Особенности формирования природно-техногенных систем в пределах участков закачки Далдынского кимберлитового поля (Западная Якутия)

Abstract

Актуальность. Коренные месторождения алмазов, отрабатываемые АК АЛРОСА на территории Западной Якутии, имеют повсеместное обводнение различной интенсивности подмерзлотными и межмерзлотными крепкими и весьма крепкими рассолами. В настоящее время образующиеся дренажные воды закачиваются обратно в недра в толщу многолетнемерзлых пород, что приводит к формированию природно-техногенных водоносных горизонтов, требующих постоянного контроля, мониторинга и изучения. Цель. Выявление особенностей формирования природно-техногенных систем в пределах участков закачки Далдынского кимберлитового поля, определение объема вод криолитозоны, вовлеченных в этот процесс, а также их характеристика для подтверждения экологичности способа обращения с дренажными рассолами. Объект. Техногенные водоносные горизонты, формирующиеся в пределах второго яруса криогенной толщи в процессе закачки дренажных рассолов коренных месторождений алмазов. Методы. Полевые работы состояли в ежеквартальном режимном опробовании наблюдательных и закачных скважин. Оценка техногенного влияния, а также последующее прогнозирование динамики изменения криогидрогеологических условий и гидродинамического режима осуществлены методами моделирования в ПО Feflow. Дополнительным методом выступал аналитический балансовый расчёт по параметру изменяющейся минерализации. Результаты. Взаимодействие дренажных вод с водами криолитозоны приводит к площадным изменениям минерализации без существенных изменений доминирующих анионов и катионов в пределах изучаемых объектов, формируя на периферийных частях равновесную природно-техногенную систему относительно фоновых температурных условий. Объём сформировавшихся техногенных водоносных горизонтов превысит 300 млн м3. Процесс вовлечения вод криогенной толщи, несмотря на значительные объёмы, имеет положительное влияние на экологическое состояние территории, т. к. в периферийных частях образующихся водоносных горизонтов формируются равновесные криогидрогеологические условия, характерные для природных криопэгов региона исследований.

Relevance. Primary diamond deposits mined by PJSC ALROSA in Western Yakutia have widespread watering of varying intensity with sub-permafrost and inter-permafrost strong and very strong brines. Currently, the resulting drainage waters are pumped back into the depths of the permafrost, which leads to the formation of natural-technogenic aquifers that require constant control, monitoring and study. Aim. Identification of the features of the formation of natural-technogenic systems within the injection areas of the Daldyn kimberlite field, determination of the volume of permafrost waters involved in this process, as well as their characteristics to confirm the environmental friendliness of the method of handling drainage brines. Methods. Field work consisted of quarterly routine testing of observation and injection wells. Assessment of technogenic influence, as well as subsequent forecasting of the dynamics of changes in cryohydrogeological conditions and hydrodynamic regime, was carried out using modeling methods in Feflow software. An additional method was analytical balance calculation based on the parameter of changing mineralization. Results and conclusions. The interaction of drainage waters with permafrost waters leads to areal changes in mineralization without significant changes in the dominant anions and cations within the studied objects, forming an equilibrium natural-technogenic system in the peripheral parts relative to background temperature conditions. The volume of formed man-made aquifers will exceed 300 million m3. The process of involving cryogenic waters, despite the significant volumes, has a positive impact on the ecological state of the territory, because in the peripheral parts of the resulting aquifers, equilibrium cryohydrogeological conditions are formed, characteristic of natural cryopegs in the region of study