ПРИМЕНЕНИЕ СТРУКТУРНО-ТЕКТОНОФИЗИЧЕСКОГО МЕТОДА В ГЕОЛОГО-ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ
В.Н. Жикаляк, М.Г. Хлякина, В.А. Дудник
Збірник доповідей ХI Всеукраїнської наукової конференції
аспирантів та студентів, м.Донецьк, 17-19 квітня 2001 р.
- Донецьк, 2001. - Т. 2.
В современных условиях при ускорении темпов индустриального развития возникает острая необходимость в усилении минерально-сырьевой базы. С этой целью необходимо внедрение новых способов поисков месторождение полезных ископаемых. Кроме того, вследствие строения крупных промышленных объектов (гидростанции, дамбы, трубопроводы, атомные станции и т.п.) становится необходимым выбор или оценка устойчивости.
Для открытия новых месторождений рудных полезных ископаемых, и залежей углеводородов на территории Украины недостаточно применение таких традиционных методов, как бурение и геофизические исследования, которые к тому же довольно дорогостоящие. Внедрение предлагаемой методики позволит выделять наиболее перспективные участки исследуемых площадей для проведения буровых и геофизических работ.
Структурно-тектонофизические исследования включают в себя полевые работы по замеру элементов структур разрушения массива горных пород (трещины, жилы, зеркала скольжения), а также элементов складчатости на естественных геологических обнажениях, карьерах, скважинах, и в подземных выработках. Данные полевых исследований обрабатываются и интерпретируются с помощью специальных компьютерных программ, разработанных в ИФЗ РАН на кафедре ПИ и ЭГ ДонГТУ, основанных на методике реконструкций полей деформаций (Степанов, Гущенко). В результате реконструируются параметры полей суммарных хрупких тектонических деформаций (ориентировка осей сжатия и растяжения, значения коэффициента Лодэ-Надаи, его дисперсии, а также вертикальной составляющей эллипсоида деформаций).
Ориентировка осей сжатия и растяжения показывает направление сжимающих и растягивающих тектонических усилий. Коэффициент Лодэ-Надаи (µЕ) характеризует вид напряженного деформированного состояния массива пород. Его значение изменяется от -1 до +1-при µЕ=-1 преобладают растягивающие усилия, µЕ=1 свидетельствует о преобладании сжатия и если µЕ=0 проявляется чистый сдвиг. Дисперсия µЕ свидетельствует о степени изменчивости тектонических усилий. Вертикальная составляющая (Z-компонента) эллипсоида деформаций дает возможность оценить движение горных пород в вертикальном направлении, в том числе и дневной поверхности (поднятие-опускание).
Рудные постмагматические месторождения золота, ртути, сурьмы и др. металлов прогнозируются в зонах, где преобладают растягивающие усилия (µЕ<0) на фоне общего сжатия (µЕ>0) с высокими значениями дисперсии коэффициента. Разрывные структуры, по которым происходит резкое изменение ориентировок осей тектонических деформаций, считаются рудоподводящими.
Формированию скоплений углеводородов благоприятствует состояние растяжения пород (µЕ<0). Высокие значения вертикальной компоненты (Z-компонента) могут свидетельствовать о наличии структурных ловушек купольного типа. Для образования крупных месторождений нефти и газа также необходимы глубинные проницаемые структуры, которые выделяются по изменению ориентировок осей тектонических деформаций.
Структурно-тектонофизический метод позволяет также сделать прогноз устойчивости крупных инженерно-технических сооружений. Так в зонах, где преобладают условия растяжения, уменьшается прочность горных пород и их несущая способность. Высокая геодинамическая активность наблюдается в местах перестройки ориентировок осей деформации, что также неблагоприятно сказывается на устойчивости инженерных сооружений. По этим же зонам происходит повышенная циркуляция подземных вод. Территории возможных подтоплений прогнозируются в местах относительного опускания дневной поверхности и характеризуются низкими значениями (Z-компоненты).
Таким образом, структурно-тектонофизические исследования необходимо применять для комплексного прогноза локализации полезных ископаемых и для оценки экологической безопасности территорий.
ЛИТЕРАТУРА
Структурная геология и тектоника плит [Энциклопедия]/ Под ред. К.Сейферта, -М.: Мир, 1990.- Т.3.- 350с.
Гзовский М.В. Тектонические поля напряжений// Изв. АН СССР, серия геофизич.- М.,1954.- №5.-с. 23-31
Гзовский М.В. Основы тектонофизики.- М.: Наука, 1975.- 352с.
Гавриш В.К. Глубинные структуры и методика их изучения.- К.: Наук. думка, 1969.- 269с.
Поля деформаций и их влияние на подтопление южного участка Южно-Донбасского угленосного района// Шурховецкий С.А., Власов П.А., Корчемагин В.А.Сб.научн.публикаций, ДонНТУ, 2001.- с.120-121