Особливості літологічного складу сучасних донних осадків проточних поверхневих водойм гірничо-видобувних регіонів (на прикладі Кривбасу)

Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

Відділення морської геології та осадочного рудоутворення ННПМ Національної академії наук України

УДК 552.5:551.312.3

Особливості літологічного складу сучасних донних осадків проточних поверхневих водойм гірничо-видобувних регіонів (на прикладі Кривбасу)

Спеціальність 04.00.21 - літологія

АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата геологічних наук

БОБКО Артем Олександрович

Київ 2008

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана у Відділенні морської геології та осадочного рудоутворення Національного науково-природничого музею НАН України

Науковий керівник

академік НАН України, доктор геолого-мінералогічних наук, професор Шнюков Євген Федорович, Відділення морської геології та осадочного рудоутворення Національного науково-природничого музею НАН України, директор (м. Київ).

Офіційні опоненти:

чл.-кор. НАН України, доктор геолого-мінералогічних наук, професор Митропольський Олексій Юрійович, Інститут геологічних наук НАН України, заступник директора (м. Київ);

кандидат геолого-мінералогічних наук, провідний науковий співробітник Іноземцев Юрій Іванович, Відділення морської геології та осадочного рудоутворення Національного науково-природничого музею НАН України (м. Київ).

Захист відбудеться “5”лютого 2009 р. о 14,30 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 26.164.01 Відділення морської геології та осадочного рудоутворення Національного науково-природничого музею НАН України за адресою: 01054, м. Київ, вул. О. Гончара, 55-б, бібліотека.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту геологічних наук НАН України, за адресою: 01054, м. Київ, вул. О.Гончара, 55-б.

Автореферат розіслано “30” грудня 2008 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Рибак О.М

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Антропогенне навантаження Північного Причорномор'я стрімко зростає протягом останніх десятиріч, при цьому найважливішу роль відіграють гірничо-видобувні регіони. Тому проблема наслідків антропогенного навантаження на гідросистему типу: «рівнинна річка - відкритий лиман» та прилеглої території викликає інтерес сучасних дослідників.

Ідентифікація антропогенної й, зокрема, техногенної складової в сучасних донних осадках річок Північного Причорномор'я, закономірності мобілізації твердого стоку та літологічні особливості сучасних донних осадків у гідросистемі «рівнинні річки-відкритий лиман» певною мірою дозволять виявити вплив гірничо-видобувних робіт на стан геологічного середовища цих районів.

Розробка методики еколого-геологічного обґрунтування місць відбору проб та визначення літологічних властивостей донних осадків закладають основи залучення такого компоненту екосистем як донні осадки до інформативної складової моніторингу геологічного середовища.

Особливої актуальності набувають спостереження й виявлення закономірностей змін кількісних характеристик техногенезу та динаміки проявів техногенних та техноплагенних процесів у донних осадках, які можна співставити із геологічною історією техногенезу.

Донні осадки як невід`ємна частина водойми - є однією з її головних інформативних складових, що віддзеркалює всю сукупність фізичних, хімічних та біологічних процесів, які відбуваються у водоймах. Вони представляють собою складну динамічну систему, що активно впливає на кругообіг речовин і в яких здійснюється взаємозв'язок процесів надходження, мобілізації та накопичення природних і техногенних компонентів. У зв'язку із цим не викликає сумніву необхідність поглибленого і комплексного дослідження літологічного складу донних осадків у рівнинних проточних водоймах, що проходять через техногенно навантаженні регіони, типовим представником яких є найбільша права притока Дніпра - річка Інгулець.

На тлі слабкої вивченості техногенної складової сучасних субаквальних осадків проточних водойм гірничо-видобувних регіонів виникла необхідність у розробці методичної бази вибору місць відбору проб та визначення комплексу літологічних характеристик сучасних донних осадків.

Не менш актуальною є проблема вивчення літологічного складу субаквальних осадків водойм типу: „рівнинні річки - відкритий лиман”. Аналіз цієї проблеми дасть можливість визначити особливості формування основних компонентів донних осадків під впливом природних та техногенних факторів в різних умовах осадконакопичення.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження проводились в рамках державних бюджетних наукових тем Відділення морської геології та осадочного рудоутворення ННПМ НАН України (2001-2008 рр.), що впроваджені в цій установі. Робота виконана на базі Криворізького відділу проблем екологічної геології та розробки рудних родовищ в рамках наступних науково-дослідних робіт:

- НДР № 0101 U 004730 «Геоекологія Криворіжжя й Азово-Чорноморського узбережжя: розробка складових стратегій ресурсозбереження, що забезпечує відновлення екологічної ємності гірничо-видобувного регіону» (ВМГОР ННПМ НАНУ, 2001-2005 рр.);

- НДР № 0106 U 004729 «Прогноз розвитку техногенезу у геологічному середовищі Кривбасу та його вплив на еколого-геологічний стан екосистем Північного Причорномор'я» (ВМГОР ННПМ НАНУ, 2006-2008 рр.).

Мета дослідження. Визначити особливості формування та літологічний склад сучасних донних осадків гідросистеми: «рівнинна річка - відкритий лиман», що були сформовані в умовах активного техногенезу обумовленого гірничо-видобувними роботами в Кривбасі.

Задачі дослідження:

1. Розробити методику вибору місць відбору проб та визначення комплексу літологічних характеристик сучасних донних осадків.

2. Визначити літологічні особливості сучасних донних осадків гідросистеми «рівнинні річки - відкритий лиман» залежно від вмісту природної та техногенної складової.

3. Встановити закономірності мобілізації та просторового розподілу твердої техногенної компоненти сучасних донних осадків у межах водозбірної площі р. Інгулець.

Об`єкт дослідження - сучасні донні осадки р. Інгулець, пониззя Дніпра та Дніпровсько-Бузького лиману.

Предмет дослідження - літолого-мінералогічні характеристики сучасних донних осадків. донний осадок інгулець літологічний

Фактичний матеріал та методи дослідження. В основу дисертаційної роботи покладено результати аналізів 228 проб донних осадків р. Інгулець, нижнього Дніпра та прибережної смуги Кінбурнської коси Дніпровсько-Бузького лиману, відібраних під час польових досліджень Криворізького відділу проблем екологічної геології та розробки рудних родовищ (м. Кривий Ріг) ВМГОР ННПМ НАН України у 2000, 2005-2008 рр.

Донні осадки досліджували комплексно, використовуючи наступні методи: гранулометричний аналіз (ситовий метод з відмучуванням); визначення питомої щільності (кількісний гідростатичний метод); загальної вологоємності (кількісний термостатний метод); вмісту магнітного продукту; загального вмісту водорозчинних солей (термостатний метод); мінералогічні дослідження магнітної і немагнітної фракцій під бінокуляром, поляризаційним і рудним мікроскопами. Визначили кількісним емісійним спектральним аналізом валовий вміст 16-и елементів (Be, Cd, As, Hg, Ti, Mn, Zn, Ni, Nb, Cr, Co, Mo, Cu, Pb, Ag, Sr). Отримані дані оброблені методами математичної статистики, складані та побудовані карти, схеми, графіки, діаграми, таблиці, геологічні розрізи.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше для р. Інгулець з`ясовано літолого-мінералогічні характеристики сучасних донних осадків; проведено районування об'єкту дослідження; виявлено закономірності просторового розподілу природних та техногенних компонентів у донних осадках; встановлено особливості мобілізації твердої речовини у гірничо-видобувних регіонах та локалізацію техногенної складової осадку; досліджено взаємозв`язки між окремими фізико-механічними показниками, що характеризують склад і властивості донних осадків.

Практичне значення одержаних результатів. Практичне значення полягає у можливості, на основі даних наукових розробок та розробленої методики, проводити моніторинг впливу техногенних компонентів на літологічні особливості донних осадків та стан гідросистем. Деякі літологічні характеристики донних осадків р. Інгулець (гранулометрія, питома щільність, вологоємність, мінеральний склад) увійшли до складу проекту «Дослідження гідрологічного та гідрогеологічного режиму та визначення джерел забруднення р. Інгулець в районі діяльності гірничорудних підприємств Кривбасу у Дніпропетровській області», Державного регіонального проектно-вишукувального інституту «Дніпродіпроводгоспу».

Також встановлені літологічні особливості сучасних субаквальних осадків, які базується на комплексному підході вибору місць відбору проб та визначені набору фізико-механічних показників, із детальним аналізом ключових факторів літогенезу, які впливають, або зможуть у майбутньому впливати на природний стан басейнів гідросистем: «рівнинні річки - відкритий лиман». Це в свою чергу складає основу для вибору найбільш прийнятних підходів стосовно розв'язання питань раціонального використання водойм і закладає підвалини моніторингу донних осадків.

Опубліковані результати проведених досліджень використані авторами наукових монографій: 1) «Реструктуризація мінерально-сировинної бази України та її інформаційне забезпечення» (С.О. Довгий, В.М. Шестопалов, М.М. Коржнев, О.М. Трофимчук, Є.О. Яковлєв, І.Д. Андрієвський, М.М. Курило, О.Т. Кізілова, Н.Г. Люта, І.М. Малахов, В.О. Сляднєв, О.С. Аксьом, Н.В. Захарій, С.С. Корінь, 2007 р.); 2) «Літологія сучасних донних осадків поверхневих водойм Криворізького залізорудного басейну» (І.М. Малахов, М.Є. Агаджанов, А.О. Бобко, Т.М. Альохіна, В.В. Іванченко, 2008 р.).

Особистий внесок здобувача. Здобувачем самостійно окреслені етапи дослідження, здійснено планування польових експедицій, підбір адекватних методів дослідження. В основу дисертації покладені матеріали, зібрані за безпосередньої участі автора під час комплексних еколого-геологічних експедицій. Здобувачем розроблена методика вибору місць відбору проб. В основу роботи покладені результати аналітичних досліджень 228 проб донних осадків річок та прибережних відкладів відкритого Дніпровсько-Бузького лиману. Особисто автором виконувались фізико-механічні дослідження донних осадків: гранулометричний склад, питома щільність, вологоємність, вміст магнітного продукту. Вивчено взаємозв`язки між окремими літологічними показниками; проведено системно-статистичну обробку аналітичних даних, побудовані геологічні розрізи через річище Інгульця.

Теоретичне осмислення отриманих результатів дозволило визначити особливості літології сучасних донних осадків водойм, які знаходяться під техногенним впливом, що в свою чергу дало змогу запропонувати індикатори техногенної складової сучасних донних осадків.

Апробація результатів дослідження. Основні положення дисертації та матеріали результатів досліджень доповідались та обговорювались на VІ Міжнародній науково-практичній конференції з проблем екології та екологічної освіти (м. Кривий Ріг, Педагогічний університет, 2006 р.); ІV Міжнародному Водному форумі «Аква-Україна 2006» (м. Київ, 2006 р.); Всеукраїнській науковій конференції «Від геології до біосферології (до 70-річчя від дня народження проф. С.А. Мороза)» (м. Київ, КНУ ім. Шевченка, 2007 р.); Всеукраїнській науковій конференції «Мониторинг природных и техногенных сред» (Симферополь, Крым, Таврический нац. ун-т им. В.И. Вернадского, 2008 г.).

Результати наукових досліджень автора також обговорювались на засіданні Вченої ради Відділення морської геології та осадочного рудоутворення ННПМ НАН України (м. Київ, 2005, 2006, 2007 рр.), на розширеній технічній нараді Державного регіонального проектно-дослідного інституту «Дніпродіпроводгосп» (м. Дніпропетровськ, 2007 р.).

Публікації. Результати дисертаційної роботи висвітлені у 11-ти друкованих працях: 2 колективних монографіях, 5 статтях, 4 матеріалах і тезах наукових конференцій та симпозіумів. З них 5 у фахових виданнях ВАК (2 - колективні монографії, 3 - статті).

Структура дисертації. Дисертація складається з вступу, 5 розділів, висновків, списку літератури і додатків. Робота викладена на 142 друкованих сторінках, містить 21 таблицю, 47 рисунків, додатки на 2 сторінках. Бібліографія містить 178 джерел вітчизняної та іноземної літератури на 16 сторінках.

Дисертація виконана у Відділенні морської геології та осадочного рудоутворення ННПМ НАН України. Науковий керівник академік НАН України, доктор геол.-мін. наук, професор, Шнюков Євген Федорович, якому автор висловлює щиру подяку.

Автор глибоко вдячний також кандидату техн. наук І.М. Малахову за постійну увагу та консультації під час написання та оформлення дисертації. Автор щиро вдячний кандидату геол.-мін. наук В.В. Іванченко, кандидату біологічних наук Т.М. Альохіні, за консультації під час написання окремих розділів дисертаційної роботи.

Особлива подяка працівникам Криворізького відділу проблем екологічної геології та розробки рудних родовищ за всебічну підтримку та допомогу на різних етапах виконання роботи.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Аналітичний огляд досліджень субаквальних осадків

У першому розділі аналізуються матеріали досліджень вітчизняних та закордонних дослідників з питання вивчення субаквальних осадків гідросистем типу: „рівнинні річки-відкритий лиман-море”.

Під сучасними донними осадками ми розуміємо верхній, багатий на органічний компонент шар донних відкладень, що включає наноси та тверді частинки, що осіли на дно внаслідок фізико-хімічних та біохімічних процесів у водоймах, та є речовинами як природного, так і техногенного походження.

Останніми роками дослідники займаються питаннями техногенного впливу на сучасні гідросистеми. На даний момент проведено численні дослідження субаквальних осадків водойм багатьох регіонів як в Україні так і за кордоном, однак щодо р. Інгулець, найбільшої правої притоки Дніпра, такі еколого-геологічні та літологічні дослідження за незначним винятком майже відсутні. Вагомі внески у дослідженні гідросистеми типу «рівнинна річка-відкритий лиман», та її компонентів зробили: Шнюков Є.Ф., Іноземцев Ю.І., Орловський Г.М., І.Д. Багрій, П.Ф. Гожик, Е.В. Самоткал, В.М. Шестопалов, О.С. Огняник, В.Д. Натаров, В.П. Кожемякін, В.О. Колосов, В.М. Палій, В.О. Шеремет, А.М. Білоус, В.Л. Козаков, М.М. Коржнєв, П.В. Бересневич, І.М. Малахов, Й.Д. Маяков, Т.М. Кулькова, Л.Д. Могилевський та ін.

У роботах цих авторів відображені результати багаторічних досліджень екологічного стану гідросистеми Криворізького басейну в сучасних умовах розвитку та реструктуризації гірничодобувної галузі. Тому, актуальною проблемою є вивчення сучасних техногенних донних осадків у промислових регіонах. Тим паче, що матеріал з ідентифікації, розповсюдження та динаміки накопичення техногенного компоненту в донних осадках р. Інгулець практично відсутній.

Еколого-геологічний нарис району дослідження

В розділі стисло наведено геологічну будову, геоморфологію, гідрологічну характеристику території басейну р. Інгулець, пониззя Дніпра і Дніпровсько-Бузького лиману та антропогенні зміни, які спостерігаються у районі дослідження.

Об'єктом дослідження виступає р. Інгулець, яка вибрана за такими ознаками: 1) взаємне меридіональне розташування середньої течії річки й Криворізького залізорудного басейну; 2) нижче й вище Кривбасу немає значних техногенних впливів на басейн річки; 3) Інгулець - є типовою річкою степових районів України; 4) опосередкований зв'язок із шельфом Чорного моря через р. Дніпро та Дніпровсько-Бузьким лиманом. Це дозволяє розглядати р. Інгулець як репрезентативний об'єкт дослідження сучасних донних осадків у техногенно навантаженому гірничодобувному регіоні.

У геологічному плані басейн р. Інгулець розташований на схилах Українського щита. Верхів'я басейну розташовано в лісостепу, у південній лісостеповій області Придніпровської височини; середня частина розташована у Північно-степовій підзоні, в області південних відрогів Придніпровської височини; нижня частина - у Південно-степовій підзоні Бузько-Дніпровській області Причорноморської низини. У геологічній будові району виділено метаморфічні й ультра метаморфічні утворення архею і нижнього протерозою, осадові відклади кайнозою, що залягають на нерівній поверхні кристалічного фундаменту.

У геоморфологічному відношенні досліджувана територія - це розчленована підвищена рівнина пологого нахилу в долину р. Інгулець, з яружно-балковим і долинним типом рельєфу. Виокремлюється 5 терас річки.

Річка має розгалужену гідрографічну мережу, загальна довжина річкової мережі складає 2836 км, густота річкової мережі - 0,33 км/км². Площа басейну 14460 км². Природний середньорічний стік складає 220-260 млн. м³. Коефіцієнт зарегульованості ставками і водосховищами - 0,7.

За 127 років з початку розвитку гірничопромислових підприємств у Криворізькому залізорудному басейні утворилася техногенна гідросистема зі значними якісними і кількісними відмінностями від природної:

- утворені штучні прісні і солоні водойми;

- порушені гідрогеологічні режими водоносних горизонтів;

- змінений хімічний склад вод четвертинного і неогенового горизонтів, а також р. Інгулець;

- гідрологічні режими річок Кривбасу формують техногенні фактори;

- змінено хімічний, мінералогічний і петрографічний склад донних осадків поверхневих водойм.

Методика дослідження літологічного складу сучасних донних осадків річок та лиманів

Методика дослідження мобілізації складових у межах водозбірних площ, їх просторового розподілу та літологічного складу необхідна для отримання систематизованих, достовірних даних про вплив антропогенних факторів (зокрема, техногенного забруднення внаслідок гірничо-видобувних робіт), на формування сучасних донних осадків у гідросистемі «рівнинна річка-відкритий лиман».

В основу методики покладена ідея послідовних кроків, починаючи від окреслення району дослідження, і далі, через визначення характерних ділянок гідросистеми, місць закладання профілів до точок відбору проб. Ці послідовні дії відбиває алгоритм на рис. 1. Методика має певні риси універсальності, що дозволяє застосувати її при вивченні літологічних особливостей сучасних донних осадків для інших рівнинних середніх та малих річок України.

Як показано на алгоритмі (рис. 1), першим кроком методики є визначення мети, задач, об'єкту та предмету дослідження. Виходячи з цього визначається район дослідження з подальшим закладанням профілів та методика за якою будуть відбиратися проби донних осадків. Наступним кроком є польові та камеральні дослідження проб з подальшим аналізом їх результатів. Кінцевим кроком є визначення комплексу літологічних особливостей, які б виступали індикаторами техногенної складової сучасних донних осадків, сформованих в умовах активного техногенезу гірничодобувного регіону. Важливо, що алгоритм має зворотні зв'язки.

Для визначення техногенного компоненту в якісному та кількісному вимірі у порівнянні з природним, що був притаманним досліджуваному регіону до масштабних змін внаслідок впливу гірничо-металургійного комплексу, досліджувався комплекс літологічних характеристик таких як, гранулометричний склад, питома щільність, вологоємність, загальний вміст магнітного продукту, вміст водорозчинних солей, вміст важких металів та мінералого-петрографічний склад донних осадків. Для інших типових об'єктів дослідження необхідно визначати певний комплекс літологічних характеристик, для виявлення техногенного компоненту притаманного гідросистемі, яка виступає об'єктом дослідження.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 1 Алгоритм методики дослідження рівнинних річок України

Літологічні характеристики донних осадків

Літологічні характеристики донних осадків в межах району дослідження не однорідні (табл. 1). У верхній та нижній течіях річки, гранулометричний склад, питома щільність, вміст водорозчинних солей, загальна вологоємність та вміст магнітного продукту суттєво відрізняється від зони техногенезу (ділянка завдовжки приблизно 20-25 км за течією). У зоні техногенезу річковий осадок набуває аномальних властивостей, наявність яких пояснюється лише присутністю неприродної складової. Виявлено тісний зв'язок між гранулометричним складом, загальною вологоємністю, питомою щільністю, вмістом окремих хімічних елементів і сполук. Він дозволяє використовувати один із цих показників, наприклад, гранулометричний склад або загальну вологоємність, як індикатор змін літології донних осадків в цілому, і цілеспрямовано відстежувати даний параметр в системі моніторингу сучасного річкового седиментогенезу.

Вміст магнітного продукту є надійним індикатором надходження у донні річкові осадки відходів збагачення підприємств гірничо-металургійного комплексу Кривбасу.

Літологічні особливості сучасних донних осадків р. Інгулець вказують, що на їх характеристики суттєво впливає діяльність гірничо-металургійного комплексу. Дослідження дозволили визначити зону техногенного впливу і систему індикаторів, що характеризує техногенні зміни.

Для дослідження літологічних особливостей донних осадків з глибиною закладалися геологічні розрізи в профілях найбільш репрезентативних зон району дослідження. У верхній та нижній течії Інгульця, в цілому, розрізи осадків відповідають більш спокійним гідродинамічним умовам накопичення. У них спостерігаються ритми з природним характером седиментогенезу, який відображає коливання поверхні водотоку. А в районі розташування Кривбасу, внаслідок динамічного стану гідросистеми та також завдяки активному впливу техногенних чинників розріз осадків характеризується великою мінливістю, розмивом частини шарів. Всі шари перемішані з наявним вмістом техногенного компоненту (продуктів подрібнення і збагачення залізистих кварцитів).

Таблиця 1

Літологічні характеристики донних осадків р. Інгулець

Фізико-механічні характеристики сучасних донних осадків	Зона 1 - природно-антропогенна, 66 км	Зона 2 - техногенна, 20 км	Зона 3 - техноплагенна, 290 км
			Плесо	Природний перекат
Середньозважений розмір часток, мм.	0,97	1,76	0,69	2,54
Питома щільність, г/см3.	2,43	2,8	2,43	2,48
Вологоємність, %.	64,32	31,87	52,12	26,21
Вміст водорозчинних солей, % у 100 г сухої проби.	0,59	0,16	0,55	0,16
Загальний вміст магнітного продукту, %.	0,09	27,02	0,1	0,14

Мінеральний і петрографічний склад та важкі метали у донних осадках

У складі сучасного донного осадку р. Інгулець діагностовано велику кількість гірських порід та мінералів, мінеральних утворень промислового походження, а також органічних залишків (мушлі і мушлевий детрит, залишки сучасної флори та фауни).

Гірські породи і мінерали у складі зерен осадку, в цілому, зберегли характерні ознаки природних утворень, поширених на водозбірній площі р. Інгулець. У певній мірі спадкувались головні риси продуктів діяльності промислових підприємств. Разом з тим у їх формі, вторинних змінах і перетвореннях відобразились нові властивості набуті в умовах річкового седиментогенезу.

Донні осадки складені уламками природного, техногенно зміненого і техногенного походження. У північному і південному районах, домінуючими є природні компоненти. У центральному районі, в осадку з великою перевагою домінують техногенно змінені (подрібнені, переміщені і збагачені) породи й руди залізисто-кременистої формації Криворізького басейну. З урахуванням петрографічного складу, фізичних властивостей, металогенічної спеціалізації, природно-техногенного походження і локального поширення, дані утворення є унікальними і потребують додаткового подальшого вивчення.

Мінералогічний і петрографічний аналізи у комплексі з фізико-механічними характеристиками визначають не лише літологічні особливості донних осадків, але й допомагають ідентифікувати джерела техногенного забруднення та зафіксувати зону на якій вони просторово поширюються.

Особливості розподілу та концентрування важких металів (ВМ) у донних осадках гідросистеми р. Інгулець визначалися на основі систематизації та статистичної обробки даних кількісного спектрального аналізу зразків, відібраних під час польових експедицій (у 1990, 2002 та 2005 рр.) у проточній частині р. Інгулець.

Результати визначення валового вмісту ВМ у донних осадках проточної частини р. Інгулець виявили наступні особливості їх накопичення та розподілу на ділянці річки завдовжки 197 кілометрів.

Так, лише для трьох з досліджених нами металів виявлена чітка тенденція до накопичення за 15-річний період часу - Cr, Zn та Hg. Для чотирьох елементів (Ni, Сd, Be, As), з яких два останніх хоча й не відносяться до ВМ, але мають суттєвий вплив на біотичні компоненти екосистеми, визначена тенденція до зниження їх вмісту у донних осадках. Що стосується інших елементів, то у динаміці дослідження вони виявляють різноспрямований характер накопичення у донних осадках.

Узагальнюючи проведені дослідження слід відзначити, що середній багаторічний вміст ВМ у донних осадках проточної частини р. Інгулець є в середньому на порядок нижчим фонового регіонального рівня.

ВИСНОВКИ

Досліджені в роботі сучасні донні осадки належать до внутрішньоконтинентальних басейнів перехідних гідросистем типу «рівнинна річка - відкритий лиман». Різні еколого-геологічні умови району робіт дозволили дослідити мобілізацію й трансформацію з водозбірної площі твердого природного і техногенного компоненту та їх вплив на літологічні характеристики донних осадків.

Отримані результати дозволили автору дисертації зробити наступні висновки:

1. Розроблено методику вибору місць відбору проб сучасних донних осадків, яка закладає основу моніторингу літології субаквальних осадків у геологічному середовищі антропогенних екосистем.

2. Проведено районування об'єкту дослідження на репрезентативні зони: природно-антропогенна, техногенна та техноплагенна, що чітко диференціюються за наступними показниками (відмінності між 1,3 та 2 зонами) - питома щільність на 15 %, загальна вологоємність у два рази, вміст магнітного продукту у 27 разів та вміст водорозчинних солей у три рази. В зоні техногенезу річковий осадок набуває аномальних властивостей.

3. Донні осадки складені уламками природного, техногенно зміненого матеріалу та матеріалу техногенного походження. У першій і третій зонах, домінуючими є природні компоненти: гірські породи, мінерали й органічні залишки. У центральному районі (друга зона), в осадку з великою перевагою домінують техногенно змінені уламки залізисто-кременистої формації Криворізького басейну.

4. Середній багаторічний вміст важких металів у донних осадках проточної частини р. Інгулець, на порядок нижче фонового регіонального рівня. У проточній частині річки, від м. Кривого Рогу і до гирлових ділянок, вздовж течії, тенденції до накопичення важких металів у донних осадках не виявлено.

5. Доведено, що твердий стік р. Інгулець сформований під впливом процесів розробки залізних руд Кривого Рогу не має суттєвого впливу на процеси переносу та седиментації у дельті Дніпра й Дніпровсько-Бузькому лимані.

6. Для виявлення особливостей мобілізації та просторового розподілу в сучасних донних осадках твердого, техногенного компоненту Криворізького гірничодобувного регіону необхідно використовувати комплекс літологічних характеристик (індикаторів): гранулометричний склад, питому щільність, вологоємність, загальний вміст магнітного продукту, вміст водорозчинних солей, мінерально-петрографічний склад, вміст важких металів.

СПИСОК НАУКОВИХ ПРАЦЬ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

Статті в наукових періодичних фахових виданнях за переліком ВАК України:

1. Бобко А.О. Важкі метали у донних відкладах р. Інгулець (підрозділ Криворізький залізорудний басейн) / А.О. Бобко, Т.М. Альохіна // Реструктуризація мінерально-сировинної бази України та її інформаційне забезпечення. К.: Наукова думка, 2007. С. 119-123.

2. Літологія сучасних донних осадків поверхневих водойм Криворізького залізорудного басейну / [І.М. Малахов, А.О. Бобко, Т.М. Альохіна та ін.]; під ред. І.М. Малахова. [серія «Геологічне середовище антропогенної екосистеми»]. Кривий Ріг: «Октан Принт», 2008. 110 с.

3. Бобко А.О. Гранулометричний склад донних відкладів ріки Інгулець / А.О. Бобко // Геолого-мінералогічний вісник. 2006. № 2 (16). С. 104-107.

4. Малахов І.М. Результати досліджень розподілу питомої щільності техногенних донних відкладів р. Інгулець / І.М. Малахов, А.О. Бобко // Доповіді НАНУ. 2007. № 5. С. 190-193.

5. Бобко А.А. О влиянии техногенного твердого стока рек на процессы осадконакопления в Днепро-Бугском лимане / А.А. Бобко, В.В. Иванченко, И.Н. Малахов // Геология и полезные ископаемые мирового океана. 2007. № 4. С. 99-108.

в інших наукових виданнях:

6. Альохіна Т.М. Вміст важких металів у воді та донних відкладах річки Інгулець / Т.М. Альохіна, А.О. Бобко, І.М. Малахов // Гидробиологический журнал. 2008. № 3 (44). С. 114-120.

7. Алёхина Т.Н. Тяжелые металлы в донных осадках рек индустриальных регионов / Т.Н. Алёхина, А.А. Бобко, И.Н. Малахов // Довкілля та здоров'я. 2007. № 3. С. 9-13.

8. Особливості накопичення важких металів у донних осадках у гірничо-видобувному регіоні: матеріали наук.-практ. конф., Київ, 19-21 вересня 2006 р. / ІV Міжнародний Водний форум «Аква - України 2006». К.: Нац. Комплекс «Експоцентр України», 2006. С. 50-54.

9. Методи відбору проб донних відкладень у поверхневих водоймах: матеріали VІ Міжнар. наук.-практ. конф. [«Проблеми екології та екологічної освіти»], (Кривий Ріг, 8-10 грудня 2006 р.) / Криворізький держ. педаг. ун-т. Кривий Ріг: «Видавничий дім», 2007. С. 116-118.

10. Методика визначення місць відбору проб донних відкладів: матеріали Всеукр. наук. конф. [«Від геології до біосферології», (до 70-річчя від дня народження проф. С.А. Мороза)], (Київ, 21-23 лютого 2007 р.) / КНУ ім. Шевченка. К.: КНУ ім. Шевченка, 2007. С. 68-69.

11. Засади та досвід моніторингу техногенезу у донних відкладах індустріальних регіонів: матеріали Всеукр. наук. конф. [«Мониторинг природных и техногенных сред»], (Сімферополь, Крим, 24-26 квітня 2008 р.) / Таврический нац. ун-т им. В.И. Вернадского. Симферополь: ДИАЙПИ, 2008. С. 83-85.

АНОТАЦІЯ

Бобко А.О. «Особливості літологічного складу сучасних донних осадків проточних поверхневих водойм гірничо-видобувних регіонів (на прикладі Кривбасу)». - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата геологічних наук за спеціальністю 04.00.21 - літологія. Відділення морської геології та осадочного рудоутворення ННПМ НАН України, м. Київ, 2009.

Дисертація висвітлює питання впливу гірничо-видобувних робіт на літологію та геологічну будову сучасних донних осадків рівнинних річок. В якості репрезентативного об`єкту дослідження типу „рівнинна річка-відкритий лиман” обрано р. Інгулець, пониззя Дніпра та Дніпровсько-Бузький лиман. Визначено ряд літологічних характеристик за якими чітко диференціюються сучасні донні осадки: гранулометричний аналіз, питома щільність, вологоємність, загальний вміст магнітного продукту, вміст водорозчинних солей, мінералого-петрографічний склад та вміст важких металів.

Визначено, що у верхній та нижній течіях річки літологічні характеристики донних осадків досить однорідні й суттєво відрізняються від зони техногенезу (середня течія ріки, ділянка завдовжки 20-25 км). В зоні техногенезу річковий осадок набуває аномальних властивостей, що обумовлено присутністю техногенної складової - шламових часток залізистих кварцитів, розміром 0,15-0,074 мм. Це дозволило поділити зазначені зони на природно-антропогенну, техногенну та техноплагенну відповідно.

Розроблено методику відбору проб сучасних донних осадків. Зазначена методика закладає основу моніторингу літології субаквальних осадків у геологічному середовищі антропогенних екосистем.

Ключові слова: сучасні донні осадки, літологічні характеристики, еколого-геологічна оцінка, гірничо-видобувні регіони.

АННОТАЦИЯ

Бобко А.А. «Особенности литологического состава современных донных осадков проточных поверхностных водоёмов горнодобывающих регионов (на примере Кривбасса)». - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата геологических наук по специальности 04.00.21 - литология. Отделения морской геологии и осадочного рудообразования ННПМ НАН Украины, г. Киев, 2009.

Диссертация отображает вопрос влияния горнодобывающих регионов на литологию и геологическое строение современных донных осадков равнинных речек. В качестве репрезентативного объекта исследования гидросистемы типа „равнинная река-открытый лиман” выбрана р. Ингулец, низовья Днепра и Днепро-Бугский лиман. Определен ряд литологических характеристик, согласно которым четко дифференцируются современные донные осадки: гранулометрический анализ, удельная плотность, влагоемкость, общие содержание магнитного продукта, содержание водарастворимых солей, минерально-петрографический состав и содержание тяжелых металлов.

Определено, что в верхнем и нижнем течениях речки (зоны 1 и 3), литологические характеристики донных осадков достаточно однородные и существенно отличаются от техногенной зоны (среднее течение, участок реки протяженностью 20-25 км). Это дает возможность поделить зоны на природно-антропогенную, техногенную и техноплагенную соответственно.

Природно-антропогенная и техногенная зоны четко дифференцируются по следующим показателям литологических характеристик: удельная плотность на 15 %, влагоемкость в два раза, содержание магнитного продукта в 27 раз и содержание водорастворимых солей в три раза. В техногенной зоне речной осадок представлен аномальными свойствами, что объясняется присутствием в значительном количестве техногенного компонента - продукты обогащения железистых кварцитов, размером 0,15-0,074 мм.

Определено, что современные донные осадки состоят из обломков природного, техногенно измененного и техногенного происхождения (шламы, шлаки, огнеупоры, стеклянные и рудные шарики). В первой и третей зонах, доминирующими являются природные компоненты: горные породы, минералы и органические остатки. В центральном районе (вторая зона), в осадке количественно с большим преобладанием доминируют техногенно измененные (измельченные и обогащенные) породы и руды железокремнистой формации Криворожского бассейна.

Разработана методика отбора проб современных донных осадков. Данная методика закладывает основу мониторинга литологии донных осадков в геологической среде антропогенных экосистем.

Ключевые слова: современные донные осадки, литологические характеристики, эколого-геологическая оценка, горнодобывающие регионы.

SUMMARY

Bobko A.A. “Peculiarities of contemporary bottom sediments lithological composition of flowing surface water reservoirs at mining regions (on the pattern of Kryvbas)”. - Manuscript.

Dissertation to obtain a scientific degree of a candidate of geological sciences in specialty 04.00.21 - lithology. Section of sea geology and sedimentary ore formation of the National Scientific museum of natural history of NAS Ukraine, Kyiv, 2009.

The dissertation describes issues of mining operations influence on lithology and geological structure of contemporary bottom sediments of plain rivers. As a representative investigation object of “plane river - open liman” type the Ingulets river, the water course of the Dnipro river and the Dnipro-Bug liman were chosen. A range of lithological characteristics according to which contemporary bottom sediments are clearly differentiated such as granulometric analysis, specific density, specific retention, total content of magnet product, content of water-soluble salts, mineralogy-petrography composition and heavy metal content were determined.

At was defined that in the upper and lower river currents lithological characteristics of bottom sediments were quite homogeneous and were substantially different from that of technogenesis zones (located at middle course of the river, the area length is about 20-25 km). At the technogenesis zones river sediments a quires anomalous features that can be explained by technogenic constituents - by presence of slurry particles of ferruginous quartzite's having 0,15-0,074 mm size. It allows to divide the indicated zones into natural-antropogenious, technogenious and technoplagenious ones accordingly.

Methods of contemporary bottom sediments sampling were developed. The methods lay the foundation of monitoring lithology of subaqueous sediments geological of antropogenious ecosystems.

Key words: contemporary bottom sediments, lithological characteristics, ecological-geological evaluation, mining regions.

Размещено на Allbest.ru

...