Главная страница сайта

В.В. Паньков, А.А. Рассказов

Эколого-геологические особенности трещинной тектоники при оценке устойчивости геологической среды юго-восточной части Восточного Саяна  Российский университет дружбы народов, Москва vpankov@narod.ru

Термин «экологическая геология» отражает вовлеченность геологии в решение проблем, связанных в первую очередь с взаимодействием верхних горизонтов литосферы и антропогенеза. Несмотря на неустоявшуюся терминологию, в этой области четко определяются два подхода, один из которых рассматривает процессы, а другой – результаты такого взаимодействия. В первом случае решающую роль играют не результаты человеческой деятельности (например, степень и характер загрязнения), а свойства, характеризующие устойчивость среды, в частности, проницаемость и емкость, в наибольшей степени зависящие от характера трещиноватости массивов пород. "Устойчивость геологической среды" является термином свободного пользования, под которым можно понимать способность геологической среды противостоять возможным внешним (техногенным) и внутренним (природным) воздействиям. Таким образом, устойчивость геологической среды непосредственно связана с характером трещинной тектоники, что особенно ярко выражено в складчатых областях, таких как Восточный Саян.

Рассматриваемый регион расположен на юго-западном фланге Байкальской рифтовой зоны - молодой, развивающейся геологической структуры, с активностью которой неразрывно связаны такие опасные геоэкологические процессы, как сейсмичность, выделение радона по глубинным разломам и другие, имеющие четкую связь с закономерностями трещинной тектоники. Территория представляет собой обширную горную страну с чередованием высоких хребтов с глубокими речными долинами и межгорными тектоническими впадинами, сложенную массивами трещиноватых скальных многолетнемерзлых пород, обладающими пониженной устойчивостью к сейсмическим и инженерным воздействиям. Отсутствие перекрывающих водоносные горизонты слабопроницаемых отложений и исключительно высокие коэффициенты фильтрации трещиноватых массивных пород обуславливают низкую защищенность подземных вод от проникновения в них загрязняющих веществ с поверхности земли.

 
Устойчивость геологической среды по отношению к вышеназванным внешним и внутренним воздействиям в значительной степени зависит от характеристик трещиноватости массивов пород. Существенное значение играют, в частности, углы падения, густота сети, число направлений (систем), ориентировка и другие характеристики разрывных нарушений. На основании свыше 7000 анализов морфометрии трещиноватости in situ, исследования образцов горных пород с различными типами трещиноватости в лабораторных условиях, изучения публикаций в сети Интернет, составлена схема устойчивости территории (рисунок).

Рисунок. Схема устойчивости территории к внешним и внутренним воздействиям.

A-D - территории водосборных бассейнов: Урикского (А), Китойского (В), Тункинского (С), Окинского (D); a1-d4 - участки с различными эколого-геологическими характеристиками: 1 - зоны с максимальной антропогенной нагрузкой; 2 - массивы гнейсо-гранитов; 3 - массивы серпентинитов; 4 - преобладание гранитоидных массивов и метаморфических сланцев; 5 - преобладание гранитных массивов и метаосадочных пород; 6 - то же в зонах влияния субширотных глубинных разломов.

В пределах региона выделяется четыре крупных водосборных бассейна, разделенных региональными водоразделами: Урикский (A), Китойский (B), Тункинский (C) и Окинский (D) (рисунок). Региональные водоразделы в условиях резко расчлененного рельефа являются границами, препятствующими проникновению загрязнения в соседние водосборные бассейны, кроме того, эти водоразделы подчинены ориентировке тектонических структур и обнаруживают взаимосвязь с последними.

(А) Урикский бассейн.

В геологическом строении территории бассейна преобладают гранитоидные и метаморфические сланцевые формации с выраженным субмеридиональным направлением разломов. В южной части важную роль играют разломы северо-западного простирания в гнейсо-гранитах Гарганской глыбы (а3) и породах, обрамляющих эту глыбу - гранитоидных интрузивах (преобладающих в данной зоне), метаморфических сланцах, известняках и др. (а2), где концентрируется сульфидное оруденение. В северной части (а1) характер трещиноватости меняется и преобладают субмеридиональные системы разломов, постепенно переходящие в северо-западные по мере приближения к Главному Саянскому разлому, ограничивающему регион с северо-востока.

(В) Китойский бассейн.

В западной части территории бассейна, в гранито-гнейсах Гарганской глыбы (b2), гранитных интрузивах и вмещающих их породах (b1), как и в зонах а3 и а1, основную роль играют разломы северо-западного простирания. Вдоль этих разломов также отмечается сульфидное оруденение. В восточной части (b3) геологическая структура территории определяется Китойским глубинным субширотным разломом.

На обеих территориях (A и B) обособлены массивы серпентинитов (a4, b4), отличающиеся относительно изотропной картиной направлений трещиноватости, что говорит об их однородности, устойчивости к механическому разрушению и относительно слабой проницаемости. Среди общих черт геологического строения территорий выделяется сходная картина углов падения трещин в горных породах всех типов. Пологие трещины практически отсутствуют, а преобладающим распространением пользуются трещины с углами падения в диапазоне 50-90° в обе стороны, причем в пределах этого диапазона углы падения распределены более-менее однородно, т.е. наблюдаются веерообразные зоны крутопадающих разрывов. Крутопадающие зоны разломов обуславливают высокую проницаемость массивов горных пород на большие глубины вдоль определенных (северо-западных) направлений, что существенно снижает устойчивость массивов, особенно интрузивных, к внешним и внутренним воздействиям, вызывая, в частности, развитие морозобойных трещин, курумов, осыпных и обвальных явлений и т.д.

Территории Урикского и Китойского бассейнов затронуты хозяйственной деятельностью, связанной с освоением месторождений полезных ископаемых. По мере хозяйственного освоения региона антропогенная нагрузка будет возрастать.

(С) Тункинский бассейн

На северо-западе территории Тункинского водосборного бассейна (с1, с2), в верховьях реки Иркут, развиты гранито-гнейсы Гарганской глыбы (с1) и обрамляющие их метаморфизованные сланцы и гранитоиды (с2). Здесь преобладают разрывы север-северо-восточного (около 20°) и северо-западного простирания. В остальном эколого-геологическая ситуация на данной территории сходна с ситуацией на территориях двух предыдущих бассейнов. Основная часть территории Тункинского бассейна (с3), вытянутая вдоль реки Иркут (субширотного Тункинского глубинного разлома), характеризуется сходной картиной трещиноватости в горных породах всех типов (кайнозойские базальты, метаморфизованные и кристаллические сланцы, мраморы, гранитоиды и др.). Такая картина, не зависящая от типа и возраста горных пород, характеризует зоны высокой тектонической активности, наименее устойчивые к внутренним воздействиям. Наряду с субширотной системой, выражены разрывы северо-западных и северо-восточных простираний, причем последние образуют "веер" направлений в пределах 20-60°. Повсеместно наблюдаются два выраженных пика углов падения разрывов: около 50 и 70°. На данной территории (с3) отмечается постоянная сейсмическая активность, связанная со сдвигами по Тункинскому глубинному разлому. Эпицентры землетрясений с магнитудой более 5 баллов отмечены в районе поселка Монды на западном окончании Тункинской долины. С этим же разломом связано поступление к поверхности радона, который затем распределяется по системам северо-восточных и северо-западных разрывов, оперяющих Тункинский разлом. Долина реки Иркут является наиболее экономически освоенным и населенным районом юго-восточной части Восточного Саяна. Вместе с тем, здесь расположена особо охраняемая природная территория - Тункинский национальный парк. Таким образом, регламент хозяйственной деятельности на этой территории вступает в противоречие с существующим режимом природоохранной и хозяйственной деятельности в пределах выделенной зоны (с3). По данным Государственного комитета Республики Бурятия по экологии и природопользованию, здесь отмечаются размещенные главным образом в местах организованного захоронения и на санкционированных свалках, а также на промплощадках такие отходы, как осадки очистных сооружений, макулатура, стеклобой, зола и золошлаки, изношенные шины, стальной лом, масла, электролит, песок с мазутом, твердые бытовые отходы и др.

(D) Окинский бассейн

Территория Окинского водосборного бассейна в целом характеризуется достаточно однородным распределением направлений разрывов, без ярко выраженных пиков, что в целом характеризует данную территорию как устойчивую. Преобладающие углы падения разрывов в южной части также распределены достаточно однородно, особенно в метаморфизованных сланцах зоны d3. В пределах гранито-гнейсового массива в центральной части территории (d2) выражена тенденция к преобладанию углов падения около 45-60°, а в массивах серпентинитов (d4) отмечено два пика углов падения трещин: 30 и 75°. Вместе с тем, в гранито-гнейсах Гарганского массива (d2) на востоке территории резко преобладают разрывы с углами падения близкими к 90°, характеризуя сходство этого участка с участками a3, b2 и c1. Северная часть территории (d1) отделена от южной субширотным Яматинским глубинным разломом, в широкой зоне влияния которого преобладают субширотные ориентировки структур, тем не менее по мере продвижения на север проявляются разрывы северо-западного простирания. Территория Окинского бассейна наименее подвержена антропогенной нагрузке, однако, на севере зоны d1 расположен поселок Орлик. Основные загрязняющие вещества, связанные с хозяйственной деятельностью в этом районе, представлены отходами животноводства, металлоломом, маслами, твердыми бытовыми отходами.

Предложенная схема устойчивости территории к внешним и внутренним воздействиям является основой для выделения участков, наиболее неблагоприятных для проживания населения, для прогнозирования развития неблагоприятных и катастрофических геологических процессов и оценки эколого-геологических рисков, оценки устойчивости территории к техногенному воздействию, обоснования мер инженерной защиты территорий от неблагоприятных геологических процессов, обоснования регламентов хозяйственной деятельности на отдельных участках, включая оценку соответствия регламента хозяйственной деятельности существующему режиму природоохранной и хозяйственной деятельности, а также выработку рекомендаций по улучшению эколого-геологической ситуации, проектированию линейных сооружений, мест захоронения отходов, промышленных и других объектов и т.д.

Copyright © Вячеслав Владимирович Паньков 1998-2011

 
Hosted by uCoz