Формирование химического состава воды в карьерных водоемах Горного парка Рускеала (Карелия)

Галина Сергеевна Бородулина, Игорь Владимирович Токарев, Павел Владимирович Медведев, Виталий Александрович Шеков, Galina Borodulina, Igor Tokarev, Pavel Medvedev, Shekov Shekov

Аннотация


В работе отражены результаты гидрогеохимических исследований на территории Горного парка Рускеала, созданного на месторождении мрамора в Сортавальском районе (Республика Карелия). Приведена изотопно геохимическая характеристика подземных и поверхностных вод объектов природного (р. Тохмайоки, малые озера) и искусственного происхождения (карьерные водоемы, затопленная штольня). Дан анализ распределения и  накопления в воде микроэлементов, радиоактивных и радиогенных элементов. Показано, что водоемы в горных выработках образовались за счет поступления атмосферных осадков и подземных вод, химический состав которых трансформируется в зависимости от размеров выработок, степени их открытости к атмосфере и сезонности. Показана роль углекислого газа в сезонных вариациях химического состава воды в открытых водоемах. Для моделирования процесса взаимодействия воды с породой и установления характера их равновесия и направленности преобразования состава растворов во времени выполнены лабораторные эксперименты по выщелачи- ванию мрамора водой, рассчитаны индексы насыщения карбонатами опытных и природных растворов. Показано, что подземная вода поступает в карьер практически равновесной с карбонатами. В воде карьеров степень насыщения изменяется в течение года: зимой карбонаты способны растворяться, летом вода перенасыщена карбонатами, образуется взвесь. В отличие от подземных в составе карьерных вод отмечаются повышенные по сравнению с фоном концентрации нитратов, что связано с возрастающей рекреационной нагрузкой на территорию Горного парка.


Ключевые слова


Горный парк Рускеала; месторождение мрамора; карьерные водоемы; поверхностные воды; подземные воды; химический состав воды; водная вытяжка; равновесие с карбонатами; изотопы кислорода и водорода; Республика Карелия

Полный текст:

PDF

Литература


Аналитические, кинетические и расчетные методы в гидрохимической практике / Ред. П. А. Лозовика, Н. А. Ефременко. СПб: Нестор-История, 2017. 272 с.

Анищенкова О. Н., Кудрев А. Ф. Отчет о разведке месторождения мрамора Рускеала-1 в Сортавальском р-не КФССР в 1952-1953 г.г. Кар. ТФГИ, 1954.

Богачев М. А., Бородулина Г. С. Связь аномалий гелия в подземных водах Карелии с тектоническими зонами // Связь поверхностных структур земной коры с глубинными: материалы 14-й междунар. конф. часть 1. (Петрозаводск, 27-31 октября 2008 г.) Петрозаводск, 2008. С. 62–63.

Борисов И. В. Подземные выработки месторождения мрамора Рускеала-1 (Карелия) // Спелеология и спелестология. 2015. №6. С. 218–222.

Борисов И. В. Рускеальские каменоломни. Сортавала: Ракурс, 2010. 23 с.

Бородулина Г. С., Мазухина С. И. Подземные воды Заонежья // Экологические проблемы освоения месторождения Средняя Падма. 2005. С. 48–54.

Водные ресурсы Республики Карелия и пути их использования для питьевого водоснабжения. Опыт карельско-финляндского сотрудничества / Ред. Н. Филатова, А. Литвиненко, А. Сяркиоя, Р. Порттикиви, Т. Регеранд. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2006. 263 с.

Гайдин А. М. Преобразование карьеров в озера // Метеорология и гидрология. 2012. № 7. С. 77–91.

Геология и петрология свекофеннид Приладожья / Ред. В. А. Глебовицкого. СПб.: Изд. СПб. ун-та, 2000. 200 с.

Дорога горных промыслов / Ред. В. А. Шеков. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2014. 362 с.

Каталог минеральных вод СССР. Приложение к карте минеральных вод СССР масштаба 1:4 000 000. М., 1969. 287 с.

Каталог озер и рек Карелии /Ред. Н. Н. Филатова. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2001. 286 с.

Комулайнен С. Ф., Лозовик П. А., Круглова А. Н., Барышев И. А., Галибина Н. А. Оценка экологического состояния рек Северного побережья Ладожского озера по химическим показателям и структуре гидробиоценозов // Водные ресурсы. 2016. Т. 43, № 3. С. 277–286.

Кузнецов А. Б., Горохов И. М., Азимов П. Я., Дубинина Е. О. С- и Sr-хемостратиграфический потенциал палеопротерозойских осадочных карбонатов в условиях среднетемпературного метаморфизма: мраморы Рускеалы, Карелия // Петрология. 2021. Т. 29, № 2. С. 172–194. doi: 10.31857/S0869590321010039

Ладожская протерозойская структура (геология, глубинное строение и минерагения) / Ред. Н. В. Шаров. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2020. 435 с.

Лозовик П. А., Бородулина Г. С. Соединения азота в поверхностных и подземных водах Карелии // Водные ресурсы. 2009. Т. 36, № 6. С. 694–704.

Мустонен А. А., Нокелайнен С. И., Нокелайнен М. В. Отчет о геологоразведочных работах и подсчете запасов на 01.01.57 г., проведенных на месторождении Рускеала II в Сортавальском р-не КАССР в 1956-57 гг. Кар. ТФГИ, 1958.

Ресурсы и геохимия подземных вод Карелии. Петрозаводск: Карел. фил. АН СССР, 1987. 151 с.

Савицкий А. В., Титов В. К., Мельников В. К. Уран, торий, калий в горных породах Карелии и вопросы радиоэкологии. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 1992. С.99–113.

Сахаров А. С. Отчет о работах геологоразведочной партии на месторождении Рускеала-1 в 1940. Кар. ТФГИ, 1940.

Смирнова А. Г., Рыцарева З. В. Отчет о результатах ревизионных работ, проведенных на месторождении мрамора Рускеала-I в 1967-69 гг. (Сортавальский район КАССР). Кар. ТФГИ, 1969.

Соболевский В. П. Геогностическое обозрение старой Финляндии и описание Рускольских мраморных ломок. Санкт-Петербург: 1839. 140 с.

Соколов В. А. Геология и литология карбонатных пород среднего протерозоя Карелии. М.; Л., 1963. 183 с.

Состояние водных объектов Республики Карелия / Ред. П. А. Лозовика, Т. П. Куликовой, Н. Н. Мартыновой. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2007. 210 с.

Шеков В. A. Природные риски и системы мониторинга: на примере объектов горнопромышленного наследия Карелии (Рускеальский горный парк) // Вестник МГТУ. 2021. Т. 24, № 2. С. 214–227. (In Engl.) doi: https://doi.org/10.21443/1560-9278-2021-24-2-214-227.

Якуцени В. П. Геология гелия. Л.: Недра, 1968. 232 с.

Яницкий И. Н. Гелиевая съемка. М.: Недра, 1979. 96 с.

Borodulina G., Tokarev I., Yakovlev E . Isotope composition of natural water in the lake Onega basin. Water. 2023, 15, 1855. https://doi.org/10.3390/w15101855

Ferronsky V. I., Polyakov V. A. Isotopes of the Earth's Hydrosphere. Netherlands: Springer, 2012. 630 p.

Parkhurst D. L., Appelo C. A. J. User’s guide to РHREEQC (Version 2) – a computer program for speciation, batch-reaction, one-dimensional transport, and inverse geochemical calculations. Water-Resources Investigations Report 99-4259. Denver: U.S. Geological Survey. 1999.

Tokarev I. V., Borodulina G. S., Subetto D. A., Voronyuk G. Y., Zobkov M. B. Fingerprint of the geographic and climate evolution of the Baltic–White Sea region in the Late Pleistocene-Holocene in groundwater stable isotopes (2H,18O) // Quaternary International. 2019. Vol. 524. P. 76–85. doi: 10.1016/j.quaint.2019.03.022




DOI: http://dx.doi.org/10.17076/lim2276

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


© Труды КарНЦ РАН, 2014-2019