Первый русский курорт «Марциальные воды», организованный при личном участии Петра I, положил начало курортному делу в России. В современном виде курорт действует с 1964 г. и использует в лечебных целях питьевые высокожелезистые подземные воды, которые в качестве характерного гидрохимического типа (марциальный) представлены в ГОСТ 54316–2011 «Воды минеральные природные питьевые». Здравница «Марциальные воды» в настоящее время остается единственным курортом в Карелии и редким курортом в России, использующим собственные минеральную воду и лечебную грязь оз. Габозеро, формирующиеся с участием железистых вод.

Курорт «Марциальные воды» находится в 50 км к северу от Петрозаводска. Месторождение минеральных вод формируется в денудационно-тектонической долине оз. Габозеро, входящего в верхнее звено системы Кончезерских озер бассейна Онежского озера (водосбор р. Шуя). Расположено в западной части Онежской палеопротерозойской структуры в пределах Северо-Онежского синклинория, сложенного вулканогенными и осадочными образованиями. Подземные воды месторождения приурочены к межморенным песчано-гравийным отложениям и верхней зоне трещиноватых шунгитсодержащих пиритизированных сланцев и долеритов. Питание подземных вод происходит за счет инфильтрации атмосферных осадков, разгрузка — путем восходящей фильтрации через рыхлые отложения в долине руч. Раударгия и котловине оз. Габозеро. На водоразделах и склонах подземные воды безнапорные, в долине приобретают напор.

История исследований марциальных (олонецких, кончезерских) вод начинается в XVIII веке в связи с открытием и изучением естественных источников. Во многом первый этап связан с именем Петра I, который испытал целительные свойства заграничных железистых вод и велел поискать в России похожие минеральные воды, обратив внимание на Олонецкую губернию, где тогда добывались озерные и болотные железные руды. Случай помог найти такие воды. Открытие марциальных вод в 1714 г. связывают с историей излечения работника Кончезерского завода Ивана Рябоева водами незамерзающего источника, обнаруженного им на Равболоте, где добывалась железная руда. Об этом событии Петра I оповестил тогдашний начальник заводов В.И. Геннин. 26 октября 1717 г. на место открытия был отправлен доктор Л.Л. Блюментрост для исследования воды «химически и практически». Практические результаты хирурга Равелина были опубликованы под названием «Подлинные дознания о действе марциальныя кончезерския воды, разными человеки изыскано херургием Равелином 1718 г., в месяце генваре». Результаты химических исследований были положительными (описаны в 1720 г. Г. Ремусом), и 3 января 1718 г. Геннин доносил генералу Апраксину: «…Блюментрост по учиненной пробе хвалит чрез меру здешнюю новую минеральную воду…» [1]. И уже через год Петр I впервые прибыл к марциальным водам. После успешного лечения последовало обнародование курорта, и 20 марта 1719 г. был дан высочайший указ на «дохтурские правила» прохождения лечения и употреб-ления воды. Этой датой и знаменуется открытие и закрепление курортного значения марциальных вод.

В 1724 г. Петр I в последний, четвертый, раз навещает курорт «Марциальные воды», после чего его развитие прекращается. Исторический источник постепенно исчезал, чему способствовали продолжающаяся добыча железной руды и устройство в 1752 г. купоросного завода, который просуществовал более 30 лет [2, 3]. Для выварки зеленого (железного) купороса использовали воду из колодца, устроенного в 100—200 м к северу от питьевого. В 1773 г. встал вопрос о переносе царского дворца, так как «железная руда, там добывавшаяся, богатством своим склонялась под дворец». В 1780 г. составлен план местности, который был предъявлен Н.Я. Озерецковскому во время его путешествия по Олонецкому краю и посещения марциальных вод [4]. В 1785 г. Озерецковский увидел развалины дворцов, источник с мутной и землистой на вкус водой, а также расположенные невдалеке ямы с «…весьма едкой густой водой, которая напиталась квасцовыми и железными частицами от купоросной земли и железной руды, которая под оною землею в разном углублении попадается гнездами…» [4].

После разрушения дворцов в течение целого полустолетия ни в исторических актах, ни в местных архивах не встречается более ничего о марциальных водах. Лишь в 1832 г. Р.А. Армстронг пишет, что источник «…ныне приводится в надлежащий порядок очисткою, отводом верховой воды, приток коей, смешиваясь с водою родника, разводит и ослабляет действие сей последней» [5].

Подробные описания пребывания Петра I на марциальных водах, в том числе сведения об источнике, имеются в многочисленных публикациях. Первый дошедший до нас результат анализа воды исторического колодца (в дальнейшем именуемый старым) выполнен Л. Блюментростом и описан Г. Ремусом в 1720 г. Вода характеризовалась как минеральное питье, содержащее в 1 фунте немного углекислого газа, 2—3 грана железа, 4—5 гранов соли марциальной [6, 7].

В 1748 г. в воде, кроме железистых соединений, Г. Модель выявил сернокислый натр. Он же в 1752 г. еще раз выполнил анализ воды. Лейб-медик императрицы Елизаветы Петровны Г.К. Бургааве, не заинтересованный в развитии отечественных курортов, дал резко отрицательный отзыв на результат этого анализа по причине отсутствия «колодезного духа» (углекислого газа) и уменьшения содержания минеральных веществ в 5 раз по сравнению с исследованиями Блюментроста [6, 8]. Результат формально был плох по причине изменения условий: «минеральный ключ принял под землею другое направление и не дает уже такой воды, какую тогда давал» [8].

В 1825 г. по инициативе Горного совета вновь анализируется вода источника (Нелюбов) и делается вывод, что она принадлежит к числу «сернокислых железистых вод», потому медицинский совет дает заключение, что «скорого и решительного действия» эти воды принести не могут. Отрицательный результат анализа объясняется совершенным запустением источника. Результат анализа печатается в журнале Министерства внутренних дел в 1830 г. и выглядит следующим образом [3]: «в одном фунте медицинскаго веса содержится:

1) сероводородного гаса — 1,2 дюйма;

2) смолистого вещества — 0,08 грана;

3) поваренной соли — 0,16 грана;

4) железного купороса — 0,17 грана;

5) экстрактивного начала — 0,87 грана».

Р.А. Армстронг в 1832 г. пишет, что «химические опыты открывают, что железо состоит в соединении с серною кислотою. Открываются в них тоже признаки сернокислаго глинозема» [5].

После того как в 1845 г. прибывший из Санкт-Петербурга к марциальному источнику «в совершенно расслабленном положении» статский советник Иванов получил «весьма чувствительное облегчение», Медицинский департамент затребовал 4 бутылки воды и на основании анализа академика Фрицше сделал заключение, что воды могут оказывать в некоторой степени целебное свойство [9]. Результаты анализа Фрицше в привычном для нас виде представлены в статье В.В. Иванова и Е.В. Ренгартен [6] (табл. 1).

Следует отметить, что в книге Л. Бертенсона и Н. Воронихина «Минеральные воды, морские купания и грязи в России и за границею» (1874) [10], в которой собраны «…новейшие сведения об отечественных минеральных водах…», в том числе железистых, нет даже упоминания о марциальных водах. Но в более раннем (1855 г.) полном справочном издании К. Грумм-Гржимайло среди железных вод определил место марциальным водам, а обзор литературы о русских минеральных водах он начал с петровских «Правил дохтурских, как при оных водах поступать» [11].

В 1885—1887 гг. по инициативе горнозаводского лесничества был оборудован второй (новый) источник, который впервые обследован в июле 1891 г. во время поездки олонецкого губернатора на марциальные воды. В Олонецких ведомостях за 1891 г. [12] печатается подробный отчет горного инженера Азанчеева о поездке, дается характеристика источника с попыткой объяснить условия его формирования, при-водятся подробный ход анализа воды и его результаты (см. табл. 1). По мнению автора отчета, новый колодец является реставрацией старинного колодца, так как в нем была найдена деревянная труба, заменявшая обруб. Температура воды в новом источнике на момент обследования составила 4,5 °С, а в старом — 8 °C, и зимой он замерзал, в то время как Рябоевым был открыт именно незамерзающий источник. Анализируя воду нового источника, аналитик Сидоров убедился, что в марциальной воде отсутствует сернистый водород, в анализе 1825 г. (Нелюбов) определяемый.

Устройство нового колодца несколько ниже по рельефу от старого, по-видимому, привело к истощению первого. Тем не менее оба источника сохранились до начала XX века, и Н.Н. Славянов в период рекогносцировочного обследования местности в 1932 г. описывает две сохранившиеся на краю болота беседки над источниками, дающими «самоистекающую воду». Оба колодца по описанию мелкие: старый — 1,5 м, новый — 0,5 м, каптированы шпунтовыми досками, их забой не доходит до коренных пород. Дебиты источников большие, но замерить их трудно. Славянов ориентировочно оценивал видимую и скрытую разгрузку подземных вод в 50—100 тыс. ведер в сутки [6]. В табл. 1 приведены результаты анализов воды старого и нового источников, выполненные в разные годы. Несмотря на расхождения в концентрациях основных компонентов, объяснимые погрешностями в отборе и хранении проб, во всех случаях вода по типу относится к железистой сульфатно-гидрокарбонатной магниево-кальциевой.

Результатами 1932 г. заканчивается этап исследований естественных источников и начинается этап изучения месторождения минеральных вод. В 1933—1934 гг. в целях дальнейшего развития курорта Институтом курортологии предприняты гидрогеологические и первые стационарные исследования марциальных вод. В ходе работ была изучена заболоченная долина ручья, пробурено около 30 разведочных скважин, дана характеристика геологических и гидрогеологических условий района. Геологическое строение долины марциальных вод представлено как чередование диабазов и углисто-глинистых сильно пиритизированных сланцев протерозойского возраста, перекрытых четвертичными ледниковыми отложениями. В отчете отмечено, что весь комплекс четвертичных отложений пропитан железистыми водами и имеет красноватую окраску, местами на контакте с углеродистыми сланцами осадки сцементированы в настолько плотную непроницаемую железистую корку мощностью до 1,2 м, что она с трудом пройдена долотом.

По результатам бурения три разведочные скважины были рекомендованы для обустройства эксплуатационных: одна на месте нового источника (в настоящее время скважина 2-к), вторая на месте бывшего колодца для добычи купоросной воды (скважина 4-к) и третья (скважина 1-к) южнее, с водой с низкой концентрацией железа. Результаты исследований опубликованы в сборнике «Физико-химия минеральных вод и лечебных грязей» (1937), включающем статью Е.В. Ренгартен «Генезис марциальных вод и химическая ха-рактеристика их после каптажа» [13]. В работе автор пришел к выводу, что значительная концентрация железа в воде объясняется не столько окислением пирита, сколько «…процессом выщелачивания древних продуктов окисления пирита из сланцев водой, циркулирующей в коренных породах в настоящее время».

Пробуренные в 1934 г. три эксплуатационные скважины в последующие годы не эксплуатировались, разрушались и к концу 1950-х годов пришли в негодность. С началом строительства курорта возникла необходимость сооружения новых скважин, и в 1958—1960 гг. с учетом рекомендаций предыдущих работ на месторождении был сооружен линейный водозабор, состоящий из четырех самоизливающих скважин, действующих до настоящего времени.

Крайняя южная скважина 1-к вскрыла водоносный горизонт песчано-гравийных отложений на глубине 8,8—9,5 м. Горизонт заключен в глинистых озерно-ледниковых отложениях и выклинивается по направлению к северу. Пьезометрический уровень воды после бурения установился на отметке +1,4 м, дебит составил 0,4—0,5 л/с.

Скважины 2-к и 3-к, находящиеся в 20 м друг от друга и в 250 м от скважины 1-к, вскрыли под глинами на глубине 6 м маломощный (0,5—0,75 м) обводненный песчаный слой и верхнюю трещиноватую зону долеритов. Уровень воды установился на отметке +0,57 м (скважина 2-к) и +0,5 м (скважина 3-к), дебит колебался в течение первых месяцев наблюдений от 1 до 2,5 л/с (скважина 2-к) и от 1 до 2,3 л/с (скважина 3-к) в зависимости от уровня самоизлива.

Скважина 4-к в отличие от предыдущих вскрывает только коренные, сильно разрушенные шунгитсодержащие сланцы на глубине 4,8—10 м. По тектоническим нарушениям между скважинами 3-к и 4-к сланцы смещены вверх и залегают непосредственно под четвертичными отложениями. Уровень воды в скважине 4-к установился на отметке +0,3 м, дебит оказался самым низким — 0,1—0,2 л/с. Температура воды всех скважин 5 °C.

Дальнейшие наблюдения за режимом скважин достаточно регулярно проводились службами санатория и другими организациями (Карельский научный центр, Карельская геологоразведочная экспедиция). Многолетние наблюдения показали, что дебит сква-жин (за исключением скважины 4-к) резко уменьшился сразу после их строительства и в меньшей степени колебался на протяжении более полувека. Первоначальное сокращение дебита связано с изменением уровня излива, в дальнейшем — с ремонтом скважин и изменением их конструкции. Кратковременные падения напоров отмечались в 1970-х годах при попытке строительства питьевой галереи, когда при водоотливе из траншей, проложенных для со-оружения водопровода, произошло понижение уровня подземных вод. В начале 2016 г. дебиты трех скважин снова несколько увеличились в результате изменения их конструкции. Наблюдения за режимом скважин в 1972—1975 гг., выполненные Отделом вод-ных проблем Карельского филиала Академии наук СССР, из-за нарушения режима их эксплуатации не позволили судить об истинном многолетнем и сезонном режиме минеральных вод. Но отмечено, что существенных изменений химического состава воды не наблюдалось, незначительное снижение концентрации железа происходило весной и увеличивалось в зимний период [14].

Режимные наблюдения, проведенные Карельской геологоразведочной экспедицией в ходе работ по оценке запасов минеральных вод в 1979—1980 гг., подтвердили достаточно стабильный режим месторождения и отметили зависимость состава воды и дебита источников от интенсивности атмосферного питания, в том числе установили увеличение содержания железа в меженные периоды, уменьшение — в паводковые. В комплексе с геолого-гидрогеологическими исследованиями, выполненными ранее на территории Карелии, уточнены гидрогеологические условия месторождения, подсчитаны эксплуатационные запасы, подтверждена пригодность минеральных вод для использования в лечебных целях. Позже, в 1986 г. запасы минеральных вод были уточнены и утверждены в объеме 15,6 м³/сут [15].

После разведки месторождения марциальные воды как яркий представитель группы железистых вод вошли в классификацию минеральных вод [16]. В.В. Иванов считал, что маломинерализованные сульфатные воды «составляют очень локальную и мало распространенную, но вместе с тем чрезвычайно характерную по своему генезису и химическому составу группу вод». Такие воды формируются на небольших глубинах, в зонах окисления пиритизированных пород под воздействием кислородсодержащих атмосферных вод. В группу входят полюст-ровские воды (Санкт-Петербург), значительно уступающие марциальным по содержанию железа.

Воды четырех эксплуатационных скважин на месторождении «Марциальные воды» сходны по химическому типу, но отличаются по минерализации и концентрации железа — основного бальнеологического компонента, что позволяет использовать в курортном лечении воду каждой скважины для определенных заболеваний. В 1964 г. санаторий принял первых посетителей. Клинические исследования, про-водимые в санатории совместно с Петрозаводским университетом, показали высокую эффективность минеральных вод при лечении заболеваний крови, желудка, болезней обмена веществ и др. [17, 18].

В нашем распоряжении имеются результаты 70—80 анализов воды по каждой из четырех скважин, выполненных в период 1959—2017 гг. различными организациями (табл. 2).

Наибольшие отличия по всем показателям химического состава наблюдаются между крайними скважинами 1-к и 4-к, средние скважины 2-к и 3-к близки между собой по химическому составу и минерализации. От скважины 1-к к скважине 4-к наблюдается снижение величины рН с 6,4 до 6,1 и увеличение минерализации воды с 0,25 до 0,92 г/л (см. табл. 2).

Кальций является преобладающим катионом в составе наименее минерализованной воды скважины 1-к, в остальных скважинах в составе воды на первое место выходит магний. С увеличением минерализации растет концентрация железа: в среднем с 14 (скважина 1-к) до 96 (скважина 4-к) мг/л. Благоприятными условиями для миграции железа в форме Fe²⁺ служат слабокислые воды с низкими положительными значениями Eh и повышенными концентрациями СО₂. Главным анионом в воде скважин 2-к—4-к являются сульфаты, лишь в скважине 1-к их относительная концентрация сравнима с гидрокарбонатами (см. табл. 2). Высокое содержание железа при невысокой общей минерализации воды и физиологически благоприятном химическом составе делает их бесценными питьевыми лечебными водами.

Длительный, но нерегулярный ряд наблюдений и разной степени надежности результаты химических анализов не позволяют однозначно выявить сезонные и многолетние изменения состава марциальных вод. Следует подчеркнуть, что в отличие от большинства известных курортов страны до сих пор нет современного представления о формировании марциальных вод и их состоянии в изменяющихся условиях. В работе И.В. Токарева и соавт. [19] отмечается, что по изотопным меткам в марциальных водах фиксируется смена условий формирования подземных вод с увеличением доли инфильтрационного питания. Для уточнения такой тенденции и выяснения условий формирования минеральных вод необходимы современные комплексные исследования. В 2018 г. в рамках выполнения проекта Российского фонда фундаментальных исследований начаты регулярные изотопно-химические исследования марциальных вод, необходимые для рационального использования гидроминеральных ресурсов и развития санаторно-курортного потенциала региона.

Источник финансирования. Поисково-аналитическая работа по подготовке рукописи проведена при финансовой поддержке гранта Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 18−45−100004).

Благодарности. Выражаем благодарность сотрудникам Национального музея Республики Карелия и лично сотруднице музея «Марциальные воды» М.А. Михайловой за помощь в подборке архивных материалов. Авторы также благодарят сотрудника санатория «Марциальные воды» В.В. Сероменко за помощь в полевых работах.

Участие авторов: концепция и дизайн исследования — Г.С. Бородулина; сбор и обработка материалов — Г.С. Бородулина, М.А. Левичев; анализ полученных данных, написание текста — Г.С. Бородулина, И.В. Токарев; редактирование — М.А. Левичев, И.В. Токарев.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие конфликта интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

The authors declare no conflicts of interest.

Сведения об авторах

Бородулина Г.С. — к.г.-м.н., ст.н.с.; https://orcid.org/0000-0001-5449-2037; e-mail: bor6805@yandex.ru

Токарев И.В. — к.г.-м.н., ведущий специалист; https://orcid.org/0000-0003-1095-0731; e-mail: tokarevigor@gmail.com

Левичев М.А. — главный геолог; e-mail: mikhail-levichev@mail.ru

Бородулина Галина Сергеевна — к.г.-м.н., ст.н.с.; https://orcid.org/0000-0001-5449-2037; e-mail: bor6805@yandex.ru

Бородулина Г.С., Токарев И.В., Левичев М.А. Первому русскому курорту — 300 лет. История изучения марциальных вод. Вопросы курортологии, физиотерапии и лечебной физической культуры. 2019;96(4):76-82. https://doi.org/10.17116/kurort20199604176