resarПриродные ресурсы Арктики и СубарктикиArctic and Subarctic Natural Resources2618-97122686-9683Академия наук Республики Саха (Якутия)10.31242/2618-9712-2019-24-3-7resar-474Research ArticleНауки о Земле. Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведениеEarth sciences. Engineering geology, permafrost and soil scienceО специфических мерзлотно-гидрогеологических условиях района трубки «Мир»The permafrost hydrogeology in the Mir diamond pipe areahttps://orcid.org/0000-0003-3434-6969ШепелёвВиктор ВасильевичShepelevViktor Vasilyevich

Шепелёв Виктор Васильевич, доктор геолого-минералогических наук, профессор, академик Академии наук Республики Саха (Якутия), главный научный сотрудник, Институт мерзлотоведенияим. П.И. Мельникова СО РАН, 677010, г. Якутск. ул. Мерзлотная, 36, Россия,https://orcid.org/0000-0003-3434-6969, sheply@mpi.ysn.ru;

Shepelev Viktor Vasilyevich, doctor of geological and mineralogical sciences, Professor, Academicianof Academy of Sciences of Republic of Sakha (Yakutia), Principal Researcher, P.I. Melnikov Permafrostinstitute SB RAS, 36 Merzlotnaya Str., Yakutsk, 677010, Russia, https://orcid.org/0000-0003-3434-6969, sheply@mpi.ysn.ru;

sheply@mpi.ysn.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4124-6579ЖелезнякМихаил НиколаевичZhelezniakMikhail Nikolayevich

Железняк Михаил Николаевич, доктор геолого-минералогических наук, директор, Институт мерзлотоведения им. П.И. Мельникова СО РАН, 677010, г. Якутск. ул. Мерзлотная, 36, Россия,https://orcid.org/0000-0003-4124-6579, fe@mpi.ysn.ru;

Zhelezniak Mikhail Nikolayevich, doctor of geological and mineralogical sciences, Director, P.I. Melnikov Permafrost institute SB RAS, 36 Merzlotnaya Str., Yakutsk, 677010, Russia,https://orcid.org/0000-0003-4124-6579, fe@mpi.ysn.ru;

fe@mpi.ysn.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5473-7778ПавловаНадежда АнатольевнаPavlovaNadezhda Anatolyevna

Павлова Надежда Анатольевна, кандидат геолого-минералогических наук, Институт мерзлотоведения им. П.И. Мельникова СО РАН, ведущий научный сотрудник, 677010, г. Якутск. ул. Мерзлотная, 36, Россия, https://orcid.org/0000-0001-5473-7778, pavlova@mpi.ysn.ru.

Pavlova Nadezhda Anatolyevna, candidate of geological and mineralogical sciences, Leading Researcher, P.I. Melnikov Permafrost institute SB RAS, 36 Merzlotnaya Str., Yakutsk, 677010, Russia,https://orcid.org/0000-0001-5473-7778, pavlova@mpi.ysn.ru

pavlova@mpi.ysn.ruИнститут мерзлотоведения им. П.И. Мельникова СО РАНРоссияP.I. Melnikov Permafrost institute SB RASRussian Federation2019311020192438087Copyright © Шепелёв В.В., Железняк М.Н., Павлова Н.А., 20242024Шепелёв В.В., Железняк М.Н., Павлова Н.А.Shepelev V.V., Zhelezniak M.N., Pavlova N.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://resar.elpub.ru/jour/article/view/474

На основе комплексного анализа мерзлотно-гидрогеологических условий Западной Якутии выявлены их специфические особенности в районе месторождения алмазов трубки «Мир». Рассмотрено геокриологическое строение территории. Отмечено наличие аномально мощной двухъярусной криолитозоны, состоящей в верхней части из многолетнемерзлых пород с локальными линзами криопэгов, в нижней – из охлажденных пород, насыщенных отрицательно-температурными рассолами. Приведена краткая характеристика подмерзлотных водоносных горизонтов, представляющих особую опасность при разработке месторождения. В качестве факторов, осложняющих проведение водопонизительных работ, отмечены интенсивная дегазация подмерзлотных рассолов и формирование локальных депрессий пьезометрического уровня вокруг скважин. Обращено внимание на формирование вокруг карьера зоны вторичной трещиноватости горных пород. Образование этой ослабленной зоны, наряду с повышенной растворяющей способностью дренажных вод, содействует образованию подземных каналов и полостей в породах водоносного комплекса и росту водопритоков в горные выработки. Отмечена перспективность использования подмерзлотных рассолов в бальнеологических целях и в качестве гидроминерального сырья. Предложены мероприятия для эффективного разрешения гидрогеологических проблем рудника и дальнейшей его успешной разработки.

This study presents unique permafrost and groundwater conditions in the Mir diamond pipe area, based on comprehensive analysis of the hydrogeology of western Yakutia. Permafrost in this area is anomalously thick and has a two-layered structure. The upper layer is perennially frozen ground containing local cryopeg lenses, while the lower layer is cryotic ground saturated with brines that have temperatures below 0°C. Subpermafrost aquifers which pose the most serious hazards for mining operations are briefly described. Mine dewatering is shown to be complicated by intensive degassing of subpermafrost brines, as well as by the formation of local cones of piezometric surface depression around the wells. Attention is drawn to the development of a zone of secondary rock fissuring around the mine. This process, along with the high dissolving capacity of drainage water, promotes the formation of underground channels and caves and thus the increased water flow into the mine. It is noted that subpermafrost brines hold promise for balneological and mineral extraction purposes. Measures are proposed to efficiently solve the groundwaterrelated problems in the Mir mine for its further development.

месторождение алмазоврудник «Мир»мерзлотно-гидрогеологические условиязона трещиноватостиподмерзлотные рассолыбальнеологические свойствагидроминеральное сырьеdiamond mineMir diamond pipegeocryological and hydrogeological conditionsfractured zonesubpermafrost brinesbalneological propertieshydromineral resourcesReferencesИудин М.М. Вскрытие кимберлитовых месторождений Якутии: опыт и проблемы // Наука и образование. 2008. № 1. С. 3–6.Iudin M.M. Vskrytiye kimberlitovykh mestorozhdeniy Yakutii: opyt i problemy // Nauka i Obrazovaniye. 2008. N 1. P. 3–6.Юзмухаметов Р.Н. Из истории становления Амакинской экспедиции – главной «алмазной» экспедиции СССР // Наука и образование. 2010. № 3. С. 46–50Yuzmukhametov R.N. Iz istorii stanovleniya Amakinskoy ekspeditsii – glavnoy «almaznoy» ekspeditsii SSSR // Nauka i obrazovaniye. 2010. N 3. P. 46–50Климовский И.В., Готовцев С.П. Криолитозона Якутской алмазоносной провинции. Новосибирск: Наука, 1994. 167 с.Klimovskiy I.V., Gotovtsev S.P. Kriolitozona Yakutskoy almazonosnoy provintsii. Novosibirsk: Nauka, 1994. 167 p.Дроздов А.В., Иост Н.А., Лобанов В.В. Криогидрогеология алмазных месторождений Западной Якутии. Иркутск: Изд-во ИГТУ, 2008. 507 с.Drozdov A.V., Iost N.A., Lobanov V.V. Kriogidrogeologiya almaznykh mestorozhdeniy Zapadnoy Yakutii. Irkutsk: Izd-vo IGTU, 2008. 507 p.Алексеев С.В. Криогидрогеологические системы Якутской алмазоносной провинции. Новосибирск: Академическое изд-во «ГЕО», 2009. 319 с.Alexeev S.V. Kriogidrogeologicheskiye sistemy Yakutskoy almazonosnoy provintsii. Novosibirsk: Akademicheskoye izd-vo «GEO», 2009. 319 p.Акишев А.Н., Герасимов Е.Н., Зырянов И.В., Коровенков А.А., Кульминский А.С., Лобанов В.В., Тишков М.В. О возобновлении добычных работ на месторождении трубки «Мир» // Всероссийская конференция «Опыт и практические шаги по восстановлению горнодобывающего предприятия после аварии»: сборник статей. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2018. С. 6–15.Akishev A.N., Gerasimov Ye.N., Zyryanov I.V., Korovenkov A.A., Kulminskiy A.S., Lobanov V.V., Tishkov M.V. O vozobnovlenii dobychnykh rabot na mestorozhdenii trubki «Mir» // Vserossiyskaya konferentsiya «Opyt i prakticheskiye shagi po vosstanovleniyu gornodobyvayushchego predpriyatiya posle avarii»: sbornik statey. Moskva: Izd-tvo MGTU im. N. E. Baumana, 2018. P. 6–15.Климовский И.В., Готовцев С.П., Шепелев В.В. Гидрогеокриологические условия полигона подземного захоронения дренажных вод трубки «Удачная» // Криосфера Земли. 2004. № 3. С. 45–50.Klimovskiy I.V., Gotovtsev S.P., Shepelev V.V. Gidrogeokriologicheskiye usloviya poligona podzemnogo zakhoroneniya drenazhnykh vod trubki «Udachnaya» // Kriosfera Zemli. 2004. N 3. P. 45–50.Дроздов А.В. Захоронение дренажных рассолов в многолетнемерзлых породах (на примере криолитозоны Сибирской платформы). Иркутск: Изд-во ИГТУ, 2007. 296 с.Drozdov A.V. Zakhoroneniye drenazhnykh rassolov v mnogoletnemerzlykh porodakh (na primere kriolitozony Sibirskoy platformy). Irkutsk: Izd-vo IGTU, 2007. 296 p.Балобаев В.Т., Девяткин В.Н. Мерзлотно-геотермические условия Западной Якутии // Теплофизические исследования криолитозоны Сибири. Новосибирск: Наука, 1983. С. 22–34.Balobayev V.T., Devyatkin V.N. Merzlotno-geotermicheskiye usloviya Zapadnoy Yakutii // Teplofizicheskiye issledovaniya kriolitozony Sibiri. Novosibirsk: Nauka, 1983. P. 22–34.Девяткин В.Н. Результаты определения глубинного теплового потока на территории Якутии // Региональные и тематические геокриологические исследования. Новосибирск: Наука, 1975. С. 148–150.Devyatkin V.N. Rezultaty opredeleniya glubinnogo teplovogo potoka na territorii Yakutii // Regionalnyye i tematicheskiye geokriologicheskiye issledovaniya. Novosibirsk: Nauka, 1975. P. 148–150.Железняк М.Н. Геотемпературное поле и криолитозона юго-востока Сибирской платформы. Новосибирск: Наука, 2005. 227 с.Zhelezniak M.N. Geotemperaturnoye pole i kriolitozona yugo-vostoka Sibirskoy platformy. Novosibirsk: Nauka, 2005. 227 p.Шепелев В.В., Толстихин О.Н. и др. Мерзлотногидрогеологические условия Восточной Сибири. Новосибирск: Наука, 1984. 191 с.Shepelev V.V., Tolstikhin O.N. i dr. Merzlotnogidrogeologicheskiye usloviya Vostochnoy Sibiri. Novosibirsk: Nauka, 1984. 191 p.Дроздов А.В. Природные и техноприродные резервуары промышленных стоков в криолитозоне (на примере Якутской части Сибирской платформы) (науч. ред. В.В. Шепелев). Якутск: Издательско-полиграфический комплекс СВФУ, 2011. 416 с.Drozdov A.V. Prirodnyye i tekhnoprirodnyye rezervuary promyshlennykh stokov v kriolitozone (na primere Yakutskoy chasti Sibirskoy platformy). Yakutsk: Izdatel’sko-poligraficheskiy kompleks SVFU, 2011. 416 p.Pinneker E.V., Alexeev S.V., Alexeeva L.P. Hydrogeology and Hydrogeochemistry of permafrost zone of Daldyn-Alakit region (Western Yakutia) // 30 Arctic Workshop – Colorado – USA, 2000. P. 134–136.Pinneker E.V., Alexeev S.V., Alexeeva L.P. Hydrogeology and Hydrogeochemistry of permafrost zone of Daldyn-Alakit region (Western Yakutia) // 30 Arctic Workshop – Colorado – USA, 2000. P. 134–136.Безродных А.А., Емельянова Э.А., Сафонова С.Л. Минеральная вода Мирнинская как природный лечебный фактор комплексной терапии при хронических гастритах в условиях Севера. Якутск: ЯГУ, 1992. 71 с.Bezrodnykh A.A., Yemelyanova E.A., Safronova S.L. Mineralnaya voda Mirninskaya kak prirodnyy lechebnyy faktor kompleksnoy terapii pri khronicheskikh gastritakh v usloviyakh Severa. Yakutsk: YAGU, 1992. 71 p.Емельянова Э.А., Сафонова С.Л. Минеральная вода «Мирнинская» как природный лечебный фактор комплексной терапии при заболеваниях органов пищеварения в условиях Севера. Якутск: ЯФ Изд-ва СО РАН, 2002. 124 с.Yemelyanova E.A., Safronova S.L. Mineralnaya voda «Mirninskaya» kak prirodnyy lechebnyy faktor kompleksnoy terapii pri zabolevaniyakh organov pishchevareniya v usloviyakh Severa. Yakutsk: YAF Izd-va SO RAN, 2002. 124 p.Алексеев С.В., Вахромеев А.Г., Алексеева Л.П., Коцупало Н.П., Рябцев А.Д. Промышленные рассолы Сибирской платформы (гидрогеология и переработка) // Материалы Всероссийского совещания по подземным водам Востока России (XXI Совещание по подземным водам Сибири и Дальнего Востока с международным участием). Якутск: Изд-во Института мерзлотоведения им. П.И. Мельникова СО РАН, 2015. С. 10–19.Alexeev S.V., Vakhromeyev A.G., Alexeeva L.P., Kotsupalo N.P., Ryabtsev A.D. Promyshlennyye rassoly Sibirskoy platformy (gidrogeologiya i pererabotka) // Materialy Vserossiyskogo soveshchaniya po podzemnym vodam Vostoka Rossii (XXI Soveshchaniye po podzemnym vodam Sibiri i Dal’nego Vostoka s mezhdunarodnym uchastiyem). Yakutsk: Izd-vo Instituta merzlotovedeniya im. P.I. Mel’nikova SO RAN, 2015. P. 10–19.Шепелев В.В., Губанов Б.А., Федоров А.М. Замещение газонасыщенных рассолов нагнетаемыми пресными водами и их замораживание как возможный способ защиты горных выработок от притока воды и газа. Якутск: Фонды Института мерзлотоведения им. П.И. Мельникова СО РАН, 1978. 242 с.Shepelev V.V., Gubanov B.A., Fedorov A.M. Zameshcheniye gazonasyshchennykh rassolov nagnetayemymi presnymi vodami i ikh zamorazhivaniye kak vozmozhnyy sposob zashchity gornykh vyrabotok ot pritoka vody i gaza. Yakutsk: Fondy Instituta merzlotovedeniya im. P.I. Melnikova SO RAN, 1978. 242 p.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.