Особенности зарастания карьера на месторождении алмазов им. М.В. Ломоносова

В месторождение входят 5 кимберлитовых  трубок с промышленными запасами алмазов: Ломоносова имени трубка взрыва, «Пионерская», Карпинского имени трубки взрыва 1 и 2, «Архангельская» и одна с забалансовыми запасами – «Поморская». Опытно-промьшленный участок разработки месторождения алмазов приурочен к одной из 6 кимберлитовых трубок – «Архангельской», расположенной на южном фланге месторождения, площадь составляет 149,93 тыс. м².

В географическом плане район находится  на севере Восточно-Европейской равнины  в пределах западной части Беломоро-Кулойского плато и представляет собой заболоченную и заселенную холмисто-грядовую вытянутую равнину с общим уклоном в юго-восточном направлении. В непосредственной близости от месторождения, с восточной стороны, расположены земли Соянского Государственного биологического заказника.

Месторождение им. М.В.Ломоносова приурочено к северо-западной окраине Русской плиты в зоне ее сочленения с Балтийским щитом и расположено в пределах Товского выступа Зимнегорского авлакогена. Находится в Каменно-угольной системе на стыке нижнего и среднего отдела. Глубина залегания кристаллического фундамента около 1 километра. В геологическом строении Архангельской провинции участвуют два структурных этажа – архей – нижепротерозойский кристаллический фундамент и рифей – палеозойский осадочный чехол. Главные тектонические структуры литосферы восточной части Балтийского щита были сформированы в основном в течение позднего архея и раннего протерозоя.

Рельеф района представляет собой заболоченную, залесенную холмисто-грядовую равнину с общим уклоном в  юго-восточном направлении и отметками поверхности – 120 -160 м. Преобладающие формы рельефа – ледниковые и водноледниковые. Тип рельефа пластовый (структурно – денудационный) повышенные плоские, волнистые и полого-волнистые равнины на горизонтально лежащих на палеозойских осадочных породах с маломощным покровом водно-ледниковых отложений. В целом окружающая месторождение местность характерна для центральной и западной части Беломорско-Кулойского плато.

Климат на территории расположения месторождения определяется переносом  влажных воздушных масс с Атлантики и характеризуется как переходный от морского к континентальному (Агроклиматические ресурсы Архангельской области, 1971).

Зима в районе продолжительная  с частыми метелями и умеренными морозами. Устойчивый снежный покров устанавливается в конце ноября и держится в среднем 190 дней. Стаивание в начале июня. Среднемесячные отрицательные температуры сохраняются с ноября по апрель. Период с устойчивыми морозами составляет 138 дней, а с температурой ниже минус 10 град. С - до 89 дней в году. Самым холодным месяцем зимы является январь, среднемесячная температура которого составляет минус 14,7° С.

Весна прохладная, часто с мокрым снегом и дождем. Реки вскрываются  в конце апреля – начале мая, озера – в июне. Высота подъема воды в весенний паводок в реке Золотица достигает 4 метров. Лето не жаркое, дождливое, с небольшим количеством солнечных дней.

Самым теплым месяцем лета является июль, когда температура воздуха  нередко поднимается до 20°С и  выше. Среднемесячная температура июля составляет 14,3° С. Белые ночи длятся с конца мая до конца июля.

Осень характеризуется частыми  дождями, заморозками и мокрым снегом. В конце октября – начале ноября на реках и озерах образуется лед, толщина которого достигает 0,5 м.

 Среднегодовая температура района месторождения за период наблюдений с 1947 г. составляет минус 0,5 °С. Абсолютный минимум температуры воздуха зафиксирован в 1978 г., когда он составил минус 49,9 °С. Абсолютный максимум температуры воздуха был отмечен в 1972 г., когда столбик термометра поднялся до отметки 36,3 °С.

Среднегодовое количество осадков в районе составляет 594 мм, из них 408 мм приходится на теплый (апрель-октябрь) и 186 мм – на холодный (ноябрь-март) периоды года. Наибольшее Количество осадков приходится на июль-сентябрь, наименьшее – на январь-апрель. За продолжительный зимний период накапливается до 40 - 60 см снежного покрова.

Характерной особенностью ветрового режима является сезонная смена ветров: зимой преобладают  южные и юго-западные ветры, летом  наоборот – северные и северовосточные. Средняя годовая скорость ветра составляет 2,4 м/с. Сильные ветры наиболее вероятны с марта по май и в ноябре (15 м/сек и более).

Очищению атмосферы  благоприятствуют особенности ветрового  режима, а также количество и продолжительность выпадающих осадков, которые выдувают и вымывают из нее вредные примеси. Туманы над территорией месторождения формируются редко.

По соотношению годовых  осадков и испаряемости рассматриваемая  территория относится к зоне избыточного  атмосферного увлажнения.

Опасных природно-климатических и  погодных явлений в районе месторождения  не отмечалось.

Основными типами почв (Карта .., 1997) являются подзолисто-глеевые, болотно-подзолистые и болотные, а почвообразующими породами – древние аллювиальные и водно-ледниковые отложения, представленные песками и супесями. Значительно реже встречаются суглинки и глины. Песчаные и супесчаные отложения невелики и на глубине 1,0-1,5 м нередко подстилаются суглинками. Суглинки в определенной мере являются водоупором, что приводит к образованию комплексов подзолистых и подзолисто-болотных почв, существенной особенностью которых является почти полное отсутствие или слабое развитие в них гумусовой составляющей. Почвы нормального и кратковременного избыточного увлажнения.

На территории строительства присутствуют процессы и явления в виде заболачивания, эрозии почв и карстообразования.

Эрозионные процессы развиты незначительно  и вызывают подмыв и обрушение (в  период половодий и паводков) берегов  реки Золотица в виде обвалов.

Процессы карстообразования развиты в основном на водоразделах, где этому способствует неглубокое залегание карбонатных пород. В рельефе карст проявляется в виде воронок размером от 1 м до 50 м в поперечнике и глубиной от 0,5 м до 6 м.

Заболачивание происходит за счет преобладания атмосферных осадков над испарением, незначительных уклонов поверхности и близкого залегания грунтовых вод. На почвах с близким водоупором формируются преувлажненные участки, образующие верховые болота, на которых распространены торфяные и торфо-глеевые почвы.

В целом почвы района месторождения обладают кислой реакцией среды, малопродуктивны, бедны элементами минерального питания растений и гумусов, а с глубины 0,2 м еще и сильно уплотнены.

Почвенно-грунтовые условия  района образовались в соответствие с геоморфологическими особенностями  территории и ее гидрологической  и гидрогеологической обстановкой.

Главным водотоком района месторождения является река Золотица с притоками: Светлая, Белая, и Летняя, а также река Кепина с притоками Отуга, Шоча, Олмуга и Падун и река Куя. Река Золотица берет начало из Золотицких озер и впадает в Белое море. Длина ее составляет 177 км. Воды реки Золотицы и ее притоков относятся к гидрокарбонатному классу кальциевой группы.

Непосредственно на территории месторождения основным водотоком  является река Светлая, впадающая в  реку Золотица на 155 км от ее устья и  протекающая на расстоянии полукилометра от кимберлитовой трубки им. Карпинского 1. В свою очередь в реку Светлую на расстоянии 0,3 км от ее устья, впадает ручей Светлый, который в своем нижнем течении протекает над кимберлитовой трубкой Архангельская. Воды ручья Светлый со своим химическим составом относятся к I типу, гидрокарбонатному классу, кальциевой группе.

Основной источник питания для реки Светлой и ручья Светлого ими являются подземные воды, а для реки Золотицы и более мелких ее притоков - атмосферные осадки, нередко обогащенные гумусом болот и имеющие бурый цвет.

Гидрологический режим  водотоков характеризуется высоким  весенним половодьем и низкой зимней меженью. Питание водотоков смешанное и осуществляется за счет снеговых, дождевых и подземных вод. Среднегодовой слой стока примерно 450мм.

Подземные грунтовые  воды по условиям распространения и залегания, литологическому составу отложений, гидрогеологическим параметрам, химическому составу, особенностям питания и разгрузки в пределах южной части месторождения им. М. В. Ломоносова выделяется в 6 водоносных комплексов.

Грунтовые воды приуроченны  к болотным отложениям и пескам флювиогляциальных  и среднекаменноугольных отложений. Воды гидравлически связаны и представляют единый горизонт. Питание грунтовых вод происходит за счет инфильтрации атмосферных осадков.

Что касается агрохимических свойств  вскрышных пород месторождения, то реакция среды варьирует здесь  от слабокислой до слабощелочной  и щелочной. Засоленных разностей  среди исследованных пород не отмечено. Содержание фосфора, доступного для растений, в подавляющем большинстве пород чрезвычайно высокое, содержание доступного калия также очень высокое. По своим агрохимическим характеристикам почти все вскрышные породы пригодны для проведения биологической рекультивации.

 В зоне до 15 км от кимберлитовых трубок лесопокрытые площади занимают 74%, остальные 26% представлены болотами, вырубками, озерами, реками и просеками.

Месторождение им. Ломоносова находится  на границе тайги и лесотундры, уязвимость природной среды здесь общеизвестна. Способность этой экосистемы противостоять антропогенному и техногенному воздействию является низкой, и очевидно, заметно уступает устойчивости когда-то покрытых лесом, а ныне степных экосистем. (Правда севера,1марта 1996г.)

Из лесов преобладают (91%) хвойные, среди которых наиболее распространены среднеспелые древостой. 41% площади, ельники – 41%, лиственничники – 9%, березняки – 9%. В нижнем ярусе леса обильно представлены: кустарник и травы. Травы растут, в основном, по берегам рек и ручьев. Количество их видов достигает шестидесяти наименований. Это свидетельствует о формировании почв на карбонатных подстилающих породах.

На покрытой лесом  площади наиболее широко (50%) распространены лишайниковые, брусничные и черничные  типы лесов, приуроченные к повышенным дренированным участкам рельефа, более 30% составляют временно переувлажненные черничные влажные и долгомошные леса, которые занимают ровные или слегка повышенные плато с затрудненным дренажем. Избыточно увлажненные (травяно-сфагновые и сфагновые) леса распространены на 5,5% покрытой лесом площади. Приурочены они к замкнутым непроточным или слабо проточным плоским понижениям и кромкам болот.

Почвы лишайниковых и брусничных типов лесов хорошо дренированы и представлены песчаными и супесчаными подзолами на древнеаллювиальных мелкозернистых песках. Почвы черничных свежих типов лесов – сильноподзолистые и подзолы разной мощности разнообразного механического состава, но, чаще всего, с близким залеганием суглинка. Черничные влажные и долгомошные леса произрастают на торфянисто-подзолистых глееватых суглинистых почвах на суглинках и глинах. Под логово-приручейными лесами формируются дерново-глеевые, перегнойно-глеевые, торфянисто-перегнойные глееватые почвы. Травяно-сфагновые леса произрастают на торфянисто-глеевых, торфяных  переходных и низинных, подстилаемых карбонатными суглинками. Мощность торфа 0,5-2 м. Сфагновые леса произрастают на верховых и переходных торфяно-глеевых и торфяных почвах на торфах различной мощности, подстилаемых суглинками и глинами. (Растительность европейской части СССР, 1980)

Растений, занесенных в  Красную книгу, по данным полевых  обследований в районе месторождения  не обнаружено.

Большая часть лесов  в районе строительства исключена  из пользования, так как входит в  защитный пояс притундровьгх зон.

 Район строительства является рядовым для охотничьего хозяйства. Он характеризуется небольшим набором видов и малым количеством промысловых животных. На рассматриваемой территории обитают обычные для Архангельской области промысловые животные, не нуждающиеся в особой охране. Устоявшихся путей миграции животных в зоне месторождения нет.

Из видов птиц, занесенных в Красные книги разных уровней, вблизи месторождения гнездятся  только представители отряда соколообразных, которые подлежат охране.

Протекающая вблизи месторождения река Золотица не имеет аналогов на зимнем берегу Белого моря. В ней обитают, нерестятся и нагуливаются семга, кумжа, нельма, хариус и другие виды ценных рыб. Она представляет собой один из естественных питомников воспроизводства беломорской семги и поэтому подлежит особой защите от возможного внешнего загрязнения.

2.2 Методика исследований и объем выполненных работ

Геоботанические описания пионерных растительных сообществ, формирующихся на отработанных участках карьера, осуществляли на временных пробных площадях размером 20х20 м, которые были заложены в 2010 г. согласно принятым в геоботанике методам (Программа и методика …, 1974;  Работнов, 1983; Методы полевых и лабораторных исследований …, 2001 и др.). Всего было заложено и описано 17 временных пробных площадей.

Геоботаническую характеристику пробных площадей осуществляли в  следующей последовательности.

Географическое  положение.

Положение фитоценоза и пробной площади в рельефе. Отмечали макро-, мезо- и микрорельеф. Макрорельеф – это крупные формы рельефа с горизонтальными размерами от 200 м до 10 км и вертикальными от нескольких метров до десятков (реже сотен) метров. Мезорельеф – это средние формы рельефа с горизонтальными размерами от десятков до немногих сотен метров и вертикальными размерами, измеряемыми метрами.  Микрорельеф – это мелкие формы рельефа с горизонтальными размерами 2-20 (50) м и вертикальными – до 1 метра. Он может быть представлен приствольными повышениями деревьев, обросшими пнями и валежом, различными кочками, впадинами и др., образующими неровности на поверхности пробной площади. Отмечали степень выраженности микрорельефа на исследуемом участке и его характер.

Условия увлажнения. Характеризовали особенности водоснабжения территории. Устанавливали характер увлажнения – атмосферное (верховое), грунтовыми водами (постоянно или периодически поднимающимися), проточное, застойное. Отмечали наличие стока на склонах, застоя снеговой воды зимой и прочее.