Источник: Збірка доповідей ХХ Всеукраїнської наукової конференціі аспірантів і студентів "Охорона навколишнього середовища та раціональне використання природних ресурсів", 13-15 квітня 2010 року, ДонНТУ, м. Донецьк.
Для выявления геодинамически активных зон и оценки их современной активности в 70-е годы прошлого столетия был разработан комплекс методов структурно-геодинамического картирования (СГДК). Одним из таких методов является азимутальный способ изучения анизотропии электропроводности почвенных отложений (СГДК-А), разработанный в ДонНТУ. Способ СГДК-А основан на явлении азимутальной неоднородности электропроводности поверхностного слоя покровных отложений в связи с геодинамическими процессами в недрах. Для реализации способа СГДК-А разработан прибор — электронный фиксатор аномалий (ЭФА). Прибор ЭФА позволяет оперативно выявлять геодинамические зоны по изменению анизотропии электропроводности в покровных отложениях до глубины 2,5-3м. Метод прошел широкую апробацию в разных странах — Беларусь, Россия, Узбекистан, Киргизии, Китай.
В 2007 году в микрорайоне Широком города Донецка с целью выявления крупного разлома (надвига) проведены исследования методом СГДК-А. Исследования были проведены с шагом наблюдений 20-25м. Была выявлена крупная аномалия, фиксирующая выход надвига по рыхлые отложения. Выявленная аномалия прослежена на участке предполагаемого жилищного строительства. Геологоразведочными работами было установлено, что разломная зона в коренных породах проявлена мощной зоной дезинтеграции и представляет опасность для жилых зданий.
В 2009 году нами для уточнения положения разрывного нарушения и оценки его активности проведена детальная съемка методом СГДК-А. Шаг наблюдений в профиле составил 5м. Привязка начала и конца профиля проводилась по космоснимку и прибором GPS.
На каждой точке (пикете) профиля установка ЭФА ориентировалась с помощью компаса на север. Затем в этом положении измерялась электропроводность, и брус перемещался в горизонтальной плоскости по часовой стрелке для снятия замеров в других направлениях. Измерения проводились с угловым шагом в 30 градусов. Каждому фиксированному положению приемника присваивался порядковый номер (код) от 0 до 12. Исходная позиция имела номер 0. Последний замер брался в позиции 12. Последний замер дублировал измерения в исходной позиции и являлся контрольным. В случае отличия первого и последнего замера более чем на 4 единицы, измерения на точке наблюдения повторялись. Такой прием обеспечивал высокое качество наблюдений.
Снятые замеры отражают электропроводность грунтов в различных направлениях. Их анализ позволяет установить направление с максимальной электропроводностью в пределах каждого из 4 квадрантов (секторов) круга на каждом полевом пикете съемки.
Для выявлений аномальной анизотропии электропроводности грунтов использовались три показателя: К1 — степень устойчивости ориентировок максимальной электропроводности по профилю; К2 — степень отличия ориентировок максимальной электропроводности на пикете от глобального фона; К3 — степень отличия ориентировок максимальной электропроводности на пикете от фона участка съемки. Для повышения достоверности результатов, съемка проводилась двумя независимыми операторами по одним и тем же пикетам.
Для выявления фоновой анизотропии электропроводности на участке проведены статистические расчеты по всем замерам. Обработка полевых данных по профилю проводилась методом сглаживания с окном сглаживания в 5, 7, 11 пикетов. В результате было установлено, что наиболее оптимальным окном при шаге наблюдений 5м является окно в 7 пикетов. Процедура обработки данных и расчет показателей выполнялись с использованием компьютера каждым оператором отдельно. Затем результаты обработки сравнивались.
По результатам обработки данных построены графики показателей СГДК-А и выделены аномальные участки. С учетом максимальных значений по всем трем показателям была установлена главная аномалия, а также еще два небольших аномальных участка. Положение главной аномалии по данным 2009 года, фиксирующей надвиг, в целом соответствует данным съемки 2007 года.
Следующие исследования были проведены в сентябре 2009 года в районе 3-го корпуса ДонНТУ. Шаг наблюдений в профиле также составил 5 м. В один день в разное время было сделано 3 съемки (время съемок: 10:28, 11:55, 12:40). Цель исследований — изучение изменений анизотропии электропроводности грунтов во времени. Данная задача для СГДК-А была поставлена впервые. В результате проведенных исследований было установлено, что электромагнитное поле изменяется во времени.
Разница во времени между первой и второй съемкой составила 1,5 часа, между второй и третьей — 40 минут. В первом случае мы видим более значительные изменения параметров и колебания поля, чем во втором. То есть можно сказать, что наибольшая сходимость результатов наблюдается в том случае, когда разница во времени минимальна. В целом можно утверждать, что данный участок недр геодинамически довольно активный, поскольку параметры меняются в довольно короткие промежутки времени. Наиболее устойчивым показателем во времени является показатель К2 — степень отличия ориентировок максимальной электропроводности на пикете от глобального фона, который ведет себя практически одинаково на протяжении всех трех съемок. Наиболее изменчив показатель К1. В целом в районе 3 корпуса ДонНТУ закартирована устойчивая аномалия в районе памятника Юзу. Эта аномалия фиксирует мелкое разрывное нарушение, что подтверждается геологоразведочными данными. Надо сказать, что аномалия довольно активна, она пересекает учебный корпус. В стенах и перекрытиях здания наблюдаются деформации.
По результатам исследований 2009 года можно сделать ряд выводов. На участке микрорайона Широкий выявлена крупная аномалия СГДК-А, фиксирующая надвиг. Надвиг активен и может представлять опасность для жилых зданий. При проектировании и строительстве зданий следует учесть результаты проведенных исследований.
В районе 3-го корпуса ДонНТУ установлено, что электромагнитное поле изменяется во времени. Такой результат указывает на повышенную активность недр. Наличие мелких разрывных нарушений усложняет ситуацию. На данном участке необходимы дальнейшие исследования и проведение постоянных режимных наблюдений установкой ЭФА. Такие работы следует дополнить измерениями концентраций радиоактивного газа радона в почвах, так как известна приуроченность аномалий этого газа к активным разрывным нарушениям горного массива.
О новом методе структурно-гединамических исследований / Панов Б.С., Рябоштан Ю.С., Алехин В.И. и др // Советская геология. — 1984.-№ 1. — c.66-75.
Санина О.Н., Алехин В.И. Зоны экологического риска и методы их обнаружения на примере города Донецка //Охорона навколишнього середовища та раціональне використання природних ресурсів. Зб. доп. VI міжнар. наук. конф. аспірантів і студентів. — 2007. — Т. 2. — c.102-103.
А.С. № 396659, Ст 01V 5/00. Способ выявления современных геодинамических движений в тектонических структурах / Ю.С. Рябоштан и Л.В. Горбушина (СССР). № 1798577 / 26-25; Заявлено 12.06.72; Опубл. 29.08.73 Бюл. № 36 // Открытия, изобретения. — 1973. — № 36. — c.102.
Алехин В.И., Санина О.Н., Сахарова Н.А., Ковалева О.А. Зоны геолого-экологического риска тектонической природы и безопасность жизнедеятель-ности //Наукові праці ДонНТУ. Серія гірничо-геологічна. — 2007. — Вип. 6(125). — С.149-152.