Зони геолого-екологічного ризику тектонічної природи і безпека життєдіяльності

Канд. геол .- мін. наук АЛЬОХИНА В.І., студентка САНІНА О.М., студентка САХАРОВА Н.А., студентка КОВАЛЬОВА О.А. ДонНТУ

Земна кора представляє собою блоки різних розмірів, які перебувають у постійному русі. Тектонічні рухи блоків мають циклічний характер, обумовлений ендогенної ритмікою процесів Землі і впливом Космосу. Одним з найважливіших космічних чинників є вплив Місяця і Сонця, що формує місячно-сонячні приливні явища Землі. Межі між блоками земної кори являють собою геодинамічні зони (ГДЗ). Вони мають певні розміри та положення в просторі. Геодинамічні зони можуть мати аномально напружений стан, при подальшому розвитку якого може відбутися розрив і переміщення блоків гірського масиву [1].

Найбільшу небезпеку для життєдіяльності людини представляють активні в сучасну епоху розломи. При цьому часто максимальною активністю, відрізняються Оперяють другорядні розриви. Оцінити геодинамічних активність розривних структур класичними геологічними і геофізичними методами практично неможливо. Для вирішення цього завдання в 70-і роки XX століття Рябоштаном Ю.С., Горбушин Л.В., Тахтаміровим Є.П. був розроблений комплекс методів структурно-геодинамічного картування (СГДК). Важливою особливістю цих методів є використання покривних відкладень в якості джерела інформації про тектонічному будову і геодинамічної активності структур масиву гірських порід [2]. Суть в тому, що в поверхневому шарі грунтів утворюються мікродеформаціонние структури, які є відображенням сучасних геодинамічних процесів у масивах корінних порід. Ці мікродеформації змінюють концентрацію газу радону в грунтах і впливають на електропровідність грунтів. Метод СГДК-А (структурно-геодинамічної картування азимутальні) дозволяє виявляти геодинамічні зони по зміні анізотропії електропровідності грунтів. Такі аномалії часто пов'язані з розривними порушеннями масиву корінних порід. Цей метод був широко випробуваний в різних країнах і дав позитивні результати. Він пройшов впровадження в геологічних організаціях України, Білорусі, Росії, Узбекистану, Киргизії, Китаю. Основним технічним засобом реалізації способу є спеціально розроблений для цих цілей геофізичний прилад "Ефа" [2,3].

Під багатьох випадках геодинамічні зони можуть бути зонами геолого-екологічного ризику. Такі зони в останні роки встановлені на території України. Зони геолого-екологічного ризику регіонального масштабу добре виділяються за допомогою методів дистанційних досліджень (на космознімків). На поверхні вони мають вигляд лінійно-витягнутих елементів ландшафту, які прийнято називати лінеаментів. Зони лінеаментів докорінного масиві відповідають зонах підвищеної тріщинуватості і мелкоамплітудних розривів. Вони перетинають ділянки з різними категоріями рельєфу, ландшафту, літофаціальних і стратиграфічних асоціацій гірських порід. Детальні дослідження показують, що в цих зонах спостерігаються закономірні зміни фізичних властивостей гірських порід: збільшення пористості і зменшення пружності, механічної стійкості, молекулярної вологоємності, електропровідності, магнітної сприйнятливості і ДР. [4].

В Загалом такі зони являють собою ділянки нестабільності і можливої підвищеної міграції речовин. Розущільнення, тріщинуваті породи в межах ГДЗ забезпечують підвищену фільтрацію як природних, так і техногенних забруднених вод. Одночасно ГДЗ є найкращими шляхами енерго - і масопереносу. За цим зонам (особливо глибинних розломів) з надр Землі піднімаються до поверхні різні види енергії, а також пароводние і газоподібні потоки різних хімічних елементів і з'єднань, у тому числі і агресивних за відношенню до інженерних конструкцій. Геодинамічні зони відносяться до ділянок підвищеної сейсмічної активності через те, що саме за ними пружні хвилі від епіцентру землетрусу поширюються з мінімальними загасання. Тому саме в цих зонах можлива максимальна ступінь зниження сейсмічної стійкості. До таких зонах часто приурочені аварії на лінійно-витягнутих об'єктах (нафто-і газопроводах, лініях електропередач), деформації та руйнування промислових споруд та житлових будинків.

До теперішнього часу на території України відомо багато прикладів небезпечних явищ в геодинамічних зонах. Це і деформації нового адміністративного корпусу нафтопереробної станції в Миколаївській області, і деформації якірної опори мостового переходу продуктопроводу через річку Дніпро в районі Девладовского розлому. У місті Донецьку в 1981 р на геодинамічних активній ділянці Французького Недовго зруйнувався житловий будинок № 9 по вулиці Рози Люксембург. Є відомості про вплив геодинамічних активних зон на захворюваність населення.

Виявлення зон геолого-екологічного ризику тектонічної природи в межах населених пунктів є важливою екологічної завданням. У зв'язку з цим нами проведено дослідження таких зон в центральній частині міста Донецька. Основним методом досліджень був метод СГДК-А. Для реалізації методу використовувалася установка ефа, розроблена на кафедрі «ПІ і ЕГ». Установка відноситься до класу приладів індикаторного типу. Зйомка проводилася за профілями, заданим уздовж вулиць міста. При проведенні зйомки в кожній точці спостереження проводилися виміру електропровідності грунтів в горизонтальній площині. Вимірювання проводилися по колу з кутовим кроком у 30 градусів. Зняті виміри відображають електропровідність грунтів у різних напрямках. Їх аналіз дозволяє встановити напрям з максимальною електропровідність в межах кожного з 4 квадрантів кола. Ці напрямки зіставляються з регіональним і локальним фоном і виділяються аномальні ділянки. Аномалії виділяються за трьома параметрами. Найбільш надійні ті аномалії, які проявлені по 2-3 параметрами. Такі аномалії оцінюються за інтенсивністю і ширині впливу. Ступінь і характер відхилень від фону визначають ширину і активність геодинамічної зони, пов'язаної з тектонічним розривом, а також місце розташування виходу тектонічного порушення під пухкі відклади. У ряді випадків по одному перетинанню вдається з точністю до 30 градусів визначити простягання розриву.

Для підвищення надійності виділення геодинамічних зон нами використовувався і метод дистанційних досліджень. Суть методу полягала в аналізі космічних знімків і виявленні лінеаментів - лінійних структур ландшафту, що відображають активні в сучасну епоху розривні порушення та пов'язані з ними геодинамічні зони. Для виділення найбільш небезпечних зон геолого-екологічного ризику нами вздовж окремих вулиць проводилися візуальні вивчення видимих деформацій житлових будинків і промислових споруд, а також дорожнього покриття. Ділянки деформацій зіставлялися з положенням геодинамічних зон, виділених методом СГДК-А, а також з даними геологічної карти.

Проведені дослідження показали, що на ділянці за геологічними даними проходять два великих тектонічних порушення - Французький і Мушкетівська Недовго. Обидва розриву добре фіксуються методом СГДК-А.

Методом СГДК-А вивчений ділянка вздовж річки Кальміус, де пройдено 2 профілю з відстанню між точками спостережень у 10 м. Результати польових досліджень оброблені з використанням ПЕОМ. За побудованим графікам зміни трьох параметрів поля азимутальної електропровідності були виділені аномалії. Ділянки збігу різних аномалій параметрів інтерпретовані як активні геодинамічні зони тектонічної природи та віднесені до зон геолого-екологічного ризику. Один профіль пройдено вздовж правого берега річки Кальміус від бульвару Шевченка до проспекту Ілліча. Тут виділено дві аномальні зони. Південна зона нами інтерпретована як зона екологічного ризику тектонічної природи. Ширина її складає приблизно 100 м, простягання субширотне. Виявлена зона простягається на територію лікарні Калініна. Ця зона добре узгоджується з виходом під пухкі покривні відкладення головного шва Мушкетівська Недовго, визначеного за даними геологорозвідувальних робіт. Північна аномалія нами інтерпретується як геодинамічних зона, пов'язана з розривом, який Оперяють Мушкетівська Недовго. Аналогічні аномальні зони виділені на лівому борту річки Кальміус (другий профіль). Аналіз космознімків даного ділянки дозволив виявити групу лінеаментів, які по розташуванню близькі до аномальним зонам СГДК-А.

Третій профіль СГДК-А пройдений вздовж вулиці Рози Люксембург. Тут в північно-східному напрямку проходить Французька Недовго. У зоні його впливу, особливо в бік падіння, методом СГДК-А зафіксовані кілька аномальних зон. Практично всі вони віднесені до зон геолого-екологічного ризику, тому що в їх межах спостерігаються видимі деформації будівель різної інтенсивності. Найбільш активна північна аномальна зона, яка розташована в 200-ЗООм на південь від проспекту Б. Хмельницького. Тут деформації у вигляді тріщин розсікають будинку від фундаменту до даху.

Проведені дослідження підтвердили ефективність виявлення активних геодинамічних зон комплексом геофізичних, дистанційних і візуальних методів. Такі зони являють собою ділянки тектонічної нестабільності, вони призводять до деформацій будівель і споруд та становлять екологічну небезпеку для населення. Очевидно, що такі дослідження необхідно проводити у великому обсязі. Особливо вони важливі на стадії проектування будівництва, коли є можливість заздалегідь врахувати положення небезпечних геодинамічних зон і правильно вибрати ділянки під забудови. На вже забудованих ділянках необхідне впровадження заходів, що знижують негативний вплив таких зон на умови проживання людини.

Список літератури

1. Воєвода Б.І., Соболев Е.Г., Савченко О.В. Геодинаміка та її роль в стійкому розвитку регіонів// Науков1 пращ ДонНТУ, сер1я прнічо-геолопчна, 2002. - Вип. 45. -С.88-93

2. Про новий метод структурно-геодинамічних досліджень/Панов Б.С, Рябоштан Ю.С., Альохін В.І. та ін// Советская геологія. - 1984.-N1 .- С.66-75.

3. Панов Б.С., Тахтаміров Є.П. Нове у геолого-геофізичних дослідженнях //Известия вищих навчальних закладів, геологія і розвідка, 1993р. - № 3. - С. 57-67.

4. Атлас «Геологія і корисні копалини України», под.ред. Л.С. Галицького. - К.: НАНУ, 2001.-168с.

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://masters.donntu.edu.ua