Экологическое воздействие разломных зон на окружающую среду на примере мушкетовского надвига

И.Ю. Николаев, С.А. Шурховецкий, П.А. Власов ДонНТУ

Разломные зоны относятся к одним из важнейших элементов структуры земной коры, Эти зоны являются наиболее мобильными, энергоемкими и самыми ослабленными ее частями. С ними связан основной тепломассоэнергопоток в недрах Земли. Эти же зоны являются основными проводниками продуктов техногенеза в недра. С энергетических позиций все эти структуры относятся к энергостоковым зонам (ЭСЗ). Исследование таких зон, проведенное в России, на Украине и других странах СНГ, показывает сложную иерархическую структуру. Выделяют несколько уровней ЭСЗ: глобальный, региональный, локальный, элементарный. Зоны различных уровней отличаются различной шириной и протяженностью, уровнем энергомассопереноса, характером и интенсивностью экологического воздействия на окружающую среду и человека.

Исследована одна из таких энергостоковых зон в пределах Ворошиловского района города Донецка, связанная с Мушкетовским надвигом. Эту структуру можно отнести к региональному уровню ЭСЗ. Ширина зоны влияния таких зон достигает сотен метров, а экологическое воздействие на окружающую среду выражается в активизации экзогенных геологических процессов, приводящих к развитию оврагов, карстообразованию, образованию оползней, просадок грунтов и др. В пределах этих зон увеличивается число аварий на транспорте, происходят деформации зданий и сооружений, разрывы трубопроводов и сетей городских коммуникаций, увеличивается травматизм и процент заболеваемости населения.

Местоположение выхода Мушкетовского надвига под рыхлые покровные отложения в черте города Донецка определялось в районе реки Кальмиус. Использовались данные геологоразведочных и горных работ на полях шахт имени Горького и Калинина. Было установлено, что возможный участок выхода к дневной поверхности этого крупного разрывного нарушения расположен между бульваром Шевченко и проспектом Ильича. Простирание разрыва на данном участке близкое к широтному, падение - в северном направлении.

Для изучения проявления Мушкетовского надвига в физических и газовых полях почвенных отложений вдоль левого берега реки Кальмиус был задан геофизический профиль. Вдоль профиля с шагом в 10 метров изучена анизотропия электромагнитного поля грунтов и содержание в них углекислого газа. Для исследований газового поля почвенных отложений использовался газовый анализатор ШИ-11. Пробы отбирались из подпочвенного воздуха с глубины 0,5 м. Отбор проб подпочвенного воздуха осуществлялся с помощью вакуумного насоса и конусного пробоотборника из шпуров, пробуренных вручную специальным буром.

Изучение анизотропии электромагнитного поля проводилось с помощью прибора, разработанного на кафедре полезных ископаемых и экологической геологии ДонГТУ (прибор ЭФА), но методике азимутального структурно-геодинамического картирования СГДК-А. Методика защищена авторским свидетельством и опробирована в различных регионах Украине и зарубежных странах. Важной особенностью метода СГДК-А является использование покровных отложений в качестве источника информации о геодинамической и тектонической структуре массива коренных пород. Экспериментально установлено наличие в поверхностном слое покровных отложений микродеформационных структур, генетически связанных с современными геодинамическими процессами в массиве коренных пород вблизи сформированных разрывных нарушений и вновь зарождающихся тектонических структур или участков с аномальными полями тектонических напряжений.

Обработка и интерпретация данных выполнялась на ПЭВМ по программам разработанным на этой же кафедре и в УкрНИМИ. Использовались статистические методы математического анализа, строились графики сглаженных и комплексных показателей газового и электормагнитного поля по профилю. Применение двух независимых методов позволило уточнить положение Мушкетовского надвига на участке исследований, установить особенности его проявления в газовом и электромагнитном поле почвенных отложений, определить проницаемые участки, оценить строение.

Выявлено две главные аномалии, фиксирующие выход зоны Мушкетовского надвига под покровные отложения, что указывает на наличие не менее двух шовных зон надвига. Северная шовная зона хорошо проявлена в газовом и электроиагнитном полях, но наибольшей контрастностью характеризуется газовая аномалия, что свидетельствует о высокой проницаемости этой шовной зоны надвига. Южная шовная зона слабо выражено в газовом поле, но она выделяется наиболее широкой и интенсивной аномалий электромагнитного поля на профиле. Изучение ландшафтых условий вблизи аномалий показало, что северная комплексная аномалия примыкает к балке, которая протягивается по направлению простирания Мушкетовского надвига.

Обе шовные зоны проходят через территорию областной больницы имени Калинина. Опыт исследований таких структур указывает на формирование в почвенных отложениях над ними аномальных концентраций не только углекислого газа, но и метана, радона. Эти газы способны накапливаться в подвальных помещениях и нижних этажах жилых домов. В случае метана это приводит к возникновению взрыво опасной ситуации. Газ радон проникая в легкие людей, вызывает тяжелые заболевания. Известно, что геофизические аномалии в ряде случаев отражают положение геопатогенных зон в земной коре. Длительное нахождение или проживание в пределах таких зон создает дискомфортную ситуацию для человека или даже приводит к тяжелым заболеваниям.

В связи с полученными данными возникает необходимость детального изучения энергостоковой зоны Мушкетовского надвига на территории областной боьницы с целью установления взаимного расположения геопатогенных зон и больничных юрпусов, состава и интенсивности газовых аномалий, интенсивности электромагнитных аномалий и других харатеристик, влияющих на здоровье людей. Вопрос актуален в связи с тем, что больной, ослабленный организм наиболее восприимчив к воздействию аномалий геофизических и газовых полей.