Особенности ландшафтной структуры района строительства Эльгинского угольного комплекса и прилегающей территории

НАУКА И ОБРАЗОВАНИЕ, 2011, №4

УДК 551.345

Особенности ландшафтной структуры района строительства Эльгинского угольного комплекса и прилегающей территории

С.П. Варламов, И.С. Васильев, Я.И. Торговкин

На основе ландшафтного цифрового картографирования масштаба 1:100 000 анализируются особенности ландшафтной структуры района строительства Эльгинского угольного комплекса и прилегающей территории, включая уникальное ледниковое озеро Токо. Рассматриваются в пределах 2 физико-географических района 8 типов местности и 9 картографируемых единиц спектра высотной поясности. Всего выделено 55 природно-территориальных комплексов, в которых межкомпонентные связи и их устойчивость к нарушениям отражены в кадастре мерзлотных ландшафтов.

Ключевые слова: ландшафты, Токинский Становик, Токинская впадина, тип местности, высотная поясность, устойчивость ландшафтов.

Based on 1: 100,000-scale digital landscape mapping the landscape structure of the Elga Coal Project area and adjoining territory including the unique glacial lake Toko, is analyzed. Within 2 physiographic regions, 8 terrain types and 9 mapping units of the altitudinal spectrum are examined. In total 55 natural-territorial complexes have been identified for which the relationships between components and their stability to disturbance are reflected in the cadastre of permafrost landscapes.

Keywords: landscapes, TokinskyStanovik, Toko depression, terrain type, altitudinal zonality, landscape stability.

Для выявления пространственных закономерностей изменения мерзлотных условий (температура и глубина сезонного протаивания грунтов) исследуемой территории применен метод ландшафтной индикации, позволяющий понять взаимосвязь между элементами природной среды и инженерно-геокриологическими условиями. Ландшафтная дифференциация и межкомпонентные связи при-родно-территориальных комплексов (ПТК) изучались на основе составления ландшафтной карты в масштабе 1:100 000. При составлении ландшафтной карты в районе строительства Эльгинского угольного комплекса были использованы: государственные топографические карты масштабов 1:100 000 и 1:25 000 (съемки 1966 г.); государственная геологическая карта масштаба 1:200 000; аэрофотоснимки масштабов 1:25 000 (1984 г. залета); космический снимок северной части Токинского Ста-новика и прилегающей территории Токинской впадины (1999 г. залета); опубликованные и фондовые материалы.

Территория Эльгинского угольного комплекса в региональном плане расположена на стыке двух физико-географических провинций: Становой сред-негорной и Тимптоно-Учурской среднегорной [ 12] и представлена двумя физико-географически-

ВАРЛАМОВ Степан Прокопьевич - к.г.н., с.н.с. ИМЗ СО РАН, vsp@mpi.ysn.ru; ВАСИЛЬЕВ Иван Семенович -к.г.н., в.н.с. ИМЗ СО РАН, uibaan@mpi.ysn.ru; ТОРГОВКИН Ярослав Ильич - к.г.н., рук. группы ИМЗ СО РАН, torgovkin@mpi.ysn.ru .

ми районами: Токинский Становик и Токинская впадина (рисунок). Район Токинского Становика сложен нижнеархейскими кристаллическими породами. Рельеф его характеризует резко расчлененное альпинотипное среднегорье с карами и кар-лингами на приводораздельных участках. Абсолютные высоты вершин гор 1300-2130 м, а днищ долин 970-1200 м. Врез долин составляет 600900 м. Долины рек глубокие, прямолинейные и выполнены ледниковыми отложениями. Район То-кинской впадины в соответствии с морфострукту-рой третьего порядка подразделяется на три подрайона: Алгомский, Укикитский и Муламский. Алгомский и Муламский подрайоны представляют одноименные депрессии с абс. выс. около 9001100 м. Здесь юрские осадочные породы перекрыты четвертичными отложениями. На юге-западе Муламского подрайона расположено ледниковое озеро Большое Токо. Укикитский подрайон - это сводовое поднятие с абс. выс. до 1000-1380 м. В южной его части юрские отложения перекрыты меловыми породами, содержащими пласты каменного угля.

Ландшафтная структура территории рассмотренных выше двух физико-географических районов сложна, представлена сочетанием всех характерных для горных районов Южной Якутии типами ландшафтов высотной поясности: горно-пустынными, горно-тундровыми, подгольцовыми, гор-но-редколесными и горно-таежными. Широко распространены интразональные типы ландшафтов -мари, горные долины. Морфологическая структу-

Условные обозначения

| 1-1 Зв-4 Границы ф-г районов

1-3 ЗВ-5 ттш Границы подрайонов

2-2 ¡Ш« 2а НОМ.1.ЩР......

Г,'!=-з И«

^2-4 ¡ЩИ

[£32-6 Ш«

Яг-» ГГ^4-7 ГТТЩ 3^1^5-2

За-4 [г^т. 5-5 | | 5-6

ИмИи Ш за-в

ЕЭ 36-1 6-5

::: з6-2 ;; «

36-3 6-7

36-4 ' 6-8

•"36-5 ".'И

36-6 7-2

36-7 7-3

В!3»-1 ШШ 8"5

Зв-2 Озера

ЕЩзв-3

Ландшафтная карта района строительства Эльгинского угольного комплекса

ра районов состоит из 8 типов местности (рисунок).

Горно-привершинный тип местности, площадью 2,13 км2 (0,25% картографируемой территории), занимает верхний пояс среднегорных массивов (абс. выс.выше 1200 м) с элювиальными и элювиально-делювиальными отложениями и выходами метаморфических (А РЯ1) и интрузивных коренных пород (А РЯ1, К2). Мощность четвертичных отложений, представленных крупнообломочным материалом с малым содержанием мелкозема, не превышает 5 м. Для этих пород характерны трещинные, базальные (гольцовый лед), корковые и сетчатые криотекстуры. Объемная льдистость их 25-45%. В пределах этого типа местности развиты группы типов урочищ с растительностью, характерной в основном для подголь-цовых, горно-тундровых и горно-пустынных, реже для горно-редколесных высотных поясов. Ведущие ландшафтообразующие процессы - криогенное выветривание пород и их последующая морозная сортировка.

Плоскогорно-привершинный тип местности, площадью 77,88 км2 (9,13% территории), характерен для пологоволнистых и плосковершинных участков водоразделов и плоских нагорных террас

(абс. выс. от 880 до 1385 м) в пределах межгорных котловин. Мощность элювиальных и элювиально-делювиальных отложений из осадочных пород (К1, J13), представленных глыбово-щебни-стым материалом с песчаным, супесчаным или суглинистым заполнителем, составляет 2-5 м, объемная льдистость - 25-45%. Для них характерны базальная (гольцовый лед), сетчатая, трещинная криогенные текстуры, реже встречается тонкодисперсный элювий с массивной, слоистой и линзовидной криотекстурами. Группы типов урочищ этого типа местности дифференцируются растительностью горно-таежных, горно-редколесных и подгольцовых высотных поясов. Ведущие ланд-шафтообразующие процессы идентичны предыдущему, горно-привершинному типу местности.

Горно-склоновый тип местности - наклонные более 3о поверхности горных хребтов, возвышенностей в пределах межгорных котловин и склоны долин горных рек, сложенные комплексом склоновых отложений, которые занимают более половины картографируемой территории (470 км2 или 55,1% территории). В составе отложений преобладает грубообломочный материал с песчаным, супесчаным, местами суглинистым заполнителем. В пределах горных сооружений встречаются об-

ОСОБЕННОСТИ ЛАНДШАФТНОЙ СТРУКТУРЫРАЙОНА СТРОИТЕЛЬСТВАЭЛЬГИНСКОГО УГОЛЬНОГО КОМПЛЕКСА

нажения коренных пород в виде крутых склонов и стенок. Мощность склоновых отложений не превышает 7 м. Объемная льдистость их варьирует от 25 до 65%. Мерзлые отложения имеют базаль-ную (гольцовый лед), сетчатую, трещинную криогенные текстуры, реже - слоистую, корковую и массивную криотекстуры.

Данный тип местности подразделяется на три подтипа: крутые горные склоны (более 30о) с кол-лювиальными и делювиально-коллювиальными отложениями, занимающие 6,34% от общей территории; горные склоны средней крутизны (от 10 до 30о) с делювиально-солифлюкционными, делю-виально-коллювиальными отложениями (17,08% территории); пологие горные склоны (менее 10о) с делювиально-солифлюкционными отложениями (31,7% территории). Коллювиальные отложения представлены осыпями щебня, обломков и глыб подстилающих отложений, каменными потоками и курумами с суглинисто-песчано-щебенистым заполнителем с ледяными включениями. Мощность их изменяется, в зависимости от крутизны склонов, от десятков сантиметров до первых метров. В составе делювиально-солифлюкционных отложений преобладают суглинисто-супесчаные грунты с мелким щебнем, дресвой и обломками коренных пород. У подножий склонов широко распространены делювиально-пролювиальные конусы выноса мощностью до 5 м.

Для склонов горных сооружений характерно проявление спектра высотной поясности ландшафтов от горной тайги до горной пустыни и контрастность компонентов природной среды: разнообразие состава коренных пород, наличие тектонических разломов, мезо- и микроклиматических условий. Основные ландшафтообразующие процессы и образования - криогенное выветривание, куру-мы, каменные потоки, осыпи и солифлюкция.

Предгорный моренный тип местности, площадью 63,55 км2 (7,45% территории), представлен ледниковыми формами рельефа и распространен в пределах троговой долины р.Ундыткан и вокруг котловины озера Большое Токо. Ледниковые отложения позднего плейстоцена представлены валунами, глыбами, гравием (до 60%) с заполнителем из суглинка, разнозернистым песком, местами, при наличии суглинистого заполнителя развиты эпигенетические повторно-жильные льды. Глыбы и валуны представлены архейскими магматическими и метаморфическими породами. Мощность отложений достигает 100 м и более, объемная льдистость их изменяется от 20 до 70%. Характерны корковые, базальные, реже линзовид-ные и сетчатые криогенные текстуры. Растительные сообщества относятся к горно-таежным, гор-но-редколесным, интразональным маревым типам ландшафтов. Основные ландшафтообразующие

процессы и образования - морозобойное растрескивание, солифлюкция, пучение, термокарст и полигонально-жильные структуры.

Предгорный зандровый тип местности занимает обширные по площади (105,01 км2 или 12,31% территории) плоские равнинные участки, сложенные флювиогляциальными отложениями, формировавшиеся в условиях максимального развития оледенения в среднем плейстоцене. К ним относят эрратические валуны, изолированные скопления галечников и валунников в днищах и на склонах долин, поля валунно-галечниковых отложений, нередко перекрытых более поздними моренными образованиями. Мощность водно-ледниковых отложений составляет 10-15 м. Для них характерны массивная, корковая, базальная, реже линзовидная криогенные текстуры. Развиты повторно-жильные льды. Растительность представлена видами, характерными для горно-таежных, подгольцовых и интразональных маревых типов ландшафтов. Ведущие ландшафтообразующие процессы и образования - морозобойное растрескивание, делли, солифлюкция, пучение, термокарст и полигонально-жильные структуры.

Горно-долинный тип местности - днища долин рек Ундыткан, Укикит, Укикиткан, Мулам, Эльга и др., площадью 77,29 км2 (9,06% территории). К этому типу местности относятся пойма, высокая пойма и первая надпойменная терраса, высотой до 5-10 м, сложенные современными аллювиальными отложениями. Мощность отложений (валунно-галечный материал, пески, супеси, суглинки, торф) изменяется от 2 до 5 м. Объемная льдистость варьирует от 10 до 70%. Растительные сообщества представлены растительностью горно-таежных и интразональных маревых типов ландшафтов. Основные ландшафтообразу-ющие процессы - морозобойное растрескивание, наледеобразование, пучение и термокарст.

Ледниково-долинный тип местности - днища троговых долин, выполненные гляциальными отложениями. Троговые долины встречаются в верховьях р. Ундыткан и её притоке Опасный, их площадь около 5 км2 (0,58% территории). Они заполнены мореной в виде наклонных к руслу реки террасовидных полос высотой до 15 м со слегка бугристой поверхностью. Местами имеются валы боковой морены. Мощность ледниковых отложений, представленных валунно-галечным материалом с песчаным заполнителем (30-40%), достигает 100 м. Объемная льдистость - 25-40%. Преобладают линзовидные, корковые, базальные криогенные текстуры. Высота поймы увеличивается вниз по течению от 0,5 до 2 м, а ширина поймы изменяется от 5 до 400 м. Растительность представлена сообществами, характерными для инт-разональных горно-таежных, горно-редколесных и

маревых типов ландшафтов. Основные ландшаф-тообразующие процессы - морозобойное растрескивание, наледеобразование, термокарст.

Озерно-котловинный (приозерно-террасо-вый подтип) тип местности приурочен к береговой узкой террасе озеро Большое Токо и занимает 9,64 км2 или 1,13% картографируемой территории. Поверхность террасы наклонена в сторону озера под углом до 7о и ограничивается абразионным уступом высотой до 3 м. Сложена терраса бурыми органоминеральными озерными ила-ми с песком, мощностью до 10 м.

Аквалъные комплексы представлены озерами и руслами рек. Ледниковые озера Большое Токо и Проточное в долине р. Опасный проточные. Многочисленные небольшие озера распространены в предгорном моренном, реже предгорном зандро-вом и ледниково-долинном типах местности. Общая площадь озер составляет 42,4 км2 или около 5% от общей картографируемой территории.

На ландшафтной карте показаны характерные для рассматриваемой территории типы коренной и серийной растительности, а так же кратковременно-производные их сообщества. По растительным признакам выделено 9 картографируемых единиц спектра высотной поясности: горная тундра и растительность скал, заросли кедрового стланика, горные лиственничные редколесья с зарослями кедрового стланика, лиственничные редколесья с кустарниками, лиственничные и лиственничные редкостойные леса, заросли кустарников, мари, восстанавливающаяся растительность после пожаров и растительность наледных полей.

Выделенные природно-территориальные комплексы обладают различной устойчивостью к нарушениям отдельных компонентов их в процессе освоения. Для обеспечения предварительной оценки воздействия окружающей среды в процессе разработки угольного месторождения была оценена устойчивость ландшафтов района строительства Эльгинского угольного комплекса по методике, предложенной И.С. Васильевым [3]. Ландшафты района отнесены к следующим категориям устойчивости:

1) неустойчивые ландшафты - редколесные, суглинисто-щебенистые пологие склоны; редколес-ные, суглинистые с торфяным слоем очень поло-

гие склоны; редколесные, валунно-галечные с заполнителем морены; горно-таежные, супесчано-суглинистые с торфяным слоем горные долины;

2) относительно неустойчивые ландшафты -подгольцовые с рединой, глыбовые, местами с заполнителем и редколесные, щебенисто-глыбо-вые с заполнителем крутые склоны; подгольцо-вые с рединой, щебенисто-глыбовые с заполнителем и редколесные, щебенисто-глыбовые с песчаным заполнителем склоны средней крутизны; подгольцовые с рединой, щебенисто-глыбовые с заполнителем пологие склоны; пойменные, галеч-но-валунные, местами с песчаным заполнителем горные долины;

3) относительно устойчивые ландшафты - под-гольцовые с рединой, щебенисто-глыбовые с заполнителем, относящиеся к плоскогорно-привер-шинному и горно-привершинному типам местности;

4) устойчивые ландшафты - подгольцовые с рединой, глыбовые, на полускальных породах, расположенные в плоскогорно-привершинном и горно-привершинном типах местности.

Таким образом, ландшафтная дифференциация территории Эльгинского угольного комплекса произведена с выделением 55 природно-территори-альных комплексов (типов урочищ) в масштабе 1:100 000 с учетом их межкомпонентных связей. Разнообразие горного ландшафта исследуемого района выражено в проявлении спектра высотной поясности от горной тайги до горной пустыни и контрастности местных факторов природной среды. В свете полученных данных мерзлотно-ланд-шафтных условий составлен кадастр мерзлотных ландшафтов для выделенных типов урочищ осваиваемой территории.

Литература

1. Мерзлотные ландшафты Якутии / А.Н. Федоров, Т.А. Ботулу, С.П. Варламов и др. - Новосибирск: ГУГК, 1989. - 170 с.

2. Мерзлотно-ландшафтная карта Якутской АССР. Масштаб 1:2 500 000 / Под ред. П.И.Мельникова. - М.: ГУГК, 1991. - 2 л.

3. Васильев И. С. К методике определения устойчивости горных ландшафтов (на примере Эльгинского угольного разреза) // Эколого-геохимические проблемы в районах криолитозоны. - Якутск: ИМЗ СО РАН , 1996. -С. 109-121.