Цена доставки диссертации от 500 рублей 

Поиск:

Каталог / НАУКИ О ЗЕМЛЕ / Геотектоника и геодинамика

Структура разломных зон земной коры по данным радоновой съемки: на примере Западного Прибайкалья и Южного Приангарья

Диссертация

Автор: Бобров, Александр Анатольевич

Заглавие: Структура разломных зон земной коры по данным радоновой съемки: на примере Западного Прибайкалья и Южного Приангарья

Справка об оригинале: Бобров, Александр Анатольевич. Структура разломных зон земной коры по данным радоновой съемки : на примере Западного Прибайкалья и Южного Приангарья : диссертация ... кандидата геолого-минералогических наук : 25.00.03 / Бобров Александр Анатольевич; [Место защиты: Ин-т земной коры СО РАН] - Иркутск, 2010 - Количество страниц: 130 с. ил. Иркутск, 2010 130 c. :

Физическое описание: 130 стр.

Выходные данные: Иркутск, 2010






Содержание:

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 ВВЕДЕНИЕ В ПРОБЛЕМАТИКУ
11 Общие сведения о радоне
12 Концентрация радона над разломами
121 Разломный сместитель в поле эманаций радона
122 Разломная зона в поле эманаций радона
13 Факторы, влияющие на эманации радона
14 Особенности методики измерений эманаций радона из почвы
15 Выводы
ГЛАВА 2 ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
21 Геолого-геоморфологическое строение района работ
22 Электромагнитные поля изучаемых объектов
ГЛАВА 3 ЭМАНАЦИОННАЯ СЪЕМКА
31 Метрологическое обеспечение
32 Методика эманационных измерений для территории Приольхонья и Южного Приангарья
33 Выводы
ГЛАВА 4 ВЫДЕЛЕНИЕ РАЗЛОМНЫХ ЗОН В
ЭМАНАЦИОННЫХ ПОЛЯХ
ГЛАВА 5 ОТРАЖЕНИЕ ГЛАВНЫХ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ВНУТРЕННЕЙ СТРУКТУРЫ РАЗЛОМНЫХ ЗОН В ПОЛЕ
РАДОНА
ГЛАВА 6 СВЯЗЬ ПОКАЗАТЕЛЯ РАДОНОВОЙ АКТИВНОСТИ С ТЕКТОНИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТЬЮ, МАСШТАБНЫМ РАНГОМ
И МОРФОГЕНЕТИЧЕСКИМ ТИПОМ РАЗЛОМНЫХ ЗОН

Введение:
Актуальность исследований. Измерения концентрации радона в подпочвенном воздухе проводятся для различных в геодинамическом отношении регионов с целью выявления разломов, определяемых в тектонике как активные. Информация о них лежит в основе установления теоретических закономерностей разломообразования в земной коре, позволяет оценивать сейсмическую опасность районов интенсивного природопользования, необходима при строительстве коммуникаций, промышленных зданий и сооружений. В подавляющем большинстве случаев главной задачей проведения подобных исследований является лишь выявление главного разломного сместителя, тогда как целая серия структурных факторов образования эманационных аномалий, обусловливающих различие последних по величине, размеру и форме, остается не изученной.
Согласно современным представлениям тектонофизики, разлом у поверхности земли редко представлен лишь узкой полосой тектонитов. Как правило, это достаточно широкая зона проявления парагенетически связанных разрывных нарушений, обрамленная по периферии участками повышенной трещиноватости. Ее внутреннее строение определяется степенью тектонической активности, стадией развития, размерами и морфогенетическим типом разлома. Акцентированного (на количественной основе) исследования обусловленности радоновых аномалий перечисленными факторами, судя по известным литературным данным, ранее не проводилось. Кроме того, практически не изучены соотношения радоновой активности дизъюнктивов, т.е. степени их проявления в поле эманаций радона, с характеристиками других связанных с ними геофизических полей (эманационных и электромагнитных), что необходимо для разработки в будущем обобщенной геолого-геофизической модели разломной зоны земной коры.
Цель работы - исследовать радоновую активность разнотипных и разноранговых разломных зон, располагающихся в пределах смежных регионов юга Восточной Сибири, существенно отличающихся интенсивностью тектонических движений.
Районы исследований. В качестве представителя стабильных территорий выбрано Южное Приангарье (окраина Сибирского кратона), а тектонически активных участков земной коры — Западное Прибайкалье (точнее - Приольхонье), принадлежащее к центральной части Байкальского рифта. Для рассматриваемых регионов исследование является вдвойне актуальным, так как, несмотря на их хорошую изученность вследствие интенсивного природопользования, в литературе приводятся лишь единичные оценки радоновой активности, относящиеся к крупным разломам Байкальской рифтовой зоны (БРЗ).
Задачи исследования.
1. Отработать методику экспрессной эманационной съемки в условиях юга Восточной Сибири и определить пределы изменений объемной активности радона (ОАР) в подпочвенном воздухе для тектонически активного (центр Байкальского рифта) и пассивного (юг Иркутского амфитеатра) участков земной коры.
2. Выявить наиболее общие закономерности пространственных вариаций ОАР в дизъюнктивных зонах Приольхонья и Южного Приангарья и представить их в качестве принципиальной модели поля радона над разломом земной коры.
3. Сопоставить радоновую активность разломных зон, отличающихся тектонической активностью, масштабным рангом и морфогенетическим типом.
Объекты исследований. Изучена радоновая активность нескольких десятков разломов, располагающихся в Тункинской долине, дельте р. Селенги, Приольхонье и Южном Приангарье. В пределах двух последних территорий исследовано 28 разломных зон (9 — на платформе и 19 - в рифте), данные по которым легли в основу обобщений, сделанных в диссертации.
Главный предмет исследований — поле концентрации радона в подпочвенном воздухе, изменяющееся в зависимости от структурных особенностей разломных зон Приольхонья и Южного Приангарья.
Фактический материал и методы исследований. В основу работы положен большой объем количественной информации, полученной в результате реализации на изученных территориях комплекса методов полевой геофизики (эманационная съемка на радон и торон, магниторазведка, электроразведка методами вертикального электрического зондирования (ВЭЗ), зондирования становлением поля в ближней зоне (ЗСБ), симметричное (СЭП) и дипольное (ДЭП) электрические профилирования) и полевой тектонофизики (структурная съемка в сочетании с методами реконструкции полей напряжений и кинематики перемещений по разломным поверхностям). В анализе участвовали данные по: 84 профилям радон-тороновой съемки (837 пунктов измерений), 41 профилю магниторазведки (1663 пункта измерений), 30 профилям электроразведки методом СЭП (1023 пункта измерений), 3 профилям электроразведки методом ДЭП (67 пунктов измерений), 3 профилям электроразведки методом ЗСБ, 4 профилям электроразведки методом ВЭЗ, а также структурные материалы по разломам и трещинам (135 точек наблюдений, включая 95 станций массового замера трещиноватости).
Основные геофизические материалы были получены лично (эманационная съемка) или под непосредственным руководством (магниторазведка, СЭП) автора диссертации, который также принял участие в сборе и обработке структурно-геологической информации по ключевым пересечениям каждой из исследованных разломных зон. Основная часть использованной в работе информации по разломам и трещинам составляет банк структурно-геологических наблюдений, созданный сотрудниками лаборатории тектонофизики в течение многолетних полевых исследований на территории Прибайкалья. В связи с этим автор выражает глубокую благодарность коллегам по лаборатории, а таюке сотрудникам ООО «Байкальская геофизическая партия» Поспееву А.В., Агафонову Ю.А., Компанеец С.В., Колесникову Ф.П. и работникам кафедры геофизики ЧитГУ Авгулевичу Д.Л. и Оленченко В.В., материалы которых по методам ВЭЗ, ЗСБ и ДЭП использовались при анализе структурной ситуации на некоторых участках.
Защищаемые положения:
1. Разломные зоны Приольхонья и Южного Приангарья отчетливо выделяются в эманационном поле, причем радон отражает их существенно более глубокое строение по сравнению с тороном. Главным структурным фактором пространственной изменчивости эманационного поля Западного Прибайкалья является неравномерная проницаемость разломных зон для газов, обусловленная различием степени современной нарушенное™ горного массива разноранговыми разрывами.
2. Строение эманационной аномалии характеризуется повышением радоновой активности от периферии к осевой части, на фоне которого выделяется серия локальных максимумов и минимумов, соответствующих положению отдельных сместителей с проницаемыми или непроницаемыми для газа тектонитами. Поперечный размер радоновой аномалии, связанной с разломом, пропорционален ширине зоны повышенной трещиноватости, сформировавшейся при перемещении его крыльев.
3. Радоновая активность разломных зон при прочих равных условиях зависит от их тектонической активности, размера и морфогенетического типа. На уровне главных тенденций она выше у рифтовых дизъюнктивов по сравнению с платформенными, больше у сбросов по отношению к сдвигам, возрастает с увеличением масштабного ранга и степени тектонической активности разлома, которая является наиболее значимым геодинамическим фактором формирования эманационного поля.
Новизна исследования определяется, с одной стороны, недостаточной изученностью эманационных полей Западного Прибайкалья и Южного Приангарья, а, с другой, — современным пониманием объектов исследования (т.е. разломных зон), как широких областей проявления парагенетически связанных разрывов и трещиноватости.
Впервые для большой группы разнотипных и разноранговых дизъюнктивов получены инструментальные оценки объемной активности радона, характеризующие центральную часть Байкальского рифта и смежную территорию Сибирской платформы. Установлено, что сейсмоактивный регион в среднем отличается большими концентрациями газов в подпочвенном слое. В то же время высокие значения ОАР у отдельных платформенных разломов (в совокупности с их выраженностью в позднечетвертичных отложениях разрывами со смещениями в первые десятки сантиметров) свидетельствуют о локальном проявлении высокоактивных блоковых подвижек по краю древнего кратона, генетически связанных с процессом деструкции в смежном рифте.
На основе установленных закономерностей проявления в эманационных полях внутренней структуры дизъюнктивов Приольхонья и Южного Приангарья предложена обобщенная модель поля радона над разломом земной коры.
Показано, что ввиду зависимости абсолютных значений объемной активности радона от нетектонических факторов местного значения (интенсивность первичного излучения, тип геологического разреза и др.) для эманационных исследований разломов Восточной Сибири эффективен безразмерный параметр — показатель радоновой активности (Kg), представляющий отношение максимальной величины ОАР в разломной зоне к ее минимальному значению в крыльях. При прочих равных условиях Kq возрастает с увеличением масштабного ранга и степени тектонической активности разлома. Он больше у сбросов по сравнению со сдвигами.
На основе сопоставления эманационных и электромагнитных полей над одними и теми же дизъюнктивами установлено, что наиболее информативным методом картирования структуры активных разломных зон Приольхонья является радоновая съемка. Ее данные с меньшими временными затратами позволяют выделять отдельные сместители и общие границы разломной зоны, ширина которой, согласно результатам количественного анализа, меньше поперечного размера соответствующей аномалии объемной активности радона в 1.4 раза.
Практическая значимость. Отработана методика экспрессной радон-тороновой съемки приборами типа РРА для условий Восточной Сибири. В совокупности с представленными в работе закономерностями проявления структуры разломов в эманационном поле эта методика может быть использована в качестве эффективной основы комплексных прикладных исследований в регионе: нахождения скрытых разломов, структурного картирования, поиска и разведки рудных месторождений, прогнозирования землетрясений и изысканий под строительство.
Сведения о выявленных в результате данного исследования аномальных по концентрации радона зон, ассоциирующихся с высокопроницаемыми разломами земной коры, уже сейчас могут быть использованы в качестве важной информации для строительства и эксплуатации объектов различной экономической значимости. В Приольхонье, как активно развивающемся центре проведения курортно-туристических мероприятий, наиболее активные в плане эманаций радона участки разломных зон должны быть рассмотрены на предмет безопасности их использования в качестве площадок для размещения пансионатов, туристических баз и кемпингов. Результаты исследования радоновой и тектонической активности платформенных разломов в Южном Приангарье свидетельствуют о необходимости пересмотра статуса этой экономически значимой территории в отношении опасности со стороны разломообразования и сопровождающей его сейсмичности.
Апробация работы. Основные результаты работ докладывались на «Научно-технической конференции факультета геологии, геоинформатики и геоэкологии» (г. Иркутск, 2006 г.), «XXII Всероссийской молодежной конференции» (г. Иркутск, 2007 г.), «Всероссийской конференции по сейсмологии и геодинамике Центральной и Восточной Азии» (г. Иркутск, 2007 г.), «Всероссийской конференции к 40-летию создания М.В. Гзовским лаборатории тектонофизики: Тектонофизика и актуальные вопросы наук о Земле» (г. Москва, 2008 г.), «Всероссийском совещании: Разломообразование и сейсмичность в литосфере», (г. Иркутск, 2009 г.), «VIII Российско-Монгольской конференции по астрономии и геофизике» (г. Иркутск, 2009 г.), а также неоднократно обсуждались на семинарах лаборатории тектонофизики ИЗК СО РАН. Исследования по теме диссертации поддержаны РФФИ (проект 07-05-00061а; 08-05-98062сибирь) и СО РАН (проект OH3-6.13; программа ОНЗ-7, проекты № 6,7).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 работ (в т.ч. 6 - в журналах из списка ВАК), 2 статьи приняты к печати.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав и заключения, изложена на 130 страницах, содержит 57 рисунков и 8 таблиц. Список литературы включает 169 наименований.