Главная страница ДонНТУ |  Страница магистров ДонНТУ |  Поисковая система ДонНТУ

Главная |  Результаты поиска |  Диссертация |  Ссылки   

 Назад 

Алехин В.И., Пристинская М.В., Тобиаш В.Э., Койнаш П.В.
НЕОТЕКТОНИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ И ПРОНИЦАЕМОСТЬ ТРЕЩИННЫХ СТРУКТУР ГРАНИТНОГО МАССИВА КАМЕННЫЕ МОГИЛЫ

Всеукраинская экологическая конжеренция г.Ужгород 2002г.

         Изучение неотектонической активности разрывных нарушений и их проницаемости для флюидов позволяет решать широкий спектр геологических и экологических задач. Это задачи геологического картирования, поисков твердых полезных ископаемых и воды, прогнозирование потенциально опасных участков для строительства и возможных загрязнений подземных вод и т. д. Первые результаты таких исследований в региональном плане для Приазовского массива в связи с оценкой его рудоносности приведены в работе [I]. Для выполнения таких исследований должны применяться экспрессные и относительно дешевые методы, позволяющие за короткий срок охватить большие площади. Этим требованием, на наш взгляд, удовлетворяют дистанционные методы на основе дешифрирования космоснимком (КС) и аэрофотоснимков (АФС) с заверкой результатов дешифрирования на отдельных участках наземными экспрессными геофизическими и геохимическими методами.
        Авторами на площади гранитного массива Каменные Могилы впервые апробирована методика выявления неотектонически активных структур по результатам детального дешифрирования крупномасштабных ЛФС с последующей заверкой отдельных структур наземной радиоволновой съемкой структурно-геодинамического картирования (СГДК-А) и газовой съемкой по С02. Комплекс этих наземных методов позволяет не только быстро выявить скрытые под рыхлыми наносами разрывные структуры различных порядков, но и оценить их современную активность и проницаемость для газово-жидких флюидов. Основные положения нового направления изучения разрывных структур и их геодинамической активности (СГДК) хорошо описаны в литературе [2, З]. Их главное преимущество перед традиционными геофизическими и геохимическими методами в использовании покровных отложений как источника информации о строении и геодинамическом состоянии коренного массива. Следует отметить, что способ СГДК-А защищен авторским свидетельством и патентами ряда стран (России, США, Канады и др.) Аппаратура разработана на кафедре полезных ископаемых и экологической геологии ДонНТУ. Разрывные структуры данным способом выявляются на основе анализа азимутальной (в плане) анизотропии электропроводности покровных грунтов. В зоне нарушений направление максимальной электропроводности грунтов резко отличается от фонового. Разработаны ряд показателей, которые позволяют оценивать степень отклонения электропроводности от местного, регионального и глобального фона. Применение газовой съемки по С02 основано на том положении, что над разрывными структурами в покровных отложениях формируются ореолы повышенных содержаний углекислого газа. Причины их формирования многообразны — повышенная проницаемость в зоне разрывного нарушения за счет дробления коренных пород, подток подземных вод, несущих растворенный С02, реакции па геохимических барьерах с выделением С02 и т.д. Повсеместно отмечается повышение газового потока над разломами в связи с их активизацией.
        Участок для апробации методики выбран не случайно. Гранитный массив Каменные могилы изучается давно и всесторонне, в том числе и с привлечением дистанционных методов исследования [4-7]. Накоплен большой материал по разломной и трещинной тектонике, дайковым и жильным образованиям, металлогении массива и т.д. Сам массив расположен в верховьях реки Каратыш, левого притока реки Берда. В тектоническом плане массив приурочен к западному крылу крупной Мангушской или Центральноприазовской синклинальной складки, ось которой имеет субмеридиональное простирание. Достаточно отчетливо он оконтурен лишь в юго-восточной части, где совпадает с направлением русла р. Каратыш. Именно здесь, на правом берегу реки наблюдаются скальные выходы гранитов и наиболее крутые склоны двух субпараллельных хребтов, простирающихся в северо-западном направлении. Хребты разделены между собой лощиной и состоят из отдельных горных вершин, называемых «могилами». Гранитный массив приурочен к узлу пересечения нескольких региональных разломов - Розовского (субмеридионального), Каменномогильского (СЗ простирания), Екатериновского (СВ простирания) [4-6] В кристаллическом фундаменте площади наиболее ярко выраженными структурами являются разломы субмеридионального (Розовский) и северо-западного (Каменномогильский) простирания. К последней структуре приурочен дайковый пояс, сложенный главным образом дайками кварцевых порфиров.
        На первом этапе исследований детально проанализированы АФС площади и выделены прямолинейные структуры — линиаменты, предположительно отражающие положение разрывных нарушений и трещин. При дешифрировании АФС использовались общеизвестные признаки проявления разломов и трещин — спрямленные участки рек и овражно-балочной сети, прямолинейные очертания водохранилища, параллельные изгибы оврагов и балок, выразительные формы макро и микрорельефа, линейно расположенные скалистые гряды, гребешки, линейно расположенные участки пышной растительности и т. д. Результаты дешифрирования АФС северной части массива показаны на рисунке. Как видно из рисунка наиболее развиты на участке две системы разрывов и трещин: простирания — 290-310° и 60-70°.


        Рисунок. Схема трещинной тектоники северной части гранитного массива Каменные Могилы по данным дешифрирования крупномасштабных аэрофотоснимков (АФС) с результатами газовой съемки по СО2: 1 — трещинные зоны по данным дешифрирования АФС; 2 — аномалии углекислого газа, превышающие фон в 3 и более раза; 3 — аномалии углекислого газа, превышающие фон в 2 раза; 4 — профили газовой и радиоволновой (СГДК- А) съемок; 5 — контур выходов гранитов на дневную поверхность
По результатам дешифрирования АФС проведен статистический анализ. При этом все трещины и разрывные структуры сгруппированы по простиранию через 10°. Данные анализа приведены в таблице. Как видно из таблицы названные направления доминируют в ориентировках трещинных структур. Сопоставление наших данных с результатами полевого изучения трещин, жильных и дайковых образований в обнажениях по ряду локальных участков, выполненных другими авторами [4,6,7], показывает, что эти направления отражают не только ориентировку контракционных и тектонических трещин, но они контролируют расположение даек, кварцевых жил и метасоматических зон с рудной минерализацией. Для заверки наиболее протяженных трещинных зон на участке пройдено несколько профилей газовой и радиоволновой (СГДК-А) съемок. Расположение этих профилей показано на рисунке. Шаг наблюдений в профилях составлял 5-10 м. Количество точек наблюдения по газовой съемке составило 340 точек, по радиоволновой—150. Газовая съемка выполнена в варианте по подпочвенному воздуху с глубиной отбора проб 0,5 м. Концентрации С02 измерялись непосредственно на точках шахтным интерферометром ШИ-10 в объемных %. На отдельных участках в шпурах газовой съемки специальным прибором с точностью 0,1°С проведено измерение температуры грунтов на глубине 0,5 м.
        По результатам статистической обработки данных газовой съемки установлено значение местного фона, за которое принято модальное значение 0,5 объемных %. За аномальный уровень газового поля принято двух и трехкратное превышение фона, т.е. 1 и 1,5 объемных процентов. С учетом выбранных критериев аномальности на площади исследований выделено 5 аномалий С02, положение которых показано на рисунке. Как видно из рисунка все аномалии газа приурочены к трещинным структурам, выделенным по дешифрированию АФС.
        Проведена оценка интенсивности и ширины газовых аномалий, связанных с двумя наиболее развитыми системами трещинных структур простирания 290° и простирания 70°. Во-первых, обе эти системы проявлены аномалиями С02, что свидетельствует об их хорошей проницаемости. Во-вторых, трещинные структуры простирания 70° характеризуются аномалиями максимальной интенсивности, превышающими уровень 3-х фоновых значений, а также максимальной шириной (аномалии 1,4). Трещинная зона простирания 70° в районе газовой аномалии 1 контролирует выходы подземных вод к дневной поверхности (рисунок). Измерение температуры грунтов в пределах газовой аномалии 1 показало ее резкое падение, что также указывает на подток более холодных вод из нижних горизонтов коренного массива к разогретой дневной поверхности. Температура последней в период исследований достигала 40°С, а местами и выше. Приведенные данные свидетельствуют о том, что наиболее проницаемыми структурами участка на современном этапе его развития являются разрывные структуры простирания 60-70°.
        Результаты радиоволновой съемки СГДК-А подтвердили наличие трещинных структур, выделенных по результатам дешифрирования АФС и газовым исследованиям. Установлено также, что характерной особенностью поля электропроводности грунтов на участке исследований является его четкая анизотропия. При этом максимальная электропроводность наиболее часто наблюдается в двух направлениях — 0°±15° и 300°±15° Первое направление отвечает глобальному фону и в тоже время совпадает с простиранием Розовского регионального разлома. Второе направление хорошо согласуется с простиранием Каменномогильского регионального разлома. Такие особенности поля анизотропии электропроводности четвертичных рыхлых отложений указывают на повышенную активность разрывных структур СЗ ориентировки в неотектонический этап развития территории. Об этом же свидетельствует анализ АФС южной части гранитного массива. В этой части массива просматривается линиамент СЗ простирания, вдоль которого протягивается русло р. Каратыш и одного из наиболее протяженных ее правых притоков. Данный линиамент выделялся и ранее [4]. На наш взгляд линиамент отражает правый сдвиг, так как вдоль этой структуры наблюдается совершенно отчетливое правостороннее смещение контура выходов гранитных скал. На сдвиговый тип деформаций указывает и кулисообразное расположение мелких линейных структур, отдешифрированных по АФС в районе рассматриваемой структуры.
        Сопоставление наших данных с результатами исследований других авторов позволяет сделать ряд выводов. Во-первых, наиболее выраженными разрывными структурами гранитного массива являются структуры двух простираний — 290-310° и 60-70°, эти структуры были активны на начальной стадии формирования гранитного массива и сохранили свою активность в неотектонический и современный этапы. Во-вторых, эти структуры были наиболее проницаемы на всех этапах развития массива, что подтверждается ориентировками тел пегматитов, даек кварцевых порфиров, кварцевых жил и зон метасоматических изменений. При этом необходимо подчеркнуть, что для структур СЗ ориентировки максимальная активность и проницаемость характерна для этапа формирования Каменномогильского дайкового пояса [4]. На современном этапе наиболее проницаемы разрывные структуры простирания 60-70°. Вдоль них располагаются выходы подземных вод к дневной поверхности, они же часто контролируют положение участков с пышной растительностью. Эти же структуры имели важное значение при метасоматической переработке гранитов и формировании повышенных концентраций редких и радиоактивных элементов |4,5,7].


Литература
1. Алехин В.И. Проницаемость и неотектоническая активность разломов Приазовского блока УЩ в связи с оценкой их рудоносности // Наукові праці ДонНТУ: Cepiя гірничо-геологічна. ВИП.32. —Донецьк. ДонНТУ, 2001. —С. 38--44.
2. О новом методе структурно-геодинамических исследований / Б.С.Панов, Ю.С.Рябоштан, У.П.Тахтамиров, В.И.Алехин // Советская геология, 1984. — № 1. — С. 66-75.
3. Панов B.C., Тахтамиров Е.П. Новое в геолого-геофизических исследованиях // Изв. вузов, Геология и разведка, 1993. —-№ 3, — С. 57-58.
4. О трещинной тектонике гранитного массива Каменные Могилы / В.А.Корчемагин, Н.В.Бутурлинов, В.И.Куненко, И.II.Шаталов // Геологический журнал, 1982. — № I. — Т 42. — С. 109-113,
5. Шаталов 11. П. К вопросу об использовании результатов дешифрирования космо- и аэро- фотоснимков при изучении особенностей геологического строения Восточного Приазовья // Геологический журнал, 1982.—№ t.—T42.—C. 68-76.
6. Шаталов Н.Н. Дайки Приазовья. — Киев: Наук. думка, 1986. — 192 с.
7. Шаталов Н.Н., Сиренко В.А. Роль неотектонически активных разрывных нарушений и размещении индикаторной растительности в пределах массива «Каменные Могилы» (Приазовье) // Труды филиала Украинского степного природного заповедника «Каменные Могилы». — Киев: Фито-социоцентр, 1998.—С. 27-34.