Оценка природных геохимических аномалий территории Горного Алтая

Горный Алтай – один из немногих уникальных природных регионов России, слабо затронутых антропогенезом. Нарушенность геологической среды также незначительная, связанная, в основном, с гражданским и дорожным строительством, горнодобывающей промышленностью, геологоразведочными работами [30].

В структуре аномального геохимического поля важную роль играют токсичные элементы, обладающие определённым потенциалом экологической опасности (ПЭО). Элементы первого класса опасности представлены мышьяком, кадмием, свинцом, цинком, бериллием, ртутью, фтором; второго класса – молибденом, медью, бором, кобальтом, никелем, сурьмой, хромом; третьего класса – марганцем, ванадием, вольфрамом [13].

Сам по себе факт повышенных концентраций указанных элементов в коренных горных породах ещё не является признаком экологической опасности геологической среды, чему примером – тысячелетняя практика разработки месторождений рудных полезных ископаемых. Опасными высокие концентрации элементов-токсикантов в породах становятся в сочетании с высокими значениями показателей неоднородности их распределения, свидетельствующие о проявленности на конкретных территориях эпигенетических процессов перераспределения вещества путём перевода их в подвижное состояние, первоначально жёстко связанных в кристаллических решётках минералов горных пород, сульфидных и жильных минералах в рудах и околорудных метасоматитах, в интенсивных геохимических аномалиях.

Геохимическая изученность территории Алтайского края и Республики Алтай крайне неравномерная. В пределах степных районов Бийско-Барнаульской впадины геохимические поиски практически не проводились. Отдельные наблюдения по буровым скважинам не достаточны для геохимической характеристики этой территории. В горных районах геохимические поиски носили более системный характер и выполнялись попутно с геолого-съёмочными работами. Территория Алтайского края покрыта геологической съёмкой масштаба 1:50000 на 17%, Республики Алтай – 41%. Геологическая съёмка проводилась, в основном, в рудных районах. Новейшие исследования (1998-2003) по проведению ГДП-200 (Новая серия) охватывают значительную территорию Алтайского края и Республики Алтай (более 45300 км²). В результате проведения этих работ выявлено значительное количество рудных проявлений, геохимических аномалий, геометризованы металлогенические таксоны разной иерархии (рудные районы, рудные узлы, рудные поля), которые вносят значительный вклад в общий экологический облик региона, создавая крупные природные аномалии. В настоящее время проводятся опережающие геохимические работы масштаба 1:200000 (с врезками более крупного масштаба 1: 25 000÷1: 10 000) в пределах северной части Алтайского края и Республики Алтай (поиски по потокам рассеяния) [30].

На основе микроэлементного состава различных геологических образований и структурно-геологической позиции крупных структурно-формационных зон и геоблоков региона выделено 5 эколого-геохимических субпровинций, 16 эколого-геохимических областей и 3 эколого-геохимических зоны (прилож.7, рис.1) [12,13].

На схеме видно, что геологические образования с очень высокой степенью ПЭО занимают примерно 20% рассматриваемой территории и в структурном отношении тяготеют к Рудно-Алтайской, Горно-Алтайской складчато-надвиговым системам, Тувино-Монгольскому массиву и к Минусинским впадинам. В Салаире и Горном Алтае выделены линейные эколого-геохимические зоны с очень высокой степенью ПЭО, которые контролируются зонами глубинных разломов, контролирующих размещение ртутного, золото-ртутного и реже – уранового оруденения. Совмещение ртутного и уранового оруденения в Сарасинской зоне необходимо рассматривать как площадь экологического бедствия, где уран и ртуть в повышенных концентрациях отмечены в подземных водах, поверхностных водотоках, донных отложениях, почвах и в различных видах растений. Площадь с наиболее высокими значениями ПЭО наибольшую роль играют в Алтайском крае (прилож.7, рис.1).

Структурно-вещественные комплексы с высоким уровнем ПЭО занимают 17 % территории и характерны для Салаирской и Кузнецко-Алтайской надвиго-складчатым системам, Хакасского и Дербинского выступов и Манского прогиба. В структурном отношении – это приграничные территории Кемеровской области с Алтайским краем и Республикой Хакассия и Красноярского края с Иркутской областью.

Геологические образования с умеренной степенью ПЭО занимают 39% территории и играют главную роль в строении большинства надвиго-складчатых систем (Томь-Колыванской, Горно-Алтайской, Западно-Саянской и других). В административном отношении – это территория Республики Алтай и Республики Тыва и крайнего юга Красноярского края.

Низкой степенью ПЭО обладают геологические образования Кузнецкой впадины, расположенной на территории Кемеровской области [13].

В самой густонаселённой части Горного Алтая (Юг Бийско-Барнаульской впадины и прифасовая часть Горного Алтая) геохимическая опоискованность достигает 100%. На этой огромной территории достаточно много геохимических аномалий элементов, принадлежащих первому (мышьяк, кадмий, ртуть, селен, свинец, цинк, фтор), второму (бор, кобальт, никель, молибден, сурьма, хром, медь) и третьему (барий, ванадий, вольфрам, марганец, стронций) классам опасности. Все они связаны с месторождениями полезных ископаемых, среди которых ведущее значение принадлежит железу, марганцу, барию, урану, флюориту, титану, ванадию, золоту, меди, полиметаллам, ртути, вольфраму, бериллию, молибдену. Указанные проявления и месторождения группируются в несколько металлогенических областей и зон, в составе которых выделяются крупные рудные районы и узлы, характеризующиеся особенно интенсивным развитием рудных объектов [13].

Следует отметить, что крупные месторождения и сопровождающие их аномальные геохимические и геофизические поля являются комплексными и их воздействие на природные среды создаёт ещё слабо изученные аномальные объекты. Примером таких качественных оценок комплексных аномальных объектов могут служить данные [31], приведенные по некоторым эндогенным и экзогенным месторождениям на территории Алтайского края и Республики Алтай (прилож.7, таб.1).

Приведенные данные не исчерпывают всего перечня и разнообразия месторождений и проявлений Алтая, сопровождаемых аномальными концентрацими многих элементов, значительная часть которых является вредными для здоровья людей. Геологический фактор природной среды при оценке экологического состояния территории и отдельных экосистем региона должен учитываться как один из наиболее важных. Экологическая обстановка в пределах природных геохимических аномалий и рудных полей месторождений полезных ископаемых в большинстве своём может быть оценена как напряжённая. Это особенно опасно в местах населённых пунктов, расположенных в пределах рудных полей (Сараса, Пролетарская в ртутно-рудном поле Сарасинском).

В районировании для почв доминирующую роль играют крупные глубинные разломы и линейные зоны повышенной трещиноватости пород, определяющих специфический состав почв в отношении основных элементов-токсикантов (прилож.7, рис.2) [14].

Схема районирования показывает, что из 12 эколого-геохимических зон региона только 3 из них относятся к высокой степени потенциальной экологической опасности зон развития площадных литохимических аномалий в почвах, а остальные – к очень высокой, что составляет более 70 % площади региона. Аномальные содержания в почвах региона установлены для 20 химических элементов. При этом к первому классу опасности относятся такие элементы как ртуть, свинец, цинк, мышьяк, кадмий, фтор. Ко второму – бор, кобальт, молибден, сурьма, медь. Остальные элементы входят в третий класс опасности – ванадий, марганец, вольфрам, барий.

Сопоставление полученных данных с основными тектоническими процессами, протекавшими в регионе позволяют сделать вывод, что наиболее высокие концентрации тяжёлых металлов первого класса опасности (ртуть, свинец, цинк, мышьяк, кадмий, фтор) в почвах региона связаны с функционированием Сибирского суперплюма, наибольшая активность которого отвечает самому позднему тектоническому этапу (пермь-юра) развития региона [9]. Этот этап для всей Алтае-Саянской складчатой области (АССО) имеет металлогеническую и геохимическую специализацию на указанные выше элементы первого класса опасности. Почвы региона не могли не отреагировать на мощную мантийную дегазацию, флюидо-динамическую и тектоно-магматическую активизацию, связанную с плюмтектоникой.

Наибольшую опасность представляют линейные зоны, к которым приурочены месторождения ртути, мышьяка, урана, флюорита, свинца, цинка (прилож.7, рис.2.). При этом две такие подзоны (Сарасинская и Курайская) характеризуются плотными районами проживания людей.