Вестник МГТУ. 2018, том 21, № 1.

Вестник МГТУ. 2018. Т. 21, № 1. С. 88–98. DOI: 10.21443/1560-9278-2018-21-1-88-98 89 в процессе выполнения задач по гранту РФФИ 17-45-510640р_а. Основным методом исследования является метод физико-химического (термодинамического) моделирования, реализованный в программном комплексе (ПК) "Селектор", разработанном под руководством профессора И. К. Карпова (Институт геохимии им. Виноградова СО РАН, г. Иркутск). ПК "Селектор" снабжен системой встроенных баз термодинамических данных, а также модулем формирования моделей различной сложности. Используемый алгоритм [3] позволяет производить расчеты сложных химических равновесий в изобарно-изотермических, изохимических и адиабатических условиях в мультисистемах, где одновременно могут присутствовать водный раствор электролита, газовая смесь, жидкие и твердые углеводороды, минералы в виде твердых растворов и однокомпонентных фаз, расплавы и плазма. С помощью ПК можно исследовать как многокомпонентные гетерогенные системы, так и мегасистемы, состоящие из взаимодействующих систем (резервуаров), связанных между собой и окружающей средой потоками вещества и энергии. В настоящей работе ПК используется для моделирования в системе "вода – порода". Географическое и геологическое положение На территории Кольского региона северо-восточной части Балтийского щита (административно – Мурманская область) рыхлые образования ныне представлены редкими находками (реликтами) маломощных площадных и линейных неогеновых кор выветривания и, в основном, четвертичными (антропогеновыми) образованиями разного генезиса – ледниковыми, водно-ледниковыми, озерными, речными, болотными и т. д. [4]. Эти рыхлые образования, как и зоны трещиноватости в кристаллических породах, являются накопителями подземных вод, которые в виде родников (ключей) широко проявляются на территории Кольского полуострова [5]. Все вышесказанное относится и к Хибинскому массиву и его окрестностям, с тем лишь отличием, что на большей части высокогорной площади развиты маломощные элювиальные образования, зато широкий спектр четвертичных образований и морфологических структур развит в эрозионных долинах расчлененного рельефа и в окрестностях массива. Наличие структурных особенностей Хибинского массива, зон трещиноватости, расчлененного рельефа и значительных перепадов высот в областях водосбора обусловили появление большого количества родников. Они расположены как на склонах долин, так и в долинах и даже в прилегающих, присклоновых ("прихибинских") рыхлых образованиях, в разной степени удаленных от Хибинского массива, мощность которых в Прихибинье колеблется от первых сантиметров до 80 и более метров, и наиболее максимальная – в скрытых эрозионных долинах. Огромную роль в строении Хибинского массива играют конические и радиальные разрывные нарушения первого порядка [6] и многочисленные разноориентированные разломы второго порядка [7]. Наличие разрывных нарушений способствует накоплению трещинных подземных вод, длительность соприкосновения которых с вмещающими кристаллическими породами массива и продуктами их разрушения может достигать от года до нескольких десятков и даже тысяч лет [8]. Трещинные подземные воды в благоприятных условиях поступают в напорные водные горизонты, расположенные как в трещинных зонах, так и в рыхлых образованиях, смешиваясь с более молодыми водами, образовавшимися за счет атмосферных осадков. Учитывая размеры площадей водосбора и значительный перепад высот, напор воды и дебит, ряд этих источников уже представляют практическую значимость и используются для обеспечения качественной водой населения Кировска, Коашвы и др. 2 Для обеспечения водой населения г. Апатиты подземные водные источники пока не используются, хотя попытки привлечь внимание к некоторым из них в районе реки Малая Белая уже были [9]. В качестве объектов исследования выбраны действующие скважины водозабора "Предгорный", который расположен у подножья юго-восточной части горного массива Хибины (рис. 1) на мелко-грядовых ледниковых холмах с высотной отметкой около 200 м. К юго-востоку от водозабора и к северу от оз. Китчепахк расположен технологический отстойник Восточного рудника (рис. 2). Относительное превышение устьев водозаборных скважин относительно уровня вод отстойника около 30 м. Водоносный горизонт расположен в рыхлых четвертичных водно-ледниковых отложениях, которые залегают на неоархейских гранитоидах. Естественно предположить, что насыщение его происходит не только за счет поверхностных вод, скатывающихся с юго-восточных склонов горного массива, но и за счет трещинных вод, поступающих с отрогов Хибинского массива. Эта часть массива сложена в основном массивными и трахитоидными хибинитами и несколькими телами пород щелочной ультрамафитовой серии (рис. 3). 2 Программа комплексного развития систем коммунальной инфраструктуры муниципального образования "Город Кировск с подведомственной территорией на период 2011–2013 годы и на перспективу до 2020 года". Санкт- Петербург, 2016. 284 с.