С каждым годом проблема зон экологического риска становится всё актуальнее и распространенней, и, следовательно, привлекает к себе всеобщее внимание. Высока необходимость изучения не только влияния последствий хозяйственной деятельности людей, но и особенностей геологической среды и процессов, происходящих в ней.
Влияние особенностей геологического строения участков под жилищное строительство на устойчивость жилых домов, прежде всего, связаны с зонами тектонической нестабильности. Такие зоны приурочены к активным разрывным нарушениям коренного массива горных пород и вызывают деформации, как покровных отложений, так и фундаментов жилых зданий. В свою очередь деформации возникают в аномальных полях напряжений массива горных пород. Поля напряжений и деформаций в пределах зон экологического риска тектонической природы еще слабо изучены. Аномалии этих полей могут вызывать различные неблагоприятные явления – обводнение несущих грунтов в условиях растяжения или нарушение фундаментов зданий по типу сдвига в условиях сжатия и т.д. Эти поля являются предметом тектонофизических исследований и проводятся по специальной методике.
Проблема исследований тектонофизических особенностей зон экологического риска является злободневной для Донецкой области и города Донецка, так как на данной территории находятся участки аномальных значений градиентов скоростей современных движений земной коры, а также многочисленные региональные зоны экологического риска.
Очень важно отметить тот факт, что исследуемая площадь находиться в зоне влияния одного из крупнейших разрывных нарушений региона – Калининского надвига. По данным геологической карты надвиг имеет северо-восточное простирание (50 – 60 градусов) и сопровождается оперяющим разрывом близкого простирания. По данным этой же карты вблизи участка проходит надвиг северо-западного простирания.
Авторами было сделано предположение, что непосредственно на участке застройки должны находиться мелкие разрывные нарушения аналогичных простираний. Но данные структуры перекрыты чехлом рыхлых отложений и недоступны для непосредственного наблюдения. В связи с этим нами проведен комплекс геофизических исследований методами структурно-геодинамического картирования (СГДК-А, СГДК–Г). В результате исследований действительно установлены геодинамические зоны, отражающие разрывные нарушения названных направлений. Заверка этих зон буровыми скважинами показала, что в них коренные породы передроблены и в ряде случаев обводнены.
В центре участка был обследован карьер, вскрывающий песчаники каменноугольного возраста. В этих породах проведены детальные тектонофизические исследования методом массового замера элементов залегания трещин. Всего измерено около 50 трещин. Затем полевые данные с помощью специальных программ обработаны на ПЭВМ. Построены розы трещиноватости песчаников и реконструировано поле деформаций, установлено положение в пространстве оси растяжения поля суммарных деформаций (Рис. 1).
Рисунок 1 – Роза трещиноватости песчаников на участке новой застройки микрорайона «Широкий»
1 – системы трещин; 2 – направление оси растяжения суммарного поля деформаций; 3 – направления главных разрывных нарушений участка по геологическим данным
В целом по результатам исследований можно сделать следующие выводы:
На участке застройки имеются многочисленные мелкие разрывные нарушения, которые отражают направления простирания крупных надвигов района работ – системы разрывов 1,2 (см. Рис.1). Эти тектонические разрывы прослеживаются в коренных породах и могут деформировать покровные отложения и стоящие на них сооружения.
Системы трещин в песчаниках также отражают основные направления крупных разрывов, а реконструированное поле суммарных деформаций по этим трещинам показало северо-восточное направление оси растяжения. Такое положение оси растяжения позволяет прогнозировать обводненные зоны разрывных нарушений. Чаще всего такие обводненные зоны ориентированы под углом близким к 90? по отношению к оси растяжения. Из этого следует, что наиболее вероятно обводнение надвигов и сопровождающих их мелких разрывов северо-западного простирания – система разрывов 2 (см. Рис. 1). По системе разрывов 1 (см. Рис.1) наиболее вероятны сдвиговые деформации.