Качество водных ресурсов определяется геологическим строением. По данным «Концепции…» (1991), в Заонежье 251 озеро занимают площадь 212 км2, или 8%, озерные звенья – 19%, т.е. около 30% территории Заонежья покрыто водой. Если учесть, что территория омывается водами Онежского озера, то Заонежье следует рассматривать как полуостров, пронизанный водной поверхностью. Водораздел полуострова проходит по траверсу Великая Губа – Великая Нива – Виница. Поскольку зеркало ряда озер находятся ниже зеркала Онежского озера, то водообмен происходит на подземном уровне, и качество вод зависит от состава вмещающих комплексов пород.
По сравнению с водами на территории всей республики только заонежские поверхностные воды имеют высокое качество, нейтральную кислотность, низкую железистость, достаточно низкую цветность и общую высокую минерализацию (40–100 мг/л) (Путкозеро, Вангозеро) с очень высокой в озерах Падмозеро (323 мг/л), Валгозеро, Мягрозеро и др. – >100 мг/л. Поверхностные воды подпитываются подземными, представленных кальциево-магниевыми+хлоридно-гидрокарбонатными с радоновыми составляющими в долине р. Падмы. По своим параметрам они сопоставимы с Приладожскими и относятся к минеральным лечебно-столовым водам. На фоне пресных (минерализация менее 1 г/л) и холодных (3–50С) подземных вод на территории практически всей Карелии Заонежье, наряду с Приладожьем, по качеству железистых и радоновых вод в пределах вышеуказанных тектонических зон, к которым приурочены все выделенные местрождения и рудопроявления уран-ванадиевых руд, соответствует столовым и лечебным водам (Кузаранда – железистые, Великая Губа – «Соляные Ямы», «Три Ивана» – с. Ведехино – селеновые, «Царицын Ключ» – Зажогино и другие – преимущественно радоновые – ?). Следует отметить, что в районе местечка «Сайнаволок» на южной окраине г. Петрозаводска, где ГГП «Невскгеологией» проведены поисковые работы на уран, еще в конце 60‑х годов существовало множество родников и ключей, качество которых должно соответствовать радоновым и селеновым источникам.
Район Заонежья, наряду с восточной половиной Кондопожского района, имеет уникальные почвы, качество которых подчеркивается таким параметром, как геологическое строение, а именно шунгитовые сланцы, доломиты, гидротермально измененные метасоматические породы. Их главные характеристика: а) уникальные дерновые шунгитовые почвы в сочетании с доломитовой составляющей, которая развита на ЮВ побережье Онежского озера в Заонежье на базе выходов коренных доломитов; б) максимальная теплообеспеченность почв, что, хотя и характерно для всей Южной Карелии, однако дополняется еще геологическим строением с современными активными флюидными эманациями; в) высокое присутствие в почвах таких микроэлементов, как медь, марганец, молибден и, особенно, селен (Чаженгина, Перевозчикова, 1985; Чаженгина и др., 1985; Чаженгина, 1998).
Между почвами и коренными образованиями во впадинах развиты ленточные глины, которые образовались в межледниковье всего несколько тысяч лет тому назад, а в озерах – гумус. По мощности эти породы достигают несколько десятков метров, располагаясь в геоактивных и геопатогенных зонах, связанных с уран-ванадиевыми месторождениями.
В шунгитовых породах содержание селена составляет 2,4х10-3%, в почвообразующих породах – 3,4х10-5%, в дерновых литогенных почвах и травянистой растительности – nх10-5%. Высокие кларки концентрации селена – в шунгитовой породе Кк = 480, почвообразующей породе – 72 и низкий коэффициент биологического поглощения (1,3–2,7) свидетельствуют об определенной избирательности накопления растительностью.
История поисков Тамбицкого рудного поля селен-уран-ванадиевых руд урановорудной формации в Заонежье (Карелия) составляет не менее 50 лет. В 1959 г. Северной экспедицией Ленинградского Геологического Управления выявлен ореол радиоактивных валунов «Рудная Горка» в Онежском прогибе, в 1968–1978 гг. Экспедицией №1 «ВИРГа» и Невской экспедицией в Карело-Кольском регионе – около 50 рудопроявлений и около 200 проявлений урана в зонах кремнещелочных метасоматитов. В 1978–1980 гг. партиями №6 и 32 ПГО «Невскгеология» вскрыты коренные источники рудных валунов «Шуньгский Наволок» (рудопроявление Святуха) и «Рудная Горка» (рудопроявление Великая Губа), открыто месторождение комплексных уран-благороднометалльно-ванадиевых руд Космозеро, а в 1985–2006 гг. – Средняя Падма, Весеннее, Верхняя Падма и Царевское, представляющие собой новый («космозерский») формационный тип промышленных месторождений, связанных с альбит-карбонатно-слюдистыми метасоматитами, формирующимися в зонах складчато-разрывиых дислокации в осадочно-вулканогенных образованиях нижнего протерозоя. В 1983–1985 и. на южном склоне Балтийского щита партией №8 выявлены средние по запасам месторождения убогих урановых руд в базальных отложениях венда – Рябиновское и Ратницкое, а в 1989 г. в северо-восточной части Ладожского прогиба в базальном горизонте рифейских песчаников – месторождение Карху, (первое на территории СНГ месторождение урана типа «несогласия» с общими ресурсами 40–50 тыс. т урана) (Кушнаренко и др., 2000; Леденева и др., 2000), к 1992 г. – пять месторождений и более 10 перспективных рудопроявлений, в том числе в зонах: Тамбицкая – месторождения Ср. Падма, В. Падма, Царевское и Весеннее; Святухинско-Космозерская – месторождения Космозерское; Пигмозерская – Шульгиновское. Они контролируются Главной северо-восточной тектонической зоной сжатия, которая непрерывно прослеживается от Петрозаводской губы через Заонежье на Водлозерский блок и далее в район оз. Кожозера (Архангельская область), где также прогнозируются аналогичные заонежским руды (Мельников и др., 1992; Савицкий и др., 1995 и др.). Параллельно ей к ЮВ на расстоянии около 10 км проходит мантийный Бураковский разлом такой же протяженности, но с ним связаны более ранние месторождения хромитовых руд, которые находятся в пределах Бураковско-Аганозерского интрузивного тела. Все месторождения и рудопроявления располагаются на пересечении осевых для проторифта и более поздних СВ трансформных разломов,
По коэффициенту уникальности (Осокин, Алтухов, 1998), район Заонежья следует рассматривать как единое рудное поле, состоящее из более чем десяти месторождений. В состав Тамбицкого поля входят не только проектируемые месторождения Средняя Падма, но также Весеннее, Верхняя Падма и Царевское и др. Выдеsляются Космоозерское, Ковкозерское и Святухинское рудные поля (Металлогения Карелии, 1999). Совокупное Месторождение Ванадия может быть отнесено к уникальным – Ку= 4х1016 (т.е. больше, чем nх1011-12), также как и Совокупное Месторождение Урана при запасах в 31 тыс. т (Савицкий и др., 2004), уникально по Ку=1х1017. Платиноидно-благороднометалльные рудопроявления прогнозируются на уровне 500 т (Савицкий и др., 1995 и др.). Содержания урана изменяются от бортовых (0.05%), редко ниже, до 1% (месторождение Космозеро) и 2.16% (м-е Светлое к СЗ от оз. Маткозеро, Кумсинская структура).
(Селенид) уран-ванадиевые месторождения и рудопроявления многократно описаны в литературе (Савицкий и др., 2004 и другие) с наиболее полной геологической характеристикой по представлениям авторов (Билибина и др., 1991) и детальным анализом типов руд (Мельников и др., 1992). Состав руд подразделяется на три типа: 1) настуран-хромфенгит-роскоэлитовый, преобладающий на месторождениях Ср. Падма, В. Падма, Шульгиновское, Весеннее; 2) (настуран) – благороднометально – сульфидно-селенидовый, установленное на Царевском месторождении; 3) франсквиллит-тюямунит-карнотитовый, выявленные на Космоозерском месторождении (Мельников и др., 1992), и соответствуют на территории Центральной и Южной Карелии двум классическим типам (Магакьян, 1961; Смирнов, 2002; Шмариович и др., 2006;) урановых руд и рудопроявлений в бедных серой металлогенических провинций Мира: 1‑й – нацело сложенные минералами уранила «слюдковые» – ванадаты, фосфаты, силикаты урана, приуроченные к углеродистым комплексам пород и 2‑й – коффинит-черниевые. Основными полезными компонентами являются U, V, Pd, Au. Уран – типоморфный элемент, поэтому его присутствие отмечается на всех месторождениях. Важнейшие минералы промышленных урановых руд Заонежья развиты в ураноорганических комплексах (оксиантраксолитах-оксикеритах) в Тамбицкой и Пигмозерско-Великогубской зонах, а также по периферии тела габбро-диабазов местечка Сайнаволок в осадках петрозаводской свиты и всегда содержат восстановленные формы урана – коффинит и настуран (урановая смолка – U3O8 с приместью PbO с 45–65% U), а окисленные формы – карнотит и тюямунит – в Святухо-Космозерской зоне. Ассоциация битумов и урановых минералов отмечена повсеместно на заонежских месторождениях (Мельников и др., 1992), но в разных объемах и содержаниях. Смена зон восстановленных и окисленных руд еще более подчеркивает сложность геологического строения этой уникальной территории, смену особенностей рудоносных зон с востока на запад в пределах Заонежья. Восточное побережье Повенецкого залива, а также территория Кондопожского района вплоть до заповедника «Кивач» и на юг до г. Петрозаводска и далее могут оказаться перспективными рудными участками.
Постоянным спутником уран-ванадиевых руд Заонежья является селен – типоморфный летучий компонент, определяющий специфику этих месторождений. Региональный геохимический фон – 3–6х10-4% (Органическое., 2004); в карбонатных отложениях – от 20 до 60х10-4%, а содержание в рудах превышает кларк (5х10-6%) (Эмсли, 1993) на 5 порядков, в рудных телах превышает кларк элемента более чем на 3 порядка, проникая в породообразующие минералы и образуя собственные минералы, но более всего ассоциируется с уран-ванадиевыми слюдками (Шмураева, 1998). Наиболее типоморфные минералы, образуемые селеном на подобных месторождениях (Минералы, 1960; Магакьян, 1961; Смирнов, 2002 и др.) и развитые на заонежских: 1) клаусталит (PbSe) – ассоциируется с медью и ртутью, типоморфный минерал урановых месторождений штата Юта и уран-ванадиевых месторождений плато Калорадо (США); 2) парагуанахуатит (Bi2(Se, S)3) – обычно редкий минерал, характерен для урановых месторождений; 3) клокманит (CuSe) – установлен в урановых месторождениях Канады и др. (Полеховский, Волошин, 1990).