Гидрогеологические условия района

Район опорного полигона расположен в пределах Балтийского бассейна трещинных вод и имеет довольно сложные гидрогеологические условия, которые обусловлены условиями циркуляции, питания и разгрузки подземных вод. Хибинский массив ограни­чен с запада и востока глубокими впадинами, занятыми озерами Имандра и Умбозеро.

Основными факторами, определяющими гидрогеологические условия района, яв­ляются: преобладание осадков в 5-10 раз над испарением; хорошая обнаженность интру­зивных массивов и интенсивная их трещиноватость; значительная расчлененность релье­фа, обуславливающая близость областей питания и разгрузки подземных вод.

Речные долины оказывают дренирующее воздействие на массивы и способствуют образованию зоны аэрации, мощностью от нескольких метров до 400-500 м на водоразде­лах. Эта зона характеризуется сезонным обводнением пород. Ниже, в зоне постоянного водонасыщения развиты два взаимосвязанных между собой водоносных комплекса: ком­плекс четвертичных отложений и комплекс кристаллических пород.

Особенностью гидрогеологических условий района является наличие микроартезианских бассейнов подземных вод, приуроченных к рыхлым отложениям межгорных или предгорных долин и конусам выноса, где формирование запасов происходит за счет атмо­сферных осадков. В пределах полигона расположены следующие выявленные месторож­дения подземных вод, приуроченные к речным долинам:

- «Вудъяврское», в бассейне р. Б. Белой, эксплуатируемое тремя водозаборами и являющееся единственным источником хозяйственно-питьевого водоснабжения г. Кировска и промышленных объектов ОАО «Апатит»;

- «Коашвинское», в бассейне р. Вуоннемийок, используемое для водоснабжения пос. Коашва и Восточного рудника;

- «Малая Белая», в долине р. Малой Белой, разведанное для водоснабжения г. Апа­титы;

- «Гортоп» в долине р. Айкуайвенйок, выявленное как перспективное для дополнительного водоснабжения г. Апатиты;

- участок Аммональный, в долине р. Теплая, перспективный для поисков подзем­ных вод улучшенного качества для питьевых нужд.

Долины рек Гольцовка, Кунийок, Тулийок имеют аналогичные гидрогеологические условия с изученными долинами Большой и Малой Белой и являются перспективными на наличие месторождений подземных вод. Отработка шести апатитовых месторождений производится в пределах водосборных площадей артезианских бассейнов и приводит к нарушению исходной гидрохимической и гидродинамической обстановки в бассейнах рек Б. Белая (включая Саамская, Юкспорйок), Вуоннсмийок, Черная и Жемчужная.

По условиям циркуляции воды в кристаллических породах подразделяются на трещинные воды верхней зоны трещиноватости кристаллических пород и трещинно-жильные воды, связанные с глубокими тектоническими разломами кристаллического фундамента, а в отложениях четвертичного возраста - на поровые и норовопластовые.

Питание водоносных горизонтов и комплексов происходит, в основном, за счет атмосферных осадков. Значительное количество атмосферных осадков при малом их ис­парении создает благоприятные условия для питания подземных вод.

Разгрузка их осуществляется в виде источников, инфильтрацией в речную сеть, озера, болота.

Глубина залегания уровня подземных вод в пределах 0-10 м, реже до 20 м и ниже, и зависит от рельефа, условий дренажа и других факторов.

А. Водоносный комплекс четвертичных отложений

Сезонно обводненный водопроницаемый техногенный горизонт (tQ_IV) в районе ра­бот распространен вблизи действующих карьеров, водовмещающие породы представле­ны массивами отвальных пород, высотой до 100 и более метров, сложенных глыбами, дресвой, щебнем и песком.

Водоносный горизонт техногенных отложений (tQ_IV) расположен вблизи обогати­тельных фабрик АНОФ-2 иАНОФ-3, водовмещающие породы представлены отложени­ями хвостохранилищ, сложенных намывами мелко-, тонкозернистых песков с редкими включениями гальки. Мощность отложений достигает 40 - 50 м. Горизонт служит источ­ником питания для залегающего ниже грунтового водоносного горизонта. Фильтрацион­ные свойства отложений изменяются в широких пределах н характеризуются коэффици­ентами фильтрации от 0,4 до 19,3 м/сут. Глубина залегания уровня от 7,0 - 31,0 м на абсо­лютных отметках 127,0-166,0 м.

Водоносный современный торфяно-болотный горизонт (bQ_IV) в районе работ раз­вит в понижениях рельефа в пределах приозерных низменностей. Водовмещающими по­родами служит торф плохой и средней степени разложения. Водоносный торфяно­болотный горизонт гидравлически связан с водами подстилающих водно-ледниковых или ледниковых отложений. Питается водоносный горизонт, в основном, за счет атмосферных осадков, частично за счет подземных вод подстилающих отложений. Весной и осенью торфяники насыщены водой, летом - частично пересыхают.

Слабоводоносный, локально-водоносный осташковский ледниковый горизонт (gQ_IIIos) широко развит на всей площади района работ. Залегает первым от поверхности и под сдренированным верхнечетвертично-современным ледниковым горизонтом в межго­рных долинах, на водоносном осташковском водно-ледниковом горизонте, либо на поро­дах кристаллического фундамента. Водовмещающие породы представлены плохо отсор­тированными песками, супесями с гравием, щебнем и валунами до 50% в верховьях до­лин, преимущественно валунно-дресвянно-щебнистые отложения с песчаным пылеватым или песчаным разнозернистым заполнителем. Фильтрационные свойства горизонта до­вольно низкие, удельные дебиты скважин составляют 0,044 - 1,5 л/с/м, коэффициенты фильтрации 0,01 — 1,9 м/сут. Мощность горизонта изменяется от 3,05 м до 11,5 - 13 м. Во­доносный горизонт гидравлически связан с водами подстилающих и перекрывающих го­ризонтов. Основным источником питания водоносного горизонта являются атмосферные осадки, либо подземные воды перекрывающих горизонтов. Положение уровня зависит от особенностей рельефа и климатических факторов и колеблется в пределах 0,5 -10 м. По химическому составу воды гидрокарбонатные, натриевые или хлоридногидрокарбонатные натриевые, с минерализацией до 0,05 г/л.

Водоносный осташковский водно-ледниковый горизонт (f, lgQ_IIIos) приурочен к осташковским озерно-ледниковым и флювиогляциальным отложениям, распространен на ограниченной площади в понижениях рельефа по долинам рек. Залегает первым от по­верхности, либо под слабоводоносным осташковским ледниковым горизонтом. Водовме­щающие породы представлены валунно-гравийно-галечными отложениями с песчаным мелко-, крупнозернистым заполнителем с прослоями слоистых песков разной зернисто­сти, реже супеси.

Фильтрационные свойства отложений изменяются в широких пределах и характе­ризуются коэффициентами фильтрации от 0,27 до 60,5 м/сут. Глубина залегания уровня подземных вод зависит от особенностей условий дренирования и питания и устанавлива­ется в пределах 0 - 10 м ниже поверхности земли, на отдельных участках выше поверхно­сти. Водоносный горизонт подвержен техногенному воздействию деятельности комбина­тов ОАО «Апатит». Высокое залегание уровня подземных вод, преимущественно песча­ный состав водовмещающих пород делают водоносный горизонт практически незащи­щенным от техногенного воздействия.

На Коашвинском месторождении и в Саамской долине, за счет дренирующего действия карьеров, отмечается снижение уровня подземных вод горизонта вблизи карье­ров до глубины 25 м, а в районе хвостохранилища АНОФ-2 наблюдается подъем уровней подземных вод до 0,5-1,0 м выше поверхности земли, что происходит в связи с дополнительным питанием горизонта, связанным с поступлением инфильтрационных и сточных вод отстойников.

Водоносный горизонт гидравлически связан с поверхностными водотоками и под­стилающими горизонтами. По химическому составу воды гидрокарбонатные, реже суль­фатно-гидрокарбонатные. Минерализация этих вод в долине оз. Малый Вудъявр, испыты­вающего минимальную техногенную нагрузку, составляет 40 - 70 мг/л. Мощность гори­зонта составляет 7 - 15 м, иногда достигает 35 - 40 м (в долине реки Вуоннемийок).

В Саамской н Юкспорской долинах, где происходит интенсивное загрязнение под­земных вод за счет сброса рудничных вод Кировского и Расвумчоррского рудников, наблюдается рост их общей минерализации до 200 - 450 мг/л, рост содержания нитратов до 20 - 38 мг/л. Особенно значительные изменения произошли в химическом составе вод горизонта вблизи хвостохранилища АНОФ-2, где химический состав подземных вод при­близился к химическому составу вод отстойника. Подземные воды загрязнены фтором, кадмием, марганцем (до 10 и более ПДК), минерализация их достигает 900 мг/л, в анион­ном составе вод преобладают сульфаты. Вблизи хвостохранилища АНОФ-3 также наблю­дается загрязнение водоносного горизонта фтором, марганцем, кадмием и аммонийионом, увеличение общей минерализации до 250 мг/л. Наиболее подвержены загрязнению участки водоносного горизонта ниже по потоку от очагов загрязнения. Для АНОФ-2 — гу­ба Белая и оз. Имандра, для АНОФ-3 - реки Черная, Жемчужная.

Водоупорный, локально-слабоводоносный ленинградский озерный горизонт (lQ_IIIln) залегает выдержанным слоем в средних частях долин рек Юкспорйок, Саамская, Малая Белая и Вуоннемийок, плащеобразно перекрывая подпорожский водно-ледниковый горизонт. Отложения представлены плотными слоистыми суглинками, супесями и глина­ми. Мощность горизонта увеличивается от бортов долин к центру и составляет 4 - 20 м. Горизонт относительно водоупорный, локальная водоносность возможна на участках раз­вития песчаных прослоев и линз.

Водоносный подпорожский водно-ледниковый горизонт (f, IgQ_IIIpd) распространен на ограниченной площади в пределах межгорных долин рек Юкспорйок, Саамской, Б. Бе­лой, М. Белой, Вуоннемийок, Кунийок. Подпорожский водно-ледниковый горизонт в цен­тральных частях межгорных долин залегает под толщей водоупорных ленинградских гли­нисто-суглинистых отложений, где он приобретает напор; в краевых частях - под водо­носным водно-ледниковым осташковским горизонтом в устье долины р. М. Белой, в при­брежной части оз. Имандра и в северо-западном борту Коашвинского карьера - первым от поверхности и является безнапорным.

Водовмещающие породы представлены, в основном, разнозсрнистымн песками с гравием, галькой, валунами, включениями суглинистого и глинистого материала. Питание напорного водоносного горизонта осуществляется за счет атмосферных осадков, а также за счет вод кристаллических пород, поступающих с бортов и дна долин. Глубина залега­ния уровней в период межени составляет 5-20 м. В долине р. Вуоннемнйок водоносный горизонт интенсивно дренируется Коашвинским карьером, вследствие чего вблизи карье­ра произошло снижение уровня водоносного горизонта до 25 - 50 м. Напор над кровлей водоносного горизонта составляет 15-45. Фильтрационные свойства водоносного гори­зонта изменяются в широких пределах, достигая максимальных значений в центральных частях долин, где удельные дебиты скважин составляют 4,76-15,4 л/с/м, уменьшаясь в краевых частях долин до удельных дебитов 0,002-0,8 л/с/м. Химический состав подзем­ных вод довольно пестрый, гидрокарбонатный натриевый с минерализацией 30-90 мг/л. В долинах рек Вуоннемнйок, Юкспорйок, Саамской за счет сбросов рудничных вод про­изошло увеличение общей минерализации подземных вод до 180-260 мг/л, нитратов до 20-38 мг/л (ПДК - 45мг/л).

Б. Подземные воды дочетвертичных образований

Водоупорный, локально слабоводоносный палеоген-неогеновый комплекс (R-N). Палеоген-неогеновая кора выветривания дочетвертичных пород занимает, как правило, переуглубленные участки и впадины в долинах рек. Отложения палеоген-неогенового комплекса имеют ограниченное распространение. Представлены трещиноватыми кон­гломератами, рыхлым супесчано-дресвянистым или песчано-дресвянисто-щебнистым ма­териалом, глинами, плотными суглинками. Водовмещающими породами, как правило, являются трещиноватые конгломераты или песчано-дресвянисто-щебнистые отложения. Отложения коры выветривания отнесены к слабо водоносным, а представленные глиной или плотным суглинком — к водоупорным. Мощность коры выветривания изменяется от 0,3 до 8 м, реже достигает первых десятков метров. Горизонт залегает на дочетвертичных отложениях, с которыми гидравлически связан.

Слабоводоносный, локально водоносный протерозой-палеозойский кристалличе­ский комплекс (Pz-PR) распространен повсеместно и на значительной части территории площади обрамления долин залегает первым от поверхности, в межгорных долинах под палеоген-неогеновым, либо подпорожским водно-ледниковым горизонтом, в предгорных долинах под осташковским водно-ледниковым горизонтом.

Подземные воды связаны с дочетвертичными образованиями, приурочены к тре­щинам в магматических и метаморфических породах палеозой-протерозойского возраста. По характеру циркуляции воды относятся к трещинным. По структурным особенностям Хибинскою массива на отдельных участках приобретают черты пластово-трещинных. Водообильность кристаллических пород колеблется в широких пределах и определяется, прежде всего, интенсивностью проявления тектоники. Значения удельных дебитов скважин колеблется от 0,001 л/с/м до 3,4 л/с/м, коэффициенты фильтрации от 0,004 до 16.8 м/сутки.

Питание водоносного комплекса происходит и счет инфильтрации атмосферных осадков, талых вод. Хорошая обнаженность интрузивного массива и интенсивная трещи­новатость, большое количество атмосферных осадков (более 1000 мм в год) значительная мощность трещиноватых пород создают благоприятные условия для накопления подзем­ных вод в Хибинском гидрогеологическом районе.

Воды кристаллических пород гидравлически взаимосвязаны с перекрывающими горизонтами и играют важную роль в питании водоносных горизонтов. В вертикальном разрезе массива могут быть выделены следующие гидродинамические зоны: верхняя, средняя, нижняя. Верхняя зона, зона аэрации и нисходящего движения инфильтрационных вод. Зона связана с сильно трещиноватыми породами коры выветривания и участками открытых тектонических трещин. Водовмещающими породами являются звдиалитоные и порфировидные луявриты и верхняя часть пород лопаритового комплекса. Мощность сильно трещиноватой зоны составляет около 100 м. Средняя зона, зона насыщения, харак­теризующаяся преимущественно горизонтальной циркуляцией подземных вод, связана с менее трещиноватыми породами, в которые по зонам дробления и разрывным нарушени­ям вклиниваются зоны сильно трещиноватых пород. Мощность зоны насыщения нс пре­вышает 200 м. Интенсивная трещиноватость охватывает, чаще всего, приконтактовые ча­сти различных пород. По химическому составу воды гидрокарбонатио-натриевые, ультрапресные, общая минерализация 26-40 мг/л, реакция pH в пределах 8-9, содержание фтора до 1 мг/л. Нижняя зона, зона преимущественного распространения монолитных по­род с распространением трещинно-жильных напорных вод. Воды этой зоны изучены сла­бо, водообильность и водопроницаемость здесь колеблется в незначительных пределах. По химическому составу воды также гидрокарбонатно-натриевые, общая минерализация достигает 70-100 мг/л, характерна повышенная щелочность рН>9.

Основным процессом, формирующим химический состав подземных вод Хибин­ского массива, является выщелачивание из пород растворимых соединений, главным об­разом полевых шпатов, глинозема, кремнезема, солей хлора и фтора. Все подземные воды исследуемой территории близки по химическому составу и являются, в основном, гидрокарбонатно-натриевыми. Подземные воды по особенностям химического состава слабоагресивные по отношению к бетонным и металлическим конструкциям, что важно для проведения работ на рудниках.

Водоносный комплекс наиболее подвержен техногенному воздействию от систем осушения месторождений, разрабатываемых ниже уровня подземных вод: Апатитовый цирк, Юкспорское, Кукисвумчоррское, Коашвинское, Расвумчоррское, Ньюркпахкское. В результате работы рудничных водоотливов произошло снижение уровня подземных вод комплекса до горизонта отработки на всех отрабатываемых месторождениях.

 

ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ

Восточный рудник разрабатывает открытым способом Коашвинское и Ньоркпахкское месторождение апатито-нефелиновых руд. По сложности геологического строения оба месторождения отнесены ко II группе в соответствии с классификацией месторождений твердых полезных ископаемых ГКЗ России.

Рудные выходы на Коашвинском месторождении в значительной степени перекрыты мореной, мощность которой увеличивается от предгорий в долину с 3-5 до 50-70 м. основные параметры рудной зоны определены по результатам разведочного бурения.

Рудная зона мощностью 150-400 м в верхней части и до 50-100 м на глубоких горизонтах простирается на СВ 60-70⁰ на расстояние 3,3 км и падает на СЗ под углами от 15-30⁰ у поверхности до 35-50^о на глубине.

По результатам предварительной и детальной разведки в пределах рудной зоны, на разных высотных уровнях, выделены четыре рудных горизонта, представляющих собой фрагменты первоначально единой мощной апатитовой залежи, разобщённой в процессе магматического этапа формирования месторождения системой послойных внедрений массивных уртитов.

─ I – приурочен к контакту пострудных ийолитов с массивными уртитами и представлен единой пластовой залежью сравнительно простого строения. В его верхней части локализованы сфен-апатитовые руды.

─ II – размещен среди уртитов, отличается большей морфологической изменчивостью по сравнению с первым горизонтом

─ III – имеет ограниченные масштабы развития по площади, является слепым рудным телом; имеет сложную форму, часто прерывается как по простиранию, так и по падению.

─ IV – залегает в основании рудной зоны (0,5-1,0 км от поверхности).

Рудная зона Ньоркпахкского месторождения имеет мощность 280 – 350 м и состоит из 3 пологозалегающих (от 10 до 35^о) пластообразных залежей, разделенных прослоями вмещающих пород мощностью от 100 до 300 м.

Длина рудной зоны 1,8 км, ширина (в плане) – 0,6 – 0,8 км. Средняя мощность залежей 35 – 55 м, среднее содержание Р₂О₅ в них от 11,5% до 15,3 – 17,2%.

Апатит-нефелиновые обоих рудных месторождений представлены теми же текстурными разностями, что и руды месторождений юго-западного рудного поля. Это пятнистая, пятнисто-полосчатая, полосчатая, линзовидно-полосчатая, брекчиевая, блоковая и массивная руды. Отличие состоит в отсутствии закономерности в распределении различных типов руд внутри рудных тел.

Апатит Коашвинского и Ньоркпахкского месторождения представлен двумя разновидностями: мелкозернистым (менее 1 мм) сахаровидным апатитом белого цвета и средне-крупнозернистым (2-7 мм) апатитом в виде вытянутых столбчатых кристаллов несовершенной формы светло-зеленого, реже желтого, белого и серого (дымчатого) цвета.

Пятнистая руда (рис. 5.1.) (50-90% апатита) сложена агрегатом апатита, с равномерно распределенными в нем крупными (2-5 см) вкрапленниками или скоплениями зерен нефелина, пироксена и сфена, придающими руде пятнистый облик. Руда с содержанием апатита свыше 90% называется сплошной.

Рис. 5.1. Пятнистая руда.

В пятнисто-полосчатых рудах (50-85% апатита) пятна приобретают удлиненно-овальную форму, группируются в ориентированные прерывистые полосы.

Полосчатые руды (рис. 5.2., рис. 5.3.) (обр. К ₂) характеризуются чередованием мономинеральных апатитовых и нефелиновых прослоев шириной от первых мм до 10 и более см. В связи с колебаниями мощности полос разного состава содержание апатита меняется от 25 до 75%.

Рис. 5.2. Полосчатая руда.

Рис. 5.3. Полосчатая руда.

 

В линзовидно-полосчатых рудах (обр. К ₃) (25-60% апатита) сочетаются прослои апатит-нефелинового состава (субстрат) и линзообразные обособления (шлиры) мелкозернистого ийолита. Размеры ийолитовых линзочек варьируют от первых см до 10 см в длину и от первых мм до 5 см по ширине. Концентрация их непостоянна (от 20 до 70% объема).

Блоковые руды (обр. Н ₁) (25-75%) состоят из крупных (1-7 см) гипидиоморфных или округлой формы кристаллов (блоков) нефелина, как бы обтекаемых полосами средне-крупнозернистого апатита.

Массивные руды (рис. 5.4.) (обр. К ₁) (20-75% апатита) представляют собой массивные средне-крупнозернистые уртиты, обогащенные апатитом, образующим неправильной формы скопления, гнезда, ветвящиеся прожилки.

Рис. 5.4. Массивная руда.

Рис. 5.5. Контакт массивной руды с уртитом.

Контакты руды с массивными уртитами разнообразны и противоречивы (рис. 5.5.). Наряду с резкими, секущими полосчатость руд, присутствуют чёткие согласные контакты, ориентированные вдоль полосчатости. Также часто наблюдаются постепенные взаимопереходы между уртитами и апатит-нефелиновыми рудами, как правило, на коротких (до десятков см) расстояниях. Часто в приконтактовых зонах, мощностью в первые метры, уртиты включают редкие мелкие ксенолиты апатит-нефелиновых руд различных текстур.

 

⇐ Предыдущая12345Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: