Эколого-химическое изучение памятника природы «Таловские чаши»

Авторы: Фролова Н., Кейнер А., Туманян М.,
Трубачев Д., Детско-юношеский
экологический центр «Искатель»

Научные руководители: Рерих И.Н.,
Юрмазова Т.А., Смоляков О.А.

г. Томск

В Томской области есть много памятников природы, как всем известных и общедоступных, так и закрытых, о которых слышали очень многие. Такими памятниками природы являются: Дызвестный ключ, Кудрявая береза, не дающая семян, Черная береза, Озеро «есчаное» Озеро «ирек» и другие.

Самыми же известными памятниками природы являются село «Коларово» («Синий утес») и Таловские чаши, о которых знают даже иностранцы, не раз приезжавшие посмотреть на этот уникальный природный объект. И действительно, Таловские чаши уникальны, как по своему образованию, так и по строению. Их эстетический вид притягивает к себе как магнит целые толпы туристов, что не очень благоприятно сказывается на их состоянии.

Впервые в литературе Таловские чаши стали упоминаться в 1895 году. Открыл и описал их первый профессор факультета биологии Томского государственного университета Зайцев А.М.

Таловские чаши расположены в 40 км к юго-востоку от города Томска, в верховьях реки Басандайка, на правом склоне долины небольшого безымянного ручья. Свое название чаши получили от названия бывшей деревни Таловка, находящейся когда-то приблизительно в трех километрах от чаш. Теперь о ее бывшем существовании говорят лишь густые заросли крапивы – растения, которое всегда привязано к местам поселения человека. От домов не осталось и следа.

Слово «Талая» можно трактовать по-разному: с тюрского языка оно переводится как степь, равнина, в других источниках – незамерзающая река с полыньями. И действительно вода в чашах не замерзает даже зимой, так температура воды в чашах +5 градусов, и скорость вытекания довольно высокая. Раньше вода в большой чаше фонтанировала (о чем говорит ее строение, она возвышается над поверхностью земли примерно на 40-50 см).

Таловские чаши иллюстрируют очень наглядно процесс вторично минералообразования. Изучая подобные образования в источниках горы Магнук, Ф.М.Макаренко связал процессы Минералообразования с тектоническими процессами.

Таловские чаши находятся на территории основного прогиба Колывань-Томской складчатой зоны.

В настоящее время размеры наиболее крупной травертиновой чаши, заполненной водой, составляют 2 на 1м высотой 1м и толщиной стенок 20-30 см. В непосредственной близости от основного источника находятся чаши меньшего размера причудливой формы в виде змейки и конусов выноса. Источники приурочены к толще четвертичных отложений, представленных лессовидными суглинками. Дебит основного источника – 1л/с, температура воды +5. По исследованиям В.А.Баженова и М.Ф.Соколовой (1984), травертин – очень пористая, прочная порода светло-серого, желтовато-серого цвета. Основная масса травертина сложена кальцитом, представляющим сосбой, главным образом, псевдоморфозы по растительным остаткам и мхам. Многочисленные поры и пустоты в кальцитовой массе заполнены черными, рыхлыми, землистыми марганцевыми образованиями, преобладающей формой которых является оксид марганца – бернессит, открытый здесь В.А.Баженовым. Валовый химический состав показал, что кальцит составляет немногим более 70% массы травертина, остальная часть приходится на окислы марганца.

Цель и задачи исследования.

Целью нашей работы является эколого-химическое исследование Таловских чаш.

Задачей данной работы является:

обследование экологического состояния Таловских чаш;

определение химического состава вод Таловских чаш;

изучить условия вторичного минералообразования на примере Таловских чаш.

Экологическое описание.

Памятник природы Таловские чаши находится в 40 км от г.Томска, в четырех километрах от железнодорожной станции «41км». Карта-схема и фотографии представляются в компьютерном варианте.

Впервые мы побывали в этих местах несколько лет назад. Дорогой к чашам была обыкновенная лесная просека, от которой уходила едва заметная тропинка. На всем ее протяжении на деревьях были синие метки, обозначающие направление пути. Сами чаши располагались в глубине леса, листва смыкалась на ними так, что лучи солнца не касались водной поверхности.

Вода Таловских чаш славится среди томичей как целебная, и потому паломников в этих местх становится все больше.

Наша экспедиция к Таловским чашам в сентябре 2000 года позволила продолжить систематические обследования. Путь к чашам проходит через смешанный пихтово-лиственный лес с богатой растительностью. Теперь к чашам ведет широкая дорога. Лес сильно поредел. Самое печальное, что вырублены деревья вокруг чаш и нарушено хрупкое равновесие этого памятника природы.

И в настоящее время здесь необходимо провести природоохранительные мероприятия, а также мы проводим разъяснительную работу среди туристов и отдыхающих.

Для изучения условий вторичного минералообразования мы определяли химический состав вод Таловских чаш.

Методика исследования.

Химический анализ образцов воды Таловских чаш определяли в учебно-аналитической лаборатории Томского политехнического университета.

Катионы Ca²⁺, Mg²⁺ и общую жесткость определяли титриметрическим методом с использованием 0,14 трилона Б и различных индикаторов, содержание гидрокарбонатов определяли титрованием 0,1 раствором HCl в присутствии металоранта.

Ионы железа, марганца, хлориды, сульфаты, ионы аммония – определяли колориметрически на колоритметре КФК2, ионы K⁺ и Na⁺ определяли фотометрически на пламенном фотометре ПФМ, рН – на иономере.

Содержание тяжелых металлов определяли полярографическим методом на кафедре физической химии ТПУ в аккредитованной научно-исследовательской лаборатории.

Экспериментальные данные и предельно-допустимые концентрации (ПДК) приведены в таблице №1

Таблица № 1

Химический состав подземных вод Таловских чаш.

Год	Источник	рН	Ж ммоль/л	Содержание мг/л
				HCO3^-	SO4^2-	Cl^-	Ca^2+	Mg^2+	Na^+	K^+	Fe	Si	Mn	NH4^+
1996	Удивительная Змейка	8,0	9,4 12,2	647 628	25,9 8	4,7 21	138 142	30 42	10 11	0,62 0,6	0,08 0,05	1,0 4,1	4,23 3,52	0,1 0,2
1997	Удивительная Змейка	7,22 7,33	9,3 8,6	652,9 377	7,67 6	4,0 3,6	132 88	33 15,2	10 16	0,71 0,69		16 26	0,2 0,2	0,63 0,7
2000	Удивительная Змейка	8,4 8,4	6,3 5,8	427 403	13,7 13,8	1,4 1,4	84 72	25,6 26,8	15 15	0,7 0,7	0,26 0,31	3,31 9,31	0,8 1,1	0,51 0,61
	ПДК	7+12	7	1000	500	350	100	50	200	1	0,1	0,3	0,1	0,5

Приведенные данные подтверждают, что вода Таловских чаш относится к разряду слабощелочных гидрокарбонатных, преимущественно кальциевых с различной долей магния, калия и натрия с общей минерализацией 600-700 мг/л. Подтверждает состав воды и распространение в зоне Чаш растения моршанции из ряда печеночных мхов с лентовидно стелющимся слоевищем. Она покрывает стенки Чаш.

Исследования показали, что в природных условиях воды находятся в состоянии, близком к равновесию с кварцем и карбонатными породами.

Проведено экологическое обследование памятника природы «Таловские чаши»

Освоены физико-химические анализы воды и определен химический состав воды источников.

Определены условия образования вторичных минералов-травертинов.

Обнаружено серьезное антропогенное нарушение природного равновесия в зоне образования Таловских чаш.

Завершая данный этап этой работы, мы намечаем дальнейшую работу по исследованию гетерогенных равновесий в природных условиях.

Литература

1. Букаты М.Б. Разработка программного обеспечения в области нефтегазовой гидрогеологии // Разведка и охрана недр.-1997.-№2.-С.37-39.

2. Иванкпн ГА.. Полиечко А.К., Вальд А.К., Захарова Т.В. Учебная геологическая практика в окрестностях г. Томска-Томск: Изд. ТПУ, 1995-68 с.

3. Копылова Ю.Г., Лосева З.В., Дутова Е.М. К вопросу о выделении вод зон разрывных нарушений // Геология и минерально-сырьевые ресурсы Зап.- Сиб. плиты и ее складчатого обрамления: Тезисы III годичной конференции- Тюмень, 1992.- С. 116-117.

4. Макаренко Ф.П. Гидрогеолдогический анализ травертинов Пятигорска // Труды ЛГГП.- 1951.- Т. X.

5. Орлова М.П. Некоторые известковые и радиоактивные источники окрестностей г. Томска // Изв. Томского государственного университета.- 1925 .-Т. 76.

6. Семина Т.А. Физико-химическое моделирование природных вод и процесса травертинообразования // Проблемы геологии и освоения недр: Материалы докладов Второй Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых им. академика М.А.Усова.-Томск: Изд-во НТЛ, 1998.-С. 98-99.

7. Удодов П.А., Паршин П.Н., Левашов Б.Д. и др. Гидрогеохимические исследования Колывань-Томской складчатой зоны.-Томск: Изд-во ТГУ,1971 -284 с.

8. Шварцев С.Л. Гидрогеохимйя зоны гипергенеза. 2-е изд., исправл. и доп..- М.: Недра, 1998.- 366 с.

9. Шварцев С.Л., Копылова Ю.Г., Дутова Е.М., Лосева З.В. Гидрогеохимические условия образования карбонатных травертинов на юго-востоке Западной Сибири // Геология и минерально-сырьевые ресурсы Западно-Сибирской плиты и ее складчатого обрамления. Тезисы IV годичной конференции. - Тюмень, 1983.- С. 175-176.