ГГГЭ 1 _44 - Астраханский государственный университет

ISSN 2077-6322
АСТРАХАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ASTRAKHAN STATE UNIVERSITY
АТЫРАУСКИЙ ИНСТИТУТ НЕФТИ И ГАЗА
ATYRAU OIL AND GAS INSTITUTE
ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
VORONEZH STATE UNIVERSITY
КАЛМЫЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
KALMYK STATE UNIVERSITY
КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
KUBAN STATE UNIVERSITY
ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
SOUTHERN FEDERAL UNIVERSITY
САРАТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
SARATOV STATE UNIVERSITY
УЧРЕЖДЕНИЕ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК
ИНСТИТУТ ОКЕАНОЛОГИИ им. П.П. ШИРШОВА РАН
ESTABLISHMENT of RUSSIAN ACADEMY OF SCIENCES
INSTITUTE of OCEANOLOGY named after SHIRSHOV of Russian Academy of Science
МЕЖДУНАРОДНАЯ АКАДЕМИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ РЕСУРСОВ
INTERNATIONAL ACADEMY OF MINERAL RESOURES
Журналу 11 лет
ГЕОЛОГИЯ, ГЕОГРАФИЯ
И ГЛОБАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ
НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ
GEO LO GY, GEOGRAPHY
AND GLOBAL ENERGY
SCIENT IFIC AND TECHNICAL JOURNAL
2012. № 1 (44)
В соответствии с решением Высшей аттестационной комиссии журнал «Геология,
география и глобальная энергия» включен в Перечень ведущих рецензируемых научных
журналов и изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты
диссертаций на соискание ученой степени доктора и кандидата наук
Материалы XI М е ждународной научно -практиче с кой конференции
Materi als of XI Intern ation al s ci en tifi c p ra с ti с al conf eren ce
Издат ельский дом «Астраха нски й университ ет»
2012
The Publishing House "Astrakhan University"
2012
1
ББК 95:2
Г35
Рекомендовано к печати редакционно-издательским советом
Астраханского государственного университета
ГЕОЛОГИЯ, ГЕОГРАФИЯ И ГЛОБАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ
НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ
№ 1 (44)
Редакционный совет
д-р геол.-минерал. наук, проф.,
проректор Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова
В.Т. Трофимов (г. Москва),
член-корреспондент РАН, директор Гидрохимического института
А.М. Никоноров (г. Ростов-на-Дону);
д-р геол.-минерал. наук, проф. В.М. Швец (г. Москва),
д-р техн. наук, проф., академик РАЕН В.Я. Авилов (г. Москва),
д-р геол.-минерал. наук, проф. С.С. Бондаренко (г. Москва),
д-р геогр. наук, проф. Ю.В. Ефремов (г. Краснодар),
д-р геол.-минерал. наук, проф. Л.М. Зорькин (г. Москва),
д-р техн. наук, академик МАИЭС Ю.В. Колотилов (г. Москва),
д-р геогр. наук, проф. Б.И. Кочуров (г. Москва),
д-р геол.-минерал. наук, проф. С.С. Кумеев (г. Элиста),
д-р геогр. наук, проф. Н.М. Новикова (г. Москва),
д-р геол.-минерал. наук, проф. К.Е. Питъева (г. Москва),
д-р геол.-минерал. наук, проф. Г.И. Потапов (г. Москва),
канд. геол.-минерал. наук, доц. О.М. Севастьянов (г. Оренбург),
д-р геол.-минерал. наук, проф. Э.С. Сианисян (г. Ростов),
д-р геол.-минерал. наук, проф. В.Н. Синяков (г. Волгоград),
д-р геогр. наук, проф. В.М. Смольянинов (г. Воронеж),
д-р геол.-минерал. наук, проф. В.А. Соловьев (г. Краснодар)
Главный редактор
д-р геол.-минерал. наук, проф. О.И. Серебряков
Заместитель главного редактора
д-р геогр. наук, проф. А.Н. Бармин
Редакционная коллегия
Ева Хакер – проф., д-р Ганноверского университета, председатель
Германского общества инженеров, Германия;
Маркарт Герхард – проф., д-р Федерального научно-исследовательского института леса,
природных катастроф и ландшафта, начальник отдела водных ресурсов, Австрия;
Д.М. Мурзагалиев – д-р геол.-минерал. наук, проф., Казахстан;
С.Ф. Бакирова – д-р геол.-минерал. наук, проф., Казахстан;
А.М. Никаноров – чл.-корр. РАН, директор Гидрохимического института, Россия;
А.А. Чибилев – чл.-корр. РАН, директор Института степи РАН, Россия;
Г.С. Резенберг – чл.-корр. РАН, директор Института Волжского бассейна РАН, Россия;
К.Н. Кулик – акад., д-р сельхоз. наук, Россия;
В.И. Попков – зам. гл. ред., д-р геол.-минерал. наук, проф. Кубанского
государственного университета;
Ю.В. Алтуфьев – проф. Астраханского государственного университета
А.О. Серебряков – д-р геол.-минерал. наук, проф.
Астраханского государственного университета (ответственный секретарь)
Журнал основан в январе 2001 года
Журнал выходит 4 раза в год
Все материалы, поступающие в редколлегию журнала,
проходят независимое рецензирование
© Астраханский государственный университет,
Издательский дом « Астраханский университет» , 2012
2
ПАМЯТИ ГЕОЛОГА, ДРУГА
21 марта 2012 года трагически погиб при работах на газовой скважине Серебряков Алексей Олегович – геолог, профессор, академик Международной академии наук, доктор геолого-минералогических наук, заведующий кафедрой геологии и геохимии горючих ископаемых Астраханского государственного университета, заведующий аспирантурой направления «Геоэкология» и магистратурой направления «Геология».
Серебряков Алексей Олегович родился 1 января 1974 года. Закончил Ставропольский государственный политехнический университет, получив квалификацию «Горный геолог». Работал в Министерстве геологии, Министерстве газовой промышленности, ООО «Астраханьгазпром», был заведующим сектором
минеральных ресурсов Астраханского научно-исследовательского института
природных газов.
Широко известны научные исследования А.О. Серебрякова в области геологии нефти и газа, геохимии, гидрогеологии, инженерной геологии, инженерной геодезии.
Память осталась в научных трудах в памяти студентов, преподавателей и
друзей.
Руководство Федерального государственного
бюджетного образовательного учреждения
высшего профессионального образования
«Астраханский государственный университет»
3
ГЕОЛОГИЯ, ПОИСКИ И РАЗВЕДКА НЕФТИ И ГАЗА
УЧАСТИЕ БИОТЫ В ГЛОБАЛЬНОЙ ЭНЕРГИИ
Авилов Владимир Игоревич, доктор технических наук, академик РАЕН,
Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, 117997, Россия, г. Москва,
Нахимовский проспект, 36, e-mail: [email protected]
Авилова Светлана Давыдовна, доктор биологических наук, академик
РАЕН, Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, 117997, Россия,
г. Москва, Нахимовский проспект, 36, e-mail: [email protected]
Концептуальный подход к проблеме позво лил ра скрыть новые стороны понятий «биота» и «глобальная энергия». Они соотве тствуют бе лковой и космической
формам жизни. Согласно разработанной авторами концепции жизни происходит их
превращение друг в друга. Открыта в глубинах океана биосфера нового типа – хемобиосфера (1976 г.), основанная на хемолитоа втотрофии. Биота, включая человека, генерирует порции глоба льной энергии и передает в космос, где они концентрируются в темной энергии вселенской экосистемы.
Ключевые слова: концепция «Жизнь», экосистемный анализ, биосфера, хемобиосфера, космос.
BIO TA PARTICIPATIO N IN GLOBAL ENERGY
Avilov Vladimir I., D.Sc. in Technic, Academician of Russian Academy of
Natural Sciences, Institute of Oceanology of P.P. Shirshov of Russian Academy of
Sciences, 36 Nahimovsky prospect, Moscow, 117997, Russia, e-mail:
[email protected]
Avilova Svetlana D., D.Sc. in Biology, Academician of Russian Academy of
Natural Sciences, Institute of Oceanology of P.P. Shirshov of Russian Academy of
Sciences,
36
Nahimovsky
prospect,
Moscow,
117997,
Russia,
e-mail:[email protected]
Conceptual approach to the problem alloys to disclose new sides of biota and global
energy notions. They correspond with albuminous and cosmic life forms. According the life
concept, developed by authors, the conversion of each into other is o ccurred. In ocean
depths the new type biosphere was found out by authors (1976 y.) – chemobiosphere, based
on chemolytoautotrophy phenomenon. Biota, including a human being, generates global
energy portions and transfers them to th e cos mos, where they are concentrated into dark
energy at the Universe ecos ystem.
Key words: concept "Life", ecosystem analysis, biosphere, chemobiosphere, cosmos.
В научных кругах присутствуют разные мировоззренческие позиции в
отношении взаимосвязи биоты и энергии, да и толкование обоих понятий
часто расходится. Это вполне объяснимая ситуация, если принять во внимание, что всю науку создал человек сам и себе во благо, на удовлетворение
собственных потребностей, и что ученые, как и все люди, видят свой смысл в
жизни и выдвигают в его пользу веские аргументы.
4
Геология, поиски и разведка нефти и газа
Возникают разные взгляды на один и тот же предмет, создаются научные
школы, отстаивающие собственную позицию. В корне возникающих противоречий лежит разный методологический подход к изучаемому предмету или
процессу. Современная наука феноменологична, т.е. в методологии преобладает внешнее описание исследуемых объектов и явлений. Каждое природное
явление имеет множество сторон и свойств, поэтому для его познания наука
изобрела метафизический подход. В соответствии с задачей познать мир во
благо человека в естествознании восторжествовал принцип углубленного
изучения частностей, что привело к дроблению науки. Метафизический подход обеспечил прогресс человечества в индустриальную эпоху и принес успех научным дисциплинам, досконально определившим одно из свойств целого. Установленные частные закономерности, следуя принципам феноменологии, часто распространяют на целое. Односторонний взгляд может привести к ошибкам, вызвать конфликт с другими научными направлениями и школами, затормозить познание целого (явления, процесса и т.п.). К середине XX в.
большой успех стали приносить междисциплинарные научные направления,
рассматривающие объект с разных сторон и повышающие возможность целостного восприятия. Доминирует синтез знаний. Эти тенденции коснулись и
океанологии. При натурных наблюдениях в морских экспедициях с начала
70-х гг. и по сей день авторы лично выполняют одновременно огромный
комплекс (более 30 показателей) газобиогеохимических измерений, положив
начало новому синтезированному научному направлению – аквагеоэкологии
[3, 4, 6, 8]. В ее становлении авторы особое внимание уделяли вопросам методологии, ставя задачу познания внутреннего механизма, внутренней сути явлений.
В качестве основы методологии аквагеоэкологических исследований авторы
использовали некоторые широко известные принципы и со своей стороны добавили несколько важнейших принципов. Концептуальный подход предполагает
трактовку понятий биоты и глобальной энергии, выработку основной точки зрения на их взаимосвязь. Новизну обобщений обеспечивают новые количественные
данные и выявление логических связей между фактами. Каждый научный факт
требует оценки достоверности и его трактовки, обеспечивая выделение причин и
следствий методом экосистемного анализа. Учет противоположных сторон предметов, процессов и т.д., анализ противоречий в экосистемных взаимодействиях
приближает к истине в понимании сути природных явлений.
Обнаружение авторами явления хемолитоавтотрофии в термальных рассолах
Красного моря (диплом открытия № 56 с приоритетом от 1976 г.) [2–4, 6, 8–10]
открыло биосферу нового типа на нашей планете. Это позволило отойти от обычного деления биоты на 3 царства и представить ее в новом виде (рис.).
Рис. Классификация экосист ем био сферы Земли
5
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
На планете Земля отделяем биосферу нового типа – хемобиосферу, где
преобладает хемосинтез с потреблением из внешней среды химической энергии неорганических веществ, – от традиционной фотобиосферы, в которой
все проистекает из фотосинтеза. Такое деление способствует лучшему пониманию космических взаимодействий. Фотобиосфера развита на Земле, представляет собой уникальный оазис жизни во Вселенной и по аналогии может
существовать на отдельных землеподобных планетах, которые обнаруживаются почти у каждой звезды [4–7, 10]. В фотобиосфере, подобно принятому,
выделяем три царства: флору, фауну и часть протистов с доминированием
эукариотов. К хемобиосфере относим другую часть протистов с преобладанием в ней микроорганизмов с хемолитоавтотрофным типом обмена веществ
(прокариоты), живущих автономно вне связи с процессом фотосинтеза. Хемобиосфера гораздо шире распространена во Вселенной. Ее присутствие определено авторами при экосистемном анализе материалов космических исследований на Марсе, спутниках Юпитера Ио и Европе, спутниках Сатурна
Титан и Энцелад и других телах [1, 5–7, 9, 10]. Из фактов следует, что белковая жизнь (биота) в разных видах существует на землеподобных космических
объектах, число которых по последним астрофизическим наблюдениям огромно. Сделанный вывод хорошо согласуется с разработанной авторами концепцией «Жизнь» [1, 3, 6] и подтверждает вытекающие из нее следствия, в
частности, повсеместное распространение жизни, или считаем, что все есть
жизнь, и называем его явлением «всежизнь» [1, 3, 6, 9, 10].
Концептуальный подход позволяет также более четко трактовать понятие «энергия». Оно сформировалось в науке во второй половине XIX в., означая меру движения материи. Свойства энергии раскрываются через открытый тогда же закон ее сохранения и превращения. Энергию и движение считают однопорядковыми понятиями, развивая закон сохранения материи и
движения Ломоносова. При этом различные виды энергии – механическая,
химическая, тепловая, электромагнитная и т.п. – соответствуют определенным формам движения (физическим, химическим и др.). По этому закону виды энергии бесконечно превращаются из одного в другой, а сама энергия сохраняется количественно и не уничтожается. Авторы выдвинули концепцию
«Жизнь», предложив основную точку зрения на жизнь, по которой названы
как минимум четыре формы жизни – вещественная, белковая (биота), информационная и космическая (энергетическая), – и все они входят в состав явления «всежизнь», т.е. распространены повсеместно. При этом основные свойства энергии присущи по закону подобия всем формам жизни и самой жизни
в целом. Для цели наших исследований выделяем главное: биота и энергия
как однопорядковые формы жизни могут переходить одна в другую, что определяет принцип их взаимодействия. Этот вывод не постулируется, а является заключением, следующим из фундаментальных законов природы и логики экосистемного анализа. К настоящему времени обнаружен ряд явлений,
отражающих непосредственное взаимовлияние биоты и энергии. Среди них
отмечаем биополя, телепатию, биолокацию и другие, суть которых современные научные направления практически не изучают. Однако новые факты
указывают на участие энергии в этих непознанных процессах.
В свете сказанного определяем глобальную энергию как своеобразный
вид космической (энергетической) формы жизни. Глобальная энергия как
один из ее видов обладает основными свойствами энергии, подчиняется за6
Геология, поиски и разведка нефти и газа
кону сохранения и превращения энергии, включаясь в процессы перехода
всех видов энергии друг в друга. Глобальную энергию отличает от других
видов повсеместное (глобальное) ее распространение в экосистемах вплоть
до вселенской, а также связующая роль между конкретными проявлениями
разных видов энергии и другими формами жизни [1, 3, 4, 6, 7, 9, 10].
Новые элементы в трактовке обоих понятий открывают путь к изучению
взаимодействий биоты и глобальной энергии с обновленных позиций, позволяют познать суть этих процессов и явлений [1, 6]. В современных условиях
проблема многопланова и во многих сферах весьма актуальна. Настойчиво
обсуждают общий кризис физики как основы естествознания – в переводе с
греческого "physis" означает природа. Еще в IV в. до н. э. древнегреческий
ученый Аристотель перед наукой о природе (физикой) ставил задачу изучать
«преимущественно тела и величины, их свойства и виды движения, а, кроме
того, начала такого бытия». Однако в настоящее время основы физики перестали быть руководящей идеей для прикладных исследований. Отставание
науки наметилось и в области общественных отношений, что находит отражение в затянувшемся финансовом и политическом кризисе, в прокатившихся «бархатных» революциях. Возникла необходимость создания новой парадигмы – основной системы взглядов на устройство мира. Эту необходимость
в качестве своеобразного предупреждения потомкам запечатлели тысячелетия назад в иероглифической надписи на пирамиде Хеопса: «Люди погибнут
от неумения пользоваться силами природы и от незнания истинного мира».
Познание законов природы способствует лучшему пониманию процессов в
человеческом обществе (социуме), поскольку человек является активнейшим
представителем биоты. Его взаимодействие с глобальной энергией также находится в центре нашего внимания [1, 6, 7].
Наука определяет социосферу как часть пространства, занятую людьми с
окружающей их инфраструктурой. Более 50 лет назад, с запуском спутника, в
это пространство, помимо оболочек Земли, вошла часть космоса. Сознание человека «оккупировало» космос гораздо раньше (астрономия, астрология и др.).
Современная наука шагнула вперед [3, 6, 7, 10]. Нобелевская премия 2011 г.
присуждена физикам за доказательство эффекта расширения Вселенной. Поиск жизни в космосе выдвигается на передний план в космологии [6, 7, 10].
Исследуя вклад биоты в космические взаимодействия, мы применили
экосистемный подход, развитый авторами при создании концепции явления
«жизнь» [1, 3, 6, 10]. В методологии авторы исходят из следующих принципов. Главным объектом наблюдения выбираем Вселенную и ее взаимосвязи с
экосистемами более низкого ранга. В экосистемах на всех ступенях иерархии
присутствуют и взаимодействуют разные формы жизни, в человеческом обществе (социуме) – вещественная, белковая, космическая (энергетическая) и
информационная. При анализе экосистемных взаимодействий следует соблюдать известные в экологии законы и иметь в виду общие понятия в познании окружающего мира. Сопоставление и анализ взаимодействий в разноуровневых экосистемах учитывают особенности взаимоотношения индивидуального, единичного и общего, законы подобия, оптимальности и другие,
имеющие место при сложении систем. Принцип подобия процессов и явлений в одноуровневых экосистемах позволяет проводить аналогии между ними. Исходим из идеи, что природе свойственен разумный консерватизм, т.е.
7
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
одни и те же проблемы в разных точках Вселенной она решает одинаковым
способом (общий системогенетический закон).
Обозначим характерные черты социосферы. Она входит в структуру вселенской экосистемы, располагаясь на высоком уровне. Внутренние взаимодействия создают эффекты, заметные в экосистемах разного уровня. С вселенских представлений называем социосферу аномальным, необычайно ярким проявлением жизни по двум главным позициям. Она составляет часть
фотобиосферы – вселенский оазис жизни, а с другой стороны в нее входит
человек – важная составляющая биоты. Поэтому в действии биоты на космос
человечество играет главную роль, высвечивая смысл жизни человека.
Каждый человек представляет собой экосистему начального звена в социуме, его свойства затем переходят выше и влияют на качества экосистем.
От его действий многое зависит в высших сферах. В совокупность установок о
смысле жизни вводим общее свойство природы – стремление к повышению
уровня упорядоченности системы. У человека это качество может выразиться в
наведении порядка в мыслях, делах, повышении профессионализма, в достижении результата. Другое свойство – видовое разнообразие и их оптимальное сочетание – определяет методику поведения, манеры и другие мотивы поступков. В
экосистеме человека одновременно присутствуют все формы жизни, и, по концепции «Жизнь» [1, 6], их гармоничное взаимодействие обеспечивает бесконечность жизни. Утверждение концепции о бесконечности и непрерывности жизни
с нашей точки зрения является корневым вопросом космических взаимодействий. Противоположное мнение отстаивает концепция Большого взрыва, из которой следует, что Вселенная конечна и ее ждет гибель. Противоречие может быть
разрешено путем всестороннего изучения экосистемы человека. Логика концепции «Жизнь» приводит к выводу о бессмертии человека.
Вопрос не новый. Мало кто сомневается в существовании загробной
жизни, но то, как она происходит, трактуется по-разному коллективным разумом, сформированным в основном под влиянием религиозных воззрений, к
которым следует относиться внимательно. Концепция «Жизнь» раскрывает
причинно-следственные связи бесконечной жизни человека с экосистемных
позиций. Бесконечный процесс обеспечивается движением по кругу. Круговорот в экосистеме человека происходит за счет смены доминанты и перехода форм жизни. При этом, как мы уже отмечали [1, 6, 10], виды форм жизни
могут просто менять свое состояние (степень активности, жизненность).
Представляем модель экосистемы человека в виде гигантского кольца-тора от
Земли до космоса, по которому происходит перемещение и изменение видов
разных форм жизни, включая глобальную знергию. Факт бессмертия вносит
новые элементы в представление о смысле жизни индивидуума.
В модели единой экосистемы индивидуума выделяем две локальные
подсистемы – космическую и земную. В них периодически доминируют разные формы жизни. Суть человека (доминирующая форма жизни) попеременно перемещается в космос или появляется на планете. Одна сторона процесса
(возвращение на Землю) известна под названием «реинкарнация». Эта идея
воспринята обществом, красочно раскрыта в философской песне В.С. Высоцкого «Хорошую религию придумали индусы». Люди часто рассуждают о том,
кем они были в прошлой жизни. Но необходимо понять свое влияние на будущую жизнь. Определяем его по логике экосистемного взаимодействия.
Космическая суть человека – это доминирование жизни в виде элемента гло8
Геология, поиски и разведка нефти и газа
бальной энергии в космической подсистеме человека. Она занимает ячейку в
космической экосистеме, где преобладает глобальная энергия и сосредоточена так называемая «темная энергия». Ячейка есть у каждого человека, она как
подсистема представляет собой локальную экосистему, включающую оригинальные виды из 3-х форм жизни (кроме белковой), которые соответствуют
текущему состоянию человека и всей истории его жизни. Каким-то подобием
представления о проявлении жизни в ячейке может служить понятие «карма». В космической экосистеме все ячейки могут взаимодействовать, обмениваться энергией и информацией.
Космическая ячейка, будучи локальной экосистемой, требует постоянной или периодической подпитки (подзарядки) энергией, и она ее получает
от биологической сути человека как продукт жизнедеятельности человека на
Земле. Раскрывается еще одна грань сути жизни – человек предназначен генерировать энергию и передавать ее в свою ячейку, частью одновременно
наполняя темную энергию космоса. По аналогии другие формы и виды жизни
также участвуют в этом процессе. Теоретические схемы имеют прикладное
значение – становятся понятными многие загадочные проявления жизни на
Земле. Пирамиды в Египте и других узлах планеты, светящиеся круги в океане, темные дыры в атмосфере свидетельствуют о разных вариантах и видах
энергии, посылаемой в космос. Оазис белковой жизни, Земля в целом, является донором глобальной энергии для космической жизни. Космос заинтересован в увеличении потока энергии и создает бесчисленные оазисы жизни на
землеподобных планетах. Темная энергия и темная материя имеют решающий вес в космосе. Темная энергия преобладает над материей, что вызывает
расширение Вселенной и грозит гибелью жизни во вселенской зиме. Однако
приближение зимы начнет уменьшать число оазисов, поток энергии в космос
снизится, темная энергия сократится. Темная материя возобладает, что приведет к сжатию Вселенной, появлению новых оазисов жизни и т.д. Вселенная
совершает колебательные движения как частный случай круговорота и являет
бесконечную жизнь. В этом процессе биота, особенно человек, играет определяющую роль. Вывод о вечности космоса дает веру в бессмертие, что окрашивает смысл жизни индивидуума в розовые тона [1, 3, 6, 7, 9].
Человек понимает свое предназначение – обеспечивать круговорот жизни в природе. Это вносит новый элемент в формулу смысла его жизни –
осознанно передавать энергию в космос. Этот акт происходил всегда, но
обычно бессознательно. У тех, кто не выполняет эту обязанность, космос забирает энергию сам. Посильный труд, преодоление самости, эмоциональные
нагрузки сделают процесс энергопередачи безболезненным. Очевидно, существуют специфические механизмы перевода порций глобальной энергии в
космос и от других видов биоты [1, 6, 7, 10].
Вопрос энергетического взаимодействия главенствует в участии белковой формы жизни в космосе. Биота наиболее ярко проявляет свои качества в
космической фотобиосфере. Другая ее часть – хемобиосфера – еще шире распространена на землеподобных планетах и космических объектах. Хемолитоавтотрофия является базовым вселенским явлением наряду со временем, гравитацией и др. Образование углеводородов – одна из функций живой материи. Механизм нефтегазообразования существует в самой природе, например, в виде технологического процесса с участием явления хемолитоавтотрофии [3–7, 9, 10]. Из этой концепции вытекают важные следствия. Так, на
9
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
Марсе белковая жизнь была и есть. Она также участвует в генерации глобальной энергии и передаче ее в экосистему космоса, частично пополняя
темную энергию. Хемобиосфера и фотобиосфера делают определяющий
вклад в производство и поддержание глобальной энергии в экосистемах всех
иерархий и ее концентрацию в темной энергии космоса. Причинноследственные связи в экосистемных взаимодействиях утверждают значительную роль биоты в структурной организации (упорядочении) Вселенной.
Список литературы
1. Авилов В. И. Биотиче ские а сп екты кос миче ских взаимод ействий
/ В. И. Авилов, С. Д. Авилова // Тр. Междунар. Форума по проблемам науки, техники
и образования. – М., 2011. – С. 85–89.
2. Авилов В. И. Жизнь на океанском д не / В. И. Авилов, С. Д. Авилова // Наука
в России. – 2001. – № 3. – С. 56–61.
3. Авилов В. И. Изучение экосис тем в аквагеоэколог ии / В. И. Авилов,
С. Д. Авилова. – М. : Прима-Прес с, 2010. – 184 с.
4. Авилов В. И. Информац ионн ая си сте ма аквагеоэколог ии / В. И. Авилов,
С. Д. Авилова. – М. : Прима-Прес с, 2009. – 142 с.
5. Авилов В. И. Космология в вопросах н ефтегазообразован ия / В. И. Авилов,
С. Д. Авилова // Геология, геофизика и разработка нефтяных и г азовых мес торождений. – 2011. – № 10. – С. 43–47.
6. Авилов В. И. Круговорот жизни / В. И. Авилов, С. Д. Авилова. – М. : ФОРГРЕЙФЕР, 2011. – 204 с.
7. Авилов В. И. Российская космолог ия в решении глоб альных проблем
/ В. И. Авилов, С. Д. Авилова // Век глобализации. – 2011. – № 2. – С. 163–173.
8. Авилов В. И. Теоретическ ие ос новы аквагеоэкологи и / В. И. Авилов,
С. Д. Авилова. – М. : ВИКТАН-полигра ф, 2008. – 120 с.
9. Avilov V. I. Chemolytoautotrophs in oil and gas generation / V. I. Avilov,
S. D. Avilova // Proceedings of the Sixth International Con ference "Environm ental Micropaleontology, Microbiology and M eiobenthology" (Russia, Moscow, Sept. 19–22). – M. :
PIN RAS, 2011. – P. 39–41.
10. Avilov V. I. Life display at cosmos / V. I. Avilov, S. D. Avilova // Proceedings of
the Sixth International Conference "Environmental Micropal eontology, Microbiology and
Meiobenthology" (Russia, Moscow, Sept. 19–22). – M. : PIN RAS, 2011. – P. 42–44.
References
1. Avilov V. I. Bioticheskie aspekty kosmicheskih vzaimodejstvij / V. I. Avilov,
S. D. Avilova // Tr. Mezhdunar. Foruma po problemam nauki, tehniki i obrazovanija. – M.,
2011. – S. 85–89.
2. Avilov V. I. Zhizn' na okeanskom dne / V. I. Avilov, S. D. Avilova // Nauka v
Rossii. – 2001. – № 3. – S. 56–61.
3. Avilov V. I. Izuchenie jekosistem v akvageojekologii / V. I. Avilov, S. D. Avilova. –
M. : Prima-Press, 2010. – 184 s.
4. Avilov V. I. Informacionnaja sistema akvageojekologii / V. I. Avilov, S. D. Avilova. –
M. : Prima-Press, 2009. – 142 s.
5. Avilov V. I. Kosmologija v voprosah neftegazoobrazovanija / V. I. Avilov, S. D. Avilova
// Geologija, geofi zika i razrabotk a neftjanyh i g azovyh mestorozhd enij. – 2011. –
№ 10. – S. 43–47.
6. Avilov V. I. Krugovorot zhizni / V. I. Avilov, S. D. Avilova. – M. : FORGREJFER, 2011. – 204 s.
7. Avilov V. I. Rossijskaja kosmologija v resh enii global'nyh problem
/ V. I. Avilov, S. D. Avilova // Vek globalizacii. – 2011. – № 2. – S. 163–173.
8. Avilov V. I. Teoreticheskie osnovy akvageojekologii / V. I. Avilov, S. D. Avilova. –
M. : VIKTAN-poligraf, 2008. – 120 s.
10
Геология, поиски и разведка нефти и газа
9. Avilov V. I. Chemolytoautotrophs in oil and gas generation / V. I. Avilov, S. D. Avilova
// Proceedings of the Sixth International Conference "Environmental Micropaleontology, Microbiology and Meiobenthology" (Russia, Moscow, Sept. 19–22). – M. : PIN RAS, 2011. – P. 39–41.
10. Avilov V. I. Life display at cosmos / V. I. Avilov, S. D. Avilova // Proceedings
of the Sixth International Conference "Environmental Microp aleontology, Microbiology
and Meiobenthology" (Russia, Moscow, Sept. 19–22). – M. : PIN RAS, 2011. – P. 42–44.
О НЕОБХОДИМОСТИ ДАЛЬНЕЙШЕЙ ГЕОЛОГИЗАЦИИ
ЭКОЛОГО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИЗЫСКАНИЙ
Трофимов Виктор Титович, профессор, заведующий кафедрой, Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, 119991, Россия, г. Москва, Ленинские горы, 1, e-mail: [email protected]
С геологических позиций проанализированы достоинства и н едоста тки нормативных документов по инж енерно-экологическим изысканиям для строительс тва.
Приведена с труктура эколого-геологической системы и ее положение в стр уктуре
экосистемы. Обосновано, что при инж енерно-экологических изысканиях дол жны
быть обязательными исследования современных и прогнозиру емых геологических и
гидрометеорологических проце ссов и оценка их экологического значения.
Ключевые слова: состав инженерно-экологически х изысканий, структура экосистемы, эколого-геологическая система, эколого-геологические у словия, геологические процессы, гидрометеорологические процессы.
ABO UT NECESSITY O F FUTH ER GEO LOGIZATIO N O F ENGINEERING GEO LOGICAL SURVEY
Trofimov Victor T., Professor, Head of Department, Moscow State University
of M.V. Lomonosov, 1 Leninskiye Gory, Moscow, 119991, Russia, e-mail:
[email protected]
From the geological viewpoint advantages and disadvantages of normative documents
for engineering geological sur vey for construction are analyzed. The structure of ecological geological s ystem and its position in the ecosystem structure is presented. The author
substantiates that investigation of present and forecast geological and hydrometeorological
processes and evaluation of their ecological significance should be compulsory components
of engineering ecological survey.
Key words: engineering ecological survey composition; ecosyst em structure, ecological geological system; ecological geological condition; geological process es; hydrometeorological processes.
Введение
Введение инженерно-экологических изысканий в качестве самостоятельного вида инженерных изысканий – важнейшая новация системы инженерных изысканий для строительства самого конца ХХ века. Они были регламентированы
двумя нормативными документами: СНиП 11-02-96 (Глава 8. Инженерноэкологические изыскания) [5] и СП 11-102-97 [6], полностью посвященному рассматриваемому вопросу. Последний, по сути, был первым федеральным нормативным документом, определяющим порядок, последовательность и детальность
выполнения инженерно-экологических изысканий. В нем выделялся комплекс
экологически ориентированных задач, решение которых не входит в другие виды
инженерных изысканий. Они включают комплексную оценку воздействия соору11
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
жения (объекта) на окружающую среду и воздействие техногенно измененной
среды на условия проживания, главным образом населения.
В этих документах существенное внимание уделено необходимости изучения геологических параметров окружающей среды. В частности, в
СП 11-102-97 названы более 30 таких параметров, определение которых
должно быть выполнено в ходе инженерно-экологических изысканий для
строительства. Несмотря на это, в работе [9] было показано, что в этом нормативном документе не предусмотрено изучение при изысканиях ряда геологических объектов и геологических параметров, имеющих большое значение
для оценки экологической обстановки. В первую очередь это касается изучения донных осадков и ряда геофизических полей и характеризующих их параметров. К этой же категории следует отнести отсутствие постановки вопроса об оценке качества геологического пространства, регламентирующего
возможности его рационального использования с экологических позиций;
динамики развития геологических процессов; синергетики и каскадности
проявления этих процессов; донных осадков как вторичного источника техногенного загрязнения и др. Было подчеркнуто, что «в последующих изданиях соответствующих нормативных документов, отмеченные позиции должны
найти свое решение, обеспечив более полное и экологически ориентированное изучение литосферы при производстве инженерно-экологических изысканий на стадиях разработки предпроектной и проектной документации»
[9, с. 309–310].
В последние годы в публикациях различных авторов активно обсуждаются
различные позиции содержания и задачи инженерно-экологических изысканий
[2, 12, 13]. Затрагиваются и вопросы изучения геологических параметров.
Экологические факторы, экосистема и структура биогеоценоза
(классические представления)
Экосистема (экологическая система) – объект изучения экологии. Этот
термин был введен в научную литературу еще в 1935 г. английским ботаником А. Тенсли, который рассматривал экосистему как «совокупность комплексов организмов с комплексом физических факторов его окружения, т.е.
факторов местообитания в широком смысле» [1].
Близкое по содержанию определение экосистемы дает Ю. Одум. В его
книге «Основы экологии» [4] в качестве экосистемы рассматривалась любая
«единица (биосистема), включающая все совместно функционирующие организмы (биотическое сообщество) на данном участке и взаимодействующая с
физической средой таким образом, что поток энергии создает четко определенные биотические структуры и круговорот веществ между живой и неживой частями». Им же определены экологические факторы (рис. 1), определяющие состояние такой системы.
Понятие «экосистема» применяется к природным объектам разной сложности и размера. Природные экосистемы – системы открытые. Даже биосфера
Земли (в целом) получает вещество и энергию из космоса и возвращает обратно.
Параллельно с развитием представлений об экосистемах за рубежом в
нашей стране в самом конце тридцатых годов прошлого века В.Н. Сукачев
[7] ввел понятие биогеоценоз. Под ним было предложено понимать однородный участок суши с определенным составом живых (биоценоз) и абиотических (биотоп) компонентов, функционально взаимосвязанных между собой.
Его структура показана на рисунке 2.
12
Геология, поиски и разведка нефти и газа
Рис. 1. Классификация экологических факторов (по Ю. Одуму [4], с измене ниями
В.И. Коробкина и Л.В. Передельского [1])
Эти представления были разработаны В.Н. Сукачевым в то время, когда
техногенное воздействие социума на биоту и абиотические среды было еще
незначительно. С его ростом потребовалось уточнение схемы биогеоценоза.
В его структуру Г.А. Новиков [3] ввел в состав биотопа два новых фактора:
рельеф, грунт (написан через запятую с почвой, что некорректно1 ). Кроме того, в
схеме показано антропогенное воздействие и на биотоп, и на биоценоз.
Употребле ние в схеме в одном ряду слов «почва» и « грунт» неправомерно, поскольку под грунт ами понима ются любые горные породы, почвы, осадки и ан тропогенные геолог иче ские образова ния, рас сматрива емые как многокомпоне нтные ди намичные с ис темы, исследуе мые в связи с планируемо й, осуществляемо й или осуще ствленной инже нерной деят ельнос тью человек а. В общем случае, грунт – это минеральная или минерально-органическая, органоминеральная, многокомпонентная, многофазовая система, которая включает твердую, жидкую и газообразную компоненты (как
костную, так и живую) и изучается в инженерно-геологическом отношении.
1
13
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
Необходимо отметить, что часто термины «экосистема» и «биогеоценоз»
рассматривают как синонимы. Это не всегда правомерно. Биологи отмечают одну тонкость: в биогеоценозах, в отличие от экосистем, обязательно присутствие
растительности (фитоценоза). Каждый биогеоценоз, как пишут биологи, может
быть назван экосистемой, но не каждая экосистема является биогеоценозом.
Новая структура экосистемы, место в ней эколого-геологической
системы и вытекающие следствия
В настоящее время в связи с изменением содержания экологии, выходом
ее за границы биоэкологии, изучающей взаимодействия биотической и абиотической компонент внутри экосистемы, и превращением в междисциплинарную науку, исследующую систему «природа – человек – общество», расширились и представления о типах исследуемых экосистем. Наряду с природными экосистемами, исследуются экосистемы селитебные, экосистемы
техногенные и т.п. Но и в подавляющем большинстве этих построений, как и
в классических представлениях, явно недостаточно отображена литосфера
как одна из экологически важнейших абиотических сфер Земли. Литосферные факторы не учтены и в классификации экологических факторов, составленной Ю. Одумом (рис. 1). Это, по существу, принципиальная ошибка, поскольку на существование и развитие и биогеоценоза, и экосистемы (как более широкого понятия) оказывает огромное влияние литосфера в целом – ее
состав, подземные воды, геохимические и геофизические поля, современные
эндо- и экзогенные процессы. И влияние всех этих геологических факторов на
живое осуществляется в рамках эколого-геологической системы, представляющей собой определенный (в принципе любой) объем литосферы с функционирующей непосредственно в нем или на его поверхности биотой, включая и социум.
Эколого-геологическая система характеризуется эколого-геологическими
условиями – обстановкой, создаваемой комплексом современных морфологически выраженных геологических факторов, оказывающих влияние на особенности функционирования биоты, включая человека [11]. Многообразие геологических особенностей, рассматриваемых при эколого-геологических исследованиях, не мешает выделить среди них комплекс определяющих, самых важных,
которые в той или иной степени изучаются всегда. Этот комплекс включает в
себя восемь составляющих, которые называются факторами (компонентами)
эколого-геологических условий: 1) геологическое строение местности и характер слагающих ее пород; 2) рельеф; 3) гидрогеологические условия; 4) мерзлотные условия; 5) геохимические условия; 6) геофизические условия;
7) ландшафтные особенности; 8) современные геологические процессы. Закономерное сочетание этих компонентов формирует эколого-геологический облик любого природного или техногенно измененного массива, региона, определяет его эколого-геологические условия (рис. 2). Именно эти компоненты
формируют различные экологические свойства и функции литосферы [9, 14].
Эколого-геологическая система входит в состав экосистемы и представляет
собой лишь ее часть, хотя и чрезвычайно важную. Теоретические объем и структура эколого-геологической системы при таком ее понимании с учетом всех задач, решаемых экологической геологией, показаны на рисунке 3. При реальных
эколого-геологических работах объем и границы эколого-геологической системы являются параметрами динамическими. Так, при эколого-геологических и
14
Геология, поиски и разведка нефти и газа
эколого-геодинамических исследованиях почвы рассматриваются в объеме эколого-геологической системы, а при эколого-геофизических – вне ее.
Схема структуры экосистемы, составленная с учетом всех этих позиций,
опыта построения схем биогеоценоза, а также изучения современной экологией системы «природа – человек – общество» и классов воздействия на нее,
показана на рисунке 3. Неизбежное следствие такой структуры – необходимость геологизации идеологии и содержания инженерно-экологических
изысканий, экологии в целом. При этом в ходе таких изысканий необходимо
изучение всех без исключения факторов эколого-геологических условий. И
многие из них, как уже отмечалось ранее, исследуются как обязательные.
Однако вопрос об изучении современных геологических процессов требует
специального рассмотрения.
Рис. 2. Схема биогеоце ноза по В.Н. Сукачеву [7]
15
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
Рис. 3. Схема структуры экосисте мы с учетом геолог ической сос тавляющей
и классов воздейс твий на н ее. Точками выделены границы эколого-геологической
сис темы (по [10]): 1–5 – параме тры литос феры: 1 – состав, строение и рельеф
геологиче ского ма сс ива; 2 – подземные воды; 3 – геохимич еские поля;
4 – геофизиче ские поля; 5 – современные эндо- и экзогенные проце ссы
Изучение современных и прогнозируемых геологических
и гидрометеорологических процессов как обязательный компонент
инженерно-экологических изысканий
Ранее в [9] отмечалось, что в СП 11-102-97 [6] есть фундаментальный
просчет – отсутствие четкой постановки вопроса об обязательности, необходимости изучения современных природных, природно-антропогенных и
антропогенных процессов, в том числе и геологических, как экологически
значимых, показа способов их оценки в процессе инженерно-экологических
изысканий (а ведь подавляющая часть катастроф, в том числе крупномасштабных, обусловлена именно этими процессами). Н.А. Чижов [13] поддерживает эту позицию.
Мне могут возразить, сославшись на пункт 3.5 СП 11-102-97 [6, с. 3]:
«Инженерно-экологические изыскания являются самостоятельным видом
комплексных инженерных изысканий для строительства и могут выполняться
как в увязке с другими видами изысканий (инженерно-геодезическими, инженерно-геологическими, инженерно-гидрометеорологическими), так и в отдельности по специальному техническому заданию заказчика – для оценки
экологической обстановки на застраиваемых или застроенных территориях в
целях ликвидации негативных экологических последствий хозяйственной и
иной деятельности и оздоровления сложившейся ситуации.
Изучение отдельных компонентов природной среды (в том числе исследуемых обычно при инженерно-геологических, гидрометеорологических и других
видах изысканий), значимых при оценке экологической безопасности проектируемого строительства и влияющих на изменение природных комплексов в целом,
может быть включено в состав инженерно-экологических изысканий». Можно из
этого сделать вывод, что если необходимо, то изучение современных природных,
природно-антропогенных и антропогенных процессов «может быть включено в
состав инженерно-экологических изысканий».
16
Геология, поиски и разведка нефти и газа
Более определенно этот тезис был «прописан» в примечании к пункту
8.2 СНиП 11-02-96 [5, с. 29]: «Изучение отдельных компонентов природной
среды, значимых при оценке экологической безопасности проектируемого
строительства и влияющих на изменение природных комплексов в целом
(развитие опасных геологических и гидрометеорологических процессов [курсив мой – В.Т.], подъем уровня вод или истощение запасов подземных и поверхностных вод и другие особенности геологической среды, исследуемые
обычно при инженерно-геологических и гидрометеорологических изысканиях), может быть включено в состав инженерно-экологических изысканий».
Однако этот тезис ни в СНиП 11-02-96 [5], ни в СП 11-102-97 [6] в
дальнейшем не развивается. Доказательство этого – ни в перечне работ, ни
в раскрытии содержания этих видов работ (пункты 4.2–4.96 СП 11-102-97
[6]) нет даже упоминания о необходимости изучения и оценки экологической
роли современных геологических и гидрометеорологических процессов. Этого
же не находим при указании необходимости решения прогнозных задач
(пункт 5.46 и др. СП 11-102-97 [6]) и при составлении экологически ориентированных отчетных карт (пункты 8.23–8.27 СНиП 11-02-96 [5]).
Такое положение нельзя признать оптимальным, хотя бы по формальным причинам: комплекс современных эндо- и экзогенных геологических процессов – «собственный», постоянный атрибут эколого-геологической системы, экосистемы в целом (рис. 3). Именно эти процессы вызывают изменения их состояния, нередко приводя к катастрофическим последствиям. Выход
из этого «пикантного» положения совершенно ясен: необходимо четко и ясно
в нормативных документах по проведению инженерно-экологических изысканий для строительства отразить роль изучения и оценки современных и
прогнозируемых природных, природно-антропогенных и антропогенных процессов в решении экологически ориентированных вопросов. Следует включить названные процессы в состав инженерно-экологических изысканий
(сейчас это пункт 4.1 СП 11-102-96 [6], пункт 8.4 СНиП 11-02-96 [5]), обязательно ввести отдельной позицией в техническое задание на выполнение
этого вида изысканий, а также описать содержание задач по изучению геологических и других процессов в отдельном пункте, как это сделано в пунктах
4.2–4.96 СП 11-102-97 [6] в отношении сбора имеющихся материалов, дешифрирования аэрокосмических снимков, маршрутных наблюдений и других
видов работ.
Надо в отдельном специальном пункте, а не приложении, «прописать»,
что данные о процессах могут быть получены из материалов гидрометеорологических и инженерно-геологических изысканий, если они осуществляются одновременно с инженерно-экологическими. Однако изучение процессов
должно при этом проводиться с учетом того, что полученные данные будут
использованы не только для оценки условий работы проектируемых или реконструируемых зданий и сооружений, но и для анализа функционирования
экосистем. Если же инженерно-экологические изыскания проводятся отдельно (пункт 3.5 СП 11-102-97 [6]), то изучение названных ранее процессов
должно являться обязательной компонентой таких работ.
Систематика геологических и других процессов при проведении инженерно-экологических изысканий должна быть специальной, экологически
ориентированной. Предложено [8, 9] выделять катастрофические, опасные,
неблагоприятные и благоприятные процессы.
17
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
К первым – катастрофическим – отнесены процессы, приводящие к гибели людей и экосистем, характеризующиеся неопределенностью момента
возникновения и интенсивного проявления. Среди них широко представлены
такие геологические процессы, как землетрясения, извержения вулканов, цунами, нагоны, оползни, сели, обвалы, провалы, аномальные газовые выделения из субмаринных немерзлых и мерзлых толщ. К этой же категории относятся такие природные процессы, как атмосферные вихри, пыльные и соляные бури, снегопады и экстремально низкие температуры, интенсивные дожди, наводнения, снежные лавины и природные пожары, падения на Землю
крупных метеоритов (типа Тунгусского), астероидов и комет.
Принципиально важным признаком выделения группы опасных процессов является положение о том, что они оказывают непосредственное воздействие (механическое, химическое и др.) на абиотическую составляющую экосистемы и только опосредованно, через ее изменение или разрушение, на
флору, живые организмы и человека. Так опосредованное воздействие может
приводить к необходимости отнесения крупных территорий к зоне экологического бедствия или даже катастрофы, обусловить многочисленные жертвы,
включая человеческие, в результате голода, разрушения или захоронения
стационарных поселений. Нередко такие процессы называют «ползучими катастрофами». Яркими представителями таких процессов являются засухи
(чисто природное явление) и ветровая эрозия (чаще антропогенно-природное
явление). В составе процессов и явлений следует рассматривать осолонение
воды, заиление территорий при наводнениях, овражную эрозию, плоскостную эрозию, термокарст и некоторые другие процессы.
Современные неблагоприятные процессы включают обширную группу и
техногенных геологических процессов, не представляющих непосредственной угрозы для жизни человека, животных и не приводящих к разрушению
(но вызывающих изменения) абиотической составляющей экосистем. Они
негативно воздействуют на условия жизнедеятельности человека через деформацию и осложнение эксплуатации инженерных сооружений, снижение
качеств ресурса геологического пространства. Это процессы длительного
действия, с продолжительным периодом подготовки, как правило, с отдаленными и опосредованными экологическими последствиями как для человека,
так и в какой-то степени для абиотической составляющей экосистем. Все эти
процессы не приводят к кардинальному изменению ресурса геологического
пространства, как в случае опасных процессов, но, несомненно, оказывают
влияние на качество этого ресурса, в основном локальное. Поэтому они не
могут обусловить появление зоны экологического бедствия, а будут формировать зоны нормы, риска или кризиса. Неблагоприятные процессы можно
достаточно условно (по возможной площади поражения) выделить в следующий ряд: заболачивание, термокарст, боковая и донная эрозия, суффозия,
пучение, наледеобразование, просадки и набухание грунтов и др.
К благоприятным относятся природные и антропогенные геологические
процессы, которые улучшают условия функционирования экосистем. К таким
процессам относят осушение заболоченных грунтовых массивов и, наоборот,
увлажнение при ирригации толщ, сложенных маловлажными грунтами. Под
влиянием процессов выветривания образуется элювий, тесно связанный с образованием почвы. Унаследованные от горных пород почвенные минералы
содержат элементы биофильного ряда, жизненно необходимые организмам.
18
Геология, поиски и разведка нефти и газа
Заключение
Сформулируем две позиции, вытекающие из изложенного материала:
• содержание инженерно-экологических изысканий требует существенной геологизации, поскольку эколого-геологическая система является важнейшим компонентом структуры экосистемы в целом и функционирование
последней во многом определяется геологическими факторами, в том числе и
современными геологическими процессами;
• в нормативных документах по проведению инженерно-экологических
изысканий для строительства необходимо четко изложить, что изучение и
оценка современных и прогнозируемых геологических природных, природно-антропогенных и антропогенных процессов столь же обязательны, как и
исследование химического состава грунтов, подземных вод, геофизических
полей и других характеристик абиотических и биотических сред.
Список литературы
1. Коробкин В. И. Экология / В. И. Коробкин, Л. В. Передельский. –
Ростов н/Д. : Феникс, 2003. – 576 с.
2. Ланцова И. В. Проблема оценки р исков при провед ении инженер ных изысканий / И. В. Ланцова, Г. В. Коваленко // Инженерные изыска ния. – 2011. – № 1. –
С. 40–43.
3. Новиков Г. А. Основы общей экологии и охра ны природы / Г. А. Новиков. –
Л. : Изд-во ЛГУ, 1979. – 350 с.
4. Одум Ю. Основы экологии : пер. с англ. / Ю. Одум. – М. : Мир, 1975. – 740 с.
5. СНиП 11-02-96. Инженерные изыска ния для стро ит ельства. Основные положения. – М. : Минстрой России, 1997. – 45 с.
6. СП 11-102-97. Инженерно-экологические изыскания для строительства. – М. :
Госстрой России, 1997. – 41 с.
7. Сукачев В. Н. Основы типолог ии и биогеоце нологии (Избр анные труды)
/ В. Н. Сукачев. – Л. : Наука, 1972. – Т. 1. – 332 с.
8. Трофимов В. Т. Экологическая геоди намика / В. Т. Трофимов, М. А. Харькина, И. Ю. Григорьева ; под ред. проф. В. Т. Трофимова. – М. : КДУ, 2008. – 473 с.
9. Трофимов В. Т. Экологическая геология / В. Т. Трофимов, Д. Г. Зилинг. – М. :
Геоинформмарк, 2002. – 415 с.
10. Трофимов В. Т. Эколого-геологическ ая си ст ема, ее типы и положение в
структуре экосисте мы / В. Т. Трофимов // Вестник Москов. ун-та. – 2009. – № 2. –
С. 48–52. – (Сер. 4: Геология).
11. Трофимов В. Т. Эколого-геологические условия и факторы, их определяющие
/ В. Т. Трофимов // Вестник Москов. ун-та. – 2010. – № 1. – С. 52–55. – (Сер. 4: Геология).
12. Чижов Н. А. Нормативная баз а и практ ика инже нерно -экологич еских изысканий / Н. А. Чижов // Инженерные изыскания. – 2009. – № 9. – С. 68–71.
13. Чижов Н. А. Цели и задачи инженерно-экологиче ских изыска ний в проект ноизыскат ельском производс тве / Н. А. Чижов // Инженерные изыска ния. – 2009. –
№ 11. – С. 26–32.
14. Экологические функции литосферы / под ред. В. Т. Трофимова. – М. : Изд-во
Москов. ун-та, 2000. – 432 с.
References
1. Korobkin V. I. Jekologija / V. I. Korobkin, L. V. Peredel'skij. – Rostov n/D. :
Feniks, 2003. – 576 s.
2. Lancova I. V. Problema ocenki riskov pri prov edenii inzhenernyh izyskanij
/ I. V. Lancova, G. V. Kovalenko // Inzhenerny e izyskanija. – 2011. – № 1. – S. 40–43.
3. Novikov G. A. Osnovy obwej jekologii i oh rany prirody / G. A. Novikov. – L. :
Izd-vo LGU, 1979. – 350 s.
19
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
4. Odum Ju. Osnovy jekologii : per. s angl. / Ju. Odum. – M. : Mir, 1975. – 740 s.
5. SNiP 11-02-96. Inzhenernye izysk anija dlja stroitel'stva. Osnovnye polozhenija. –
M. : Minstroj Rossii, 1997. – 45 s.
6. SP 11-102-97. Inzhenerno -jekologicheskie izyskanija dlja stroitel'stva. – M. :
Gosstroj Rossii, 1997. – 41 s.
7. Sukachev V. N. Osnovy tipologii i biogeocenologii (Izbrannye trudy) / V. N. Sukachev. – L. : Nauka, 1972. – T. 1. – 332 s.
8. Trofimov V. T. Jekologicheskaja g eodinamika / V. T. Trofimov, M. A. Har'kina,
I. Ju. Grigor'eva ; pod red. prof. V. T. Trofimova. – M. : KDU, 2008. – 473 s.
9. Trofimov V. T. Jekologicheskaja geologija / V. T. Trofimov, D. G. Ziling. – M. :
Geoinformmark, 2002. – 415 s.
10. Trofimov V. T. Jekologo-geologicheskaja sistema, ee tipy i polozhenie v strukture
jekosistemy / V. T. Trofimov // Vestnik Moskov. un-ta. – 2009. – № 2. – S. 48–52. –
(Ser. 4: Geologija).
11. Trofimov V. T. Jekologo-geologicheski e uslovija i faktory, ih opredeljajuwie
/ V. T. Trofimov // Vestnik Moskov. un-ta. – 2010. – № 1. – S. 52–55. – (Ser. 4: Geologija).
12. Chizhov N. A. Normativnaja baza i praktika inzhenerno -jekologicheskih izyskanij
/ N. A. Chizhov // Inzhenernye izyskanija. – 2009. – № 9. – S. 68–71.
13. Chizhov N. A. Celi i zadachi inzh enerno -jekologicheskih i zyskanij v pro ektnoizyskatel'skom proizvodstve / N. A. Chizhov // Inzh enerny e izysk anija. – 2009. – № 11. –
S. 26–32.
14. Jekologicheskie funkcii litos fery / pod red. V. T. Trofimova. – M. : Izd-vo
Moskov. un-ta, 2000. – 432 s.
ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРИРОДНОГО ГИДРАТА
МЕТАНА КАК ИСТОЧНИКА ЭНЕРГИИ
Бабаев Али-Икрам Шехали, кандидат геолого-минералогических наук,
ГНКАР, az 1111, Азербайджан, г. Баку, ул. Сеидзаде, 2–26, e-mail:
[email protected]
Проанализировано со стояние ра бо т п о по иск у альте рна ти вных ис точников энергии и з амене ими тради цион ных. Отмеч ено, ч то и з в с ех с у щес тв у ющих
на с егодняшний день замени те л ей традиционных в идов иско паемого топли ва по
св оим х арактеристикам и з апа сам га зовые гид раты яв ляются их наибол е е п риемл емой альте рнативой. Дан обз ор участия в ед у щи х де ржав ми ра в поиск е и
разв е дке ме с торождений газ овых гидрато в в гл уб оковод ных обл ас тях море й и
океанов, а такж е з она х ве чной мерз ло ты на су ше. Описан о с ос тоя ни е работ
по изучению запас ов газов ых гидрато в в Кас пийском и Черном морях и их о риентировочные запасы для Черн ого моря. На ос нов ани и анализ а с у щес тв у ющих
те хнол огий добычи газ а из ги дратов с д ела н вывод о том, что в бл ижа йшие 10–
20 л ет рентабельная разрабо тка ме сторожд ений газовых гид ратов малов е роятна. Рас смотрена возмо жнос ть и спользова ния и скус с тв енных газовых ги дратов в каче с тв е аккуму ляторов эне рги и в пр омышл еннос ти и трансп орте.
Ключевые слова: газовые гидраты, гидрат метана, поиск и разведка, рентабельность добычи, аккумулятор энергии, источники энергии, энергоносители, углеводородное сырье, искусственный гидрат, программы по освоению залежей.
20
Геология, поиски и разведка нефти и газа
PROSPECTS O F USING NATURAL HYDRATE O F METHANE
AS ENERGY SO URCE
Babayev Ali-Ikram Sh., C.Sc. in Geology and Minerology, SOCAR, 2–26
Seidzade st., Baku, az 1111, Azerbaijan, e-mail: [email protected]
The author analyses a condition of operations on search of alternative energy sources
and replacement by them traditional. It is noted, that from all substitutes of traditional
kinds of mineral combustible existing on today under the characteristics and reserves gaseous hydrates are their most comprehensible alternative. The review of participation of
leading powers of the world in search and exploration of deposits of gaseous hydrates in
deep-water areas of the seas and oceans, and also zones of a permafrost on a land is given.
The condition of operations on analysis of reserves of gaseous hydrates in the Caspian and
Black seas and their rough reserves for Black sea is described. On the basis of the analysis
of existing technologies of a mining of gas from hydrates it is made a con clusion that the
nearest 10–20 years profitable mining of deposits of gas eous hydrates is improbable. The
opportunity of use of artificial gaseous hydrates as accumulators of energy in th e industry
and transport is considered.
Key words: gaseous hydrates, a hydrate of methane, search and exploration, profitability of a mining, the accumulator of energy, en ergy sources, energ y carriers, hydrocarbon raw material, an artificial hydrate, programs on development of deposits.
На фоне повсеместного увеличения объемов производства различного
рода продукции перед человечеством все острее встает вопрос обеспечения
энергетических нужд. По мере того как цены на традиционные источники
энергии растут, а его мировые запасы тают, во многих странах мира все
больше средств выделяется на разработку коммерчески рентабельных методов добычи энергии из ее альтернативных источников.
Также уделяется внимание приспосабливанию этих источников энергии к
таким отраслям хозяйства, без которых нормальное функционирование современного общества было бы крайне затруднительным. Это различные виды
транспорта, источники и накопители энергии для переносных и стационарных
устройств и др. В печати то и дело появляются сообщения о разработке в той
или иной лаборатории новых двигателей, аккумуляторов, генераторов и других
видов техники, работающих на альтернативных видах энергоносителей, в числе
которых энергия сгорания метана, выделяющегося при разложении его гидрата,
солнечная энергия, механическое движение, биогаз, сжатый воздух и т.д.
В последние годы все большую популярность приобретает поиск и разведка залежей газа, сосредоточенного в виде гидратов на дне морей и океанов, а также в зонах вечной мерзлоты на суше, в местах, где существуют необходимые для обеспечения сохранности гидратов термобарические условия.
Так, Япония на одну только геофизическую разведку и бурение 5 скважин в
Охотском море в 1995 г. потратила из госбюджета 90 млн долларов США.
Вообще, японская национальная программа по опробованию технологии добычи и началу коммерческой эксплуатации залежей газовых гидратов рассчитана до 2016 г. и включает в себя бурение скважины в желобе Нанкай на
глубине моря 945 м. У большинства стран, имеющих выходы к глубоководным частям морей и океанов, а также к участкам суши с зонами вечной мерзлоты, есть свои программы по освоению залежей газовых гидратов [7].
21
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
В России основные направления поиска газовых гидратов сосредоточены
в Охотском море и на озере Байкал, но наибольшие перспективы обнаружения их залежей с промышленными запасами связаны с ВосточноМессояхским месторождением в Западной Сибири.
Немалый интерес к газовым гидратам проявляют также некоторые прикаспийские и причерноморские страны, в числе которых можно отметить Украину, Турцию и Азербайджан.
Однако безусловным лидером по вкладываемым в изучение и освоение
газовых гидратов средствам является США. Здесь действовала национальная
программа «Стратегия исследования и разработки метановых гидратов на
2000–2010 гг.». Принято соглашение о том, что общие расходы Агентства
защиты окружающей среды, Военно-морского флота, университетов и частных компаний будут первоначально установлены на уровне 0,5–1 млрд долларов ежегодно и достигнут к 2015 г. 3 млрд долларов в год. Целью этой программы было разработать к 2010 г. технологию добычи газовых гидратов, а к
2015 г. начать их коммерческую эксплуатацию.
Надо отметить, что заинтересованность мирового сообщества газовыми
гидратами как возможными энергоносителями ближайшего будущего вполне
обоснована по ряду причин. Одной из них являются их огромные запасы, сосредоточенные у океанических побережий. Эти запасы намного выше запасов
других видов углеводородного сырья (рис. 1).
Работа по выявлению залежей газовых гидратов уже приносит свои результаты. Составлены многочисленные карты, на которых отмечены разведанные месторождения или перспективные на гидраты районы. Пример такой
карты приведен ниже (рис. 2).
Рис. 1. Сравнение ресур сов мирового органического углерод ного сырья
(по К.А. Квенволдену, Академия наук США ) в гигатонн ах (109 т) [7]
Очень интенсивно ведется поиск гидратов на Черном море. Запасы газа,
сосредоточенные в гидратах на дне его глубоководной части, по оценкам
разных авторов, колеблются от 80 млрд м3 до 49 трлн м3 [6]. Впервые газовые
22
Геология, поиски и разведка нефти и газа
гидраты здесь были обнаружены в 80-х гг. во время отбора проб под руководством акад. Е.Ф. Шнюкова. По его данным, газогидраты в Черном море
встречаются на глубинах свыше 400 м.
Рис. 2. Карта некоторых выявленных газогидратных залежей [4]
Однако более поздние исследования показали, что из-за относительно высокой температуры вод этого водоема (около 9 °С на глубине свыше 1000 м [3]) метан может существовать в газогидратной форме примерно с глубины 750 м
(рис. 3). Понятно, что в данной ситуации при прочих равных условиях добыча здесь метана из гидратов окажется значительно менее рентабельной, чем
даже в Каспийском море, где температура на глубине 500 м составляет примерно 6 °С [2].
Рис. 3. Зона гидратообразования в Черном море [4]
23
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
Это обстоятельство, а также наличие богатых залежей углеводородов и
некоторых других, способствующих гидратообразованию местных условий
привели к тому, что в Каспийском море поиску газовых гидратов в 80-е гг.
было уделено особое внимание. В 1986 г. Институт геологии Азербайджанской ССР совместно с ВНИИОкеан Геология провели совместную экспедицию в Южном Каспии и обнаружили на глубоководном вулкане хребет Шатского газогидраты, включенные в сопочную брекчию. Наименьшая глубина
моря над грязевым вулканом составляла 460 м, а температура придонной воды – 6 °С. Работы проводились на поднятиях Абиха и Шатского с применением сейсмоакустического профилирования и грунтоотбора. Район работ был
охвачен более 30 сейсмоакустическими профилями, на основании которых
был выделен ряд объектов, морфологически напоминающих грязевой вулкан.
Этот район характеризуется авторами как благоприятный для образования
гидратных скоплений и термодинамически (глубины 300–1000 м, температура около 6 °С), и геологически [1].
Здесь были найдены и изучены скопления гидратов «Буздаг» и «Элм».
Глубины, на которых находятся данные скопления, варьируют между
480–560 м. Содержание гидратов в поднятых образцах колеблется от 2–5 до
35 %. В структуре «Элм» отмечено неравномерное содержание гидратосодержания по разрезу [2]. Максимальная опробованность грунтовых колонок
на вулканах составила 1,2 м. Время подъема трубки ото дна до палубы судна,
с помощью которого проводились работы равнялось 4–5 мин., время извлечения керна – около 2 мин. После извлечения грунта газогидраты разлагались
через 5–6 мин., при температуре окружающего воздуха около 30 °С. Включения гидратов встречались даже в поверхностном слое (0–10 см).
Авторы также проанализировали равновесные параметры гидратообразования (P, t) и пришли к выводу, что образование гидратов в условиях Каспийского моря возможно ниже изобаты 250 м [2].
На основании результатов проведенных исследований была составлена
схема области распространения газогидратных скоплений на изученной территории ЮКВ. Здесь выделено более 70 прогнозируемых скоплений гидрата
метана (рис. 4).
Немало усилий направлено также на разработку рентабельной технологии добычи газа, сосредоточенного в залежах гидратов. На этом пути есть
много трудностей, связанных с физическими свойствами гидратов и природными условиями, в которых они находятся. Это достаточно устойчивые соединения воды с метаном, стабильно существующие при температурах
70–350 К и давлениях 20 nPa – 2 GPa (рис. 5). Их плотность – около 900 кг/м3,
т.е. примерно равна плотности льда. Кроме того, для разложения гидрата метана надо потратить значительное количество энергии (от 400 до 520–600
кДж/кг [5]), что тоже влияет на стоимость конечного продукта – метана.
На сегодняшний день, если исключить различные экзотические методы
добычи газа из гидратов можно выделить 3 перспективных способа, которые
предполагается использовать для этой цели:
• повышение температуры в залежи до точки разложения гидрата при
существующем в пласте давлении;
• понижение давления до уровня, когда гидрат разлагается при температуре, существующей в пласте;
• закачка в пласт СО2 с целью замещения им метана в гидрате.
24
Геология, поиски и разведка нефти и газа
Каждый из этих способов обладает своими достоинствами и недостатками, на которых мы остановимся ниже.
Повышение температуры в гидратной залежи можно осуществить закачкой в нее горячей воды, которая при контакте с гидратоносными породами
будет вызывать в них разрушение гидратов с выделением смеси газов и воды.
Состав выделяющихся газов индивидуален для каждой залежи, но в большинстве случаев основной компонентой образующейся газовой смеси является метан. Преимуществом данного метода является его простота, дешевизна расходного материала (вода), несложный контроль рабочего процесса и
имеющегося в наличии оборудования, использовавшегося до этого в других
целях (закачка горячей воды в соляные пласты и др.). Недостатки же обусловлены тем, что содержание гидратов в породах залежи находится обычно
в пределах 30–70 %, и после их разложения в породах, непосредственно примыкающих к скважине, по которой в залежь поступает горячая вода, придется прилагать значительные усилия для ее дальнейшего проталкивания вглубь
пласта. Более того, скелет пород пласта после разложения в них гидрата будет препятствовать передаче тепла конвекцией образовавшейся в ее порах
воды в окружающее пространство, чем затруднит дальнейшую эксплуатацию
залежи. Кроме того, поскольку газогидраты обладают значительной теплотой
разложения (см. выше), на нагрев придется тратить большое количество энергии, что увеличивает себестоимость газа, добываемого из гидратной залежи.
Рис. 4. Южно-Каспийская впадина. Грязевулканиче ская газогидр атная область
(заштрихова но), точки – прогнозируемые скопле ния гидратов [2]
25
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
Снижение давления в залежи – достаточно простой и дешевый способ
разработки газогидратной залежи, что, безусловно, является его преимуществом. К недостаткам можно отнести то, что процесс разложения гидратов в
залежи при этом крайне сложно контролировать. Кроме того, если в первом
случае в залежи образовывался избыток воды, восполняющий образующиеся
после разложения гидратов пустоты (объем воды после разложения гидрата
на 26 % меньше, чем его исходный объем), то при снижении давления в пласте образующийся газ будет уносить с собой часть воды, которая ранее входила в состав гидрата, способствуя тем самым образованию дополнительных
пустот в породах пласта. При такой ситуации, чтобы избежать обрушения
пород в пласте, необходимо тщательно контролировать в нем давление.
Закачка в пласт СО2 с целью замещения им метана в гидрате, пожалуй, –
наиболее дорогостоящий метод из всех рассмотренных. К его преимуществам
можно отнести захоронение в породах углекислого газа, являющегося парниковым в устойчивом гидратном виде, и простоту контроля рабочего процесса.
Недостатками являются дороговизна СО2 (не совсем ясно, как предполагается
налаживать сбор этого газа в нужном количестве) и недоработанность технологии. В частности, при замещении метана в гидрате углекислым газом образуется значительно более устойчивый гидрат СО2, который снова закупоривает поры, в которых до того находился гидрат метана, препятствуя тем самым поступлению свежих порций СО2 в породы, содержащие неразложившийся гидрат метана. Более того, при термодинамических условиях, в которых стабильно существуют природные газогидраты, углекислота находится в
жидком виде, что приводит к необходимости ее нагрева перед подачей в
пласт. Стоимость энергии, необходимой для нагрева СО2 , также будет сказываться на рентабельности добычи газа.
Рис. 5. Существование си ст емы CH4 – вода в условиях образования гидратов [4]
26
Геология, поиски и разведка нефти и газа
Но все же основная трудность при эксплуатации залежей газовых гидратов связана с большой площадью и мощностью этих залежей. Рассмотрим
пример. Предположим, что площадь скопления гидрата метана составляет
1 га, мощность – 10 м, а гидратонасыщенность – 50 %. Несложный расчет
показывает, что при данных условиях в залежи содержится 50000 м3 гидрата,
что при пересчете на газ при н.у. (160 м3 метана на 1 м3 гидрата) составит
8 млн м3 метана. При современных ценах на природный газ реализация этого
его объема даст примерно 4 млн долларов США. Понятно, что при современных технологиях добычи газа из гидратов расходы на его извлечение из залежи могут быть намного выше указанной цифры. Особенно актуальна эта
проблема при разработке морских и океанических гидратных залежей, расположенных на большой глубине. Здесь потребуется особое оборудование,
большую часть которого еще только предстоит разработать и опробовать, а
транспортные расходы и стоимость газопроводов будут на порядок выше,
чем в условиях суши. Более того, даже установка обычной буровой платформы в условиях глубоководья чревата большими трудностями, а зачастую просто опасна и связана с огромными расходами (десятки, а иногда и сотни млн
долларов США), и весьма сомнительно, чтобы в ближайшие 10–20 лет был
найден способ преодоления всех этих трудностей.
Более оптимистическими выглядят перспективы использования гидрата
метана (искусственного) в промышленности и транспорте как аккумулятора
энергии. Здесь можно использовать то, что при его разложении выделяется
огромное количество газа. Так, энергия сгорания метана, выделяющегося из
100 л гидрата, равна энергии сгорания 16 л бензина. При этом эквивалентное
по теплотворной способности бензину количество метана вдвое дешевле, а
продукты его сгорания в сотни раз менее токсичны, чем у бензина. Весьма
существенным обстоятельством является и то, что, используя редуктор давления, автомобили можно было бы заправлять и от обычной линии, по которой в дома поступает природный газ, что позволило бы убрать большую
часть автозаправок за пределы городов. При нынешнем дефиците площадей
под строительство различных объектов эту возможность не стоит, на наш
взгляд, сбрасывать со счетов.
Исходя из всего вышесказанного, можно сделать следующие выводы:
• потенциальные и разведанные запасы газовых гидратов составляют колоссальную величину (1014 т), что вдвое выше всех прочих запасов органического сырья;
• развитые страны мира прилагают большие усилия для разработки
способов рентабельной добычи газа из гидратных скоплений;
• существующие на сегодняшний день технологии не в состоянии
обеспечить разработку месторождений газовых гидратов;
• искусственный гидрат метана имеет хорошие перспективы на использование в качестве аккумулятора энергии.
Список литературы
1. Гусейнов Р. А. Газогидратоносно сть ос адочного чехла Южного Каспия
/ Р. А. Гусейнов, Ч. С. Мурадов // Мат-лы юбилей ной с ес сии, посвящ. 50-летию Инс титута геолог ии Академии наук Азербайджанской ССР. – Баку : Элм, 1989. – С. 63–66.
2. Гусейнов Р. А. Углеводородные газы Ка спийского моря / Р. А. Гус ейнов,
Ф. Г. Дадашев. – Баку : Nafta-Press, 2000. – С. 128.
27
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
3. Егоров В. Н. Современные предст авления о средообр азующе й и экологической роли струйных ме тановых газовыделе ний со дна Черного моря / В. Н. Егоров
[и др.] // Морський екологiчний журнал. – 2003. – Т. II, № 3.– С. 5–26.
4. Макогон Ю. Ф. Газогидраты. История изучения и перспективы освоения / Ю. Ф. Макогон // Геология и полезные ископаемые Мирового океана. – 2010. – № 2. – С. 5–21.
5. Романовский Н. Н. Многоле тняя динамика толщ мерзлых пород и зоны с табильност и гидра тов газов в рифтовых структурах Арктич еского шельфа Вос точной
Сибири (Сообще ние 2) / Н. Н. Романов ский [и др.] // Криос фера Зе мли. – 2006. –
Т. X, № 1. – С. 29–38.
6. Совга Е. Е. Источники, с токи и пере нос мет ан а в Черном мор е / Е. Е. Совга,
С. П. Любарцева. – Севас тополь : Морско й гидро физ ический ин ститут НАН Укр аины, 2006. – С. 530–546.
7. Режим доступа: http://berg-privileg.com/archive/detail.php?ID=309, свободный. –
Заглавие с экрана. – Яз. рус.
References
1. Gusejnov R. A. Gazogidratonosnost' osadochnogo chehla Juzhnogo Kaspija
/ R. A. Gusejnov, Ch. S. Muradov // Mat-ly jubilejnoj sessii, posvjaw. 50-letiju Instituta
geologii Akademii nauk Azerbajdzh anskoj SSR. – Baku : Jelm, 1989. – S. 63–66.
2. Gusejnov R. A. Uglevodorodny e gazy Kaspijskogo morja / R. A. Gusejnov,
F. G. Dadashev. – Baku : Nafta-Press, 2000. – S. 128.
3. Egorov V. N. Sovremennye predstavlenija o sredoobrazujuwej i jekologicheskoj
roli strujnyh metanovyh gazovydelenij so dna Chernogo morja / V. N. Egorov [i dr.]
// Mors'kij ekologichnij zhurnal. – 2003. – T. II, № 3.– S. 5–26.
4. Makogon Ju. F. Gazogidraty. Istorija izuchenija i perspektivy osvoenija / Ju. F. Makogon // Geologija i poleznye iskopaemye Mirovogo okeana. – 2010. – № 2. – S. 5–21.
5. Romanovskij N. N. Mnogoletnjaja dinamika tolw merzlyh porod i zony stabil'nosti gidratov gazov v riftovyh strukturah Arkticheskogo shel'fa Vostochnoj Sibiri (Soobwenie 2) / N. N. Romanovskij [i dr.] // Kriosfera Zemli. – 2006. – T. X, № 1. – S. 29–38.
6. Sovga E. E. Istochniki, stoki i perenos metana v Chernom more / E. E. Sovga,
S. P. Ljubarceva. – Sevastopol' : Morskoj gidrofizicheskij institut NAN Ukrainy, 2006. – S. 530–546.
7. Rezhim dostupa: http://berg-privileg.com/archive/det ail.php?ID=309, svobodnyj. –
Zaglavie s jekrana. – Jaz. rus.
ГЕНЕРАЦИЯ НЕФТЕМАТЕРИНСКИХ ПОРОД
АСТРАХАНСКОГО СВОДА
Халед Гамаль Эльмаадави, аспирант, Арабская Республика Египет,
e-mail: [email protected]
Изучение биомаркеров в системе органического вещества (ОВ), конденсата, нефти и
газа имеет много показаний. Во-первых, оно признает генетические связи и различия между типами в системе. Во-вторых, это указывает на источники генерации и генетическую связь с выявленными стратиграфическими комплексами. В-третьих, оно определяет
пути миграции углеводородов от зон генерации к зонам нефтегазонакопления.
На Астраханском своде активные проце ссы генерации начались посл е формирования соленосной толщи кунг ура и продолжали сь в связи с интенсивным погружением в мезозое и кайнозое. Поток УВ ос уществлял ся из центральных районов Прикаспийской впадины, Сарпинского-Заволжского прогибов, где нефтематеринские
породы (НМП) карбона – девона прогревались до температуры 58–116 °С, что обеспечивало ус ловия интенсивной ген ерации УВ.
Ключевые слова: биомаркеры, генерация, нефтематеринские породы, нефтегазонакопления.
28
Геология, поиски и разведка нефти и газа
GENERATIO N O F SO URCE ROCKS O F ASTRAKHAN ARCH
Khaled Gamal Elmaadavi, Post-graduate student, Arabian Republic Egypt,
e-mail: [email protected]
The study of biomarkers in the system of organic matter (OM), oil condensate and gas
has many indications. Firstly, it recognizes the genetic relationships and differences between types in the system. Secondly, it indicates the sources of generation and a genetic
relation with identified stratigraphic complexes. Thirdly, it determines the migration routes
of hydrocarbon from zones of generation to zones of oil and gas accumulation.
In the Astrakhan Arch, the generation process started intensivel y after the formation
of kungrian salt and continued with an intensive subsidence in the Mesozoic and Cenozoic.
Hydrocarbons come from the central regions of the Caspian basin, Sarpinsky Zavolzhsky
grabens, where the Carboniferous – Devonian source rocks have a temperature of 58–116 °C,
which provided the conditions of intensive hydrocarbon generation.
Key words: biomarkers, generation, source rocks, oil and gas accumulation.
Фазовая зональность углеводородов формируется под действием многих факторов: геоструктурных, термобарических, катагенетических, геохимических, литолого-фациальных, гидрогеологических, степень влияния которых зависит от
специфических условий геологического развития конкретного региона. Однако
для всех регионов существуют какие-либо основные факторы, влияющие на их
формирование и становление. Среди основных факторов обычно рассматривают
тип и степень катагенетического преобразования исходного ОВ, современные
термобарические условия в недрах и динамику этих условий во времени, длительность воздействия высоких температур и давлений на ОВ и УВ, условия миграции
УВ и сохранения залежей нефти и газа [3].
В ходе геологического развития нефтегазоносных бассейнов, выполненных
осадочными образованиями, нефтегазоматеринские породы, погружаясь, последовательно проходят все генерационные зоны. Это в конечном счете определяет
вертикальную фазовую зональность углеводородов. Шкала катагенеза ОВ увязывалась со стадиями и подстадиями литогенеза, а степень преобразованности
его приравнивалась к степени углефикации (маркам углей). В осадочном чехле
литосферы выделяют пять зон нефтегазообразования (табл.).
Нефтематеринские породы на Астраханском своде
Обнаружение крупных залежей нефти и газа связывается с верхнесреднедевонским терригенным комплексом и карбонатными отложениями
большой мощности, охватывающими широкий стратиграфический диапазон –
от турнейского яруса нижнего карбона до нижней части франского яруса
верхнего девона, слагающими единую карбонатную формацию и рассматриваемую как общий карбонатный резервуар.
Изучение биомаркеров в системе «органическое вещество (ОВ) – нефть –
конденсат – газ», необходимое для выявления генетических связей и различий между видами в системе, позволяет установить источники генерации и
генетическую связь с определенными стратиграфическими комплексами,
проследить пути миграции УВ от зон генерации к зонам нефтегазонакопления, а также обосновать прогноз поисков различных фазовых систем УВскоплений. С учетом палеотектонических очагов генерации УВ должны быть
по-новому оценены масштабы нефтегазообразования на разных этапах развития региона. Фазовый тип скоплений (нефтяные или газовые) зависит от
29
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
масштабов генерации жидких и газообразных УВ, определяемых фациальногенетическим типом и катагенной преобразованностью исходного фациально-генетического типа ОВ.
Используя исследование биомаркеров на молекулярном уровне, необходимо проводить корреляцию с классическими геохимическими параметрами
(концентрации ОВ, его катагенеза и исходного типа ОВ), что является основой подсчета масштабов эмиграции нефти и газа на региональном и зональном уровнях. Важным условием является точное оконтуривание очага нефтегазообразования на основе комплексных диагностических показателей. Изучение НГМТ Астраханского свода и прилегающих территорий (скважины 20,
26, 32, 36, глубина от -3000 до -4000 м) позволило выявить существование автономных зон нефтегазонакоплений с разными стратиграфическими диапазонами.
Наиболее перспективным является нижне-среднедевонский терригенный
комплекс. Средняя суммарная мощность НГМП составляет 50 м, содержание
УВ, образованных из этого объема НГМП на площади 1 км2, составляет
20–30 тыс. т/км2 . Этого количества недостаточно для формирования гигантских месторождений. Возможен поток УВ из близлежащих очагов генерации
УВ. Исходный тип фационального ОВ – сапропелево-гумусовый – способен
генерировать как жидкие, так и газообразные УВ. Очаг генерации УВ оконтуривается в центральной части Астраханского свода.
Таблица
Схема генетической зональности углеводородов
(по Н.Б. Вассоевичу, Н.В. Лопатину, И.В. Высоцкому,
Ю.И. Корчагиной, С.Г. Неручеву)
Зоны нефт егазообразования
I. Верхняя зона биохимич еского
и раннекат агенет ического газоо бразования
II. Зона продолжения ран нека таг е нетического
газообразования и начала нефтеобразования.
С зоной связаны залежи газа, нефт и и газоконден са та
III. Главная зона нефтеобразования. Залежи не фт и
IV. Зона затухания процес сов нефтеобр азования и
среднекат аге не тиче ского газообразова ния.
Залежи не фт и и газоконде нса та
V. Зона позднекат аге не тиче ского газообразова ния
Градаци и Глубина, Тпалео, οС
катаг енез а
км
Д–ПК2
0,5–1,0
< 30
ПК3
1,0–2,0
30–70
МК1 –МКз 1,0–5,0 70–180
МК4 –МК5 2,5–7,0 180–250
АК1 –АК4
> 7,0
> 250
Не менее перспективными являются карбонатные образования среднего
девона – нижнего карбона. Значительные перспективы поисков залежей УВ
необходимо связывать с рифогенными структурами. Геофизическими исследованиями предполагается развитие рифогенных структур каменноугольного
и, возможно, девонского возрастов (Хараблинская, Михайловская, Табаковская, Еленовская и др.). Покрышкой для залежей являются сакмароартинские (Рs-а) отложения. Содержание ОВ преимущественно сапропелевого состава с примесью гумусового колеблется от 0,5 до 2,0 %. Катагенная
превращенность изменяется от МК3 до АК1 . Значительный очаг генерации
оконтуривается на северо-восточном склоне Астраханского свода (Д2 –К1)
(рис.). На рисунке приведена в координатах Т °С (палео) – Кс (коэффициент
сверхгидростатичности пластовых давлений). Реконструкция палеотемператур
30
Геология, поиски и разведка нефти и газа
осуществлялась по методике Ю.В. Висковского с использованием типовых кривых, характеризующих связь температуры поверхности фундамента с глубиной
его залегания, возрастом консолидации и временем последнего интенсивного прогибания. Залежи вторичных газоконденсатов условно нанесены по данным современных температур. Шкалы палео- и современных температур совмещены.
Ro
Гра да ци -
Зо н ы н е фтег-
ли то-
а зо ген е ра ци и
ген еза
10
20
30
га з р ан н ей
ге не р аци и
40
н изки х
те мп е ра тур а 5 0
Т е р ма ба р и ч е ски е ме га з он ы
н и ж н и й
ве р хн ий
1 .0
0 .8
1.2
1 .4
1 .6
1. 8
2 .0
Ка
ПК1
0 .3
П К2
0 .4
60
П К3
га з и н е фть
70
0 .5
80
90
не фть
пе р ви чн ый
0 .6 МК1
10 0
11 0
0 .7
120
0 .8
1 30
0. 9
газко нде н са т 1 4 0
1 .0
1 50
1. 1
га з по здн ей 1 60
ге не р аци и
17 0
вы со ки х
в
б
МК3
а
1 .2
г
1 .3
темп ер а тур 1 80
1 .4
1 90
1 .5
20 0
МК2
1 .6
М К4
МК5
1 .8
1
2
3
4
5
Рис. Зоны газонефт егенера ции в Астрахан ском своде и в пределах
Прикас пийской впадины (Ермолкин и др., 1989).
Условные обозначе ния: 1 – не фть, 2 – г аз, 3 – п ервичный конде нс ат, 4 – вторичный
газоканденс ат, 5 – область термобарических условий ге нер ации в перед елах Ас траханского карбонат ного мас сива в целом и для о тдельных его ч ас тей и различ ных
сейсмос тра тиграфических комплексов: а – б ашкирско-виз ейского на юг е, б – башкирско-визе йского на юго-за паде, в – башкирско-виз ейского на з апа де, г – среднедевонско-франского
31
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
НГМП карбонатных образований нижнего – среднего карбона мощностью 1,5 км, глубиной 4,5–4,8 км изучались на западном и северо-западном
склонах Астраханского свода (скв. 1, 2; Георгиевская площадь). ОВ на стадии
катагенной превращенности МК и содержится в количестве 0,9 %. Исходный
фациально-генетический тип его – сапропелево-гумусовый. Очаг генерации
УВ протягивается вдоль границы сочленения Астраханского свода и Заволжского прогиба.
Мощность НГМП башкирско-ассельского возраста достигает 1800 м,
включает глинисто-кремнистые отложения доманикового типа (100–200 м).
Они в течение геологического времени прошли ГЗН. Степень катагенной
превращенности ОВ – МК2 . Очаг генерации УВ оконтуривается в пределах
наиболее погруженных зон этих отложений. Миграция УВ происходила в
отложения современного побережья Северного Каспия.
НГМП сакмаро-артинского возраста вступили в зону катагенеза МКз–
АК1 . В допермское время были сформированы нефтяные палеозалежи, которые впоследствии оттеснялись потоками газов. В результате нефтяные палеозалежи были преобразованы в газоконденсатные. Следы разрушенных палеозалежей фиксируются в виде многочисленных включений твердых и вязких
битумов, составляющих от 0,5 до 4,0 %, предполагается миграция в ловушки
Северного Каспия (структура Кашаган) [2].
Генерация углеводородов
Физический смысл модели фазовой зональности УВ обозначен в известном термодинамическом положении о том, что давление способно передвигать критическую температуру кипения жидкости, плавления твердых тел.
Чем выше давление, тем выше должны быть температуры, при которых протекает тот или иной процесс, и тем быстрее он протекает. Аналогично, чем
выше пластовые давления, тем выше должны быть температуры, при которых могут протекать процессы преобразования ОВ и деструкция УВ. Это явление объясняется тем, что давление повышает сжатие молекул, в связи с чем
значительная часть тепловой энергии расходуется на преодоление этого сжатия. Поэтому образование и существование жидких УВ возможно даже в условиях очень высоких температур, если эти температуры взаимосвязаны с
высокими давлениями. Такими давлениями, которые могли бы создать пластовое сжатие, являются сверхгидростатические пластовые давления, темпы нарастания которых с глубиной значительно опережают темпы нарастания температур.
Таким образом, повышенные температуры значительно ускоряют процесс генерации УВ, а возрастающие сверхгидростатические давления тормозят деструкцию ОВ и регулируют процесс преобразования в сторону жидкого
или газообразного состояния УВ.
Преимущественное развитие газообразных или нефтяных УВ связывается с исходным типом ОВ. Гумусовое ОВ продуцирует в основном углеводородные газы, а сапропелевое ОВ – как жидкие, так и газообразные УВ. Для
старых бассейнов предполагается, что сапропелевое РОВ древних протерозойских и нижнепалеозойских пород было сильно окислено в диагенезе, поэтому генерировало только газ.
В палеозойское время Астраханский свод являлся крупной зоной нефтегазонакопления. В конце карбона в каменноугольных отложениях формировалась нефтяная залежь. Глубокий размыв на рубеже карбона и перми привел
32
Геология, поиски и разведка нефти и газа
к разрушению залежи и дегазации пластовой системы. К концу перми нефтематеринские породы (НМП) нижнекаменноугольного возраста вошли в нижнюю газогенную зону, а верхняя часть разреза карбона оставалась в условиях
главной зоны нефтеобразования (ГЗН). На протяжении мезозоя основной
объем нефтегазоматеринских толщ (НГМТ) находился в нижней газогенной
зоне. Поступающие в залежь дополнительные порции газа постоянно оттесняли нефть по массивному резервуару, о чем свидетельствуют многочисленные признаки нефти в газонасыщенной части залежи. При этом происходило
частичное растворение легких компонентов нефти в газе, особенно усилившееся
после возникновения аномально высоких пластовых давлений (АВПД) [2].
Для подсолевых отложений Астраханского свода прогнозируются условия формирования газонефтяных систем с малой плотностью нефти
(0,800–0,810 г/см3 ) и высокой газонасыщенностью. В условиях содержания в
породах сапропелевого типа ОВ в ГЗН вначале формируются газонефтяные,
затем газоконденсатные и газовые залежи с нефтяными оторочками, а при
наличии АВПД – газоконденсатнонефтяные, нефтяные и газонефтяные залежи. При наличии смешанного гумусового типа ОВ формируются газоконденсатные с нефтяными оторочками, а в главной зоне газообразования (ГЗГ) образуются газовые залежи. Однако последующие геологические процессы (отсутствие надежных покрышек, тектоническая нарушенность) приводят к значительной дегазации недр и перетоку газа в вышележащие зоны нефтегазообразования. Установлено, что процессы генерации начались после формирования соленосной толщи кунгура и продолжались в связи с интенсивным
погружением в мезозое и кайнозое. Подток УВ осуществлялся из центральных районов Прикаспийской впадины, Сарпинского Заволжского прогибов,
где НМП карбона – девона прогревались до температуры 58–116 °С, что
обеспечивало условия интенсивной генерации УВ.
На древних платформах в палеозойских отложениях залежи нефти распространены до глубин 3,5–4,5 км. Ниже, при температурах 140–150 °С, преобладают газовые скопления. Обычно это явление априорно связывалось с
тем, что палеозойские отложения в области высоких температур находились
более длительное время, чем мезозойские и кайнозойские отложения, что и
привело к деструкции жидких УВ.
С ростом сверхгидростатичности пластовых давлений свыше 1,3 увеличивается роль межмолекулярного взаимодействия в сжатом газе, свойства
которого начинают приближаться к свойствам жидкости, что ведет к резкому
возрастанию растворимости нефтяных углеводородов в сжатом газе и образованию качественно нового состояния – газоконденсатного (вторичные газоконденсаты).
В целом Астраханский карбонатный массив более горячий, чем расположенные восточнее Тенгизский и Кашаганский массивы, с которыми связаны гигантские месторождения нефти [5].
Современные пластовые температуры на глубине 4000 м изменяются от
102 до 128 °С, палеотемпературы – 120–140 °С. Коэффициент аномальности –
сверхгидростатичности пластового давления (Кс) находится в пределах
1,6–1,7. Анализ термобарических условий характеризует газоконденсаты как
вторичные, образованные в результате растворения нефти в сжатых газах. В
процентном соотношении количество газа изменяется от 75 до 85 %, конденсата – от 10 до 15 %, нефти – от 5 до 10 %. Предполагается обнаружение в
33
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
отдельных скважинах Астраханского свода небольших притоков нефти. На
глубине более 5 км (Кс = 1,1–1,2; пластовые температуры – 130–140 °С) возможно обнаружение первичных газоконденсатов. На восточной периферии
Астраханского свода, примыкающей к акватории Каспийского моря, при падении Кс от 2,0 до 1,4 и наличии максимальных температур (140 °С) прогнозируются скопления нефтяных углеводородов (УВ) до глубины 6 км. Глубже следует ожидать первичные газоконденсаты и высокотемпературный газ (Кс = 1,3).
Исследованы жидкие флюиды конденсатов (от 0,811 до 0,846 г/см3 ) и нефтей
(от 0,853–0,883 г/см3) и ОВ НМЛ башкирских филипповских отложений. Сопоставление на молекулярном уровне бензиновых фракций конденсатов башкирского яруса проводилось по скважинам 8 и 32 (глубина – -3900 м).
Башкирские отложения Астраханского свода содержат как легкие, так и
тяжелые конденсаты. Терригенные породы отложений являются нефтематеринскими и характеризуются высоким генерационным потенциалом, конденсатные залежи УВ, приуроченные к башкирским отложениям, залегают в интервале глубин от -3900 до -4000 м и представлены как тяжелыми (скв. 8
(0,844 г/ см3 )), так и легкими (скв. 25 (0,80775 г/ см3) и скв. 32 (0,8108 г/см))
конденсатами. При этом скважины 8 и 25 расположены в сводовой части, а
скважина 32 приурочена к Ю-В зоне. По генетическим показателям (пристан/фитан) конденсаты скважин 8 и 25 изменяются от 0,77–0,79, т.е. близки,
имеют единый источник УВ, а конденсат из скважины 32 по данному показателю резко отличается (равен 1,8), что свидетельствует о двух источниках УВ
(башкирские и нижележащие отложения среднего – верхнего девона). Относительные отклонения численных значений генетического показателя составляют 27 % (поле смешанных флюидов). Тяжелый конденсат из скважины 8
является остаточным после растворения легких конденсатов в газе. Для конденсата скважины 32 выявлен подток УВ из девонских отложений [2].
Список литературы
1. Вассоевич Н. Б. Геохимия орга нич еского веще ства и прои схожден ие нефти
/ Н. Б. Вассоевич // Избранные труды. – М. : Наука, 1986. – 368 с.
2. Голованова С. И. Формирование Ас траханского газконден са тного ме сторождения по геолого-геохи миче ским д анным / С. И. Голованова // Актуальные проблемы
геологии нефт и и газа : сб. науч. тр. – М., 2005. – С. 330–339.
3. Ермолкин В. И. Ге не тиче ски е связи не фт егазообразования и нефтег азонакопления в земной коре / В. И. Ермолкин // Актуальные проблемы геологии нефти и газа :
сб. науч. тр. – М., 2005. – С. 77–99.
4. Ермолкин В. И. Формирование угл еводородных скопле ний в под солевом
комплекс е Прика спийской впадины / В. И. Ермолкин, Е. И. Сорокова, А. А. Бобылева
// Советская геология. – 1989. – № 3. – С. 31–40.
5. Хуторской M. Д. Поле температур и тр ехмер ное моделирован ие в Каспи йском
басс ейне / M. Д. Хуторской, M. П. Антипов, Ю. А. Волож, Б. Г. Поляк // Геотектоника. – 2004. – № 1. – С. 63–72.
References
1. Vassoevich N. B. Geohimija organicheskogo vewestva i proishozhdenie nefti
/ N. B. Vassoevich // Izbrannye trudy. – M. : Nauka, 1986. – 368 s.
2. Golovanova S. I. Formirovanie Astrahanskogo gazkond ensatnogo mestoro zhdenija
po geologo-geohimicheskim dannym / S. I. Golovanova // Aktual'nye problemy geologii
nefti i gaza : sb. nauch. tr. – M., 2005. – S. 330–339.
34
Геология, поиски и разведка нефти и газа
3. Ermolkin V. I. Geneticheskie svjazi neftegazoobrazovanija i nefteg azonakopl enija v
zemnoj kore / V. I. Ermolkin // Aktual'nye problemy geologii nefti i gaza : sb. nauch. tr. –
M., 2005. – S. 77–99.
4. Ermolkin V. I. Formirovanie uglevodorodnyh skoplenij v podsolevom komplekse
Prikaspijskoj vpadiny / V. I. Ermolkin, E. I. Sorokova, A. A. Bobyleva // Sovetskaja geologija. – 1989. – № 3. – S. 31–40.
5. Hutorskoj M. D. Pole temperatur i trehmernoe modelirovanie v Kaspijskom bassejne
/ M. D. Hutorskoj, M. P. Antipov, Ju. A. Volozh, B. G. Poljak // Geotektonika. – 2004. – № 1. –
S. 63–72.
ГИПЕРБАЗИТОВЫЕ ПОЯСА И ГЕОДИНАМИКА УРАЛА
Казанцева Тамара Тимофеевна, академик АН РБ, Институт геологии
УНЦ РАН, 450000, Россия, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. К. Маркса,
16/2, e-mail: [email protected]
Излагаются главные особенности структурной геологии гипербазитовых комплексов.
Ключевые слова: гипербазиты, геодинамика, биогермы, временные интервалы.
ULTRABASITE BELT AND GEO DYNAMICS O F THE URALS
Kazantseva Tamara T., Academician of AN РБ, Institute of Geology USC
Russian Academy of Sciences, 16/2 K. Marx's st., Ufa, Republic Bashkortostan,
450000, Russia, e-mail: [email protected]
The major peculiarities of the structural geology of hyperbasite zones in geodynamic
aspect have been reported.
Key words: hyperbasites, bioherms, time intervals, flysch, olisthostrome, melange,
geodynamics, dislocation.
Гипербазиты, магматические породы ультраосновного состава, чрезвычайно широко распространены в складчатых областях. Урал, например, занимает первое место в мире по площади их развития. Второе отводится Корякско-Камчатскому региону. В значительном количестве они присутствуют
в Аппалачах, Альпийско-Гималайском складчатом поясе, в СеваноАккеринской зоне Малого Кавказа и во многих других областях. Встречаются реже или практически отсутствуют в Карпатах, Добрудже, Крыму, Большом Кавказе и т.д.
Длительная история изучения гипербазитов в перечисленных выше геологических объектах привела к выявлению закономерностей их состава,
строения, структурного положения, происхождения как отдельных типов пород, так и их парагенетических комплексов. Уже хрестоматийными истинами
стали сведения о сопоставимости офиолитов складчатых областей континентов с мафической корой океанов, преимущественно дунит-гарцбургитлерцолитовом составе массивов, при участии верлитов, горнблендитов и других пород, тектоническом характере их контактов, отсутствии активных интрузивных взаимоотношений с вмещающими породами. В нашей стране после установления аллохтонности гипербазитовых массивов Крака на западном склоне Южного Урала (Казанцева, 1970; Казанцева, Камалетдинов, 1969)
надвиговая природа этих комплексов доказана и для восточного склона этого
35
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
горного сооружения, как, впрочем, и для большинства складчатых областей,
где они присутствуют. Однако некоторые проблемы геологии гипербазитов в
настоящее время не имеют однозначного утверждения. В первую очередь это
касается особенностей их структурной геологии, закономерностей размещения в пространстве и во времени. Со вторым связана и необходимость разграничения понятий «возраст гипербазитов» и «возраст гипербазитовых поясов», которые нередко используются как взаимозаменяющие. Рассмотрим эти
вопросы.
Б
Условные обозн аче ния: 1 – верхний и ср едний п алеозо й,
осадочные и вулка ноге нные породы; 2 – верхний и нижний с илур, вулканогенные породы; 3 – нижний с илур,
терриг енные породы; 4 – верхний протерозо й, углис тоглини стые, угл исто-кремнис тые сла нцы, песча ники;
5 – кварциты, крис таллически е сл анцы; 6 – амфиболи ты;
7 – плагиогне йсы; 8 – граниты; 9 – плагиограни ты, диориты; 10 – габбро; 11 – гипербази ты; 12 – границы т ектониче ских плас тин. Гиперб азитовые ма сс ивы: 1 – Кундыбайск ий, 2 – Ш евченковск ий, 3 – Георгиев ский, 4 – Джетыгаринский, 5 – Милютинский, 6 – Аккарги нски й,
А
7 – Гришинский, 8 – Максимовский
Рис. 1. Схема расположения гипербазитовых поясов Урала (А). Геология ДжетыгаринскоАккаргинского (VI) и Тобольского (VII) поясов по Б.А. Шкуропату и др. (Б)
36
Геология, поиски и разведка нефти и газа
Одной из важнейших закономерностей структурной геологии регионов развития гипербазитовых массивов является сосредоточение этих
образований в виде нескольких субпараллельных линейно-вытянутых поясов, приуроченных к крупным региональным разломам. Простирание их
согласуется с общей дислоцированностью региона. Отдельные тела и массивы вытянуты также согласно простиранию поясов. Большинство гипербазитовых массивов сопровождается зонами особых формаций – вещественно-структурных образований, которые сейчас называют меланжем. Названные закономерности являются характерными для большинства складчатых областей, где гипербазитовые комплексы присутствуют в значительном количестве. На Урале, например, выделяют более десятка гипербазитовых поясов. Размещены они вдоль границ крупных структурноформационных зон. На рисунке 1 (А) приведены наиболее представительные из них.
Еще восточнее развит Полтавско-Киембайский пояс (V), который отделяет Алапаевско-Брединское погружение от Восточно-Мугоджарского
антиклинория и включает массивы: Муслюмовский, Полтавский, Гогинский, Каменнодольский, Наследницкий, Подольский, Кайрактинский, Киембайский и др. В состав самых восточных, ДжетыгаринскоАккаргинского (VI) и Тобольского (VII), гипербазитовых поясов Зауральского поднятия входят крупные массивы: Георгиевский, Джетыгаринский,
Милютинский, Аккаргинский, Буруктальский, Гришинский, Максимовский и целый ряд более мелких. На рисунке 1 (Б) отображено геологическое строение района двух последних из названных поясов.
Это давно установлено и многие десятки лет не вызывало сомнений.
Однако в последнее время такие представления бездоказательно игнорируются. Вместе с тем, характер размещения в пространстве гипербазитов
является одним из решающих моментов в выборе механизма формирования земной коры и потому принципиально важен. Имеются многочисленные данные геологических съемок, бурения и тематических исследований,
в которых доказано, что все перечисленные выше гипербазитовые пояса
представляют собой фронтальные зоны надвигания океанической коры на
континентальное основание. Например, аллохтонное положение гипербазитов, обнажающихся вдоль фронта Главного Уральского надвига ( Салатимско-Кемпирсайский пояс), установлено бурением и сейсморазведкой
на Байгускаровском массиве (рис. 2). Судя по этим материалам, угол падения подошвы его колеблется от 10 до 30°, а у д. Абубакирово, по данным горных выработок, под углами 30–40° погружается к востоку. Серпентиниты у контакта превращены в глиноподобную массу, на ширину
более 500 м вдоль контакта породы раздроблены, перемяты и рассланцованы. Аналогичные сведения имеются для Халиловского, Хабарнинского
и Кемпирсайского массивов. Пологие плоскости надвигания Главного
Уральского надвига в пределах территории Башкирии подтверждены также сейсмическими исследованиями методом отраженных волн, проведенными управлением «Башкиргеология». При этом направления и углы падения гипербазитовых тел устанавливаются при анализе гравитационных
и магнитных полей. Первые дают представления о мощности пород в висячем боку разрыва, а вторые о направлениях залегания.
37
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
Рис. 2. Геологический разрез Байгускаровского массива (по материалам А.А. Захарова).
Условные обозначения: 1 – вулканогенные образова ния силур а; 2 – метаморфиче ские
породы среднего – верхнего протерозоя; 3 – гипербазиты; 4 – отражающие сейсмические
границы; 5 – стратигра фиче ские контакты; 6 – надвиги; 7 – скважины
Рис. 3. Геологические разрезы запад ного (А) и восточно го (Б) контактов
Джетыгаринского гип ербази тового мас сива (по Б.А. Шкуропа ту).
Условные обозначения: 1 – нижний палеозой, сланцы глинистые, углисто-кремнистые;
2 – верхний протерозой; 3 – серпентиниты; 4 – тектонические контакты; 5 – скважины
38
Геология, поиски и разведка нефти и газа
Рис. 4. Аллохтонные гипербазитовые массивы: А – Северный Крака (по Т.Т. Казанцевой);
Б – Сыростанский (по А.И. Левиту); В – Кундыбайский (по Б.А. Шкуропату).
Условные обозначения: 1 – известняки нижн его карбон а; 2 – флиш верхнего девон а;
3 – песчаники и извес тняки среднего девон а; 4 – изве ст няки и доломиты н ижнего
девона; 5 – арг иллиты, доломиты, кремни силура; 6 – пе счан ики ордовик а;
7 – метаморфические породы верхнего протерозоя-нижнего палеозоя; 8 – гипербазиты;
9 – тектониче ские конт акты
Самый западный гипербазитовый пояс, Салатимско-Кемпирсайский (I),
включает три отрезка: Хадатинско-Войкаро-Салатимский на Полярном и
Приполярном Урале, Платиноносный – на Северном и Среднем Урале и
Кемпирсайский – на Южном Урале. Пояс располагается вдоль восточной
границы метаморфических комплексов хребта Уралтау. Наиболее известными массивами являются: на Полярном Урале – Войкаро-Сыньинский, Пай-Ер,
Рай-Из, Хадатинский; на Северном и Среднем – Салатимский, Кытлымский,
Нуралинский; на Южном – Кемпирсайский, Хабарнинский, Ишкининский,
Байгускаровский, Присакмарский. Серовско-Невьяновский пояс (II) располагается восточнее, на границе Тагильского синклинория с ВосточноУральским поднятием. Известные массивы: Устейский, Серовский, Невьяновский, Верхне-Тагильский, Красноураловский и др. Миасско-Кацбахский
гипербазитовый пояс (III) разграничивает Магнитогорский синклинорий и
Восточно-Уральский антиклинорий. Представлен Куликовским, Сахаровским, Черниговским, Кацбахским и другими массивами. Далее к востоку известен Алапаевско-Татищевский гипербазитовый пояс (IV), располагающийся вдоль Восточно-Уральского поднятия и Алапаевско-Брединского погружения. Он объединяет массивы: Алапаевский, Останинский, Режевский, Баженовский, Ключевской, Теченский, Успенский, Татищевский, Варшавский,
Каряжский, Айдырлинский и др.
Во всех изученных опорных профилях устанавливается погружение
верхнепротерозойских пород под офиолитовые комплексы либо с пологими
углами плоскости, либо более крутыми (50–60о), но неизменно выполаживающимися на глубине до субгоризонтальной поверхности. Аналогично построены контактовые зоны гипербазитовых массивов, входящих в состав
39
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
Джетыгаринско-Аккаргинского пояса (рис. 3). Отдельные массивы ультраосновных пород, залегающие между гипербазитовыми поясами, представляют
собой останцы тектонических пластин, оторванных от своих корневых зон
(рис. 4: А, Б, В).
Временные периоды формирования гипербазитов Урала, полученные в
50–70-е гг. прошлого столетия, определялись по общегеологическим данным.
Использовались как неоднозначные критерии (возраст вмещающих образований, прорванных гипербазитами, и наличие зерен офиолитов в составе кластического материала известного возраста), так и однозначные (прорыв гипербазитов молодыми интрузиями, для которых известен абсолютный возраст). В результате признавалось становление Салатимско-Кемпирсайского
гипербазитового пояса с конца ордовика до конца силура, СеровскоНевьяновского – от среднего до верхнего девона, Миасско-Кацбахского – послесреднедевонским, для большинства массивов Алапаевско-Татищевского –
нижнекаменноугольным. Как видим, наметилось омоложение гипербазитовых поясов Урала с запада на восток. Предпринимались попытки обосновать
возраст гипербазитов на основе определения абсолютного возраста минералов: моноклинного пироксена (методом сравнительной дисперсии Е.А. Кузнецова) либо флогопита – вторичного минерала, возникшего после метаморфических преобразований ультраосновных пород. В первом случае цифра
абсолютного возраста, по Т.Т. Казанцевой, для перидотитов из массивов Крака соответствует 440 млн лет. Во втором, по Н.В. Павлову, – для Кемпирсайского массива – 404 ± 18 млн лет, пироксенитов и амфиболитов из Хабарнинского массива, по Л.Н. Овчинникову, – от 495 до 380 млн лет. Более древние
даты, по М.А. Гаррис, были известны лишь для горнблендитов Качканарского
массива – 60070 млн лет, габбро-амфиболитов Кемпирсайского массива –
570 млн лет, пироксенитов Суроямского массива – 594 млн лет. Согласно
С.Г. Самыгину и В.С. Буртману (2009), породы, слагающие отдельные чешуи
гипербазитов в составе Главного Уральского разлома на Южном Урале, датированы U-Pb методом как 643 ± 46 и 576 ± 65 млн лет, Sm-Nb перидотитов
Миндякского массива – 882 ± 83 млн лет, а Re-Os габбро – 804 ± 37 млн лет.
В монографии В.Н. Пучкова (2010) приводятся также докембрийские изохронные датировки. Для массива Нурали – Re-Os даты: верлитов и хромитов
1243 ± 80 млн лет, перидотитов 536 ± 51 млн лет. Для гипербазитов массива
Миндяк – 536 ± 51 млн лет, габбро и диорита – 540 ± 18. По данным
Б.А. Шкуропата (1997), датирование рубидий-стронциевым методом позволило определить возраст пород в 949 млн лет для Баженовского массива и в
905 млн лет – для Джетыгаринского. Как видим, докембрийские цифры, их
количество и качество уже не могут быть проигнорированы. Они утверждают
докембрийский возраст ультраосновных пород, являющихся главной составляющей океанической коры геологического прошлого. К такому заключению
мы пришли ранее [2; 5] на основании уже известных к тому времени данных
о докембрийском возрасте грабеновых формаций континентального рифтогенеза (Башкирский антиклинорий) и близким им по возрасту изверженным
породам, являющимся производными океанического рифтогенеза (зона Уралтау). Многочисленные же факты палеозойских датировок подлежат разграничению. Одни из них свидетельствуют о возрасте гипербазитов как пород,
другие – о времени становления объединяющих их гипребазитовых поясов.
Поскольку сейчас тектоническое положение последних не вызывает сомне40
Геология, поиски и разведка нефти и газа
ний, их временная периодизация должна базироваться на тектонических факторах, которыми являются знания о: а) общерегиональных перестройках
структурных планов; б) возрасте формаций-индикаторов высокой интенсивности тектонического режима надвигания; в) периодах стресс-минеральной
глаукофанизации, приуроченной к гипербазитовым поясам.
Перестройки структурных планов на Урале задокументированы в Зилаирском и Магнитогорском синклинориях, где они засвидетельствовали неоднократное проявление дислокационных периодов, соответствующих предордовикскому, позднеэйфельскому, верхнефранскому и нижнекаменноугольному времени [3]. Такие же сведения запечатлены в индикаторных для особо
активного тектонического режима вещественных комплексах, к которым следует относить флиш, олистостром-микстит и меланж. Накопление флишевой
формации на Южном Урале возобновлялось неоднократно. Наиболее известными являются: эйфельский флиш ирендыкской свиты, живетско-верхнефранский – улутауской, верхнедевонско-нижнекаменноугольный – зилаирской и средне-верхнекаменноугольный – кардаиловской. Олистостромы парагенетически связаны с флишем и соответствуют примерно тем же временным интервалам. По С.В. Руженцеву и С.Г. Самыгину (2004), наглядны олистостромы-микститы Сакмарского аллохтона: нижнего ордовика – эбетинские, нижнего-среднего девона – шандинские, среднего девона – чебаклинские, верхнего девона – нижнетурнейского подъяруса нижнего карбона – рысаевские. В составе олистолитов присутствуют рифогенные известняки с руководящей фауной кембрийского – каменноугольного периодов. Они имеются и в меланже, сопровождающем все гипербазитовые массивы и тела. Поскольку эта геологическая формация возникает при тектонических перемещениях офиолитов, преимущественный состав ее отражен содержанием аллохтонов океанической коры и тектонокластами поднадвиговых образований.
Но рифогенным известнякам здесь отводится особая роль определителя времени формирования меланжевой формации. На Южном Урале многочисленные выходы рифов нижнего кембрия известны среди серпентинитового меланжа Сакмарской зоны (г. Бикташ, «Шапка Мономаха» и др.). Тела рифогенных известняков с фауной эйфельского яруса присутствуют в бассейне
р. Сакмары, в обрамлении Катралинского массива, в зонах развития меланжа
Кракинского аллохтона. Тесная ассоциация серпентинитового меланжа с ископаемыми рифами не случайна. Характер их парагенетической связи согласуется с нашими теоретическими представлениями о механизме формирования земной коры. Это происходит мегациклично. Мегацикл представлен
двумя стадиями: стадией растяжения и стадией сжатия. Стадия растяжения в
конечном итоге порождает океаническую кору, состоящую преимущественно
из гипербазитов, габброидов и пелагических осадков. Ее развитие обладает
цикличностью и эволюционной направленностью. К стадии сжатия мы отнесли периоды (и, соответственно, зоны) геологического взаимодействия континентальной и океанической кор. Она также состоит из нескольких тектонических циклов, каждый из которых двухэтапен. Первый этап – эволюционный. Вещественное выполнение его представлено серией формаций осадочно-вулканического происхождения. Второй – деформационный, сопровождающийся надвиганием и накоплением особых вещественно-кластических
формаций. Геодинамический режим деформационных этапов обусловливает
тектоническое скучивание пластин океанической коры. Сами гипербазитовые
41
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
комплексы изначально формируются в глубоководных условиях, но в результате тектонического совмещения образуют подводные хребты. Здесь зарождается надобдукционный вулканизм с эволюционной направленностью состава и строения от глубоководного к островодужному, от недифференцированных
формаций
к
контрастно-,
затем
последовательнодифференцированным и порфиритовым (андезитовым). Таким путем вулканические цепи эволюционируют в островные дуги. На возвышенностях морского дна каждый раз после разрядки тектонических напряжений устанавливаются довольно спокойные геодинамические условия. Это благоприятная
обстановка для поселения и роста рифостроящих организмов. Вдоль берегов
островных дуг появляются биогермные постройки. Возраст их моложе гипербазитов, т.к. последние здесь уже в аллохтонном залегании. Очередное
возрастание тангенциальных тектонических напряжений сжатия способствует возобновлению надвигания и разрушения фронтальных частей аллохтонов
океанической коры. Образуется меланж, микстит, затем олистостром и флиш,
куда попадают и рифогенные известняки. В силу малой плотности и большой
подверженности разрушению рифогенные образования не способны далеко и
длительно переноситься. Потому возраст их фиксирует возраст меланжа. Он
соответствует короткому интервалу времени между разрядкой тектонических
напряжений надвиганием и возобновлением движения аллохтонов. Это периоды проявлений крупных дислокаций океанической коры.
Итак, главной особенностью гипербазитовых комплексов складчатых
областей является их залегание в виде надвиговых поясов, согласующихся с
общим структурным планом. Все гипербазитовые массивы являются аллохтонными образованиями, выведенными на поверхность в результате шарьирования, и, как правило, сопровождаются зонами меланжа и микситолистостромов. Устанавливается последовательное во времени латеральное
смещение гипербазитовых поясов от континента к океану. Эти соображения
увязаны и с многочисленными опубликованными материалами по этапам проявлений глаукофанового метаморфизма, являющегося индикатором больших
стрессовых нагрузок. Данные выводы согласуются с обдукционным механизмом
развития складчатых областей, показанным нами на примере Урала.
Список литературы
1. Казанцева Т. Т. Аллохтонные с труктуры и фор мирова ние з емной коры Урала
/ Т. Т. Казанцева. – М. : Наука, 1987. – 169 с.
2. Казанцева Т. Т. Об аллохтонном залег ан ии ги пербаз итовых ма ссивов западного склона Южного Урала / Т. Т. Казанцева, М. А. Камалетдинов // Докл. АН СССР. –
1969. – Т. 189, № 5. – С. 1077–1080.
3. Казанцева Т. Т. Происхождение и развитие г еосинклиналей / Т. Т. Казанцева. –
Уфа : БФАН СССР, 1981. – 26 с.
4. Казанцева Т. Т. Строение и осо бенност и залег ания офиоли товой формации на
западном склоне Южного Урала / Т. Т. Казанцева // Полезные ископ аемые Башкирии,
их размещение и условия формирова ния : т ез. докл. науч. се с. – Уфа, 1970. – Ч. 1. –
С. 91–94.
5. Камалетдинов М. А. Аллохтонные о фиоли ты Урал а / М. А. Камал етд инов,
Т. Т. Казанцева. – М. : Наука, 1983. – 168 с.
6. Пучков В. Н. Геология Урала и Приур алья (актуальные вопро сы стратигр афии, т ектоники, геодин амики и ме таллог ени и) / В. Н. Пучков. – Уфа : Диз ай нПолиграфСервис, 2010. – 280 с.
42
Геология, поиски и разведка нефти и газа
7. Руженцев С. В. Структура и тектонич еское развити е облас ти сочленения Восточно-Европейской плат формы и Южного Урала / С. В. Руженцев, С. Г. Самыгин
// Геотектоника. – 2004. – № 4. – С. 20–44.
8. Самыгин С. Г. Тектоника Урала: сравнени е с Тянь-Ша нем / С. Г. Самыгин,
В. С. Буртман // Геотектоника. – 2009. – № 2. – С. 57–77.
9. Шкуропа т Б. А. О времени начала формирова ния океа нич еской коры н а Южном и Среднем Урале / Б. А. Шкуропат, В. А. Борисова // Современные пробле мы
шарьяжно-надвиговой тектоники : тез. докл. (14–15 окт. 1997, г. Уфа). – Уфа : АН РБ,
1997. – С. 121–123.
References
1. Kazanceva T. T. Allohtonnye struktury i formirovanie zemnoj kory Urala
/ T. T. Kazanceva. – M. : Nauka, 1987. – 169 s.
2. Kazanceva T. T. Ob allohtonnom zaleg anii giperb azitovyh massivov zapadnogo
sklona Juzhnogo Urala / T. T. Kazanceva, M. A. Kamaletdinov // Dokl. AN SSSR. – 1969. –
T. 189, № 5. – S. 1077–1080.
3. Kazanceva T. T. Proishozhdenie i razvitie geosinklinalej / T. T. Kazanceva. – Ufa :
BFAN SSSR, 1981. – 26 s.
4. Kazanceva T. T. Stroenie i osobennosti zaleganija ofiolitovoj form acii na zapadnom
sklone Juzhnogo Urala / T. T. Kazanceva // Poleznye iskopaemye Bashkirii, ih razmewenie
i uslovija formirovanija : tez. dokl. nauch. ses. – Ufa, 1970. – Ch. 1. – S. 91–94.
5. Kamaletdinov M. A. Allohtonnye ofiolity Ural a / M. A. Kamal etdinov, T. T. Kazanceva. – M. : Nauka, 1983. – 168 s.
6. Puchkov V. N. Geologija Ural a i Priural'ja (aktual'nye voprosy stratigrafii, tektoniki, geodinamiki i metallogenii) / V. N. Puchkov. – Ufa : DizajnPoligrafServis, 2010. –
280 s.
7. Ruzhencev S. V. Struktura i tektonicheskoe razvitie oblasti sochlenenija Vostochno-Evropejskoj plat formy i Juzhnogo Urala / S. V. Ruzhencev, S. G. Samygin // Geotektonika. – 2004. – № 4. – S. 20–44.
8. Samygin S. G. Tektonika Urala: sravn enie s Tjan'-Shanem / S. G. Samygin,
V. S. Burtman // Geotektonika. – 2009. – № 2. – S. 57–77.
9. Shkuropat B. A. O vremeni nachala formirov anija okeanich eskoj kory na Juzhnom i
Srednem Urale / B. A. Shkuropat, V. A. Borisova // Sovremennye problemy shar'jazhnonadvigovoj tektoniki : tez. dokl. (14–15 okt. 1997, g. Ufa). – Ufa : AN RB, 1997. – S. 121–123.
ТЕХНОГЕННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ
ЭКОЛОГО-ГЕОДИНАМИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ НА ТЕРРИТОРИИ РОССИИ
Харькина Марина Анатольевна, старший научный сотрудник,
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, 119991,
Россия, Москва, ГСП-1, Ленинские горы, 1, e-mail: [email protected]
Опреде лены негативные и позитивные посл едс твия изменения экологогеодинамических ус ловий на территории Ро ссии при раз личных вида х антропогенных воздействий.
Ключевые с лова: осу шение, оползни, заболачивание, эрозия, послед ствия, водоснабжение, зообентос, гибель, растения, биомасса.
43
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
TECHNO LOGICAL CHANGES IN ECO -GEO DYNAMIC
ENVIRO NMENT IN RUSSIA
Har’kina Marina A., Senior Research Assistant, Moscow State University of
M.V. Lomonosov, 1 Leninskie Gory, GSP-1, Moscow, 119991, Russia, e-mail:
[email protected]
The negative and positive consequences of changes of ecological-geodynamical conditions on the Russian territory at the different types of anthropogenic exposures.
Key words: drainage, landslides, water logging, erosion, consequences, water supply,
zoo benthos, death, plants, biomass.
Под эколого-геодинамическими условиями понимаются условия жизнедеятельности живых организмов в определенном объеме литосферы как
среде их обитания, обусловленные проявлением геодинамической экологической функции литосферы. Всего в энергетическом жизнеобеспечении
биоты принимают участие четыре экологические функции литосферы: ресурсная, геохимическая, геофизическая и, наконец, геодинамическая [9].
Геодинамическая экологическая функция литосферы «отвечает» за состояние биоты, безопасность и комфортность проживания человека при
проявлении природных и техногенных геологических процессов, а также
геодинамических аномалий.
Эколого-геодинамические условия испытывают значительные изменения с момента зарождения промышленной цивилизации. В последнее
время мощность техногенных воздействий удваивается примерно каждые
15 лет, а энергетика отдельных техногенных процессов сопоставима с
природными аналогами: ядерные взрывы – с землетрясениями магнитудой
больше 4, обрушения над выработанными пространствами – с карстовыми
провалами, падение воды из верхнего бьефа плотины высотой 100 м в
нижний – с лавинами, аварии ракет при запуске – с падением метеоритов и
т.д. [8]. Экологические последствия таких изменений практически не оценивались. Цель данной работы – составить представление об изменении
эколого-геодинамических условий на территории России при создании
горнодобывающих, энергетических, городских, транспортных комплексов
и сельскохозяйственной деятельности и выявить последствия для живого
этих изменений.
Негативные последствия для живого техногенных изменений
эколого-геодинамических условий
Трудности с водоснабжением населения отмечаются из-за осушения
карьеров и шахт на Подмосковном и Канско-Ачинском угольных, Ленинградском сланцевом бассейнах, КМА, а также в результате работы водозаборов в Брянске, Орле, Санкт-Петербурге [6]. Значительное влияние на водные
ресурсы региона оказывают предприятия по подземной добыче руды Старооскольского месторождения, где нередко объемы ежегодной откачки дренажных и рудничных вод составляли около 81 млн м3 . Осушение подземных
выработок привело к изменению поверхностного стока р. Осколец, являющейся в естественных условиях базисом дренажа подземных вод. В результа44
Геология, поиски и разведка нефти и газа
те на протяжении 10 км река находилась в «подвешенном» состоянии, теряя
при этом около 30 % своего расхода [4].
В Свердловской области отработка месторождений бокситов Красная
шапочка, Кальинское, Ново-Кальинское, Черемуховское, проводимая с
организацией мощных систем водопонижений и водоотлива, привела к
формированию крупной по глубине Североуральской депрессионной воронки, образованной в карстовом массиве известняков девонского возраста. Суммарный объем водоотлива из горных выработок составляет
130–140 млн м3 /год [5]. Площадь Североуральской депрессионной воронки относительно небольшая 150 км2 (и ее не удалось отобразить на рисунке 1 в заданном масштабе), но ее максимальная глубина – 500–700 м.
Потеря земельных ресурсов и нарушение среды обитания биоты происходит из-за проседания поверхности, активизации склоновых и эрозионно-аккумулятивных процессов при горных разработках. В России, при
средней глубине железорудных карьеров 100 м, оползни имеют место на
50 % предприятий, а при достижении средней глубины (200 м) – уже на
80 %. Для людей последствиями проявления таких оползней являются
ухудшение условий труда, повышение риска потери жизни (в 1996 г. на
Стойленском карьере КМА при обрушении техногенных массотвалов
«Стрелица» погиб машинист роторного экскаватора). Для других представителей биоты активизация эрозионно-аккумулятивных процессов приводит к нарушению среды обитания. Так, в районах складирования отвалов
происходит вынос ионов Н+, Al3+, Fe2+, Fe3+, SO4 2-, оказывающих негативное воздействие на почву и урожайность примыкающих к отвалам земель.
Ухудшение эколого-геодинамических условий отмечается в ВолгоУральской провинции, на Среднем и Южном Урале, Кузбассе, в районе
разработки алмазных месторождений «Мирного».
Гибель зообентоса, частичная потеря рыбохозяйственного значения
рек отмечается на участках разработки россыпных месторождений золота.
Дражные разработки приводят к увеличению в сотни раз выше фонового твердого стока рек, что становится фактором экологического
риска регионального масштаба. Рыба для нереста заходит в нарушенные
водотоки только лишь через 4 года. За 50 лет разработок россыпей в бассейне верховьев р. Колымы свыше 200 рек утратили свою рыбохозяйственную значимость, а экологический потенциал многих районов Магаданской области снизился на 40–50 %. Потеря численности зоопланктона
на 98–99 % отмечается на расстоянии 50–150 м от места работы механизмов добычи при разработке русловых карьеров стройматериалов, а
восстановление биомассы в условиях р. Оби происходит на расстоянии
400 м [2].
Деградация растительных сообществ в связи с заболачиванием и
проявлением криогенных геологических процессов (термокарста, термоэрозии и др.) зафиксиронана при разработке Печерского угольного
бассейна, нефтяных месторождений Западной Сибири, полиметаллов
Талнаха.
45
Рис. 1.Последствия трансформации эколого-геодинамических условий России под влиянием различных видов антропогенных воздействий.
Условные обозначения: 1 – трудности водоснабжения из-за осушения при горнодобывающей деятельности; 2 – потеря земельных ресурсов и нарушение
среды обитания биоты из-за проседания поверхности, активизации склоновых и эрозионно-аккумулятивных процессов при горнодобывающей деятельности; 3 – гибель зообентоса, частичная потеря рыбохозяйственного значения рек на участках разработки россыпных месторождений золота; 4 – деградация
растительных сообществ в связи с заболачиванием и проявлением криогенных геологических процессов (термокарста, термоэрозии и др.) при горнодобывающей деятельности; 5 – сокращение ресурсов для расселения в связи с активным берегоразрушением (> 40 % береговой линии) при создании водохранилищ; 6 – снижение комфортности проживания в связи с деформацией зданий при проявлении оползней на территории городов с населением более 100
тыс. человек; 7 – снижение биомассы растений в связи с дегумификацией при эрозии пахотных земель; 8 – уменьшение биологической продуктивности в
связи с опустыниванием при перевыпасе скота и засолении орошаемых земель; 9 – снижение наземной биомассы растений из-за подтопления, засоления и
просадок при орошении; 10 – снижение безопасности передвижения на федеральных автотрассах и возможное нарушение транспортного сообщения более
8 раз в год с связи с проявлением лавин, селей, наводнений, гололеда; 11 – локальное угнетение экогеосистем при изменении интенсивности и экстенсивности геологических процессов под влиянием различных видов других антропогенных воздействий; 12 – природное состояние экогеосистем на территориях практически не затронутых хозяйственной деятельностью за исключением нарушения почвенного покрова на отдельных участках за счет использования гусеничной техники
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
46
Геология, поиски и разведка нефти и газа
Сокращение рес урсов для рассе ления в связи с активной переработкой берегов отмеча ется при созда нии водохра нилищ (Горьковского, Куйбышевского, Саратовского,
Волгоградского, Камского, Новосибирского). На Брат ском водохра нилищ е у пос.
Артуме й бере г отступил за 5 лет на 759 м, в связи с чем вновь созданный пос елок
был перене се н на другое ме сто [3].
Снижение биомассы растений и дегумификация почв происходит в связи с активизацией эрозии при распашке. Эрозия угрожает самому существованию почвы как основному средству сельскохозяйственного производства.
При ее активизации происходит дегумификация почвы. Пашни и пастбища с
уменьшенным запасом гумуса до 20–50 % от исходного расположены в наиболее обжитых районах – на юге европейской части России, Алтайском крае,
юге Омской области [1].
Позитивные последствия для живого техногенных изменений
эколого-геодинамических условий
В отдельных случаях отмечается стабилизация геологических процессов
и улучшение обстановки. Речь идет о создании локальных очагов седиментации антропогенного генезиса (пляжа), блокирующих абразионный участок на
шельфе за счет сброса пульпы в Балтийского море при разработке месторождения янтаря в Калининградской области; об улучшении комфортности проживания за счет стабилизации карстовых процессов при асфальтировании
территории городов; о повышении урожайности многолетних трав (хотя и
временно) при осушении заболоченных массивов и при орошении [7].
Можно констатировать, что на территории России техногенные воздействия обусловливают преимущественно локальное, реже – региональное изменение эколого-геодинамических условий (рис. 1). Они приводят как к позитивным, так и негативным последствиям: первые встречаются довольно
редко, вторые – в подавляющем большинстве случаев.
Список литературы
1. Атлас природных и т ехног енных опа сно сте й в Рос сий ской Федерации / под
ред. С. К. Шойгу. – М. : Ипц «Дизайн. Информация. Картография», 2005. – 270 с.
2. Еньшина С. А. Влияние разработки мес торожде ний строй мат ери алов на
р. Оби на состояние гидрофауны / С. А. Еньшина, Д. П. Померанцева // Эрозия почв и
русловые процес сы. – 2003. – Вып. 14. – С. 161–163.
3. Иванов И. П. Инженерная геодинамика / И. П. Иванов, Ю. Б. Тржцинский. –
СПб. : Наука, 2001. – 416 с.
4. Инженерная геология СССР. Платформе нные регионы Европ ейской час ти
СССР. – М. : Недра, 1991. – Кн. 2. – 357 с.
5. Информационный бюллет ень о сос тоянии недр на территории Рос сийской
Федера ции. – М. : ГЕОИНФОРММАРК, 2009. – Вып. 32. – 212 с.
6. Карта обеспече нности Рос сии подз емными вода ми хозяйствен но-питьевого
назначения ма сштаб 1 : 5 000 000 / гл. ред. В. П. Орлов, Э. К. Буренков, Г. С. Вартанян. – М., 1994.
7. Трансформация эколог иче ских функций ли тос феры в э поху т ехног енеза
/ под ред. В. Т. Трофимова. – М. : Ноосфера, 2006. – 720 с.
8. Трухин В. И. Основы экологической гео физ ики / В. И. Трухин, К. В. Показеев, В. Е. Куницын, А. А. Шрейдер. – М. : Физический факультет МГУ, 2000. – 292 с.
9. Экологические функции литос феры / В. Т. Трофимов, Д. Г. Зилинг, Т. А. Барабошкина [и др.] ; под ред. В. Т. Трофимова. – М. : МГУ, 2000. – 432 с.
47
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
References
1. Atlas prirodnyh i tehnogennyh opasnostej v Rossijskoj Federacii / pod red.
S. K. Shojgu. – M. : Ipc "Dizajn. Informacija. Kartog rafija", 2005. – 270 s.
2. En'shina S. A. Vlijanie razrabotki mestorozhdenij strojmaterialov na r. Obi na
sostojanie gidrofauny / S. A. En'shina, D. P. Pomeranceva // Jerozija pochv i ruslovye processy. – 2003. – Vyp. 14. – S. 161–163.
3. Ivanov I. P. Inzh enernaja g eodinamika / I. P. Ivanov, Ju. B. Trzhcinskij. – SPb. :
Nauka, 2001. – 416 s.
4. Inzhenernaj a geologija SSSR. Platformennye regiony Evropejskoj chasti SSSR. –
M. : Nedra, 1991. – Kn. 2. – 357 s.
5. Informacionnyj bjulleten' o sostojanii nedr na territorii Rossijskoj Federacii. – M. :
GEOINFORMMARK, 2009. – Vyp. 32. – 212 s.
6. Karta obespechennosti Rossii podzemnymi vodami hozjajstvenno-pit'evogo
naznachenija masshtab 1 : 5 000 000 / gl. red. V. P. Orlov, Je. K. Burenkov, G. S. Vartanjan. – M., 1994.
7. Transform acija jekologicheskih funkcij litosfery v jepohu tehnogeneza / pod red.
V. T. Trofimova. – M. : Noosfera, 2006. – 720 s.
8. Truhin V. I. Osnovy jekologicheskoj geo fi ziki / V. I. Truhin, K. V. Pokazeev,
V. E. Kunicyn, A. A. Shrejder. – M. : Fizicheskij fakul'tet MGU, 2000. – 292 s.
9. Jekologicheskie funkcii litosfery / V. T. Trofimov, D. G. Ziling, T. A. Baraboshkina [i dr.] ; pod red. V. T. Trofimova. – M. : MGU, 2000. – 432 s.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТВЕРДЫХ ОТХОДОВ ДЛЯ НЕЙТРАЛИЗАЦИИ
ТОКСИЧНЫХ ШЛАМОВ И ПОЛУЧЕНИЯ СТРОЙМАТЕРИАЛОВ
Исакулов Байзак Разакович, кандидат технических наук, доцент,
Актюбинский университет им. С. Баишева, 030000, Казахстан, г. Актобе,
ул. Бр. Жубановых, 302а, ОО «Актюбинский эколог», e-mail:
[email protected]
Сарсенов Арыстан Мухамбетович, доктор технических наук, профессор, директор научного центра, Актюбинский университет им. С. Баишева,
463000, Казахстан, г. Актобе,
ул.
Маресьева, 105,
e-mail:
[email protected]
Монотоннажные отходы, некоторые из которых токсичны, практически не утилизируются из-за отсутствия эффективных ресурсо- и природосберегающих способов их
детоксикации и вторичного использования. В работе рассматриваются основы новых
безотходных технологий детоксикации и комплексного использования отходов.
Ключевые слова: отходы, бетон, очистка вод, aрболит.
UTILIZATIO N SO LID WASTES FO R NEUTRALIZATIO N TO XIC
CINDERS AND OBTAINING BUILDING MATERIALS
Isakulov Bajzak R., C.Sc. in Technic, Senior Lecturer, University of Aktobe of
S. Baishev, 302а Br. Zhubanovyh st., ОО "The Aktyubinsk ecologist", Aktobe,
030000, Kazakhstan, e-mail: [email protected]
Sarsenov Arystan M., D.Sc. in Technic, Professor, University of Aktobe of
S. Baishev, 105 Maresev st., Aktobe, 463000, Kazakhstan, e-mail:
[email protected]
48
Геология, поиски и разведка нефти и газа
Monotonnazhnye waste, some of which are toxic, practically utilized because of the
lack of efficient resource and environmentally safe ways to detox and re-use. This paper
examines the foundations of new waste technologies detoxification and comprehensive
utilization of waste.
Key words: waste, concrete, cleaning waters, arbolite.
В западном Казахстане накоплены и продолжают накапливаться на действующих предприятиях следующие отходы переработки промышленного
сырья в виде шламов, сточных вод и твердых веществ [3, 6, 7, 13]:
1) хромсодержащий шлам Актюбинского завода хромовых соединений
(АЗХС) следующего среднего состава в (%): Сr О3 общий – 9,8; Сr О3 водорастворимый – 3,4; (Сr О3 – 8,0) СrО3 кислоторастворимый – 1,6; СаО акт. – 2,37;
СаО общ. – 21,4; МgО – 35,7; Fe2 О3 – 192; Al2O3 – 2,85; SiO2 – 4,8; остальное –
вода;
2) бор- и магнийсодержащие сточные воды бывшего АО «Фосфохим»
(г. Алга, Актюбинская область), содержащие (мг-экв/л): хлориды – 8,5; сульфат – 29,8; фторид – 0,6; кальций – 14,0; магний – 14,2; оксид калия 7,90 мг/л;
оксид фосфора – 55 мг/л; сумма солей – 2,54 %;
3) техническая сера – побочный продукт очистки нефти Жанажольского
месторождения с чистой 99,06 %, массовая доля золы – 0,40 %; массовая доля
летучих органических веществ – 0,53 %; массовая доля влаги – 0,01 %;
4) пиритные огарки бывшего АО «Фосфохим», состоящие главным образом из смеси оксидов железа (II, III) Fe3 O4 (FeO·Fe2 O3 ), с содержанием железа
40–63 %, и примесей серы 1 ÷ 2 %; остальное – оксиды цветных металлов;
5) мелкая фракция (отсевы) бурых углей Момытского месторождения
бурых углей Актюбинской области со средней зольностью равной 10 %, и
содержанием летучих веществ 20 %. По отношению к горючей массе элементарный состав угля (%) составляет: С – 70,0; Н – 5,5; О – 23,5; N – 1,0; теплотворная способность – 6580 (ккал/кг).
При получении сырьевых смесей для производства бетонов использован
принцип взаимной нейтрализации химически вредных веществ, находящихся
в промышленных отходах, при окислительно-восстановительных реакциях,
комплексообразовании, полимеризации, образовании нерастворимых соединений [1, 3, 4, 6, 7, 9–13, 15, 16]. После этих реакций образуются нетоксичные
вещества.
В ряде случаев процессы детоксикации и активации, как показано ниже,
приводят к улучшению эксплуатационных и качественных характеристик
получаемых строительных материалов. Наиболее токсичными веществами в
этих отходах являются соединения хрома и бора [3, 6, 7, 13].
В выбранных нами вышеперечисленных отходах в качестве окислителей
выступают хром шестивалентный и железо в степени окисления три (в виде
Fe2 O3 ), а восстановительными свойствами обладают элементарная сера, отсев
бурых углей и железо в степени окисления два (в виде FeO). Бор в виде борной кислоты имеет выраженную способность к комплексообразованию с органическими веществами, имеющими парные оловые (диоловые) гидроксогруппы [13].
Предварительно была проведена термодинамическая оценка вероятности
прохождения химических реакций между указанными компонентами про-
49
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
мышленных отходов, в шламах с помощью стандартных термодинамических
величин и электрохимических потенциалов [7].
Расчеты по реакциям связывания соединений хрома (VI) и железа (III) с помощью расчетов э.д.с. (Е) электрохимических пар окислителей и восстановителей:
а) Cr (VI) + So → Cr(III) + S(VI); Еа = φэк - φвосст = -0,13 - (-0,75) = + 0,62 (в) > 0;
б) Сr (VI) + Co → Cr (VI) + C(IV); Еб = φэк - φвост = -0,13 - (-0,6) = + 0,44 (в) > 0;
в) Fe(III) + So → Fe (II) + S(VI); Е = 0,771 - (-0,13) = + 0,784 (в) > 0.
Анализ вычисленных значений э.д.с. электрохимических систем по нормальным электродным потенциалам показывает, что реакции (а), (б), (в) возможны, т.к. величина э.д.с. Е > 0 (положительна). Трехвалентное железо способно окислять серу, переходя затем в двухвалентное железо. Сера, являясь
многотоннажным отходом сероочистки нефтегазового сырья, является относительно недорогим продуктом [10], что расширяет возможности ее технологического применения в промышленном масштабе.
Следует отметить, что хромсодержащие шламы имеют рН > 7 (щелочную реакцию водной вытяжки) [13].
Величины стандартных энтальпий ∆Hº и энтропий ∆Sº при температуре
298 ºК, взятые из литературы [1, 7], даны в таблице.
Таблица
Значения стандартных энтальпий ∆Hº298 и энтропий ∆Sº298 для веществ,
участвующих в реакциях
Вещество
∆Hº298
ккал/моль
CrO3
CO2
Cr2 O3
Cr2 C3
SO2
-142,1
-94,0
-273,0
-21,0
-71,0
∆Sº298
ккал/град·моль
(2-ат)
17,2
51,1
19,4
–
59,2
Вещество
∆Hº298
ккал/моль
Fe3 O4
FeS
Fe2 O3
FeS 2
FeO
-266,5
-22,8
-145,2
-38,8
-64,5
∆Sº298
ккал/град·моль
(2-ат)
35,0
16,1
21,5
12,7
13,4
Расчеты изменения термодинамических величин в химических реакциях
осуществлялись по формулам: ∆Hº298 х.р. = ∆Hº298 (конечных) – ∑ ∆Hº298 (переходных)
При механическом истирании и перемешивании серы и углерода с оксидами хрома и железа в присутствии воды в щелочной среде возможны следующие реакции окисления – восстановления (расчеты по величинам изменения стандартных термодинамических потенциалов проводились при нормальной температуре: Т = 298о):
г) 2CrO3 + 2Sº + Н2 О → Cr 2 O3 + 2SO2 + 2H+; Н+ + ОН- → Н2 О,
Са(ОН) 2 + SO2 → СаSO3 + H2 O;
д) 6CrO3 + 18 Cº → 3Cr 2 C3 + 9CO2 ↑;
е) 3Fe3 O4 + S → FeS + 4Fe2 O3 ;
ж) FeS + S → Fe S2 ;
з) 4Fe2 O3 + Sº → SO2 + 4FeO;
и) 2FeO + 3Sº → 2FeS + SO2 ;
к) FeO + S → FeOS.
Рассчитанные величины энтальпий приведены ниже с указанием знака
тепловых эффектов.
Обозначения реакций: (г), (д), (е), (ж), (з), (и), (к).
Величина ∆Н (ккал): -130,8; -706,4; 195,9; -16,0; -38,6; 12,4; 20,8.
50
Геология, поиски и разведка нефти и газа
Из сравнения вычисленных значений друг с другом и их знака можно
сделать вывод, что реакции (е), (и), (к) в принципе термодинамически невозможны, а остальные могут протекать при обычной температуре. Наиболее
вероятны реакции (д) и (г), т.к. имеют наибольшие отрицательные значения
∆H. Следует отметить, что целесообразно проводить реакцию в присутствии
воды, тогда ионы водорода в реакции (г) будут связываться в нейтральные
молекулы воды в щелочной среде, а диоксид серы в молекулы соли Са SO3 .
Кроме того, из таблицы следует, что энтропийный фактор ∆S
(кал/град*моль) для этих реакций в конденсированной фазе не будет иметь
решающего, определяющего ход реакции значения, т.к. направление процесса определяет тепловой эффект ∆H, имеющий размерность (ккал/моль) и, соответственно, на три порядка большую величину, чем значения энтропии.
Количество отходов брали в весовых соотношениях, пропорциональных
стехиометрическим коэффициентам реакций, а сырьевую смесь слегка увлажняли до консистенции «влажного песка». Продукты реакции визуально отличались
по цвету от исходной сырьевой смеси. В процессе обработки отмечалось заметное повышение температуры реакционной среды (около 40 оС).
Мы предположили, что сырьевая масса [12] нагревается за счет химических экзотермических реакций и за счет перехода механической энергии удара в тепловую. По-видимому, при механохимическом измельчении большое
значение имеет температурный фактор мгновенного местного нагрева реагентов в момент механического удара.
Значительную роль в твердофазных реакциях играют дефекты примесного и нестехиометрического происхождения в кристаллических решетках оксида железа (вюстите) [9, 11, 15, 16]. Известно, в частности, что в вюстите
(FeО) обнаружено железо в разных состояниях окисления (О, +2, +3), с различной концентрацией. Поэтому общую валовую формулу вюстита в специальной литературе записывают как FeO(1 ± Х), где величина х может меняться в
пределах 0,05–0,20. Дефектность кристаллической решетки FeО может дополнительно увеличивать ее химическую активность в твердофазных (топохимических) реакциях за счет внедрения атомов и ионов реагирующего вещества в междоузлия решетки вюстита, что уменьшает энергию активации
топохимической реакции. Например, скорость спекания обычно увеличивается с ростом отклонения от стехиометрии [9], а энергия активации ползучести
кристаллической решетки нестехиометрического оксида уменьшается, по
сравнению с нормальным оксидом, на 20 ÷ 25 ккал/моль. К этому следует добавить, что термодинамически невозможная реакция по схеме (е) в присутствии металлического железа (Feо) становится возможной (∆H < 0):
3Feo + Fe3 O4 + 2Sо → 2FeS + 4FeO, ∆H = -37,1 ккал.
Вышеприведенные доводы свидетельствуют в пользу связывания серы с
оксидами железа при механическом воздействии при температурах, близких
к нормальным.
По нашему мнению, сырьевые смеси следует утилизировать, добавляя
растительные (целлюлозные) отходы для получения легких бетоноварболитов.
Бор- и хромсодержащие сточные воды целесообразно очищать, используя соединения магния, полученные из отходов переработки хромитовых руд.
Соль хлорида магния (бишофит) добывают из природных рассолов региона, а
51
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
компоненты растительного сырья берут из отходов целлюлозы (в виде опилок, стружек, тростника, шелухи и т.д.).
Извлечение Н3 ВО3 из природных и сточных вод при большом содержании бора рекомендуется адсорбцией оксидом магния при 55 оС, но остаточное количество бора в растворе после этого еще довольно велико – 12 мг/л,
что выше ПДК бора в питьевых водах (0,5 мг/л). Далее MgO целесообразно
утилизировать в составе магнезиальных бетонов [6].
Бор в виде Н3 ВО3 и хром в виде Cr 3+, CrO 4 2 и Cr 2 O7 2 ионов достаточно
эффективно можно сорбировать на мерсеризованных волокнах целлюлозы
[3, 4, 13].
Мерсеризация целлюлозы заключается в обработке ее растворами щелочи, в результате чего она приобретает дополнительные (ОН)-грунты, что, в
свою очередь, придает ей повышенную сорбционную способность к ионам
многовалентных элементов (бору, хрому, магния, кальция и др.) [4, 13]. Целлюлоза, имеющая в своем составе как эти вещества, так и хлорид магния [11],
приобретает повышенную прочность, огнестойкость и устойчивость к биокоррозии (гниению). Ионы указанных элементов настолько прочно связываются с целлюлозой древесины, что обратно из нее не извлекаются (не десорбируются) [13]. Это позволяет утилизировать отработанный сорбент (хром- и
борсодержащую мерсеризованную целлюлозу) в составе легких бетонов (арболитов).
Интересно отметить, что хромсодержащий шлам может способствовать
увеличению адгезии отходов полиэтилена к бетону. Мировое производство
полиэтилена составляет 60 млн т в год и занимает первое место среди других
пластмасс. Полиэтилен из бытовых отходов можно использовать при производстве строительных плит, блоков, черепицы и т.п., а также в качестве добавки к другим сырьевым материалам. Для этого обычно осуществляют процессы измельчения, прессования или плавления с последующей экструзией и
введением наполнителя.
Нами предлагается способ химической модификации поверхности полиэтилена путем механохимической обработки с добавлением хромсодержащего шлама без плавления пластмассы, т.е. при обычной температуре, что является более энергетически выгодным. Термодинамический расчет по стандартным потенциалам [7, 8] подтверждает возможность реакции окисления
полиэтилена шестивалентным хромом:
2 [0]
n (-CH2 - CH2-) ------- → n (-CH - CH-) + nH2 O; (∆Hº < 0).
Cr O3
\
/
О
Фрагмент полученной окиси этилена как полярной группы значительно
увеличивает адгезию полиэтилена к цементному камню [7] – более чем в два
раза, т.к. полярные полимеры с большим числом активных функциональных
групп в макромолекулах становятся веществом, подобным клеям [7].
К этому следует добавить [14], что после смешивания высушенного
хромсодержащего шлама с измельченными отходами полиэтилена, полистирола и поливинилхлорида в отношении 3 : 1 : 1 : 1, последующего плавления,
пластификации и формования получают различные изделия строительного
назначения.
52
Геология, поиски и разведка нефти и газа
По нашим данным, полученным эмпирическим путем, механохимическая обработка увеличивает прочность образца бетона, при прочих равных
условиях, в 1,5–1,7 раза.
Выводы
1. Показана возможность взаимной нейтрализации токсичных промышленных
отходов Западного Казахстана при их совместной механохимической обработке.
2. Отработанные целлюлозные сорбенты после их применения для очистки хром- и борсодержащих вод предложено использовать в составе сырьевой смеси для получения арболитобетонов.
3. Показана возможность совместной одновременной утилизации хромсодержащих шламов и отходов пластмасс с получением изделий строительного назначения.
Список литературы
1. Агеев В. Г. Металлургические расч еты / В. Г. Агеев, Я. Я. Михин. – М. : Металлургия, 1982. – 207 с.
2. Арсенцев В. А. Арболит: производство и приме нен ие / В. А. Арсенцев,
А. С. Щербаков, Н. К. Якунин. – М. : Стройиздат, 1977. – С. 63–65.
3. Базарба ева С. М. Комплексная пер еработка и ут илиза ция промышленных
отходов Западного Казахста на (на пример е о сновных про изводств Актюб инской и
Атырауской област ей) : автореф. дис. … д-ра наук / С. М. Базарбаева. – Шымке нт,
2010. – 37 с.
4. Вольф Л. А. Волокна с особыми свой ства ми / Л. А. Вольф [и др.]. – М. : Химия, 1980. – 240 с.
5. Грушко Я. М. Вредные неорга нич ески е соедине ния в промышленных сточных водах : справочник / Я. М. Грушко. – Л. : Химия, 1979. – 169 с.
6. Каскин К. К. Комплексное использовани е сырья и о тходов пр и п ереработке
хромитовых руд : аналит. обзор / К. К. Каскин, А. М. Сарсенов. – Актобе, 2003. – 20 с.
7. Краткая химич еская энциклопедия. – М. : Советская энцикло педия, 1988. –
Т. I–V.
8. Лурье Ю. Ю. Справочник по аналитиче ской хи мии / Ю. Ю. Лурье. – М. :
Химия, 1979. – 456 с.
9. Мень А. Н. Физико-химиче ские свой ства не ст ехиометрическ их окс идов
/ А. Н. Мень, Ю. П. Воробьев, Г. И. Чуфаров. – М. : Химия, 1973. – 224 с.
10. Оптовые цены на химреактивы и препараты (прейскурант № 05–11045). – М.,
1984. – 517 с.
11. Павлов Н. Н. Неорганическая химия / Н. Н. Павлов. – М. : Высшая школа,
1986. – 336 с.
12. Пат. RU2276119 Российская Федерац ия « Сырьевая смесь для изготовления
строительных конструкций и изделий». С приоритето м от 16.01.2004.
13. Сарсенов А. Экологическая безопас нос ть и ресурсосбер ежен ие при переработке хромитовых и боратовых руд За падного Казах ст ана / А. Сарсе нов. – Алма ты :
Изд-во ВШ РК, 2000. – 343 с.
14. Торочешников Н. С. Техника защиты окружающей среды / Н. С. Торочешников [и др.]. – М. : Химия, 1981. – 368 с.
15. Федоров Н. Ф. Лабора торный прак тикум по физ ической химии с илика тов
/ Н. Ф. Федоров, Т. А. Туник. – Л. : Изд-во Ленинград. ун-та, 1987. – 188 с.
16. Юбельт Р. Определит ель горных пород / Р. Юбельт, П. Шрайтер ; пер. с н ем.
Л. Г. Фельдман. – М. : Мир, 1987. – 237 с.
References
1. Ageev V. G. Metallurgi cheskie raschety / V. G. Ageev, Ja. Ja. Mihin. – M. : Metallurgija, 1982. – 207 s.
53
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
2. Arsencev V. A. Arbolit: proizvodstvo i primen enie / V. A. Arsencev, A. S. Werbakov, N. K. Jakunin. – M. : Strojizdat, 1977. – S. 63–65.
3. Bazarbaeva S. M. Kompleksnaja pererabotka i utilizacija promyshlennyh othodov
Zapadnogo Kazahstana (na primere osnovnyh proizvodstv Aktjubinskoj i Atyrauskoj
oblastej) : avtoref. dis. … d-ra nauk / S. M. Bazarbaev a. – Shymkent, 2010. – 37 s.
4. Vol'f L. A. Volokna s osobymi svojstvami / L. A. Vol'f [i dr.]. – M. : Himija,
1980. – 240 s.
5. Grushko Ja. M. Vrednye neorgani cheskie soedinenija v promyshlennyh stochnyh
vodah : spravochnik / Ja. M. Grushko. – L. : Himija, 1979. – 169 s.
6. Kaskin K. K. Kompleksnoe ispol'zovanie syr'ja i othodov pri pererabotke hromitovyh rud : analit. obzor / K. K. Kaskin, A. M. Sarsenov. – Aktobe, 2003. – 20 s.
7. Kratkaja himicheskaja jenciklopedija. – M. : Sovetskaja jenciklopedija, 1988. – T. I–V.
8. Lur'e Ju. Ju. Spravochnik po analiticheskoj himii / Ju. Ju. Lur'e. – M. : Himija,
1979. – 456 s.
9. Men' A. N. Fiziko-himicheskie svojstva nestehiometricheskih oksidov / A. N. Men',
Ju. P. Vorob'ev, G. I. Chufarov. – M. : Himija, 1973. – 224 s.
10. Optovye ceny na himreaktivy i preparaty (prejskurant № 05–11045). – M., 1984. –
517 s.
11. Pavlov N. N. Neorganicheskaja himija / N. N. Pavlov. – M. : Vysshaja shkola,
1986. – 336 s.
12. Pat. RU2276119 Rossijskaja Federacija "Syr'ev aja smes' dlja izgotovlenija
stroitel'nyh konstrukcij i izdelij". S prioritetom ot 16.01.2004.
13. Sarsenov A. J ekologicheskaj a bezopasnost' i resursosberezhenie pri p ererabotke
hromitovyh i boratovyh rud Zap adnogo Kazahstana / A. Sars enov. – Almaty : Izd-vo VSh
RK, 2000. – 343 s.
14. Torocheshnikov N. S. Tehnika zawity okruzhajuwej sredy / N. S. Torocheshnikov [i dr.]. – M. : Himija, 1981. – 368 s.
15. Fedorov N. F. Laboratornyj p raktikum po fizi cheskoj himii silikatov / N. F. Fedorov, T. A. Tunik. – L. : Izd-vo Leningrad. un-ta, 1987. – 188 s.
16. Jubel't R. Opredelitel' gornyh porod / R. Jubel't, P. Shrajter ; per. s nem.
L. G. Fel'dman. – M. : Mir, 1987. – 237 s.
ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВЕННОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОВОДКИ
ПОИСКОВЫХ СКВАЖИН, ВСКРЫТИЯ ПРОДУКТИВНОГО ПЛАСТА,
ИСПЫТАНИЯ В ПРОЦЕССЕ БУРЕНИЯ В УСЛОВИЯХ СОЛЯНОКУПОЛЬНОЙ
ТЕКТОНИКИ (НА ПРИМЕРЕ ЦЕНТРАЛЬНО-АСТРАХАНСКОГО
ГАЗОКОНДЕНСАТНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ)
Фирсов Александр Васильевич, заместитель начальника геологического
отдела, OOO «ЛУКОЙЛ-Нижневолжскнефть», 414000, г. Астрахань,
ул. Адмиралтейская, 1/2, e-mail: [email protected]
Статья посвящена применению сейсмически х электроразведочных, промыслово-геофизиче ских и гидродинамических и сс ледований для строительства сложных
скважин в условиях высокого содержания сероводоро да.
Ключевые с лова: с ейсморазведка, электроразведка, проводка скважины, осложнения, солянокупольная тектоника, сероводород.
54
Геология, поиски и разведка нефти и газа
IMPRO VING TH E Q UALITY CHARACTERISTICS O F WIRING
EXPLO RATO RY WELLS, DRILLING, TES TING IN DRILLING
IN A SALT DO ME TEC TO NICS (O N EXAMPLE C ENTRALASTRAKHAN GAS CO NDENSATE FIELD)
Firsov Alexander V., Deputy Chief of Geological Department, OOO "LUKOIL-Nizhnevolzhskneft", 1/2 Admiralty st., Astrakhan, 414000, Russia,
e-mail: [email protected]
This article focuses on the us e of electric seismic, g eophysical and hydrodynamic
studies for the construction of complex wells in a high content of hydrogen sulfide.
Key words: seismic, geoelectrical, wiring wells, complications, salt-dome tectonics,
hydrogen sulfide.
Центрально-Астраханское серогазоконденсатное месторождение расположено в междуречье Волги и Ахтубы в пределах Астраханского свода на
юго-западе Прикаспийской впадины.
Месторождение было открыто бурением скважины № 1 Приморская в
2004 г. В результате бурения этой скважины в башкирских отложениях открыта залежь сероводородного газа с высоким содержанием конденсата.
В настоящий момент производится разведка данного месторождения.
Весьма высоки риски, связанные с неопределенностью геологической модели
месторождения, характером флюидонасыщения, уровнями межфлюидного
контакта, тектоникой (рис. 1).
Особенно высоки технологические риски, обусловленные солянокупольной тектоникой, сложными поверхностными условиями и жесткими экологическими требованиями, которые требуют проведения бурения скважин со
сложными траекториями, высоким содержанием сероводорода и изменчивостью совмещенных давлений по разрезу, что осложняет конструкции скважин, их проводку, геонавигацию и освоение.
ОБЗОРНАЯ КАРТА
Северо-Шаджинское
Северо-Шаджинское
Северо-Шаджинское
Северо-Шаджинское
К
Шаджинское
Шаджинское
Шаджинское
Шаджинское
ХАРАБАЛИ
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
А
АСТРАХАНСКАЯ
Пустынное
Пустынное
ТАТАЛ
Халганское
Халганское
Халганское
Халганское
Месторождения
ОБЛАСТЬ
Разрывные нарушения, ограничивающие
Пойменное месторождение
З
АСТ
АСТ11082
11082НРНР
Пойменный лицензионный участок
р.
Лицензионные участки
А
В о
лг
а
04Н
11 5
А С Т
П
Алексеевское
Алексеевское
Алексеевское
Алексеевское
Элементы географической основы
АСТ
АСТ00109
00109НРНР
государственная граница
Х
АСТ
АСТ 10866
10866 НР
НР
%
%
границы областей
реки
АСТРАХАНСКОЕ
АСТРАХАНСКОЕМЕСТОРОЖДЕНИЕ
МЕСТОРОЖДЕНИЕ
МЕСТОРОЖДЕНИЕ
АСТРАХАНСКОЕ
АСТРАХАНСКОЕ
МЕСТОРОЖДЕНИЕ
озера
С
5Н РР РР
15
95
195
11
111
1119
1
Т Т 11
19
9
95
195
11
АА АА СС ССТ Т 11
ϑϑ
....
(основной
(основной
блок)
блок)
(основной
(основнойблок)
блок)
АСТРАХАНСКОЕ МЕСТОРОЖДЕНИЕ
МЕСТОРОЖДЕНИЕ
АСТРАХАНСКОЕ
(правобережный
(правобережныйучасток)
участок)
(правобережный
(правобережный
участок)
участок)
градусная географическая
сетка
города
Т
АСТ
АСТ
10899
АСТ
АСТ10899
10899
10899НЭ
НЭНЭ
НЭ
.
железные дороги
шоссейные дороги
А
ЦЕНТРАЛЬНО-АСТРАХАНСКОЕ
ЦЕНТРАЛЬНО-АСТРАХАНСКОЕ
ЦЕНТРАЛЬНО-АСТРАХАНСКОЕ
ЦЕНТРАЛЬНО-АСТРАХАНСКОЕ
МЕСТОРОЖДЕНИЕ
МЕСТОРОЖДЕНИЕ
МЕСТОРОЖДЕНИЕ
МЕСТОРОЖДЕНИЕ
горизонтали
Промышленные объекты
Н
газопроводы
р.Б
Бешкульское
Бешкульское
АСТРАХАНЬ
у з
а н
нефтепроводы
%
.
промежуточные НПС
газовые компрессорные станции
КР.БАРРИКАДЫ
Рис. 1. Обзорная схема ра сположе ния Центрально-Астрахан ского
серогазоконденса тного ме сторожд ения
55
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
Важным фактором, учет которого существенно страхует вышеперечисленные риски, является геологическая модель площади и месторождения.
Поэтому для обоснования геологической модели месторождения автором
статьи был разработан комплекс мер, направленных на повышение точности
при моделировании геологической среды [1].
С учетом разных уровней ГВК в скважинах в рамках месторождения была проведена оперативная переинтерпретация данных сейсморазведки 3Д в
части выделения разрывных нарушений.
На композитном временном сейсмическом разрезе по линии 1, проходящем через скважину Приморская в районе XLine–1600, четко выделяется
разрывное нарушение, осложняющее отложения сакмаро-артинского и башкирского комплекса пород. Нарушение приурочено к периферийной части
Хошеутовского соляного диапира. Приподнятый блок расположен в северной
части месторождения, опущенный в южной части (рис. 2).
Зона развития разрывного нарушения на срезах куба сейсмического импеданса повышенными значениями акустического импеданса (до 100 ед.). В
поле амплитуд разлом охарактеризован положительным значением амплитуды отраженной волны [3]. На композитном профиле по линии 3, проходящем
через скважину № 2 Центрально-Астраханская в районе XLine–1450, с высокой точностью выделяется зона разуплотнения, осложненная дифрагированными волнами, что может служить признаком наличия разлома (рис. 3).
Рис. 2. Временной с ейс мически й разрез по лини и 1
Дополнительным обоснованием в пользу разрывного нарушения является приуроченность к нему соляного купола.
Таким образом, рассматриваемый субширотный сброс делит ЦАГКМ в
центральной части на два блока: Северный и Южный, что подтверждается
разными уровнями ГВК в скважине № 1 Приморская на отметке -4129, а в
скважине № 2 Центрально-Астраханская на отметке -4097,7 м.
На основании результатов бурения скважины № 2 ЦентральноАстраханская была проведена оперативная переинтерпретация данных сейс56
Геология, поиски и разведка нефти и газа
моразведки 2Д и 3Д, позволившая уточнить местоположение скважины № 3
Центрально-Астраханская [4].
В условиях Центрально-Астраханского газоконденсатного месторождения, где бурение скважин возможно только на единичных участках земной
поверхности, величина погрешности определения положения склона соляного купола и прилегающих к нему крутопадающих горизонтов недопустима по
ряду причин:
1) невозможность корректного построения кровли подсолевых и продуктивных отложений в склоновых частях соляных куполов;
2) высокие риски проводки скважин. В связи с тем что соляные купола
существенно отличаются по барическим условиям от вмещающих отложений, в кровлю соли устанавливается башмак технической колонны. Величина
погрешности существенно превышает допустимые изменения глубин спуска
колонны по сравнению с проектными.
Рис. 3. Композитный профиль с ярко выраженной зоной разуплот не ния
Для решения задачи точного определения положения склона соляного
купола целесообразно пробурить структурную скважину, провести в ней
ВСП и комплекс методов ГИС, включающих в себя в обязательном порядке
стандартный комплекс, а также методы акустического и гамма – гамма плотностного каротажа для точной привязки стратиграфических границ к отражающим горизонтам [6].
В то же время применение только структурного бурения в комплексе с
сейсморазведкой по ряду причин не может обеспечить решение следующих
поисковых и разведочных задач:
1) в связи с возможностью бурения единичных скважин снижается детальность изучения площади и возможен недоучет латеральной изменчивости
скоростной модели;
2) определение склонов соляных куполов на существенном удалении от
скважин;
3) привязка подсолевых отложений;
4) определение нарушенности подсолевых отложений;
5) прогноз газонасыщенности продуктивного горизонта.
57
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
Для решения поставленных задач целесообразно дополнить указанный
комплекс работ электроразведкой, что позволит повысить качество решения
вышеперечисленных задач.
Анализ осложнений в открытом стволе показывает, что они обусловлены
пластической деформацией солей, связанной с низкой плотностью буровых
растворов [5].
Прогнозирование критических зон разреза или выделение неустойчивых
пород разреза – это основная задача технологических мероприятий по недопущению аварий и осложнений при проводке глубоких скважин. Для выделения таких интервалов должны использоваться материалы интерпретации
ГИС, ГТИ.
Наличие в разрезе месторождения флюидонасыщенных пластов с различными коэффициентами аномальности определяет сложность выбора гидравлических и гидродинамических параметров их вскрытия и подбора реологических параметров промывочной жидкости, а при наличии рапопроявления
с последующим поглощением раствора − доведения скважины до проектной
глубины [6].
Был разработан комплекс мер, предупреждающий и минимизирующий
вышеприведенные риски. Основным средством, направленным на решение
данных проблем, является удаленный, непрерывный, многоуровневый геолого-технологический мониторинг проводки скважин, базирующийся на геолого-гидродинамической модели месторождения и сопровождаемый сейсмическим и петрофизическим контролем данного процесса. Примером эффективной работы службы мониторинга является проводка скважины № 2 Центрально-Астраханская.
Скважина представляет собой уникальный проект, т.к. является наклоннонаправленной, бурилась в условиях солянокупольной тектоники, проектный горизонт насыщен газом с содержанием сероводорода свыше 30 % (рис. 4).
Рис. 4. Отображение дан ных бурения. Скважина № 2 Центрально-Ас траха нская
58
Геология, поиски и разведка нефти и газа
Примененная технология показала высокую эффективность методики и
позволила оперативно принимать решения, влияющие на изменение траектории и технологии бурения скважины.
Важной проблемой, требующей решения при бурении разведочных
скважин, является вскрытие продуктивного пласта, отбор керна и промыслово-геофизические и гидродинамические исследования, направленные на изучение фильтрационно-емкостных свойств продуктивного коллектора и уровня газо-водяного контакта.
Экономическая эффективность разработанной методики повышения качества услуг складывается из 4-х факторов:
• проводка скважины до кровли соленосных отложений пермского возраста. Разработанная методика комплексирования различных геологогеофизических методов минимизирует неверное определение кровли соли,
уменьшающее риск перебуривания ствола скважины;
• оптимальная проводка скважины в соли, в том числе наклоннонаправленного ствола, позволяющая минимизировать осложнения в процессе
бурения;
• вскрытие продуктивного пласта в зоне максимальных газонасыщенных
толщин и улучшенных фильтрационно-емкостных свойств продуктивного пласта и его эффективное освоение с целью достижения максимального дебита, что
позволит добиться максимальной экономической эффективности проекта;
• получение точной информации о положении ГВК, которая позволит построить адекватную геологическую модель месторождения и минимизировать
финансовые риски, связанные с неверными управленческими решениями.
Экономический эффект на 1 скважину, пробуренную на ЦентральноАстраханском месторождении, за счет внедрения разработанной авторами
методики повышения качества вскрытия продуктивного пласта, заканчивания,
испытания при строительстве скважин на Центрально-Астраханском газоконденсатном месторождении и подсчета запасов составил свыше 50 млн руб.
Разработана эффективная методика повышения качества вскрытия продуктивного пласта, испытания при строительстве скважин на ЦентральноАстраханском газоконденсатном месторождении и подсчета запасов, которая
позволила эффективно реализовать мероприятия, направленные на минимизацию рисков при реализации проекта по освоению ЦентральноАстраханского месторождения.
На основании выполненных работ мы обосновали разломно-сбросовую
тектонику на фактическом материале, выделили крупный сброс, разделяющий месторождение на блоки, провели с учетом этого интерпретацию, выполнили подсчет запасов, который прошел экспертизу в ГКЗ.
Список литературы
1. Ангелопуло О. К. Буровые растворы, используе мые пр и разбур ивании солевых отложений в глубоких скважинах / О. К. Ангелопуло, Б. Н. Хаха ев, Н. А. Сидоров. – М. : ВНИИОЭНГ, 1978. – С. 72.
2. Дахнова И. В. Прогноз содержания сероводород а в газах подсолевых отложений Прика спийской впадины / И. В. Дахнова, Р. Г. Панкина, Л. Г. Кирюхин,
В. Л. Мехтиева // Геология нефти и газ а. – 1981. – № 10. – С. 43–46.
3. Дмитриевский А. Н. Системно-структурный анализ нефтегазоносных осадочных
бассейнов / А. Н. Дмитриевский // Геология нефти и газа. – 1993. – № 11. – С. 2–4.
59
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
4. Иванов С. А. Приме нение дифференц иально-нормированного ме тода электроразведки на шельфе Касп ийского моря / С. А. Иванов, П. Ю. Легейдо, Г. А. Богданов, С. В. Делия, Г. Ю. Кобзарев // Геофизика. – 2004. – № 5. – С. 38–41.
5. Кунин Н. Я. Глуби нное с трое ние Прик аспий ской вп адины по да нным се йсмиче ских зондирований и некоторые вопросы ее прои схожден ия / Н. Я. Кунин,
Ю. А. Волож, В. А. Циммер, Г. И. Семенова. – М. : Недра, 1974. – С. 29–48.
6. Самойле нко Ю. Н. Рациональный ко мплекс обрабо тки и инт ерпр ета ци и геолого-геофизической информации при поисках и р азведке ме сторождени й не фти и
газа в карбонатных отложениях / Ю. Н. Самойленко, А. Ф. Шейкина, А. В. Шилин. –
Саратов : Изд-во Саратов. ун-та, 2000. – 218 с.
References
1. Angelopulo O. K. Burovye rastvory, ispol'zuemye pri razburiv anii solevyh
otlozhenij v glubokih skvazhinah / O. K. Angelopulo, B. N. Hahaev, N. A. Sido-rov. – M. :
VNIIOJ eNG, 1978. – S. 72.
2. Dahnova I. V. Prognoz soderzhanija s erovodorod a v gazah podsolevyh otlozhenij
Prikaspijskoj vpadiny / I. V. Dahnova, R. G. Pankina, L. G. Kirjuhin, V. L. Mehtieva
// Geologija nefti i gaza. – 1981. – № 10. – S. 43–46.
3. Dmitrievskij A. N. Sistemno-strukturnyj analiz neftegazonosnyh osadochnyh
bassejnov / A. N. Dmitrievskij // Geologija nefti i gaza. – 1993. – № 11. – S. 2–4.
4. Ivanov S. A. Primenenie di fferencial'no-no rmirovannogo m etoda jelekt rorazvedki
na shel'fe Kaspijskogo morja / S. A. Ivanov, P. Ju. Legejdo, G. A. Bo-gdanov, S. V. Delija,
G. Ju. Kobzarev // Geofizika. – 2004. – № 5. – S. 38–41.
5. Kunin N. Ja. Glubinnoe stroenie Prikaspijskoj vpadiny po d annym sejsmicheskih
zondirovanij i nekotorye voprosy ee proishozhdenija / N. Ja. Kunin, Ju. A. Volozh,
V. A. Cimmer, G. I. Semenova. – M. : Nedra, 1974. – S. 29–48.
6. Samojlenko Ju. N. Racional'nyj kompleks obrabotki i interpretacii geologo-geofizicheskoj
informacii pri poiskah i razvedke mestorozhdenij nefti i gaza v karbonatnyh otlozhenijah
/ Ju. N. Samojlenko, A. F. Shejkina, A. V. Shilin. – Saratov : Izd-vo Saratov. un-ta, 2000. – 218 s.
ПЕРСПЕКТИВЫ НЕФТЕГАЗОНОСНОСТИ ЗАПАДНОГО БОРТА
ПРИКАСПИЙСКОЙ ВПАДИНЫ НА ОСНОВЕ КОНЦЕПЦИИ
ДВУХЭТАПНОГО ФОРМИРОВАНИЯ ЗАЛЕЖЕЙ УГЛЕВОДОРОДОВ
И ОБОСНОВАНИЕ ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ ВЕДЕНИЯ
ГЕОЛОГО-РАЗВЕДОЧНЫХ РАБОТ
Сианисян Сергей Эдуардович, главный специалист, ООО «ЛУКОЙЛ
Оверсиз Сервис Б.В.», 115035, Россия, г. Москва, ул. Б. Ордынка, 1, е-mail:
[email protected]
Бочкарев Виталий Анатольевич, кандидат геолого-минералогических
наук, ООО «ЛУКОЙЛ Оверсиз Сервис Б.В.», 115035, Россия, г. Москва,
ул. Б. Ордынка, 1, е-mail: [email protected]
Сианисян Эдуард Саркисович, доктор геолого-минералогических наук,
Южный федеральный университет, 344090, Россия, г. Ростов-на-Дону,
ул. Р. Зорге, 40, е-mail: [email protected]
На основе предложенной ране е модели дву хэтапного формирования залежей
нефти и газа, анализа геолого-геофизиче ских и гео химических материалов обоснованы перспективы нефтегазоносно сти и це ле сообразность ведения геологоразведочных работ в пре делах платформенного и бортового склонов Прикаспийской
впадины, оценены ресур сы угл еводородов. Экспериментальным доказательством
многоэтапного формирования залежей угл еводородов явились результаты исс ледования флюидных включений.
60
Геология, поиски и разведка нефти и газа
Ключевые слова: нефть, газ, перспективы нефтегазоносно сти, модель, залежи
нефти и газа, Прикаспийская впадина, флюидные включения.
O IL-BEARING PROSPECTS O F TH E WESTERN BO ARD
O F THE PRE-CASPIAN HO LLOW O F TH E BASIS ON THE
TWO -STADIES CO NCEPTIO N O F FO RMATIO N O F HYDROCARBO NS
DEPO SITS AND SUBSTANTIATIO N O F REASO NABILITY O F
CONDUCTING PROSPECTING WO RKS
Sianisyan Sergey E., Main specialist, LLC "LUKOIL Overseas Service B.V.",
1 B. Ordynka st., Moscow,115035, Russia, е-mail: [email protected]
Bochkarev Vitaly А., C.Sc. in Geology and Minerology, "LUKOIL Overseas
Service B.V.", 1 B. Ordynka st., Moscow, 115035, Russia, е-mail:
[email protected]
Sianisyan Eduard S., C.Sc. in Geology and Minerology, Southern Federal
University, 40 Zorge st., Rostov-on-Don, 344090, Russia, е-mail: [email protected]
Authors prove prospects of oil-bearing and exp ediency carr ying out of prospecting
works within platform and onboard slopes of the Pre-Caspian hollow, resources of hydrocarbons. Researches are executed on the basis of model two-stage formations of deposits of
oil and gas and analysis of geology-geophysical and geochemical mat erials. Researches of
fluid inclusions are executed.
Key words: oil, gas, prospect of oil-and-gas-bearing, model, oil and gas deposits,
Pre-Caspian hollow, fluid inclusions.
Ранее на основе анализа геологических, геохимических, гидродинамических
процессов была предложена модель двухэтапного формирования залежей нефти и
газа в пределах западного борта Прикаспийской впадины и примыкающего к нему
платформенного моноклинального склона Воронежской антеклизы [1, 2, 5].
На первом этапе депрессионная и платформенная части впадины в девонское и каменноугольное время испытывали устойчивое погружение, обеспечивая компенсированное осадконакоплением прогибание бортовой части и
полноту стратиграфических подразделений палеозойских отложений. К началу верхнекаменноугольного периода нефтегазоматеринские отложения девона и нижней части раннего карбона находились в погруженных частях западного борта Прикаспийской впадины в условиях главной зоны нефтеобразования (ГЗН) (интервал глубин 1800–3000 м, градации катагенеза МК11 –МК22 ).
Нефтегазовые залежи формировались как в зоне генерации, так и на путях
миграции УВ. В составе последних значительную долю составляли газообразные УВ, что способствовало высокой подвижности нефти и ее продвижению на значительные расстояния в пределы платформенного склона. Нефть
на пути латеральной миграции из материнских проницаемых пород зоны генерации при достижении зоны дробления пород (ЗДП) сбросов проникала по
нарушениям в вышезалегающие отложения, заполняя последовательно все
ловушки в примыкающих к сбросу пластах-коллекторах в левобережной и
правобережной частях западного борта [2, 3, 5].
На Степном, расположенном в пределах Воронежской антеклизы (Пачелмско-Саратовский авлакоген), и Алексеевском, находящемся на западном
борту Прикаспийской впадины (Малышевско-Петровская структурная зона),
месторождениях мигрирующие по ЗДП УВ при встрече с пластами61
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
коллекторами последовательно заполняли все имеющиеся в наличии приразломные ловушки (рис. 1). Степень заполнения ловушки определяется наивысшей точкой сечения пласта верхней линией ограничения ЗДП или точкой
оттока УВ [1]. Условием для поступления в ловушки нефти была приуроченность миграционных потоков к многочисленным путям миграции УВ со стороны впадины по гипсометрически наивысшим протяженным участкам
структурного плана девонских отложений.
На втором этапе материнские породы оказались в условиях главной зоны
газообразования (ГЗГ) (интервал глубин 3000–4300 м, градации катагенеза
МК3 1 –МК5 1) и зоны метанообразования (интервал глубин 4300–5300 м – забой скважины 3 Левчуновская и до фундамента, градации МК5 1–АК32 и более), в которых идут активные процессы генерации и эмиграции углеводородных газов (УВГ).
В зоне генерации объем осадочных пород, вошедших в главную зону газогенерации, в несколько раз превышает объем пород, ранее пребывавших в
ГЗН. При этом породы пребывали в ГЗГ более длительное геологическое
время после завершения процессов нефтегазообразования. Отсюда масштабное миграционное смещение сплошного проникновения УВГ от глубиннокатагенетических генерационных зон внутренних частей впадины к ее борту
и вверх по разрезу осадочных пород, а также по породам терригенного девона в пределы платформенного склона [2, 3, 5]. В результате влияния газового
потока в разрезе бортовой части впадины и ее платформенного продолжения
сформировались на данном этапе развития нефтегазоносного бассейна три
основные зоны: газовая (Г), переходная от газовой к нефтяной (П) и нефтяная
(Н). На путях миграции газоконденсатных растворов происходят процессы
перераспределения ранее сформировавшихся залежей.
Новая газоконденсатная история подобных залежей связана с постоянно
возобновляемыми запасами УВ зоны генерации, где уже имеются избыточные ресурсы УВГ в условиях АВПД. В связи с этим подток УВГ сопровождается ростом пластового давления в залежи.
На Алексеевском месторождении начальное пластовое давление (до разработки) в продуктивных пластах черепетского и кизиловского горизонтов
составляло 48,43–49,95 МПа. После ввода их в разработку отмечалось незакономерное изменение величины пластового давления как отражение модели
двухэтапного формирования залежей: сначала его снижение, а затем после
короткого периода стабилизации (19 МПа) рост до начального пластового
давления и далее до АВПД (58 МПа). При этом давление насыщения газом на
кривой подъема соответствовало пластовому давлению (рис. 2).
Новым убедительным доказательством многоэтапного формирования залежей
нефти и газа в пределах платформенного и бортового склонов Прикаспийской впадины явились выполненные нами исследования флюидных включений (ФВ).
Газово-жидкие включения являются дефект-областями кристаллических
решеток минералов, в которых законсервированы «микроусловия» и микроколичества той палеосреды, из которой образовался сам минерал, т.е. представляют собой замкнутые физико-химические системы с определенными параметрами: температурой, давлением, составом и концентрацией (Т-Р-Х), а также
агрегатным состоянием. К настоящему времени убедительно доказаны широкие возможности и целесообразность их использования для целей нефтегазовой геологии [6, 7].
62
Рис. 1. Генерационно-аккумуляционная си ст ема за падного борта Прика спи йской впа дины.
Условные обознач ен ия: 1 – породы кристаллич еского фунда ме нта; 2 – отложе ние соле й; 3 – сброс (ПСН и ЗДП);
4 – нефтяные зал ежи; 5 – г азоконд енс атные зал ежи; 6 – напр авлени е пу тей миграции УВ; 7 – миграц ионный поток УВГ из
зоны ген ера ции; 8 – на правле ние рег ионального подье ма (пр авобережная часть) и погруже ния (левобер ежная часть);
9 – грани цы зон накопле ния: Н – н ефтенакопления; П – переходная от нефти к газоконд енс ату; Г – г азо- и
газоконде нса тон акопле ния
Геология, поиски и разведка нефти и газа
63
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
Исследование газово-жидких включений производилось в специально приготовленных плоскопараллельных пластинках минерала толщиной 0,1–3 мм или в
сколах образцов. Целью этих наблюдений являлось установление минералогического состава, степени раскристаллизованности, определение количества
газово-жидких включений в единице объема, их размеров, структурноморфологических особенностей вакуолей, агрегатного состояния их содержимого при нормальных условиях, выделения их генетических типов. Эти
предварительные сведения дают возможность приступить к более детальному
анализу – реконструкции палеоусловий минералообразующей среды.
Рис. 2. Изменение пластового давле ния в скважине № 2 Алексеевская как отражен ие
пере формирования не фтяной залежи в газоконденсат ную
Включения в минералах пород слабо выражены, имеют небольшие размеры (единицы, десятки микрон), неправильной формы, хаотично расположены в теле минерала и уверенно могут быть отнесены к первичным и первично-вторичным. Исследование их декриптационной активности может дать
информацию о максимальных палеотемпературах, испытанных породами в
процессе литогенеза. В качестве иллюстрации на рисунке 3 приведена область расположения ФВ этого генетического типа в микромелкокристаллическом известняке керна из скважины Алексеевская, 3,
4225,95 м. Включения, как правило, неправильной формы или в виде отрица64
Геология, поиски и разведка нефти и газа
тельного кристалла. Расположены в теле кристалла или по спайности, их размеры составляют доли – первые десятки микрон.
Полученные декриптограммы (рис. 3) свидетельствуют о том, что максимальные палеотемпературы Малышевско-Петровской структурной зоны
достигали в породах бобриковского горизонта 98–125 °С, а палеогеотермический градиент составлял 28–31 °С/км.
Особое место занимают результаты исследования включений жильных
образований, содержащих захваченные микропорции раствора, что помогает
восстановить истинную картину процессов миграции. Очевидно, что минералы, заполняющие трещины, характеризуют последний этап движения флюидов по данному пути. В одном из образцов были обнаружены гидротермальные трещины, заполненные кальцитом. При их изучении установлено наличие двухфазовых газово-водных первичных включений. Контрастно выделяются две фазы – вода и газ в объемных соотношениях ~ 6–7 : 1. Отмечены
также примазки темно-коричневого и черного цвета. При боковой подсветке
в ультрафиолетовом свете они приобретают голубоватый или желтоватый
оттенок, что свидетельствует об их углеводородной составляющей. Очевидно, в прошлом происходила вертикальная или субвертикальная миграция
водно-углеводородного раствора.
Гомогенизация и вакуумная декриптация газово-жидких включений свидетельствует о том, что температура их консервации составляла 160–180 °С.
Приняв палеогеотермический градиент равным 28–30 °С/км, можно предположить, что миграция флюидов могла происходить с глубин 5 км и более.
Практически во всех образцах отмечаются два пика декриптационной
активности: 98–125 °С и 170 °С и выше. Первый температурный интервал
отражает максимальный прогрев пласта, второй связан с локальным прогревом, обусловленным повышенной температурной напряженностью в породах
в результате тектонодинамических процессов. Характерна и еще одна особенность – увеличение значений аномальных палеотемператур вверх по разрезу. На наш взгляд, это обусловлено особенностями разломного процесса,
когда наибольшая тектонодинамическая активность в большей степени проявилась в более молодых породах.
В отдельных образцах пород бобриковского горизонта Алексеевской
площади (скв. 3) отмечены аномальные температуры, достигающие
180–245 °С и выше. На наш взгляд, столь высокие палеотемпературы могли
быть обусловлены термодинамической активностью в зонах плоскости сместителя нарушения при смещении пород, где происходит интенсивное перетирание, раздавливание, уплотнение и преобразование за счет кратковременного воздействия высоких температур при трении.
Левобережная часть Волгоградской области рассматривается не без основания как регион со значительным потенциалом нефтегазодобычи. Достаточно указать, что по состоянию изученности на 1.01.2000 г. прогнозные ресурсы УВ (по оценке НПЦ ООО «ЛУКОЙЛ-Нижневолжскнефть») рассматриваемой территории составляют более половины неразведанных ресурсов всей
Волгоградской области.
Однако до настоящего времени по различным экономическим и субъективным причинам этот высокий потенциал остался невостребованным и требует своего подтверждения путем осуществления долгосрочных программ
освоения ресурсов углеводородов.
65
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
Рис. 3. Примеры вакуумно-декр ипт ац ионно й активно сти образ цов
Таким образом, вакуумно-декриптометрические исследования образцов
палеозойских пород отдельных площадей подтверждают предложенную ранее концепцию о существовании нескольких стадий формирования залежей
углеводородов в пределах платформенного и бортового склонов Прикаспийской впадины.
Вместе с тем имеющийся геолого-геофизический материал вкупе с применением вышеизложенной концепции строения территории позволяет выделить объемы поисково-разведочных работ на ближайшую перспективу на
первоочередных, ранее выявленных объектах, требующих доизучения сейсморазведочными исследованиями и буровыми работами в пределах Нижневолжской НГО и Прикаспийской НГП.
Необходимо отметить, что степень изученности рассматриваемой территории глубоким бурением на уровне нижнекаменноугольных отложений, из
которых и получены притоки нефти, крайне низка. На всем протяжении Бортовой ступени (более 300 км) на данный момент таких скважин пробурено
66
Геология, поиски и разведка нефти и газа
всего 17, преимущественно в ее центральной части, т.е. степень изученности
бурением этого перспективного района крайне низка. При этом, несмотря на
низкую степень изученности территории, в центральной ее части протяженностью около 100 км, благодаря результатам сейсморазведочных работ прошлых лет и глубокого бурения и основываясь на разломно-блоковой концепции строения подсолевых отложений, можно выделить ряд перспективных
объектов.
Признаки нефтегазоносности различного характера установлены на многих площадях и распределяются в стратиграфическом разрезе в карбонатных
и терригенных отложениях – от верхнего девона до нижней перми включительно. Однако, несмотря на такую большую площадь и стратиграфический
диапазон в левобережной части Волгоградской области, открыто семь нефтяных (Малышевское, Левчуновское, Центральное, Алексеевское, Прибрежное,
Сергеевское и Северо-Алексеевское, а также Белокаменное месторождение в
Саратовской области) и пять газоконденсатных (Лободинское, СолдатскоСтепновское, Южно-Кисловское, Комсомольское и Быковское) небольших по
запасам месторождений.
Перспективный стратиграфический диапазон нефтегазоносности (P 1–D2)
располагается в пределах территории исследований на глубинах, доступных
для эксплуатационного бурения (2000–6000 м), значительно выше, чем во
внутренней части Прикаспийской впадины, а нижнекаменноугольная и девонская нефть здесь малосернистая, в выявленных залежах газа сероводород
либо отсутствует, либо находится в небольших концентрациях (до 0,6 %).
Следует отметить, что северная часть исследуемой территории существенно лучше исследована сейсморазведочными работами, а также бурением
глубоких скважин, что, естественно, отразилось на лучшей подготовленности
перспективных структур и на несравнимо большем количестве открытых месторождений. Здесь, в пределах Малышевско-Петровской зоны, помимо открытых нефтяных Левчуновского, Алексеевского, Малышевского, СевероАлексеевского, Центрального и Прибрежного месторождений, сейсморазведкой закартирован ряд перспективных структур различной степени кондиции.
Среди них по своей морфологии и размерам наибольший интерес представляют Островная, Жемчужная и Бережновская структуры, подготовленные к
глубокому поисковому бурению. В 1991 г. по ним геофизиками выданы паспорта. Однако в тот период и последующие годы из-за политикоэкономической ситуации ни одно из них не было введено в бурение.
К юго-востоку от Жемчужной структуры, уже в пределах ИловатскоБыковской тектонической зоны уверенно выделяется Калиновская сложнопостроенная структура небольших размеров, которая, по всей видимости, разбита нарушениями на отдельные блоки. В ее пределах возможно образование
тектонически экранированных залежей УВ и в верхнедевонских отложениях.
Долгожданная и Золигорская структуры, выявленные по результатам
сесморазведочных работ прошлых лет севернее Левчуновского месторождения, были опробованы путем бурения скважин № 2 Долгожданная и
№ 1 Золигорская соответственно. В связи с тем, что в скважинах не было получено промышленных притоков УВ, структуры были признаны неперспективными. Однако при анализе материалов одним из авторов сделан вывод,
что скважина № 2 Долгожданная, в которой были получены притоки воды
как из нижнекаменноугольных, так и из верхнедевонских отложений, была
67
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
пробурена в неоптимальных условиях на восточном крыле антиклинальной
складки, приуроченной, согласно разломно-блоковому строению территории,
к локальному тектоническому блоку. Скважина № 1 Золигорская, как было
выяснено, вовсе не была испытана на перспективные нижнекаменноугольные
и верхнедевонские отложения. При пластовых испытаниях на трубах нижнепермских отложений, артинских доломитов, были получены незначительные
притоки углеводородов, по всей видимости, из пластов с ухудшенными коллекторскими свойствами. Таким образом, данные структуры были необоснованно признаны неперспективными и нуждаются в доисследовании сейсморазведочными работами и поисковым бурением с дальнейшим испытанием
нижнекаменноугольных и верхнедевонских отложений.
Самая восточная часть западного борта Прикаспийской впадины – Лободинско-Новоникольская тектоническая зона, соответствующая бортовому
уступу, в северной части, как, в общем, на подавляющем большинстве протяженности всей исследуемой территории, недостаточно обеспечена сейсмическими работами и параметрическими данными. Имеющихся сейсмических
материалов крайне недостаточно для надежного картирования ожидаемых
здесь перспективных объектов. Почти все профили, расположенные в пределах прибортовой ступени, оканчиваются на подходе к бортовой зоне. Эта зона непрерывно пересекается только единичными профилями. Отсутствуют
связующие, ориентированные по простиранию профили в пределах осевых
линий выявленных локальных поднятий. Это затрудняет достоверное определение гипсометрических соотношений отдельных сводов. В пределах данной тектонической зоны большой площади на сегодняшний день, преимущественно краевыми профилями, выявлено всего 6 перспективных структур
(Восточно-Юрьевская, Пионерская, Прибортовая, Становая, Марьинская и
Восточная). Однако, исходя из принятой разломно-блоковой концепции
строения данной территории и анализа всего накопленного объема геологических данных, можно с уверенностью сказать, что в ЛободинскоНовоникольской тектонической зоне существует большая вероятность выявления перспективных ловушек УВ при проведении дополнительных сейсморазведочных работ. По принятой модели двухфазного формирования залежей
углеводородов западного борта Прикаспийской впадины данная область относится к зоне газо- и газоконденсатонакопления, вследствие чего здесь прогнозируются газоконденсатные залежи в нижнепермских и нижнекаменноугольных отложениях в интервале глубин от 2300 до 5000 м (рис. 1). Подтверждением перспективности данной тектонической зоны служат уже открытые в ней непосредственно ниже пород кунгурского яруса, в известняках
ассельско-артинского и нижне-башкирского возраста, в небольших малоамплитудных структурах Комсомольского, Солдатско-Степновского и ЮжноКисловского месторождений газа (рис. 5), а также Лободинского, южнее рассматриваемой территории, с запасами не более 3 млрд м3 . Амплитуда предполагаемых структур по турнейскому горизонту порядка 20–30 м, площадь от
2 до 4 км2 . Они залегают на глубинах с отметками от -4750 м до -4840 м.
Верхнедевонские отложения в пределах Лободинско-Новоникольской тектонической зоны погружены на глубины от 6000 м и ниже, в связи с чем, учитывая небольшие амплитуды и площади уже выявленных структур, представляются малоперспективными.
68
Геология, поиски и разведка нефти и газа
В южной части исследуемой территории в пределах МалышевскоПетровской и Иловатско-Быковской тектонических зон, по данным сейсморазведки МОГТ, с разной степенью детальности намечено не менее 10 перспективных объектов. Из них – Дмитровская, Южно-Дмитриевская, Пискаревская и Вишневая – ранее были приняты в фонд подготовленных к бурению, затем выведены из-за прекращения работ. В этой части исследуемой
территории, достаточно слабо изученной сейсмическими работами, можно
выделить Майскую, Верхне-Балыклейскую, Элитную, Молодежную и Полевую структуры. Изученность структур сейсмическими работами с позиций
подготовки паспортов на бурение недостаточна.
В 2000–2002 гг. на исследуемой территории было проведено несколько
работ с целью оценки ресурсов углеводородов как в целом территории, так и
локальных структур, выделенных по результатам сейсморазведки.
Нами проведена независимая оценка ресурсной базы западного борта
Прикаспийской в пределах Волгоградской области, которая впервые основана на разломно-блоковой концепции его строения и модели двухфазного
формирования залежей углеводородов. При оценке была использована известная методика оценки прогнозных ресурсов. Расчет произведен по перспективным верхнедевонским, нижнекаменноугольным и нижнепермским
отложениям. Максимальными прогнозными ресурсами категории С3 обладают Жемчужная, Бережновская и Островная структуры, расположенные в северно, и Южно-Дмитровская в южной части рассматриваемой территории.
Так, согласно представлению авторов о морфогенетической модели
Жемчужной структуры, продуктивными, помимо нижнекаменноугольных,
могут быть нижнефаменские отложения. В этом случае прогнозные геологические ресурсы категории нефти С3 составят до 8,3 млн т, извлекаемые –
2,9 млн т, растворенного газа – 1,79/0,62 млрд м3 соответственно.
Прогнозные ресурсы Бережновской структуры, приуроченной к Иловатско-Быковской тектонической зоне, оцениваются по нижнекаменноугольному комплексу около 7,1 млн т. В верхнедевонских отложениях прогнозируются, согласно модели двухфазного формирования залежей углеводородов,
продуктивные залежи свободного газа (рис. 1) в объеме до 2,6 млрд м3 .
По Южно-Дмитровской сложнопостроенной структуре, осложненной
тремя локальными поднятиями, распределение по фазовому состоянию предполагается аналогичным Бережновской структуре, прогнозные ресурсы нефти нижнекаменноугольных отложений подсчитаны в размере 6,8/2,4 млн т,
ресурсы свободного газа верхнедевонских отложений составляют 2,2 млрд м3.
Выполненный анализ показал, что в пределах исследуемой территории
западного борта Прикаспийской впадины суммарные неразведанные ресурсы
углеводородов продуктивных подсолевых отложений составляют: нефти –
118,4/41,4 млн т, растворенного газа – 25,5/8,9 млрд м3 , свободного газа
62,7 млрд м3 .
С учетом открытых месторождений нефти и газа начальные суммарные
геологические/извлекаемые ресурсы нефти оцениваются в 149,1/53,5 млн т
нефти и 74,7 млрд м3 свободного газа. Разведанность нефти составляет
20,6 %, свободного газа – 16,1 %.
Для выявления и детализации объектов углеводородного сырья, за счет
которых можно получить прирост запасов нефти и газа, целесообразно провести ряд сейморазведочных работ на площади исследования. С целью опре69
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
деления оптимального положения структурных уровней С1 bb, С1t и D3 fm вновь
выявленных объектов необходимо отработать меридиональные рассечки профилей МОВ ОГТ по оси структур. Исходя из полученных результатов обработки
детализационных профилей сейсморазведки МОВ ОГТ, следует провести бурение поисково-разведочных скважин в районе выявленных структур.
Рис. 5. Схема объектов (выявленных и предполага емых) веде ния
геолого-разведочных работ в предел ах запад ного борта Прикасп ийской впадины
Таким образом, приведенные выше исследования, расчеты и доказательства, экспериментальные исследования позволили на основе созданной модели разломно-блокового строения и двухэтапного формирования залежей УВ
обосновать перспективы нефтегазоносности и целесообразность ведения ГРР
в пределах западного борта Прикаспийской впадины.
70
Геология, поиски и разведка нефти и газа
Список литературы
1. Бочкарев А. В. Катагенез и прог ноз не фте газоносно сти недр / А. В. Бочкарев,
В. А. Бочкарев. – М. : ОАО «ВНИИОЭНГ», 2006. – 324 с.
2. Бочкарев В. А. Новая модель строения и двухэтапного формирования залежей
углеводородов западного борт а Прика спийской впадины и ее пла тфор менного склона
/ В. А. Бочкарев, С. Э. Сианисян, С. Б. Остроухов // Геология нефти и газа. – 2010. –
№ 3. – С. 30–36.
3. Бочкарев В. А. Резервы восполнения сырьевой базы ст арых не фте газодобывающих районов / В. А. Бочкарев, С. Б. Остроухов // Нефтепромысловое дело. – 2009. –
№ 9. – С. 20–27.
4. Бочкарев В. А. Экранирующие и проводящие свойства сбросов в плас тах коллекторах / В. А. Бочкарев // Вопросы геологии и разработки мес торожден ий нефти и
газа. – Волгоград, 2006. – Вып. 65. – С. 91–98.
5. Остроухов С. Б. Модель строения и фор мирова ния залеже й углеводородов западного борт а Прика спийской впадины / С. Б. Остроухов, В. А. Бочкарев // Геология,
геофиз ика и разработка не фтяных мес торожде ний. – 2009. – № 3. – С. 17–24.
6. Сианисян С. Э. Флюидные включения в минерал ах – ген ет иче ский ис точник
информации о формирова нии и развитии ос адочных не фтег азоно сных бас сейнов
/ С. Э. Сианисян, Э. С. Сианисян // Нефть и газ Юга России, Черного, Азовского и
Каспийского море й : мат-лы VII Междунар. конф. – 2010. – С. 174–176.
7. Сианисян Э. С. Термобарогеохимиче ские ме тоды ис следований как н аибол ее
достоверный источник количес твенной оценки про це ссов осадкон акопл ения и осадкообразования / Э. С. Сианисян, В. В. Харчук, С. Э. Сианисян // Научн ая мысль Кавказа. – 2005. – № 5. – С. 42–45.
References
1. Bochkarev A. V. Katagenez i prognoz neftegazonosnosti nedr / A. V. Bochk arev,
V. A. Bochkarev. – M. : OAO "VNIIOJeNG", 2006. – 324 s.
2. Bochkarev V. A. Novaja model' stroenija i dvuhjetapnogo formirov anija zal ezhej
uglevodorodov zapadnogo borta Prikaspijskoj vpadiny i ee plat formennogo sklona
/ V. A. Bochkarev, S. Je. Sianisjan, S. B. Ostrouhov // Geologija nefti i gaza. – 2010. –
№ 3. – S. 30–36.
3. Bochkarev V. A. Rezervy vospolnenija syr'evoj bazy staryh n eftegazodobyvajuwih
rajonov / V. A. Bochkarev, S. B. Ostrouhov // Neftep romyslovoe delo. – 2009. – № 9. –
S. 20–27.
4. Bochkarev V. A. Jekranirujuwie i provodjawie svojstva sbrosov v plastah kollektorah / V. A. Bochkarev // Voprosy geologii i razrabotki mestorozhdenij nefti i gaza. –
Volgograd, 2006. – Vyp. 65. – S. 91–98.
5. Ostrouhov S. B. Model' stroenija i formirovanija zalezhej uglevodo rodov zapadnogo borta Prikaspijskoj vpadiny / S. B. Ostrouhov, V. A. Bochkarev // Geologija,
geofizika i razrabotka neftjanyh mestorozhdenij. – 2009. – № 3. – S. 17–24.
6. Sianisjan S. Je. Fljuidnye vkljuchenija v mineral ah – gen eticheskij istochnik in formacii o formirovanii i razvitii osadochnyh neftegazonosnyh bassejnov / S. Je. Sianisjan,
Je. S. Sianisjan // Neft' i gaz Juga Rossii, Chernogo, Azovskogo i Kaspijskogo morej : matly VII Mezhdunar. konf. – 2010. – S. 174–176.
7. Sianisjan Je. S. Termobarogeohimicheskie metody issledov anij kak n aibolee
dostovernyj istochnik kolichestvennoj ocenki processov osadkonakoplenija i osadkoobrazovanija / Je. S. Sianisjan, V. V. Harchuk, S. Je. Sianisjan // Nauchnaja mysl' Kavkaza. – 2005. – № 5. – S. 42–45.
71
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
ГЕОЛОГО-ГЕОФИЗИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПЕРСПЕКТИВНЫХ
ЗОН ДЛЯ ПОИСКОВ УГЛЕВОДОРОДОВ В ПОРОДАХ
КРИСТАЛЛИЧЕСКОГО ФУНДАМЕНТА И ПАЛЕОЗОЯ
КРАСНОДАРСКОГО КРАЯ И РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ
Лыгин Владимир Алексеевич, кандидат технических наук, ГНЦ ФГУГП
«Южморгеология», 353461, Россия, Краснодарский край, г. Геленджик,
ул. Крымская, 20, е-mail: [email protected]
Пьянков Василий Яковлевич, кандидат геолого-минералогических наук,
ГНЦ ФГУГП «Южморгеология», 353461, Россия, Краснодарский край, г. Геленджик, ул. Крымская, 20, е-mail: [email protected]
Сианисян Эдуард Саркисович, доктор геолого-минералогических наук,
Южный федеральный университет, 344090, Россия, г. Ростов-на-Дону,
ул. Р. Зорге, 40, е-mail: [email protected]
Виноградов Дмитрий Александрович, соискатель, Южный федеральный университет, 344090, Россия, г. Ростов-на-Дону, ул. Р. Зорге, 40,
е-mail: [email protected]
Геолого-геофизиче скими методами исследованы палеозойский и слабоизученный
в настояще е время докембрийский комплексы пород Юга России. Анализ материалов
позволил ав торам выделить зоны, перспективные для пои сков нефти и газа на территории Краснодарского края и Ростовской области. Выявлена протяженная система развития палеозойских рифовых построек в юго-восточной части акватории
Азовского моря и на прилегающей су ше, а такж е у станов лены пер спективные зоны
для поисков УВ в акватории Таганрогского залива и на прилегающей с уше, связанные
с выступами фундамента.
Ключевые с лова: нефть, газ, перспективы нефтегазоноснос ти, гравиметрическая съемка, магнитометрическая съемка, докембрийский фундамент, выступы
гранитоидов, рифовые постройки, сейсморазведка.
GEO LO GO-GEOPHYSICAL SUBSTANTIATIO N O F PERSPECTIVE
ZO NES FO R SEARCHES O F HYDROCARBO NS IN BREEDS
O F THE CRYSTAL BASE AND PALEO ZO IC O F KRASNODAR
TERRITO RY AND THE RO STO V REGIO N
Lygin Vladimir A., C.Sc. in Technic, SSC FSUGE "Yuzhmorgeologiya", 20 Krymskaya st., Gelendzhik, Krasnodar Region, 353461, Russia, е-mail: [email protected]
Pyаnkov Vasily Yа., C.Sc. in Geology and Minerology, SSC FSUGE
"Yuzhmorgeologiya", 20 Krymskaya st., Gelendzhik, Krasnodar Region, 353461,
Russia, е-mail: [email protected]
Sianisyаn Еduard S., D.Sc. in Geology and Minerology, Southern Federal University, 40 Zorge st., Rostov-on-Don, 344090, Russia, е-mail: [email protected]
Vinogradov Dmitry A., Competitor, Southern Federal University, 40 Zorge
st., Rostov-on-Don, 344090, Russia, е-mail: [email protected]
Paleozoic and Poorly studied now Pre-Cambrian and a Paleozoic complexes of
breeds of the south of Russia are investigated by geology-geophysical methods. The
analysis of data allowed by authors to identify promising areas for oil and gas exploration
in the Krasnodar and Rostov Region. Revealed an extend ed system of Paleozoic reef
structures in the south-eastern part of the Azov sea and the adjacent land, and identified
promising areas for exploration of hydrocarbons in the water areas of Taganrog Bay and
adjacent land associated with the projections of the basement.
72
Геология, поиски и разведка нефти и газа
Key words: oil, gas, prospect of oil-and-gas content, gravimetric survey, magnetometer survey, precambrian basement, ledges of granitoids, buildings reef, seismic survey.
В настоящее время идея изучения фундамента с целью поисков нефти и
газа не вызывает такого негативного отношения ученых и специалистов, как
это было в 60–70-е гг. прошлого века. В традиционной концепции теории поисков нефти и газа фундаменту отводилась роль нижней границы распространения нефтегазоносных отложений. Согласно осадочно-миграционной
теории происхождения нефти, считалось, что поиски нефти и газа в фундаменте бесперспективны, а поисковые и разведочные скважины, вскрывшие
его, останавливались как выполнившие свою задачу [10].
К настоящему времени известно более 450 месторождений с промышленными скоплениями нефти, газа и конденсата в фундаменте 54 нефтегазоносных бассейнов мира. Многие исследователи рассматривают комплекс фундамента как новый нефтегазоносный этаж литосферы. Месторождения нефти и
газа в отложениях фундамента открыты в самых разных регионах земного шара:
в Ливии, США, Венесуэле, шельфе Вьетнама, Алжире, Египте, Канаде, Австралии, Перу, Бразилии. Известны также месторождения в Западной Сибири, Украине (Днепрово-Донецкая впадина), в Казахстане (Оймаша).
Сформировался определенный стереотип – приуроченность основных
скоплений УВ в кристаллических образованиях фундамента к эродированным, выветрелым гранитоидам под поверхностью регионального несогласия – к
корам выветривания кристаллических пород. По мнению В.Л. Шустера, этот
стереотип противоречит новым геологическим данным по целому ряду нефтяных и газовых месторождений, открытых в кристаллических образованиях
в последние годы (Ла-Пас, Белый Тигр, Дракон, Кнулонг и др.) [17].
Так, на месторождении Белый Тигр коры выветривания гранитоидов
распространены по площади спорадически, толщина их – 10–20 м, в отдельных случаях – до 40 м, тогда как основные нефтенасыщенные интервалы расположены в разрезе гранитного массива на глубине от первых десятков метров до 1500–2000 м от поверхности фундамента и приурочены к «свежим»
гранитам, гранодиаритам, адамелитам и другим породам.
Почти все известные скопления УВ в фундаменте расположены вблизи
крупных разломов и связаны с зонами трещиноватости. Однако немаловажную
роль в формировании пустотности играет воздействие глубинных гидротермальных растворов на породы фундамента, т.е. гидротермальный процесс выступает как фактор формирования вторичной пустотности [8, 15, 16, 17].
Покрышками или экранами на пути вертикальной миграции флюидов
могут служить и непроницаемые монолитные массивы в глубинах фундамента или близ его кровли, зачастую сложенные теми же по составу породами,
что и зоны с повышенной пустотностью [16, 17].
Становится очевидным, что фундамент представляет новый этаж нефтегазоносности земной коры [12, 13].
О продуктивности пород фундамента Юга России свидетельствует достаточно большое количество исследований и наблюдений. К сожалению, эти
материалы не систематизированы и слабо обработаны. Так, верхние горизонты предчехольного комплекса в Адыгее и Восточной Кубани вскрыты
18 скважинами на 9 площадях: Великая 9, 11–13, 15, Майкопская 20, 165, 170,
Дагестанская-Краснодагестанская 901, 915, 990, 995, Дагестано-Курджипская
73
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
1-Т, Севастопольско-Баракаевская (Каменномостская), Самурская 35, Баговская 1, Черниговская 1, Тульская.
Интерес вызывают данные о газоносности пород коры выветривания на
Кущевском газоконденсатном месторождении, расположенном на южном
склоне Ростовского выступа (в пределах Краснодарского края), где породы
фундамента газоносны. На поисковых площадях юга Ростовской области при
испытании скважин имели место притоки газа из трещиноватых гранитов,
гранитогнейсов, кварцитов, амфиболов, хлоритовых сланцев и других трещиноватых и выветрелых пород фундамента.
О перспективах газоносности фундамента свидетельствуют и гидрогеологические показатели. На Ново-Батайской площади трещиноватые породы
докембрийского фундамента испытывались в открытом стволе в скважине
830. При опробовании получен приток пластовой воды хлоркальциевого типа
с минерализацией 51,3 г/дм3 , характеризующейся весьма высокой газонасыщенностью (1,2 дм3 /дм3 ). Высокое насыщение пластовых вод растворенными
УВ газами свидетельствует о возможном присутствии газовой залежи. На
существование единого резервуара, а также перспективность выветрелых
коллекторов фундамента в этом районе указывает схожесть ионно-солевого и
газового состава пластовых вод и гидродинамические характеристики нижнего мела и докембрия [12, 13].
На Марковской, Хлоповской, Первомайской, Тарасовской, Терновской
площадях южного склона Воронежской антеклизы отмечены притоки газов
УВ состава в породах фундамента и коры выветривания. В этих скважинах
кора выветривания представлена в основном продуктами выветривания гранитов и сирицитовых пород.
О продуктивности фундамента и коры выветривания российской части
южного склона Воронежской антеклизы свидетельствуют месторождения
украинской части южного склона Русской плиты (северный борт ДнепровоДонецкой впадины). В последние годы там открыто 17 нефтяных и газовых
месторождений. Залежи углеводородов располагаются как в коре выветривания, так и в собственно гранитоидном фундаменте, где они приурочены к зонам разуплотнения. Это известные месторождения – Коробчинское, Чернетченское, Хухринское, Нырыжнянское, где из гранитов на глубинах на 50–130 м
ниже поверхности фундамента получены фонтанные притоки нефти.
В изучаемых породах фундамента установлено наличие трещин и микротрещин. По материалам ГИС, отмечается наличие пористых участков с пустотностью до 8 %.
Породы коры выветривания южного склона Воронежской антеклизы не
являются сильнопреобразованными метаморфическими процессами. Это позволяет сделать предположение, что в породах фундамента могут создаваться
условия проникновения флюидов не только по межзерновым каналам, но и
по трещинам.
Формирование залежей УВ в породах коры выветривания и разуплотненном кристаллическом фундаменте (впрочем, как и открытых газовых скоплений в вышележащих осадочных комплексах) в пределах Ростовского выступа происходила и происходит в настоящее время по широко развитой системе дизъюнктивных нарушений.
Описанные выше наблюдения и исследования отвечают закономерностям, установленным В.В. Поспеловым по результатам анализа накопивших74
Геология, поиски и разведка нефти и газа
ся к настоящему времени данных, связанных с особенностями формирования,
поисков и разработки нефтегазовых скоплений [8].
Непосредственно для Ростовской области и Краснодарского края о перспективах нефтегазоносности докембрийского фундамента могут свидетельствовать результаты интерпретации сейсмических материалов, полученных в
ходе работ 2001–2006 гг. в Таганрогском заливе. В волновом поле ниже поверхности фундамента были выделены специфические «аномальные сейсмические тела» (АСТ) в виде вертикальных неоднородностей шириной до 5 км
и менее. АСТ обнаруживают признаки предположительно кольцевых или
овальных структур [3, 9]. По мнению специалистов ГНЦ ФГУГП «Южморгеология», вероятно, они представляют локализованные зоны дезинтегрированной и разуплотненной (трещиноватой) коры с повышенным эндогенным
флюидо-динамическим воздействием (рис. 1).
Сейсморазведка МОВ-ОГТ прекрасно зарекомендовала себя при изучении тектоники горизонтально-слоистых толщ. Однако при исследовании
фундамента, имеющего блоковое строение, результаты этого вида исследований будут иметь фрагментарный характер и отличаться значительной долей
неопределенности при корреляции и стратификации сейсмических горизонтов, а также при истолковании геологической природы аномалий сейсмической записи. Таким образом, при поисках перспективных объектов на УВсырье в фундаменте недостаточно основываться лишь на результатах сейсморазведки. Именно поэтому авторы считают, что объективное заключение о продуктивности пород фундамента может базироваться, помимо сейсморазведки
МОВ-ОГТ, на данных гравиметрической [10] и магнитометрической съемки.
Рис. 1. Аномалия волнового поля,
отобража ющая, вероятно, зону разуплотненной коры
С целью получения дополнительной информации о строении, вещественном составе и истории развития различных участков земной коры в практике геологической интерпретации геофизических полей широко применяется сопоставление гравитационных и магнитных аномалий. В различных геологических условиях гравитационные и магнитные аномалии могут образо75
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
вываться как одним, так и разными объектами. Поэтому подход к совместной
интерпретации и получаемые выводы в каждом случае имеют свою специфику.
Анализ аномалий поля силы тяжести и магнитного поля позволяет предполагать наличие перспективных зон для поисков углеводородов на территории Краснодарского края и Ростовской области. Авторы полагают, что зона
совместно наблюдающихся положительных среднечастотных аномалий силы
тяжести и отрицательных среднечастотных аномалий магнитного поля в акватории Таганрогского залива и на прилегающей суше соответствует выступам гранитоидов, с которыми могут быть связаны зоны разуплотнения в докембрийском фундаменте. По такому сочетанию аномалий полей авторами
было выделено несколько перспективных зон (рис. 2).
Целью исследования стало выделение выступов гранитоидов в связи с
тем, что именно с гранитоидами связаны наиболее известные скопления УВ в
фундаменте. В.В. Поспеловым проанализированы материалы более чем по
100 месторождениям УВ в фундаменте. По его подсчетам, к гранитоидам и
их корам выветривания приурочено около 40 % числа залежей [8]. Если же
учесть объем залежей, то получится, что с гранитоидами связано более 3/4
запасов УВ в фундаменте. В связи с этим можно сделать вывод, что гранитоиды – наиболее вероятная группа пород фундамента, которые могут содержать промышленные скопления УВ. Опыт также показывает, что скопления УВ размещаются в выступах фундамента [15].
В акватории Таганрогского залива и на прилегающей суше выделяются 6
зон в пределах Ростовского выступа, 2 зоны в акватории Таганрогского залива и
2 зоны приурочены к Миусской седловине.
Иногда породы фундамента образуют с перекрывающими их нижнемеловыми осадками единый резервуар, что было установлено на Азовском месторождении газа в районе скважины 254. Следует отметить, что, по данным гравиметрической и магнитометрической съемки, Азовское месторождение приурочено к перспективной зоне. Также к перспективным зонам приурочены Обуховское и Синявское месторождения.
К Миусской седловине, по данным гравиметрической и магнитометрической съемок, приурочены две перспективные зоны. В первой зоне признаки
нефтегазоносности пород фундамента установлены на Федоровской и Платовской площадях [14]. В скважине 814 Платовской площади при испытании
трещиноватых коллекторов докембрия получен приток воды хлоркальциевого типа с минерализацией 42,9 г/дм3 . Генетические гидрогеохимические коэффициенты: rNa/rCI = 0,84; (rCI – rNa)/rMg = 2,45; Br/J = 2,3 указывают на
талассогенный характер пластовых вод и свидетельствуют об условиях, благоприятных для сохранения залежей УВ [12, 13].
В акватории Таганрогского залива, где имеет место продолжение данной
зоны, Шайнуровым Р.В. и Казанцевым Р.А. по данным сейсморазведки МОВ
ОГТ 2Д было зафиксировано аномальное сейсмическое тело в породах фундамента. Как уже было отмечено выше, данные исследователи считают, что
эти аномалии представляют собой локализованные зоны дезинтегрированной
и разуплотненной (трещиноватой) коры, а профили в большинстве случаев
пересекли лишь краевые или периферийные части аномалий.
76
Геология, поиски и разведка нефти и газа
Рис. 2. Схема расположе ния перс пект ивных зон.
Условные обоз наче ния: 1 – с ейс моразведоч ные профили МОВ ОГТ 2Д; 2 – пр едполагае мая зона развит ия рифовых построек девон-каменноугольного возра ст а, выделенн ая Сениным Б.В.; 3 – зоны, выделенные автором по да нным гравиме трич еской и
магнитометрической съемок: а) связанные с высту па ми гр ани тоидов; б) связан ные с
рифовыми постройками палеозойского возра ст а; 4 – скважи ны, вскрывшие докембрийский фундамент в районе ис следова ний; 5 – а номальные се йсмиче ские т ела, выделенные по данным се йсморазведки; 6 – фр агмент се йсморазведочного профиля, на
котором фиксирует ся аномалия типа «яркого пятна» в верхней ча сти фун дамен та,
отобража ющая, вероятно, залежь углеводородов
Непосредственно в акватории выделены две зоны, в пределах одной из
них на сейсмическом разрезе зафиксирована аномалия волнового поля типа
«яркого пятна» в верхней части фундамента, отображающая, вероятно, залежь углеводородов (рис. 3).
Рис. 3. Аномалия волнового поля типа «яркого пятна» в верхней части фу ндамента,
отобража ющая вероятно, залежь углеводородов
(фраг мент глубинного разреза по про филю 38011401)
Как видно из рисунка 2, южнее вышеописанного района выделяется протяженная зона, приуроченная к Азовскому и Каневско-Березанскому валам.
Данная зона отражает рифовые постройки каменноугольного возраста, с которыми связывают перспективы нефтегазоносности в регионе. Наличие отложений данного возраста в Краснодарском крае и Ростовской области под77
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
тверждается бурением. Так, на Ростовском своде карбонатный комплекс был
вскрыт рядом глубоких скважин. Толщина комплекса варьирует от 0 до 300 м
(рис. 4, 5). Значительные толщины (более 400–500 м) развиты локально и,
вероятно, соответствуют органогенным постройкам. Возможно, такой разрез
вскрыла скважина Р-13 Самарская на Целинской локальной структуре
[5, 6, 11]. По мнению Мовшовича Е.В., несмотря на слабую геологогеофизическую изученность карбонатного комплекса Ростовского свода, нет
сомнений, что в нем развиты структурные и рифогенные ловушки.
Рис. 4. Прогнозные мощност и отложений верхнего девон а – карбона восточно й час ти
Азово-Черноморского рег иона (в км) (Сенина Б.В., 2006 г.).
Условные обоз наче ния: 1 – точки опре деле ния мощно ст ей (скважины, обнажения,
прогноз разреза по с ей смически м да нным); 2 – а – изопахиты (км), б – изогипсы;
3 – зоны отсутствия верхнедевон ско-н ижнекаме нноугольных отложен ий
В северо-восточной части Краснодарского края субплатформенные образования нижнего карбона (турне-визе) достоверно установлены в опорной
скважине Песчанокопская-1.
Рис. 5. Схема распрос тра нения нижнека ме ноугольной карбон атной форма ции
на склонах Ростовского свода (Е.В. Мовшович).
Условные обозначения: 1 – тектонические элементы: 1 – Донецкое складчатое сооружение:
1–1 – Донецкий кряж; 1–2 – кряж Карпинского; 2 – Предкавказское складчатое сооружение:
2–1 – Ставропольский свод; 3 – Ростовский свод: 3–1 – Новочеркасская моноклиналь;
3–2 – Целинский выступ; 3–3 – Песчанокопская впадина; 3–4 – Калниболотский выступ;
2 – разломы: 1 – Северо-Манычский; 2 – Восточно-Сальский; 3 – Радыковский;
4 – Западно-Сальский; 5 – Кущевский; 6 – Канеловский; 3 – изогипсы кровли крисиаллического
фундамента (в км); 4 – изопахиты нижнекаменноугольной карбонатной формации (в м)
78
Геология, поиски и разведка нефти и газа
Здесь, на глубине 2516 м, в верхней части домелового комплекса была
вскрыта карбонатно-терригенная толща, сложенная песчаниками с прослоями
углистых сланцев и органогенно-детритовых известняков. Юго-восточнее, на
Привольненской площади, под отложениями нижнего мела в скважинах № 1
и № 2 были обнаружены белые мраморовидные трещиноватые известняки
мощностью более 273 м. При опробовании известняков в скважине № 2 получен приток разгазированной пластовой воды дебитом 302 м3 /сут. Аналогичные известняки и кристаллические доломиты встречены в скважине Новопокровская-3 (инт. 2893–2897 м). Трещинные карбонатные коллекторы палеозоя вскрыты бурением также в Ростовской области (скважина Кавалеровская-6). Через скважину Кавалеровская-6 проходит региональный профиль.
На участке расположения скважины и южнее по профилю достаточно четко
прослеживается наклонная граница, ступенчато погружающаяся к югу (от 2,2 до
2,9 с) и отождествляемая с поверхностью докембрийского фундамента. К северу от скважины, где бурением установлено залегание нижнего мела, непосредственно на древнем субстрате, эта граница «сходится» с подошвой меловых отложений. Сейсмокомплекс, заключенный между подошвой нижнего
мела и предполагаемой поверхностью докембрия, по особенностям волновой
картины интерпретируется как субплатформенный палеозой. В интервале
залегания палеозойских отложений на отдельных участках отмечается рисунок сейсмозаписи, характерный для погребенных органогенных построек.
Структурные построения по кровле палеозойского сейсмокомплекса позволили специалистам ОАО «Краснодарнефтегеофизика» наметить в приграничных
районах Краснодарского края три субпараллельные антиклинальные зоны, осложненные локальными поднятиями. В плане местоположение этих зон в общих
чертах совпадает с положительными гравитационными полями. Предполагается,
что выделенные по редкой сети профилей антиклинальные зоны могут являться
благоприятными участками для поисков объектов структурного (зоны трещиноватости) и структурно-литологического (рифового) типов, связанных с карбонатной формацией палеозоя. О возможности обнаружения подобного рода объектов свидетельствуют данные бурения и сейсморазведки [7].
Рис. 6. Объекты предположительно «биогермного» происхожде ния, выделенные
региональными се йсмиче скими съе мками в Азовском море (1998 г.).
Условные обозначения: А – временной сейсмический разрез; Б – сейсмогеологическая
модель (мат ериалы ПС «Союзморгео», 1998 г.; интерпрет ация Р.А. Казанцева и
Р.В. Шайнурова)
79
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
Рис. 7. Строение пер еходного комплекса в зоне Азовского вала
По региональному профилю 19, отработанному в северо-западной части
Ейского района, во временном интервале 1,9–5,5 с, соответствующему образованиям фундамента, прослежены отражения, отображающие грабенообразную
структуру, осложненную по бортам системой разломов сбросового типа. Можно предположить, что эта структура заполнена архей-раннепротерозойскими
либо палеозойскими образованиями. В центральной части структуры в интервале времени 2,5–3,0 с (3,5–4,5 км) в структуре волновых сейсмических
полей локализован линзовидный объект, близкий по рисунку сейсмической
записи отображению органогенных построек. По данным региональных
сейсмических съемок в Азовском море (1998 г.), во внутренней структуре
переходного комплекса Азовского вала на глубинах 2–5 км обнаружены
крупные, сложнопостроенные, замкнутые объекты (структуры – Палеозойская, Високосная) (рис. 6, 7). Эти объекты условно отнесены к стратиграфическому интервалу среднего – верхнего палеозоя.
80
Геология, поиски и разведка нефти и газа
Рис. 8. Возможные зоны развития рифогенных ловушек УВ в Краснодарском крае
и прилег ающих акваториях (Глумов И.Ф., Сенин Б.В., 2005).
Условные обозначения: 1 – предполага емые зоны ловушек в девон-каменноугольных
(а) и верхнеюрских (б) отложениях; 2 – предполаг аемые биогер мы по данным морской се йс моразведки; 3 – зоны выхода на поверхность ри фоге нных карбонатов девона – карбона (а) и верхней юры (б) в ра йоне Цен трального Кавказ а; 4 – (а) л инии отработа нных профиле й, (б) линии предполага емых профиле й; 5 – пер спективные р айоны исследова ний
В ряде случаев они имеют сейсмические особенности, которые могут
указывать на «биогермное» или «вулканогенно-биогермное» происхождение,
соответствующее их возможной принадлежности к древней окраине континента и (или) островной дуге.
Западно-Предкавказский сегмент этой системы, примерно соответствующий Каневско-Березанскому и Азовскому валам, в предварительных реконструкциях достаточно хорошо локализован и может рассматриваться как
перспективный для поисков нефти и газа. Это заключение поддерживается
исследованиями Глумова И.Ф. и Сенина Б.В. [2] (рис. 8). При этом следует
отметить, что выделяемая авторами по данным гравиметрической и магнитометрической съемок зона совпадает с зоной, выделяемой Б.В. Сениным. Таким образом, на основании имеющихся к настоящему времени геологических
данных, полученных на основе интерпретации сейсмических, гравиметрических и магнитометрических съемок, выявлена протяженная система развития
палеозойских рифовых построек в юго-восточной части акватории Азовского
моря и на прилегающей к нему суше, а также установлены благоприятные
81
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
перспективные нефтегазопоисковые объекты в акватории Таганрогского залива и на прилегающей суше, связанные с кристаллическим фундаментом и
корой выветривания.
Список литературы
1. Будков Г. К. Предварит ельные р езультаты регио нальных р абот в Краснодарском крае в 2007–2008 гг. / Г. К. Будков, А. Ю. Мосякин, В. И. Ефимов // Нефть и газ
юга Рос сии, Черного, Азовского и Касп ий ского море й – 2009 : т ез. докл. конф. – Геленджик : ГНЦ ФГУГП «Южморгеология», 2009. – 64 c.
2. Глумов И. Ф. Геологиче ские пр едпосылки по исков УВ-сырья в глубокозалегающих комплексах Азово-Черноморского бас сейна и прил ега ющих зон Крас нодарского края / И. Ф. Глумов, Б. В. Сенин // Проблемы нефтег азоно снос ти Черного,
Азовского и Кас пийского море й : сб. докл. – Геленджик : ГНЦ ФГУГП « Южморгеология», 2005. – 21 с.
3. Казанцев Р. А. Новые объекты для поисков УВ-сырья на Ейском полуо строве
/ Р. А. Казанцев, Р. В. Шайнуров // Нефть и газ юга Росс ии, Черного, Азовского и
Каспийского морей-2008 : сб. т ез. – Геленджик : ГНЦ ФГУГП «Южморгеология»,
2008. – 109 c.
4. Мельников Е. А. Прогноз и условия нефтег азонос нос ти зон развит ия кор выветривания палеозоя и докембрия (Территория Цен трального и Восточного Предкавказья в пределах Ст авропольского края) : автореф. д ис. ... канд. г.-м. н аук
/ Е. А. Мельников. – Ставрополь, 2006. – 22 с.
5. Мовшович Е. В. К проблеме н ефт егазо нос ност и палеозоя Пр едкавказья
/ Е. В. Мовшович // Состояние минерально-сырьевой базы юг а России и перспек тивы
ее развит ия : мат-лы науч.-практ. конф. – Ростов н/Д., 2009. – 61 с.
6. Мовшович Е. В. Перспект ивы нефтег азонос ност и каменноугольных и триа совых отложений склонов Ростовского высту па / Е. В. Мовшович // Нефть и газ Черного, Азовского и Каспийского мор ей : тез. докл. – Геленджик : ГНЦ ФГУГП «Южморгеология», 2004. – 86 с.
7. Мосякин А. Ю. Карбонатные отложе ния палеозоя – новое напр авление н ефт егазопоисковых работ в северо-вос точной ч аст и Краснод арского края / А. Ю. Мосякин, Г. Б. Бабаринова, Ю. К. Козиенко // Нефть и газ юга Рос сии, Черного, Азовского
и Каспийского море й-2009 : тез. докл. конф. – Геленджик : ГНЦ ФГУГП « Южморгеология», 2009. – 57 с.
8. Поспелов В. В. Кристалл ический фундамент: геолого-гео физич еские методы
изучения коллекторского поте нци ала и нефтег азонос ност и / В. В. Поспелов. – М. –
Ижевск : ЦИЦ «Регулярная и хаотическая дин амик а» , 2005. – 257 с.
9. Савченко В. И. К вопросу о перспективах нефтег азоноснос ти тр анзи тных и
переходных зон России / В. И. Савченко. – Ростов н/Д. : Изд-во ЮНЦ РАН, 2006. –Т.
1: Геология. – 76 с.
10. Семендуев М. М. О роли гравиразведк и пр и изуче нии тектоник и и не фтег азоносности фундамент а Пр едкавказья / М. М. Семендуев // Не фть и газ юг а Росс ии,
Черного, Азовского и Кас пий ского море й-2010 : т ез. докл. конф. – Геленджик : ГНЦ
ФГУГП «Южморгеология», 2010. – 230 с.
11. Сенин Б. В. Нефтегазоносно сть акваторий южных морей и прилег ающих
территорий Росс ии / Б. В. Сенин. – Ростов н/Д. : Изд-во ЮНЦ РАН, 2006. – Т. 1: Геология. – 41 с.
12. Сианисян Э. С. Фундамен т и кора выветриван ия – новый этаж не фтег азоносности юга Рус ской плиты / Э. С. Сианисян // Дегаз ац ия Земли: г еодинамика, геофлюиды, не фть, газ и их параг енезы : мат -лы Всерос. кон ф. – М. : ГЕОС, 2008. –
С. 446–448.
13. Сианисян Э. С. Современно е сос тояние и п ерс пект ивы развития ресурс ной
базы углеводородной сост авляющей ТЭК Южного федерального округ а / Э. С. Сианисян, Ю. В. Распопов, Г. К. Будков, В. М. Андреев // Геология нефти и газа. – 2009. –
№ 4. – С. 2–9.
82
Геология, поиски и разведка нефти и газа
14. Хацкель М. Л. Новые перс пект ивы развит ия нефт егазопоисковых р абот в
Ростовской обла сти / М. Л. Хацкель, А. А. Турченко // Нефть и газ юга России, Черного, Азовского и Кас пийского море й-2008 : сб. т ез. – Геленджик : ГНЦ ФГУГП
«Южморгеология», 2010. – 47 с.
15. Шнип О. А. Геологические критер ии оце нки перспектив пород фу нда мента
на не фть и газ / О. А. Шнип // Геология нефти и газа. – 2000. – № 5. – 21 с.
16. Шнип О. А. Методика поисков скопл ений нефт и и газ а в породах фундамента / О. А. Шнип // Геология нефти и газ а. – 2005. – № 5. – 22 с.
17. Шуст ер В. Л. Нефте газоноснос ть крист алличе ского фун дамент а / В. Л. Шустер // Геология нефти и газа. – 1997. – № 8. – 17 с.
References
1. Budkov G. K. Predvaritel'nye rezul'taty regional'nyh rabot v Krasnodar-skom krae v
2007–2008 gg. / G. K. Budkov, A. Ju. Mosjakin, V. I. Efimov // Neft' i gaz juga Rossii,
Chernogo, Azovskogo i Kaspijskogo morej – 2009 : tez. dokl. konf. – Gel endzhik : GNC
FGUGP "Juzhmorgeologija", 2009. – 64 c.
2. Glumov I. F. Geologicheskie predposylki poiskov UV-syr'ja v glubokozalegajuwih
kompleksah Azovo-Chernomorskogo bassejna i prilegajuwih zon Krasnodarskogo kraja
/ I. F. Glumov, B. V. Senin // Problemy neftegazonosnosti Chernogo, Azovskogo i
Kaspijskogo morej : sb. dokl. – Gelendzhik : GNC FGUGP "Juzhmorgeologija", 2005. – 21 s.
3. Kazancev R. A. Novye obekty dlja poiskov UV-syr'ja na Ejskom poluostrove
/ R. A. Kazancev, R. V. Shajnurov // Neft' i gaz juga Rossii, Chernogo, Azovskogo i
Kaspijskogo morej-2008 : sb. tez. – Gelendzhik : GNC FGUGP "Juzhmorgeologija", 2008. – 109 c.
4. Mel'nikov E. A. Prognoz i uslovija neftegazonosnosti zon razvitija kor vyvetrivanija paleozoja i dokembrija (Territorija Central'nogo i Vostochnogo Predk avkaz'ja v
predelah Stavropol'skogo kraja) : avtoref. dis. ... kand. g.-m. nauk / E. A. Mel'nikov. – Stavropol', 2006. – 22 s.
5. Movshovich E. V. K probleme neftegazonosnosti paleozoja Predkavk az'ja
/ E. V. Movshovich // Sostojanie mineral'no-syr'evoj bazy juga Rossii i perspektivy ee razvitija : mat-ly nauch.-prakt. konf. – Rostov n/D., 2009. – 61 s.
6. Movshovich E. V. Perspektivy neftegazonosnosti kam ennougol'nyh i triasovyh otlozhenij sklonov Rostovskogo vystupa / E. V. Movshovich // Neft' i gaz Chernogo,
Azovskogo i Kaspijskogo morej : tez. dokl. – Gelendzhik : GNC FGUGP "Juzhmorgeologija", 2004. – 86 s.
7. Mosjakin A. Ju. Karbonatnye otlozhenija paleozoja – novoe napravlenie neft egazopoiskovyh rabot v severo-vostochnoj chasti Krasnodarskogo kraja / A. Ju. Mosjakin,
G. B. Babarinova, Ju. K. Kozienko // Neft' i gaz juga Rossii, Chernogo, Azovskogo i Kaspijskogo morej-2009 : tez. dokl. konf. – Gelend zhik : GNC FGUGP "Ju zhmorgeologija",
2009. – 57 s.
8. Pospelov V. V. Kristallicheskij fundament: geologo-geo fi zicheski e metody
izuchenija kollektorskogo potencial a i neft egazonosnosti / V. V. Pospelov. – M. – Izhevsk :
CIC "Reguljarnaja i haoticheskaja dinamika", 2005. – 257 s.
9. Savchenko V. I. K voprosu o perspektivah neftegazonosnosti tranzitnyh i perehodnyh zon Rossii / V. I. Savchenko. – Rostov n/D. : Izd-vo JuNC RAN, 2006. –T. 1: Geologija. – 76 s.
10. Semenduev M. M. O roli gravirazvedki pri izuchenii tektoniki i neftegazonosnosti
fundamenta Predkavkaz'ja / M. M. Semenduev // Neft' i gaz juga Rossii, Chernogo,
Azovskogo i Kaspijskogo morej-2010 : tez. dokl. konf. – Gelendzhik : GNC FGUGP
"Juzhmorgeologija", 2010. – 230 s.
11. Senin B. V. Neftegazonosnost' akvatorij juzhnyh morej i prilegajuwih territorij
Rossii / B. V. Senin. – Rostov n/D. : Izd-vo JuNC RAN, 2006. – T. 1: Geologija. – 41 s.
12. Sianisjan Je. S. Fundament i kora vyv etrivanija – novyj jetazh neftegazonosnosti
juga Russkoj plity / Je. S. Sianisjan // Degazacija Zemli: geodinamika, geofljuidy, neft', gaz
i ih paragenezy : mat-ly Vseros. konf. – M. : GEOS, 2008. – S. 446–448.
83
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
13. Sianisjan Je. S. Sovremennoe sostojanie i perspektivy razvitija resursnoj bazy
uglevodorodnoj sostavljajuwej TJeK Juzhnogo federal'nogo okruga / Je. S. Sianisjan,
Ju. V. Raspopov, G. K. Budkov, V. M. Andreev // Geologija nefti i gaza. – 2009. – № 4. – S. 2–9.
14. Hackel' M. L. Novye perspektivy razvitija neftegazopoiskovyh rabot v Rostovskoj
oblasti / M. L. Hackel', A. A. Turchenko // Neft' i gaz juga Rossii, Chernogo, Azovskogo i
Kaspijskogo morej-2008 : sb. tez. – Gelendzhik : GNC FGUGP "Juzhmorgeologija", 2010. – 47 s.
15. Shnip O. A. Geologicheskie kriterii ocenki perspektiv porod fund amenta na neft' i
gaz / O. A. Shnip // Geologija nefti i gaza. – 2000. – № 5. – 21 s.
16. Shnip O. A. Metodika poiskov skoplenij nefti i gaza v porodah fundamenta
/ O. A. Shnip // Geologija nefti i gaza. – 2005. – № 5. – 22 s.
17. Shuster V. L. Neft egazonosnost' kristallicheskogo fundament a / V. L. Shuster
// Geologija nefti i gaza. – 1997. – № 8. – 17 s.
ПРОГНОЗ КОЛЛЕКТОРОВ И НЕФТЕНОСНОСТИ ПАЛЕОЗОЙСКИХ
ОТЛОЖЕНИЙ СЕВЕРНОЙ ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Серебряков Алексей Олегович, доктор геолого-минералогических наук,
профессор, заведующий кафедрой, Астраханский государственный
университет, 414000, Россия, г. Астрахань, пл. Шаумяна, 1, e-mail:
[email protected]
Серебрякова
Оксана
Андреевна,
ассистент,
Астраханский
государственный университет, 414000, Россия, г. Астрахань, пл. Шаумяна, 1,
e-mail: [email protected]
Серебряков Андрей Олегович, старший преподаватель, Астраханский
государственный университет, 414000, Россия, г. Астрахань, пл. Шаумяна, 1,
e-mail: [email protected]
Исследованы коллекторские свойства и нефтеносности аналогов палеозойских отложений Каспийского моря, развитых на месторождениях в северной акватории и на прибрежной суше. Спрогнозированы величины дебитов нефти, пористость пород и их нефтенасыщенность, объемные толщины коллекторов в палеозойских породах.
Ключевые слова: коллектор, нефтеносность, палеозой, Каспийское море, порода.
FO RECAST O F CO LLECTO RS AND O IL PALEO ZO IC DEPOSITS O F
NORTH ERN CASPIAN
Serebryakov Аlexei О., D.Sc. in Geology and Minerology, Professor, Head of
Department, Astrakhan State University, 1 Shaumjan sq., Astrakhan, 414000, Russia, e-mail: [email protected]
Serebryakovа Oksana А., Assistant, Astrakhan State University, 1 Shaumjan
sq., Astrakhan, 414000, Russia, e-mail: [email protected]
Serebryakov Andrei O., Senior Lecturer, Astrakhan State University,
1 Shaumjan sq., Astrakhan, 414000, Russia, e-mail: [email protected]
Investigated the reservoir properties and oil-bearing analogs of Paleozoic
sediments of the Caspian Sea, to develop the fields in the northern coastal waters
and on land. Predict values of flow rates of oil, porosity and oil saturation of
rocks, three-dimensional thickness of the reservoirs in Paleozoic rocks.
Key words: collector, oil content, Paleozoic, the Caspian Sea, the breed.
84
Геология, поиски и разведка нефти и газа
Добыча нефти на Каспийском море осуществляется с начала XX в. в Бакинской акватории. На северной акватории Каспия добыча нефти осуществляется с начала XXI в. Основным объектом добычи на юге и севере Каспия
являются месторождения неогеновых и мезозойских отложений, которые детально разведаны геофизическими и буровыми работами. Это позволяет относить открытые и еще не выявленные месторождения в неогене и мезозое к
традиционным объектам добычи углеводородного сырья. Однако наиболее
перспективными комплексами пород для добычи из них нефти, газа и конденсата являются палеозойские отложения, к которым имеется доступ для
современной техники в северной акватории, где отложения палеозоя находятся на глубинах 5–5,5 км. Успешное открытие в палеозое северной акватории нефтяных гигантов Кашаган и в береговой зоне – Тенгиз – резко расширяет перспективы палеозоя на всей северной акватории.
Ниже приведен аналоговый прогноз коллекторских свойств и нефтеносности палеозоя в северном Каспии, в особенности в морской части Прикаспийского нефтегазоносного района, который является наиболее перспективным нефтеносным бассейном на Евроазиатской территории. Основная часть
запасов, разведанных во впадине, приурочена к подсолевой части палеозойского разреза по периферии бассейна. Здесь выявлены гигантские нефтяные,
газовые и конденсатные месторождения, которые приурочены к подсолевой
толще. К ним относятся Карачаганк и Оренбурское месторождения на севере,
Кенкияк и Жнажол на юго-востоке, Астраханское месторождение на западе.
На юго-востоке открыто месторождение Кашаган, расположенное непосредственно на северо-восточном шельфе Каспийского моря и являющееся частью огромного кольцеобразного комплекса карбонатных построек диаметром 500 км, в который входит Тенгиз и Королевское месторождения, месторождения Каратон, Тажигали и Пустынное.
Прикаспийская впадина, на которой расположены гигантские месторождения, обладает следующими характеристиками. Растительность бедная, солончаковая, характерная для полупустынь; распространены кустарники высотой от 0,5 м,
верблюжья колючка и полынь, местами ратсет камыш. Климат резко континентальный: с холодной зимой (до -30 ºС) и жарким летом (до +45 ºС). Снеговой покров обычно ложится в середине ноября и сохраняется до конца марта. Глубина
промерзания почвы – до 1,5–2 м. Основное количество осадков выпадает в весенний и осенний периоды, среднегодовое количество их нередко превышает 200 мм.
Характерны сильные ветры: зимой преимущественно восточного и северовосточного направления, летом – западного и северо-западного. Зимой нередки
снежные бураны, летом – суховеи и песчаные бури.
Нефть Тенгизского месторождения поступает на газоперерабатывающий
завод, который на 5-ти технологических линиях обеспечивает добычу и переработку нефти от 12,7 млн т до 13,1 млн т в год. Производство товарной нефти и переработка газа обеспечивается комплексными технологическими линиями. Предусматривается дальнейшее расширение завода и увеличение добычи нефти до 30 млн т.
Промышленная нефтеносность палеозойских отложений установлена на
месторождениях Тенгиз и Кашаган, при опробовании скважины Т-1 в
4054–4095 м получен приток нефти дебитом 100 м3 /сут. Кашаган-Тенгизское
гиганское месторождение представляет собой карбонатную платформу, состоящую из карбонатных массивов ранне-среднекаменноульного возраста,
85
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
расположенных на общем девонском карбонатном основании. В стратиграфическом плане вскрытый разрез осадочной толщи представлен отложениями от верхнедевонских до четвертичных образований. В тектоническом плане месторождение расположено в южной части Прикаспийской нефтегеологической провинции и приурочено к Тенгиз-Кашаганской сейсмогеологической области. Зарождение Тенгиз-Кашаганской платформы генетически связано с тектоническими процессами позднефранско-ранневизейского времени,
которые
сопровождались
устойчивым
прогибанием
эйфельскораннефранского внешнего шельфа Восточно-Европейской платформы. Окончательно современный облик Тенгиз-Кашаганская платформа приобрела в
раннепермское время, когда она была перекрыта аргиллитами и мощной
толщей солей, ставшими надеждыми флюидоупорами.
В составе подсолевых карбонатных массивов выделяются три основные
части: платформенная, бортовая и крыльевая (склон). Коллектор разделен на
три стратиграфические единицы – объекты I, II, III. Объект I включает отложения башкирско-серпуховско-окского возраста. На склонах карбонатного
массива нижневизейско-турнейский комплекс пород выделен в объект II.
Объект III составляют девонские отложения. В целом все три объекта образуют единую гидродинамическую систему, чему способствует наличие обширных трещиноватых зон в рифовых и биогермных постройках, окаймляющих платформу и непосредственно контактирующих с коллекторами I и II
объектов. Об этом свидетельствует единый характер падения пластового давления в процессе разработки залежи в разных ее частях: на платформе, на
борту и на склонах, где нефть добывается из девонских отложений.
I объект является наиболее изученным. Породы башкирского яруса обладают повышенной пористостью. Практически по всему разрезу отмечается
наличие межзерновой и внутризерновой пористости, реже следовой, в верхней части разреза поровое пространство увеличено за счет процессов выщелачивания. Продуктивность I объекта в различных структурно-фациальных
зонах месторождения обеспечивается получением промышленных притоков
из башкирских, серпуховских и окских отложений.
Башкирские отложения характеризуются дебитами нефти из скважин,
расположенных в платформенной части, которые варьировали от 111 м3 /сут.
через 15,2 мм штуцер до 482 м3 /сут. через 10 мм штуцер, в бортовой части от
483 м3 /сут. через 8 мм до 2971 м3 /сут. через 22,2 мм штуцер. Необходимо отметить, что после проведения СКО дебиты нефти значительно увеличились.
Так, в скважинах, расположенных на платформе, дебит нефти составил
878 м3 /сут.; в скважинах, расположенных в бортовой части, дебит увеличился
до 1840 м3 /сут.
Серпуховские отложения характеризуются дебитами скважин, расположенных в бортовых частях и на склоне, которые изменялись от 408 м3 /сут. до
483 м3 /сут. При пробной эксплуатации скважин, расположенных в зоне развития рифовых и биогермных построек, дебиты нефти из серпуховской части
разреза составляли от 548 м3 /сут. через штуцер 32 мм до 2872 м3 /сут. через
30 мм штуцер.
Окские отложения характеризуются дебитами, которые изменялись от
381 м3 /сут. до 507,5 м3 /сут. через 8 мм штуцер. В скважинах, находящихся в
склоновых частях, дебиты нефти составили от 351 м3 /сут. до 441 м3 /сут. через
8 мм штуцер.
86
Геология, поиски и разведка нефти и газа
Стратиграфическим разделом I и II объекта является пачка переслаивающихся туфоаргиллитов и карбонатно-глинистых отложений, называемая
«вулканик», залегающая в кровле тульского горизонта. Эта пачка четко прослеживается и имеет толщину 40–50 м. Ниже «вулканика» залегают отложения нижнекаменноугольного (турнейско-ранневизийского) возраста, объединенные во II объект разработки.
II объект включает отложения турнейского яруса толщиной 200–250 м,
которые характеризуются относительно однообразным составом. Коллектор
представлен биолитокластовыми породами с прослоями микросгустковых и
водорослевых известняков, литокластовыми грейнстоунами, литобиокластовыми
и пеллоидными пакстоунами, реже вакстоунами с прослоями комковатосгустковых известняков. В верхах разреза породы часто перекристаллизованы и
доломитизированы, участками сильно окремнены. Породы слабопроницаемы.
Структурная карта поверхности II нефтегеологического объекта подобна
первому объекту. По оконтуривающей изогипсе минус 5300 м, размеры составляют 24*21км. Плоский свод имеет отметку минус 4600 м, а в северной и
западной части отмечены отдельные поднятия с глубинами залегания нижневизейских отложений 4500–4400 м. Максимальная амплитуда составляет 900 м.
На отметках 5200–5300 м залегают преимущественно глинистые сейсмофации подножия, которые являются разделом между II и III объектами.
Продуктивность объекта установлена по данным скважин. Максимальные
дебиты нефти получены в скважинах, расположенных в присклоновых частях,
от 1805 м3 /сут. до 676 м3 /сут. В то же время в скважинах, расположенных в
аналогичных зонах, дебиты нефти, полученные на разведочном этапе при опробовании, составляют от 46 м3 /сут. до 379 м3 /сут.
III объект в стратиграфическом плане относится к позднефранкофаменским отложениям верхнего девона. Породы представлены мелкозернистыми доломитизированными известняками, пелоидными и биокластовыми
вакстоунами и пакстоунами с рассеяными брекчированными водорослевыми
известняками. Поднятие по III объекту оконтуривается изогипсой минус 5450 м и
имеет форму почти правильной окружности с вырезанным северо-западным
сектором и максимальную амплитуду 400–500 м. Разрезы составляют 20*13 км.
Толщины III объекта при нижней границе, оконтуривающей изогипсой максимально
возможному
положению
ВНК,
на
отметке
минус
5450 м до 450–500 м.
Продуктивность отложений девона доказана скважиной Т-10, в которой
из интервала 5381–5413 м получен приток нефти дебитом 496 м3 /сут. через
8 мм штуцер. Скважина находится в эксплуатации с устойчивым дебитом
1500 м3 /сут. Самой нижней отметкой получения нефти является отметка минус 5428,9 м (подошва опробования). Материалы длительной эксплуатации с
высоким суточным дебитом свидетельствуют о том, что нефть может залегать намного ниже этой отметки. При испытании скважины Т-6846 открытым
стволом нижняя отметка получения нефти – минус 5461,8 м (по данным
PLT). В скважине Т-47 при опробовании интервала (-5378–5459 м) получено
99 % воды. В скважине Т-6337 при отборе проб вода получена с отметки минус 5400 м. Таким образом, промысловые исследования подтверждают, что
водо-нефтяной контакт приурочен к девонской части палеозойского разреза.
Принимая во внимание материалы опробования, нижняя граница нефтенасыщения находится на отметке минус 5450 м.
87
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
Палеозойский карбонатный комплекс пород, представленный преимущественно неглинистыми известняками с прослоями тонких рассеянных туфогенных аргиллитов и незначительными слоями доломитов, характеризуется
сложной структурой порового пространства, что обусловлено первичными условиями осадконакопления, диагенетическими и эпигенетическими процессами. Большое влияние на формирование пористости оказали прцессы выщелачивания, перекристаллизации и образования трещин. С другой стороны, заполнение пор битумом, вторичным кальцитом, доломитом, окремление приводили
к ухудшению емкостных свойств.
Результаты исследования керна подтверждаются с учетом того, что пористость пород изменяется от 0,1 до 24 %. Проницаемость по керну изменяется от
0,001 мд до 800 мд. Попутное пространство пород-коллекторов довольно сложное
и слагается из первичной межзерновой пористости, вторичных пор, каверн и трещин. В палеозойских отложениях выделяются три типа коллекторов:
• поровый;
• трещинно-каверно-поровый, каверно-поровый;
• трещинный.
Поровые, каверно-поровые и трещинно-каверно-поровые коллектора развиты в пределах платформы, включая бортовые части, а также на отдельных
участках склона. Широкое развитие на склоне (микробиальные бандстоуновые
постройки) получили трещинные коллектора.
Наибольшая пористость пород отмечается в башкирских и окских отложениях I объекта в сводовых и присводовых частях массива. При этом пористость отдельных интервалов разреза достигает 25 %. В окских отложениях, при
сохранении тенденции распространения наибольших значений пористости в
сводовой и присводовой частях, средняя пористость составляет 13 %. С глубиной, а также к краям платформы и наибольшей части склона происходит
уменьшение пористости пород.
Породы праиктически лишены терригенных и других примесей, содержание нерастворимого остатка в основном не превышает 5–6 % и составляет около 5 %. Нерастворимый остаток представлен преимущественно твердым битумом, что является своеобразной особенностью палеозойских отложений.
Рис. 1. Сравнение значен ий Кво керн – Кво каротаж
(по мат ериалам "Core Laboratories")
88
Геология, поиски и разведка нефти и газа
Коэффициент открытой пористости определяется с поправкой на битуминозность пород:
Кп керн + 0,53*Vбит.,
где 0,53 – средняя величина увеличения пористости на 1% битума.
Остаточная водонасыщенность палеозойских отложений, связанная с положением пласта относительно уровня свободной воды (ВНК), характеризуется уравнением вида:
Ков = 10 (ax+b),
где х – пористость, a и b зависят от высоты над уровнем свободной воды (ВНК).
На рисунке 1 показаны результаты определения Ков по керну и каротажу. Коэффициент нефтенасыщенности определялся с использованием зависимости коэффициента водонасыщенности от коэффициента открытой пористости.
Нефтенасыщенность толщины, пористость, нефтенасыщенность и
удельные объемы палеозойских отложений по выделенным фациальным зонам приведены в таблице.
Таблица
Нефтенасыщенные толщины, средневзвешенные пористость,
нефтенасыщенность и удельный объем нефтенасыщенных пород
палеозойских отложений
Глубина
пород, м
h объекта,
м
I объект
Башкирский ярус
Платформа
4015–4035
19,2
4035–4120
85,4
4055–4130
71,9
4065–4155
92,0
Баундстоун
4670–4850
181,7
5005–5200
196,0
Склон
5150–5160
5,9
5410–5435
24,2
Серпуховский ярус
Платформа
4122–4181
58,8
4129–4245
117,9
4155–4265
105,6
4240–4355
115,2
4265–4365
100,7
Баундстоун
4935–4960
22,4
4995–5250
253,9
5200–5375
175,6
Склон
5159–5210
51,1
5435–5580
146,9
Прогноз палеозойских отложени й
Толщина
h коллектора, Кп Кнг h*Кп h*Кп*Кнг
коллектора, м
м
4015–4035
4035–4120
4055–4130
4065–4160
18
85
71
92
4670–4845
5005–5200
0,154
6,498
2,113
7,488
0,104
5,936
1,609
6,873
175
190
0,045 0,831 7,923
0,047 0,891 8,990
6,587
8,012
5155–5160
5410–5435
6
24
0,017 0,292 0,103
0,050 0,510 1,200
0,030
0,612
4120–4180
4130–4160
4157–4263
4240–4355
4265–4365
60
30
105
115
100
0,098
0,029
0,067
0,039
0,053
5,785
0,878
7,128
4,469
5,316
5,384
0,651
6,399
3,593
4,516
4935–4960
4995–5250
5200–5375
20
245
175
0,023 0,571 0,493
0,038 0,703 9,200
0,022 0,785 3,813
0,281
6,464
2,995
5160–5210
5433–5580
50
150
0,027 0,580 1,392
0,028 0,001 4,141
0,807
0,003
89
0,008
0,077
0,030
0,082
0,677
0,911
0,762
0,918
0,931
0,742
0,897
0,804
0,850
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
Окский надгоризонт
Платформа
4180–4490
309,1
4263–4496
233,5
4305–4500
193,5
4283–4515
232,3
4365–4610
243,9
Баундстоун
4935–4995
55,9
4596–4620
5133–5235
Склон
5210–5290
73,2
5580–5595
14,3
II объект
Платформа
4590–4625
36,7
5285–5385
100,5
4570–5250
681,5
5235–5406
172,3
Склон
4995–5000
8
4515–4635
118
4850–5180
353
5235–5280
44
III объект
Платформа
5200–5260
59
5250–5510
257
5145–5445
283
5135–5700
565
Склон
5385–5415
29
5405–6020
615
5280–5330
50
4181–4483
4263–4495
4305–4500
4280–4515
4365–4610
300
235
195
235
245
0,076
0,079
0,054
0,097
0,060
0,905
0,900
0,859
0,924
0,865
23,027
18,433
10,360
22,608
16,474
20,851
16,770
8,900
20,886
14,244
4935–4995
55
0,055 0,825
3,04
2,507
5210–5285
5580–5595
75
15
0,021 0,481 1,558
0,046 0,000 0,662
0,749
0,000
4585–4690
5285–5385
4570–5255
5235–5410
30
100
675
175
0,016
0,004
0,021
0,02
0,289
0,743
0,667
0,333
0,486
0,436
14,392
3,464
0,140
0,324
9,595
1,152
4995–5000
4515–4635
4830–5185
5235–5280
8
118
353,6
18,4
0,066
0,019
0,083
0,038
0,86
0,575
0,846
0,69
0,53
2,200
29,503
0,691
0,455
1,275
24,953
0,472
5200–5255
5250–5510
5165–5445
5135–5450
54,6
193,0
282,5
314,4
0,030
0,012
0,022
0,015
0,559
0,218
0,369
0,247
1,625
2,364
6,229
4,616
0,908
0,519
2,299
1,142
5285–5415
5405–5450
5280–5330
29,3
44
26,4
0,06 0,842 0,763
0,038 0,409 1,688
0,046 0,673 2,319
0,629
0,691
1,560
Прогноз физико-химических свойств нефти и газа палеозойских отложений северной акватории Каспийского моря осуществлен на основе термобарических и геохимических исследований. С увеличением глубины залегания
повышаются давление и температура. При повышении давления увеличиваются плотность и вязкость пластовой нефти, по высоте залежи остаются
практически постоянными. На отметке -4300 м плотность пластовой нефти
равна 620,6 кг/м3 , а вязкость – 0,232 мПа*с, на отметке -5300 м соответственно
617,6 кг/м3 и 0,2296 мПа*с. Следовательно, незначительно отличаются по высоте залежи, объемный коэффициент и многие другие параметры, зависящие
от пластового давления.
По результатам исследований плотность палеозойских пластовых нефтей
прогнозируется в пределах 600–620 кг/м3 , давление насыщения нефти газом
при пластовой температуре равно 25–30 Мпа, газосодеражние при разгазировании пластовой нефти 570–600 м3 /т, динамическая вязкость пластовой нефти
0,2 мПа*с.
90
Геология, поиски и разведка нефти и газа
Рис. 2. Прогноз газосодержа ния в пластовых условиях
После дифференциального разгазирования плотность палеозойских нефтей составит 780–800 кг/м3 , газосодержание – 500–550 м3 /т, объемный коэффициент – 1,9–2, динамическая вязкость разгазированной нефти – 2,1 мПа*с.
По товарной характеристике палеозойские нефти сернистые (содержание
серы 0,9–1 %), малосмолистые (около 1 %), парафиновые (3–5 %). Объемный
выход светлых фракций при разгонке до 300 °С до 70 %.
Рис. 3. Прогноз объемного коэффициента и вязкости газа в плас товых условиях
мес торождения Тенгиз
91
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
Мольное содержание компонентов в смеси газов, выделившихся из нефтей
при дифференциации разгазирования, составит: азота – 1,5–3 %, метана
55–60 %, этана – 10–59 %, пропана – до 5 %, высших углеводородов (пропан +
высшие до 10 %), гелия – 0,02 %. Относительная плотность газа по воздуху
0,8–0,9 %.
Гидрогеологические исследования палеозойской водоносной системы
смежных регионов подтверждают (Зорькин, 1980; Ильченко, 2003; Серебряков,
2010 и др.), что палеозойские воды близки по физическим свойствам гидрохимическому составу и седиментационной природе с участием в формировании
глубинных вод различного генезиса. Они характеризуются плотностью
1030–1050 кг/м3 и минерализацией 35–50 г/л. Общая жесткость варьирует от
70 до 170 мг/экв/л, рН среды нейтральная (до 6,9), генетический тип вод по
классификации В.А. Сулина хлоркальциевый, с преобладанием в составе води
ионов хлора (49,5 %) и ионов натрия (49,0 %), воды сильно метаморфизованы и
практически бессульфатны, что характерно для вод подсолевого комплекса.
Рис. 4. Прогноз вязкости и объемного коэффициент а газа в плас товых условиях
Глубинное происхождение вод подтверждается присутствием в их составе
лития (до 14 мг/л), который, наряду с цезием, является индикатором вод. Из микрокомпонентов присутствуют бор, бром, йод, аммоний и стронций, но содержание
их в водах незначительное. Возможно присутствие сероводорода, содержание которого составил 1,5–2 г/л. Коэффициент сжимаемости пластовых вод составил
4–10 -5. Коэффициент динамической вязкости вод при пластовой температуре более 100 °С – 0,28–0,30 мПа*с. Воды таких систем агрессивны по отношению к бетону и цементу и будут обладать высокой коррозионной активностью к стали и
металлам (медь, цинк, железо).
Список литературы
1. Серебряков А. О. Геоэкология поисков, добычи и пер еработки нефт и в морских акваториях : моногр афия / А. О. Сер ебряков. – LAP LAMBERT Academic Publishing, 2011. – 444 с.
2. Серебряков А. О. Морская инженерная геология : монография / А. О. Серебряков. –
Астрахань : Изд. дом «Астраханский университет», 2008. – 314 с.
92
Геология, поиски и разведка нефти и газа
3. Серебряков А. О. Рациональное природопользовани е ре сурс ами ме сторождений не фти и газ а : моногра фия / А. О. Серебряков, В. С. Мерчева. – LAP LAMBERT Academic Publishing, 2012. – 492 с.
4. Серебряков А. О. Экология и парагенез кислых газов, нефти и воды солеродных регионов : монография / А. О. Серебряков. – LAP LAMBERT Academic Publishing, 2012. – 505 с.
References
1. Serebrjakov A. O. Geojekologija poiskov, dobychi i pererabotki nefti v morskih
akvatorijah : monografija / A. O. Serebrjakov. – LAP LAMBERT Academic Publishing,
2011. – 444 s.
2. Serebrjakov A. O. Morskaja inzhenern aja geologija : monografija / A. O. Serebrjakov. – Astrahan' : Izd. dom "Astrahanskij universitet", 2008. – 314 s.
3. Serebrjakov A. O. Racional'noe prirodopol'zovanie resursami mestorozhdenij nefti
i gaza : monografija / A. O. Serebrjakov, V. S. Mercheva. – LAP LAMBERT Academic
Publishing, 2012. – 492 s.
4. Serebrjakov A. O. Jekologija i paragenez kislyh gazov, nefti i vody solerodnyh regionov : monografija / A. O. Serebrjakov. – LAP LAMBERT Academic Publishing, 2012. – 505 s.
93
ГЕОЭКОЛОГИЯ
ГЕОЭКОЛОГИЯ И ГЕОХИМИЯ ГЕНЕРАЦИИ УГЛЕВОДОРОДОВ
В КАСПИЙСКОМ МОРЕ
Серебряков Алексей Олегович, доктор геолого-минералогических наук,
профессор, заведующий кафедрой, Астраханский государственный
университет, 414000, Россия, г. Астрахань, пл. Шаумяна, 1, e-mail:
[email protected]
Серебрякова
Оксана
Андреевна,
ассистент,
Астраханский
государственный университет, 414000, Россия, г. Астрахань, пл. Шаумяна, 1,
e-mail: [email protected]
Серебрякова Валентина Ивановна, старший преподаватель,
Астраханский строительный институт, 414000, Россия, г. Астрахань,
ул. Татищева, 58, e-mail:
В работе впервые иссл едованы свойс тва и геохимический сос тав н ефтей и газов новых ме сторождений Рос сийского сектора Каспийского моря, а также распредел ение и степень преобразования рассеянного ОВ в породах Каспийского моря.
Ключевые слова: геология, нефть, газ, потенциал, генерация, геохимия.
GEO ECO LO GY AND GEOCHEMISTRY O F HYDROCARBO N
GENERATIO N IN THE CASPIAN SEA
Serebryakov Аlexei О., D.Sc. in Geology and Minerology, Professor, Head of
Department, Astrakhan State University, 1 Shaumjan sq., Astrakhan, 414000, Russia, e-mail: [email protected]
Serebryakovа Oksana А., Assistant, Astrakhan State University, 1 Shaumjan
sq., Astrakhan, 414000, Russia, e-mail: [email protected]
Serebryakova Valentina I., Senior Lecturer, Astrakhan Сonstruction Institute,
58 Tatischev st., Astrakhan, 414000, Russia, e-mail: [email protected]
We first investigated the properties and geochemical composition of oils and gases of
new deposits of the Russian sector of the Caspian Sea, as well as the distribution and extent
of the transformation of OM in the scattered rocks of the Caspian Sea.
Key words: geology, oil and gas potential, generation, geochemistry.
Геоэкология разведки, разработки и переработки нефти, газа и попутных
вод представляет новое направление в науке о Земле, позволяющее изучать в
совокупности свойства природных флюидов и их химический состав для прогнозирования конечной цели освоения нефтегазового сырья – направлений
переработки и оценки товарных свойств выпускаемой продукции, основы
которых закладываются на стадиях разведки и добычи. Выполненные исследования совместно с новыми материалами по геологии, геохимии углеводородов (УВ) и их переработки сырья месторождений, разведанных в последние годы и введенных в разработку, позволяют обосновать, что осадочные
отложения впадины Каспийского моря являются основными нефтегазоматеринскими для региона, окаймляющего Каспийское море. Мощности осадочных отложений в Каспийской впадине превышают мощности осадков в Прикаспийской впадине и в смежных регионах. Геотемпературный режим Каспия
является более жестким. Нефти и газоконденсаты имеют сходное распреде94
Геоэкология
ление углеводородных групп по температурным фракциям, что может свидетельствовать о генетическом единстве углеводородов региона.
Прогнозирование нефтегазоносности с генетической точки зрения на основе степени преобразования ОВ и закономерности распределения залежей
УВ по лотерали региона и геологическому разрезу, геоэкологические исследования баланса рассеянного ОВ горных пород с учетом геотермических и
геохимических факторов подтверждают, что основными продуцирующими
отложениями в регионе являются палеозойские и более глубокие отложения.
Нефти и газы в мезозойских залежах имеют стадии катагенного преобразования на порядок выше, чем ОВ аналогичных вмещающих пород. Стадии преобразования УВ мезозоя соответствуют стадиям преобразования ОВ палеозойских отложений. Наличие промышленного месторождения нефти в гранитах Восточного Прикаспия (Оймаш) подтверждает необходимость изучения
новых типов перспективных резервуаров и месторождений в регионе.
Северный шельф Каспийского моря становится основной нефтегазодобывающей областью, при этом в настоящее время разведка байосских и триасовых отложений приобретает первостепенное значение для развития ТЭК. В
палеозойских отложениях прогнозируются нефтяные и газоконденсатные
беcсероводородные залежи.
Изучение состава и свойств нефтей, газов и попутных вод позволяет прогнозировать номенклатуру и количество товарной продукции, которую возможно получать при добыче и переработке углеводородов Каспийского региона. Установление объемов выхода индивидуальных углеводородных компонентов и их фракций, различающихся по своим промышленным свойствам
(газообразных, легких, бензиновых и керосиновых фракций, тяжелых фракций остатков и др.), предопределяют не только технологии преработки, но и
размещение в регионе предприятий ТЭК.
В донных отложениях Каспийской акватории морскими инженерногеологическими и геоэкологическими исследованиями выявляются мощные
врезы и песчаные линзы, представляющие геоэкологические и техникотехнологические опасности для морского оборудования не только из-за неконсолидированности пород, но и из-за содержащихся в них газовых локальных скоплений под высокими давлениями АВПД. Газовые скопления в донных отложениях являются следствием вертикальных перетоков (разгрузки)
глубинных залежей УВ, поэтому они могут служить прямыми поисковыми
признаками нефтегазоносности нижележащих литолого-стратиграфических
комплексов.
Разработанные концепции и технологии геоэкологического контроля
разведки, разработки и переработки нефти, газа и попутных вод позволяют
обеспечить совместными усилиями всех прикаспийских государств безопасное освоение природных ресурсов, являющихся достоянием уникального
морского и нефтегазоносного бассейна.
Активизация освоения нефтегазовых ресурсов Каспийского моря подтверждает прогнозы исследователей (Алекперов, 2009; Серебряков, 2010 и
др.) о том, что запасы углеводородов в акватории не уступают ресурсам
Ближнего Востока. Открытие в начале XXI в. месторождений нефти и газа на
Северном шельфе Каспийского моря может обеспечить создание на юге России крупнейшего Каспийского нефтегазодобывающего и перерабатывающего
комплекса, способного в ближайшие 10–15 лет занять ведущее место в России по объемам годовой добычи газа на уровне 100 млрд м3 и 50 млн т нефти. В
2010 г. введено в разработку месторождение Корчагина с годовой добычей газа
95
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
более 1 млрд м3 и до 8 млн т нефти. В 2014 г. добыча нефти начнется на крупнейшем месторождении Филановского, открытом в РФ в постсоветское время,
где запасы нефти достигают 220 млн т и газа 140 млрд м3 . Однако регион характеризуется недостаточной изученностью геологического строения и геохимического генерационного потенциала формирования месторождений. Нефтегазоматеринский потенциал морских отложений оценивается геохимической способностью захороненного рассеянного органического вещества (РОВ) генерировать
углеводороды. Минимальным содержанием РОВ (Сорг), способным генерировать УВ, считается 0,5 % в глинистых и 0,3 % в карбонатных породах. Песчаники выступают в качестве коллекторов УВ [1 и др.].
Нефтегазоносность фундамента, сложнопостроенного и представленного
внутриформационными впадинами и поднятиями, в акватории не разведана.
Однако на восточном прибрежном участке на месторождении Оймаш получены промышленные притоки нефти из гранитоидов фундамента дебитом до
248 м3 /сут. (скв. 12, инт. 3773–3720 м, 9 мм штуцер). Пластовые давления до
48 МПа, температура 150 ºС. Плотность нефти 834 кг/м3 , парафина до 13 %,
смол до 1,9 %, серы до 0,04 %, асфальтенов до 0,9 %. В породах фундамента
сингенетичных ОВ не обнаружено.
В палеозойских отложениях Кашаган-Тенгизской структурной зоны северовосточного шельфа выявлено гигантское нефтяное месторождение Кашаган, а в
его прибрежной зоне «море – суша» – Тенгиз, Королевский нефтяной гигант.
Севернее в палеозойских отложениях выявлено гигантское Астраханское газоконденсатное месторождение, структурные аналоги которого развиваются в северной акватории (Северо-Каспийское поднятие и др.) (рис.).
Рис. Геохимическая карта газовых аномалий на ключевых структурах Cеверного Каспия.
Условные обозна чения: 1 – структуры в мезозой ских отложе ниях: а – зоны под нятия
и своды; б – локальные купола; 2 – структуры в палеозойских отложе ниях: а – зо ны
поднятия и своды; б – локальные купола; 3 – рифы в палеозойских отложе ниях суши;
4 – месторождения: а – не фти; б – г аза; в – конденса та, 98 % – изоконце нтра ты
донных газовых компонен тов,
– прогнозные учас тки персп ективно й
нефтегазоносности нижнемеловых и юрских отложений по газохимическим критериям
96
Геоэкология
Содержание Сорг в палеозойских породах превышает 1,5–2 % стадии
АК1 . Аналоговые геолого-геохимические материалы позволяют прогнозировать нахождение в палеозойских отложениях северной акватории на глубинах
4800–5000 м при пластовых давлениях 80–85 МПа и температурах свыше 130 ºС
нефтей плотностью 0,8–0,85, вязкостью до 2 МПа, сернистостью менее 0,8 %,
смол до 1,5 %, асфальтенов менее 0,1 %, парафинов до 6 %, НК до 50 ºС.
В мезозойских отложениях северной акватории в начале XXI в. выявлены перспективные структуры: Корчагина, Филановского, Ракушечная, Широтная, Хвалынская, «170 км», Сарматская, Центральная.
Геолого-геофизическая корреляция осадочных отложений через Каспийское море по направлению: «вал Карпинского (Скифская плита Предкавказья) –
северная акватория – Узень (Казахстан)».
В альбских песчаниках притоки газа и конденсата получены в скважинах
4, 5 Хвалынская и в скважине 3 месторождения «170 км». Пластовые газы
альбской залежи (скв. 5, инт. 1311–1319 м) содержат (% масс): метана 67,
этана 12, пропана 5–6, бутана 4, пентана с высшими до 4, СО2 до 0,4; сероводород отсутствует.
Нефти аптской залежи (скв. 4, 6 Филановское, инт. 1357–1372 м,
Рпл = 14,9 МПа, Тпл = 67 ºС) имеют плотность 830 кг/м3 и вязкость более
11 Сст, содержат (% масс): серы 0,15; смол 4,2; асфальтенов 0,05; НК = 53 ºС.
На Хвалынском месторождении из доломитов титонского яруса верхней
юры (скв. 1 Хвалынская, инт. 2978–2993,5 м) получен промышленный приток
газа и конденсата. На месторождении «170 км» из этих же доломитов в скважине 3 получен промышленные притоки газа и нефти. Из известняков оксфордского яруса верхней юры (скв. 3, инт. 3240–3268 м) получен промышленный приток нефти. Из келловейских песчаников в скважине 3 получены
промышленные притоки газа и конденсата. Нефти юрских залежей (скв. 2
Филановское, инт. 1456–1462 м, Рпл = 15,7 МПа, Тпл = 69 ºС) легкие (плотность 800 кг/м3 ), вязкость 0,6 Мпа*с, серы до 0,7 %, смол до 2,7 %, асфальтенов 0,1 %, парафина 8,9 %, НК до 50 ºС.
На Сарматской структуре карбонатных верхнеюрских отложений выявлено 6 промышленных залежей: три газоконденсатные залежи в отложениях
титонского яруса, одна газоконденсатная залежь в отложениях кимериджского яруса и две нефтяные залежи приурочены к оксфордскому ярусу. На
структуре Центральная выявлена одна нефтяная залежь с газовой шапкой в
отложениях волжского (титонского) яруса верхней юры, притоки нефти получены из алевролитов неокомского яруса нижнего мела. На структуре Корчагина открыто 6 промышленных залежей на глубинах от 690 до 1860 м в отложениях средней юры, нижнего мела и палеогена. На структуре Ракушечная
получен промышленный приток газа и нефти из песчаников нижнего мела и
доломитов верхней юры (табл.).
Геохимическая характеристика рассеянного органического вещества позволяет оценить генерационный потенциал отложений северной акватории.
Триасовая система (Т) нефтеносна во всех частях Каспийского моря и
его прибрежных районах (Туркменистан, Казахстан, Дагестан и др.), однако в
северной акватории месторождения в этих отложениях пока не разведана. В
породах триаса содержание Сорг составляет до 6 %. Состав ОВ (керогена) на
90 % представлен коллоальгинитом. Кероген относится к классам сапропелитов и гумито-сапропелитов. ОВ находится на стадии катагенеза МК3 (газовый
97
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
этап углефикации), что позволяют прогнозировать в триасовых отложениях
северной акватории при пластовых давлениях до 45 МПа и температурах до
130 ºС легкие (конденсатные) нефти плотностью 0,75–0,79; вязкостью 0,4;
серы до 0,05 %; парафинов до 10–15 %; смол до 1 %; асфальтогенов до 0,5 %;
НК до 70–80 ºС.
Таблица
Геохимическая характеристика газов, нефтей и пластовых вод
Геологиче ский разрез,
мес то отбора,
возраст отложений
Тюлений, QIV
Азау, hv, nk
Ракушечное,
Широтное,
Филановское,
Сармат ское,
Хвалынское, hv, hz
Ракушечное, K1 , alb,
глубина = 1311м,
Тпл = 65 ºС
Филановское,
К1 ap
Каспийское
Ракушечное,
Широтное
Ракушечное,
Филановское
Ракушечное,
Каспийское
Ракушечное,
ВНК = 1467 м
СО2 ,
%
СН4 ,
%
N2 +
редкие
0,86
0,5
92,94
98,0
6,20
1,5
1,0
98,0
1,0
0,45
76,0
С5 + В < 3
3,9
71,0
4,2
С5 + В > 5
3
нефть: ρ = 810 кг/м ,
К1 nc η (20 ºС) = 7,8 сст,
НК = 52 ºС, Тпл = 70 ºС
нефть: ρ = 810 кг/м3,
J1
η (20 ºС) = 6,0 сст,
НК = 49 ºС, Тпл = 75 ºС
нефть: ρ = 801 кг/м3,
J2
η (20 ºС) = 5,0 сст,
НК = 49 ºС, Тпл = 80 ºС
плас товая вода:
J2
М = 81 г/дм3,
тип = ХК, ρ = 1,06
0,40
Стадии РОВ
Растительные ост атки
Биомас совая, ДГ
Биомас совая, ДГ
Протокат аге нез,
ПК1 + ПК2, зона сухих
газов
Протокатагенез, ПК3 + М1,
зона сухих газов + ТУ
Протокатагенез, ПК3 + МК1,
зона нефтей вязких + газовые
шапки
Мезокатагенез, МК2 + МК3,
зона вязких нефтей
Мезокатагенез, МК4 + АК1,
зона легких нефтей, жирных
газов, газоконденсата
Мезокатаг ен ез
В Юрской системе (J) аргиллиты содержат Сорг в среднем 2,5 %, мергели и известняки до 0,5 %. Гуминовые кислоты отсутствуют. ОВ находится на
стадии катагенеза МК2 –МК1. ХБ показатели среднеюрских отложений низкие, содержание ХБ от 0,03 до 0,1 % масс, длина капиллярной вытяжки от
20 до 35 мм, тип битумоида маслянисто-смолистый, ОВ в рассеянном виде.
Верхний отдел (J3 ) юрской системы представлен карбонатными фациями, которые характеризуются невысокими ХБ показателями от 0,02 до 0,06 %
масс, капиллярная вытяжка 10–40 мм, тип битумоидов маслянисто-смолистый,
органическое вещество в рассеянном состоянии. Характеристика ОВ подтверждает нахождение юрских отложений на стадии нефтяной генерации.
Неокомские отложения нижнего отдела меловой системы (K1 ) содержат
ОВ не более 1 % на стадии МК1 . В целом разрез неокомского яруса нефтегазонасыщен. Отложение характеризуется повышенным содержанием ХБ от
0,08 до 0,47 % масс, длина капиллярной вытяжки – от 50 до 200 мм. Тип битумоида легкий маслянистый, маслянисто-смолянистый, степень насыщения
98
Геоэкология
средняя. В аптском ярусе (К1 ар) концентрации ОВ составляют 0,5–1 % на
стадии МК1 . Отложения характеризуются повышенными ХБ значениями от
0,24 до 0,31 % масс. Длина капиллярной вытяжки – от 10 до 110 мм. Тип битумоидов легкий маслянистый и масляно-смолистый. Нефтенасыщение по
материалам люминисцентных исследований среднее. В альбском ярусе (K1 al)
содержание РОВ составляет в среднем 0,4–0,5 % на стадии МК1 . Альбские
отложения характеризуются невысокими битуминологическими показателями,
содержание ХБ в пределах 0,01–0,06 % масс. Тип битумоидов маслянистосмолянистый, длина капиллярной вытяжки 14–39 мм. Геохимические комплексы
нижнемеловых отложений, несмотря на выявленные залежи УВ, свидетельствуют
об отсутствии сингенетичной нефтенасыщенности (Серебряков, 2010).
Верхний отдел (K2) (меловые породы) практически не содержит ОВ и к
нефтематеринским не может быть отнесен.
Кайнозойская эратема (KZ) представлена палеогеновой, неогеновой и
четвертичной системами. ОВ представлено в виде гумусовых растительных
остатков стадии Б (биомасса) в пределах 0,6–0,7 %. В глинах неогеновой системы (N) содержание ОВ в пределах 0,1–0,8 % стадии Б (биомасса) аллохтонного типа. В отложениях четвертичной системы (Q) ОВ представлены детритусовыми и растительными остатками аллохтонного типа.
Материалы о составе и свойствах нефти и газа, геохимической градации
РОВ и литологическом строении позволяют уточнить прогнозные ресурсы
углеводородов Российского сектора Каспийского моря. Триасовые, юрские и
нижнемеловые нефтегазоносные комплексы содержат более 4,5 млрд т УТ, в
том числе нефти более 3 млрд т, газа до 1000 млрд м3, конденсата более
500 млн т и попутного газа более 40 млрд м3. В палеозойских комплексах и
залежах фундамента ресурсы УВ необходимо оценивать в более крупных
объемах и лучшего товарного качества.
Список литературы
1. Вассоевич Н. Б. О происхождении не фти / Н. Б. Вассоевич // Вестник МГУ. –
1962. – № 3. – С. 10–30. – (Сер. 4: Геология).
2. Глумов Н. Ф. Региональная геология и н ефт егазо нос ность Кас пий ского моря
/ Н. Ф. Глумов. – М. : Недра, 2004. – 342 с.
3. Серебряков А. О. Морская инже нерная г еология / А. О. Серебряков. – Астрахань : Изд. дом «Астраханский университет», 2008. – 316 с.
4. Серебряков А. О. Синергет ика разве дки и р азработки нефтяных и газовых
месторождений-гигантов с кислыми компонент ами / А. О. Серебряков. – Астрахань :
Изд. дом «Астраханский университ ет», 2006. – 359 с.
5. Серебряков А. О. Технология инженер но-геолог иче ских изыска ни й при морских геолого-разведочных работах / А. О. Сере бряков. – Астрахань : Изд. дом «Астраханский университе т», 2006. – 250 с.
References
1. Vassoevich N. B. O proishozhdenii nefti / N. B. Vassoevich // Vestnik MGU. –
1962. – № 3. – S. 10–30. – (Ser. 4: Geologija).
2. Glumov N. F. Regional'naja geologija i neft egazonosnost' Kaspijskogo morja
/ N. F. Glumov. – M. : Nedra, 2004. – 342 s.
3. Serebrjakov A. O. Morskaja inzhenernaj a geologija / A. O. Serebrjakov. – Astrahan' : Izd. dom "Astrahanskij universitet", 2008. – 316 s.
99
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
4. Serebrjakov A. O. Sinergetika razvedki i razrabotki neftjanyh i gazovyh
mestorozhdenij-gigantov s kislymi komponentami / A. O. Serebrjakov. – Astrahan' : Izd.
dom "Astrahanskij universitet", 2006. – 359 s.
5. Serebrjakov A. O. Tehnologija inzhenerno-g eologicheskih izyskanij pri morskih
geologo-razvedochnyh rabotah / A. O. Serebrjakov. – Astrahan' : Izd. dom "Astrahanskij
universitet", 2006. – 250 s.
УСТОЙЧИВОСТЬ И АНТРОПОГЕННАЯ ТРАНСФОРМАЦИЯ
ГОРНО-ЛЕСНЫХ ГЕОСИСТЕМ ЧЕЧЕНСКОЙ РЕСПУБЛИКИ
Байраков Идрис Абдурашидович, кандидат биологических наук,
доцент, Чеченский государственный университет, 364037, Россия,
Чеченская Республика, г. Грозный, ул. Шерипова, 32, е-mail: [email protected]
Идрисова Роза Абдулаевна, кандидат географических наук, Чеченский
государственный университет, 364037, Россия, Чеченская Республика,
г. Грозный, ул. Шерипова, 32.
Трудно переоценить экологическую значимость лесов для Чеченской Респу блики. В известной мере насаждени е деревьев пр едотвра щае т катастрофические проявления современных экзогенных геологических процес сов, хоро шо очищает возд ух,
загрязненный газами и пылью, что особенно важно для курортных ме стнос тей,
примыкающих к промышленно развитым районам. Практически в се ле са Чеченской
Республики, входящие в л есной фонд, относятся к л есам 1-й группы, имеющим особое водоохранное, водорег улир ующее, почвозащитно е, климаторегулирующее, санитарно-гигиеническое и р екреационное значение. Все отмеченные выше положите льные качества этого компонента большинства природных ландшафтов Респуб лики
определяют необходимость тщательной и продуманной стратегии no
paциональному использованию и охране лесных массивов.
Ключевые слова: ус тойчивость, горно-лесные геоси стемы, антропогенные
трансформации, функционирование, биоразнообразие.
SUSTAINABILITY AND ANTHROPO GENIC TRANSFO RMATIO N O F
MINING-FO REST G EOSYSTEMS O F CHECHEN REPUBLIC
Bajrakov Idris A., C.Sc. in Biology, Senior Lecturer, Chechen State
University, 32 Sheripova st., Grozny, Chechen Republic, 364037, Russia, е-mail:
[email protected]
Idrisova Roza A., C.Sc. in Geography, Chechen State University, 32
Sheripova st., Grozny, Chechen Republic, 364037, Russia.
It is difficult to overestimate the ecological importance of forests for the Chechen Republic. To some extent, planting trees to prevent catastrophic exogenous g eological processes of contemporary, fine clears air, polluted gases and dust, which is especially important for spa areas adjacent to industrial areas. Almost all of the forests of the Chechen Republic, members of forest fund, forest 1 are having a particularly important group of
vodoohrannoe, vodoreguliruûŝee, klimatoreguliruûŝee, conservation, health and recreational value. All the above positive qualities of this component of most natural landscapes
Of determine the need for thorough and well-thought-out strategy no pacional′nomu use
and protection of forests.
100
Геоэкология
Key words: sustainability, gornolesnye geosystem, anthropogenic transformation,
functioning, biodiversity.
Познание закономерностей изменения природной среды в условиях возрастающего антропогенного воздействия на нее – наиболее актуальная задача
современной геоэкологии. При этом основное внимание уделяется исследованию устойчивости геосистем, которое проводится как на локальном, так и
на региональном уровне.
Устойчивость – это способность геосистем восстанавливать нарушенные
свойства. Кроме того, она означает способность их свойств адаптироваться к
изменившимся условиям среды, переходить в новое состояние. Геосистемы,
отражающие природные особенности района исследования, представлены
разнообразными фитоценозами – от сильно-расчлененных, возвышенных,
умеренно теплых и влажных местообитаний широколиственных с буком восточным на неогеновых осадочных породах (известняки, мергели) с сезоннопромерзающими грунтами до средне- и высокогорных влажных и умеренно холодных условий местообитаний сосново-березовых фитоценозов на меловых
отложениях.
Взаимодействие со средой – важнейшая часть функционирования геосистемы. Синтез этих отношений, процессов саморазвития геосистем и история их формирования позволяет выявить так называемую «обобщенную характеристику соответствия организации среде» [3].
Таким образом, устойчивость геосистем нужно рассматривать с учетом
сложившихся внутренних и внешних межсистемных связей геосистемы, характера их изменений, основанного на анализе ее возраста, характера межкомпонентных взаимосвязей, иерархии.
В соответствии с этим для оценки горно-лесных геосистем выделяются
следующие критерии устойчивости:
• своеобразие – принадлежность геосистемы к тем или иным региональным подразделениям, отражающая типичность/нетипичность их распространения в пределах изучаемой территории, условия их функционирования;
• разнообразие – вариантность и сложность составляющих геосистему
подсистем и их взаимосвязей, позволяющие судить об их устойчивости;
• видоизменения – отклонения от коренной нормы, отражающие степень устойчивости и направленность процессов преобразования геосистем;
• положение в определенных частях ареала, определяющее условия
существования геосистем;
• возраст геосистем – их реликтовость или молодость. В обоих случаях системы слабоустойчивы к любым внешним воздействиям из-за слабой
адаптации к условиям среды.
Вышеперечисленные критерии позволили объединить геосистемы региона в пять крупных категорий по степени устойчивости:
1) наиболее высокая степень устойчивости: буковые геосистемы;
2) очень высокая степень устойчивости: дубово-буково-грабовые геосистемы;
3) средняя степень устойчивости: сосновые и березовые геосистемы;
4) низкая степень устойчивости: пойменные лесные массивы верхнего
лесного пояса;
101
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
5) очень низкая степень устойчивости: средне- и высокогорные криволесье на верхней границе леса.
Практически для всей территории региона характерна интенсивная и
разнообразная хозяйственная деятельность, которая на значительной
части Чеченской Республики становится заметным фактором, способствующим трансформации геосистем. При этом наиболее высокое загрязнение характерно для центральной и восточной части горно-лесного пояса. Площадные источники антропогенного воздействия на геосистемы
представлены сельскохозяйственными угодиями, месторождениями нефти и газа, интенсивными и, как правило, сплошными рубками леса, особенно в центральной и восточной части горно-лесного пояса. Суммарное
наложение временных колебаний экстремальных значений функционирования систем и среды создало условия, способствующие структурным
изменениям геосистем региона, которые были активизированы в процессе антропогенного воздействия. Под влиянием факторов аридизации
климата в восточной части Чеченской Республики происходит расширение площадей горно-луговых геосистем и уменьшение высотных пределов горно-лесного пояса.
Антропогенное воздействие во многом изменяют сложившиеся условия, усиливая неблагоприятные для функционирования геосистем процессы. Оно изменило направление процессов почвообразования в регионе. Под влиянием антропогенной деятельности и общей тенденции изменения почв горно-лесных геосистем, находящихся в экотонной полосе с
горно-луговыми и горно-степными, наблюдается их олужение и остепнение, выражающееся в приближении к поверхности карбонатного горизонта, снижении кислотности, появлении солонцеватости, уплотнения,
образовании столбчатой структуры.
Как показали проведенные нами исследования, деградация лесов
происходит за счет следующих факторов: выпас скота, туристическая
деятельность, вырубка лесных массивов и пожары. К числу главных факторов уничтожения лесов не только Чеченской Республики, но и на Кавказе в целом следует отнести выпас скота. Как правило, выпас скота на
лесной и луговой растительности ведет к полному уничтожению всего
подроста у верхней границы леса [1]. Значительный ущерб лесам Чеченской Республики в прошлом нанесла хищническая его рубка, в том числе
военными. До начала 60-х гг. прошлого столетия леса Чеченской Республики относились к эксплуатационным лесам, в которых проводились интенсивные лесозаготовки. При этом уничтожались наиболее ценные
твердолиственные и хвойные породы без проведения лесовосстановительных работ. Все новое уничтожение лесов сплошными рубками предопределило появление в верховьях рек Аргуна, Хулхулау, Гехи, Рошня,
Ясса огромных безлесных пространств, поросших колючим кустарником
и редкой степной растительностью (рис.).
Так, выпас скота снизил верхнюю границу леса на протяжении
100 км в среднем на 100–300 м по вертикали, что составило около
4 тыс. га уничтоженного лесного массива. Поэтому целесообразно полностью запретить какой- либо выпас скота у верхней границы лесной и
луговой растительности.
102
Геоэкология
Рис. Антропоге нная наруше ннос ть лесов Чеченской Рес публики.
Условные обозначения: 1 – граница Ре спублики; 2 – на селе нные пункты; 3 – реки
и озера; 4 – сосновые леса; 5 – дубовые леса; 6 – буковые леса; 7 – березовые леса
и криволесье; 8 – куст арниковая ра сти тельность; 9 – раст ительность пойм;
10 – безлесные простра нства; 11 – леса, сведенные в ХХ в.; 12 – леса, сведенные в
ХIV в.; 13 – леса, сведенные военными действиями и несанкционированными рубками
Интенсивная эксплуатация лесов Республики, особенно в послевоенные
годы, определила и возрастной состав лесов. В малодоступных и недоступных лесных массивах накопились спелые перестойные древостой на площади
187,6 тыс. га. В целях дифференциации ведения лесного хозяйства леса I-ой
группы разделены на категории защитности. Из 17-ти категорий защитности,
предусмотренных лесным законодательством Чеченской Республики, выделены 8, из которых в 5-ти запрещены рубки главного пользования. Эти леса
имеют важнейшее природоохранное значение. Их общая площадь составляет
144,4 тыс. га, или 36,4 % всех лесов Республики. В остальных лесах допускается проведение лесовосстановительных рубок с учетом сохранения природоохранных свойств.
Обобщая вышеизложенное, можно с уверенностью утверждать, что условия ведения лесного хозяйства в Республике весьма благоприятные. Почти
вся территория, за исключением нивальной и альпийской зон, находится в
лесной зоне. Поэтому как только прекращается вмешательство человека
(вспашка, сенокошение, выпас скота, вырубка леса), она немедленно осваивается лесной растительностью [2].
103
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
Современное состояние горно-лесных ландшафтов Чеченской Республики находится в прямой зависимости от природно-антропогенных факторов,
что ведет к ослаблению их экологических функций. Сохранение и воспроизводство лесов как сырьевой базы обеспечения спроса экономики региона на
буковую древесину и как важнейшего средоформирующего компонента на
основе рационального и неистощительного лесопользования имеет важное
народно-хозяйственное значение. Интенсивная хозяйственная деятельность
(вырубка, сенокошение, пастьба) и значительная аридизация (потепление
климата почти на 1°) привели к тому, что пределы верхних и нижних границ
лесного пояса сузились почти на 150–300 м.
Список литературы
1. Байраков И. А. Антропоге нная тра нс форма ция г еос ист ем Северо-вос точного
Кавказа и пути оптимизац ии пр иродопользования : моногра фия / И. А. Байраков. –
Грозный : РИО ЧГУ, 2009. – 170 с.
2. Белов С. В. Лесоводство : учеб. пос. для вузов / С. В. Белов. – М. : Лесная
промышленность, 1983. – 350 с.
3. Григорьев А. А. Законо мерно ст и с трое ния и развития г еогра фиче ской среды
/ А. А. Григорьев // Избранные теор етически е работы. – М., 1966. – 384 с.
References
1. Bajrakov I. A. Antropogennaja trans formacija geosistem Severo-vostochnogo
Kavkaza i puti optimizacii prirodopol'zovanija : monografija / I. A. Bajrakov. – Groznyj :
RIO ChGU, 2009. – 170 s.
2. Belov S. V. Lesovodstvo : ucheb. pos. dlja vuzov / S. V. Belov. – M. : Lesnaja
promyshlennost', 1983. – 350 s.
3. Grigor'ev A. A. Zakonomernosti stroenija i razvitija geografi cheskoj sredy
/ A. A. Grigor'ev // Izbrannye teoreticheskie raboty. – M., 1966. – 384 s.
СТРУКТУРНО-ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ
ОПТИМАЛЬНЫХ ПРОГРАММНО-АППАРАТНЫХ СРЕДСТВ
НА ПРОМЫШЛЕННОМ ПРЕДПРИЯТИИ
Федунец Нина Ивановна, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой, Московский государственный горный университет,
119991, Россия, г. Москва, Ленинский проспект, 6, e-mail: [email protected]
Гончаренко Алексей Николаевич, старший преподаватель, Московский
государственный горный университет, 119991, Россия, г. Москва, Ленинский
проспект, 6, e-mail: [email protected]
Статья посвящена созданию модели построения структуры информационных
технологий, интегрируемых на промышленном предприятии с помощью методов
структурно -параметрического синтеза и динамического программирования. Применение модели постро ения оптимальной структуры программно-аппаратных
средс тв позволило получить значительный прирост объемно-качеств енных показателей эффективности функционирования промышленного предприятия.
Ключевые с лова: информационные те хнологии, промышленное предприяти е,
показатели эффективности функционирования предприятия.
104
Геоэкология
STRUCTURALLY-PARAMETRICAL SYNTHESIS O F OPTIMUM
PRO GRAM-HARDWARE AT TH E INDUS TRIAL ENTERPRISE
Fedunets Nina I., D.Sc. in Technic, Professor, Head of Department, Moscow
State Mining University, 6 Leninsky prospect, Moscow, 119991, Russia,
e-mail: [email protected]
Goncharenko Alexey N., Senior Lecturer, Moscow State Mining University,
6 Leninsky prospect, 119991, Moscow, Russia, e-mail: [email protected]
Article is devoted to creation integration model's construction of IT-technology structure at the mining enterprise by structurally-parametrical synthesis methods and dynamic
programming. After software formation and application this model it was possible to receive a considerable gain of functioning efficiency at the industrial enterprise.
Key words: information technology, the industrial enterprise, efficiency indicators the
industrial enterprise functioning.
В целом, современный мировой уровень ИТ-систем для промышленности
отличается разноплановостью, активностью, динамичностью развития, готовностью удовлетворять практически любые специфические требования заказчиков,
при наличии у последних необходимых средств и достаточно квалифицированного персонала для освоения сложных программных продуктов.
На сегодняшний день современные промышленные предприятия обычно
хорошо оснащены программным обеспечением и компьютерным оборудованием, которые работают в разных службах предприятия, обрабатывая большие объемы информации, где, как правило, визуализация, трансформация и
анализ информации происходит с одними и теми же данными. Это приводит
либо к очень большому количеству узкоспециализированных программных
продуктов и к необходимости иметь связующие программные компоненты,
либо сложная ИТ-система должна охватывать все информационные аспекты
производственной жизни предприятия. В чистом виде эти варианты не встречаются, из-за изначально функционально ограниченных программ, которые
развиваются и расширяют сферы своего действия на смежные участки производственного предприятия, либо по причине крайней сложности проектирования, настройки и обслуживания такой системы [1].
Данное обстоятельство приводит к существованию множества форматов
данных на промышленном предприятии, нарушению системных связей между подразделениями, дублированию и избыточности данных. А недостаточное понимание значения информационных технологий часто приводит к потере производительности, эффективности управления и неполному использованию возможностей производства.
Вышеперечисленные недостатки могут быть устранены в рамках задач
структурно-параметрического синтеза, направленного на консолидацию процессов горнопромышленного предприятия в рамках создания единого информационного поля. В этой связи необходимо создание модели построения
структуры программно-аппаратных средств на промышленном предприятии,
которая позволит значительно увеличить показатели эффективности производственных процессов, что в конечном итоге приведет к повышению эффективности функционирования горного предприятия.
105
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
Процесс проектирования структуры программно-аппаратных средств
{S} можно представить в виде совокупности некоторых программных решений множества {G }∈ {It k } и взаимосвязей между этими программными продуктами из множества {Q }, т.е.:
{Gi } – i-ое подмножество взаимозаменяемых программно-аппаратных
{ } – подмножество взаимо-
j
средств, где {Gi }∈ {G } (i = 1, ..., n; gi∈ {G i }), Qi
заменяемых связей i-ой решений с другими j = 1, ..., n (i ≠ j) ИТ, где
{Q }∈ {G} (q ∈ {Q }).
j
j
j
i
i
i
{S} = {g 1 , ..., gn ; q 12 , ..., q1 n ; ...; q1 k, .., qn k ; ...; q1 n , .., qn n-1 },
где {G } = {G1 , ..., Gn },
{Q} = {Q1 2 , ..., Q1n ; ...; Q1 k , ..., Qk n ; ...; Q1n , ..., Qnn -1 }.
Отсутствие связей q11 , ..., qk k ; ...; qn n говорит о невозможности влияния на
функционирование программного решения множества {G } этого же решения. Взаимозаменяемость означает, что из подмножества {G i } можно приме-
{ }
нить любое из решений, а из подмножества Qi любую реализуемую на
практике связь при создании структуры программно-аппаратных средств.
При этом любое из решений множества {G }, как и любая связь из множества
j
{Q},
может
отсутствовать в проектируемой
структуре программно-
аппаратных средств {S} [2].
Для определенности считаем, что все связи стационарные. Влияние свя-
зей на функционирование структуры {S}, как правило, описывается конструктивными параметрами и характеристиками, включаемыми в множество
параметров и характеристик программных решений множества {G }. Следовательно, каждому программно-аппаратному средству множества gi соответствует множество конструктивных параметров Ki и характеристик Xi, а связи
{Q} будут определять только
аппаратных средств {S}: gi = gi(Ki , Xi ) [3].
из множества
структуру программно-
Математические модели Mi функционирования структуры программно-
аппаратных средств {S} в различных условиях эксплуатации, сложность, инвариантность, полнота и адекватность моделей во многом определяются
свойствами множеств {G } и {Q }, т.е.:
Mi = Mi(G1 ,..., Gn ; Q1 2 , ..., Q1n ; ...; Q1 k , ..., Qn k ; ...; Q1 n , ..., Qn n-1 ).
Для решения задачи структурно-параметрической оптимизации в целом
предлагается принцип дискретного изменения программных решений g1 , ...,
106
Геоэкология
gn структуры программно-аппаратных средств {S} из множества {G } и свя-
зей q1 2 , ..., q1 n ; ...; q1k , ..., qn k ; ...; qn1 , ..., qnn-1 из множества {Q }, т.е. принцип
перебора различных структурных схем и определение оптимального параметрического решения для каждого возможного исполнения структуры программно-аппаратных средств. Дальнейший анализ оптимальных решений для
всех возможных конструктивных исполнений структуры {S} позволяет
окончательно принять научно обоснованное решение, которое на практике
можно решить с помощью динамического программирования. Более эффективным на уровне параметрического синтеза представляется метод динамического программирования [4].
Для выбора оптимальной структуры программно-аппаратных средств
{S} = yN (x) , состоящего из N вариантов ИТ, с показателями эффективности
бизнес-процессов {x1 , x 2 , …, x N }, эффективность которых после внедрения
ИТ соответственно {S1 (x1 ), S2 (x 2 ), …S N (x N )}, можно записать:
{S} = y N (x) = f (x1 , x 2, …, x N) = S1 (x 1) + S2 (x2 ) + … + SN (x N).
Сначала, согласно принципу оптимальности, следует установить оптимальные
параметры на N-ого программно-аппаратного средства, затем на (N-1)-ой и т.д.
Пусть f N(x) выражает оптимальную эффективность бизнес-процесса, образующуюся на N-ой структуре программно-аппаратных средств. Очевидно,
что f N(0) = 0, f 1(x1 ) = S1 (x 1) для x > 0. Тогда основное функциональное уравнение динамического программирования записывается в виде:
{S} = y N (x)
= f N(x) = opt[SN(x N) + SN-1(x N-1 )+ … + S1(x1)] = opt[SN(x N) + f N-1(x - x N)]
для N = 2, 3 … .
Апробация модели построения структуры программно-аппаратных
средств на промышленном предприятии была проведена на горнопромышленном предприятии, которое осуществляет разработку сульфидного медноникелевого месторождения.
В связи с наличием сложных горно-геологических условий, несовершенством
учетной политики на ряде бизнес-процессов, особенностями климатических условий, предприятие на сегодняшний день столкнулось с нерациональным использованием материальных и других производственных ресурсов, что непосредственно
сказалось на его финансово-экономических показателях.
Системный подход к формированию исходного множества программноаппаратных средств для внедрения на предприятии позволил определить следующие множества программно-аппаратных средств на горном предприятии:
{It k } = {It1 } ∪ {It 2 } ∪ {It 3 }, k = 1, 2,...l ,
где {It1 } – множество вариантов реа-
лизации ИТ TECHBASE Professional Mining,{It 2 } – множество реализации
систем диспетчеризации на горнопромышленном предприятии, {It3 } – множество вариантов реализации ИТ Data Mining (рис.).
Выбор вышеперечисленных программно-аппаратных средств предопределяет возможность интеграции на всех этапах производственного цикла.
На следующем этапе проведен статистический анализ показателей эффективности бизнес-процессов и определены значимые факторы, определяющие выбор показателей эффективности бизнес-процессов.
107
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
Для каждого бизнес-процесса определим множество показателей эффек-
{
}
тивности Рэфi = {X1 ... X m }, i = 1,2,...m , j = 1...k . Используя методы факторного анализа, вычисляем матрицы парных коэффициентов корреляции показателей бизнес-процессов и показателей эффективности интеграции программно-аппаратных средств [2].
j
Рис. Формирование исходного множеств а программно-аппара тных сред ств
Методом главных компонент необходимо выразить показатели бизнеспроцессов через технико-экономические, материально-технические, социально-экономические
и
организационные
факторы
Fi (i = 1, m) (m=4):
X m = am1 F1 + ... + amm Fm ….. X 1 = a11 F1 + ... + a1 m Fm , где величина показателей
эффективности бизнес-процесса Xj (i = 1, m ) и может быть представлена как
функция небольшого числа общих факторов Fi (i = 1, m ) для заданного уровня дисперсии исходных признаков показателей эффективности (≥ 70 %).
В результате анализа выявлена необходимость улучшения показателей
{
}
1
эффективности процессов добычи Рэфi и транспортировки горной массы
{Рэф }, вследствие того что параметры сложности и контролируемости дан2
i
ных процессов выше нормативных значений.
Таким образом, полученная структура информационных технологий отражена в таблице 1.
Применение данной модели на горнопромышленном предприятии позволило значительно повысить показатели эффективности функционирования горнопромышленного предприятия (табл. 2).
Таким образом, в статье представлена модель построения структуры
программно-аппаратных средств, интегрируемых на промышленном предприятии с помощью методов структурно-параметрического синтеза и динамического программирования. В математической модели функционирования
структуры программно-аппаратных средств учтены различные условия экс108
Геоэкология
плуатации, сложность, инвариантность, полнота. Анализ оптимальных решений для всех возможных конструктивных исполнений структуры программно-аппаратных средств позволил принять научно обоснованное решение,
реализованное с помощью динамического программирования.
109
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
Таблица 1
Оптимальная структура ИТ для каждого бизнес-процесса, наиболее
чувствительного к внедрению информационных технологий
Бизнес-процессы
Работы по добыче
Транспортировка
горной массы
Виды БП и ИТ
Виды ИТ
Варианты реализации ИТ
Cross Sections
Statistics
& Graphs
TECHBASE
Data
Storage
Professional Mining
Mapping
Productivity Module
Mineframe
Систе мы
ГИС K-MINE®
дисп етч ериза ции
Подсисте ма управления скиповым
подъемом
Статистич ески е пакеты
Систе мы рассуждени й на основе
Data Mining
аналог ичных случа ев
Деревья решений (decision trees )
Генет иче ские алгор итмы
Logs
Statistics
& Graphs
TECHBASE
Data
Storage
Professional Mining
Data Modeling
Productivity Module
Систе мы
ГИС K-MINE®
дисп етч ериза ции
ID-Matrix
Предметно -орие нтиров анные
аналитич еские систе мы
Data Mining
Статистич ески е пакеты
Деревья решений (decision trees )
Таблица 2
Прирост эффективности функционирования горнопромышленного
предприятия после внедрения информационных технологий
Показатель эффективности функционирования
горнопромышленного предприятия
Время производственного цикла, ТБП
Производительность, Q (количество обогаще нной руды)
Себестоимость руды, С
Изменение
эффективности
Уменьшилось на 15 %
Увеличила сь на 14 %
Уменьшила сь на 10 %
В процессе апробации данной модели подобраны программноаппаратные средства, интеграция которых предопределялась возможностью
интеграции в бизнес-процессы на всех этапах производственного цикла. А
применение данной модели на примере горнопромышленного предприятия
позволило значительно повысить показатели эффективности функционирования горнопромышленного предприятия: снизить время производственного
цикла, увеличить производительность горного предприятия, уменьшить себестоимость руды на 15 %, 14 % и 10 % соответственно.
110
Геоэкология
Список литературы
1. Гончаренко А. Н. Разработка методики комплексно й оце нки ИТ-проектов на
промышленном предприятии / А. Н. Гончаренко // Методы управления потока ми в
транспорт ных сист емах : сб. науч. тр. – М., 2009. – С. 83–94.
2. Гуськов О. И. Матема тические методы в геологии. Сборник задач : учеб. пос.
для вузов / О. И. Гуськов, П. Н. Кушнарев, С. М. Таранов. – М. : Недра, 2006.
3. Колмогоров А. Н. Теория информац ии и т еория алгор итмов / А. Н. Колмогоров. – М. : Наука, 2007. – 304 с.
4. Матерон Ж. Основы прикладной геостатистики / Ж. Матерон. – М. : Мир, 2008.
5. Федунец Н. И. Проблемы повышения производственного потенциала горнорудных предприятий по добыче медно-никелевых руд / Н. И. Федунец, С. Н. Гончаренко
// Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2006. – № 9. – С. 189–196.
References
1. Goncharenko A. N. Razrabotka metodiki kompleksnoj ocenki IT-proektov na
promyshlennom predprijatii / A. N. Goncharenko // Metody upravlenija potokami v transportnyh sistemah : sb. nauch. tr. – M., 2009. – S. 83–94.
2. Gus'kov O. I. Matematicheskie metody v geologii. Sbornik zadach : ucheb. pos.
dlja vuzov / O. I. Gus'kov, P. N. Kushnarev, S. M. Taranov. – M. : Nedra, 2006.
3. Kolmogorov A. N. Teorija informacii i t eorija algoritmov / A. N. Kolmogorov. –
M. : Nauka, 2007. – 304 s.
4. Materon Zh. Osnovy prikladnoj geostatistiki / Zh. Materon. – M. : Mir, 2008.
5. Fedunec N. I. Problemy povyshenija proizvodstvennogo potenciala go rnorudnyh
predprijatij po dobyche medno-nikelevyh rud / N. I. Fedunec, S. N. Goncharenko // Gornyj
inform acionno-analiticheskij bjulleten'. – 2006. – № 9. – S. 189–196.
ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ ПОДТОПЛЕННЫХ
ТЕРРИТОРИЙ г. ЭЛИСТЫ
Дорджиев Анатолий Григорьевич, кандидат технических наук,
доцент, заведующий кафедрой, Калмыцкий государственный университет,
358000, Россия, Республика Калмыкия, г. Элиста.
Скибин Геннадий Михайлович, доктор технических наук, профессор,
Калмыцкий государственный университет, 358000, Россия, Республика
Калмыкия, г. Элиста.
Сангаджиев Мерген Максимович, кандидат геолого-минералогических
наук, доцент, Калмыцкий государственный университет, 358000, Россия,
Республика Калмыкия, г. Элиста.
Дорджиев
Анатолий
Анатольевич,
ассистент,
Калмыцкий
государственный университет, 358000, Республика Калмыкия, г. Элиста,
Калмыцкий государственный университет.
В статье рас смотрены вопросы экологического мониторинга подтопленных
территорий города Элисты. Обоснована необходимость мониторинга отдельных
зданий и застроенных территорий, а также обозначены пер спективы развития
экологического контроля. Для реализации экологического мониторинга разработаны
методики, рекомендации и геоинформационная система для города Элисты.
Ключевые слова: экология, мониторинг, контроль, строительство, б езопасность, грунты, карты.
111
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
GEO ECO LO GICAL MO NITO RING O F FLOO DED AREAS O F ELISTA
Dordzhiev Anatoly G., C.Sc. in Technic, Senior Lecturer, Head of Department, Kalmyk State University, Elista, Republic Kalmykia, 358000, Russia.
Skibin Gennady M., D.Sc. in Technic, Professor, Kalmyk State University,
Elista, Republic Kalmykia, 358000, Russia.
Sangadzhiev Mergen M., C.Sc. in Geology and Minerоlogy, Senior Lecturer,
Kalmyk State University, Elista, Republic Kalmykia, 358000, Russia.
Dordzhiev Anatoly A., Assistant, Kalmyk State University, Elista, Republic
Kalmykia, 358000, Russia.
This article is devoted to ecology monitoring problems of the flooded areas in the town of
Elista. The necessity of monitoring of separate buildings and the built-up areas is explained, as
well as prospects for the development of ecology control. The methods, recommendations and
Geographic Information System for the town of Elista have been developed.
Key words: ecology, monitoring, control, construction, security, grounds, maps.
Экологический мониторинг строительства – это система стационарных
наблюдений и контроль за состоянием окружающей природной среды в процессе всего жизненного цикла строительного объекта. В его задачу входит
также разработка рекомендаций по нормализации экологической обстановки
и инженерной защите территории, в том числе и при градостроительном освоении [1, 3].
Система экологического мониторинга строительства является составной
частью Единой государственной системы экологического мониторинга, созданной в нашей стране в 1993 г. с целью управления в области окружающей
среды и экологически безопасного устойчивого развития.
Необходимость организации экологического мониторинга как в период
строительства, так и при эксплуатации и ликвидации строительного объекта
подтверждена не только действующими нормами [4, 6], но и многими исследованиями [3, 4]. Согласно [4], могут быть использованы различные виды
мониторинга: инженерно-геологический, гидрогеологический и гидрологический, почвенно-геохимический и т.д. Виды мониторинга определяются в соответствии с особенностями основного техногенного воздействия и компонентами природной среды, на которые распространяется это воздействие (атмосферный воздух, грунты, подземные воды и др.).
В последнее время одной из форм экологического контроля в строительстве становится экологический мониторинг на всех стадиях жизненного цикла строительного объекта.
Это принципиально новое направление в проектировании и строительстве интенсивно развивается в Германии, США, Японии и других странах и
преследует цель обеспечения постоянного экологического контроля при принятии технологических решений на различных стадиях жизненного цикла
строительного объекта.
Экологический мониторинг строительства ведут не только на застраиваемых территориях, но и на уровне отдельных зданий и жилых помещений.
С этой целью используются приборы для определения влажности среды, анализаторы загрязнений, дозиметры для наблюдения за изменением общего ра-
112
Геоэкология
диационного фона, приборы неразрушающего контроля за состоянием конструкций и т.д.
Основные задачи экологического мониторинга строительства:
• получение информации об источниках, видах и объемах негативного
воздействия инженерных сооружений на окружающую природную среду;
• комплексные наблюдения за характером и динамикой развития негативных экологических изменений окружающей природной среды;
• разработка рекомендаций по инженерной экологической защите и оценка
ее эффективности в процессе строительства, эксплуатации и утилизации объекта.
В понятие экологического мониторинга строительства входят различные
виды деятельности, в том числе: своевременное выявление и предотвращение
возможных негативных воздействий строительства на окружающую природную среду на всех стадиях жизненного цикла строительного объекта; своевременное выявление и устранение основных источников безвозвратных потерь природных ресурсов, сокращение объемов строительных отходов; учет
энергетических и других затрат на всех стадиях жизненного цикла строительного объекта; экологический контроль и надзор за возведением природоохранных сооружений и установок.
Действующая в настоящее время в Российской Федерации [4, 6] система
контроля и обеспечения экологической безопасности развита еще недостаточно и не в полной мере соответствует значимости этой проблемы.
В этой связи значительный интерес представляет предложение о необходимости непрерывной информационной поддержки экологического сопровождения жизненного цикла строительного объекта с помощью применения
CALS-технологии [5]. Эта технология является составной частью экологического мониторинга строительства и включает в себя форму представления в
электронном виде результатов решения задач, связанных с оценкой воздействия строительного производства на окружающую среду.
Документация в системах CALS, вместо традиционного бумажного документирования, представляется на электронных носителях или размещается
в сети Интернет. В отличие от существующих интегрированных автоматизированных систем управления, система CALS-технологии охватывает все основные стадии жизненного цикла строительного объекта. С помощью системы CALS представляется возможным реально осуществить минимизацию
отрицательного воздействия на окружающую природную среду в течение
всего периода жизни строительного объекта.
Согласно [5], для широкого внедрения этой системы в России необходимо
срочно гармонизировать действующие СНиПы и системы стандартов с международными CALS-стандартами, а также создать электронный экологический паспорт
строительного объекта (ЭЭП-СО), в котором на электронных носителях будут
размещены данные по использованию при строительстве объекта природных ресурсов и определению его влияния на окружающую среду на всех стадиях жизненного цикла (от проектно-изыскательских работ до утилизации).
По мнению многих исследователей [1, 3], наступило время, когда на каждом строительном объекте и на каждом предприятии стройиндустрии должен проводиться экологический мониторинг. Повсеместно следует устанавливать контрольно-измерительную аппаратуру для ведения наблюдений за
состоянием природной среды. Контроль необходимо вести за всеми ее компонентами как в период строительства, так и при эксплуатации объекта.
113
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
Очевидно, что при отсутствии (или недостаточности) мониторинга за негативным воздействием строительного объекта на природную среду государственный и экологический контроль становится неэффективным. С другой стороны,
отсутствие на предприятии стройиндустрии должного производственного экологического контроля делает заведомо неэффективным экологический мониторинг.
Таким образом, экологическая безопасность и эффективность принимаемых решений в строительной отрасли может быть обеспечена лишь в условиях комплексной взаимосвязи различных видов экологического контроля.
Для решения задач экологического мониторинга подтопленных территорий г. Элисты разработаны:
• экспресс-методы для ускоренного определения изменения прочностных и деформационных свойств грунтов при замачивании и длительном воздействии воды;
• карта-схема агломерации «город Элиста»;
• карта-схема микрорайонирования городской застройки;
• карта-схема грунтовых условий, типичных для г. Элисты;
• специализированная ГИС для г. Элисты.
На основе анализа выполненных исследований:
1) предложен инженерный метод устройства дренажных систем на застроенных территориях при повышении уровня подземных вод;
2) разработаны рекомендации по нормализации экологической обстановки на подтопленных территориях;
3) предложены рекомендации по проектированию, строительству и эксплуатации зданий и сооружений на потенциально подтопляющихся территориях г. Элисты;
4) создана и наполняется электронная база данных СГИС г. Элисты.
Список литературы
1. Кононович Ю. В. Основы экологического план ирования градо строительной
деятельнос ти / Ю. В. Кононович, А. Д. Потапов. – М. : МГСУ, 1999. – 368 с.
2. Передельский Л. В. Строительная экология : учеб. пос. / Л. В. Передельский,
О. Е. Приходченко. – Ростов н/Д. : Феникс, 2003. – 320 с.
3. Реймерс Н. Ф. Экология (теор ия, законы, правила, принци пы и ги потезы)
/ Н. Ф. Реймерс. – М. : Россия молодая, 1994. – 367 с.
4. СП 11-102-97 «Инженерно-экологические изыскания для строительства». – 46 с.
5. Стойков В. Ф. Организация терри ториальной с ист емы экологич еского мониторинг а строительной деят ельност и / В. Ф. Стойков. – М. : Анкил, 2000. – 160 с.
6. ФЗ РФ № 7–3 « Об охране окружающей среды». – 2002. – 84 с.
References
1. Kononovich Ju. V. Osnovy jekologicheskogo planirovanija gradostroitel'noj
dejatel'nosti / Ju. V. Kononovich, A. D. Potapov. – M. : MGSU, 1999. – 368 s.
2. Peredel'skij L. V. Stroitel'naja jekologija : ucheb. pos. / L. V. Peredel'skij,
O. E. Prihodchenko. – Rostov n/D. : Feniks, 2003. – 320 s.
3. Rejmers N. F. Jekologija (teorija, zakony, pravila, principy i gipotezy)
/ N. F. Rejmers. – M. : Rossija molodaja, 1994. – 367 s.
4. SP 11-102-97 "Inzhenerno-jekologicheskie izyskanija dlja stroitel'stva". – 46 s.
5. Stojkov V. F. Organizacija territori al'noj sistemy jekologicheskogo monitoringa
stroitel'noj dejatel'nosti / V. F. Stojkov. – M. : Ankil, 2000. – 160 s.
6. FZ RF № 7–3 "Ob ohrane okruzhajuwej sredy". – 2002. – 84 s.
114
Геоэкология
СНЕЖНЫЙ ПОКРОВ КАК ИНДИКАТОР ЗАГРЯЗНЕНИЯ
ЛАНДШАФТОВ СЕВЕРНОГО ПРИКАСПИЯ
Андрианов Владимир Александрович, доктор географических наук,
Астраханский государственный университет, 414000, Россия, г. Астрахань,
ул. Татищева, 20, e-mail: [email protected]
Булаткина Екатерина Геннадьевна, инженер II категории, Инженерно-технический центр, ООО «Газпром добыча Астрахань», 414000, Россия,
г. Астрахань, ул. Савушкина, 61а, e-mail: [email protected]
Сокирко Геннадий Иванович, инженер, Инженерно-технический
центр, ООО «Газпром добыча Астрахань», 414000, Россия, г. Астрахань,
ул. Савушкина, 61а, e-mail: [email protected]
Изучен характер распреде ления в снежном покрове ионов водорода, сульфатов,
нефтепродуктов, ще лочных и Ca-, Mg-металлов в районе произ водственной деятельности Астраханского газового комплекса и г. Астра хани, что позволило оценить состояние окружающей среды и масштабы поступления поллютантов на подстилающую поверхность.
Ключевые слова: снежный покров, почва, нефтепродукты, щелочные и Ca-,
Mg-металлы, картосхемы, атомная абсорбция.
SNOW CO VER AS THE PO LLUTIO N INDICATO R
O F NORTH ERN PRE-CASPIAN AREA LANDSCAPES
Andrianov Vladimir A., D.Sc. in Geography, Astrakhan State University,
20 Tatisсhev st., Astrakhan, 414000, Russia, e-mail: [email protected]
Bulatkina Ekaterina G., Engineer of the II Category, Engineering Center,
LLC "Gazprom mining Astrakhan", 61a Savushkin st., Astrakhan, 414000, Russia,
e-mail: [email protected]
Sokirko Gennady I., Engineering Center, LLC "Gazprom mining Astrakhan",
61a Savushkin st., Astrakhan, 414000, Russia, e-mail: [email protected]
Character of distribution in a snow cover of ions of hydrogen, sulfates, mineral oil,
alkaline and Ca, Mg metals in area of industrial activity of the Astrakhan gas complex and
Astrakhan that has allowed to estimate conditions of an environment and s cales of receipt
pollution on spreading surface is investigated.
Key words: a snow cover, ground, mineral oil, alkaline and Ca, Mg metals, cartoschemen, nuclear absorption.
Исследование снежного покрова считается одним из эффективных способов контроля загрязняющих веществ, поступающих из воздушной среды.
Используя его как планшет-накопитель поллютантов, мы обследовали значительные по размерам территории.
С января 1994 г. ведутся регулярные наблюдения за состоянием снежного покрова района с охватом техногенной и урбанизированных территорий
(г. Астрахань и г. Нариманов) с выявлением зон влияния, эпицентров загрязнения и определением фоновых значений. Рассчитывался запас загрязняющих веществ не только по общим показателям, но и по каждому элементу
микрокомпонентного состава. Оценивались величины интенсивности выпа115
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
дения щелочноземельных и щелочных металлов, сульфатов и нефтепродуктов.
Анализировались пробы как свежевыпавшего снега, так и образцы снежного покрова с периодом залегания до 30 суток. Определяли валовое содержание металлов в реперных точках во взвешенных веществах снеговых проб [3, 4].
Количественные и качественные показатели уровня загрязнения приземного слоя атмосферы исследуемого района формируются совокупностью выбросов загрязняющих веществ, поступающих от локальных, местных и региональных источников города и области, а также веществами, поступающими в воздушный бассейн вследствие трансграничного переноса.
Специфика производства добычи и переработки газа и конденсата проявляется в том, что в выбросах Астраханского газового комплекса (АГК)
преобладают SO2 , H2 S, NOx , СО2 и нефтяные углеводороды. Поскольку основными компонентами являются диоксид серы и окислы азота, то можно
предположить, что они могут после их превращения в серную и азотную кислоты вызывать кислые дожди на техногенной территории [1, 2].
Формирование кислых осадков происходит в процессе самоочищения
атмосферы. Средняя продолжительность пребывания в атмосферном воздухе
2SO2 – 1–2 дня, SO4 – 3–4 дня, NO3 – 4–5 дней, после чего эти вещества или
продукты их трансформации выпадают на поверхность земли.
Атмосферный баланс серы на 75–90 % определяется антропогенной
эмиссией серы. Значительным естественным источником поступления серы в
атмосферу Северного Прикаспия является пыль с подстилающей поверхности. Основой этой пыли является гипс, не влияющий на закисление природной среды [5, 6].
Кроме этого, в условиях полупустыни, где почвы засолены и имеется
множество соленых озер, а также сказывается близость Каспийского моря,
могут формироваться хлоридные осадки. Однако в большей степени в данном районе осадки обогащаются сульфатами и гидрокарбонатами.
При полном «дыхании» соленых озер на их поверхности отлагаются:
MgSO4 , MgCl2 , Na2 SO4 , которые за счет ветровой эрозии разносятся на большие расстояния. Сульфатная пыль значительно легче выдувается, чем хлоридная [6].
Таким образом, в осадках аридных зон превалируют сульфаты, а не хлориды. Концентрация сульфатов на европейской территории России составляет 5,7 ± 0,8.
2Связь между pH и SO4 неоднозначна. В большинстве районов высоким
2-
значениям pH соответствуют высокие величины концентраций SO4 , и (ЕТР)
находится в пределах 1–12 мг/дм3 . Среднее значение pH снега ЕТР NO . Для
3
процессов ацидификации атмосферных осадков главную роль играет не концентрация сульфатов и нитратов, а ионный баланс между анионами кислот и
катионами оснований.
Кроме диоксида серы, в атмосферу попадает и сероводород, как природного, так и антропогенного происхождения, но он быстро окисляется до SO2 .
Двуокись серы вступает в реакцию с парами воды, образуя сернистую кислоту (H2 SO3 ). Однако практика показывает, что это соединение очень неустойчиво, особенно в теплый период года, и быстро окисляется кислородом воз116
Геоэкология
духа, образуя серную кислоту (H2 SO4 ). Необходимо отметить, что в сухом
воздухе процесс образования серной кислоты идет медленнее, чем в воздухе
с высокой влажностью.
При этом реакция окисления сульфита в сульфат значительно ускоряется
в присутствии микроколичеств некоторых ионов металлов (Mn, Cu, Fe и др.),
достаточных для катализа процесса окисления. Ионы металлов всегда присутствуют в воздухе, особенно в данном районе.
Эта реакция уменьшает кислотность осадков и способствует поглощению диоксида серы. Одновременно в атмосферном воздухе исследуемого
района присутствуют и щелочные взвешенные вещества природного и антропогенного характера [2, 7, 8].
В 2006 г. снежный покров образовался в середине января при господствующем северном направлении ветра на предварительно промерзшем грунте и, следовательно, не загрязнил своего нижнего слоя. Отбор проб был произведен через месяц.
Время залегания снежного покрова (для аридной зоны) было продолжительным (30 суток). При выполнении снегомерных работ температура воздуха была низкой и изменялась от 20 оС до 5 оС мороза.
Пробы отбирались по семи основным радиальным направлениям от АГК.
В снежных образцах (34 пробы) были определены концентрации водородных
ионов (рН) и сульфатов (для выявления степени закисления), а также нефтепродуктов (НФП) и тяжелых, щелочных и щелочноземельных металлов, которые анализировались на пламенном спектрометре "Shimadzu AA 6601F".
Построение картосхем с зонами распределения величин этих загрязняющих веществ велось с использованием компьютерной программы Surfer, Version 5.01.
Общий диапазон изменений pH и сульфат ионов в талой снеговой воде
территории АГК и в зоне его влияния по полученным данным составлял
3
4,85–8,50 ед. рН (рис. 1(а)) и 3,60–34,7 мг/дм (рис. 1(б)) соответственно.
2Связь между величинами pH и SO4 неоднозначна. Прямая корреляция –
снижения рН и повышение величин содержания сульфатов – не отмечалась,
поэтому незначительное закисление снежного покрова на АГК наблюдается
локально.
Результаты исследования показали, что высокому значению сульфат3
ионов (21,0 мг/дм ) соответствует низкое значение pH – (5,50) только в т. 12,
(рис. 2 (а)), которая расположена в районе складов комовой серы АГК.
Вблизи г. Нариманов (т. 23, рис. 2) отмечена обратная корреляционная
зависимость между состоянием среды (по водородному показателю) и высокими концентрациями сульфатов, указывающая на наличие в этом районе
достаточно сильного нейтрализующего фактора.
2+
Это, очевидно, связано с повышением концентрации Ca – основного
нейтрализующего катиона. Пределы изменения величин содержания сульфатов и водородного показателя в талых снеговых водах за период 1996–2010 гг.
представлены в таблице 1.
Межгодовая динамика свидетельствует о том, что произошло позитивное
изменение степени загрязнения снега в исследуемом районе.
117
7
60
15
С З З
50
14
6
л г а
р .В о
Направление на север
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
40
18
29
30
пос . А кс арайск ий
17
19
33
8.4
1
с. Сеитовк
8 а
2
21
20
22
28
32
27
31
34 26
30 23
25
20
е д. р Н
С З З
12
5
р у к .Б
у з а н
ШКАЛА,
13
АГ К
8
16
пр .
Б е
р ек
ет
7.6
г а ч
п р .К и
9
7.2
3
6.8
с. Кр асн ы й Я р
10
6.4
4
6
24
у за н
р у к .Б
га
о л
р .В
10
г. Астрахань
5.6
11
5.2
35
0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
4.8
45
Направ л ение на в осток
Условны е обозначени я
- Т оч ка о т бо ра снеж но г о об ра з ца
Направление на север
а)
7
60
15
50
14
6
Шкал а,
13
мг/л
40
12
5
18
1
17
19
21
30
29
20
20
22
28 32
27
31
3 4 26
30 23
33
16
2 8
9
3
с . Красный Яр
25
10
4
10
24
11
0
0
5
10
15
20
35
25
30
35
40
34
32
30
28
26
24
22
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
45
Направ ление на в осток
б)
Рис. 1. Картосхемы распредел ения ионов водорода в снежном покрове
(а – рН) и сульфатов (б – SO4 -2 ), 2006 г.
118
Геоэкология
Таблица 1
Пределы изменения величин рН и сульфатов в талых снеговых водах
района АГК за период 1996–2010 гг.
Год
1996
1997
1998
2001
2004
2006
2010
SO4 2-, мг/дм3
max
57,6
72,0
57,6
9,60
12,1
34,7
7,47
min
9,60
9,60
9,60
4,80
3,47
3,60
0,32
Ccp
24,2
28,5
22,8
7,70
6,31
12,3
1,77
рН
max
8,30
7,90
7,20
7,55
7,05
8,50
7,14
min
6,10
5,40
5,10
5,15
4,85
4,95
5,90
Ccp
6,95
6,15
6,05
6,35
6,40
6,45
6,64
Направле ние на с еве р
Амплитуда колебаний значений pH возросла: если в 1996 г. она была
равна 6,10–8,30, то в 2006 г. этот показатель находился в пределах 4,95–8,50,
однако в 2010 г. зафиксирован более узкий диапазон 5,90–7,14 ед. рН.
По содержанию сульфат-иона анализируемая среда характеризовалась
стабильным снижением концентраций: с 9,60–57,6 мг/дм3 в 1996 г.
до 3,60–34,7 мг/дм3 в 2006 г., в 2001 г. характеризовались аномально низкими
значениями сульфатов – 4,8–9,6 мг/дм3.
7
60
15
50
14
6
Шкала,
13
мг/л
40
12
5
18
29
30
33
20
28 32
27
31
34 26
30
25
20
17
19
1
21
16
2 8
22
9
3
23
с. Красный Яр
10
4
10
24
11
0
0
5
10
15
20
35
25
30
35
40
45
0.75
0.7
0.65
0.6
0.55
0.5
0.45
0.4
0.35
0.3
0.25
0.2
0.15
0.1
0.05
0
Направлен ие н а восток
Рис. 2. Картосхема ра спределения НФП в снежном покрове, 2006 г.
На рисунке 2 представлена картосхема распределения величин НФП
(2006 г.) в снежном покрове в районе АГК. Из картосхемы видно, что эпицентр загрязнения НФП (0,79 мг/дм3) находится на урбанизированной территории г. Астрахани и довлеет к автомобильной развязке. Учитывая характер
распределения НФП в снежном покрове прошлых лет, можно констатировать
то, что зона загрязнения формируется в результате негативного комплексного
воздействия выхлопных газов наземного транспорта и выбросов в атмосфер119
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
ный воздух предприятий промышленной зоны г. Астрахани. Ареал локального загрязнения НФП зафиксирован также в пределах городской черты г. Нариманов с диапазоном колебаний в достаточно широких пределах от аналитического нуля до 0,44 мг/дм3 . Характер распределения нефтяных углеводородов в этой зоне обеспечен работой автотранспорта и отопительных котельных. Территория, прилегающая непосредственно к АГК, не загрязнена нефтепродуктами.
Диапазон изменения величин содержания НФП в талых снеговых водах
говорит о том, что крайние значения концентраций почти неизменны за
1996–2001 гг., тогда как в 2004, 2006 и 2010 гг. их концентрации резко снизились (рис. 3).
мг/л
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
1996 1997 1998 2001 2004 2006 2010
Г о д
Рис. 3. Динамика концен траций НФП в снежном покрове
Позитивные качественные изменения состояния снежного покрова происходят, несмотря на продолжающийся непрерывный рост добычи и переработки углеводородного сырья на АГК.
Результаты спектрального анализа талой снеговой воды на определение щелочных и щелочноземельных металлов представлены в таблице 2, картосхемы
их распределения в снежном покрове района исследования – на рисунке 4.
Содержание элементов в
талой снеговой воде, 2006 и 2010 гг.
Статистика
К
Сmin
Сmax
Cср
0,01
3,31
0,75
Сmin
Сmax
Cср
0,01
0,61
0,18
Э л е м е н т, мг/дм3
Na
Ca
2006 г.
1,12
0,02
8,95
2,86
2,77
0,76
2010 г.
0,18
0,77
1,99
4,71
0,95
2,97
120
Таблица 2
Mg
0,19
3,87
0,75
0,45
4,09
1,84
Геоэкология
Направление на се вер
Анализ результатов говорит о том, что распределение щелочных (Na и К)
и щелочноземельных металлов (Ca и Mg) идентично друг другу и указывает
на отсутствие влияния со стороны объектов АГК.
В межгодовой динамике прослеживается хорошая корреляция между
уменьшением и стабилизацией объемов выбросов АГК и снижением степени
загрязнения снежного покрова. По сравниваемым годам видно, что произошли радикальные изменения.
Так, если в 2006 г. щелочных металлов K и Na было по средним величинам 0,75 и 2,77 мг/дм3, то в 2010 г. – 0,18 и 0,95 мг/дм3 соответственно.
То есть произошло уменьшение концентраций: K в 4, а Na в 2,9 раза.
Прямо противоположная ситуация произошла с щелочноземельными металлами. Содержание Ca увеличилось в 3, а Mg в 2,5 раза.
Получение более достоверной оценки макро- и микрокомпонентного
состава снежного покрова в исследуемых районах затруднительно ввиду
того, что каждая зона загрязнения данными поллютантами «накладывается» на общий уровень их содержания в снеге, сформированного под
воздействием суммарных выбросов: АГК, промышленных объектов
г. Астрахани, выхлопных газов автомобильного и железнодорожного
транспорта, ветрового массопереноса элементов с сопредельных территорий.
Таким образом, полученная информация по многолетним наблюдениям за состоянием снежного покрова свидетельствует о наличии в районе, прилегающем к АГК и г. Астрахани, факторов, активно нейтрализующих кислотность осадков. Подобные явления присущи техногенным
территориям – вокруг промышленных предприятий с выбросами оксидов
серы и азота.
7
60
15
50
14
6
Шкала,
13
мг/л
40
12
5
18
29
30
33
17
19
20
28 32
27
31
34 26
30 23
20
1
21
22
16
2 8
9
3
с. Красный Яр
25
10
4
10
24
11
35
0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Направление на восток
Ус лов ные обозначения
- Т очка отбора снежного образца
а)
121
3.2
3
2.8
2.6
2.4
2.2
2
1.8
1.6
1.4
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
Нап равл ение на север
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
7
60
15
50
14
6
Шкал а,
13
АГК
мг/л
40
1
17
18
8.5
8
7.5
7
6.5
6
5.5
5
4.5
4
3.5
3
2.5
2
1.5
1
12
5
16
2 8
19 21
29
33
20
НАРИМАНОВ
22
28 32
27 31
3
34 26
30 23
20
30
9
с. Красный Яр
25
10
4
10
24
11
35
0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
ение на
в осток
-Направл
Точка отбора
снежн
огообразца
Направление на север
б)
7
60
15
50
14
6
Шкал а,
13
мг/л
40
12
5
18
29
30
1
17
19
33
21
20
22
28
32
27
31
34 26
30 23
20
16
2 8
9
3
с. Красный Яр
25
10
4
10
24
11
0
0
5
10
15
20
Условн ые обозначени я
35
25
30
35
40
45
Направл ение на восток
- Точк а отбора с нежн ого образца
в)
122
2.8
2.6
2.4
2.2
2
1.8
1.6
1.4
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
Н апра вл е ние на с е ве р
Геоэкология
7
60
15
50
14
6
Шк ал а,
АГК
13
мг/ л
40
12
5 Аксарайский
пос.
3 .6
1
17
19
с. Сеитовка
18
2 8
21
29
33
20
НАРИМАНОВ
22
28 32
9
27 31
3
34 26
23
30
20
30
3 .2
16
2 .8
2 .4
2
с. К расный Яр
25
1 .6
10
4
10
1 .2
24
0 .8
11
0 .4
0
0
г. Астрахань
5
10
15
20
35
25
30
35
0
40
45
Направление на вост ок
г)
Рис. 4. Картосхемы распределения щелочных металлов (2006 г.) в снежном
покрове: а) калия; б) натрия; в) кальция; г) магния
Зафиксированные очаги более высоких концентраций НФП, сульфатиона и металлов находятся в непосредственной близости к локальным источникам загрязнения и чаще всего на урбанизированных территориях.
Из полученной информации по снегомерным работам видно, что изучение химии атмосферных осадков в виде снежного покрова необходимо для
оперативной оценки степени загрязнения атмосферного воздуха и почв на
различных территориях аридной зоны.
Результаты оценки состояния объектов природной среды в районе Северного Прикаспия по состоянию снежного покрова подлежат использованию в проектной документации строящихся объектов, инженерноэкологических изысканий и для разработки разделов «Оценка воздействия на
окружающую среду».
Список литературы
1. Андриа нов В. А. Оценка возде йствия Ас траха нского газового ко мплекса на
качес тво воздушного бас се йна Северо-Запа дного Пр икас пия / В. А. Андриа нов
// Экологические сис темы и приборы. – 2001. – № 3. – С. 23–26.
2. Андриа нов В. А. Оценка воздействия деятельно сти Астрах ан ского газового
комплекс а на окружающую среду низовья Волги по каче ству с нежного покрова
/ В. А. Андрианов, Г. И. Сокирко // Экологические системы и приборы. – 2000. – № 4. –
С. 17–23.
3. Андриа нов В. А. Раздельное содержа ние натрия и калия в водных объ ектах
на т ерритории Астраханского г азоконде нса тного ме сторожде ния АГК / В. А. Андрианов, В. П. Спирин, Г. И. Сокирко // Наука и тех нология углеводородов. – 2001. –
№ 4. – С. 164–157.
4. Андриа нов В. А. Состояние снежного покрова по с теп ени его з агрязнен ия
нефтяными углеводородами в районе АГК / В. А. Андриа нов, Г. И. Сокирко,
Г. Ю. Райская // Наука и технология углеводородов. – 2001. – № 4. – С. 150–153.
5. Беликова Т. Мониторинг фонового загрязнения снежного покрова н а т ерритории СССР / Т. Беликова, В. Василенко, Н. Назарова, А. Пегоев, Ш. Фридман. – М. :
123
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
Инст итут прикладной геофизики им. ак. Федорова Е.К., Госкомгидроме та СССР,
1986. – С. 56–67.
6. Иваник В. М. Анализ пространс твенно-вре менного измене ния химического
сост ава снежного покрова в районе Ас трах анского газоконде нса тного компл екса
/ В. М. Иваник, Г. И. Сокирко, Е. А. Федорова // Гидрохимические материалы. – 1992. –
Т. СХII. – С. 21–39.
7. Никаноров А. М. Гидрохимия / А. М. Никаноров. – Л. : Гидромет еоизд ат,
1989. – 351 с.
8. Ш атрах Я. А. Атмосферное вымывание серы, азота и тяжелых ме таллов на
территории ЧССР / Я. А. Шатрах // Проблемы фо нового мониторинг а сос тояния природной среды. – Л. : Гидрометео изда т, 1988. – Вып. 7. – С. 14–24.
References
1. Andrianov V. A. Ocenk a vozdejstvija Astrahanskogo gazovogo kompleks a na
kachestvo vozdushnogo bass ejna Sev ero-Zapadnogo Prikaspija / V. A. Andri anov // Jekologicheskie sistemy i pribory. – 2001. – № 3. – S. 23–26.
2. Andrianov V. A. Ocenk a vozd ejstvija dejatel'nosti Astrahanskogo gazovogo kompleksa na okruzhajuwuju sredu nizov'ja Volgi po kachestvu snezhnogo pokrova
/ V. A. Andrianov, G. I. Sokirko // Jekologicheskie sistemy i pribory. – 2000. – № 4. – S. 17–23.
3. Andrianov V. A. Razdel'noe soderzh anie natrija i kalija v vodnyh obektah na territorii Astrahanskogo gazokondens atnogo mestorozhdenija AGK / V. A. Andrianov,
V. P. Spirin, G. I. Sokirko // Nauka i tehnologija uglevodorodov. – 2001. – № 4. – S. 164–157.
4. Andrianov V. A. Sostojanie snezhnogo pokrova po stepeni ego zagrjaznenija n eftjanymi uglevodorodami v rajone AGK / V. A. Andrianov, G. I. Sokirko, G. Ju. Rajskaja //
Nauka i tehnologija uglevodorodov. – 2001. – № 4. – S. 150–153.
5. Belikova T. Monitoring fonovogo zagrjaznenija snezhnogo pok rova na territorii
SSSR / T. Belikova, V. Vasilenko, N. Nazarova, A. Pegoev, Sh. Fridman. – M. : Institut
prikladnoj geofi ziki im. ak. Fedorova E.K., Goskomgidrometa SSSR, 1986. – S. 56–67.
6. Ivanik V. M. Analiz prostranstv enno-vremennogo izmenenija himicheskogo
sostava snezhnogo pokrova v rajone Astrahanskogo gazokond ensatnogo kompleksa
/ V. M. Ivanik, G. I. Sokirko, E. A. Fedorova // Gidrohimicheskie materi aly. – 1992. –
T. SHII. – S. 21–39.
7. Nikanorov A. M. Gidrohimija / A. M. Nikanorov. – L. : Gidrometeoizdat, 1989. – 351 s.
8. Shatrah Ja. A. Atmosfernoe vymyvanie sery, azota i tjazhelyh metallov na territorii
ChSSR / Ja. A. Shatrah // Problemy fonovogo monitoringa sostojanija prirodnoj sredy. –
L. : Gidrometeoizdat, 1988. – Vyp. 7. – S. 14–24.
КАДАСТР В РАЗРАБОТКЕ ДОКУМЕНТОВ ПО ОБРАЩЕНИЮ
И ОХРАНЕ ЗЕМЕЛЬ НА ЛАНДШАФТНОЙ ОСНОВЕ
Васильев Александр Николаевич, кандидат технических наук, Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова, 410012,
Россия, г. Саратов, пл. Театральная, 1, e-mail: [email protected]
На основе комплексного анализа организационно-территориальных изменений и
экологических посл едствий у хода гос ударс тва из сферы активного влияния на организацию использования и охраны земель показана актуальность проведения работ
по обращению с земельными долями и землеустройств у на уровне административно-территориальных образований.
Приведены структура и содер жание документа по планированию и организации использования земель сельскохозяйственного назначения по сведениям кадастра.
124
Геоэкология
Ключевые сло ва: земле устройство, рациональное испо льзование земель и их охрана, схема использования земель по сведениям кадастра для охраны земель сельскохозяйственного назначения.
CADASTRE IN THE DEVELO PMENT O F DOCUMENTS
TH E TREATMENT AND PRO TECTIO N
O F LANDS BASED O N THE LANDSCAPE
Vasiljev Alexandr N., C.Sc. in Technic, Saratov State Agrarian University of
N.I. Vavilov, 1 Theatrical sq., Saratov, 410012, Russia, e-mail:
[email protected]
On the basis of the complex analysis of organizational-territorial changes and ecological consequences of leaving of the state from sphere of a ctive influence on the organization of use and protection of the earths the work urgency under the reference with ground
shares and to land management at level of administrative-territorial formations is shown.
The structure and the document maintenance on planning and the organization of use
of the earths of agricultural purpose according to a cadaster are resulted.
Key words: Land management, the rational refer ence of the earths and their protection, the scheme of use of the earth’s according to a cadastre for protection of the earths of
agricultural purpose.
Иерархия административно-территориального устройства страны определяет развернутую систему землеустройства и проектной документации в
условиях применения кадастровых данных. Наряду с территориальным планированием, предусмотрены действия по организации рационального землепользования и охраны земель субъектов Российской Федерации, муниципальных образований и других административно-территориальных образований. Каждый географический аспект территории имеет самостоятельное значение и одновременно служит обоснованием для последующих землеустроительных действий. Собственник земельной территории вправе знать границы
своего объекта недвижимости, которые должны достоверно отражаться в кадастровой документации. Отсюда следует, что для формирования земельного
участка в счет земельных долей необходим механизм выделения его в натуре
с закреплением границы и поворотных точек.
Накопленный опыт проведения предыдущих работ при планировании
земель сельскохозяйственного назначения в муниципальном районе позволяет предоставить результаты обобщения выявленных недостатков:
• недочеты географических особенностей территории;
• сложившиеся демографические изменения роста населения;
• пороки производственно-технологических приемов и метода воздействия на почвенный плодородный слой;
• экологические загрязнения;
• несложившиеся кадастровые отношения;
• дефекты научных знаний в обосновании решения на стадии его принятия, а также выполнения.
К недостаткам формирования территории следует отнести:
• отсутствие решаемых вопросов по регулированию кадастровых
отношений, заключающееся в преобладании формы собственности и
125
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
преимущественного безответственного создания производства путем
реорганизации крупных земельных массивов, нередко продуктивных в
технологическом отношении;
• ограничение формального реформирования хозяйственного уклада
только сменой поколения собственников без организационных и экономических мер стимулирования сельскохозяйственного производства;
• принятие нормативных актов без учета в них конкретных местных
географических условий, обрекающее их мероприятия на бездеятельность.
Сложившееся противоречие толкования аграрной реформы с искажением достигнутых результатов земельных отношений создали ситуацию невостребованности земель сельскохозяйственного назначения.
Начиная с середины 2000-х гг. государственная земельная политика в
России в целом ориентировалась на формирование законодательных основ по
упрощению, уточнению, созданию более благоприятных условий для землеустроительной, земельно-кадастровой и градостроительной деятельности,
ограничивающих незаконное самоуправство субъектов земельных отношений. Однако в то же время действующее земельное законодательство не
обеспечивает обязательность планирования и организации рационального
использования земель и их охраны на федеральном, региональном и муниципальном уровнях, независимо от их целевого назначения и статуса – одного
из важнейших условий конкурентоспособности экономики региона и страны
в целом. Нормы в действующем земельном законодательстве о планировании
использования земельных ресурсов прописаны декларативно, но и не исполняются на различных административных уровнях, государство ушло из сферы активного влияния на организацию использования и охраны земель.
Поэтому при формировании земельных участков, в том числе в счет земельных долей, следует создать условия обеспечения устойчивого земледелия, направленного на планирование и организацию работ для повышения
плодородия почв и его охрану. Характерные мероприятия следует направить
на консолидацию земельных участков и активно препятствовать проявлению
негативных процессов.
Формируемая в стране с 2004 г. система территориального планирования, определяющая порядок и обеспечивающая организацию управления
лишь городскими и застроенными территориями (остальные рассматриваются в качестве пространственного базиса) не позволяет осуществить научно
обоснованное планирование и организацию рационального использования
земель и охраны всего земельного фонда страны.
Таким образом, до настоящего времени в России не выстроена система
комплексного планирования использования земель и их охраны на федеральном, региональном, муниципальном уровнях.
Последствия такого отношения к проблеме очевидны: по данным Росреестра за 1990–2009 гг. площадь сельскохозяйственных угодий в Российской
Федерации без всякого эколого-экономического обоснования сократилась на
1,87 млн га, площадь пашни – на 10,73 млн га, посевные площади –
на 40,8 млн га [3].
Материалы Всероссийской сельскохозяйственной переписи (2006 г.) показали, что 41,5 млн га сельскохозяйственных угодий не обрабатывается,
площадь залежи составляет 13,9 млн га, а более 28,5 млн га (26 % площадей
земельных долей) являются невостребованными [4].
126
Геоэкология
Усиливаются процессы деградации земель, эрозия почв и опустынивание. Резко ухудшилось состояние мелиорированных земель. Огромные
территории захламлены отходами производства, загрязнены нефтью и нефтепродуктами; негативным воздействиям подвергаются и земли городов, где
повсеместно проявляются процессы подтопления, оползни, карстовость, захламление и загрязнение. Поэтому дальнейшие земельные преобразования
должны осуществляться компетентно, цивилизованным путем и только на
основе научно обоснованного и практически апробированного социальноэкономического и правового механизма, а также установленных основ федеральной политики в области регулирования земельных отношений и проведения землеустройства.
В 2008 г. Министерство сельского хозяйства Российской Федерации было наделено функциями по выработке и реализации государственной политики и нормативно-правовому регулированию в сфере земельных отношений (в
части, касающейся земель сельскохозяйственного назначения), а также по
государственному мониторингу таких земель [6]. В связи с этим в целях реализации данных функций требуется:
• совершенствовать порядок формирования и регламент использования
земель сельскохозяйственного назначения;
• развивать научно-исследовательскую, проектно-изыскательскую и
образовательную деятельности в сфере сельского хозяйства, землеустройства
и кадастров;
• организовать взаимодействие между федеральными, региональными
и муниципальными органами власти, иными ведомствами и учреждениями,
регулирующими сельскохозяйственную деятельность на достоверных данных
государственного кадастрового учета;
• разработать методологическую концепцию мероприятия по планированию и организации использования земель сельскохозяйственного назначения и их охраны в отрасли сельского хозяйства;
• подготовить методические разработки с обоснованием принятия документации по планированию и организации использования земель сельскохозяйственного назначения и их охраны с введением обязательности реализации плановых и проектных документов по использованию земель сельскохозяйственного назначения.
Вопросы планирования рационального использования земель и их охраны в схемах землеустройства различного уровня изучались целым рядом институтов системы РАН, РАСХН, учеными и специалистами научноисследовательских, проектно-изыскательских и производственных организаций Роснедвижимости (Росземкадастра), Министерства сельского хозяйства,
других министерств и ведомств. Накоплен богатый теоретический и практический опыт в сфере землеустройства административно-территориальных
образований, предметно изучен вопрос использования земель сельскохозяйственного назначения в системе государственного управления земельными
ресурсами.
В настоящее время, с учетом современных требований землепользования, охраны природных и земельных ресурсов, порядка разработки документации по использованию земель административно-территориальных образований на перспективу, существует объективная необходимость в систематизации имеющихся теоретических и практических знаний в данной области.
127
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
Авторами проводились научно-исследовательские работы, результатами
которых стали предложения по составу и содержанию схем использования и
охраны земель сельскохозяйственного назначения на уровнях субъекта Российской Федерации и основам формирования земельных долей в условиях
муниципального образования [2].
Структура подобной территориальной организации должна базироваться
на трех основных разделах:
• подготовительные работы, изучение использования земель сельскохозяйственного назначения;
• агроиндустриальное районирование;
• разработка мероприятий по рациональному использованию земель
сельскохозяйственного назначения и их охране.
В статическом восприятии планирование реализуется переводом из одного организационного состояния в другое, с определением распорядительного и социального воздействий. Однако действенность плановых показателей заключена в исследовании рациональной формы путем активного претворения этих планов в их существование. Аграрно-индустриальное районирование территорий зависит от сложности ландшафтных условий. Учитывая
особенности местных географических условий, следует рассмотреть состояние характеристик и параметров изменений использования земель сельскохозяйственного назначения в динамике путем:
1) диагностирования кадастрового состояния, путем выявления экспертной
деятельности использования земель сельскохозяйственного назначения;
2) прогнозирования характеристик и параметров изменений использования земель сельскохозяйственного назначения в целях получения эффекта по
заранее выбранному критерию (экономическому, техническому, технологическому и др.).
На этапе подготовительных работ производится сбор, анализ и оценка
документов, раскрывающих уровень социального и экономического развития
района, природные условия, степень изученности земель, состояние земельно-ресурсного потенциала, итоги трансформации правоотношений на землю,
состояние экологической обстановки и иные сведения. Готовятся картографические материалы по различным тематическим разделам подготовительных работ.
Аграрно-индустриальное землепользование территорий по сложности
ландшафтных условий в административно-территориальном образовании является одним из видов работ по планированию и организации рационального
использования земель и их охраны, представляющего собой разделение территории на таксоны различного ранга в соответствии с особенностями природных и экономических условий землепользования, а также агробиологическими требованиями сельскохозяйственных культур.
За основу аграрно-индустриального землепользования на уровне субъекта Российской Федерации должна быть принята система общероссийского
районирования, в соответствии с которой по определенным признакам будут
выделены природно-сельскохозяйственные пояса, зоны, округа, районы и т.д.
Материалы по аграрно-индустриальному районированию земель следует
сертифицировать как в текстовом виде, так и в виде тематической карты, на
которой показываются границы единиц районирования, условными индексами надписываются основные их характеристики (номера зон, районов, окру128
Геоэкология
гов и т.д., агроклиматические показатели, типы и подтипы почв, преобладающий механический состав, преобладающие типы рельефа, гидрологические условия). На карте в виде врезок дается подробная легенда всех принятых обозначений и индексов к карте.
На основе сертифицированных данных от качества выполнения подготовительных работ и аграрно-индустриального районирования в схему использования и охраны земель сельскохозяйственного назначения предлагается
ввести мероприятия по рациональному использованию земель и их охране,
исходя из представлений о земле как о природном объекте, охраняемом в качестве важнейшей составной части природы, природном ресурсе, используемом в качестве средства производства в сельском хозяйстве и лесном хозяйстве и основы осуществления хозяйственной и иной деятельности на территории Российской Федерации, и одновременно как о недвижимом имуществе,
об объекте права собственности и иных прав на землю.
Кадастровый учет земельных участков в счет земельных долей показал,
что механизмом для проведения эффективного использования земель сельскохозяйственного назначения может послужить трехмерная модель кадастровой площади земельного участка, с учетом третьей ресурсной составляющей, которая определяется при межевании и внесении ее в документы планирования и организации использования кадастровых данных путем сохранения
объекта недвижимости [5].
Диагностирование кадастрового состояния использования земель сельскохозяйственного назначения во времени заключается в достоверности исходного положения, выявление и определение дефектов формирования земельного участка. Кадастровое состояние земельного участка сельскохозяйственного назначения характеризуется следующими особенностями кадастрового учета: технические – площадь, кадастровый номер, адрес (местоположение); экономические – кадастровая оценка, рыночная оценка; юридические –
форма собственности, вид права (обременения), разрешенное использование.
Исходя из данных положений, предложения по рациональному использованию земель включают проведение мероприятий по оптимизации распределения земель по целевому назначению, правовому режиму, субъектам землепользования, по охране земельных ресурсов, а также симулирующие мероприятия по достижению правопорядка в землепользовании (развитие рынка
земли и земельного консалтинга).
Картографический материал по обоснованию предлагаемых мероприятий в схеме землеустройства субъекта Российской Федерации готовится с
использованием пространственных данных территории [1], как правило, на
картах масштаба 1 : 200000 – 1 : 300000. В зависимости от площади субъекта
Российской Федерации, степени полноты отображаемой информации, допускается принятие в качестве картографической основы карт более мелкого
масштаба, а также аэрокосмические снимки.
Полученные результаты исследования позволяют составить варианты
содержания использования и охраны земель сельскохозяйственного назначения на уровне субъекта Российской Федерации в рамках предложенной
структуры, включающие отдельные тематические разделы (табл. 1).
129
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
Таблица 1
Содержание схемы использования и охраны земель
сельскохозяйственного назначения муниципального района
Разделы
Подготовит ельные
работы
Наименование материалов и территориальных мероприятий
Уровень развития сельскохозяйственного производства
Свойства земли (г еогра фиче ски е условия)
Степень изученности состояния земель сельскохозяйственного
назн ачен ия
Состояние ре сурсного поте нци ала
Итоги тра нс форма ции правоотноше ний н а землю
Состояние земель, подвергшихся негативным воздействиям
Аграрно-индустриальное
Характ еристик а един иц природ ного районирования
землепользование
Состав и рас пределен ие з емель по угодьям в разрез е
территорий по сложности единиц природно-с ельскохозяйственного ра йонирова ния
ландшафтных условий
Организ ац ионно-хозяйстве нные признаки т ерритории
Факторы и условия развития сельского хозяйства регион а
Способы и технологи и использования земель
Разработка предложений Совершенствование ра спредел ения зе мель по кат егориям,
по рациональному исполь- угодьям и видам разрешенного использования
зованию зе мель сель- Упорядочени е сис те мы землепользован ия
скохозяйстве нного на- Уста новление зе млеус троит ельных регла ментов по
значе ния и их охране
использованию земель сельскохозяйстве нного наз начения
Развитие ин фра структуры земельного рынка
Организ ац ия сис те мы консалти нга по опт имиз аци и
использования земель сельскохозяйстве нного назнач ения
Разработка компл екса мероприят ий по охране земель
Прогнозирование
Распределе ние земель по ка тегориям, угодьям и вида м
характ ерис тик
разрешенного использования
и пара метров изменения Упорядочение системы землевладений и землепользований
состояния землепользования Уста новление зе млеус троит ельных регла ментов по
сельскохозяйственного
использованию земель сельскохозяйстве нного наз начения
назначения
Развитие ин фра структуры земельного рынка
Организ ац ия сис те мы консалти нга по опт имиз аци и
использования земель сельскохозяйстве нного назнач ения
Разработка компл екса мероприят ий по охране земель
Диагностика – весьма важный этап проведения прогноза. Применительно к прогнозированию кадастрового состояния земельного участка в основном к этому этапу относится установление допускаемых отклонений параметров состояния земельного участка и оценка его состояния, требующая
разработки или выборов методов и средств измерения, а также проведения
самих измерений параметров. Кадастровое состояние оценивают по результатам дефектовки или диагностирования.
Прогнозирование кадастрового состояния плодородного слоя с отражением его в документах планирования и организации земель сельскохозяйственного назначения изменит своевременную инвестиционную политику не
только для консервации его количества, но и повышения качественных показателей кадастровой площади земельного участка и других полезных свойств
поверхностного состояния земли (табл. 2).
130
Геоэкология
Таблица 2
Содержание динамики изменения кадастрового состояния земель
сельскохозяйственного назначения в муниципальном образовании
Диагностирова ние кадастрового сос тояния землепользования сельскохозяйствен ного назначе ния
Характ еристика ландша фтного зе мледелия
Структура земель сельскохозяйс твенного назначе ния
Признаки дефектов нарушения природной среды территории
Факторы и условия допущения технических и кадастровых
ошибок
Территории и спользования зе мель по с пособа м и
технолог иям изменчивост и ландша фт а
Прогнозирование харак- Выявить математическую мод ель проце сс а из менения
теристик и параметров пара метров када стрового сос тояния зе мельного учас тка
изменения состояния ис- с учетом основных факторов, характер изуемых
пользования земель сельско- комплексом случайных и детерминированных величи н
хозяйственного назначе ния
Разработать основы определения динамики кадастрового
состояния земель сельскохозяйс твен ного наз начения с
приме не ние м
мат ематической
модели
проц ес са
изменения параметров
Установить правила и приемы определения оптимальных
допуска емых отклон ен ий пара ме тров када стрового
состояния земель сельскохозяйстве нного н азначения
Своевременное определение качественных показателей плодородного
слоя позволит обеспечивать достоверной информацией землепользователя, а
также разрабатывать дополнительные требования по актуализации кадастровой стоимости земельного участка [1].
Список литературы
1. Васильев А. Н. Достоверность состоян ия земель сельскохозяйс твенного назначе ния с использование м диста нционного ме тода почвен ного обследован ия
/ А. Н. Васильев, И. В. Шмидт // Вавиловски е чт ения – 2009 : ма т-лы Междунар.
науч.-практ. конф. – Саратов : КУБиК, 2009. – С. 229–231.
2. Васильев А. Н. Особеннос ти территори альной орга низа ции зе мель сельскохозяйственного назначе ния / А. Н. Васильев, И. В. Шмидт // Вестник СГАУ. – 2010. –
№ 3. – С. 29–31.
3. Земельный фонд Рос сийской Ф едер ации на 1 января 2008 г. Федеральное
агентс тво
када стра
объектов
недвижимост и.
–
Режи м
доступ а:
http://www.kadastr.ru/available_land_2008, свободный. – Заглавие с экрана. – Яз. рус.
4. Об итог ах Всероссийской сельскохозяйс твен ной п ере пис и 2006 г. Федеральная
служба
государс твенной
с та тис тики.
–
Режим
доступ а:
http://www.gks.ru/bgd/regl/b08_11/IssWWW.exe/ Stg/d02/15-15.htm, свободный. – Заглавие с экрана. – Яз. рус.
5. Пат. Росс ийская Федерация, МПКG01C1/00. Способ измерен ия кад астровой
стоимост и земельного учас тка / А. Н. Васильев, К. У. Мязитов, И. В. Шмидт. –
№ 2392584. – 2010. – Бюл. изобретений № 17.
6. Поста новление Правит ельства РФ от 12.06.2008 г. № 450 « Положение о Минис терс тве сельского хозяйства РФ» // Росийская газета. – 2008. – (15 июня).
References
1. Vasil'ev A. N. Dostovernost' sostojanija zemel' sel'skohozjajstvennogo
naznachenija s ispol'zovaniem distancionnogo metoda pochvennogo obsledovanija
/ A. N. Vasil'ev, I. V. Shmidt // Vavilovskie chtenija – 2009 : mat-ly Mezhdunar.
nauch.-prakt. konf. – Saratov : KUBiK, 2009. – S. 229–231.
131
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
2. Vasil'ev A. N. Osobennosti territorial'noj organizacii zemel' sel'skohozjajstvennogo
naznachenija / A. N. Vasil'ev, I. V. Shmidt // Vestnik SGAU. – 2010. – № 3. – S. 29–31.
3. Zemel'nyj fond Rossijskoj Federacii na 1 janvarja 2008 g. Federal'noe agentstvo kadastra ob’ektov nedvizhimosti. – Rezhim dostupa: http://www.kadastr.ru/available_land_2008,
svobodnyj. – Zaglavie s jekrana. – Jaz. rus.
4. Ob itogah Vserossijskoj sel'skohozjajstvennoj perepisi 2006 g. Federal'naja sluzhba gosudarstvennoj statistiki. – Rezhim dostupa: http://www.gks.ru/bgd/regl/b08_11/IssWWW.exe/
Stg/d02/15-15.htm, svobodnyj. – Zaglavie s jekrana. – Jaz. rus.
5. Pat. Rossijskaja Federacija, MPKG01C1/00. Sposob izmerenija kadastrovoj stoimosti zemel'nogo uchastka / A. N. Vasil'ev, K. U. Mjazitov, I. V. Shmidt. – № 2392584. –
2010. – Bjul. izobretenij № 17.
7. Postanovlenie Pravitel'stva RF ot 12.06.2008 g. № 450 "Polozhenie o Ministerstve
sel'skogo hozjajstva RF" // Rosijskaja gazeta. – 2008. – (15 ijunja).
ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ЖИЗНИ
НАСЕЛЕ
НАСЕЛЕНИЯ РАЙОНА ДЕЛЬТЫ ВОЛГИ
Щербакова
Наталья
Сергеевна,
аспирант,
Астраханский
государственный университет, 414056, Россия, г. Астрахань, ул. Татищева,
20а, е-mail: [email protected]
Локтионова Елена Геннадьевна, кандидат химических наук, доцент,
Астраханский государственный университет, 414056, Россия, г. Астрахань,
ул. Татищева, 20а, е-mail: [email protected]
Ларцева Любовь Владимировна, доктор биологических наук, профессор,
Астраханский государственный университет 414056, Россия, г. Астрахань,
ул. Татищева, 20а, е-mail: [email protected]
Проведена оценка качества жизни населения Икрянинского района Астраханской области. Общая площадь земель в административных границах района
состав ляет 195453 га, в том числе 38 % территории – вода, 35 % – земли сельскохозяйственного назначения. Действующие направ ления сельского хозяйства – молочное
и мясное животноводство, птицеводс тво, выращивание картофеля, овощей и зерновых (рис, ячмень).
Дана оценка экологической ситуации в Икрянинском районе. Выявлены источники загрязнения окружающей среды. Уделяется внимание проблеме захоронения
отходов. В статье также представ лены резу льтаты иссл едований качества жизни
насел ения на основе данных социологиче ского опроса. Даны рекомендации по улучшению качества жизни насе ления МО «Икрянинский район».
Ключевые слова: экологическая ситуация, источники загрязнений, промышленность, отходы, качество жизни, социологический опрос.
GEO ECO LO GICAL ESTIMATIO N O F POPULATIO N LIFE QUALITY
IN REGION O F THE VO LGA DELTA
Sсherbakova Natalia S., Post-graduate student, Astrakhan State University,
20a Tatisсhev st., Astrakhan, 414056, Russia, е-mail: [email protected]
132
Геоэкология
Loktionova Elena G., C.Sc. in Chemistry, Senior Lecturer, Astrakhan State
University, 20a Tatisсhev st., Astrakhan, 414056, Russia, е-mail:
[email protected]
Lartseva Lubov V., C.Sc. in Biology, Professor, Astrakhan State University,
20a Tatisсhev st., Astrakhan, 414056, Russia, е-mail: [email protected]
The article considers methodical approaches to an assessment of quality of the life of
the population in Ikrjaninsky district of the Astrakhan r egion. Municipality "Ikrjaninsky
district" is situated in the south of the Astrakhan region. The common square of lands concludes 195453 hectares. Including 38 % of territory is water. 35 % is land for agricultural
purpose. The acting directions of agriculture are milk and cattle breeding, poultry keeping,
potato, vegetable and grain (rice, barley) growing, The authors estimate the ecological
situation of Ikrjaninsky district. The sources of contamination of environment are educed.
The attention is paid for to the problem of burial place of wastes. Also the article presents
the results of researches of quality of life of population in Ikrjaninsky district, based on the
analysis of data of the sociological questioning. The authors gives the recommendation for
improving of the quality of population life in municipality "Ikrjaninsky district".
Key words: the ecological situation, sources of contaminations, industry,
wastes, quality of life, sociological questioning.
Модель устойчивого развития, рассматриваемая как альтернатива существующему типу общественного развития, предполагает сбалансированное
социально-экономическое развитие при сохранении благоприятной среды
обитания. Одним из концептуальных решений проблемы может стать разработка исследований качества жизни населения как интегрированной характеристики благоприятности среды жизни, степени удовлетворенности людей
условиями жизнеобеспечения в целом. Являясь интегральным критерием и
показателем «устойчивости» развития, качество жизни может послужить
важным рычагом регулирования экономической, экологической и социальной составляющих на территории Астраханской области. Проблема загрязнения окружающей среды и нарушения в природе равновесия должна рассматриваться в глобальном и региональном аспектах, а также необходимо выявление наиболее острых экологических проблем в муниципальных образованиях, где экологическая обстановка может быть неоднозначна в связи с природноклиматическими условиями и хозяйственной деятельностью человека [2].
Астраханская область располагается в нижнем течении Волги, которая с
сетью протоков образует в пределах области Волго-Ахтубинскую пойму и
дельту Волги. Значительную часть территории области занимают пустынные
экосистемы. Как и во всех других регионах, экологические проблемы Астраханской области обусловлены хозяйственной деятельностью человека как на
территории области, так и на вышележащих территориях, с которых в акваторию Нижней Волги поступают загрязненные речные воды. Как и во многих
других регионах, негативные последствия деятельности человека выражаются в загрязнении атмосферного воздуха, водной среды, почв [9].
Общая площадь земель в административных границах района составляет
195453 га, в том числе 38 % территории – вода, 35 % – земли сельскохозяйственного назначения. Икрянинский район входит в состав Южного внутриобластного экономического района и расположен в зоне Астраханской групповой системы расселения, которая имеет ярко выраженный центр – г. Астра133
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
хань с радиусом обслуживания основной массы поселений – 50 км. Район в
северной части своей территории граничит с территорией областного центра.
Часть территории района является пригородной зоной города. Территориальная структура Икрянинского района значительно вытянута вдоль линии
р. Бахтемир [1].
За истекшие 10–15 лет запасы промысловых видов рыб в ВолгоКаспийском регионе сократились: осетровых – более чем в 15 раз, полупроходных рыб – в 8–10 раз. Главная причина – превышение изъятия над пополнением популяций, а также влияние природных и антропогенных факторов.
На фоне существенного снижения эффективности естественного воспроизводства, особенно осетровых видов рыб, основным источником пополнения численности популяций стали рыбоводные заводы и рыбохозяйственное
использование ильменей [7].
На территории Икрянинского района размещены 17 муниципальных образований (МО): 15 сельских и 2 поселковых. Общее число населенных пунктов – 38, из них – 2 рабочих поселка, 27 сел и 9 поселков. Самым крупным
населенным пунктом на территории Икрянинского района является его административный центр с. Икряное – 10187 чел. Общая численность постоянного
населения района на 01.01.2010 г. – 48736 чел., из них городского – 11108 чел.,
сельского – 37628 чел. В МО «Икрянинский район» проживает около 4,9 %
населения Астраханской области. Средняя плотность населения составляет
24,7 чел./км2 .
Таблица 1
Характеристика муниципальных образований Икрянинского района
Наименова ние
муниципальных образований
Бахтемирский сельский совет
Восточный сельский совет
Житнинский сельский совет
Зюзинский с ельский сове т
р.п. Ильинка
Икрянинский сельский совет
р.п. Кр. Баррикады
Маячнинский сельский совет
Мумринский сельский совет
Н.-Булгаринский сельский совет
Озерновский сельский совет
Оранжерейнинский с ельский сове т
Седлист инский сельский совет
Сергиевский сельский совет
С. Трудфронт
Федоровский с ельский сове т
Чулпанский сельский совет
Нас еление,
тыс. чел
3,6
0,9
3,0
0,5
4,7
10,4
6,4
1,8
3,4
0,5
1,2
5,0
1,2
0,7
2,7
1,6
1,1
Количество на сел енных
пунктов, ед.
3
2
3
2
1
2
1
4
2
1
4
2
3
2
1
3
2
Икрянинский район находится под воздействием источников загрязнения окружающей среды, расположенных на территории г. Астрахани и на
собственной территории, где негативные последствия деятельности человека
также выражаются в загрязнении атмосферного воздуха, водной среды, почв.
По данным Министерства экономического развития Астраханской области, в
районе 6 рыбоводных предприятий, занимающихся искусственным воспроиз134
Геоэкология
водством ценных видов рыб, 2 птицефабрики, 9 колхозов, производящих
овощи, рис, яйцо, молоко, мясо [6]. Действующие направления сельского хозяйства – молочное и мясное животноводство, птицеводство, выращивание
картофеля, овощей и зерновых [6]. Район имеет 110 крестьянских фермерских хозяйств и 14256 личных подсобных хозяйств. В результате природных
особенностей Икрянинского района основным видом деятельности является
добыча речной и выращивание прудовой рыбы. В последние годы происходит сокращение вылова. Оно произошло, главным образом, в связи с зарегулированием стока р. Волги, вследствие развития рисосеяния в дельте Волги и
глобального загрязнения реки ядовитыми стоками промышленных, нефтехимических и коммунальных предприятий, а также вследствие химизации сельского хозяйства в бассейне Волги [9].
Территория МО «Икрянинский район» в северной части подвержена
влиянию регионального загрязнения атмосферного воздуха, основным источником которого является г. Астрахань. Ввод в эксплуатацию дополнительных
источников воздействия (развитие инженерной инфраструктуры, увеличение
количества автотранспорта) на окружающую среду в левобережной части
г. Астрахани предполагает соответствующее увеличение техногенной нагрузки на прилегающую к городу территорию муниципального образования. Основной объем загрязняющих веществ на территорию области поступает с
транзитным стоком волжских вод. Значительный вклад в загрязнение поверхностных вод вносит г. Астрахань и Астраханский газовый комплекс через атмосферный перенос загрязняющих веществ. Загрязнение почв в Икрянинском районе происходит в результате применения пестицидов при выращивании различных сельскохозяйственных культур.
В районе развита машиностроительная промышленность, которая вносит
свой вклад в загрязнение окружающей среды. На основном крупном предприятии района ОАО «Судостроительный завод "Красные Баррикады"» основными источниками загрязнения окружающей среды являются: литейное
производство, травильные и гальванические цеха, цеха механической обработки, сварочные и окрасочные цеха и участки. Со сточными водами производства сбрасывается в р. Бахтемир значительное количество нефтепродуктов, сульфатов, хлоридов, взвешенных веществ, соединений азота, солей железа, хрома, цинка, меди, никеля и других тяжелых металлов. Предприятие
является источником образования отходов таких, как отработанные формовочные стержневые смеси литейного производства, металлоабразивные отходы, шламовые отходы гальванического, травильного производств, отработанные масла, нефтешламы, растворители, отходы красок, грунтовок, лаков.
Перерабатывающая промышленность района представлена такими крупными предприятиями, как ОАО «Дельта», ЗАО « Сельскохозяйственное предприятие "Восточное"», ООО «Оранжерейный рыбокомбинат», ООО «Рыбоперерабатывающий цех "Икрянинский"», занимающиеся переработкой и консервированием рыбы. Рыбные отходы, получаемые в результате деятельности
этих предприятий, являются источником загрязнения почв микроорганизмами, яйцами биогельминтов. Транспорт также является мощным источником
загрязнения природной среды. По территории района проходит автотрасса
федерального значения «Москва – Махачкала». На территории района развита сеть автомобильных дорог регионального значения. Общая протяженность
135
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
сети автомобильных дорог с твердым покрытием на территории Икрянинского района составляет 216,55 км.
На территории района отсутствует пассажирский железнодорожный
транспорт. В северо-западной части МО «Рабочий поселок Ильинка» расположен транспортный узел ООО «ЛУКОЙЛ – магистральный нефтепродуктопровод» и Астраханского филиала ООО «ЛУКОЙЛ – Нижневолжскнефтепродукт». Нефтеперегрузочный терминал, мощностью 3 млн т в год, и ведущий к ней железнодорожный путь введены в эксплуатацию в 2003 г. Транспортный узел организован для перевалки нефтепродуктов на севере Каспия с
целью недопущения движения нефтеналивных барж по р. Волге. Общая протяженность однопутного участка железной дороги от станции Трусово составляет 14,5 км, непосредственно по территории муниципального образования – 1,8 км. Территория Икрянинского района, имеющая протяженные судоходные водные пути, благоприятна в плане развития водного транспорта. В
пределах границ муниципального образования с севера на юг проходят два
судоходных рукава реки Волги: Бахтемир и Старая Волга.
Рукав Бахтемир – наиболее глубокий рукав из всех рукавов дельты, по
которому проходит Волго-Каспийский канал, где осуществляется двустороннее движение судов. По Волго-Каспийскому каналу пропускается как речной
транспорт, так и транспорт, осуществляющий морские перевозки. Водный
транспорт является сезонным. Продолжительность судоходного периода составляет 240 дней. Общая протяженность судоходных путей Икрянинского
района составляет 132 км.
Икрянинский район динамично развивается. С каждым годом отмечается
рост объемов производства и потребления. В связи с этим объемы образования отходов также увеличиваются, что требует решения вопроса об их дальнейшей утилизации. Захоронение на полигонах, санкционированных свалках
остается одним из наиболее популярных методов утилизации отходов. В настоящее время проблема захоронения отходов в Икрянинском районе является актуальной и достаточно сложной.
Таблица 2
Санкционированные места размещения отходов
в Икрянинском районе Астраханской области
Количество СМРО
14
Площадь СМРО, га
19,04
Количество нако пленных отходов, т
3807,0
Распределение санкционированных мест размещения отходов (СМРО) на
территории Икрянинского района Астраханской области, по данным Главного управления по технологическому и экологическому надзору по Астраханской области, представлено в таблице 2.
Малые свалки достаточно распространены в районе, преимущественно
вблизи некрупных сельских администраций, предприятий сельскохозяйственного назначения. Отходы, формируемые на территории района, носят
главным образом бытовой характер – 4-й класс опасности (малоопасные).
Свалки 4-го класса в основном сосредоточены около малонаселенных пунктов, дачных массивов, небольших предприятий. Свалка размером 0,04 га является самой малой санкционированной свалкой промышленных и бытовых
отходов в Астраханской области, находится в ведомости колхоза «Каспий»
136
Геоэкология
с. Федоровка Икрянинского района. Следует отметить, что из зарегистрированных 14 мест размещения отходов в Икрянинском районе лишь 2 имеют
проектную документацию и построены в соответствии с ней. К ним относятся следующие полигоны: полигон ТБО МУП ЖКХ рабочий поселок Красные
Баррикады, полигон отходов производства ЗАО «Производственный комплекс Эко+». Последний успешно функционирует на территории района,
специализируется на комплексном обслуживании береговых нефтяных терминалов, приеме и утилизации опасных промышленных отходов: шлам моечных растворов, масла отработанные, отходы от переработки рыбы (тузлук) и др. [6].
Экологическая обстановка и проблемы окружающей природной среды
района определяются, с одной стороны, спецификой местных природноклиматических условий, а с другой – характером и масштабами воздействия
промышленных предприятий муниципального образования, которые используют практически все виды природных ресурсов и самые разнообразные технологии их переработки [8]. Это определяет неблагоприятные для жизни и
здоровья людей изменения сред жизнеобеспечения, а также социальных и
медико-санитарных параметров. В результате происходит отток трудовых
ресурсов, снижение рождаемости и ухудшение качества жизни населения.
Субъективный подход подразумевает определение качества жизни на
основе социологических опросов. Четкие пространственные рамки административного района как объекта исследований помогают исследовать ряд вопросов с достаточной глубиной, в отличие от регионального и федерального
уровней. Административный район – это не только сложная управляемая социоприродно-территориальная система, которая отличается самобытностью
традиционной культуры и сложившейся производственной специализацией,
большей привязанностью населения к родным местам по сравнению с крупными административными единицами. Административный район – это и
оперативное звено в принятии решений по оптимизации природопользования, а также первый уровень, в пределах которого происходит сбор и обобщение геоэкологической информации, поступающей из районных отделов
охраны природы, землеустройства, статистики, гражданской обороны и чрезвычайных ситуаций и т.д. [4].
В связи с вышеизложенным нами было изучено восприятие проблем качества жизни местным населением района дельты Волги на примере МО
«Икрянинский район» Астраханской области. На основе данных анкетного
опроса проводился анализ результатов. В анкетах респонденты указывали
основные сведения о себе (возраст, пол, род деятельности, национальность) и
отвечали на вопросы, касающиеся качества жизни (заболевания, занятия
спортом, проведение досуга, условия быта и т.д.).
При выборе респондентов были охвачены разные возрастные категории,
всего было опрошено 180 человек, из них молодых людей – 60 человек (33,33 %),
людей в возрасте от 25 до 60 лет – 60 человек (33,33 %), людей пенсионного
возраста – 60 человек (33,33 %).
Здоровье населения всегда занимает одно из первых мест в системе жизненных ценностей любого государства. Сохранение общественного здоровья и снижение заболеваемости – важнейшие социально-экономические задачи, стоящие
перед государством и здравоохранением, в решении которых используется опыт
многих наук: медицины, экологии, демографии, гигиены, эпидемиологии [5].
137
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
На основе ответов респондентов были выявлены заболевания, которыми
чаще всего страдает население: сердечно-сосудистыми, заболеваниями внутренних органов, а также болезнями суставов. Следует отметить, что респонденты в Икрянинском районе отмечают наличие онкологических заболеваний
в 23 % случаев (рис. 1).
%
60
50
40
30
20
за боле ва ния
гла з
за боле ва ния
кос те й
д иабе т
за боле ва ния
вну тре нних
о рганов
онкологич еские
0
с ер дечн осос удис тые
забо леван ияя
10
Рис. 1. Виды заболеваний на селе ния Икрянинского ра йона
При анализе ответов респондентов на вопрос о занятиях спортом были
получены следующие результаты: 40 % респондентов Икрянинского района
ответили, что занимаются или когда-либо занимались спортом. Наиболее популярными видами спорта являются: волейбол, баскетбол, футбол, вольная
борьба (рис. 2).
Анализ анкеты показал наличие личного автотранспорта и приусадебного участка: 16 % респондентов имеют автомобиль, 90 % – дачу (огород).
Отвечая на вопрос анкеты о том, где они проводят лето (оздоровительные лагеря, на даче, на море и др.), 81 % респондентов Икрянинского района
ответили: дома. Некоторыми из них (5 %) было отмечено, что они не имеют
материальных средств для выезда (рис. 3).
138
Геоэкология
л е
г
б о
к с
ка
я
ат
ле
ти
к а
во
ле
йб
о л
ст
ре
ль
б а
х о
к к
ей
б а
с к
ет
б о
л
во
ф у
л ь
тб
н а
ол
я
б о
р ь
ба
ш
ах
м
ат
ы
те
нн
и с
% 50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
Рис. 2. Виды спорта, распространенные ср еди насел ения в Икрянинском районе
2%
7%
4%
н е вые зжа ют
6%
детские здра вниц ы
с ан аторий
дач а
тур истиче ские п утевки
81%
Рис. 3. Оздоровление на селе ния Икрянинского ра йон а
В результате анализа ответов респондентов об инженерной инфраструктуре (свет, газ, вода и др.) было выявлено, что обеспеченность централизованным водоснабжением и центральным отоплением остается на низком
уровне (рис. 4).
Результаты субъективной оценки качества жизни населения Икрянинского района, основанной на анализе социологических опросов, выявили его
невысокий уровень. Субъективно население оценивает состояние своего здоровья пессимистично. Более половины опрошенных страдает сердечнососудистыми заболеваниями, 12 % – заболеваниями внутренних органов,
23 % отмечают онкологические заболевания. Отмечается резкое ухудшение состояния здоровья в более старших возрастных группах. Также в районе, по мнению населения, широко распространено социально опасное явление – алкоголизм.
По мнению специалистов Всемирной организации здравоохранения, около
трети заболеваний населения обусловлено загрязнением окружающей природной среды, т.е. экологически обусловлены [3]. Оценка антропогенных факторов
(загрязнение атмосферного воздуха, водных объектов, почв) показала, что для
Икрянинского района характерен достаточно высокий уровень антропогенной
нагрузки на все компоненты окружающей среды. Большая часть населения района не придерживается особой культуры поведения, ориентированной на сохранение своего здоровья. Элементы здорового образа жизни становятся вынужденной реакцией на испытываемое плохое самочувствие. Только 40 % опрошенных занимаются или когда-либо занимались спортом.
139
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
%
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
центр.водоснабжение
газ
центр .отоп лени е
Рис. 4. Обеспеченно сть на селе ния Икрянинского ра йона н екоторыми вида ми
инженерного благоус тройства
По результатам социологического опроса, только пятая часть населения
района выезжает во время отпусков для оздоровления на санаторнокурортное лечение, в детские здравницы или проводит лето на даче.
Качество жизни населения во многом определяется тем, насколько уровень развития отдельных элементов социальной инфраструктуры территории
соответствует требованиям благоустроенности жизни и деятельности людей.
Показано, что высокая степень обеспеченности социальными услугами предопределяет лучшее качество жизни [3]. По данным субъективной оценки,
только шестая часть опрошенных имеет личный автотранспорт, что в 2 раза
ниже, чем в среднем по РФ, и ниже уровня обеспеченности во всех субъектах
Южного федерального округа. Согласно информации, предоставленной администрацией МО «Икрянинский район», количество автомобилей в районе
на 32 % меньше, чем в среднем по Астраханской области [3].
Важнейшей составляющей качества жизни населения сельских аграрных
районов является обеспеченность населения личным приусадебным участком. Субъективная оценка данного индикатора является высокой на всей территории района. Наличие дачи (огорода) отметили 90 % респондентов.
Проанализировав состояние благоустройства жилого фонда МО «Икрянинский район», мы сделали вывод, что по уровню обеспеченности отдельными видами инженерного благоустройства муниципальное образование относится к разряду относительно неблагополучных [3].
Согласно вышеприведенным данным, уровень обеспеченности населения
Икрянинского района централизованным водоснабжением составил 49 % и
центральным отоплением – 14 %, что ниже областных показателей [3]. По
мнению жителей, централизованным газоснабжением обеспечено почти 80 %
территории МО «Икрянинский район». Выполнен подвод газовых сетей ко
всем населенным пунктам. В качестве положительных тенденций можно отметить, что газификация Икрянинского района практически завершена.
Всесторонний анализ исследования субъективного общественного мнения выявил проблемы качества жизни населения МО «Икрянинский район», связанные со здоровьем, социально-экономическим положением, условиями жизнедеятельности. Среди основных направлений их решения нами предложены:
• разработка краевой программы снижения заболеваемости населения;
140
Геоэкология
• реформирование сельского хозяйства и расширение отраслевой специализации данной территории, развитие малого бизнеса;
• оптимизация экологической ситуации посредством развития системы экологического мониторинга и разработка на ее основе мер по улучшению состояния
природных сред, а также экологическое просвещение и образование населения;
• обеспечение населения района недостающими объектами инженерной
инфраструктуры и улучшение качества услуг отраслей социальной сферы.
Таким образом, эффективная социально-экономическая политика в отдельных муниципальных образованиях позволит повысить общий уровень
качества жизни населения Астраханской области.
Список литературы
1. Атлас Астраханской облас ти / под ред. В. А. Пятина. – М., 1997. – С. 9–29.
2. Базарова А. Г. Территориальная дифференци ация каче ства жизни н ас еления
Республики Бурятия : автореф. дис. … канд. геогр. наук / А. Г. Базарова. – Улан-Удэ,
2001. – 18 с.
3. Баранова И. С. Территориальные различия каче ства жизн и нас еле ния Свердловской области : автореф. дис. … канд. геогр. наук / И. С. Баранова. – Екатеринбург :
Изд-во Урал. гос. ун-та, 2002. – С. 10–12.
4. Баранова М. В. Экологическая оценка и восприятие на селени ем окружа ющей
среды Красноярского ра йона Астраханской обла сти : моногр афия / М. В. Баранова,
А. Н. Бармин, А. Г. Горбунова, Е. Г. Локтионова, Б. М. Насибулин а, М. Ю. Пучков. –
Астрахань : Изд. дом «Астраханский универ ситет», 2008. – 127 с.
5. Жилкин А. А. Медико-де могра фиче ские а спекты соци альной полит ики в
улучшении здоровья населе ния Астраханской облас ти / А. А. Жилкин, В. Г. Акишкин
// Актуальные проблемы де могра фической политик и и сос тояни е здоровья населен ия
Российской Федерации : мат-лы Всерос. науч.-практ. конф. (16–19 сентября 2009,
Астрахань). – Астрахань : АГМА, 2009. – С. 3–5.
6. Инвестиционные пре дложения Астр аханской обла ст и – Астр ахань : Мин-во
экономич. развития Ас траха н. обл., 2008. – С. 34–35.
7. Кокоза А. А. Возможные направле ния инт енси фика ции рыбоводс тва в ВолгоКаспийском рег ионе / А. А. Кокоза // Тепловодная аквакультура и биологиче ская
продуктивность водоемов аридного климата : мат-лы и докл. Междунар. симпоз иума
(16–18 апреля 2007, Астрахань) / редкол. Ю. Т. Пименов [и др.]. – Астрахань : Изд-во
АГТУ, 2007. – С. 56–59.
8. Схема территориального планирования муници пального образова ния « Икрянинский район» Ас траханской обла ст и // Мат ери алы обоснования схемы терри ториального пла нирова ния. – Астрахань : ООО « Астраха нский гра достро ительный
центр», 2010. – Т. 2, кн. 2. – 125 с.
9. Яникин В. В. Экологическая обстановка в Астраханской области и планируемые мероприятия по ее оздоровлению / В. В. Яникин // Рециклинг отходов. – 2008. – № 1. – С. 13.
References
1. Atlas Astrahanskoj oblasti / pod red. V. A. Pjatina. – M., 1997. – S. 9–29.
2. Bazarova A. G. Territorial'naja di fferenciacija kachestva zhizni nas elenija Respubliki Burjatija : avtoref. dis. … kand. geogr. nauk / A. G. Bazarova. – Ulan-Udje, 2001. – 18 s.
3. Baranova I. S. Territorial'nye razlichija kachestva zhizni naselenija Sverd -lovskoj
oblasti : avtoref. dis. … kand. geogr. nauk / I. S. Baranova. – Ek aterinburg : Izd-vo Ural.
gos. un-ta, 2002. – S. 10–12.
4. Baranova M. V. Jekologicheskaj a ocenka i vosprijatie naseleni em okru zhajuwej
sredy Krasnojarskogo rajona Astrahanskoj oblasti : monografij a / M. V. Baranova,
A. N. Barmin, A. G. Gorbunova, E. G. Loktionova, B. M. Nasibulina, M. Ju. Puchkov. –
Astrahan' : Izd. dom "Astrahanskij universitet", 2008. – 127 s.
141
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
5. Zhilkin A. A. Mediko-demograficheskie aspekty soci al'noj politiki v uluchshenii
zdorov'ja naselenija Astrah anskoj oblasti / A. A. Zhilkin, V. G. Akishkin // Aktual'nye
problemy demograficheskoj politiki i sostojanie zdorov'ja n aselenija Rossijskoj Federacii :
mat-ly Vseros. nauch.-prakt. konf. (16–19 sentjabrja 2009, Astrahan'). – Astrah an' :
AGMA, 2009. – S. 3–5.
6. Investicionnye predlozhenija Astrah anskoj oblasti – Astrahan' : Min-vo jekonomich. razvitija Astrahan. obl., 2008. – S. 34–35.
7. Kokoza A. A. Vozmozhnye napravlenija intensi fikacii rybovodstva v VolgoKaspijskom regione / A. A. Kokoza // Teplovodnaja akvakul'tura i biologicheskaja produktivnost' vodoemov aridnogo klimata : mat-ly i dokl. Mezhdun ar. simpoziuma
(16–18 aprelja 2007, Astrahan') / redkol. Ju. T. Pimenov [i dr.]. – Astrahan' : Izd-vo AGTU,
2007. – S. 56–59.
8. Shema territorial'nogo planirovanija municipal'nogo obrazovanija "Ikrjaninskij rajon" Astrahanskoj oblasti // Materi aly obosnovanija shemy t erritorial'nogo planirovanija. –
Astrahan' : OOO "Astrahanskij gradostroitel'nyj centr", 2010. – T. 2, kn. 2. – 125 s.
9. Janikin V. V. Jekologicheskaja obstanovka v Astrahanskoj oblasti i planiruemye meroprijatija po ee ozdorovleniju / V. V. Janikin // Recikling othodov. – 2008. – № 1. – S. 13.
142
ФИЗИЧЕСКАЯ ГЕОГРАФИЯ И БИОГЕОГРАФИЯ,
ГЕОГРАФИЯ ПОЧВ И ГЕОХИМИЯ ЛАНДШАФТОВ
РОЛЬ ПРИДЕЛЬТОВЫХ ТЕРРИТОРИЙ ВОЛГИ
В ФОРМИРОВАНИИ РАСТИТЕЛЬНЫХ РЕСУРСОВ
Кокин Олег Александрович, инженер учебно-методического управления,
Астраханский государственный университет, 414000, Россия, г. Астрахань,
пл. Шаумяна, 1, e-mail: [email protected]
Пилипенко Владимир Николаевич, доктор биологических наук, профессор, заведующий кафедрой, Астраханский государственный университет,
414000, Россия, г. Астрахань, пл. Шаумяна, 1, e-mail: [email protected]
Афанасьев Игорь Александрович, аспирант, Астраханский государственный университет, 414000, Россия, г. Астрахань, пл. Шаумяна, 1, e-mail:
[email protected]
В работе отмечены причины, определяющие развитие расти тельного покрова в
районах, лежащих выше вос точных и западных подстепных ильменей, прил егающих
к дельте Волги. Под влиянием ряда у словий эти пространс тва выделяются в отдельные мезоклиматические районы, которые в свою очередь оказывают в лияние на
ближайшие территории. Данные районы отличаются степенью и площадью деградации растительного покрова. Приведены метрические данные д ефляционных и
сбитых (животными) участков пастбищ в во сточном и западном надыльменных
районах. Кроме того, в первом отмечены сезонные изменения площадей, подверженных дефляционным процессам. Во втором выделены зоны, отличающиеся по степени
интенсивности использования пастбищ.
Ключевые сло ва: мезоклимат, растительный покров, деградация почв, перевыпас, степень сбитос ти пас тбищ, уплотненность пастби щ, пастбище, ли шенное
растите льности, дефляция, надыльменные районы.
RO LE O F TH E VO LGA DELTA ADJACENT TERRITO RIES
IN FO RMATIO N O F VEG ETATIO N RESO URSES
Kokin Oleg A., Engineer of the Training and Methodical Administration, Astrakhan State University, 1 Shaumjan sq., Astrakhan, 414000, Russia, e-mail:
[email protected]
Pilipenko Vladimir N., D.Sc. in Biology, Professor, Head of Department, Astrakhan State University, 1 Shaumjan sq., Astrakhan, 414000, Russia, e-mail: [email protected]
Afanasjev Igor A., Post-graduate student, Astrakhan State University,
1 Shaumjan sq., Astrakhan, 414000, Russia, e-mail: [email protected]
The paper noted reasons for development of vegetation in areas lying above the easten and
western understeppe elmens, adjacent to the Volga Delta. Influenced by a number of conditions,
these speaces are allocated to individual mesoclimatic areas, which in turn influence the nearest
area. These regions differ in the degree and the area of degraded vegetation. The metrical data are
deflationary and downed pasture areas of eastern and western regions of ilmens. In addition, in
the first area we marked the seasonal changes in areas prone to deflation. In the second area, the
zones, that are differing in the degree of intensity.
Key words: Мesoclimate, vegetation cover, degradation of soils, overgraring, the degree of overgraring, pasture compaction, barren pasture, deflation, upper ilmen regions.
143
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
В придельтовых районах Волги, лежащих выше зон западных и восточных подстепных ильменей, сформировались особые климатические условия,
отличные от ближайших территорий местных климатов. Во время вегетационного периода с северной стороны они испытывают «сухое и жаркое» влияние аридных плакорных территорий. С южной стороны они испытывают
смягчающее воздействие «влажных ветров». На западе (восточный район) и
востоке (западный район) граничат с поймой и дельтой реки Волги, которые
смягчают местные климаты. С давних пор эти места служили стоянками
(зимниками) для пастбищных животных. Перевыпас сельхозживотных на севере ильменно-бугровых районов привел к частичной (на некоторых участках
полной) потере растительного покрова. В результате изменения физических
свойств почвы и отражающей поверхности увеличился нагрев территории. Отсюда сформированные теплые воздушные массы переносились на сопредельные
территории и непосредственно влияли на местные климаты. Исходя из этого,
данные районы можно выделить в отдельные мезоклиматические единицы.
Восточный надыльменный район (условно назовем ВНИР), прилегающий к северной окраине восточных подстепных ильменей обозначен наличием участка с высокой степенью дефляции почвы. Основной причиной тому
явилась высокая нагрузка на растительный покров пасущихся животных.
Вторым условием, поддерживающим процесс деградации растительного покрова, является влияние восточного, более сухого климата, с доминирующими направлениями ветров восточных румбов, особенно в сухие сезоны. Усугубляет влияние вторичное засоление почв за счет переноса ветром частиц
соли с берегов пересыхающих соленых водоемов. Складывается ситуация,
когда щелочная среда почв и высокая инсоляция сдерживают процесс развития пустынных фитоценозов, а перенос песка ветром с других территорий
усугубляет это влияние на растительный покров. В результате образуется
своеобразная зона незакрепленных и полузакрепленных песков между северными окраинами озер и южными участками песков Кызылтау, Калипашошак
(рис. 1, двойной пунктир). Выше обозначенного участка расположено много
чабанских точек (кошар), оттуда отары, делая короткие переходы, выходят в
зону соленых озер восточных подстепных ильменей (ВПИ), достаточно богатых галофитной растительностью. Например: Солерос простертый (солончаковый), (Salsola perennans), Кермек каспийский – (Limonium caspium), Тамарикс (Tamarix laxa) (рис. 2).
Вдоль северной оконечности ВПИ расположено несколько (9) больших
чабанских точек (зимников, кошар), вытаптывание почвы на этом участке –
наибольшее (рис. 1, белый контур). Дальше на север этот участок сменяется
зоной перевыпаса животных, которая привязана к чабанским станам и ближайшим пресным водоемам (рис. 1).
На летнем снимке ((Landsat ET M+) (22.06.02)) данной территории видны
большие площади, подверженные выветриванию; растительность на них
весьма скудная. Длина границы соприкосновения надыльменного района с
северной оконечностью восточных подстепных ильменей составляет 96 км
(по ломаной линии). Площадь участка подверженного деградации, непосредственно прилегающего к восточным ильменям, составляет около 900 км².
Ширина прилегающей к ВПИ депрессивной полосы колеблется от 1,7 до
13,5–14 км (рис. 2), а дефляционного участка около 4,4 км (рис. 1, двойной
пунктир).
144
Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов
Рис. 1. Восточный надыльменный ра йон. В границах белого контура –
участки почвы, подверженные вытаптыванию, двойным пунктиро м – дефляции
Рис. 2. Восточный надыльменный ра йон. Светлым фоном выделяется терр итория
растительного покрова, подверженного перевыпасу (в градациях желто-оранжевого цвета)
Деградация растительного покрова над ВПИ имеет сезонную изменчивость (рис. 3). В период ранней весны, когда сумма положительных температур и влажность почвы имеет наибольшую влагоемкость, создаются условия
для активного развития фитоценозов. Здесь эфемерная растительность развивается на площадях, ранее сбитых животными в предыдущий летне-осенний
период. На снимках (Landsat ETM+) представлены сезонные изменения в покрытии территории растительным покровом. Стрелками указаны площади
занятые растительным покровом в весенний и летний периоды (рис. 3: А, В).
В сухой период (поздний летний и осенний периоды) выветривание усиливает свое давление на эти участки и приводит к практической потере растительного покрова (рис. 3: Б).
А
Б
В
Рис. 3. Сезонная деграда ция раст ительного покрова н а севере ВПИ. Отмечена
стрелками: (Lands at ETM+) А – 14.05.01, Б – 22,06,01, В – 22.04.02
145
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
Другой проблемой для ВПИ является перенос ветром большого количества песка в близлежащие водоемы (рис. 1), что увеличивает естественное
обмеление и минерализацию водоемов и прибрежных почв. Следовательно, и
вторичное засоление территории ВНИР.
Западный надыльменный район (условно назовем ЗНИР) располагается
севернее западных подстепных ильменей, также активно используется под
пастбища многих овцеводческих хозяйств.
В различных интерпретациях обработки космического снимка он
выделяется как достаточно большое пространство с площадью около 5000
км2 (согласно Landsat ETM+ – 4963,3 км2 ), в границах Приволжских песков
общей площадью 6000 км2 [4]. Внутри него можно выделить три зоны
интенсивного использования пастбищ (рис. 4 (I, II, III)). Первая прилегает с
востока к правому берегу реки Волги, с юга к северной оконечности
западных подстепных ильменей (ЗПИ) и уходит полосой на запад.
Охватывает массивы Стрелецких, Артиллерийских, Дальних Вышек,
Юрточных песков, граничит с ЗПИ на протяжении 81 км (рис. 4 (I)). Площадь
района – 1606 км2 , ширина «полосы» – в пределах 20–27 км, максимальная –
37 км (рис. 4 (I)). Вторая зона граничит малым участком на юге ЗНИР,
восточной стороной с р. Волгой, расстояние от реки до восточной границы
III-я зоны – 27–28 км, площадь – 1117,3 км2 (рис. 4 (II)). Самая дальняя III
зона граничит с I и II зоной, имеет площадь 2240 км2 , этот район испытывает
наименьшее влияние от перевыпаса (рис. 4 (III)).
II
III
I
Рис. 4. Зоны (I, II, III), определе нные по интен сивности и спользования па стб ищ
в западном на дст епном район е
Согласно визуальным данным ДЗЗ, самой вытаптываемой является зона
I, ширина которой составляет в среднем 23 км. Основной интерес вызывает
именно этот участок, потому что на его территории достаточно большое поголовье скота и его перевыпас влияет самым негативным образом на растительный покров надыльменного района. Летом с потерей растительного покрова изменяется цвет подстилающей поверхности, увеличивается нагрев
почвы, что ведет к повышению средней дневной температуры воздуха в при146
Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов
земном слое. Нагретые воздушные массы поднимаются и переносятся ветром
на территорию ЗПИ, чем нарушают сложившийся местный «влажный» климат и фенотипические реакции растений.
Отметим, что на территории Наримановского района (и области) в основном выращивают три породы овец: Эдильбаевская, которая может проходить в день до 20–25 км, Грозненская (Тонкорунная) – 5–10 км, Каракульская –
10–15 км. Дневные переходы отар Эдильбаевской породы вполне покрывают
ширину I зоны. Они совершаются не только из-за смены пастбищ, но и для
водопоя животных. В отдаленные хозяйства I и II зоны воду подвозят автотранспортом или используют редкие пресноводные, слабоминерализованные
колодцы.
На территории I зоны ЗНИР насчитывается 56 животноводческих точек,
расстоянием между ними составляет в среднем 5 км. Обычно на одно хозяйство приходится участок радиусом 2,5–5 км, но владельцы отар часто нарушают регламентированную зону и стараются производить выпас скота на соседних территориях. Оскудению кормовой базы способствует бесконтрольный рост поголовья сельхозживотных. В советский период оптимальным поголовьем одной отары в данном районе было 700 голов, в настоящее время на
одного хозяйствующего субъекта насчитывается до 1000–1200 единиц скота
(точную численность владельцы, как правило, скрывают). При нормах, принятых в 80-х гг., на одну овцу отводилось 2,5 га пастбища, а фактически приходилось 1,5 га. В настоящее время в некоторых районах на 2 овцы приходится 2,5 га. Территория западных подстепных ильменей часто используется
животноводами как дополнительный участок выпаса. Если учесть, что овцы
не переносят соленой воды, а подвоз пресной достаточно дорог, то использование ЗПИ и водоподающих трактов вполне оправдан. В I зоне большое поголовье скота является негативным фактором, влияющим на растительный
покров и последующую дефляцию почв северных и северо-западных территорий ЗПИ. Выветривание, в основном, касается южных участков надыльменного района и западных окраин ЗПИ.
Самое сильное нарушение растительного покрова наблюдается на возвышенных участках. Исторически сложилось, что они занимались под чабанские
точки. Годами их поверхность вытаптывалась и уплотнялась большим количеством животных. Эти участки почти полностью лишены растительного покрова и
классифицируются как очень сильно сбитые (классификация пастбищ по степни
сбитости дана по [5]). Среди растительности здесь часто встречаются ранневесенние эфемеры, повсеместная верблюжья колючка (Alhagi pseudalhigi), горец
птичий (Polygonum aviculare) и некоторые другие виды (рис. 5).
Ниже на склонах возвышенностей лежат участки сильносбитых пастбищ,
их можно охарактеризовать как площади с чрезвычайно редким растительным покровом, вегетирующими ранней весной и осенью. Его основу составляют: весной эфемеровые однолетники, эфемероиды, летом – мортук пшеничный (Eremopyrym orientale), горец птичий (Polygonum aviculare), мятлик
луковичный (Poa bulbosa), рогач песчаный (Ceratocarpus arenarius). В разгар
лета площадь сильносбитых участков несколько увеличивается, вследствие
поедания животными и высыхания растений (рис. 5). По космическим снимкам выделено 56 таких участков, 40 из них достаточно крупные, площадью от
1,02 до 8,0 км2. Средняя площадь одного участка составляет 1,71 км2 . Разброс
размеров занимаемых площадей составляет от 8,02 до 0,2 км2 . Общая пло147
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
щадь в I зоне (очень сильно сбитых, сильносбитых участков) составляет
96,081 км2 .
Рельефно ниже двух предыдущих располагаются участки, обозначенные
как среднесбитые. Проективное покрытие (и продуктивность) зависит от
времени и количества пасущихся животных, накопленной почвой влаги, продолжительности нежаркого весеннего периода. Летом на этих участках вся
растительность высыхает (выгорает), за исключением западин мезо- и микрорельефа. Основу травостоя в таких сообществах составляют полынь Лерха
(Artemisia lerchiana), полынь веничная (A. scoparia), молочай Сегюера (Euphorbia seguieriana), многолетний злак мятлик луковичный (Poa bulbosa), однолетний злак мортук пшеничный (Eremopyrym triticeum) и однолетнее разнотравье: горец птичий (Polygonum aviculare), рогач песчаный (эбелек) (Ceratocarpus arenarius), клоповник пронзеннолистный (Lepidium perfoilliatum).
Постепенно количество их увеличивается, полынь исчезает и доминировать
начинают молочай Сегюера (Euphorbia seguieriana), рогач песчаный (эбелек)
(Ceratocarpus arenarius), гармала (Perganum harmala), неравноцветник кровельный (Anisantha tectorum).
– очень сильно сбитые па стб ища,
проективное покрытие (ПП) боле е 75 %
– сильносбитые, ПП – 75–50 %
– среднесбитые, ПП – 50–25 %
– слабосбитые, ПП – менее 25 %
Рис. 5. Фрагмент с нимк а надыльмен ного района север не е ЗПИ. Степень сбито ст и
пас тбищ в западном н адыльменном район е (в I зоне). Стрелкой указаны учас тки
сбитости с/х животными (увеличено) [5]
В низинных участках растительный покров сохраняется в слабосбитом
состоянии. Здесь в состав травостоя, кроме обычных – верблюжьей колючки
(Alhagi pseudalhagi), полукустарничков, полыни Лерха и пижмы тысячелистниковой (ромашник) (Tanacetum achilleifolium), входят злаковые: ковыль волосовидный (тырса) (Stipa capillata), ковыль сарептский (S. sareptana), ковыль Лессинга (S. lessingiana), овсяница валлесская (типчак) (Festuca valesiaca), житняк пустынный (Agropyron desertorum) и др. Иногда встречаются
отдельные виды или группы Тамарикса (Tamarix laxa).
Основной пресс перевыпаса животных испытывают зоны I и II (по величине площади очень сильно сбитых участков). Отметим, что в восточной части I зоны преобладают участки очень сильно сбитые, сильносбитые (они удалены друг от друга более чем на 5 км), в III зоне больше среднесбитых и слабосбитых. Зона III менее вытаптываемая, но, тем не менее, также испытывает
негативное влияние из-за перевыпаса животных.
148
Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов
В целом, сбитость пастбищ по Астраханской области достигла 100 %, из
них 79 % занимают средне- и сильносбитые. Запас сухой поедаемой массы на
пустынных пастбищах колеблется от 2 до 5 ц/га, на солонцах – от 1 до 2 ц/га,
на полузаросших песках – от 0,5 до 1,5 ц/га [1]. В ЗНИР запас фитомассы на
среднесбитых пастбищах составляет 0,65–1,40 ц/га, на сильносбитых –
0,3–1,00 ц/га, при этом средняя высота травостоя соответственно составляет
10–25 см и 7–17 см в мятликово-ромашковых сообществах 8–115 см [5]. Сухая масса травостоя на пастбищах ЗПИ составляет не более 0,5–2,0 ц/га [3].
Для получения максимальной продуктивности на естественных пастбищах выпас овец принято начинать через 12–18 дней после начала роста трав,
когда большая часть их будет в фазе кущения. Это бывает, когда травы вырастают до высоты 10–15 см. Прекращать выпас овец рекомендуется при высоте растений 4–5 см [2]. В условиях Астраханской области эти требования
не выполняются. Особенно на территории надыльменных районов и на западе северной части ЗПИ. Продуктивность пастбищ снижается, если стравливание растительного покрова составляет 2–3 см [2]. По нашим наблюдениям, на
участках перевыпаса (рис. 2 и рис. 4 (I)) высота кормовых видов растительности как раз составляет 2–3 см, подобная ситуация наблюдается у населенных
пунктов и на ближайших буграх Бэра.
В заключение отметим, что многолетний перевыпас животных на территориях надыльменных районов привел к деградации растительного покрова и
дефляции почв на отдельных участках, вследствие чего на их пространствах
сформировались отдельные местные климаты, в свою очередь, влияющие на
мезоклимат прилегающих районов и микроклиматы отдельных фитоценозов.
Список литературы
1. Григоренкова Е. Н. Естестве нные кормовые угодья Астрах анской облас ти и
пути повышения их продукт ивнос ти / Е. Н. Григоренкова, И. Ш. Шахмедов,
А. Н. Бармин, В. Ф. Мамин, В. И. Мухортов, М. М. Шага ипов // Видовое раз нообразие и дина мика развития природных и производстве нных комплексов Нижней Волги
/ сост. и ред. : А. А. Ж илкин, В. П. Зволин ский, А. А. Черных. – М. : Современные
тетради, 2003. – Т. 1: Агрола ндшафты ра ст ениеводство, овощеводс тво, кормопроизводство, техниче ские культуры. – С. 383–405.
2. Калашников А. П. Нормы и рационы кормле ния с ельскохозяйстве нных животных : справ. пос. / под ред.: А. П. Калашникова, В. И. Фисина, В. В. Щеглова,
Н. И. Щеглова, Н. И. Клейменова. – 3-е изд., перераб. и доп. – М., 2003. – 456 с.
3. Лозицкий А. Я. За падные подст епные ильмени Прик аспия и пер спективы их
возрождения и пас тбищных ре сурсов / А. Я Лозицкий, Н. В. Симанскова // Экологомелиоративные а спекты научно-производс твенного об еспече ния АПК / сост.:
А. Л. Иванов, А. А. Жилкин, В. П. Зволинский, В. В. Карпунин, К. А. Маркелов,
А. Ф. Туманян, Е. И. Костыренко, А. В. Гулин, Н. В. Тютюма. – М. : Современные
тетради, 2005 (1). – С. 161–164.
4. Сафонов Г. Е. Основные черты флоры Астраханских песков / Г. Е. Сафонов
// Биологические науки. – 1977. – № 5. – С. 93–98. – (Сер. Ботаника).
5. Устойчивое развитие зе мледелия Нижне й Волги / сост.: В. П. Зволинский,
Е. И. Костыренко, Н. В. Кузнецова. – М. : Современные те тради, 2002. – С. 124–125.
References
1. Grigorenkova E. N. Estestvennye kormovye ugod'ja Astrahanskoj oblasti i puti
povyshenija ih produktivnosti / E. N. Grigorenkova, I. Sh. Shahmedov, A. N. Barmin,
V. F. Mamin, V. I. Muhortov, M. M. Shagaipov // Vidovoe raznoobrazie i dinamika razvitija prirodnyh i proizvodstvennyh kompleksov Nizhnej Volgi / sost. i red. : A. A. Zhilkin,
149
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
V. P. Zvolinskij, A. A. Chernyh. – M. : Sovremennye tetradi, 2003. – T. 1: Agrolandshafty
rastenievodstvo, ovowevodstvo, kormoproizvodstvo, tehnicheskie kul'tury. – S. 383–405.
2. Kalashnikov A. P. Normy i raciony kormlenija sel'skohozjajstvennyh zhivotnyh :
sprav. pos. / pod red.: A. P. Kalashnikova, V. I. Fisina, V. V. Weglova, N. I. Weglova,
N. I. Klejmenova. – 3-e izd., pererab. i dop. – M., 2003. – 456 s.
3. Lozickij A. Ja. Zapadnye podstepnye il'meni Prikaspija i perspektivy ih vozrozhdenija i
pastbiwnyh resursov / A. Ja Lozickij, N. V. Simanskova // Jekologo-meliorativnye aspekty
nauchno-proizvodstvennogo obespechenija APK / sost.: A. L. Ivanov, A. A. Zhilkin,
V. P. Zvolinskij, V. V. Karpunin, K. A. Markelov, A. F. Tumanjan, E. I. Kostyrenko,
A. V. Gulin, N. V. Tjutjuma. – M. : Sovremennye tetradi, 2005 (1). – S. 161–164.
4. Safonov G. E. Osnovnye cherty flory Astrahanskih peskov / G. E. Safonov
// Biologicheskie nauki. – 1977. – № 5. – S. 93–98. – (Ser. Botanika).
5. Ustojchivoe razvitie zemledelija Nizhnej Volgi / sost.: V. P. Zvolinskij, E. I. Kostyrenko, N. V. Kuznecova. – M. : Sovremennye tetradi, 2002. – S. 124–125.
ПРИМЕНЕНИЕ ГИС В СФЕРЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
ПРИРОДНО-КАДАСТРОВЫХ ТЕРРИТОРИЙ
Царенко Аксана Анатольевна, кандидат технических наук, Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова, 410012,
Россия, г. Саратов, пл. Театральная, 1, e-mail: [email protected]
Васильев Александр Николаевич, кандидат технических наук, Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова, 410012,
Россия, г. Саратов, пл. Театральная, 1, e-mail: [email protected]
Статья посвящена вопросам эффективности применения ГИС в сфере природно-кадастровых территорий, созданию специализированных баз данных при выполнении проектных и прогнозных функций. Рассмотрено развитие кадастровых отношений в области нед вижимости на уровне муниципального района. В рез ультате
показана роль, отводимая организации научных исследований в этой области.
Ключевые слова: автоматизация, кадастровые отношения, прогноз, картография, ГИС, природно-кадастровые территории, база данных, кадастр недвижимости.
APPLICATION OFGIS IN THESTUDY OFNATURAL AND CADASTRAL AREAS
Tsarenko Aksana A., C.Sc. in Technic, Saratov State Agrarian University of
N.I. Vavilov, 1 Theatrical sq., Saratov, 410012, Russia, e-mail: [email protected]
Vasiljev Alexander N., C.Sc. in Technic, Saratov State Agrarian University of
N.I. Vavilov, 1 Theatrical sq., Saratov, 410012, Russia, e-mail: [email protected]
Article is devoted to the effectiveness of GIS applications in prirodno-cadastral territories, the creation of specialized databases in the performance of the project and expected
functions. We consider the development of relations in the field of cadastral estate zhimostilevel municipal area. The result shows the role envisaged for the organization of scientific
research in this area.
Key words: automation, Cadastral relations, forecast, cartography, GIS, prirodnocadastral territories, database, cadastre of real estate.
150
Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов
Главной задачей земельного кадастра являлся сбор сведений о земле, позволяющих, в первую очередь, планировать, контролировать и организовывать земельное хозяйство территории.
На каждом этапе развития земельного кадастра менялась его роль, но во
все времена сведения земельного кадастра использовались при определении
размера земельного налога. Однако земельный кадастр не стал важным инструментом регулирования земельных отношений.
На уровне муниципального района земельный кадастровый учет включает: подготовку и проведение кадастрового зонирования территории района
или города; проверку и прием материалов по формированию земельных участков и территориальных зон; формирование кадастровых дел; ведение кадастровых дежурных карт или планов; учет объектов с присвоением кадастровых номеров на территории района или города; ведение земельнокадастрового архива; предоставление заинтересованным лицам сведений государственного кадастрового учета.
В настоящее время концепция развития территории требует составления
таких прогнозов, которые должны опережать принятие любых хозяйственных
решений. Современное прогнозирование использования земельных ресурсов
базируется на тесном конгломерате географических, земельно-кадастровых,
землеустроительных и архитектурно-градостроительных наук, которые, в
свою очередь, объединяют научные методы принципы их существования и
функционирования.
В последние годы все большую популярность получают растровые данные, а количество готовых решений постоянно увеличивается. И это не только спутниковые снимки, но и аэросъемка, сканированные карты и планы.
Дальнейшим этапом применения кадастровых технологий с помощью ГИС
является прогнозирование с внедрением программного продукта ArcGIS [3].
Рациональная организация работ по прогнозированию должна обеспечивать оперативное получение вариантов развития качественных характеристик
изучаемого объекта, тенденцию изменения полезного эффекта и элементов
затрат по стадиям жизненного цикла объекта. Выполнение этих требований
возможно при соблюдении принципов организации работ по прогнозированию: адресность, параллельность, непрерывность, прямоточность, автоматичность, адекватность, управляемость, альтернативность, адаптивность и др.
При этом максимальный эффект прогнозирования в сфере кадастровых отношений достигается при использовании современных ГИС.
Возможности этой платформы все больше используются при проведении
кадастровых технологий. ГИС-данные дают реальное представление аспекта
окружающего мира, что позволяет сохранение и восстановление плодородия
почв земель сельскохозяйственного назначения, а также моделирование процесса организации территории для построения прогноза и создание модели
трансформации природного ландшафта, а также цифровой ландшафтной карты. Анализ ГИС-данных дает возможность извлечь больше информации, чем
просто визуализация: пространственный анализ данных делает ГИС более
совершенной. Моделирование процесса территориальной организации с помощью данных ГИС: можно выполнить статистический анализ и получить
ответы на многие вопросы (например: какие объекты или участки попадают в
зону особого внимания); нахождение объектов исследования; использование
для выбора места, удаленности и степени их инвестиционной привлекатель151
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
ности; обосновать решения получения новых данных, содержащих обновленную информацию.
С помощью ArcGIS изучаются ГИС-функциональности везде, где это необходимо. Разработанный программный комплекс ArcGIS отвечает всем современным требованиям, предъявляемым к кадастровым работам и технологиям (кадастровая фабрика – дополнительный модуль "Cadastral") [3]. Приложение ArcGIS оснащено готовыми возможностями мобильной ГИС, которые интегрированы с ArcGIS Server с целью обеспечения централизованного
управления, конфигурирования и развертывания данных, карт, задач и проектов мобильной ГИС. Как уже упоминалось, большинство требований к ГИСфункциональности может быть удовлетворено в рамках подхода на основе
Web-сервисов. Сюда относятся такие сервисы, как маршрутизация транспортных средств, запросы и визуализация, а также геокодирование. Мобильные ГИС-приложения могут разрабатываться для обеспечения доступа к данным ГИС и возможностям геообработки для полевых сотрудников. Внедрение таких приложений все в большей мере приобретает форму обращения по
беспроводным сетям к основанным на сервисах инструментам и приложениям [3]. Общая архитектура приложений дает возможность пользователям разных модулей ArcGIS совместно работать над проектами и напрямую использовать полученные результаты. Карты, данные, символика, слои, модели,
созданные в среде геообработки, пользовательские инструменты с собственным интерфейсом, отчеты, метаданные – все они взаимозаменяемы, что создает дополнительные преимущества работы в единой среде. Применение
ArcGIS в обработке данных помогает при создании проекта правильно ориентироваться, быстро и с минимальными затратами времени и средств совершать любую операцию с недвижимостью.
Основная задача исследований при выполнении кадастровых работ с
применением ГИС – это анализ количественного, качественного учета земельных ресурсов и разработки новой геореференсированной схемы (с точной географической последовательностью), а также цифровых схем и предоставление картографического материала (с помощью программного продукта
ArcGIS), натурное техническое обследование объектов недвижимости (рис. 1).
При этом выявляются все кадастровые и географические дефекты. Все
исследования направлены на эффективное подтверждение достоверности информации в сфере кадастровых отношений. Более того, ужесточены требования к проведению землеустроительных работ и описанию земельных участков,
требования к топологии объектов и функциям пространственного анализа, необходимым для установления сервитутов и учета зон регулирования права и
т.д. В связи с этим возросла потребность в кадастровых технологиях.
На данный момент применяют разработанные коммерческими фирмами
прикладные программы, хранящие и обрабатывающие информацию, заданную при выполнении практических работ. Проведение основных шагов ведения количественного и качественного учета земель следует рассматривать
как решение согласования кадастровой деятельности в муниципальном образовании. В связи с этим прогнозируют состояние интересующих (исследуемых) природно-кадастровых территорий и связь между прогнозами по тому
или иному объекту. Это закономерно, поскольку связи между естественными,
техническими и географическими науками становятся все теснее [2].
152
Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов
Рис. 1. Обследование территори й (объектов) с помощью ГИС
Прогнозирование является основой для определения направлений использования земельных ресурсов, поэтому необходимо иметь эффективный
инструментарий, позволяющий на основе наблюдений за прошлым, текущим
и будущим состоянием объектов выявлять тенденции их изменений и предсказывать перспективное состояние. Разработка всех видов прогнозов еще
совершенствуется и специально исследуется, а основным помощником в этом
является ГИС ArcGI S. Автоматизация кадастровых технологий с применением геоинформационных систем в прогнозировании не стоит на месте, с помощью новых компьютерных программ прогноз становится более точным.
Рассмотрим возможности прогнозирования с использованием ГИС, т.е. с
применением программного продукта ArcGIS. Имеет место создание специальных информационных баз данных [1] объектов исследований или наблюдений и т.п. (рис. 2), которые содержат большой спектр разносторонней информации, способствующей полноценному исследованию территорий, определению интересующих зон, оформлению схем (возможно, ранее построенных) и размеров, а в итоге построения прогноза и плана.
Кадастровые технологии на основе ГИС помогают проанализировать технологические процессы в разных областях деятельности. На основе ГИС активно
создаются муниципальные и корпоративные системы учета и управления недвижимостью, а также прогнозируются и анализируются пространственные ситуации: процесс размещения пунктов или объектов, необходимых для улучшения обслуживания населения, построения прогноза распространения тех или
иных явлений. ГИС демонстрирует мощные возможности пространственного
анализа объектов. На основе полученных данных строятся структурные карты
исследуемых объектов и не только в прогнозировании. ГИС применяют в изучении и исследовании рельефа территории, для создания новых слоев, которые
часто применяют при построении цифровой модели территории.
Разрабатываемые в ГИС автоматизированные методы пространственного
анализа являются мощным орудием в руках руководителя. Идеи, заложенные
в современных ГИС, становятся катализатором процессов интеграции. При
этом геопространственные данные приобретают роль стратегически важной
природно-кадастровой информации.
153
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
А) Схема автоматиз ирован ной це нтрал изованной базы данных
Б) Схема информационно -ан алитиче ской базы данных
В) Специальная информа ционная база да нных
Рис. 2. Создание и анализ спе циальных ин форма цио нных баз данных
154
Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов
С помощью новых возможностей ГИС можно провести инвентаризацию
лесных участков, планирование, прогнозирование и анализ, тематическое
картографирование с 3D-визуализацией, с контролем операций – и в конечном итоге проводить подготовку отчетов (рис. 3), а также построить трехмерную модель исследуемой территории.
Рис. 3. 3D-визуализация – трехмерн ая модель территории
Автоматизация кадастровых технологий с применением геоинформационных систем позволяет не просто проводить анализ территории и обрабатывать данные об объекте, но и выявлять технические ошибки при формировании кадастрового участка, а также наложение (нарушение) границ (рис. 4).
Рис. 4. Наложение векторных слоев на фоновую ра стровую топогра фиче скую карту
155
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
С помощью ГИС возможно не только исследовать поверхность, но и
увидеть, где, на какой глубине (высоте), в каком качестве находится объект,
объединять разнородные данные и моделировать значения на разных глубинах, а также обрабатывать карты. Изучение территории представляется в виде структурированного информационного массива, а его наличие уже позволяет учитывать всевозможные взаимодействия природных комплексов и антропогенных факторов в процессе промышленного освоения той или иной
природно-кадастровой территории.
Автоматизация работ с применением геоинформационных систем – это
целесообразное решение многих проблем в разных областях деятельности и
повышение требований к организации технологической реализации функций
в зависимости от назначения и поставленных целей. Ведь в условиях динамичности рыночных отношений в России одни принципы организации работ
будут исчезать, другие – появляться, третьи – совершенствоваться.
В результате исследования определены широкие возможности использования земельно-ресурсных карт в хозяйственной деятельности при выполнении проектных и прогнозных функций. Применение ГИС-процессов заключается в эффективной разработке кадастровой основы для мониторинга природно-кадастровых территорий. Кадастровые работы с применением геоинформационных технологий имеют большие перспективы в совершенствовании географического образа территориальной организации землепользования. При этом значительная роль отводится организации научных исследований, направленных на создание фундаментальных основ методологии сферы
кадастровых отношений.
Список литературы
1. Свидетельство о гос. ре г. Баз да нных № 2010620594 Рос сий ская Федера ция.
Единая информа ционно-справоч ная сис те ма це нтрал изованного хранения сп еци ализированных терминов по дисци плине ТОЗК / Царенко А. А., Вас ильев А. Н.; правообладат ель ФГУ ВПО « Саратовский ГАУ имени Н.И.Вавилова» [зарег. в реестре Баз
данных 08.10.2010 г.].
2. Царенко А. А. ГИС технолог ии в развитии када стровых работ / А. А. Царе нко, А. Н. Васильев // Кадастр и Геоинформационные технолог ии в управле нии городским хозяйством : сб. мат-лов II Всерос. науч.-практ. конф. – Самара, 2010. – С. 140–145.
3. Режим доступа: www.dataplus.ru, свободный. – Заглавие с экрана. – Яз. рус.
References
1. Svidetel'stvo o gos. reg. Baz dannyh № 2010620594 Rossijskaja Federacija. Edinaja
informacionno-spravochnaja sistema centralizovannogo hranenija specializirovannyh terminov
po discipline TOZK / Carenko A. A., Vasil'ev A. N.; pravoobladatel' FGU VPO "Saratovskij
GAU imeni N.I.Vavilova" [zareg. v reestre Baz dannyh 08.10.2010 g.].
2. Carenko A. A. GIS tehnologii v razvitii kadastrovyh rabot / A. A. Carenko,
A. N. Vasil'ev // Kadastr i Geoinform acionnye tehnologii v upravlenii gorodskim
hozjajstvom : sb. mat-lov II Vseros. nauch.-prakt. konf. – Samara, 2010. – S. 140–145.
3. Rezhim dostupa: www.dataplus.ru, svobodnyj. – Zaglavie s jekrana. – Jaz. rus.
156
Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов
РАЗВИТИЕ ДРЕВНЕГО КАРСТА НА ТЕРРИТОРИИ
ПРИКАСПИЙСКОЙ НИЗМЕННОСТИ
Головачев Илья Владимирович, кандидат географических наук, доцент,
Астраханский государственный университет, 414000, Россия, г. Астрахань,
пл. Шаумяна, 1; Астраханское отделение Русского географического общества,
414052, Россия, г. Астрахань, ул. Артельная, 16, е-mail: [email protected]
На территории Северного Прикаспия неоднократно складывались условия, благоприятные для развития карстовых процессов. Развитие карста в кепроках некоторых
соляных куполов тесно связано с трансгрессиями и регрессиями Каспийского моря.
Ключевые с лова: Сев ерный Прикаспий, палео-Каспий, карст, карстовые процессы, трансгрес сии и регрессии, соляные купола, рег енерация (рес таврация) карста, палеокарст.
DEVELO PMENT O F ANCIENT KARST IN TH E CASPIAN DEPRESSIO N
Golovachyov Ilya V., C.Sc. in Geography, Senior Lecturer, Astrakhan State
University, 1 Shaumjan sq., Astrakhan, 414000, Russia; Astrakhan Branch of
Russian Geographical Society, 16 Collective st., Astrakhan, 414052, Russia, email: [email protected]
In the territory of the North Caspian region repeatedly were added the conditions favorable for the development of karstic processes. The development of karst in the cap rocks of some
salt cupolas is tightly connected with transgressions and regressions of Caspian Sea.
Key words: Northern of the Caspian region, paleo-Caspian, karst, karstic processes,
transgression and regression, salt cupolas, the regeneration (restoration) of karst, paleo-karst.
В ходе геологической истории развития Прикаспийской низменности на
некоторых участках территории Северного Прикаспия сложились условия,
благоприятные для развития карстовых процессов и явлений. Карст этих разрозненных участков тесно связан с деятельностью соляной тектоники, которая обусловила выход на дневную поверхность осадочных пород позднепалеозойского возраста, представленных нижнепермскими гипсами.
По мнению А.В. Вострякова [2], на территории Прикаспийской впадины
имеет место как современный, так и древний (доакчагыльский) карст. Исходя
из изложенных им материалов, следует, что развитие карста на территории
Северного Прикаспия тесно связано с трансгрессиями и регрессиями Каспийского моря. Согласимся с мнением А.В. Вострякова по данному вопросу. И
прежде чем перейти к его раскрытию, необходимо напомнить историю смены
древних каспийских бассейнов. Вопросы эволюции Каспийского моря в
верхнем плиоцене и плейстоцене широко освещены в работах отечественных
исследователей [1, 3, 7, 10, 11].
По О.К. Леонтьеву [7], геохронологическая шкала плейстоцена Каспийской области выглядит следующим образом:
157
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
Новокаспийская тра нсгр ес сия
послед ний пик
трет ий
второй
первый
Низший уровень послехвалынской регрессии
Позднехвалынская тран сгре ссия
Раннехвалынская трансгре сс ия
Верхний хазар
Нижний хазар
Баку
тыс. лет назад
0,17
3,0–3,5
5,5–6,5
ок. 8,0
ок. 10,0
от 10 до 20
от 40 до 70
> 90 тыс. лет
> 250 тыс. лет
400–500 тыс. лет назад
(не ст арше 700 тыс. лет)
В верхнем плиоцене имели место две мощные трансгрессии Каспия:
• апшеронская трансгрессия (0,7–2,0 млн лет);
• акчагыльская трансгрессия (2,0–3,0 млн лет).
Анализируя данные О.К. Леонтьева [7] о древних каспийских бассейнах,
можно отметить интересную деталь: над просторами всех этих морей неизменно возвышались небольшие острова, образованные солянокупольными
поднятиями.
Трансгрес сии:
Позднехвалынская
Раннехвалынская
Верхнехаз арская
Нижнехазарская
Бакинская
Апшеронская
Акчагыльская
Острова:
Северную час ть иссл едуемо й терри тории море не заливало.
Джаныбекски й ост ан ец, Челкарски е и Индер ские горы, гора
Большое Богдо.
Северную час ть иссл едуемо й терри тории море не заливало.
Гора Большое Богдо, гора Ул ага н, Инд ерские горы и др.
В районе озер Эльтон и Челкар были полуострова.
В районе Эльтон а, Баскунч ака, Биш-чохо и Азг ира. Северн ее
озера Челкар море не заливало.
В районе озер Баскунчак, Эльтон, Индер и Челкар.
На ме ст е горы Большое Богдо, куполов Чапчачи и Биш-чохо,
в районе Каме нного яра, озера Индер.
Как видно из изложенного выше материала, районы солянокупольных
поднятий Эльтона, Баскунчака, Индера, Челкара и другие на протяжении
верхнего плиоцена и плейстоцена были подвержены процессам денудации. В
настоящее время на этих участках развивается современный карст. Опираясь
на данные бурения, А.В. Востряков [2] получил интересные сведения о развитии не только современного, но и древнего карста (в том числе и «доакчагыльского»). Согласно этим данным, в доакчагыльское время карстующиеся
гипсоангидритовые породы выходили на поверхность земли на значительно
больших площадях, чем сейчас, и длительное время подвергались химическому выветриванию. С конца палеогена (верхний олигоцен) до конца неогена (верхний плиоцен) территория Северного Прикаспия была ареной интенсивной денудации, т.е. на протяжении 25–30 млн лет. Причем в начале плиоцена восходящие тектонические движения усиливают процессы физического
и химического выветривания (а следовательно, и карста). В конце нижнего
плиоцена в Прикаспийской впадине начались нисходящие движения, которые
привели к перераспределению солевых масс, что обусловило рост старых и
образование новых солянокупольных структур. Естественно, в условиях континентального режима активизация солянокупольного тектоногенеза вызвала
158
Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов
усиление процессов карстообразования. Сформировавшиеся карстовые формы
рельефа в верхнем плиоцене погребаются осадками акчагыльского и апшеронского морей. Во время морских трансгрессий процессы карста почти до минимума прекращаются. Аналогичное заключение делает О.К. Леонтьев: «…таким
образом, в доакчагыльский период общий и местный базисы эрозии неоднократно менялись, рельеф местности представлял собой слабовсхолмленную равнину,
имевшую значительный наклон на юг в сторону Каспия, что вместе с меняющимся климатом, а также широким развитием карстующихся пород, благоприятствовало развитию карстовых процессов…» [7].
Анализируя смены древних бассейнов Каспийского моря, можно выделить 7 глубоких регрессий: послеакчагыльская, послеапшеронская, послебакинская, послераннехазарская, послехазарская, послераннехвалынская, послехвалынская. Учитывая, что в периоды регрессий, находясь в континентальном режиме и подвергаясь процессам денудации, соляные купола испытывали еще и воздымание, то можно с определенной смелостью говорить о
вероятности активизации карстовых процессов в эти периоды. Исследуя
древние морские террасы О.К. Леонтьев [8] подсчитал средние скорости
подъема куполов в среднечетвертичное и позднечетвертичное время (для хазара – 0,22–0,24 мм/год; для нижней хвалыни – 0,10 мм/год; для верхней хвалыни – 0,14 мм/год). Наибольшая активность куполов, по его данным, приходится на раннечетвертичное и среднечетвертичное время, а в позднечетвертичное время активность куполов снизилась. Наличие древних карстовых
форм, погребенных Каспийскими верхнеплиоценовыми отложениями в окрестностях озера Индер, упоминается также у З.В. Яцкевича [12]. О более древнем и интенсивном карстообразовании в этом карстовом районе пишет и
Г.В. Короткевич: «…в некоторые минувшие геологические периоды, в частности ледниковые и межледниковые, количество атмосферных осадков здесь
было значительно большим, и выщелачивание шло более интенсивно…» [6].
Кроме того, он указывает, что во время трансгрессий палео-Каспия, Индерский солянокупольный массив испытывал воздымание и «…подвергался выщелачиванию морскими водами…» [6]. Погребенные, затампонированные
морскими отложениями, карстовые полости на западном берегу озера Баскунчак упоминаются и в отчетах геологов [4, 9].
В ходе собственных полевых экспедиционных работ в карстовых районах
Северного Прикаспия неоднократно были встречены карстовые формы рельефа,
явно имеющие дохвалынский возраст [5]. В данной статье автор желал показать
саму возможность развития карстовых процессов в дохвалынские регрессивные
периоды развития территории Северного Прикаспия, в связи с чем и были выявлены семь возможных периодов активизации карстогенеза на исследуемой территории, между которыми были периоды затухания карста.
Список литературы
1. Белевич Е. Ф. О местоположе нии некоторых древних дельт Волги / Е. Ф. Белевич // Труды Астраханского заповедника. – Астрахань, 1970. – Вып. 13. – С. 63–86.
2. Востряков А. В. Древний карс т на территории Пр икас пийской впад ины и
смежных обла сте й / А. В. Востряков // Метод ика изуче ния карст а. – Пермь, 1963. –
Вып. 4: Палеокарст и карс т. – С. 47–60.
3. Герасимов И. П. Четвертичная геология. (Пал еогеогр афия четвертичного периода) / И. П. Герасимов, К. К. Марков. – М. : Гос. учеб.-пед. изд-во Наркомпроса
РСФСР, 1939.
159
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
4. Гоголь Г. П. Отчет об элек троразведочных работ ах по выявлению карстообразований на Н. Баскунч акском гипсовом мес торождении / Г. П. Гоголь [и др.]. – Астраха нь : Фонды ПГГЭ, 1962. – 77 с.
5. Головачев И. В. Карст и пещеры Северного Прикас пия : монография
/ И. В. Головачев. – Астрахань : Изд. дом «Астраханский университ ет» , 2010. – 215 с.
6. Короткевич Г. В. Соляной карст / Г. В. Короткевич // Труды ВНИИГ. – Л. :
Недра, 1964. – Вып. 46.
7. Леонтьев О. К. Геоморфология берегов и дна Кас пийского моря / О. К. Леонтьев, Е. Г. Маев, Г. И. Рычагов. – М. : МГУ, 1977. – 208 с.
8. Леонтьев О. К. Геоморфология и ис тория разви тия Северного по бережья
Каспийского моря. (Отч ет о гео морфолог иче ских иссле дованиях в Прика спии,
1958–1961 гг.) / О. К. Леонтьев, Н. И. Фотеева. – М. : МГУ, 1965. – 152 с.
9. Отчет по изучению экзог енных г еологиче ских проце ссов ра йона окрес тносте й озера Баскунчак. – Астрахань : Фонды ПГГЭ, 1993. – Т. 1. – 177 с.
10. Рычагов Г. И. Позднепл ейстоц еновая истор ия Кас пийского моря / Г. И. Рычагов // Комплексные исследования Каспийского моря. – М. : МГУ, 1974. – Вып. 3. – 200 с.
11. Свиточ А. А. Четвертичная геолог ия, палеогеогр афия, морской плейс тоц ен,
соляная тектоника / А. А. Свиточ. – М. : РАСХН, 2002. – 650 с.
12. Яцкевич З. В. Материалы к изучени ю кар ст а Индер ского под нятия
/ З. В. Яцкевич // Извест ия Все союз ного г еогра фиче ского обще ства. – 1937. – Т. 69,
вып. 6. – С. 937–955.
References
1. Belevich E. F. O m estopolozhenii nekotoryh drevnih del't Volgi / E. F. Belevich
// Trudy Astrahanskogo zapovednika. – Astrahan', 1970. – Vyp. 13. – S. 63–86.
2. Vostrjakov A. V. Drevnij karst na territorii Prikaspijskoj vpadiny i smezhnyh
oblastej / A. V. Vostrjakov // Metodika izuchenija karsta. – Perm', 1963. – Vyp. 4: Paleokarst i karst. – S. 47–60.
3. Gerasimov I. P. Chetvertichnaja geologija. (Paleogeog rafij a chetvertichnogo p erioda) / I. P. Gerasimov, K. K. Markov. – M. : Gos. ucheb.-ped. izd-vo Narkomprosa
RSFSR, 1939.
4. Gogol' G. P. Otchet ob jelektrorazvedo chnyh rabot ah po vyjavleniju karstoobrazovanij na N. Baskunchakskom gipsovom mestorozhdenii / G. P. Gogol' [i dr.]. – Astrahan' :
Fondy PGGJe, 1962. – 77 s.
5. Golovachev I. V. Karst i pewery Severnogo Prikaspija : monografija
/ I. V. Golovachev. – Astrahan' : Izd. dom "Astrahanskij universitet", 2010. – 215 s.
6. Korotkevich G. V. Soljanoj karst / G. V. Korotkevich // Trudy VNIIG. – L. : Nedra, 1964. – Vyp. 46.
7. Leont'ev O. K. Geomorfologija beregov i dna Kaspijskogo morja / O. K. Leont'ev,
E. G. Maev, G. I. Rychagov. – M. : MGU, 1977. – 208 s.
8. Leont'ev O. K. Geomorfologija i istorija razvitija Severnogo poberezh'ja Kaspijskogo morja. (Otchet o geomorfologicheskih issledovanijah v Prikaspii, 1958–1961 gg.)
/ O. K. Leont'ev, N. I. Foteeva. – M. : MGU, 1965. – 152 s.
9. Otchet po izucheniju jekzogennyh geologicheskih processov rajona okrestnostej
ozera Baskunchak. – Astrahan' : Fondy PGGJe, 1993. – T. 1. – 177 s.
10. Rychagov G. I. Pozdneplejstocenovaj a istorija Kaspijskogo morja
/ G. I. Rychagov // Kompleksnye issledovanija Kaspijskogo morja. – M. : MGU, 1974. –
Vyp. 3. – 200 s.
11. Svitoch A. A. Chetvertichnaja geologija, paleogeografija, morskoj plejstocen,
soljanaja tektonika / A. A. Svitoch. – M. : RAShN, 2002. – 650 s.
12. Jackevich Z. V. Materialy k izu cheniju karsta Ind erskogo podnjatija
/ Z. V. Jackevich // Izvestija Vsesojuznogo geografi cheskogo obwestva. – 1937. – T. 69,
vyp. 6. – S. 937–955.
160
Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов
КАДАСТРОВЫЙ УЧЕТ ОСОБОГО ОБЪЕКТА НЕДВИЖИМОСТИ
Васильев Александр Николаевич, кандидат технических наук, Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова, 410012,
Россия, г. Саратов, пл. Театральная, 1, e-mail: [email protected]
Нейфельд Василий Вольдемарович, соискатель, Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова, 410012, Россия, г. Саратов, пл. Театральная,1, e-mail: [email protected]
Актуальность ис сл едования с вязана с тем, что большин ство с уществующих
месторождений с ос таточными запасами природного сырья зачастую находятся в
бесхозном и заброшенном состоянии. Разработка данных месторождений могла бы
стать су ще ств енным источником пополнения местного бюджета. В настоя щее
время отсу тствуют современные способы вед ения гос ударственного кадас тра как
адекватные методы управления особыми объектами недвижимости.
В работе представл ен авторский способ кадас трового учета состояния земель
остаточного запаса нерудных месторож дений, основанный на анализе данных, получаемых в режиме реального времени Российской глобальной навигационной спутниковой системой ГЛОНАСС.
Ключевые слова: особый объект недвижимости, остаточные запасы нерудного сырья, кадастровый учет, ArcGIS, ГЛОНАСС, карьерное поле, статистический анализ.
CADASTRAL ACCO UNT O F SPECIAL OBJECT O F REAL ES TATE
Vasiljev Alexandr N., C.Sc. in Technic, Saratov State Agrarian University of
N.I Vavilov, 1 Theatrical sq., Saratov, 410012, Russia, e-mail:
[email protected]
Neifeld Vasily V., Competitor, Saratov State Agrarian University of
N.I. Vavilov, 1 Theatrical sq., Saratov, 410012, Russia, e-mail: [email protected]
The urgency of research connected with the fact that most of the existing deposits with
remaining reserves of natural raw materials, often in abandoned and derelict condition.
The working out, the given deposits could be an essential source of replenishment of the
local budget. Now there are no modern ways of condu cting the state cadastre as adequate
management methods special objects of real estate.
In work the author's way of the cadastral account of a condition of the earths of a residual stock of the nonmetallic deposits, based on the analysis of the data received in a
mode of real time of Russian global navigating satellite system GLONASS is presented.
Key words: special object of real estate; residual stocks of nonmetallic raw materials;
residual stocks of non-ore deposits; the cadastral account; ArcGIS; GLONASS career field,
the statistical analysis.
Географическое положение Саратовского Поволжья характеризуется не
только определенным уровнем сельскохозяйственного производства, но и
отсутствием несложившихся земельных отношений, в своевременном делении местного индустриального сектора.
Для Саратовской области, как региона с высоким потенциалом локальных минеральных месторождений, особый интерес представляют месторождения нерудных полезных ископаемых, в том числе остаточных запасов. В
161
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
настоящее время в области известно 435 месторождений минерального сырья, из которых 266 учтены как используемые для строительных нужд [3].
Ранее было исследовано состояние этих залежей, но определить сроки их
освоения не представляется возможным без достоверных данных кадастрового учета. Зачастую местные власти не обладают полной и актуальной информацией о землях, находящихся в их собственности. Несовершенство кадастровой оценки и учета объектов недвижимости, несвоевременная ее корректировка привели к тому, что налогооблагаемая база муниципальных образований не обладает достаточной информацией, следовательно, местные бюджеты теряют часть земельных платежей в виде земельного налога.
Определяющим свойством особых объектов недвижимости является их
неразрывная связь с землей, имеющая природное, естественное происхождение (участки земли, участки недр, лесной фонд, водные объекты). Рекомендуется постановка их на кадастровый учет для нужд муниципального образования с целью их эффективного и рационального землепользования.
Особый объект недвижимости следует понимать в географическом, хозяйственном, экологическом и кадастровом аспекте (рис. 1).
Рис. 1. Основные асп екты управле ния особыми объект ами недвижимост и
При составлении основных аспектов учтено влияние особых объектов
недвижимости на территориальную организацию муниципального образования и их экологическое состояние.
Вследствие устаревшей методики разработки остаточных запасов нерудного месторождения выявляется нерациональная добыча полезного сырья,
затрудняется выявление оптимальных направлений отработки месторождения, определения границ залегания полезного сырья и пустых пород. Месторождения с остаточными запасами природного сырья порой находятся в бес-
162
Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов
хозном и заброшенном состоянии, чья разработка могла бы быть источником
пополнения местного бюджета.
Данные задачи решаются с использованием современных информационных
технологий. Отличием и сущностью ГИС является то, что в таких системах объекты и явления рассматриваются с точки зрения их размещения на поверхности земли (или относительно поверхности земли), т.е. информация в ГИС специальным
образом привязана, что является необходимым элементом для координационной
регистрации особых объектов. Система поддержки принятия решения по разработке нерудного месторождения в Базарно-Карабулакском муниципальном районе создана на основе геоинформационной системы ArcGIS 10, что позволяет
применять графический проект территориальной организации, кадастрового учета
и мониторинга с минимальными затратами времени и средств.
За основу определения контура открытой разработки территории Хватовского месторождения принят метод, разработанный профессором
А.И. Арсентьевым. Он является одним из универсальных методов, что предопределяет его применение для месторождений любого типа при любой
форме рудной залежи [1].
Особенностью и отличием наших исследований в разработке алгоритма
геометрического анализа стало следующее:
• объект исследования – остаточные запасы месторождения, что уточняет оригинальность ранее известных методов расчета;
• численный подход к решению задачи геометрического анализа, который позволяет проводить не только с начала развития добывающих работ на
месторождении, но и с любого положения выработанного пространства;
• в целях реализации кадастрового учета предлагается метод графического моделирования карьерного поля в системе координат, принятой на территории исследования;
• технологии выработки месторождения и подсчета запасов без учета рельефа местности приводят к недостоверности сведений о запасах месторождения и к
неоправданным дополнительным расходам при ведении работ в карьере.
Для формализации процесса адекватного отображения литологических
особенностей месторождения в картографическом виде был представлен разрез месторождения (на примере Хватовского месторождения кварцевых песков). Это дает возможность построить корректную модель, позволяющую
обеспечить эффективную разработку месторождения с достижением максимальных коэффициентов охвата полезного ископаемого (рис. 2).
Рис. 2. Средневзвешенное с ече ние ос та точных запа сов нерудного месторожд ен ия [4]
163
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
Основная идея при этом сводится к последовательному вычислению координат, характерных точек выработанного пространства, построенного с
учетом допустимых углов откоса для рыхлых и скальных пород, а также реальные положения уступов как по добыче, так и по вскрыше. Рассчитанные
координаты в дальнейшем позволяют вычислять оконтуренность площади по
полезному сырью и породе и, следовательно, изучать изменения коэффициентов вскрыши, темпа углубки и подвигания в зависимости от мощности
предприятия и параметров системы разработки.
Однако этого недостаточно для выявления наилучшего направления отработки нерудного месторождения. В данной ситуации необходимо построить корректную модель, позволяющую контролировать эффективную разработку месторождения с достижением максимальных коэффициентов охвата
полезного ископаемого, что обеспечит грамотную территориальную организацию развития муниципального образования (рис. 3).
Для реализации данной задачи необходимо поместить сечение границ
карьерного поля в систему координат, принятую на территории исследования
для кадастрового учета.
Рис. 3. Фактический земельный участок стекольных песков на горизонтальной плоскости:
1 – факт иче ский контур карьера разраба тываемого ме сторожде ния; 2 – контур
нерудного месторожден ия на горизонтально й плоскос ти
Территориальный расчет заключается в оценке соотношения полезного
компонента и включающих пород с последующим определением площадных
соотношений. В результате, удовлетворяя ограничивающие требования по
продвижению и конфигурации фронта, получаем значения текущего коэффициента вскрыши, качественных признаков, а также геометрических параметров, характеризующих длину фронта работ по полезному ископаемому и пустым породам.
Разработка технологии выработки месторождения и подсчета запасов без
учета рельефа местности, на наш взгляд, приводит к недостоверности сведений о запасах месторождения и к неоправданным дополнительным расходам
при ведении работ в карьере. Данная проблема в будущем будет более серьезной из-за сокращения невозобновляемых природных ресурсов, повышения
экономических затрат на освоение месторождения из-за их труднодоступности.
164
Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов
Нами предложена методика системы подсчета полезного сырья во время
всего срока существования карьера. На основе контура, выделенного с учетом рельефа, геоинформационным продуктом ArcGIS 10, представлена трехмерная модель карьера (рис. 4).
Рис. 4. Трехмерная модель ост аточных зап асов неруд ного ме сторожде ния
с учетом особенност ей рельефа
Динамику изменения общей площади месторождения и площади полезного сырья будем рассматривать в двух вариантах: 1 – углубление карьера с
точки отсчета ноль; 2 – углубление карьера относительно высоты над уровнем моря (абсолютные отметки высот Хватовского месторождения – от 230
до 258 м, система высот – Балтийская).
Статистический анализ, проведенный программным обеспечением Statistica, представил уравнение регрессии:
1) Ух=5,64-0,02х
– для варианта углубления карьера относительно уровеня моря;
2) Ух=0,39-0,02х
– для варианта углубления карьера с нулевой точки отсчета.
Коэффициент 0,02 показывает, что с увеличением углубления карьера на
2,5 м вероятность полезного сырья увеличивается на 0,02 %. Чтобы добиться
достоверности вычисления вероятности обнаружения полезного сырья от
фактора углубления карьера, необходимо использовать при подсчетах следующие уравнения:
• ошибка корреляционного уравнения:
Sку =
(1)
• погрешность корреляционного уравнения
Рку =
(2).
165
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
Погрешности в расчетах при 1 варианте – углубление карьера относительно уровня моря составляет 16,5 %; при 2 варианте – углубление карьера с
точки отсчета «0» составляет 10,5 %.
Проведенная методика подсчета полезного сырья указывает на достоверность 80–85 %. Таким образом, вероятность обнаружения полезного сырья с углублением карьера относительно уровня моря и с точки отсчета
«ноль» находится в тесной линейной корреляционной зависимости.
В современных условиях информации земельного кадастра недостаточно
для принятия управленческих решений в сфере землепользования. Поэтому,
помимо данных кадастра как сведений, отражающих состояние земель, для
выявления и изучения различных процессов требуется мониторинг природных ресурсов.
Эффективность методики кадастрового учета и мониторинга особого объекта недвижимости достигается в результате реализации полезной модели, основанной на анализе данных, получаемых в режиме реального времени Российской
глобальной навигационной спутниковой системой ГЛОНАСС [2].
Пункт GPS,
ГЛОНАСС
Ретрансляционный
пункт
Измерительный
комплекс
Геодезич еский пункт
Контур особого объекта
недвижимости
Датчик
Породоразрушающий
агрег ат
Рис. 5. Система кад ас трового учета особого объекта недвижимо сти
Техническая задача реализуется следующим образом: система кадастрового учета особых объектов недвижимости включает стационарный пункт (в
частности, GPS, ГЛОНАСС), связанный с ретрансляционным пунктом, который связан с измерительным комплексом, содержащим приемную и передающую антенны, в которой, согласно полезной модели, система дополнительно снабжена геодезическим комплексом, установленным по контуру месторождения и связанным со стационарным пунктом, кроме того, в карьере
месторождения установлены породоразрушающие агрегаты, снабженные
датчиками, связанными с измерительным комплексом (рис. 5).
Анализ данных, получаемых в режиме реального времени, позволяет
учесть координаты и передавать кадастровую информацию, обнаруживать
нарушения правил добычи полезного ископаемого открытым способом. Кроме того, анализ данных, получаемых в режиме реального времени, способствует осуществлению технологического контроля за состоянием карьерных
выработок. Это позволяет вести точное и оперативное управление процессом
166
Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов
добычи полезного ископаемого, снизить различные нарушения, более точно
установить деформации стенок карьера [2].
Использование кадастровых технологий при разработке месторождения
должна стать неотъемлемой частью и важным инструментом государственного контроля и учета за использованием природных ископаемых для территориальной организации несельскохозяйственных земель путем выделения
особого объекта недвижимости и постановки его на государственный кадастровый учет.
Список литературы
1. Арсентьев А. И. Определе ние производит ельност и и гра ни ц карьеров
/ А. И. Арсентьев. – М., 1988. – 320 с.
2. Васильев А. Н. Геоинформационно е моделирова ние с ис темы када стрового
учета особого объект а недвижимос ти / А. Н. Васильев, В. В. Нейфельд // Проблемы и
перс пект ивы развития инновационного развития мирового сельского хозяйс тва :
мат-лы II Междунар. науч.-практ. конф. – 2011. – С. 39–42.
3. Доклад о состоянии и об охране окружающе й среды в Саратовской обла ст и в
2010 году. – Саратов, 2011. – 210 с.
4. Паспорт № 318 Хватовского месторожде ния. Стекольный песок, сырье
кварцсодержащее. Саратовская область, Базарно-Кара булакски й район.
5. Пат. н а полезную модель № 109298 «Система кадас трового уче та особого
объекта недвижимост и» / А. Н. Васильев, К. У. Мязитов, В. В. Нейфельд. – 2011.
References
1. Arsent'ev A. I. Opredeleni e proizvoditel'nosti i granic k ar'erov / A. I. Arsent'ev. –
M., 1988. – 320 s.
2. Vasil'ev A. N. Geoinformacionnoe modelirovanie sistemy kadastrovogo ucheta
osobogo obekta nedvizhimosti / A. N. Vasil'ev, V. V. Nejfel'd // Problemy i perspektivy
razvitija innovacionnogo razvitija mirovogo sel'skogo ho zjajstva : mat-ly II M ezhdunar.
nauch.-prakt. konf. – 2011. – S. 39–42.
3. Doklad o sostojanii i ob ohrane okruzhajuwej sredy v Saratovskoj oblasti v 2010
godu. – Saratov, 2011. – 210 s.
4. Pasport № 318 Hvatovskogo mestorozhdenija. Stekol'nyj pesok, syr'e kvarcsoderzhawee. Saratovskaja oblast', Bazarno-Karabulakskij rajon.
5. Pat. na poleznuju model' № 109298 "Sistema kadastrovogo ucheta osobogo obekta
nedvizhimosti" / A. N. Vasil'ev, K. U. Mjazitov, V. V. Nejfel'd. – 2011.
ПОДЗЕМНЫЕ ВОДЫ КАК СОСТАВЛЯЮЩАЯ
ВОДНО-РЕСУРСНОГО ПОТЕНЦИАЛА
Морозова Лариса Александровна, кандидат географических наук,
доцент, Астраханский государственный университет, 414000, Россия,
г. Астрахань, пл. Шаумяна, 1.
Гурьева Марина Сергеевна, кандидат географических наук, старший
преподаватель, Астраханский государственный университет, 414000,
Россия, г. Астрахань, пл. Шаумяна, 1, e-mail: [email protected]
Бармин Александр Николаевич, доктор географических наук,
профессор,
декан
факультета,
Астраханский
государственный
университет, 414000, Россия, г. Астрахань, пл. Шаумяна, 1, e-mail:
[email protected]
167
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
Шабанов Дмитрий Иванович, старший преподаватель, Астраханский
государственный университет, 414000, Россия, г. Астрахань, пл. Шаумяна, 1,
e-mail: [email protected]
В статье приводится характеристика химического состава, распростран ения
и хозяйственного использования разведанных и эксплуатир уемых запасов по дземных
вод Астраханской области.
Ключевые с лова: подземные воды, поверхнос тные воды, водоносные горизонты, минерализация.
UNDERGRO UND WATER AS A COMPO NENT O F WATER
RESO URCE PO TENTIAL
Morozova Larisa A., C.Sc. in Geography, Senior Lecturer, Astrakhan State
University, 1 Shaumjan sq., Astrakhan, 414000, Russia.
Gurjeva Marina S., C.Sc. in Geography, Senior Teacher, Astrakhan State
University, 1 Shaumjan sq., Astrakhan, 414000, Russia, e-mail: [email protected]
Barmin Alexander N., D.Sc. in Geography, Professor, Dean of Faculty,
Astrakhan State University, 1 Shaumjan sq., Astrakhan, 414000, Russia, e-mail:
[email protected]
Shabanov Dmitry I., Senior Teacher, Astrakhan State University, 1 Shaumjan
sq., Astrakhan, 414000, Russia, e-mail: [email protected]
The article deals with the characteristics of chemical composition, distribution and
economic use of explored ground water storage of Astrakhan region.
Key words: underground water, surface water, water-bearing, mineralization.
Водные ресурсы региона слагаются из двух основных составляющих:
поверхностного и подземного стока. Наиболее активно используются и подвергаются интенсивному антропогенному и техногенному воздействию поверхностные воды, представленные р. Волгой с ее многочисленными рукавами и протоками. В балансе хозяйственно-питьевого водоснабжения Астраханской области доля подземных вод незначительна – 0,46 млн м3 (2000 г.) –
и в последние годы несколько возрастает – 0,57 млн м3 (2008 г.).
Подземные воды менее подвержены сезонным и суточным колебаниям
объема, чем поверхностные, меньше загрязнены и пригодны для различных
целей водопользования.
Астраханская область в гидрогеологическом отношении принадлежит к
Каспийскому гидрологическому району Прикаспийского артезианского бассейна, кроме южной части западных подстепных ильменей и юго-западной
части дельты, которые относятся к Восточно-Предкавказскому артезианскому бассейну.
Прикаспийская впадина имеет подземные воды преимущественно застойного характера с высокой степенью минерализации (3–10 г/дм³ и более).
Природно-климатические особенности области способствуют развитию процессов континентального засоления грунтов.
Подземные воды изучены неравномерно. Наиболее полно изучены неглубоко залегающие воды четвертичных отложений. Более глубоко залегаю168
Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов
щие водоносные горизонты изучены недостаточно. По имеющимся данным,
эти воды отличаются значительными напорами и высокой минерализацией.
На территории области выделяются: водоносный современный аллювиальный горизонт (Волго-Ахтубинская пойма); водоносный верхнехвалынский
морской, современный аллювиальный, аллювиально-морской, озерный горизонт (дельта реки Волги и территория западных подстепных ильменей); водоносный хазарско-хвалынский аллювиально-морской горизонт (полупустынная часть); относительно водоупорный Бакинский морской горизонт; водоносный апшеронский морской комплекс.
Подземные воды современных аллювиальных отложений ВолгоАхтубинской поймы используются для водоснабжения населения в северной
части области. Суммарные запасы по аллювиальному водоносному горизонту
составляют 1807 тыс. м3 /сут. Пресные и слабосолоноватые воды хазарохвалынских отложений используются в пустынной и полупустынной части
территории области. Подземные воды Бакинских и апшеронских отложений
используются для производственно-технического водоснабжения при бурении глубоких скважин на нефть и газ. В последние годы подземные воды апшеронских отложений используются в качестве минеральных вод. Подземные воды подразделяются на грунтовые и межпластовые. Грунтовые воды
приурочены к первому от поверхности водоносному горизонту, расположенному на первом водоупорном слое и не перекрытому водонепроницаемыми
породами. Водоносный горизонт представлен песками современного хвалынского и, на севере, хазарского возрастов. Глубина залегания грунтовых вод –
от нескольких метров до 20–50 м. Большей частью воды соленые. В то же
время в районе озера Баскунчак хазарские воды пресные и являются источниками водоснабжения пос. Нижний Баскунчак.
Межпластовые воды находятся в водоносных слоях между пластами водоупорных пород. Этот тип подземных вод прослеживается в разновозрастных горных породах по всему геологическому разрезу, начиная с четвертичных отложений. Большей частью межпластовые воды характеризуются повышенной минерализацией и рекомендуются к использованию в лечебных
целях.
Водоносный современный аллювиальный горизонт распространен на
территории Волго-Ахтубинской поймы. Водообильность водоносного горизонта характеризуется удельными дебитами от 0,01 л/сек. до 3,5 л/сек. и более. Максимальные дебиты отмечены при взаимодействии аллювиальных вод
с нижележащими водоносными горизонтами. Воды в основном пресные до
1,0 г/дм3 , минерализация постепенно возрастает с севера на юг (2–3 г/дм3 ) и
резко увеличивается в районе дельты р. Волги. Химический состав, соответственно, изменяется от гидрокарбонатного кальциевого до сульфатнохлоридного натриево-магниевого.
По степени защищенности от загрязнения водоносный горизонт современных аллювиальных отложений относится к незащищенным – зона аэрации представлена песками, реже суглинками малой мощности (0,5–5,0 м).
Грунтовые воды горизонта имеют тесную взаимосвязь с поверхностными водами. Грунтовые воды пригодны для целей хозяйственно-питьевого водоснабжения, но используются они слабо, ввиду доступности речных вод.
Минерализация вод колеблется в пределах 3–15 г/дм3 в хвалынских отложениях, 0,5–10 г/дм3 в хазарских отложениях. Увеличение минерализации
169
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
происходит с севера на юг. Химический состав изменяется от гидрокарбонатного кальциевого до хлоридного натриевого. По степени защищенности
северная территория развития водоносного горизонта хазарских – хвалынских отложений относится к территории условно защищенной. Эта территория получила широкое распространение в пределах Ахтубинского района,
севернее с. Черный Яр и западнее сел Соленое Займище и Никольское в Черноярском районе. В этих районах происходит смена суглинистого разреза
зоны аэрации на супесчано-суглинистый с уменьшением глубины залегания
грунтовых вод до 12–15 м.
Вся остальная территория незащищенная. Разрез зоны аэрации представлен в основном современными эоловыми песками. Грунтовые воды хазарохвалынских отложений залегают в правобережье на глубине до 12 м, в левобережье – 7 м.
По водоносному хазаро-хвалынскому аллювиально-морскому горизонту
прогнозные эксплуатационные ресурсы подземных вод оценивались по площадному модулю и для территории Ахтубинского района составили
545 тыс. м3 /сут. (220 тыс. м3 /сут. до 1,0 г/дм3, 325 тыс. м3 /сут. 1,0–3,0 г/дм3 ).
В Ахтубинском районе детально разведано девять месторождений питьевых
подземных вод, из которых освоено лишь одно – Баскунчакское.
Пресные и слабосолоноватые воды хазаро-хвалынских отложений используются на значительной территории Астраханской области для хозяйственно-питьевых целей населения и водопоя скота (рис.). По результатам
оценки (1999 г.) запасы подземных вод для Астраханской области составили:
по хвалыно-хазарскому водоносному горизонту с минерализацией до 3 г/дм3 –
689,17 тыс. м3 /сут., в том числе с минерализацией до 1 г/дм3 – 219,68 м3 /сут.;
по аллювиальному водоносному горизонту с минерализацией до 1 г/дм3 –
1807 тыс. м3 /сут.
Основное количество ресурсов подземных вод сосредоточено в Ахтубинском районе – 606,65 тыс. м3 /сут., с минерализацией до 1 г/дм3 –
219,68 тыс. м3 /сут. Ахтубинский район надежно обеспечен подземными водами, пригодными для целей хозяйственно-питьевого водоснабжения. Значительные ресурсы здесь позволяют организовать как централизованное, так и
автономное водоснабжение на удаленных от поверхностных источников участках. Централизованное водоснабжение организовано лишь на Баскунчакском месторождении пресных вод для пос. Верхний Баскунчак и нужд железной дороги. Все остальные районы Астраханской области недостаточно
обеспечены подземными водами для хозяйственно-питьевого водоснабжения.
В настоящее время на территории Астраханской области разведано 20
участков подземных вод, в том числе: 9 участков питьевых подземных, из
них одно месторождение (Баскунчакское) эксплуатируется и прошло экспертизу в ГКЗ; технические подземные воды разведаны на четырех участках, из
них три (Козловский, Красноярский и Лиманский) эксплуатируются; минеральных вод – пять, одно (Тинакское) эксплуатируется. На территории области эксплуатируется 34 водозабора подземных вод, из них 18 с утвержденными запасами. Разведанные запасы пресных вод составляют 95,45 тыс. м3 /сут.
Добыча подземных вод в 2007 г. составила 16,978 тыс. м3 /сут.; прироста разведанных эксплуатационных запасов в настоящее время не отмечено.
170
Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов
Рис. Карта-схе ма «Использование подземных вод Астраханской облас ти»
Широкое распространение в области имеют минеральные воды, представляющие интерес для бальнеологических целей. В настоящее время разведаны и защищены запасы по 6 месторождениям минеральных вод (Тинакское, Харабалинское, «Кочевое», «Минерал», НПМК «Экологическая медицина» (г. Астрахань), «Покровское») и поисково-разведочные работы продолжаются. Степень изученности гидроминеральных ресурсов остается слабой. В перспективе водоносные горизонты глубиной от 100 до 500 м представляют потенциальные источники минерализованной воды с различными
свойствами. Подземные минерализованные воды могут использоваться как для
бальнеопроцедур, так и для получения лечебно-столовых вод, что расширяет
возможности их применения в профилактике и лечении различных заболеваний.
171
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
Список литературы
1. Гурьева М. С. Геоэкологические проблемы каче ства водных ре сурсов Ас траханской облас ти и их рацион ального ис пользования : моногра фия / М. С. Гурьева,
Л. А. Морозова, А. Н. Бармин. – Астрахань, 2011.
2. Гурьева М. С. Факторы, определя ющие каче ство водных ресурсов г. Астр ахани / М. С. Гурьева, Л. А. Морозова // Водные ресурсы Волги: настоящее и будущее,
проблемы управления : мат-лы Всеро с. науч.-пр акт. конф. (3–5 октября 2007). – Астрахань : Изд. дом «Астраханск ий университет», 2007.
3. Доклад о сос тоянии и охране окружающе й ср еды Ас траханско й обла ст и в
2007 году / под общ. ред. А. А. Сандрикова, Ю. С. Чуйкова. – Астрахань : Правит ельство Астраханской облас ти, 2008.
References
1. Gur'eva M. S. Geojekologicheskie problemy kachestva vodnyh resursov Astrahanskoj oblasti i ih racional'nogo ispol'zovanija : monografija / M. S. Gur'eva, L. A. Morozova, A. N. Barmin. – Astrahan', 2011.
2. Gur'eva M. S. Faktory, opredeljajuwie k achestvo vodnyh resursov g. Astrahani
/ M. S. Gur'eva, L. A. Morozova // Vodnye resursy Volgi: nastojawee i buduwee, problemy
upravlenija : mat-ly Vseros. nau ch.-prakt. konf. (3–5 oktjab rja 2007). – Astrahan' : Izd.
dom "Astrahanskij universitet", 2007.
3. Doklad o sostojanii i ohrane okruzhajuwej sredy Astrah anskoj oblasti v 2007 godu
/ pod obw. red. A. A. Sandrikova, Ju. S. Chujkova. – Astrahan' : Pravitel'stvo Astrahanskoj
oblasti, 2008.
ПОВЕРХНОСТНЫЕ ВОДОТОКИ НИЗОВИЙ Р. ВОЛГИ
В УСЛОВИЯХ ТЕХНОГЕНЕЗА
Андрианов Владимир Александрович, доктор географических наук,
Астраханский государственный университет, 414000, Россия, г. Астрахань,
ул. Татищева, 20, e-mail: [email protected]
Булаткина Екатерина Геннадьевна, инженер II категории, ООО «Газпром добыча Астрахань», ул. Савушкина, 61а, e-mail: [email protected]
Плакитин Владимир Анатольевич, аспирант, Астраханский государственный университет, 414000, Россия, г. Астрахань, ул. Татищева, 20,
e-mail:[email protected]
Сокирко Геннадий Иванович, Инженерно-технический центр, ООО
«Газпром добыча Астрахань», ул. Савушкина, 61а, e-mail: [email protected]
Приведены резу льтаты многолетних эколого-гидрохимических ис сле дований
водотоков дельты р. Волги с целью выявления воздействия со стороны газового комплекса. На большом фактическом материале установл ено, что на качество исс ледуемых вод доминирующее в лияние оказывает транзитный сток, формирующийся за
пределами Астраханской области.
Ключевые слова: экологический мониторинг, нефтепродукты, сульфаты, гидрокарбонаты, нитраты, поллютанты.
172
Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов
SURFACE WATERS O F LOWERMOST VO LGA RIVER
IN TECHNOGENESIS
Andrianov Vladimir A., D.Sc. in Geography, Astrakhan State University,
20 Tatisсhev st., Astrakhan, 414000, Russia, e-mail: [email protected]
Bulatkina Ekaterina G., Engineer of the II Category, LLC "Gazprom dobycha
Astrakhan", 61а Savushkin st., Astrakhan, 414000, Russia, e-mail:
[email protected]
Plakitin Vladimir A., Post-graduate student, Astrakhan State University,
20 Tatisсhev st., Astrakhan, 414000, Russia, e-mail: plakitin@ mail.ru
Sokirko Gennady I., Engineering and Technical center, LLC "Gazprom dobycha Astrakhan", 61а Savushkin st., Astrakhan, 414000, Russia, e-mail: [email protected]
The results of long-term ecological and h ydrochemical investigations Delta waterways.Volga to determine the impact of the gas industry. On a large set of facts that the
quality of waters affected by the dominant transit flows, emerging outside of the Astrakhan
region.
Key words: environmental monitoring, mineral oil, sulfates, bicarbonates, nitrates,
pollutions.
Нижнее течение р. Волги в пределах Волго-Ахтубинской поймы и дельты
р. Волги – участок реки, расположенный в аридной зоне, с гидродинамическими характеристиками, определяемыми в основном только за счет попусков
воды из Волгоградского водохранилища. Волжская вода имеет в своем составе как биогенные, так и токсичные компоненты и формирует гидрохимический режим природных вод поймы и дельты. При этом основными источниками загрязнения вод низовья Волги являются транзитный сток, речной
транспорт, сельское хозяйство, сточные воды городов и поселков, а также
промышленных предприятий [1, 2, 8].
С речным стоком поступают нефтепродукты, тяжелые металлы, фенолы,
синтетические поверхностно-активные вещества, ксенобиотики, соединения
азота и др. С учетом уникальности Волго-Каспийского бассейна особое значение для гидробионтов имеет качество воды.
Самым крупным предприятием, расположенным на территории дельты
р. Волги, является Астраханский газоконденсатный комплекс (АГК).
Мониторинг, существовавший до его пуска, вполне удовлетворял запросы как рыбного хозяйства, так и других ведомств, но с вводом в строй комплекса резко возросла необходимость в более глубоком исследовании качества воды дельты р. Волги. Для этого был организован экологический мониторинг, позволивший получать необходимую информацию об антропогенном
воздействии на биотопы поймы и дельты. Система наблюдений и контроля
выявила целый ряд особенностей загрязнения поверхностных вод в условиях
производственной деятельности предприятия [2, 6].
Комплекс расположен в левобережной части дельты р. Волги. Река Волга и
ее рукава Бузан и Ахтуба, а также протоки Берекет и Кигач составляют единую
гидросеть, окаймляющую территорию АГК с южной и западной сторон.
Засушливый климат данного региона и специфика производства по переработке сырья с высоким содержанием кислых компонентов обусловливают
173
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
повышенные расходы водных ресурсов на технологические, вспомогательные
и хозяйственно-бытовые нужды, что приводит к образованию значительных
объемов сточных вод [3]. Технологическая схема водопотребления и водоотведения АГК полностью исключает прямое воздействие на водотоки поймы и
дельты в связи с отсутствием сброса сточных вод непосредственно в реки, т.к.
стоки, пройдя систему очистки, утилизируются на земледельческих полях
орошения.
Гидрогеологические условия данного района, характеризующиеся очень
медленным движением подземного стока, а также активная трансформация
поллютантов в зоне аэрации почти полностью предотвращают загрязнение
природных вод подземными. В процессе деятельности АГК выбрасывает в атмосферу более 100 тыс. т в год вредных веществ и более 5 млн т CO2 . В результате сухого и влажного осаждения часть поллютантов попадает на подстилающую поверхность. Так, плотность осаждения сульфат-ионов в пусковой период составляла 50–130 и азотных соединений 3–12 кг/га в год.
Оценка влияния выбросов на гидрохимический режим водотоков, расположенных на техногенной территории, проводилась с целью определения
степени их загрязнения и возможного закисления.
Загрязнение природных вод под воздействием соединений серы и азота
является в настоящее время одной из серьезных экологических проблем.
Важно отметить, что кислотное загрязнение изучалось в гумидных районах,
а в южной аридной зоне эта проблема практически не исследовалась [4].
Изменение химического состава вод суши под воздействием кислотных
осаждений вызывают колебания и снижение рН, уменьшение щелочности воды, увеличение концентраций сульфатов, увеличение или уменьшение концентрации кальция и магния, увеличение концентраций соединений азота и
тяжелых металлов.
Одним из показателей закисления или защелачивания воды может быть
сдвиг значений рН. Речные воды дельты р. Волги в естественном состоянии
относятся к зоне слабощелочных вод. Диапазон значений рН в период (I),
предшествующий пуску комплекса, в водотоках рук. Ахтуба, пр. Берекет и
Кигач составлял 7,20–8,40 ед. В период (II) работы комплекса в летнюю межень зарегистрированы случаи снижения рН до 6,3 в рук. Ахтуба. Однако
анализ результатов режимных наблюдений гидрометеопостов показывает,
что для участков дельты р. Волги это не единичный случай. Так, до пуска
комплекса в 1984 г. было зарегистрировано значение рН = 6,2 в летний период. В конце зимы значения рН превышали верхнюю границу ПДК = 8,5, и
фиксировались разовые концентрации ионов водорода до 9,08 ед. В период
максимальных выбросов кислых компонентов отмечено незначительное увеличение общего диапазона колебаний рН в пределах 7,4–8,8 ед. (табл. 1).
Таблица 1
Изменение концентраций ионов водорода в поверхностных
водах водотоков дельты р. Волги
ПДК
I
II
7,20–8,40
6,25–9,15
6,6–8,5
8,07
8,34
Примечание: см. таблицу 2.
Пе р ио д
III
7,26–9,40
8,20
174
IV
7,70–8,84
8,13
V
7,45–8,62
8,04
Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов
В 2003 г. содержание водородных ионов на всем протяжении рук. Бузан
составило 7,98–8,00, т.е. практически на одном уровне [3]. Верхний диапазон
рН постоянно был превышен по всем периодам наблюдения, хотя зафиксирована тенденция незначительного понижения рН – с 8,34 (II период) до
8,04 ед. (V период).
Во время половодья и летне-осенней межени значения рН воды в водотоках стабилизировались и не выходили за рамки ПДК. Возможно, что увеличение рН в конце зимы связано с таянием льда, покрытого карбонатной
пылью. Это хорошо согласуется с выводами В.М. Иваник и др. [6].
Экологическое значение рН характеризует наличие в воде солей и органических веществ (особенно растительного происхождения), сточных вод,
поэтому наиболее вероятной причиной повышения рН является эвтрофикация водотоков Нижней Волги [8]. Эта тенденция продолжает сохраняться и в
настоящее время. После выхода комплекса на штатный режим работы рН воды во всех исследуемых водотоках не выходил за пределы ранее зафиксированных интервалов.
Основным показателем загрязнения водотоков суши под влиянием серосодержащих выбросов является изменение концентрации сульфатов. В период, предшествующий пуску АГК, концентрация его в воде поймы была зафиксирована в пределах 27–93 мг/дм3 .
Внутригодовой режим концентраций сульфатов характеризовался высоким уровнем в зимнюю межень (60–75 мг/дм3 ) и низким (27–50 мг/дм3 ) в период летне-осенней межени.
В первые годы эксплуатации комплекса (II период) отмечено увеличение
сульфатов с 50 до 110 мг/дм3 . Их содержание в малопроточных водотоках
было выше, чем в проточных, в последующие годы превышения ПДК не отмечалось [3].
Гидрохимические показатели качества поверхностных вод дельты
р. Волги (1968–2011 гг.) представлены в таблице 2.
Кроме этого, установлено, что колебания содержаний сульфатов по годам зависят от объема годового стока реки. Это связано с тем, что в маловодные года идет разгрузка минерализованных подземных вод.
На современном этапе (V период) содержание сульфатов стабилизировалось и составило 61,9 мг/дм3.
Одной из наиболее важных характеристик речной воды, подверженной
влиянию кислотных осадков, является щелочность. В незагрязненных пресных водах общая щелочность определяется гидрокарбонатами. Данный ион
так же, как SO2-, Са2+, относится к главным ионам, содержащимся в природных водах, и характеризует химический тип воды. Их концентрация определяет способность поверхностных вод противостоять кислотному загрязнению, а изменение ее во времени может служить показателем процесса
закисления или защелачивания речной воды. Чувствительными к закислению
являются воды с концентрацией гидрокарбонатов менее 12 мг/дм3 . В действительности не НСО-3, СО2-3 , H2 CO3 зависят от рН, а наоборот, именно соотношение форм данных ионов определяет значение рН [7]. Исследуемые водотоки
обладают значительной щелочностью. При этом концентрация НСОз- практически повторила отмеченные интервалы во всех водотоках от нижнего бьефа
Волгоградского водохранилища до дельты.
175
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
Таблица 2
Основные гидрохимические показатели качества поверхностных вод
водотоков дельты р. Волги, мг/дм3
Ингредиент ПДК
Период
I
II
III
IV
V
SO42
100
25–75*
45–180
25,1–88,0
30,7–77,8
19,2–50,3
54,0**
74,3
50,8
60,0
61,9
НСОз
200
130–160
83–180
103,2–199,3 135,5–184,8 121,0–170,7
150
158,2
161,9
160,7
160,7
Са2+
180
35–55
25–65
39,1–69,0
38,5–75,4
37,2–80,7
47,5
53,8
48,0
49,6
52,4
N NO39,1
0–1,47
0,02–1,30 0,14–0,529 0,017–0,517 0,028–0,450
0,428
0,409
0,329
0,271
0,205
N NO20,022 0–0,056 0,005–0,140 0,006–0,044 0,006–0,008 0,007–0,010
0,023
0,038
0,015
0,026
0,022
N NH4+
0,50
0–0,33
0,07–1,06
0,11–0,52
0,03–0,30
0,03–0,26
0,14
0,43
0,34
0,16
0,12
Примечания: 1 * – пределы измене ния; 2 ** – средняя концентрация; 3 – периоды:
I – до освоения (1968–1970 гг.); II – пуск и реконструкция (1987–1990 гг.);
III – штатный режим работы (1991–1995 гг.); IV – до пуска второй очереди завода
(1996–1997 гг.); V – совре мен ный (1997–2011 гг.); 4 – использованы данные ГХИ,
РГУ, «АНИПИгаз», ЛООС (ВЧ).
В период (I), предшествующий пуску газового комплекса, этот компонент
был на уровне 130–160 мг/дм3. За время работы комплекса в штатном режиме (III)
его интервал величин содержания расширился и составил 103,2–199,3 мг/дм3 . В
последние годы концентрация НСОз- уменьшилась и изменялась в диапазоне
121,0–170,7 мг/дм3 . При этом динамика среднемноголетних концентраций
НСОз- в малопроточных водотоках поймы рук. Ахтуба и пр. Берекет практически не отличалась от такового в основном русле Волги.
Ионы кальция доминируют в катионном составе слабоминерализованных вод. С ростом же минерализации содержание Са2+ быстро уменьшается.
Этим объясняется сравнительно низкая растворимость соединений кальция в
аридных условиях в связи с непрерывным выпадением в осадок в виде
CaSО4 x 2H2 O и СаСОз. Одним из важных источников Са2+ в природных водах
являются известняки, доломиты, гипс и др. Са2+ также определяет буферную
емкость природных вод и лимитирует накопления ионов НСОз-, в воде, образуя с ним слаборастворимую соль.
Имеющиеся данные по стоку ионов кальция в р. Волге свидетельствуют
о его значительных колебаниях. Это связано как с гидрологическим режимом,
так и с антропогенным фактором. Концентрация Са2+ в период (I) составляла
35,0–55,0 мг/дм3 . Перед пуском комплекса данный показатель варьировал
практически в тех же пределах. Максимальная концентрация кальция отмечалась в период весенне-летнего половодья, а минимальная – в конце лета. В первые
годы работы АГК диапазон концентрации кальция составлял 20,0–55,0 мг/дм3.
Возможно, это происходило в результате связывания и перевода избытка
сульфатов в труднорастворимую соль CaSO4 , что и приводило к снижению
концентраций Са2+.
Учитывая известные литературные данные, можно предположить, что устойчивая тенденция уменьшения катионов кальция в воде является более
характерным признаком развития закисления, чем изменение водородного
176
Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов
показателя. При этом закислению подвержены водные объекты с содержанием кальция менее 25 мг/дм3.
Начиная с 1992 г. содержание кальция во всех водотоках техногенной
зоны изменялось практически в одинаковых пределах. От концентрации его
ионов и плотности выпадения соединений серы зависит вероятность ацидификации водной среды. На основании полученных данных можно сделать
вывод, что в водотоках дельты р. Волги снижение рН до значений ниже равновесного практически невозможно.
Соединения азота относятся к биогенным веществам и зависят от интенсивности биохимических процессов, происходящих в водоемах, в то же время эти
соединения служат показателем загрязнения вод и обладают токсичностью.
К неорганическим формам азота, присутствующим в природных водах,
относятся аммонийные NH+4 , нитратные N0 -3 и нитритные N0 -2 ионы. Основным источником поступления ионов в водоем является почвенный покров,
атмосферные осадки имеют второстепенное значение. Кроме естественных
источников поступления соединений азота, в водоемы попадает огромное
количество солей азота антропогенного происхождения.
Величина суммарного неорганического азота в воде дельты р. Волги
(I период) изменялась от 0,12 до 1,92 мг/дм3 . В III периоде суммарное содержание азота колебалось в пределах 1,69–4,45 мг/дм. При этом его величины
не выходили за рамки ПДК. Концентрация азота аммонийного в воде (I период) изменялась в интервале 0–0,33 мг/дм3. В период (III) работы комплекса
данный показатель фиксировался в диапазоне 0,11–0,52 мг/дм3 для водотоков
транзитного стока и 0,02–0,60 мг/дм3 для малопроточных водотоков, окаймляющих АГК.
Необходимо отметить, что в последние годы (V период) значения NH+4
практически не отличались от периода, предшествующего пуску комплекса
(0,03–0,26 мг/дм3 ). Что касается азота нитритного, указывающего на свежее
загрязнение, то единичные случаи его присутствия, превышающие ПДК
(0,022 мг/дм3 ), наблюдались и до пуска комплекса. В большинстве случаев
содержание этого показателя было ниже ПДК. Концентрация нитратного азота в воде проточных водотоков достигала 0,128, в малопроточных –
0,200 мг/дм3 . Все превышения ПДК наблюдались только весной в период половодья, когда происходил интенсивный смыв нитратов, накопившихся за год.
Нефтяные углеводороды – одни из наиболее распространенных и опасных загрязняющих веществ. Основными источниками их поступления в речные воды являются сточные воды предприятий, смыв с водосбора, атмосферные осадки и водный транспорт. Попав в водоемы, углеводороды очень медленно подвергаются естественному окислению, что приводит к их накоплению в
водных экосистемах, тяжелые фракции нефтепродуктов оседают на дно.
Максимальные концентрации нефтепродуктов в основном русле Волги
достигли 60–100 ПДК, в малопроточных водотоках – 20–30 ПДК. Сезонная
изменчивость выражалась в их увеличении на спаде половодья, что обусловлено смывом углеводородов с затопленных территорий. Общая повторяемость
случаев превышения ПДК во всех водотоках поймы и дельты составляла 100 %.
Каких-либо закономерностей в распределении нефтепродуктов, связанных с расположением водотоков, относительно АГК не зафиксировано. В
1990 г. количество углеводородов снизилось и составляло 0,12– 1,20 мг/дм3
(2,4–24,0 ПДК рыб. хоз.).
177
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
С 2003 г. отмечено значительное снижение уровня загрязнения (с 1,8 до
0,9 ПДК) нефтяными углеводородами [3]. Положительная динамика сохранилась по настоящее время и связана с сокращением промышленного производства в бассейне р. Волги. В пределах одного и того же гидрологического цикла концентрация нефтепродуктов была неустойчивой как в водотоках дельты
р. Волги, так и транзитного стока в течение I ÷ IV периодов. Это позволяет сделать вывод, что углеводороды являются характерной группой загрязняющих
веществ всего бассейна Волги и не связаны напрямую с деятельностью АГК.
Обобщая представленный материал, можно сказать, что водные объекты
дельты р. Волги подвержены дифференцированному умеренному косвенному
влиянию как со стороны предприятий добычи, переработки газа и конденсата, так и прямого воздействия на воды исследуемого участка за счет смыва в
паводковый период с сельхозугодий, сбросов предприятий и выбросов отработанных газов различных видов транспорта. Многолетний мониторинг исследуемого района позволил убедительно констатировать тот факт, что качество поверхностных вод формируется в основном за счет транзитного стока.
Список литературы
1. Андриа нов В. А. Геоэкологическ ие асп екты деят ельност и Астрах анского газового комплекса / В. А. Андрианов. – Астрахань : АГМА, 2002. – 245 с.
2. Андриа нов В. А. Система мониторинга на ин тен сивно эк сплуа тируе мых территориях (на примере АГК) / В. А. Андрианов // XLI науч.-тех н. конф. профес сорскопреподават ельского сост ава АГТУ : тез. докл. – Астрах ань, 1997. – С. 81.
3. Андриа нов В. А. Экспресс-мон иторинг как метод уточнен ия современного
состояния поверхностных вод в ра йоне АГК / В. А. Андриа нов, Г. И. Сокирко,
И. И. Ермакова // Разведка и освоение не фтяных и газоконд енс ат ных месторождений.
Научные труды Астраха ньНИПИг аз. – Астрахань. – 2004. – Вып. 5. – С. 193–195.
4. Андриа нов В. А. Уровень содержания свинц а в различных объ ектах природной среды ра йона Астр аханского газового компл екса / В. А. Андрианов, Г. И. Сокирко, Е. Л. Дунаева // Экологические сист емы и приборы. – 2005. – № 1. – С. 12–15.
5. Дунаева Е. Л. Современный уров ень содержания ртути в почвах вновь осваиваемых территорий / Е. Л. Дунаева, В. А. Андриа нов, Г. И. Сокирко // Разведка и
освоение нефтяных и газоконден са тных месторожд ен ий. Науч ные труды Астраха ньНИПИгаз. – Астрахань, 2005. – Вып. 7. – С. 233–235.
6. Иваник В. М. Анализ пространс твенно-вре менного измене ния химического
сост ава снежного покрова в районе Ас трах анского газоконде нса тного комплекса
/ В. М. Иваник, Г. И. Сокирко, Е. К. Федорова // Гидрохимические материалы. – 1992. –
Т. СХII. – С. 21–39.
7. Никаноров A. M. Гидрохимия / A. M. Никаноров. – Л. : Гидромет еоизд ат,
1989. – 62 с.
8. Полянинов Л. Я. Динамика кач ес тва воды в Волгоградском водохранилище
/ Л. Я. Полянинов // Поволжский экологический вестник / под ред. И. М. Шабунина. –
Волгоград, 1997. – Вып. 4. – С. 88–94.
References
1. Andrianov V. A. Geojekologicheskie aspekty dej atel'nosti Astrahanskogo gazovogo kompleksa / V. A. Andrianov. – Astrahan' : AGMA, 2002. – 245 s.
2. Andrianov V. A. Sistema monitoringa na intensivno j ekspluatiruemyh territorijah
(na primere AGK) / V. A. Andrianov // XLI nau ch.-tehn. kon f. pro fessorskoprepodavatel'skogo sostava AGTU : tez. dokl. – Astrahan', 1997. – S. 81.
3. Andrianov V. A. Jekspress-monitoring kak metod utochnenija sovremennogo
sostojanija poverhnostnyh vod v rajone AGK / V. A. Andrianov, G. I. Sokirko, I. I. Er178
Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов
makova // Razvedka i osvoenie neftj anyh i gazokondensatnyh mestoro zhdenij. Nauchnye
trudy Astrahan'NIPIgaz. – Astrahan', 2004. – Vyp. 5. – S. 193–195.
4. Andrianov V. A. Uroven' soderzhanija svinca v razlichnyh ob¬ektah p rirod-noj
sredy rajona Astrahanskogo gazovogo kompleksa / V. A. Andrianov, G. I. Sokirko,
E. L. Dunaeva // Jekologicheskie sistemy i pribory. – 2005. – № 1. – S. 12–15.
5. Dunaeva E. L. Sovremennyj uroven' soderzhanija rtuti v pochvah vnov' osvaivaemyh territorij / E. L. Dunaeva, V. A. Andrianov, G. I. Sokirko // Razvedka i osvoenie
neftjanyh i gazokondensatnyh mestorozhdenij. Nauchnye trudy Astrahan'-NIPIgaz. – Astrahan', 2005. – Vyp. 7. – S. 233–235.
6. Ivanik V. M. Analiz prostranstvenno-vremennogo izmenenija himicheskogo
sostava snezhnogo pokrova v rajone Astrahanskogo gazokond ensatnogo kom¬pleksa
/ V. M. Ivanik, G. I. Sokirko, E. K. Fedorova // Gidrohimicheskie materi aly. – 1992. –
T. SHII. – S. 21–39.
7. Nikanorov A. M. Gidrohimija / A. M. Nikanorov. – L. : Gidrometeoizdat, 1989. – 62 s.
8. Poljaninov L. Ja. Dinamika kachestva vody v Volgogradskom vodohraniliwe
/ L. Ja. Poljaninov // Povolzhskij jekologicheskij vestnik / pod red. I. M. Shabunina. –
Volgograd, 1997. – Vyp. 4. – S. 88–94.
ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ОТЛОЖЕНИЙ
КАРСТОВЫХ ПЕЩЕР
Головачев Илья Владимирович, кандидат географических наук, доцент,
Астраханский государственный университет, 414000, Россия, г. Астрахань,
пл. Шаумяна, 1; Астраханское отделение Русского географического общества, 414052, Россия, г. Астрахань, ул. Артельная, 16, е-mail:
[email protected]
В статье дается описание карс товых о тлож ений, характерных для пе щер
района окрестностей озера Баскунчак.
Ключевые слова: карст, карстовые отлож ения, пещера Баскунчакская, озеро
Баскунчак, урочище Шарбулак, возвышенность Биш-чохо, Северный Прикаспий.
FEATURES O F KARST CAVES DEPOSITS
Golovachyov Ilya V., C.Sc. in Geography, Senior Lecturer, Astrakhan State
University, 1 Shaumjan sq., Astrakhan, 414000, Russia; Astrakhan Branch of
Russian Geographical Society, 16 Collective st., Astrakhan, 414052, Russia, email: [email protected]
In the article is given description of the karstic deposits, characteristic for the caves of
the region of the environments of Baskunchak lake.
Key words: karst, karstic deposits, cave Baskuncha kskaya, Baskuncha k lake, the natural boundary of Sharbulak, elevation Bish-chokho, northern of the Caspian region.
На территории Астраханской области карстовые пещеры имеются в окрестностях озера Баскунчак, расположенного в северной части региона на
землях Ахтубинского административного района. Пещеры приурочены к
гипсам пермского возраста (P 1kg), выведенным на дневную поверхность
вследствие солянокупольной тектоники.
179
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
Отложения баскунчакских пещер представлены остаточными, водными
механическими, обвальными, водными хемогенными, органогенными, криогенными отложениями (по классификации Д.С. Соколова – Г.А. Максимовича). Особенностью отложений пещер данного района является наличие широкого спектра вторичных кристаллических образований и кристаллов автохтонных минералов (гипс – CaSO4 × 2H2 O, тенардит – Na2 [SO4 ], брушит –
CaH[PO4 ] × 2H2 O, ханебахит – CaSO3 × 0,5H2 O, мирабилит – Na2 [SO4 ] × 10H2 O).
Бесспорно, интересен факт наличия в пещерных отложениях материалазаполнителя, который тампонировал карстовые полости в дохвалынское время.
Остаточные отложения образуются за счет накопления нерастворимых
примесей, содержащихся в карстующейся породе. Для пещер данного карстового района такими отложениями являются глины, которые не только содержатся в гипсах, но и в большей степени заполняют трещины в породах
кепрока (кольматационные отложения, но образовавшиеся задолго до начала
карстования гипсовых пород кепрока). По данным П.А. Шиндяпина [13], в
составе баскунчакских гипсов в среднем примерно по 1 % кремнезема и глинозема. Поэтому, учитывая высокую степень дислоцированности гипсовых
пород кепрока, формирование остаточных отложений при карстовании вмещающих пород в коррозионных пещерах, в большей степени идет за счет
глин, заполняющих трещины в породе, и в меньшей – за счет глинозема, содержащегося в самой гипсовой породе. Однако в чистом виде эти отложения
встретить весьма затруднительно, т.к. происходит их естественное смешение
с другими типами пещерных отложений.
Обвальные отложения широко распространены в пещерах Северного
Прикаспия, и в частности района окрестностей озера Баскунчак. В.Н. Дублянский [6] выделил три генетических подтипа обвальных отложений.
1. Термогравитационные отложения формируются в привходовых частях пещер за счет действия физического выветривания в зоне резких сезонных колебаний температур. Эти отложения представлены гипсовой дресвой,
щебнем, крошкой. Наиболее ярко образование термогравитационных отложений можно наблюдать в балке Пещерная в привходовом колодце первого
входа и в привходовом гроте на третьем входе пещеры Баскунчакская.
2. Обвально-гравитационные отложения. Исследователь карста Дальнего Востока Ю.И. Берсенев [4] этот подтип отложений делит по характеру образования на три группы. С некоторой корректировкой под специфику баскунчакских пещер автор аналогично выделяет три группы отложений.
Отложения I группы образуются за счет обрушения глыб со свода пещеры без нарушения его целостности. За счет подобного обрушения свод как бы
растет вверх, а под ним идет накопление грубообломочного материала различного размера. Мощность подобных глыбовых навалов может достигать
3–4 м. Обрушение глыб со сводов происходит в основном по трещинам напластования. Характерна для этой группы отложений огромная величина обрушившихся со свода гипсовых глыб и блоков (например: 0,5 × 0,5 × 0,5;
1,0 × 1,0 × 1,0; 2,0 × 1,0 × 1,0 м). Ярким примером подобных отложений могут служить глыбовые навалы в Обвальном зале пещеры Баскунчакская, Теплом зале пещеры Кристальная и в пещере Череп.
Отложения II группы образуются за счет коррозионного или коррозионно-эрозионного процесса, благодаря которому происходит «отчленение»
глыб от свода. Глыбовый материал имеет округлые сглаженные формы с яв180
Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов
ными следами карстования (могут быть гребнеобразными, уплощенными, с
останцовыми микроформами и карами на своей поверхности). Наиболее ярко
подобные отложения были представлены в пещере Чабанская на северном
берегу озера Баскунчак.
Отложения III группы имеют меньшие размеры (в отличие от I группы)
гипсовых глыб и кусков. Они характерны для коррозионно-разрывных пещер, представляющих собой раскрытую трещину. А также для участков коррозионно-эрозионных пещер, в местах, над которыми на своде пещеры пересекаются две и более вертикальных трещин. Примером могут служить отложения Фамильной, Гробика, 8 Ноября и других пещер урочища Шарбулак, а
также на отдельных участках пещеры Баскунчакская.
3. Провально-гравитационные отложения: 1 – аллохтонного происхождения образуются при провале сводов пещер. Для них типично наличие в обрушенном глыбовом материале рыхлых делювиальных и (или) элювиальных
отложений. Подобный тип отложений наиболее ярко представлен в пещере
Девять дыр, расположенной в верховьях балки Пещерная; 2 – автохтонного
происхождения образуются при провале междуэтажных перекрытий. Для них
характерны локализованность и плохая сортировка грубообломочного материала. Подобный тип отложений можно наблюдать в «Сыре» – лабиринтовом
участке пещеры Баскунчакская.
Водные механические отложения подразделяются на автохтонные (отложения пещерных рек и озер) и аллохтонные (отложения, поступающие в
пещеру с поверхности).
Автохтонные (аутигенные) водные механические отложения наиболее
ярко представлены в русле временного потока в Центральной галерее пещеры
Баскунчакская. Мощность таких отложений – до 2 м (отмерено металлическим щупом). В составе этих отложений содержится много песчанистого материала, окатанной, разного размера, опоковой гальки (до 50–60 % в отдельных местах). Помимо этого, здесь встречаются кости (и их фрагменты) различных животных (например, баранов, лошадей, лис и пр.).
Для пещеры Баскунчакская очень интересным и характерным является
наличие в составе пещерных отложений большого количества однородной
тонкой супеси, привнесенной и отложенной на дне, стенных полках и террасах данной пещеры подземными паводковыми водами. Были собраны интересные данные о подземных паводках 1993–1995 гг. А зимой 2002 г. довелось
наблюдать подобный подземный паводок лично. Прибывающая из глубины
пещеры вода содержала во взвешенном состоянии много супеси и тонкого
песка. При набирании воды в котелок и ее непродолжительном отстаивании
на дне осаждался слой песка, а более тонкая супесь и суглинок находились
еще во взвешенном состоянии, придавая воде цвет какао. Достигнув определенного уровня подъема, зеркало прибывающих паводковых вод на некоторое время (не менее 1,5 часов и не более 6 часов) стабилизировалось, после
чего начинался спокойный спад уровня вод. За время стояния паводковой
воды часть взвешенного материала оседала, образуя новый слой пещерных
отложений.
Максимальный слой единоразово привнесенных отложений был отмечен
автором весной 1994 г. Мощность этого слоя составила 0,6 м. Интересно, что,
при наличии в тот год сухого (без дождей) лета, в августе в пещере произошел подземный паводок, в результате которого почти полностью были со181
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
рваны и унесены вглубь массива принесенные весной отложения. Что, по
мнению автора, говорит о силе прихода и ухода паводковых вод и о величине
нижележащих полостей.
После паводка 1993 г. в отложениях тальвега Центральной галереи пещеры
Баскунчакская были найдены крупные куски красноцветных песчаников
(4,9 × 3,1 × 3,0 см), слабоокатанные куски кремня (3,9 × 3,2 × 2,5 см), окатанная
опоковая и мергелевая галька (средний диаметр – 2–5 см), покрытая черным налетом, кусок кварцевого желвака (5,2 × 4,5 × 3,5 см), фрагменты белемнитов,
куски черной, пахнущей сероводородом глины (диаметром 1,5–2,5 см). Все это
было вынесено (выброшено) с нижнего уровня пещеры на тальвег.
Склон берегового вала перед подземным озером в пещере Баскунчакская,
вскрытый шурфом, показал в разрезе, что он состоит из мелкой (0,5–5,0 мм) белой окатанной опоковой крошки, обломков морских раковин хвалынского
возраста, крупнозернистого кварцевого песка и супеси. Причем супесь составляет до 50–60 % отложений. Песок составляет около 10–15 % отложений
и залегает неясно выраженными прослоями, опоковая крошка (мелового возраста) составляет 20–25 % отложений, остальное приходится на мелкие
фрагменты раковин.
Анализируя состав и условия залегания отложений, можно предположить, что они вынесены и переотложены во время паводков со дна озера, которое в период прихода паводковых вод с нижележащего уровня пещеры работает как эставелла (т.е. может работать и как источник, и как понор).
Приведенные материалы наглядно показывают влияние подземных паводков на состав автохтонных пещерных отложений. С подземными паводками связан еще один вид отложений, но он будет описан ниже, при характеристике водных химических отложений пещер прибаскунчакского района.
Аллохтонные (аллотигенные) водные механические отложения накапливаются в привходовых гротах и под «органными трубами», переходящими
выше в поноры. Под ними образуются скопления привнесенных с поверхности отложений. Объем поступающего материала и его размер обусловливаются пропускной способностью подводящих каналов и мощностью водного
потока. В основной массе преобладают поступающие с инфлюационными
водами и переотлагающиеся с поверхности супеси хвалынского возраста, в
составе которых могут находиться обломки гипсовой породы различного
размера и кварцево-кремнистая уральская галька хвалынского возраста. Водные хемогенные отложения, согласно генетической классификации отложений карстовых пещер, предложенной Г.А. Максимовичем [9], подразделяются на натечные (субтеральные), кальцитовые (субаквальные), кристаллы автохтонных минералов и коррелятные отложения на поверхности. Субтеральные отложения (образовавшиеся в воздушной среде, т.е. выше контакта с
водной поверхностью) представлены в баскунчакских пещерах натечными
кальцитовыми корами, корами вторичной кристаллизации гипса, вторичными
кристаллическими образованиями – гипсовыми оторочками («лодочки»,
«уши»), псевдосталактитами.
Кальцитовые натечные коры (покровы) характерны для некоторых участков пещеры Баскунчакская. Они встречаются на стенах в средней части хода «Змейка» данной пещеры. Натечная кора покрывает вмещающие гипсы
тонким слоем, до 1 мм толщиной. Поверхность кальцитового покрова светлокоричневого цвета, сглаженная. Площадь покрытых участков стен – более
182
Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов
10 м2 . Образование натечной кальцитовой коры поверх гипса на стенах пещеры Баскунчакская произошло при стекании растворов, содержащих растворенную углекислую известь, из вышележащих «карманов» пещеры, содержащих переотложенные отложения мелового возраста (в виде мелкой опоковой и мергелевой гальки). Именно оттуда инфильтрационные воды через
зияющую трещину в своде выносят карбонат кальция, и оттуда же попадают
в отложения тальвега белемниты. В Центральной галерее пещеры Баскунчакская также была найдена кальцитовая кора темно-коричневого цвета, с волнистой поверхностью толщиной около 1 мм, незначительная по площади. Однако
она была висячая (т.е. отошедшая от коренной гипсовой стены). Поверхность
этой коры, обращенная к стене, имеет белесый цвет и абсолютно гладкая. Скорее
всего, кора сформировалась поверх незначительного слоя водно-механических
отложений на гипсовой стене пещеры, после размыва которых образовалась висячая кора. В других пещерах карстового района окрестностей озера Баскунчак
подобные натечные кальцитовые образования не встречены.
Коры вторичной кристаллизации гипса встречаются во многих баскунчакских пещерах. Они могут образовывать как сплошные покровы (пещера Фамильная), так и отдельные локальные пятна (пещера 8 Ноября); располагаться на
стенах, сводах, полу и даже просто на отдельных глыбах и блоках гипса. Наиболее характерны они для коррозионно-разрывных пещер Фамильная, Череп, Натечная, Водяная-2, расположенных в урочище Шарбулак, и для пещеры Кристальная. Эти коры имеют молочно-белый цвет или белесый (до грязнобелесого), если они захватили в процессе кристаллизации глинистые частицы.
Условно можно выделить два основных типа этих кор. Первый тип характеризуется малой мощностью (до 1 см толщиной), плотностью и однородностью поверхности, плотностью коренной гипсовой породы под корой, относительно ровной (до абсолютно гладкой) поверхностью. Примером может
служить подобная кора в нижней части пещеры Череп.
Рис. 1. Гипсовые коры на стенах и сводах пещер
Второй тип включает в себя коры с неровной гроздевидной поверхностью (рис. 1). Об этом типе кор упоминает И.Б. Ауэрбах при описании свода
одной из пещер на возвышенности Биш-чохо, которая «представляется внутри, по своду покрытою мелкими гипсовыми сталактитами или гипсовой накипью, образующей гроздьевидную поверхность <…>» [2].
В среде астраханских спелеологов и туристов подобные коры называются «гипсовое молоко», или «гипсовые натеки». Коры такого типа имеют толщину около 2 см. Они более рыхлые внутри и твердые к поверхности. «Гроздевидная поверхность» обусловлена радиально-лучистым расположением
кристаллов гипса. Довольно часто можно наблюдать, как подобная кора в
ходе своей эволюции отрывается от коренной породы. Между вторичной
183
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
кристаллической корой и пещерной стеной образуется сначала разуплотнение, а затем и пустота. Скорее всего, это можно объяснить тем, что кора формируется за счет порового питания, как бы высасывая питающий раствор из гипсовой породы, который при испарении на выступающих элементах стены провоцирует кристаллизацию гипсовых кристаллов. Это подтверждается и тем, что
кристаллические вторичные гипсовые коры образуются в пещере в местах движения воздушного потока. Подобный способ кристаллизации пещерных минералов за счет порового питания подробно описан В.А. Мальцевым [11].
Нами подмечена одна закономерность: пещеры, в которых имеются подобные коры, не топятся паводковыми водами, и в них нет процессов карстовой денудации. Их пещерные воды неагрессивны по отношению к гипсу и
представляют стоячий водяной горизонт (изолированную линзу), не испытывающий циркуляции. Эта особенность четко просматривается в разрывных
пещерах основной гряды урочища Шарбулак и в пещере Кристальная. И наоборот, в действующих, активных пещерах подобных кор нет. В пещере Баскунчакская нами была использована эта закономерность для поиска «безопасных» мест, которые не топятся самыми высокими паводками, а в пещере
Кристальная – для исследования путей движения воздушных потоков.
Кристаллические гипсовые покровные коры в пещере Кристальная образовались на рыхлом супесчаном грунте (на полу пещеры). Толщина покровной коры – около 1 см, неоднородная по мощности и по цвету (от белой до
грязно-серой и даже темно-коричневой окраски на прилегающем к пещерному озеру грунтовом участке). Грунт под такой коркой рыхлый и даже пушистый. Кора как бы нависает над рыхлыми отложениями пола пещеры. Наиболее развита кора в местах движения (затекания) холодного воздушного потока из-под входного колодца. Образование коры происходит опять же за счет
подтягивания питающего гипсосодержащего раствора из глубины рыхлых
отложений к поверхности и кристаллизации гипса в зоне испарения.
Вторичные пещерные гипсовые образования наиболее ярко отмечены
для пещер Череп и Кристальная. В пещере Череп на своде по периметру сочащихся трещин (в основной породе) образуются гипсовые оторочки, раскрытые в виде «лодочки» высотой до 1–2 см. Аналогичные образования
встречены на стенах пещеры Фамильная, также расположенной в урочище
Шарбулак. Длина таких образований достигает в отдельных случаях 20–30 см.
Рис. 2. Вторичные кристалл ические
образования «Уши» в пещере
Кристальн ая
Рис. 3. Щетка гипсовых крист аллов
на глыбе гипс а в пещере
Кристальная
184
Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов
В пещере Кристальная на входе в зал Теплый в основании стен имеются
вторичные кристаллические образования «Уши», растущие поперек втекающего воздушного потока (рис. 2).
Это образование также можно отнести к оторочкам. «Уши» можно считать аналогом «Китового Уса» в пещере Атлантида на Западной Украине [7].
В связи с этим вполне логично предположить аэрозольный генезис данных
вторичных образований. Длина «Ушей» – 15–20 см (максимально – до 40 см),
ширина – около 10–15 см, толщина у основания – около 5–7 см (максимально –
до 10 см) и у края уменьшается до 0,5 см и менее. Края «Ушей» слегка завернуты по направлению втекающего воздушного потока.
Псевдосталактиты имеются в пещере Водяная-2, расположенной в
урочище Шарбулак. Своим образованием обязаны кристаллизации гипссодержащих растворов на пучках корней степной растительности, свисающих
из трещин на своде пещер, расположенных близко к поверхности. Отдельные
подобные образования имеют длину до 10 см, ширину – 3–5 см и толщину –
около 2 см. Впоследствии от корней остаются только слепки, но встречаются
образования и с торчащими из них тонкими корешками. Эти образования имеют
темный цвет, неровную поверхность и со стороны смотрятся как сталактиты.
Гипсовые сталактиты в баскунчакских пещерах пока не найдены.
Субаквальные отложения (образовавшиеся ниже уровня воды, на контакте поверхности воды с воздухом) представлены в пещерах окрестностей
озера Баскунчак темно-коричневыми (грязного вида) вторичными кристаллическими гипсовыми корами с неровной поверхностью.
Рис. 4. Гипсовые иглы в пещере Кристальная
Однако правильнее было бы считать, что они вначале образовались, а
позже были притоплены и загрязнены.
Оолиты и пизолиты. В местной печати имеются указания на то, что якобы в одной из пещер Баскунчака сотрудником Астраханского краеведческого
музея В.И. Головачевым в 70-е гг. прошлого века был найден пещерный
жемчуг (пизолит) [12]. Однако эти данные до сих пор не подтверждены. Подобных находок больше не было.
Кристаллы автохтонных (аутигенных) минералов представлены в основном кристаллами гипса и солей, как в виде отдельных монокристаллов, так и в
виде разных агрегатных образований (двойники, друзы, корочки и пр.).
Кристаллы гипса встречаются в пещерах Баскунчака в различных вариациях. Щетки гипсовых кристаллов можно встретить в пещерах Кристальная и
Шаровская-1.
185
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
В привходовых частях пещер, которые подвержены колебаниям температур, кристаллы небольшие, мутные, чечевицеобразной (пещера Шаровская-1)
или таблитчатой и игольчатой (зал Холодный пещеры Кристальная) формы,
размером 2–3 мм. Они растут на гипсовом основании вмещающих пород при
испарении конденсационных и инфильтрационных вод (не исключается и
аэрозольная подпитка растущих кристаллов). Такие щетки могут образовывать целые покровы на своде, стенных полках и нишах (рис. 3).
В глубине пещеры, где условия кристаллизации более ровные и спокойные, при относительной стабильности микроклиматических характеристик
пещерного воздуха и наличии его движения образуются стекляннопрозрачные, хорошо оформленные гипсовые кристаллы, сростки, щетки.
Размеры кристаллов достигают 1 см.
На момент вскрытия пещеры Кристальная и ее первопрохождения на
центральной глыбе гипса посреди зала Теплый нами было отмечено древовидное кристаллическое образование сростков гипсовых кристаллов общей
высотой около 10 см (к сожалению, до настоящего времени оно не сохранилось). Над этим местом на своде пещеры находился (и по сей день находится)
капельник. Свод в районе капельника обильно увлажнен и взмучен под действием подтекающих сюда со свода конденсационных вод. Это навело на
мысль о роли пещерных аэрозолей в процессе роста кристаллов гипса. О
влиянии пещерных аэрозолей на рост пещерных кристаллических образований имеются указания в работах украинских спелеологов [7].
Гипсовые иглы характерны для пещеры Кристальная (рис. 4). Они представляют собой выросшие на глиняном субстрате прозрачные, а чаще слегка
желтоватые, игольчатые двойники кристаллов гипса (двойникование кристаллов по типу «ласточкин хвост»). Они растут в результате испарения поровых растворов, содержащихся в пещерных глинах. Длина кристаллических
игл – около 6–8 см (максимально – до 8–10 см), ширина – около 2–6 см, толщина – около 1–2 мм. Часто иглы зонально окрашены захваченными в процессе кристаллизации глинистыми частичками.
Гипсовые монокристаллы и сростки встречены в отложениях тальвега и
в отложениях заполнителя отдельных погребенных карманов пещеры Баскунчакская. Кристаллы чечевицеобразной уплощенной формы, диаметром
около 2,5–3,0 см при толщине около 0,6 см. Сростки в виде сложных двойников прорастания, небольших «гипсовых роз» и в виде плотных кристаллических стяжений веретенообразной и сферической форм (рис. 5).
Прозрачные гипсовые кристаллические образования неправильной формы, образовавшиеся в рыхлых супесчаных отложениях пещеры Кристальная.
Здесь же встречаются и гипсовые иглы – двойники срастания по галльскому
закону («ласточкин хвост»), но более неправильных форм и мелкие.
Эти кристаллические образования формировались в условиях дефицита
питающего раствора (так называемая «голодающая кристаллизация»).
Гипсовые вторичные образования в виде древовидно-расщепленных кристаллов имеются на своде пещеры Череп. Они крепятся своей «ножкой» к гипсовой породе пещерного свода и распушаются на противоположном конце
(очень похожи на маленькое дерево). Длина образований – около 2–3 см при
диаметре около 1–3 см. Растут на своде в зоне движения воздушного потока.
186
Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов
Рис. 5. Гипсовые кристаллические образования из рыхлых отложений пещеры Баскунчакская
Гипсовые вторичные образования в виде шаров на очень короткой ножке
найдены весной 2002 г. на стенах дальней части пещеры Водяная-2. Представляют собой сферолитовые образования гипса на вторичной гипсовой покровной коре. Диаметр шаров – от нескольких миллиметров до 5–7 см. Шары
диаметром 5–7 см имеют «ножку» крепления к породе диаметром около 1 см,
поэтому шары легко откалываются при давлении на них. Цвет шаров белый.
Поверхность неровная, шершавая из-за множества выступающих кристаллических вершин. В процессе своего развития близкорасположенные шары создают некое подобие покровной коры с подушечной отдельностью составляющих ее сегментов. «Ножка» шаров довольно рыхлая, а поверхность самих
шаров более твердая, уплотненная к периферии.
Корочки (бляшки) соляных минералов: тенардит Na2[SO4 ], брушит
CaH[PO4 ] × 2H2O, ханебахит CaSO3 × 0,5H2 O – обнаружены автором осенью
2002 г. на гипсовой стене пещеры Кристальная. Они располагались тонкими
корочками около 0,1 мм толщиной и площадью по 1–2 см². Корочки абсолютно бесцветные и прозрачные. Они сидят прямо поверх вторичной гипсовой коры на стене небольшой камеры за залом Теплый. Минералогическое
определение сделано по просьбе автора на кафедре минералогии геологического факультета в Санкт-Петербургском университете в 2003 г. Основным
минералом кристаллических бляшек (корочек) является тенардит Na2[SO4 ].
Однако необходимо учесть, что «тенардит – типичное осадочное образование, возникающее в процессе кристаллизации из чистых водных растворов
при температуре выше 32,4 ºC (при более низких температурах выпадает мирабилит)» [10]. Т.к. в пещере Кристальная, в районе образования данных полиминеральных кристаллических бляшек, температура воздуха колеблется в незначительных пределах (от 7,8 ºC до 8,4 ºC), то можно довольно смело утверждать, что в
состав бляшек первоначально входил мирабилит Na2[SO4] × 10H2O, а не тенардит
Na2 [SO4 ]. В тех местах бляшек, где они из прозрачных сделались белесомутными, мирабилит перешел в тенардит.
Мирабилитовые тонкие волосовидные кристаллы в этой же камере пещеры Кристальная растут из рыхлых супесчаных отложений пола. Они бесцветные, длиной до 2–3 см. Бывают отдельные прямые тонкие волосовидные
кристаллы, но чаще кристаллы растут в виде тонкой ваты на небольших кусочках глины. Аналогичные минеральные образования имеются на глинах в
пещере Шаровская-1, встречаются на стенах Центральной галереи в пещере
Баскунчакская и на глинах у основания стен в штольне Американка на горе
Большое Богдо.
187
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
Находки мирабилита Na2 [SO4 ] × 10H2 O и тенардита Na2 [SO4 ] в пещере
Кристальная и в других пещерах района являются «показателем присутствия
в пещере высоко насыщенных сульфатно-натриевых рассолов» [10]. На момент вскрытия в 1986 г. пещеры Кристальная в ней была встречена так называемая «гипсовая вата» – скопление гипсовых волосовидных кристаллов. Однако, к сожалению, впоследствии они исчезли из-за нарушения естественного
микроклимата пещеры.
Лунное молоко (мондмильх) относится к субтерральным натечным образованиям и представляет собой тонкий сметанообразный слой, покрывающий
стены или своды пещер. Гипсовая форма лунного молока обнаружена только
в одном месте – на своде зала Теплый в пещере Кристальная. Лунное молоко
находится в виде неравномерного слоя мощностью до 5–8 мм на потолке зала
и занимает площадь около 1 м2 . Это рыхловатый и обильно увлажненный
слой взмученного гипса, в виде сметанообразной суспензии серого и белесосерого цвета. На основании обследования можно предположить, что оно является продуктом растворения коренной породы. К аналогичным выводам
пришли и московские спелеологи [8], изучавшие процесс образования гипсового лунного молока, обнаруженного в пещерах Архангельской области.
Коррелятные поверхностные водные хемогенные отложения (известковые туфы) в окрестностях озера Баскунчак неизвестны.
Криогенные отложения представлены в пещерах баскунчакского карстового района конжеляционными льдами, имеющими сезонный характер и
формирующимися за счет замерзания инфильтрационных вод. Отложения
этого типа включают в себя разнообразные ледяные натечные образования.
Так, например, в пещере Баскунчакская в зимнее время образуются на стенах
ледяные натечные коры, занавеси и сталактиты, на полу пещеры – ледяные
сталагмиты кеглеобразной или палкообразной формы.
В январе 1996 г. в Центральной галерее этой пещеры образовались ледяные палкообразные сталагмиты высотой до 1,5 м при толщине около 3–4 см.
В некоторых пещерах льдом покрываются подземные озера (пещера Шаровская2) и тальвеги подземных периодических потоков (пещера Баскунчакская). То
есть, согласно В.Н. и Г.Н. Дублянским, образуется «речной и озерный лед» [6].
В период весеннего снеготаяния или кратковременной зимней оттепели в
привходовых частях пещеры Баскунчакская на полу образуются покровные
наледи. Такие ледяные подушки в пещере Баскунчакская, расположенные в
районе II Входа и Зала IV Выхода, имели зимой 1996 г. мощность до 30–40 см,
площадь – около 40–50 м2 , объем льда – до 20 м3 . Снежно-ледовые конусы,
образующиеся за счет офирнования снега, накапливаются в снежные холодные зимы под входными колодцами в пещерах Кристальная и Баскунчакская
(Вход I). В пещере Кристальная в особо холодные зимы снежно-ледовый конус может сохраняться до мая (когда температура воздуха на поверхности
достигает 20–25 ºC).
Криогенные минеральные образования в баскунчакских пещерах представлены «гипсовой мукой» [1] – белым мучнистым порошком, образующимся в процессе замерзания пещерных вод и сублимации пещерных льдов
(т.е. имеет криохимическое происхождение). Наиболее ярко эти образования
наблюдались в январе 1996 г. в пещере Баскунчакская. «Гипсовая мука» белого цвета покрывала тонким слоем верхушки ледяных сталагмитов и ледяных натечных покровов пола. Во время весеннего подтопления пещеры Бас188
Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов
кунчакская в 1996 г. мучнистые гипсовые образования были смыты водным
потоком и переотложены в виде длинного белого шлейфа вдоль стен, поверх
отложений пола.
Органогенные отложения представлены в баскунчакских пещерах продуктами и следами обитания (погадки, подстилки, перья, шкуры ежей и пр.),
а также костными остатками различных животных (лисы, суслики, ежи, овцы, лошади, коровы и пр.). В меньшей степени встречаются кости птиц. Наиболее крупные многолетние скопления помета животных были обнаружены в
пещере Первомайская, которую регулярно посещал барсук.
Обязательным компонентом отложений почти всех пещер района являются органические растительные остатки, представленные мелкими фрагментами стеблей степной растительности типа «перекати-поле» (например,
фрагменты стеблей ревеня татарского и др.) и всевозможными семенами растений. Паводковые воды растаскивают растительные остатки по всей пещере.
Их можно наблюдать не только на полу и стенах пещер, но даже на сводах.
Примером может служить зал Органический в пещере Баскунчакская, получивший свое название за обилие именно этих отложений. Толщина слоя органических растительных остатков может достигать 10–15 см на полу, стенах и
сводах ходов и залов пещер. Как, например, в пещере Сюрприз на северосеверо-западном берегу озера Баскунчак. Подобных отложений нет в пещерах,
которые не топятся паводковыми водами и не выполняют функции поноров.
Антропогенные отложения культурного слоя для пещер района окрестностей озера Баскунчак не характерны. Имеется единственная находка в зале IV
Выхода пещеры Баскунчакская человеческого черепа слабой степени минерализации и хорошей сохранности, предположительно позднего кочевника. Самые
ранние надписи на стенах пещеры Баскунчакская датированы 1908 и 1874 гг. [3].
Список литературы
1. Андрейчук В. Криогенные минеральные образова ния Кунгурской ледяной
пещеры / В. Андрейчук, Е. Галускин // Пещеры. – Пермь : Изд-во Перм. ун-та, 2001. –
С. 108–116.
2. Ауэрбах И. Б. Гора Богдо. Исследования, произведен ные по поруче нию Импера торского Рус ского г еогра фического общес тва в 1854 г. / И. Б. Ау эрбах. – СПб.,
1871. – 81 с.
3. Белонович А. В. Пещера Баскунчакская. Краткая ис тория и результа ты исследования (К 20-лети ю спелеосекции г. Саратова) / А. В. Белонович, О. Б. Цой
// Спелеология Самарской облас ти. – Самара, 2002. – Вып. 2. – С. 83–90.
4. Берсенев Ю. И. Карст Дальнего Востока / Ю. И. Берсенев. – М. : Наука, 1989. –
172 с.
5. Головачев И. В. Карст и пещеры Северного Прикас пия : монография
/ И. В. Головачев. – Астрахань : Изд. дом «Астрахански й университ ет» , 2010. – 215 с.
6. Дублянский В. Н. Карстове дение : уч еб. пос. / В. Н. Дублянский, Г. Н. Дублянская. – Пермь : Перм. ун-т, 2004. – Ч. 1: Общее карстоведение. – 308 с.
7. Климчук А. Б. Пещерные вторичные образован ия аэрозольного генез иса
/ А. Б. Климчук, В. М. Наседкин, К. И. Каннингем // Свет. – 1993. – № 3 (9). – С. 15–28.
8. Мазина С. Е. Различные формы лунного молока пещер Росс ии в свете проблемы генезис а / С. Е. Мазина, А. А. Семиколенных // Пещеры : сб. науч. тр. –
Пермь, 2010. – Вып. 33. – С. 34–44.
9. Максимович Г. А. Основы карстоведения / Г. А. Максимович. – Пермь, 1963. –
Т. 1. – 444 с.
189
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
10. Малоштанова Н. Е. Минеральный сост ав отложений Кунгурско й ледяной
пещеры / Н. Е. Малоштанова, Н. Г. Максимович, У. В. Назарова // Пещеры. – Пермь,
2001. – С. 116–128.
11. Мальцев В. А. Пещера мечты. Пещера судьбы: [Пещера Кап -Кутан в Туркмении]: Размышления спелеолога в форме вольного трепа / В. А. Мальцев. – Назрань :
Астрель, 1997. – 351 с.
12. Моторин Г. С. Озеро «Собачья голова» / Г. С. Моторин. – Астрахань, 1993. –
218 с.
13. Шиндяпин П. А. Геолого-разведочное обследование месторождения гипса на западном берегу озера Баскунчак / П. А. Шиндяпин. – Астрахань : Фонды ПГГЭ, 1933.
References
1. Andrejchuk V. Kriogennye mineral'nye obrazovanija Kungurskoj ledjanoj pewery
/ V. Andrejchuk, E. Galuskin // Pewery. – Perm' : Izd-vo Perm. un-ta, 2001. – S. 108–116.
2. Aujerbah I. B. Gora Bogdo. Issledovanija, proizvedenny e po porucheniju Imperatorskogo Russkogo geograficheskogo obwestva v 1854 g. / I. B. Aujerbah. – SPb.,
1871. – 81 s.
3. Belonovich A. V. Pewera Baskun chakskaj a. Kratkaj a istorija i rezul'taty issledovanija (K 20-l etiju speleosekcii g. Saratova) / A. V. Belonovich, O. B. Coj // Speleologija Samarskoj oblasti. – Samara, 2002. – Vyp. 2. – S. 83–90.
4. Bersenev Ju. I. Karst Dal'nego Vostoka / Ju. I. Bersenev. – M. : Nauka, 1989. –
172 s.
5. Golovachev I. V. Karst i pewery Severnogo Prikaspija : monografija
/ I. V. Golovachev. – Astrahan' : Izd. dom "Astrahanskij universitet", 2010. – 215 s.
6. Dubljanskij V. N. Karstovedenie : uch eb. pos. / V. N. Dubljanskij, G. N. Dubljanskaja. – Perm' : Perm. un-t, 2004. – Ch. 1: Obwee karstoved enie. – 308 s.
7. Klimchuk A. B. Pewerny e vtorichnye obrazov anija ajero zol'nogo genezisa
/ A. B. Klimchuk, V. M. Nasedkin, K. I. Kanningem // Svet. – 1993. – № 3 (9). – S. 15–28.
8. Mazina S. E. Razlichnye formy lunnogo moloka pewer Rossii v svete problemy
genezisa / S. E. Mazina, A. A. Semikolennyh // Pewery : sb. nauch. tr. – Perm', 2010. –
Vyp. 33. – S. 34–44.
9. Maksimovich G. A. Osnovy karstovedenija / G. A. Maksimovich. – Perm', 1963. –
T. 1. – 444 s.
10. Maloshtanova N. E. Mineral'nyj sostav otlozhenij Kungurskoj ledjanoj pewery
/ N. E. Maloshtanova, N. G. Maksimovich, U. V. Nazarova // Pewery. – Perm', 2001. –
S. 116–128.
11. Mal'cev V. A. Pewera mechty. Pewera sud'by: [Pewera Kap-Kutan v Turkmenii]:
Razmyshlenija speleologa v forme vol'nogo trepa / V. A. Mal'cev. – Nazran' : Astrel', 1997. –
351 s.
12. Motorin G. S. Ozero "Sobach'ja golova" / G. S. Motorin. – Astrahan', 1993. – 218 s.
13. Shindjapin P. A. Geologo-razvedochnoe obsledovanie m estorozhdenija gipsa na
zapadnom beregu ozera Baskunchak / P. A. Shindjapin. – Astrahan' : Fondy PGGJe, 1933.
АНАЛИЗ ВОДОХОЗЯЙСТВЕННОЙ СИТУАЦИИ В НИЖНЕМ ПОВОЛЖЬЕ
Морозова Лариса Александровна, кандидат географических наук,
доцент, Астраханский государственный университет, 414000, Россия,
г. Астрахань, пл. Шаумяна, 1.
Гурьева Марина Сергеевна, кандидат географических наук, старший
преподаватель, Астраханский государственный университет, 414000,
Россия, г. Астрахань, пл. Шаумяна, 1, e-mail: [email protected]
190
Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов
Бармин Александр Николаевич, доктор географических наук,
профессор,
декан
факультета,
Астраханский
государственный
университет, 414000, Россия, г. Астрахань, пл. Шаумяна, 1, e-mail:
[email protected]
В статье приводится анализ динамики данных по водопотребл ению и водоотведению на территории Ас траханской области в период 1998–2008 гг., освещаются
проблемы качественного состояния водных ре сурсов и спо собы оптимизации данного состояния.
Ключевые слова: водопотребл ение, водоотвед ение, водоемкость, поверхностные воды, подземные воды, питьевая вода, сточная вода.
ANALYSIS O F WATER-RESO URCES SITUATIO N
IN TH E LO WEL VO LGA
Morozova Larisa A., C.Sc. in Geography, Senior Lecturer, Astrakhan State
University, 1 Shaumjan sq., Astrakhan, 414000, Russia.
Gurjeva Marina S., C.Sc. in Geography, Senior Teacher, Astrakhan State
University,1 Shaumjan sq., Astrakhan, 414000, Russia, e-mail: [email protected]
Barmin Alexander N., D.Sc. in Geography, Professor, Dean of Faculty,
Astrakhan State University, 1 Shaumjan sq., 414000, Astrakhan, Russia, e-mail:
[email protected]
In article the analysis of data on water usage dynamic in Astrakhan r egion since
1998 till 2008 is given. Problems of water quality and ways of its optimization are shown.
Key words: water usage, waste way, drainage area, surface waters, subterranean waters, drinkable water, waste water.
Бассейн р. Волги собирает загрязнения с урбанизированных и хорошо
освоенных индустриальных областей Поволжья, Центральной России (через
р. Оку), Урала (через р. Каму). Нижние звенья каскадных ландшафтногеохимических систем сильнее антропогенизированы, нежели верховья. Вода
рек, поступающих в астраханскую дельту и достигающих территории Поволжского района, характеризуется в основном как «загрязненная», или
«грязная». В целом, неблагоприятная экологическая ситуация осложняется
воздействием каскада волжских ГЭС, зарегулировавших естественные процессы реки.
Средняя годовая нагрузка на водные объекты бассейна в пять раз превышает аналогичную характеристику для других регионов России. Наибольшая антропогенная нагрузка выпадает на три участка Волго-Ахтубинской
гидросистемы, ниже которых наблюдается значительное ослабление техногенной нагрузки. Загрязнение северной части Волго-Ахтубинской поймы связано с интенсивным воздействием внешних техногенных объектов, расположенных в крупных промышленных пунктах – Волгограде и Волжском, в которых располагается большое количество химических и металлургических
производств. Помимо них, на Волго-Ахтубинскую гидросистему негативно
воздействуют локальные загрязнители – населенные пункты Ахтубинск и
Знаменск, поставляющие в Ахтубу бытовые и промышленные сточные воды.
191
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
Дельтовые и устьевые участки Волжской гидросистемы подвержены наибольшему воздействию антропогенных факторов. В первую очередь это связано с наибольшей плотностью размещенных здесь специализированных
производств и населенных пунктов. Одним из основных загрязнителей в этой
части акватории дельты Волги являются г. Астрахань и промышленная зона
возле пос. Аксарайский. На юге области наблюдается сильная нехватка воды
для хозяйственных нужд на отдельных территориях. Сильно страдают от этого восточная дельта и территория западной ильменно-бугровой равнины.
Одним из важнейших путей обеспечения устойчивого развития должно
стать ресурсосбережение, снижение ресурсоемкости производства. Высокая
ресурсоемкость экономики предопределяет возникновение ряда глобальных
проблем человечества: грядущее истощение некоторых природных ресурсов,
загрязнение окружающей среды, низкая эффективность хозяйства. Наряду с
расчетом энергоемкости, металлоемкости производства, большое значение
имеет оценка водоемкости экономики, т.к. без использования воды невозможно производство большинства важнейших продуктов, а ее запасы во всем
мире стремительно истощаются.
Среди отраслей экономики бассейна Волги наиболее водозатратная –
промышленность (55 % водопотребления). В 1980-х гг. потребление воды
промышленностью находилось на уровне 170–180 млн м3 , что связано с активным введением мощностей оборотного и повторного водоснабжения. С
1991 по 2008 гг. использование свежей воды в бассейне Волги на производственные нужды сократилось с 176 до 117 млн м3 , оборотной и повторной –
увеличилось на 0,40 % и составило 265,5 млн м3, а суммарное водоснабжение – с
875 до 612 млн м3 . Экономия свежей воды в промышленности за счет оборотного водоснабжения неуклонно повышалась (в 1970 г. она составляла
53 % суммарного, в 1980 – 73 %), но с 1994 г. стабилизировалась на уровне 81 %.
Сокращение водопотребления было обусловлено общей экономической
дестабилизацией в стране. С 1990 по 1996 г. выпуск промышленной продукции в бассейне Волги снизился в 2,3 раза. Лишь с 1997 г. началось возрождение экономики, прервавшееся в 1998 г. дефолтом. За 1999–2008 гг. рост производства промышленности составил 78 %. С 1980 по 1990 гг. удельные показатели использования свежей воды снизились с 91 до 72 м3 на 1 тыс. руб.
(в ценах 1990 г.), а использование оборотной воды выросло с 250 до 279 млн м3.
Суммарный расход воды увеличился на 10 млн м3 . Однако после 1990 г. ситуация резко изменилась – падение промышленного производства значительно опережало сокращение водопотребления. За 1990–1996 гг. свежей воды на
1 тыс. руб. продукции стало расходоваться больше на 37 млн м3 (51 %), оборотной на 206 млн м3 (74 %), а суммарной на 243 млн м3 (69 %). Начиная с
1997 г. отмечается неуклонное снижение водоемкости промышленности. За
1997–2005 гг. расход свежей воды на единицу продукции снизился на 47,4 %,
а оборотной воды – на 47,8 % (почти вдвое). Сельское хозяйство весьма увеличило водоотведение. В 1995 г. оно выросло на 37,5; в 2000 г. – на 33,0 и в
2005 г. – на 41,8 % соответственно.
Водохозяйственная ситуация в регионе определяется природноклиматическими факторами и его производственно-хозяйственной деятельностью.
Первая составляющая связана с естественными процессами формирования речного стока, вторая отражает многообразие антропогенных факторов в
пределах речного бассейна, влияющих на величину, изменчивость состав192
Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов
ляющих речного стока, гидрологические процессы, способные отразится на
экологической ситуации. Часто эти составляющие взаимосвязаны и взаимообусловлены.
Гидротехническое строительство, зарегулирование естественного стока
Волги – один из наиболее мощных факторов изменения условий существования населения, социальных и производственных объектов, водных экосистем.
Не менее значимым фактором, определяющим экологическое состояние аквальных комплексов, является качество вод, зависящее от притока загрязняющих веществ с территории водосбора. В волжском бассейне находится
около 45 % промышленного и примерно 50 % сельскохозяйственного производства России, проживает 42 % населения и производится 48 % валового
регионального продукта России.
В целом, по территории Астраханской области с 1996 по 2008 гг. забор
воды из водных объектов уменьшился с 2420 до 1216 млн м3 . Забор пресных
поверхностных вод снизился с 2418 до 1216 млн м3, подземных – с 1,74 до
0,51 млн м3 за тот же период. Произошло также снижение показателей полного и безвозвратного водопотребления соответственно с 2059,36 до 872,10 млн м3
и с 1635,52 до 838,08 млн м3 (рис. 1).
Данная тенденция объясняется реструктуризацией экономики области,
связанной с экономическим кризисом, перепрофилированием ряда водоемких
предприятий.
Рис. 1. Динамика изменений показа теле й факт иче ского водопользования,
водопотребления и водоотведения на территории Астраханской области (1996–2008 гг.)
За прошедшее десятилетие снизились показатели использования воды в
области на различные нужды (рис. 2), среди которых наиболее водоемким
является орошение. В целом уменьшилось потребление воды в промышленном секторе экономики с 162,7 млн м3 (1998 г.) до 117,7 млн м3 (2008 г.). При
этом с 1998 г. по 2001 г. этот показатель снижался (после экономического
дефолта), затем произошло его некоторое повышение (2002 г.), в связи с ростом промышленного производства, и вновь снижение, вызванное экономической дестабилизацией.
С водными объектами связаны интересы всех отраслей хозяйства – промышленности, рыбного и сельского хозяйства, водного транспорта, обеспе193
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
чение населения питьевой водой. Общий объем использованной воды на территории Астраханской области составляет примерно 1400 млн м3 , из них
сельское хозяйство потребляет 1070, промышленность – 240, жилищнокоммунальное хозяйство – 90 млн м3. Источниками водоснабжения городов и
сельских населенных пунктов на различные нужды и для всех категорий потребителей являются поверхностные воды.
1 400,00
1 200,00
Использование воды,
всего в том числе на:
1 000,00
х озяй ственно–питьевые
ну жды
800,00
производствен ные
ну жды
600,00
орошен ие
400,00
сельх озводо снабжение
200,00
рыборазведение
0,00
1998 г. 2000 г. 2002 г. 2006 г. 2008 г.
Рис. 2. Динамика показ ат елей водопотр ебле ния на территории
Астрах анской облас ти (1998–2008 гг.)
Общее водопотребление из поверхностных водоисточников в целом по
области составляет 606 тыс. м3 в сутки, доля подземных источников незначительна. Расход воды питьевого качества в Астраханской области составляет
544,2 тыс. м3 в сутки, при этом 167,4 тыс. человек, проживающих в сельских
населенных пунктах, не обеспечены водой питьевого качества. Данная проблема обусловлена тем, что существует неоднородность по обеспеченности
водой различных районов области, связанная с расположением поверхностных водоисточников. Юго-западная часть области с многочисленными подстепными ильменями, заполняющимися водой искусственно с помощью каскада водопроводных насосных станций, в настоящее время испытывает острую потребность в качественной питьевой воде, связанную с проблемами
эксплуатации мелиоративных сооружений. Причиной количественного истощения водных ресурсов является хозяйственная деятельность, связанная с
устройством дамб, перемычек, нарушающих проточность водотоков. Антропогенные факторы и естественные процессы руслоформирования приводят к
тому, что большое количество водотоков заиливается, зарастает, а в меженный период нередко и пересыхает. Гидрохимические и санитарногигиенические слагающие качества воды не соответствуют нормативам в результате различных источников загрязнений: коммунально-бытовых и промышленных стоков населенных пунктов, дренажно-сбросных вод с орошаемых земель, промышленных стоков рыбного хозяйства, речного флота и т.д.
Очистке в настоящее время подвергается лишь около 50 % забираемой
воды для хозяйственно-бытовых нужд области. Действующие очистные сооружения работают не всегда эффективно. Проблемы недостаточного развития систем водоснабжения и водоотведения, износа коммуникаций являются
дополнительными негативными факторами качественного и количественного
истощения водных ресурсов.
194
Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов
Необходимыми мерами, способными предотвратить дальнейшее снижение природного потенциала поверхностных водных объектов области и
улучшить социальные и экологические аспекты их эксплуатации, могут служить: совершенствование способов и технологий, повышающих эффективность и надежность функционирования систем водообеспечения и водоотведения; развитие систем забора и транспортировки воды; технологий повторно-последовательного использования сточных вод; совершенствование нормативно-правовой базы и хозяйственного механизма водопользования с введением систем учета воды, стимулирующего экономию воды питьевого качества.
Список литературы
1. Гурьева М. С. Геоэкологические пробл емы каче ства водных ре сурсов Ас траханской обла сти и их рационального ис пользования: монография / М. С. Гурьева,
Л. А. Морозова, А. Н. Бармин. – Астрахань, 2011.
2. Гурьева М. С. Проблемы состояния поверхно стных вод ных ресурсов Ас траханской област и / М. С. Гурьева, Л. А. Морозова // Географические наук и и региональное образование : мат-лы III рег ион. н ауч.-практ. семинар а (25 марта 2010 ). –
Астрахань : Изд. дом «Астраханский универ си тет» , 2010.
3. Материалы к государстве нному докл аду о сос тоянии окружа ющей природной среды Астраха нской обла ст и / под ред. Г. М. Михайлова. – Астраха нь : Изд-во
ООО «ЦНТЭП», 2002.
4. Материалы к государстве нному докл аду о сос тоянии окружа ющей природной среды Астраханской обла сти / под ред. Ю. С. Чуйков. – Астрахань : Изд-во ООО
«ЦНТЭП», 2005.
5. Материалы к государстве нному докл аду о сос тоянии окружа ющей природной среды Астраханской облас ти / под ре д. Ю. С. Чуйкова. – Астрахань : Изд -во
ООО «ЦНТЭП», 2008.
References
1. Gur'eva M. S. Geojekologicheski e probl emy kachestva vodnyh resursov Astrahanskoj oblasti i ih racional'nogo ispol'zovanija: monografija / M. S. Gur'eva, L. A. Morozova, A. N. Barmin. – Astrahan', 2011.
2. Gur'eva M. S. Problemy sostojanija poverhnostnyh vodnyh resursov Astrah anskoj
oblasti / M. S. Gur'eva, L. A. Morozova // Geograficheskie nauki i regional'noe obrazovanie : mat-ly III region. nauch.-prakt. seminara (25 marta 2010). – Astrahan' : Izd. dom
"Astrahanskij universitet", 2010.
3. Materialy k gosudarstvennomu dokladu o sostojanii okruzhajuwej prirodnoj sredy Astrahanskoj oblasti / pod red. G. M. Mihajlova. – Astrahan' : Izd-vo OOO "CNTJeP", 2002.
4. Materialy k gosudarstvennomu dokladu o sostojanii okruzhajuwej prirodnoj sredy Astrahanskoj oblasti / pod red. Ju. S. Chujkov. – Astrahan' : Izd-vo OOO "CNTJeP", 2005.
5. Materialy k gosudarstvennomu dokladu o sostojanii okruzhajuwej prirod-noj sredy
Astrahanskoj oblasti / pod red. Ju. S. Chujkova. – Astrahan' : Izd-vo OOO "CNTJeP", 2008.
ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ КАРСТА В РАЙОНЕ
ОКРЕСТНОСТЕЙ ОЗЕРА БАСКУНЧАК
Головачев Илья Владимирович, кандидат географических наук, доцент,
Астраханский государственный университет, 414000, Россия, г. Астрахань,
пл. Шаумяна, 1; Астраханское отделение Русского географического общества, 414052, Россия, г. Астрахань, ул. Артельная, 16, е-mail:
[email protected]
195
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
В районе окре стнос тей оз ера Баскунчак имее т место как совр еменный, так и
древний карст, те сно связанный с трансгрес сиями и регрессиями Каспийского моря.
Современный карстовый ре льеф данного района сл еду ет ра ссматривать не только
как результат протекания карстового проце сса в по сле хвалынское вр емя, но в большей степени как сл едствие процес сов р егенерации (реставрации) пал еокарста в
районе озера Баскунчак.
Ключевые с лова: Сев ерный Прикаспий, палео-Каспий, карст, карстовые процессы, трансгрес сии и регрессии, соляные купола, рег енерация (рес таврация) карста, палеокарст.
HISTO RY O F KARST IN TH E VICINITY O F BASKUNCHAK LAKE
Golovachyov Ilya V., C.Sc. in Geography, Senior Lecturer, Astrakhan State
University, 1 Shaumjan sq., Astrakhan, 414000, Russia; Astrakhan Branch of
Russian Geographical Society, 16 Collective st., Astrakhan, 414052, Russia,
e-mail: [email protected]
In the r egion of the environments of Bas kuncha k lake o ccurs both the contemporary
and ancient karst, closely related to transgressions and regressions of Caspian Sea. The
contemporary karstic relief of this region should be examined not only as the r esult of the
flow of karstic process in the postkh valynsko e time, but to the larger d egree as the consequence of the processes of the reg eneration (restoration) of paleo-karst in the region of
Baskunchak lake.
Key words: Northern of the Caspian region, paleo-Caspian, karst, karstic processes,
transgression and regression, salt cupolas, the regeneration (restoration) of karst, paleo-karst.
На территории Прикаспийской впадины имеется несколько разрозненных солянокупольных поднятий, на которых в настоящее время имеет место
как современный, так и древний карст, тесно связанный с трансгрессиями и
регрессиями Каспийского моря. Одним из таких участков является территория, примыкающая к соленому озеру Баскунчак, расположенному в северовосточной части Астраханской области. Карст в районе озера Баскунчак обусловлен выходом на дневную поверхность осадочных пород позднепалеозойского возраста, представленных нижнепермскими гипсами кунгурского яруса. Гипсы подняты на дневную поверхность, вследствие соляной тектоники, и
составляют верхнюю часть кепрока солянокупольного массива, в которой
интенсивно протекают современные карстовые процессы и которая является
наиболее доступной для исследований. Изучением карста района в той или
иной степени занимались различные ученые и исследовательские организации. В данной статье в основном используются фондовые материалы Приволжской гидрогеологической экспедиции [2, 7] и собственные полевые наблюдения автора в исследуемом районе.
История развития района окрестностей озера Баскунчак связана с историей формирования Прикаспийской низменности и эволюцией Каспийского
моря в верхнем плиоцене и плейстоцене. По данным О.К. Леонтьева [6], над
просторами всех древних каспийских бассейнов солянокупольное поднятие
озера Баскунчак неизменно возвышалось небольшим островом. А в периоды
глубоких регрессий палео-Каспия территория прибаскунчакского карстового
района подвергалась интенсивной денудации (в том числе карстовой). По
196
Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов
А.В. Вострякову [1], здесь имеет место и доакчагыльский карст, развивавшийся в течение очень продолжительного континентального периода (около
25–30 млн лет). Развитие карста происходило в благоприятных для него условиях, на фоне активизации солянокупольного тектогенеза.
Сформировавшийся карстовый рельеф был впоследствии погребен отложениями мощных верхнеплиоценовых трансгрессий палео-Каспия – акчагыльской и апшеронской. Во время морских трансгрессий развитие карста
почти полностью прекращается. За последние 2–3 млн лет территория Баскунчакского района 7 раз была ареной интенсивной денудации и имела потенциальные возможности для развития карста. Эти континентальные периоды соответствуют 7 глубоким регрессиям: послеакчагыльской, послеапшеронской, послебакинской, послераннехазарской, послехазарской, послераннехвалынской, послехвалынской [6].
Учитывая, что в периоды регрессий купола, находясь в континентальном
режиме и подвергаясь процессам денудации, испытывали еще и воздымание
[5], можно с определенной смелостью говорить о вероятности активизации
карстовых процессов в эти периоды. Климатические условия также способствовали развитию карста. Г.В. Короткевич по этому поводу пишет, что в межледниковые и ледниковые геологические периоды климат на данной территории был более влажным: «…количество атмосферных осадков здесь было
значительно большим, и выщелачивание шло более интенсивно…» [4].
Таким образом, в периоды регрессий на Баскунчакском солянокупольном поднятии складывались условия, благоприятствующие развитию карста:
наличие и дислоцированность карстующихся пород, приподнятость их над
базисом карстовой денудации (что обеспечивает циркуляцию карстовых вод)
и наличие атмосферных (тало-дождевых) вод, агрессивных по отношению к
карстующимся гипсоангидритовым породам кепрока солянокупольного массива. Следовательно, можно довольно смело говорить о неоднократных циклах: развитие и омоложение карстового рельефа – погребение карстового
рельефа. Во время каждого из циклов происходило не только формирование
новообразованных карстовых форм, но и вскрытие (полное или частичное)
более древних карстовых форм, их омоложение (реставрация).
Подтверждение данного предположения находим в отчетах Приволжской гидрогеологической экспедиции [2, 7]. Погребенные, затампонированные морскими отложениями дохвалынского возраста карстовые полости неоднократно встречались в ходе геологических и геоморфологических исследований на западном берегу озера Баскунчак и в других частях района.
В связи с разработкой месторождения гипса в районе пос. Средний Баскунчак основные работы по исследованию карста данного района сводились
к обследованию западной части северного карстового поля. В 1961 г. были
проведены электроразведочные и буровые работы по выявлению карстообразований на Нижне-Баскунчакском гипсовом месторождении [2]. В ходе проведения этих работ были обнаружены погребенные карстовые воронки.
По данным Г.П. Гоголь и других исследователей [2], выявленные воронки по морфометрическим показателям условно были выделены в две группы:
1) «значительные по площади» – воронки площадью более 100 м2 ; к этой
группе отнесены карстовые воронки со следующими морфометрическими
показателями: 1335 м2 при глубине 16 м; 180 м2 при глубине 10 м; 108 м2 при
глубине 8 м и др.; 2) воронки небольших размеров, т.е. площадью менее 100 м2;
197
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
эту группу составили воронки с размерами: 90 м2/8–10 м; 77 м2 /13–15 м; 64 м2 /6–
7 м; 48 м2 /6,3 м; 44 м2 /4 м; 36 м2 /13,1 м и др. Кроме того, было обнаружено
крупное, предположительно, котловинообразное понижение общей площадью 16239 м2 . Все выявленные карстовые воронки погребены песчаноглинистыми отложениями и выветрелым гипсом. Мощность перекрывающих
отложений, залегающих поверх погребенного карстового рельефа (имеется в
виду кровля монолитного гипса), различна для различных частей обследованного участка и колеблется в пределах от 1,4–7 м (в северной части участка) до 6,5–30 м (в южной части). Согласно полученным в результате проведенных работ материалам, на обследованном участке были выявлены погребенные карстовые воронки общей площадью 18294 м2 , что составило 49,5 %
от обследованной площади.
В отчете о проводившихся в 1990–1992 гг. Приволжской гидрогеологической экспедицией исследованиях экзогенных (в том числе карстовых) геологических процессов района озера Баскунчак [7] также говорится о наличии
на территории Баскунчакского карстового района погребенных форм поверхностного и подземного карстового рельефа.
В частности, для западного участка северного карстового поля упоминаются воронки коррозионного типа (поверхностного выщелачивания), погребенные хвалынскими отложениями, и которые были вскрыты при разработке
гипсового карьера. Кроме того, приводятся данные и о более крупных погребенных формах карстового рельефа. Так, например, упоминаются «впадины в
гипсах», имеющие ширину около 1–2 км при глубине до 25 м [7]. Эти впадины погребены толщей хвалынских (и даже более древних) отложений. Помимо погребенных поверхностных карстовых форм, в вышеуказанном отчете [7]
говорится и о наличии погребенных древних подземных полостей в гипсах,
обнаруженных буровыми скважинами. Заполнитель этих полостей – отложения четвертичного возраста.
Некоторые из обнаруженных древних полостей располагаются значительно глубже полостей современного карста, что говорит об их формировании в условиях более глубокого залегания базиса карстовой денудации. В
частности, скважина, заложенная вблизи устья балки Синей в 1959 г., показала, что «…в гипсах здесь полости заполнены зеленоватой глиной, а ниже гипсов, с отметки -48 м и до отметки -106 м, вскрыты кварцевые пески с прослоями каменной соли в их кровле и подошве и на отметке -88 м», и далее
«…одновременно с такими древними полостями под гипсами в кровле солей
формировались пологие, шириной до 2 км и глубиной до 20 м впадины – ложбины в местах интенсивных потоков рассольных вод…» [7].
Также интересен факт вскрытия скважиной в центральной части северного карстового поля крупной погребенной подземной полости древнего
(дохвалынского) карста. Данная заложенная в гипсах полость заполнена суглинком и имеет высоту до 10 м (при отметке ее дна -40 м). Это не самая
крупная вскрытая скважинами древняя полость. В этой же работе [7] указывается, что в урочище Вак-Тау скважинами обнаружена древняя карстовая
полость, имеющая 18 м высоты. Она располагается на отметке -70 м под
16-ти метровым слоем ангидритов и «полностью заполнена кварцевым песчаником». Кроме этой крупной полости, в урочище Вак-Тау были вскрыты и
другие полости древнего карста высотой до нескольких метров. Наряду с
описанием древних погребенных форм, исследователем И.С. Парфеновым [7]
198
Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов
было отмечено, что трещины и полости в гипсах расширяются растворением
и освобождаются от заполнителя.
В ходе личных полевых наблюдений мы также неоднократно наблюдали
карстовые формы, погребенные полностью или частично древними дохвалынскими отложениями [3]. Как пример можно привести карстовогравитационный грот Лисий, в котором имеется небольшая камера со следами древнего (дохвалынского) погребения – палеопочвами, сформировавшимися в других климатических (палеогеографических) условиях. Некоторые
пещеры (Баскунчакская, Кристальная, Альбина, Михайловская и др.) имеют
участки, погребенные древними отложениями (в том числе хвалынскими супесями и суглинками).
Таким образом, из вышеизложенного можно сделать вывод, что в Баскунчакском карстовом районе имеет место как современный, так и древний
карст. Современный карстовый рельеф имеет унаследованный характер.
Предлагаем рассматривать современный карстовый рельеф района не только
как результат протекания карстового процесса в послехвалынское время, но в
большей степени как следствие процессов регенерации (реставрации) палеокарста в районе озера Баскунчак.
После ухода хвалынского моря, вследствие активности Баскунчакского
солянокупольного массива, происходило опускание чаши озера Баскунчак и
подъем прилегающих к нему территорий. Таким образом, создались условия
для поверхностного и подземного стока атмосферных тало-дождевых вод и,
как следствие, активно начали развиваться эрозионные процессы, формируя
овражно-балочный рельеф на более высоких – западном и северо-западном –
берегах озера.
В процессе своего развития эрозионные формы вскрыли погребенный
карстовый дохвалынский рельеф. Вследствие этого, постепенно в результате
«перехвата» части поверхностных тало-дождевых вод карстовой системой
начался процесс подземного перераспределения стока и выноса рыхлого заполнителя. По мере освобождения от заполняющего материала карстовая
система в дальнейшем все более активизировалась во вскрытии себя самой и
вышележащего поверхностного рельефа. В ходе процессов реставрации (регенерации) карстовой системы подземный сток стал преобладать над поверхностным, формируя слепые овраги и балки.
Вышеизложенное довольно наглядно можно проследить, анализируя
морфологию, морфометрию и отложения пещеры Баскунчакская [3]. Автором
был заложен шурф в отложениях пещеры Баскунчакская в районе горизонтального лаза – «шкуродера», расположенного за Малым спальным залом.
Шурф вскрыл рыхлые супесчаные морские отложения «заполнителя» мощностью более метра, под которыми залегает грубообломочный сильновыветрелый гипсовый материал. А поскольку этот участок залегает выше уровня
тальвега пещеры (примерно на 2,5–3 м), то отложения заполнителя не были
смыты при вскрытии полости. В данной пещере имеется много участков, оставшихся погребенными «заполнителем» различного состава. И в действительности
пещера имела в дохвалынское время гораздо большую протяженность.
Список литературы
1. Востряков А. В. Древний карс т на территории Пр икас пийской впад ины и
смежных обла сте й / А. В. Востряков // Метод ика изуче ния карст а. – Пермь, 1963. –
Вып. 4: Палеокарст и карс т. – С. 47–60.
199
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
2. Гоголь Г. П. Отчет об элек троразведочных работ ах по выявлению карстообразований на Н. Баскунч акском гипсовом мес торождении / Г. П. Гоголь [и др.]. – Астраха нь : Фонды ПГГЭ, 1962. – 77 с.
3. Головачев И. В. Карст и пещеры Северного Прикас пия : монография
/ И. В. Головачев. – Астрахань : Изд. дом «Астраханский универ сит ет» , 2010. – 215 с.
4. Короткевич Г. В. Соляной карст / Г. В. Короткевич // Труды ВНИИГ. – Л. :
Недра, 1964. – Вып. 46.
5. Леонтьев О. К. Геоморфология и ис тория разви тия Северного по бережья
Каспийского моря. (Отч ет о гео морфолог иче ских иссле дованиях в Прика спии,
1958–1961 гг.) / О. К. Леонтьев, Н. И. Фотеева. – М. : МГУ, 1965. – 152 с.
6. Леонтьев О. К. Геоморфология берегов и дна Кас пийского моря / О. К. Леонтьев, Е. Г. Маев, Г. И. Рычагов. – М. : МГУ, 1977. – 208 с.
7. Отчет по изучению экзог енных г еологиче ских проце ссов ра йона окрес тносте й озера Баскунчак. – Астрахань : Фонды ПГГЭ, 1993. – Т. 1. – 177 с.
References
1. Vostrjakov A. V. Drevnij karst na territorii Prikaspijskoj vpadiny i smezhnyh
oblastej / A. V. Vostrjakov // Metodika izuch enija karsta. – Perm', 1963. – Vyp. 4:
Paleokarst i karst. – S. 47–60.
2. Gogol' G. P. Otchet ob jelektrorazv edochnyh rabotah po vyjavleniju karstoobrazovanij na N. Baskunchakskom gipsovom mestorozhdenii / G. P. Gogol' [i dr.]. – Astrahan' : Fondy PGGJe, 1962. – 77 s.
3. Golovachev I. V. Karst i pewery Severnogo Prikaspija : monografija
/ I. V. Golovachev. – Astrahan' : Izd. dom "Astrahanskij universitet", 2010. – 215 s.
4. Korotkevich G. V. Soljanoj karst / G. V. Korotkevich // Trudy VNIIG. – L. : Nedra, 1964. – Vyp. 46.
5. Leont'ev O. K. Geomorfologija i istorija razvitija Severnogo poberezh'ja Kaspijskogo morja. (Otchet o geomorfologicheskih issledovanijah v Prikaspii, 1958–1961 gg.)
/ O. K. Leont'ev, N. I. Foteeva. – M. : MGU, 1965. – 152 s.
6. Leont'ev O. K. Geomorfologija beregov i dna Kaspijskogo morja / O. K. Leont'ev,
E. G. Maev, G. I. Rychagov. – M. : MGU, 1977. – 208 s.
7. Otchet po izucheniju jekzog ennyh g eologicheskih processov rajona okrestnostej
ozera Baskunchak. – Astrahan' : Fondy PGGJe, 1993. – T. 1. – 177 s.
200
АННОТАЦИЯ
Необходимость дальнейшей геологизации эколого-геологических
изысканий. Перспективы использования природного гидрата метана как источника энергии. Генерация нефтематеринских пород Астраханского свода.
Использование твердых отходов для нейтрализации токсичных шламов для
получения стройматериалов. Гипербазитовые пояса и геодинамика Урала.
Повышение качественной характеристики проводки поисковых скважин,
вскрытия продуктивного пласта, испытания в процессе бурения в условиях
солянокупольной тектоники (на примере Центрально-Астраханского газоконденсатного месторождения). Геолого-геофизическое обоснование перспективных зон для поисков углеводородов в породах кристаллического
фундамента и палеозоя Краснодарского края и Ростовской области. Экология
и геохимия генерации углеводородов в Каспийском море. Устойчивость и
антропогенная трансформация горно-лесных геосистем Чеченской Республики. Структурно-параметрический синтез оптимальных программноаппаратных средств на промышленных предприятиях. Геоэкологический мониторинг подтопленных территорий.
Материалы представляют интерес для студентов и аспирантов, обучающихся по направлению «Науки о Земле», для преподавателей вузов, а также
для работников производственных организаций топливно-энергетического
комплекса, экологического направления, геолого-разведочных предприятий.
ABSTRACT
The need for further detention geologizatsii ecological and geological izyskatsy. Prospects for the use of natural methane hydrate as an energy source. The generation of source rocks of the Astrakhan Arch. The use of solid waste to neutralize
the toxic sludge to produce building materials. Ultrabasite belt and Geodynamics of
the Urals. Improving quality characteristics of the wiring exploratory wells, drilling-, ispytan6iya in the drilling process in a salt dome tectonics by the example of
Central-Astrakhan gas condensate field. Geological and geophysical study of
promising areas for exploration of hydrocarbons in rocks of the crystalline basement and Paleozoic of the Krasnodar T erritory and Rostov Region. Ecology and
geochemistry of the generation of hydrocarbons in the Caspian Sea. Stability and
anthropogenic transformation of mountain forest geosystems the Chechen Republic. T he structural and parametric synthesis of the best software and hardware in the
industry. Geo-ecological monitoring of the flooded areas.
The materials are of interest to graduate and post-graduate students studying
in the areas of Earth sciences for academicans, as well as for employees of industrial organizations of the fuel and energy sector, environmental trends, exploration
companies.
201
ПРАВИЛА ДЛЯ АВТОРОВ ЖУРНАЛА
Журнал публикует теоретические, обзорные (проблемного характера), а
также экспериментально-исследовательские статьи по проблемам геологии, географии, истории становления этих наук, краткие сообщения и информацию о
новых методах экспериментальных исследований, а также работы, освещающие
современные технологии поиска и разработки полезных ископаемых и др.
Журнал публикует информацию о юбилейных датах, новых публикациях
издательства университета по геологии и географии, информацию о предстоящих и о прошедших научных конференциях, симпозиумах, съездах.
В журнале издаются материалы, ранее не публиковавшиеся в других периодических изданиях.
Журнал «Геология, география и глобальная энергия» входит в перечень
ВАКовских изданий для кандидатов и докторов наук по специальностям:
25.00.08 – Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение (геолого-минералогические и географические);
25.00.12 – Геология, поиски и разведка нефтяных и газовых месторождений (геолого-минералогические);
25.00.23 – Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов (географические, геолого-минералогические);
25.00.26 – Землеустройство, кадастр и мониторинг земель (географические);
25.00.36 – Геоэкология (геолого-минералогические и географические).
Объем журнала – 8–10 п.л. Периодичность издания – 4 раза в год. Объем публикаций: обзорные статьи – до 1 п.л. (16 стр.), оригинальные статьи – до 0,5 п.л.
(8–10 стр.), информацию о юбилейных датах, конференциях и т.д. – до 0,2 п.л.
Оформление статьи. Редактор Word Windows; шрифт T imes New Roman,
14, межстрочный интервал – 1, бумага формата А4; поля: левое – 2,5 см, правое – 2,5 см, верхнее и нижнее – 2,5 см, красная строка – 1,27 см, нумерация
страниц вверху справа. Возможна публикация на английском языке.
Оформление «шапки». Наверху по центру – название статьи (заглавные
буквы, шрифт T imes New Roman, 16). Через 1 интервал – полное имя, отчество, фамилия автора, научное звание, должность, название кафедры, учреждения (организации), телефон, электронный адрес (кегль 14).
Если авторов в статье несколько, то указанная информация представляется для
каждого автора отдельно. Приводится краткая аннотация на русском и английском
языках. Ниже приводятся ключевые слова на русском и английском языках.
Размерность всех величин – в размере СИ; название химического соединения – в соответствии с рекомендациями ИЮПАК.
Структура данных к статье в журнале состоит из 5 блоков:
блок 1: (на русском языке): название статьи, автор(ы), адресные данные авторов (организация(и), ее юридический адрес, электронная почта всех или одного из
авторов), аннотация (содержащая от 150 до 250 слов), ключевые слова (не менее 10);
блок 2: (информация блока 1 в романском алфавите): транслитерация и
перевод соответствующих данных в той же последовательности: название
статьи (на английском языке); автор(ы) на латинице (транслитерация); адресные данные авторов (организация(и), ее юридический адрес, электронная
почта всех или одного из авторов), аннотация (содержащая от 150 до 250
слов), ключевые слова (не менее 10) – на английском языке;
блок 3: полный текст статьи на языке оригинала;
блок 4: список литературы на русском языке (название «Список литературы», не «Библиографический список»);
блок 5: список литературы на латинице (транслитерация) (название
"References").
202
Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов
УДК 53:621.382
ПРИМЕР ОФОРМЛЕНИЯ СТАТЬИ
ОСОБЕННОСТИ ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ДАТЧИКОВ
НА ОСНОВЕ ПОВЕРХНОСТНЫХ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛН (ПАВ)
МЕТОДОМ КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
Лунин Леонид Сергеевич, доктор физико-математических наук, Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский
политехнический институт), 346428, Россия, Ростовская обл., г. Новочеркасск, ул. Просвещения, 132, е-mail: [email protected]
Датчики на поверхностных аку стиче ских волнах слу жат для измерения физических и химических ве личин: давл ения, температуры, химического состава, магнитного поля и др. Принцип их работы основан на дву х физиче ских явлениях: ПАВ и
пьезоэлектричеств е. Рассмотренные в данной статье датчики на поверхностных
акустических волнах – резонаторного типа. Описываемая конечно-элементная математическая модель и анализ частотной характерис тики ус тройств на ПАВ отличаются от ране е разработанных тем, что моделирование электромеханических
свойств датчика производится с минимальным числом допущений и приближений.
Ключевые слова: метод конечных элементов, поверхно стные акустич еские
волны, датчик, чувствите льный элемент, уравнения Максв елла, метод Галеркина,
«скайлайн-метод», термостабильный кварц, встречно-штырьевой преобразователь,
резонансная частота, деформация.
PECULIARITIES O F SURFACE ACO USTIC WAVE (SAW) SENSO RS
NUMERICAL MO DELING USING FINITE- ELEMENT METHO D
Lunin Leonid S., D.Sc. in Physics & Mathematics, Head of Department of
General and Applied Physics, South Russian State Technical University (Novocherkassk Polytechnic Institute), 132 Prosvetsheniya st., Novocherkassk, the
Rostov region, 347360, Russia, е-mail: [email protected]
Surface acoustic wave sensors serve for physical and chemical values measurement: pressure, temperatures, chemical properties, a magnetic field, etc. The principle of their operation is
on 2 physical phenomena based: surface acoustic waves and piezoelectricity. Surface acoustic
wave sensors, considered in this article, are resonator-type sensors. Finite-element mathematical model and the analysis of a surface acoustic wave devices frequency response differ from
earlier developed subjects, that modeling of electromechanical properties of the sensor is produced with minimum number of assumptions and approximations.
Key words: final elements method, superficial acoustic waves, the gauge, the sensitive
element, Maxwell’s equations, Galerkin’s method, Skyline-method, thermostable quartz,
interdigital transducer, resonant frequency, deformation.
ТЕКСТ СТАТЬИ (на русском языке)
Список литературы
1. Балышева О. Л. Материалы для акустоэл ектронных ус тройс тв : учеб. пос.
/ О. Л. Балышева. – СПб. : ГУАП, 2005. – 50 с.
2. Auld B. A. Acoustic Fields and Waves in Solids / B. A. Auld. – N.Y. :
JohnWiley&Sons, 1973.
References
1. Balysheva O. L. Materialy dlya akustoel ektronnyh ustroistv : ucheb. pos.
/ O. L. Balysheva. –SPb. : GUAP, 2005. – 50 р.Auld B. A. Acoustic Fields and Waves in
Solids / B. A. Auld. – N.Y. : JohnWiley&Sons, 1973.
203
Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1 (44)
Список литературы оформляется в соответствии с ГОСТом 7.1-2003
(шрифт T imes New Roman, 10) в алфавитном порядке. Страницы указывать
обязательно. Нумерация ссылок по тексту (в квадратных скобках). Примеры
оформления библиографического списка:
Таблицы. Шрифт T imes New Roman, 10. Ширина таблицы – 13 см, книжный разворот. В правом углу слово «Таблица» (№ 1 и т.д.), через 1 интервал –
заголовок таблицы (жирным, по центру, 10).
Формулы. Надстрочные и подстрочные индексы – шрифт T imes New
Roman, 11; математические символы – шрифт T imes New Roman, 18; буквы
греческого алфавита – шрифт T imes New Roman, 14. Формулы набирать без
отступа от левого края. Путь: «Вставка», команда «Объект», редактор формул «Microsoft Equation».
Фотографии, рисунки, диаграммы, графики, схемы только черно-белые.
Ширина рисунков, фотографий, диаграмм, графиков, схем не более 13 см;
надписи внутри рисунков, графиков и т.д. – T imes New Roman, 10. Подрисуночная надпись – Times New Roman, 10, не жирным.
В адрес редакции просим направлять: электронный и распечатанный
текст статьи на русском языке; к статье приложить сопроводительное письмо
руководителя автора с указанием полных имен, отчеств и фамилий авторов,
научного звания, должности, названия кафедры, учреждения, а также электронного адреса, номеров контактных телефонов.
На основании приказа ректора АГУ № 08-01-01/193 от 25.03.2011 г. за
размещение статей в журнале установлен следующий порядок оплаты:
• с иногородних и других авторов, не являющихся сотрудниками АГУ,
взимать оплату за публикацию в размере 500 рублей за страницу;
• с авторов – сотрудников АГУ взимать оплату в размере 300 рублей за
страницу;
• статьи аспирантов АГУ, равно как и любых других вузов и научных учреждений, в соответствии с требованиями ВАК публиковать бесплатно.
Реквизиты для оплаты публикаций:
ФГБОУ ВПО «Астраханский государственный университет»
Адрес г. Астрахань, ул. Татищева, 20а
тел. 48-53-47, 48-53-46, факс 48-53-46
ИНН 3016009269
КПП 301601001
УФК по Астраханской области (Астраханский государственный
университет) л /с 20256Ц14780
Расчетный счет № 40501810400002000002
в ГРКЦ ГУ Банка России по Астраханской области г. Астрахань
БИК 041203001
Код ОКОНХ 92110
Код ОКПО 02079218
КБК 00000000000000000130
Обязательно указывать назначение платежа: размещение статьи,
Ф.И.О. автора, название и номер журнала, название статьи. К статье прикладывается чек-ордер оплаты.
Статьи направлять по электронному адресу: [email protected]
204
ПОРЯДОК РЕЦЕНЗИРОВАНИЯ РУКОПИСЕЙ
1. Поступающая в редакцию статья рассматривается на предмет соответствия профилю журнала, требованиям к оформлению и регистрируется с
присвоением ей индивидуального номера. Редакция в течение 3-х дней уведомляет авторов о получении рукописи статьи. Рукописи, оформленные не
должным образом, не рассматриваются.
2. Рукописи всех статей, поступивших в редакцию журнала, подлежат обязательному рецензированию. К рецензированию привлекаются ученые, доктора наук, обладающие неоспоримым авторитетом в сфере научных знаний, которой соответствует рукопись статьи. Рецензентом не имеет права быть автор (или один из
авторов) рецензируемой статьи. Рецензенты информируются о том, что рукописи
статей являются частной собственностью их авторов и представляют собой сведения, исключающие их разглашение и копирование.
3. В случаях, когда редакция журнала не располагает возможностью привлечь
к рецензированию эксперта подобающего уровня в сфере знаний, к которой имеет
отношение рукопись, редакция обращается к автору с просьбой предоставить
внешнюю рецензию. Внешняя рецензия предоставляется при подаче статьи (что,
тем не менее, не исключает принятый порядок рецензирования). Рецензии обсуждаются редколлегией, являясь причиной для принятия или отклонения рукописей.
Рукопись, адресуемая в редакцию, также может сопровождаться письмом из направляющей организации за подписью ее руководителя.
4. Рецензия должна беспристрастно давать оценку рукописи статьи и заключать в себе исчерпывающий разбор ее научных достоинств и недостатков. Рецензия составляется по предлагаемой редакцией форме или в произвольном виде и должна освещать следующие моменты: научную ценность
результатов исследования, актуальность методов исследования и статистической обработки данных, уровень изучения научных источников по теме, соответствие объема рукописи статьи в общем и отдельных ее элементов в частности, т.е. текста, таблиц, иллюстраций, библиотечных ссылок. В завершающей части рецензии необходимо изложить аргументированные и конструктивные выводы о рукописи и дать ясную рекомендацию о необходимости
либо публикации в журнале, либо переработки статьи (с перечислением допущенных автором неточностей и ошибок).
5. Если в рецензии на статью сделан вывод о необходимости ее доработки, то
она направляется автору на доработку вместе с копией рецензии. При несогласии
автора с выводами рецензента, автор вправе обратиться в редакцию с просьбой о
повторном рецензировании или отозвать статью (в этом случае делается запись в
журнале регистрации). Тогда новой датой поступления в редакцию журнала доработанной статьи считается дата ее возвращения. Доработанная статья направляется на повторное рецензирование тому же рецензенту. Редакция журнала оставляет
за собой право отклонения рукописи статьи в случае неспособности или нежелания автора учесть пожелания рецензента.
6. Срок рецензирования между датами поступления рукописи статьи в редакцию и вынесения редколлегией решения в каждом отдельном случае определяется
ответственным секретарем с учетом создания условий для максимально оперативной публикации статьи, но не более 2-х месяцев со дня получения рукописи.
7. Рецензии на статьи предоставляются редакцией экспертным советам в
ВАК по их запросам.
8. Редакция журнала не сохраняет рукописи статей, не принятые к публикации. Рукописи статей не возвращаются.
9. Редакция журнала не несет ответственности на достоверность информации.
Главный редактор: Серебряков О.И.
205
СОДЕРЖАНИЕ
ГЕОЛОГИЯ, ПОИСКИ И РАЗВЕДКА НЕФТИ И ГАЗА
Авилов В.И., Авилова С.Д.
Участие биоты в глобальной энергии..............................................................4
Трофимов В.Т.
О необходимости дальнейшей геологизации эколого-геологических
изысканий......................................................................................................11
Бабаев Али-Икрам Шехали
Перспективы использования природного гидрата метана
как источника энергии...................................................................................20
Халед Гамаль Эльмаадави
Генерация нефтематеринских пород Астраханского свода............................28
Казанцева Т.Т.
Гипербазитовые пояса и геодинамика Урала.................................................35
Харькина М.А.
Техногенные изменения эколого-геодинамических условий
на территории России....................................................................................43
Исакулов Б.Р., Сарсенов А.М.
Использование твердых отходов для нейтрализации токсичных шламов
для получения стройматериалов....................................................................48
Фирсов А.В.
Повышение качественной характеристики проводки поисковых скважин,
вскрытия продуктивного пласта, испытания в процессе бурения в условиях
солянокупольной тектоники (на примере Центрально-Астраханского
газоконденсатного месторождения)...............................................................54
Сианисян С.Э., Бочкарев В.А., Сианисян Э.С.
Перспективы нефтегазоносности западного борта Прикаспийской впадины
на основе концепции двуэтапного формирования залежей углеводородов и
обоснование целесообразности ведения геолого-разведочных работ.............60
Лыгин В.А., Пьянков В.Я., Сианисян Э.С., Виноградов Д.А.
Геолого-геофизическое обоснование перспективных зон для поисков
углеводородов в породах кристаллического фундамента и палеозоя
Краснодарского края и Ростовской области...................................................72
Серебряков А.О., Серебрякова О.А., Серебряков А.О.
Прогноз коллекторов и нефтеносности палеозойских отложений северной
части Каспийского моря................................................................................84
ГЕОЭКОЛОГИЯ
Серебряков А.О., Серебрякова О.А., Серебрякова В.И.
Геоэкология и геохимия генерации углеводородов в Каспийском море........94
Байраков И.А., Идрисова Р.А.
Устойчивость и антропогенная трансформация горно-лесных геосистем
Чеченской Республики.................................................................................100
Федунец Н.И., Гончаренко А.Н.
Структурно-параметрический синтез оптимальных программно-аппаратных
средств на промышленном предприятии.....................................................104
206
Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов
Дорджиев А.Г., Скибин Г.М., Сангаджиев М.М., Дорджиев А.А.
Геоэкологический мониторинг подтопленных территорий г. Элисты......... 110
Андрианов В.А., Булаткина Е.Г., Сокирко Г.И.
Снежный покров как индикатор загрязнения ландшафтов
Северного Прикаспия.................................................................................. 114
Васильев А.Н.
Кадастр в разработке документов по обращению
и охране земель на ландшафтной основе..................................................... 123
Щербакова Н.С., Локтионова Е.Г., Ларцева Л.В.
Геоэкологическая оценка качества жизни населения района дельты Волги........131
ФИЗИЧЕСКАЯ ГЕОГРАФИЯ И БИОГЕОГРАФИЯ,
ГЕОГРАФИЯ ПОЧВ И ГЕОХИМИЯ ЛАНДШАФТОВ
Кокин О.А., Пилипенко В.Н., Афанасьев И.А.
Роль придельтовых территорий Волги в формировании
растительных ресурсов ............................................................................... 141
Царенко А.А., Васильев А.Н.
Применение ГИС в сфере исследования природно-кадастровых территорий...... 148
Головачев И.В.
Развитие древнего карста на территории Прикаспийской низменности...... 155
Васильев А.Н., Нейфельд В.В.
Кадастровый учет особого объекта недвижимости..................................... 159
Морозова Л.А., Гурьева М.С., Бармин А.Н., Шабанов Д.И.
Подземные воды как составляющая водно-ресурсного потенциала............ 165
Андрианов В.А., Булаткина Е.Г., Плакитин В.А., Сокирко Г.И.
Поверхностные водотоки низовий р. Волги в условиях техногенеза........... 170
Головачев И.В.
Особенности формирования отложений карстовых пещер......................... 177
Морозова Л.А., Гурьева М.С., Бармин А.Н.
Анализ водохозяйственной ситуации в Нижнем Поволжье......................... 188
Головачев И.В.
История развития карста в районе окрестностей озера Баскунчак.............. 193
АННОТАЦИЯ........................................................................................... 199
ПРАВИЛА ДЛЯ АВТОРОВ ЖУРНАЛА.................................................. 200
ПОРЯДОК РЕЦЕНЗИРОВАНИЯ РУКОПИСЕЙ ................................... 203
207
CONTENTS
GEOLOGY, EXPLORATION OF OIL AND GAS
Avilov V.I., Avilovа S.D.
Biota participation in global energy.....................................................................4
Trofimov V.T.
About necessity of futher geologization of engineering geological survey ...........11
Babaev Ali-Ikram Shehali
Prospects of using of natural methane hydrate as an energy source......................20
Khaled Gamal Elmaadavi
Generation of source rocks of Astrakhan arch....................................................28
Kazantseva T.T.
Ultrabasite belt and geodynamics of the Urals ...................................................35
Har’kinа M.A.
T echnological changes in eco-geodynamic environment in Russia ......................43
Isakulov B.R., Sarsenov A.M.
Utilization solid wastes for neutralization toxic cinders and obtaining building
materials.........................................................................................................48
Firsov A.V.
Improving the quality characteristics of wiring exploratory wells, drilling, testing in
drilling in a salt dome tectonics (on example Central-Astrakhan gas condensate field).. 54
Sianisyan S.E., Bochkarev V.A., Sianisyan E.S.
Oil-bearing prospects of the western board of the Pre-Caspian hollow of the basis on the
two-stadies conception of formation of hydrocarbons deposits and substantiation
of reasonability of conducting prospecting works................................................... 60
Lygin V.A., Pyankov V.Ya., Sianisyan E.S., Vinogradov D.A.
Geologo-geophysical substantiation of perspective zones for searches of hydrocarbons
in breeds of the crystal base and paleozoic of Krasnodar territory and the Rostov region .......72
Serebryakov А.О., Serebryakovа O.А., Serebryakov A.O.
Forecast of collectors and oil paleozoic deposits of Northern Caspian .................84
GEOECOLOGY
Serebryakov A.O., Serebryakova O.A., Serebryakova V.I.
Geoecology and Geochemistry of hydrocarbon generation in the Caspian Sea ....94
Bayrak I.A., Idrisova R.A.
Sustainability and anthropogenic transformation of mining-forest geosystems
of Chechen Republic......................................................................................100
Fedunets N.I., Goncharenko A.N.
Structurally-parametrical synthesis of optimum program-hardware
at the industrial enterprise ..............................................................................104
Dordzhiev A.G., Skibin G.M., Sangadzhiev M.M., Dordzhiev A.A.
Geoecological monitoring of flooded areas of Elista.........................................110
Andrianov V.A., Bulatkinа E.G., Sokirko G.I.
Snow cover as the pollution indicator of Northern Pre-Caspian area landscapes.........114
Vasiljev A.N.
Cadastre in the development of documents the treatment and protection of lands
based on the landscape...................................................................................123
Scherbakova N.S., Loktionovа E.G., Lartseva L.V.
Geoecological estimation of population life quality in region of the Volga delta .....131
208
Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов
PHYSICAL GEOGRAPHY AND BIOGEOGRAPHY,
SOIL GEOGRAPHY AND LANDSCAPE GEOCHEMISTRY
Kokin O.A., Pilipenko V.N., Afanasjev I.A.
Role of the Volga delta adjacent territories in formation of vegetation resourses.........141
Tsarenko A.A., Vasiljev A.N.
Application of GIS in the study of natural and cadastral areas.......................... 148
Golovachyov I.V.
Development of ancient karst in the Caspian depression .................................. 155
Vasiljev A.N., Neifeld V.V.
Cadastral account of special object of real estate ............................................. 159
Morozova L.A., Gurjeva M.S., Barmin A.N., Shabanov D.I.
Underground water as a component of water resource potential........................ 165
Andrianov V.A., Bulatkina E.G., Plakitin V.A., Sokirko G.I.
Surface waters of lowermost volga river in technogenesis................................ 170
Golovachyov I.V.
Features of karst caves deposits...................................................................... 177
Morozova L.A., Gurjeva M.S., Barmin A.N.
Analysis of water-resources situation in the lowel Volga ................................. 188
Golovachyov I.V.
History of karst in the vicinity of Baskunchak lake.......................................... 193
ABSTRACT................................................................................................ 199
RULES FO R AUTHO RS............................................................................ 200
TH E O RDER O F REVIEWING ARTICLES ............................................. 203
209
Подписка на наши издания осуществляется
По Объединенному каталогу «Пресса России»
Журнал фундаментальных и прикладных исследований
«Естественные науки»
Подписной индекс – 11172
Журнал публикует теоретические, обзорные ( проблемного характера), а также
экспериментально- исследовательские статьи по всему спектру естественнонаучных проблем
химии, физики, математики, биологии, науки о Земле, истории естествознания, краткие сообщения
и информацию о нов ых методах экспериментальных исследований, а также работы, освещающие
современные технологии преподавания естественных наук.
Журнал публикует информацию о научных публикациях издательства университета по
естественнонаучным проблемам, о предстоящих и о прошедших научных конференциях, симпозиумах,
съездах.
Периодичность издания – 4 раза в год.
Ориентировочная стоимость одного номера – 400 р.
Телефон: (8512) 48-53-45, 48-53-47. E-mail: asupress@y andex.ru
Журнал фундаментальных и прикладных исследований
«Гуманитарные исследования»
Подписной индекс – 11171
В журнале публикуются статьи по широкому спектру проблем гуманитарного знания.
Ведущие направления публикаций отражены в следующих рубриках: « Человек. Общество.
Государство» , « Проблемы художественного слова» , « Язык. Коммуникации» , « Взгляд в прошлое» ,
« Мировая и региональная экономика» , « Грани духовного мира» , « Астраханский край: прошлое,
настоящее, будущее» , « Воспитание. Образование. Школа» , « Из юридической практики» , « Научная
жизнь АГУ» и т.д. На страницах журнала представлены разработки филологов, юристов,
экономистов, психологов, педагогов и всех, чьи исследования имеют гуманитарное направление.
Периодичность издания – 4 раза в год.
Ориентировочная стоимость одного номера – 400 р.
Телефон: (8512) 48-53-45, 48-53-47. E-mail: asupress@y andex.ru
Научно- технический журнал «Геология, география и глобальная энергия»
Подписной индекс – 11173
Редколлегия журнала принимает к рассмотрению статьи по проблемам геологии,
нефтегазоностности различных регионов, охватывающие важнейшие и крайне полезные для науки
и производства, а также для обучения студентов естественного направления.
Периодичность издания – 4 раза в год.
Ориентировочная стоимость одного номера – 400 р.
Телефон: (8512) 48-53-45, 48-53-47. E-mail: asupress@y andex.ru
Научный журнал « Каспийский регион: пол итика, эконо мика, культура»
Подписной индекс – 11170
Профиль журнала – анализ проблем настоящего, прошлого и будущего Каспийского региона
в их взаимосвязи с современным развитием мира.
Издание имеет многоплановый, междисциплинарный характер, знакомит читателя с
исследованиями и дискуссиями во всех областях социальных и гуманитарных знаний по проблемам
Каспийского региона. С этой целью используются различные формы публикаций: статьи, научные
доклады, « круглые столы» , интервью, отклики и комментарии, обзоры, рефераты, рецензии, сообщения.
Периодичность издания – 4 раза в год.
Ориентировочная стоимость одного номера – 400 р.
Телефон: (8512) 48-53-45, 48-53-47. E-mail: asupress@y andex.ru
Предлаг аем вс ем жела ющим размес тить в наших изданиях рекла му.
Адрес Изда тельского дома « Астрахан ский университе т» :
414056, г. Астрахань, ул. Татищева, 20а; тел. (8512) 48-53-47 (отдел маркет инг а),
48-53-45, 48-53-44; тел./факс (8512) 48-53-46,
e-mail: [email protected]
210
ГЕОЛОГИЯ, ГЕОГРАФИЯ И ГЛОБАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ
НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ
2012. № 1 (44)
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Федеральной службы по надзору
в сфере связи и массовых коммуникаций
ПИ № ФС77-32762 от августа 2008 г.
Учредитель
Астраханский государственный университет
Россия, 414056, г. Астрахань, ул. Татищева, 20а
Главный редактор О.И. Серебряков
Редактор
Н.В. Комстачева
Компьютерная правка, верстка
А.Т. Мендбаевой
Адрес редакции: Россия, 414056, г. Астрахань, ул. Татищева, 20а
Дата выхода в свет 16.04.2012 г.
Цена свободная
Уч.-изд. л. 14,3. Усл.-печ. л. 20,1.
Заказ № 2652. Тираж 500 экз. (первый завод – 40 экз.).
__________________________________________________________________
Оттиражировано на базе Издательского дома «Астраханский университет»
414056, г. Астрахань, ул. Татищева, 20а
Тел. (8512) 48-53-47 (отдел маркетинга), 48-53-45,
48-53-44, тел./факс (8512) 48-53-46
E-mail: [email protected]
211