточно-Европейской) платформы участвует в формировании платформенного Предуралья. Основными тектоническими единицами выступают здесь северный борт Прикаспийской синеклизы и юго-восточная часть Волго-Уральской антеклизы. Бассейн р. Урал и сопредельные районы, являющиеся частью Волго-Уральской антеклизы, состоят из сводов и выступов фундамента, а также впадин и прогибов, кроме того, выделяются моноклинали и седловины. Осадочный чехол платформы сложен терригенными рифейско-вендскими и главным образом карбонатными палеозойскими породами, венчающимися сульфатно-галогенно-карбонатными пермскими (в основном кунгурскими) образованиями. Восточнее платформенные структуры осложнены Предуральским краевым прогибом, в котором среднекаменноугольно-пермские терригенно-карбонатные и галогенные породы имеют большие мощности. Предуральский краевой прогиб представлен здесь Вельской впадиной с диапировыми структурами соляных куполов (Хоментовский, 1953). Вдоль западного борта прогиба выявлены рифовые постройки преимущественно артинского возраста. В прогибе и на платформе осадочный чехол осложнен многочисленными флексурами, валообразными антиклинальными поднятиями, которые согласуются с тектоническими нарушениями в кристаллических породах фундамента. Большинству платформенных тектонических структур (сводов, впадин, прогибов) характерно прямое отражение в рельефе, что свидетельствует об унаследованности их геотектонического развития. По мнению М. И. Зайдельсона (1969), ряд структур характеризуется обращенным рельефом (Оренбургский, Жигулевско-Пугачевский своды).

17

Список литературы