МР «Верхневилюйский улус (район)» Республики Саха (Якутия)

МБОУ «Ботулинская средняя общеобразовательная школа»

Геологические и геокриологические условия залегания

известняка в верховьях ручья Эбэ (Тюкян)

Филиппова Наталья Михайловна, учитель математики

Ботулу-2019

Оглавление

Введение …………………………………………………………………………3

Глава 1. Научно-теоретические основы геологических исследований……..5

1.1.Природные условия бассейна среднего течения р. Вилюй………………..5

1.2.История и современное состояние изученности недр Верхневилюйского

улуса…………………………………………………………………………..5

1.3.Классификация вечномерзлых грунтов…………………………………….6

Глава 2. Геологические и геокриологические условия залегания известняка в

верховьях ручья Эбэ…………………………………………………………7

2.1. Инженерно – геологические условия полигона…………………………..7

2.2. Геокриологические условия полигона…………………………………….7

2.3.Возможности разработки месторождения…………………………………8

Заключение……………………………………………………………………..10

Литература …………………………..…………………………………………11

2

Введение

Верхневилюйский улус с площадью 42,0 тыс.кв.км и населением 21,4

тыс. человек [10] расположен на севере – западе Якутии. Основу экономики

составляет

сельское

хозяйство.

Главная

отрасль

животноводство

–

мясомолочное скотоводство и мясное табунное коневодство.

Улус

располагает

строительными

материалами

(суглинок)

и

общераспространенными

полезными

ископаемыми.

Тем

не

менее

месторождения

не

разрабатываются

по

труднодоступности.

В

сельскохозяйственном

улусе,

где

основная

деятельность

населения

сосредоточена лишь в скотоводстве и коневодстве, появление разработок

полезных

ископаемых

открывает

возможности

появления

новых

рабочих

мест,

увеличения

дохода

населения,

роста

выпуска

промышленной

продукции.

В

этой

связи актуальность предлагаемый

работы

не

вызывает

сомнения,

так

как

в

ней

описываются

горно

–

геологические

условия

разработки перспективного месторождения важного строительного материала

–

известняка.

Полигон

локализован

по

периметру

дорожного

полотна

автодороги круглогодичного сообщения ЛиппэАтах – Ботулу.

Цель работы: изучение геологических и геокриологических условий

залегания известняка в верховьях ручья ЭбэВерхневилюйского улуса. Для

достижения намеченной цели были поставлены следующие задачи:

1.

Анализ специальной литературы по теме исследования;

2.

Определение геологических условий месторождения;

3.

Выявление геокриологических условий грунтов;

4.

Изыскание возможностей карьерной разработки месторождения.

В данной работе сделана первая попытка описания горно – геологических

условий залегания известняка в верховьях ручья Эбэ.

Теоретическую

основу

исследований

составляют

работы

авторов

Зольникова В.Г. (1954, 1962), Швецова Р.Ф. (1959), Кудрявцева В.А. (1974) и

др.

Собственный

полевой

материал

собран

в

течении

2016

–

17

гг.

в

полигоне в 9 км от с. Ботулу.

В ходе работы применялись общепринятые методы исследований.

1.

Шурфование.Размер шурфов 2х1 м., глубина 200 – 350 см, т.е.

до

ВГВМГ

(верхнего

горизонта

вечно

мерзлых

грунтов).

Шурфы вырыты по всему контуру полигона. Всего проделано

20

шурфов.

Шурфование

проводилось

в

конце

осеннего

периода, в сентябре.

2.

Линейные измерения проводились ватерпасом с шагом в 2 м.

измерена площадь залегания.

3.

Выемка

грунта проводилась

для

определения

степени

просадочности.

Степень

просадочности

определялась

по

формуле б = (v

mн

– v

м

)хv

мн, (1)

где

3

v

мн –

объемный вес оттаявшего грунта, г/см

3

v

м

– объемный вес грунта в мерзлом состоянии г/см

3.

Всего произведено 20 выемок грунта.

4.

Температура грунтов измерена спиртовым термометром до

ВГВМГ

Практическая

значимость

и

степень

новизны: впервые

предложены материалы о залегании известняка в верховьях

р у ч ь я

Э б э .

М о ж е т

б ы т ь

использованаорганизациямиведущимистроитедьные работы на

данной территории.

4

Глава 1. Научно-теоретические основы геологических исследований

Как известно, изучаемая территория расположена в зоне сплошного

распространения многолетнемерзлых пород (ММП). По Зольникову В.Г., в

районе среднего течения реки Вилюй мощность ММП достигает 542 м. При

этом мощность сезоннооттаивающих грунтов составляет от 50 см до 250 см

[3].

1.1.

Природные условия бассейна среднего течения р. Вилюй.

Ручей Эбэ–сезонный водоток. Начинается от озера Эбэ и впадает в реку

Тюкян с левого берега. Протяженность не превышает 25 км. Изучаемый

полигон расположен в пределах 64º15ʹ северной широты и 119º30ʹ восточной

долготы. Климат определяется северным положением территории, резко –

континентальный.

По

Саввинову

Г.Н.,

средняя

температура

июля

16,8ºС,

средняя температура января – 37,1ºС. Среднегодовая температура – 10,4ºС.

Сумма годовых осадков – 215 мм. При этом 68% осадков приходится в

теплый период года в виде дождя. Остальная часть 32% в холодное время

года,

в

виде

снега

[6].

По

физико

–

географическому

районированию

указанная

территория

отнесена

к

Тюкян

–

Тюнгскомуаласному

району.

Растительность представлена лиственницей Гмелина, березой плосколистной,

сосной обыкновенной и елью сибирской. Зольниковым В.Г. на территории

Якутии выделено 22 типа местности [2,3]. В пределах бассейна среднего

течения

р.

Вилюй

отмечено

11

типов

местности:

низкотеррасовый,

мелкодолинный, межаласный, аласный, песчано – грядовый, межгрядово –

низинный,

тукуланный,

древнетеррасовый,

плакорный,

склоновый,

приводораздельный слабодренированный [2].

1.2.

История и современное состояние изученности недр

Верхневилюйского улуса

Русский

путешественник

и

исследователь

Маак

Р.К.

в

своей

книге

«Вилюйский округ» подтверждает

наличие в регионе золота, платины,

каменного угля, железной руды, соли, драгоценных камней и т.д. [5].

Исследователь

края

Староватов

П.Х.

указывал

на

необходимость

разработки полезных ископаемых в Вилюйском округе [7].

Бывший первый секретарь Якутского обкома КПСС Чиряев Г.И. в 1958

году

опубликовал

статью

«Детально

разведать

золото

–

платиновые

месторождения

долины

р.

Вилюй».

Статья

явилась

началом

геолого

–

разведочных работ в последующие годы [7].

Академик Черский Н.В. сравнивал Вилюйский регион с золотоносным

Алданом.

В

60-70

годы

исследованием

региона

и

доказательством

необходимости разработки полезных ископаемых улуса, в основном, золота,

занимались геологи Михайлов В.А., Избеков Э.Д., Алексеев Э. и др. [7].

5

К настоящему времени в пределах Верхневилюйского улуса выявлены

прогнозные

запасы

золота,

газа,

стройматериалов.

Выявлены

хорошие

перспективы на алмазы, нефть, уголь, рудное золото и т.д. На территории

Западной Якутии известно 41 месторождение строительного песка с запасами

72 млн. куб.м.

1.3.

Классификация вечномерзлых грунтов

Вечномерзлые

грунты

распространены

на

одной

пятой

части

суши

Земного шара и встречаются на территории России, большей части Аляски и

одной трети территории Канады [9].

Грунты,

почвы,

породы,

содержащие

включения

льда,

называются

мерзлыми, не содержащие в своем составе кристаллов льда – талыми. Грунты

называются

вечномерзлыми,

если

они

находятся

в

мерзлом

состоянии

в

протяжении многих лет (от 3 –х и более). В их состав входят минеральные

частицы.лед, вода и воздух. Величина, форма и состав этих составляющих

характеризуют

особую

криогенную

(мерзлотную)

текстуру.

Различают

массивную, слоистую и сетчатую текстуру [1].

Вечномерзлые грунты классифицируются:

- по физическому состоянию;

- по территориальному распространению;

- продолжительности существования мерзлых грунтов [4].

1. По физическому состоянию:

- низкотемпературные; ниже -0,3ºС – 1,5ºС

- высокотемпературные от 0ºС до – 0,3ºС.

2. По территориальному распространению вечномерзлых грунтов:

- районы сплошной вечной мерзлоты;

- районы.где вечномерзлые грунты расчленены таликами;

- острова и районы островов с вечномерзлыми грунтами вдали от общего

вечномерзлого массива.

3. По продолжительности существования мерзлых грунтов

- кратковременномерзлые грунты (в течении несколько суток);

- сезонномерзлые грунты (в течении нескольких месяцев, менее года);

- многолетнемерзлые или вечномерзлые грунты ( в течении более 3 –х лет).

Выводы

по

1

главе:Таким

образом,

изучаемая

территория

в

геоморфологическом

отношении

включает

западную

часть

Центральной

якутской низменной равнины. Северное положение обуславливает резко –

континентальный климат с жарким сухим летом и холодной малоснежной

зимой. Местность расположена в зоне распространения сплошного ареала

многолетнемерзлых пород. Мощность 542 м.

В

геологическом

отношении

территория

изучена

недостаточно.

Разведаны

общераспространенные

виды

полезных

ископаемых.но

их

промышленное освоение ждет своего часа.

6

Глава 2. Геологические и геокриологические условия залегания

известняка в верховьях ручья Эбэ.

Описываемый полигон расположен в 9 км к юго – западу от села Ботулу

в верховьях ручья Эбэ. Ручей Эбэ имеет исток с одноименного озера. По

данному ареалу известняка проходит автодорога.

Тип местности – склоновый.

Рельеф

–

склон

долины

ручья

средней

крутизны

(правый

берег,

северная экспозиция склона).

Коренные

породы

представлены

песками

и

пе счаниками.

Литологический состав – суглинки, пески с дресвой.

Тип

почвы

–

мерзлотный,

палево

–

бурый.

Растительность

–

лиственничный лес с примесью сосны, кустарничково – лишайниковый.

2.1. Геологические условия полигона

Основными

характеристиками

горно-инженерных

условий

являются

характер

поверхностного

стока,

степень

увлажнения

и

просадочность

грунтов.

Таблица 2.1.1.

Геологические условия полигона (по материалам полевых работ 2016 г.)

Геологические условия

Характеристика

Поверхностный сток

Степень увлажнения

Просадочность

Обеспечен. Склон средней крутизны.

Без избыточного увлажнения

(v

mн

–

v

м

)хV

mн

=

0,02.

Условно

непросадочный.

Из таблицы 2.1.1. видно, что изучаемый полигон по горно-инженерным

условиям

можно

характеризовать

как

условно

благоприятный

для

промышленного освоения.

2.2. Геокриологические условия полигона

К

показателям

геокриологических

условий

относятся

температура,

криогенная текстура, льдистость, мощность сезонно-талого (СТС) и сезонно-

мерзлого (СМС) слоя.

Таблица 2.2.1.

Температура грунтов в сентябре

Глубина, м

0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

Температура, º С

+11

+9

+6

+4

+2

+1

-1

7

Таблица 2.2.1. Показывает, что в сентябре, в период максимального

прогрева

грунтов,

при

температуре

11ºС

на

поверхности

Земли,

тот

же

показатель на ВГВМГ составляет +1ºС. Градиент убывания составляет 5º на

1 м.

Таблица 2.2.2.

Геокриологические условия полигона (по материалам полевых работ

2016 г.)

Геокриологические условия

Характеристика

Криогенная текстура

Льдистость

Мощность СТС

Мощность СМС

Массивная

10-15%

2,5 м

2,5 м

П о

т а бли ц е

2 . 2 . 2 .

п р о с ле жи ва е т с я

ма с с и в н а я

т е к с т у р а

многолетнемерзлых пород (ММП). При льдистости 10-15%. Мощность СТС

равна мощности СМС, что свидетельствует наличие сплошной сливающейся

мерзлоты.

Полученные

геокриологические

показатели

указывают

на

относительную устойчивость ландшафта.

2.3. Возможности разработки месторождения

Для выявления возможностей разработки определены мощность слоя

полезного ископаемого.

Таблица 2.3.1.

Вычисление геологического коэффициента

№№

шурфов

Мощность вскрышных пород, м. Н.

Мощность слоя

известняка, м.h

1

0,8

1,7

2

0,9

1,6

3

1,0

1,5

4

1,0

1,5

5

0,9

1,6

6

0,8

1,7

7

0,9

1,6

8

1,0

1,5

9

1,0

1,5

10

1,0

1,5

Итого:

Среднее:

9,3

0,93

15,7

1,57

Kg = H:h = 0.93: 1.57 = 0.59

8

При площади оконтуренного полигона S = 10.000м

2

примерные запасы

известняка составляет: V = Sхh=10000 м

2

х 1,57 м

2

= 15700м

3

.

Геологическийкоэффициент

К

д

0,59

по

существующим

нормативам

считается экономически допустимым для карьерной разработки.

Близость

автодороги

ЛиппэАтах

–

Ботулупозволяет

осуществление

разработки с любого участка.

Выводы по 2 главе: Таким образом, показатели геологических условий

исследованного

контура,

в

частности,

поверхностный

сток,

степень

увлажнения и просадочность грунтов характеризуют полигон как условно

благоприятный для промышленного освоения.

Геокриологические условия местности – текстура ММП, льдистость,

мощность СТС и СМС указывают на устойчивость ландшафта.

Рассчитанный геологический коэффициент полигона свидетельствует

экономическую допустимость разработки. Близость автомобильной дороги

подчеркивает выгодную транспортную схему.

9

Заключение

Наличие

местного

строительного

материала

обе спечивает

рентабельные

строительства.

ВВерхневилюйском

улусе

в

ближайшей

перспективе строительство ряда спортивных сооружений, а также социально

значимых объектов.

При использовании известняка, залегающего в верховьях ручья Эбэ,

эталонный тонна-километр строительного материала будет стоить в 5 раз

дешевле привозного материала. Данный фактор положительно повлияет на

смету

СМР.

Проведенные

нами

изыскания

позволяют

утверждать,

что

разработка указанного полигона экологически безвредна. Геокриологические

параметры указывают на устойчивость ландшафта. В полевой сезон 2016

года необходимо проведение детальной разведки. Основными задачами этой

разведки

должны

быть:

уточнение

запасов,

сбор

дополнительных

геологических

и

гидрогеологических

данных

и

тщательное

опробование

материала.

10

Литература

1.

Давыдов

В.А.,

Бондарева

Э.Д.

Изыскание

и

проектирование

автомобильных

дорог

на

многолетнемерзлых

грунтах.

–Омск:

Типография СиБАДИ, 1980. -121с.

2.

Зольников В.Г. Почвы восточной половины Центральной Якутии и их

использование.

/Материалы

о

природных

условиях

в

сельском

хозяйстве Центральной Якутии. – М: из-во АН СССР, 1954. – 103 с.

3.

Зольников В.Г., Еловская Л.Г., Тетерина Л.В. и др. Почвы Вилюйского

бассейна и их использование. – М: Наука, 1962. – 201 с.

4.

Кудрявцев

В.А.

Основы

мерзлотного

прогноза

при

инженерно

–

геологических исследованиях. – М: из-во МГУ, 1974.-431 с.

5.

Маак Р.К. Вилюйский округ. –М: Яна, 1994. – 575 с.

6.

Саввинов

Г.Н.,

Легостаева

Я.Б.,

Маркова

С.В.

и

др.

Ландшафтно-

геохимические

особенности

формирования

микроэлементозов

в

среднетаежной зоне Якутии.-М: ООО «Недра –Бизнес - центр», 2006.-

319 с.

7.

Степанов

Г.А.

Состояние

и

перспективы

недропользования

на

территории

Верхневилюйского

улуса

/

УеьээБулуу.

Бэ5эЬээ.

Бугун.

Сарсын.-Якутск: Кудук, 2001- 289 с. С 139-143.

8.

Шестакова

А.А.,

Федоров

А.Н.,

Васильев

И.С.

Учет

инженерно-

геокриологических

условий

при

оценке

устойчивости

ландшафтов

трассы

железной

дороги

на

участке

Томмот

–

Улу

/Экологическая

безопасность Якутии.-Якутск: изд-во ЯНЦ СО РАН, 2008.-472 с. С 126-

134.

9.

Швецов П.Ф. Основы геокриологии / мерзлотоведения.-М: из-во АН

СССР. 1959. – 459 с.

10.

Якутия. Историко-культурный атлас.-М: Феория, 2007.-869 с.

11