Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ
Інститут геологічних наук
Багрій Ігор Дмитрович
УДК (551.243.8:551.252):504.054](477)
ПРОГНОЗУВАННЯ РОЗЛОМНИХ ЗОН ПІДВИЩЕНОЇ ПРОНИКНОСТІ ГІРСЬКИХ ПОРІД ПЛАТФОРМЕНИХ ОБЛАСТЕЙ УКРАЇНИ
ДЛЯ ВИРІШЕННЯ ГЕОЕКОЛОГІЧНИХ ЗАДАЧ
04.00.01 – загальна та регіональна геологія
Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата геологічних наук
Київ – 2001
Дисертацією є рукопис.
Робота виконана в Інституті геологічних наук НАН України.
Науковий керівник
доктор геолого-мінералогічних наук, академік НАН України,
Чебаненко Іван Ілліч
Інститут геологічних наук НАН України,
завідуючий відділом.
Офіційні опоненти:
доктор геолого-мінералогічних наук, член-кореспондент НАН України Лялько Вадим Іванович, ЦАКДЗ ІГН НАН України, директор;
кандидат геолого-мінералогічних наук, Веліканов Вячеслав Акимович, УкрДГРІ департаменту геології та використання надр Мінекоресурсів України, провідний науковий співробітник
Провідна установа - Київський національний Університет ім.Тараса Шевченка, геологічний факультет, м.Київ.
Захист відбудеться 27.09.2001 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.162.02 при Інституті геологічних наук НАН України за адресою: 01054, Київ-54, вул. О.Гончара, 55б.
З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту геологічних наук НАН України за адресою: 01054, Київ-54, вул. О.Гончара, 55б.
Автореферат розісланий 18.08.2001 р.
Вчений секретар
спеціалізованої вченої ради
кандидат геолого-мінералогічних наук _________________ Г.М.Ладиженський
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність роботи. У вирішенні проблем збереження природного довкілля важливе значення має вивчення сучасних геологічних процесів, що пов'язані з людською діяльністю. На основі досліджень, спрямованих на охорону земних надр та раціональне використання геологічного середовища, сформувався новий науковий напрямок – геологічна екологія. Серед багатьох задач цього напрямку в останні десятиріччя все більше уваги привертають розломні зони сучасної підвищеної проникності (РЗПП), з якими пов'язані зони розущільнення (тріщинуватості) гірських порід та підвищена флюїдопровідність. Для території України з надзвичайно високим ступенем техногенного навантаження дослідження РЗПП є особливо актуальними. Визначаючи шляхи посиленої міграції газів, поверхневих та підземних вод, вони обумовлюють шляхи транспортування розчинених, у тому числі шкідливих, речовин, що веде до забруднення ними навколишнього середовища. РЗПП також активно впливають на міцність грунтів, ускладнюючи інженерно-геологічні умови.
Найболючіші питання геоекологічного характеру поставила Чорнобильська аварія. Серед проблем, породжених її наслідками, першочерговими є прогнозування сучасних активних геологічних процесів в зв`язку з необхідністю підвищення безпеки експлуатації діючих АЕС, забезпечення забруднених територій чистою питною водою, визначення шляхів посиленої міграції радіонуклідів та ін. Масштабною науково-технічною проблемою є ізоляція радіоактивних і токсичних відходів в геологічних формаціях. Всі ці питання вкрай актуальні для України, а їх розв'язання вимагає у кожному конкретному випадку виявлення та детального вивчення РЗПП.
Незважаючи на широке розповсюдження, РЗПП мають, як правило, прихований характер внаслідок їх перекриття сучасними пухкими, часто потужними відкладами. Застосування традиційних методів виявлення цих зон вимагає великих обсягів робіт (свердлування, режимні спостереження, геофізичні дослідження), значних коштів та тривалого часу. Це визначає необхідність вдосконалення існуючих та розробки більш ефективних методів прогнозування РЗПП для оперативного вирішення різноманітних геологічних та геоекологічних задач.
Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Вибір напрямку досліджень був визначений науковою тематикою Інституту геологічних наук НАН України . Робота є складовою частиною бюджетних тем Інституту "Розвиток комплексу непрямих методів виявлення зон і ділянок підвищеної проникності масивів гірських порід" (держ.реєстр. № 0198UO03818), "Зміни гідроекологічного стану промислового регіону в умовах реструктуризації підприємств гірничо-видобувного комплексу (на прикладі Криворізького басейну)" (держ.реєстр. № 0199UO02101), а також включає результати розробок багаторічних досліджень за господарчо-договірною тематикою. Лабораторія геолого-гідрологічних та геоекологічних проблем Інституту, яку очолює здобувач, є головним координатором робіт по розробці міжгалузевої "Програми створення системи еколого-геологічного моніторингу геологічного середовища Кривбасу".
Мета і головні задачі досліджень. Об'єкт досліджень – розломні зони підвищеної проникності платформених областей України. Метою досліджень є розробка раціонального комплексу методів прогнозування РЗПП в різних за геологічною будовою ділянках та визначення можливого впливу процесів, що з ними пов'язані, на навколишнє середовище. У задачі досліджень входило: 1.Узагальнення та систематизація існуючої інформації про розломно-блокову тектоніку території досліджень, що визначає просторове розміщення зон тріщинуватості гірських порід та пов'язаних з ними РЗПП; 2.Розробка та удосконалення комплексу непрямих методів прогнозування РЗПП для оперативного вирішення геоекологічних задач на конкретних об'єктах; 3.Відпрацювання методики прогнозування РЗПП у полігонних умовах для підвищення її надійності та точності інструментальних досліджень; 4.Визначення оптимального комплексу індикаторів РЗПП при розв'язанні конкретних задач у різних геологічних умовах; 5.Вдосконалення методів та засобів інтерпретації результатів комплексних досліджень РЗПП з застосуванням сучасної обчислювальної техніки.
Наукова новизна роботи. 1. Розроблено комплексну методику прогнозування РЗПП і доведено ефективність її застосування при вирішенні різнотипових геологічних та геоекологічних задач. 2.Удосконалено методику поетапної інтерпретації комплексу атмогеохімічних досліджень з заключним розрахунком і картуванням мультиплікативних та інтегральних коефіцієнтів аномалій. 3. Розроблено методичну основу організації та оптимізації моніторингу сучасних техногенно небезпечних геологічних процесів з застосуванням комп'ютерних ГІС-технологій.
Теоретичне і практичне значення. Запропонована комплексна методика прогнозування РЗПП відрізняється від існуючих швидкістю отримання даних польових досліджень та їх обробки, достовірністю підсумкових матеріалів та низькою вартістю робіт. Завдяки цим перевагам вона може бути застосована для оперативного визначення шляхів підземної міграції радіонуклідів та інших шкідливих речовин, прогнозування проявів потенційно небезпечних сучасних геологічних процесів, вибору ділянок та оптимізації геоекологічного моніторингу, розробки природоохоронних заходів тощо.
Виявлення та картування РЗПП на основі зазначеної методики дозволило здійснити прогноз можливих шляхів розповсюдження радіоактивного забруднення в умовах екстремальних ситуацій на території Рівненської АЕС та проникнення радіонуклідів у річкову мережу в зоні забруднення Чорнобильської АЕС; обгрунтування місць закладання підземних сховищ радіоактивних відходів (РАВ) в кристалічних породах Коростенського масиву; визначення ділянок активного взаємозв'язку підземних та поверхневих вод; обгрунтування місць розвитку активних суфозійно-карстових процесів в районі водосховища-накопичувача шахтних вод в Кривбасі. Запропоновану методику також доцільно використовувати на попередній та рекогносцирувальній стадіях інженерно-геологічних досліджень і геолого-пошукових робіт (на підземні води, вуглеводні та ін.), що випереджують більш витратні геофізічні та бурові роботи.
Особистий внесок здобувача. Усі основні результати і висновки, які викладені в роботі, здобувачем отримані самостійно. Здобувач приймав безпосередню участь в організації, постановці та виконанні науково-дослідних робіт по обгрунтуванню місць поховання РАВ в межах Коростенського масиву, вивченню умов можливого розповсюдження радіоактивного забруднення в районах діючих АЕС, відпрацюванню методичних питань на експериментальному полігоні та виявленню місць активного взаємозв'язку підземних та поверхневих вод на річках України. За результатами виконаних досліджень здобувачем вдосконалено методику відбору та аналізу проб, запропоновано принципово новий спосіб картування атмогеохімічних аномалій з використанням інтегрального коефіцієнту досліджуваних індикаторів, рекомендовано схеми оптимального розташування режимних свердловин та мережі спеціальних геоекологічних спостережень в окремих районах Кривбасу.
Фактичний матеріал. В основу роботи покладені науково-практичні напрацювання автора. Вони базуються на багаторічних експедиційних дослідженнях у складі геолого-гідрологічної партії Дослідного підприємства Інституту геологічних наук НАН України, яку автор очолював з 1977 р. Створення на базі цієї партії Лабораторії геолого-гідрологічних та геоекологічних проблем, що пізніше увійшла до складу відділу геологічної екології ІГН НАН України, дозволило автору зосередити більше уваги на наукових та науково-методичних аспектах проблеми, внести доповнення в існуючі методики досліджень та застосувати новітні методи обробки і інтерпретації даних.
При виконанні роботи були використані матеріали різномасштабних геологічних, геофізичних, геохімічних, космогеологічних та інших досліджень. При вирішенні науково-методичних задач автор спирався на наукові концепції та ідеї В.М.Шестопалова, І.І.Чебаненка, В.А.Рябенка, Е.В.Соботовича, В.І.Лялька, А.Б.Ситникова, а також результати досліджень В.В.Гудзенка, Г.В.Лисиченка, В.І.Альохіна, Ю.С.Рябоштана та ін.
Апробація результатів. Основні положення дисертації доповідалися і обговорювалися на засіданнях Вченої ради Інституту геологічних наук НАН України при захистах звітів про виконання бюджетної та госпдоговорної тематики, а також на наукових конференціях та нарадах: І Всесоюзному з'їзді інженерів-геологів, гідрогеологів та геокріологів (Київ, 1988), Міжнародній науково-технічній конференції “Ізоляція радіоактивних відходів в геологічних формаціях” (Київ, 1994), Міжнародній щорічній конференції “Поводження з високоактивними радіоактивними відходами” (США, Лас Вегас, 1995), Науково-технічній конференції “Ізоляція радіоактивних та токсичних відходів” (Київ, 1995), Науково-технічній конференції “Основні напрями забезпечення безпеки населення та стійкості функціонування господарства України при загрозі виникнення природних та техногенних катастроф” (Київ, 1996), Семінарі “Застосування експресних методів при виконанні екологічних досліджень” (Київ, 1996), Конференції “Нормативно-правові аспекти оцінки та прогнозу екологічного стану навколишнього середовища адміністративних областей та адміністративних районів України” (Алушта, 1997), Міжнародній науково-практичній конференції “Кризовий та передкризовий стан довкілля як результат техногенного впливу на геологічне середовище і геоморфосферу” (Львів, 1998), Міжнародній конференції по менеджменту навколишнього середовища (Японія, Нагойя, 1999).
Публікації. По темі дисертації опубліковано 18 робіт (1 колективна монографія, 6 статей, 1 препринт, 10 тез доповідей).
Структура і обсяг роботи. Дисертація складається із вступу, висновків та 5 розділів обсягом 121 сторінок машинопису, включаючи 56 рисунків, 12 таблиць та список літератури з 85 найменувань. Робота виконана в Інституті геологічних наук НАН України.
Автор щиро вдячний за багаторічне творче співробітництво колегам - геологам, гідрогеологам, геофізикам та геоморфологам наукових і виробничих організацій, а також усім тим, хто наданням фактичним матеріалів, своїми порадами і критичними зауваженнями сприяв виконанню цієї праці. Велику подяку автор висловлює В.М.Шестопалову, Е.В.Соботовичу, В.А.Рябенко, П.Ф.Гожику, В.І.Ляльку, А.Б.Ситникову, М.С.Огнянику, В.М.Палію, Г.В.Лисиченку, С.П.Ольштинському. Автор особливо вдячний своєму науковому керівнику академіку НАН України І.І.Чебаненку за постійну увагу та допомогу.
КОРОТКИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
ІСТОРІЯ ПИТАННЯ ТА ПОСТАНОВКА ЗАДАЧІ
Вивчення РЗПП гірських порід має тривалу історію. Різнобічні наукові та прикладні аспекти цієї проблеми знайшли відображення в працях В.Г.Бондарчука, С.І.Субботіна, В.Б.Порфир'єва, А.Є.Бабинця, І.І.Чебаненка, В.М.Шестопалова, В.І.Лялька, Л.С.Галецького, В.П.Палієнко, М.І.Дробнохода, В.В.Гудзенка, Г.В.Лисиченка та багатьох інших дослідників. Одним з перших, хто звернув увагу на геохімічну міграцію елементів в тріщинному середовищі гірських порід, був В.І.Вернадський. Роботами В.І.Вернадського, Х.П.Кеді, Д.М.Макфарленда, Д.М.Роджерса та ін. було закладено основи використання цього явища для пошуку рудних корисних копалин, зокрема радіоактивних руд за допомогою гелієвих аномалій. В 30-ті роки для пошуків радіоактивних руд було запропоновано застосування еманаційного методу картування ореолів радону. Паралельно набула поширення приповерхнева газова зйомка для пошуків родовищ нафти і газу. Теоретичне обгрунтування цього методу дав В.А.Соколов. В процесі проведення пошукових робіт атмогеохімічними методами було зафіксовано просторовий зв`язок газових аномалій з розривними порушеннями. В кінці 60-х років було доведено зв`язок аномально високих концентрацій гелію з довгоживучими глибинними розломами. З`ясувалося також, що радонові аномалії фіксуються не тільки над радіоактивними рудами, але і над розривними порушеннями. Під час пошукових робіт у Донбасі був зафіксований зв`язок з розломами аномалій CO2. За даними А.І.Фрідмана [1975] аномальні концентрації CO2 в підгрунтовому повітрі в усіх випадках збігаються з підвищенням кількості гелію, що є доказом існування інтенсивного газового потоку над розломними зонами. В районі Кавказьких мінеральних вод було вивчено співвідношення складу і концентрації газових компонентів у підгрунтовому повітрі з типом і проникністю розривних порушень [Фридман, Медведев, 1986]. Автори прийшли до висновку, що найбільш проникними для різноманітних флюїдів є ділянки перетину субширотних і субмеридіональних розломів. Було доведено залежність складу газових компонентів в підгрунтовому повітрі від типу розривних порушень.
В останні десятиріччя накопичилася достатня кількість фактів, які свідчать про зв'язок складу підземної атмосфери та інтенсивності дегазації земної кори з її сучасною геодинамікою [Донабедов, Сидоров, 1972; Донабедов и др., 1978, Н.П.Єсіков, 1979]. Багаторічні дослідження показали, що геодинамічні розломні зони успішно виявляються приповерхневою еманаційною зйомкою. Вперше таку зйомку було застосовано для вивчення геодинамічних рухів в Донбасі [Вереда, Рябоштан, Казаков, 1972]. Виявилося, що еманаційні аномалії розташовуються на ділянках з найбільш контрастними сучасними рухами земної поверхні. Автори висловили думку, що еманаційній метод може стати одним з основних геофізичних методів динамічної геології. Спираючись на ці розробки, Ю.С.Рябоштан [1980] запропонував метод структурно-геодинамічного картування (СГДК) з використанням еманаційної зйомки. У комплексі з іншими атмогеохімічними методами СГДК знайшло широке застосування при геолого-зйомочних, пошукових та інженерно-геологічних дослідженнях.
У 60-ті роки в Інституті геологічних наук НАН України розпочалися фундаментальні дослідження масо- та теплопереносу у земній корі, що становили безпосередній інтерес для прогнозування РЗПП [Лялько, Митник, Ткаченко, 1967; Лялько, Митник, 1978 та ін.]. З 1973 року в дослідженнях В.М.Шестопалова, В.В.Гудзенка, Г.В.Лисиченка, І.Д.Багрія та ін. набуває широкого розвитку застосування радону як індикатора тріщиних зон. В цей же час освоюється газова зйомка. Вже перші результати показали високу ефективність та надійність проведених досліджень в комплексі з термометричною і гідрологічною зйомками для виявлення РЗПП, зокрема при вивченні взаємозв'язку підземних і поверхневих вод. Подальше відпрацювання цих методів при виконанні госпдоговорної та бюджетної тематики дозволило автору підвищити їх інформативність і на цій основі підійти до розробки оптимального комплексу методів прогнозування РЗПП для вирішення конкретних геологічних та геоекологічних задач.
МЕТОДИКА ПРОГНОЗУВАННЯ РЗПП ДЛЯ ВИРІШЕННЯ
ГЕОЕКОЛОГІЧНИХ ЗАДАЧ
Розробку методики прогнозування РЗПП було спрямовано на забезпечення таких головних вимог: достатньої інформативності, експресності отримання інструментальних даних та їх обробки, відносно низької вартості робіт. Враховуючи ці вимоги, головна увага приділялася вирішенню двох задач: 1)геоструктурному обгрунтуванню тектонічних порушень та пов'язаних з ними потенційних зон тріщинуватості; 2)відпрацюванню комплексу інструментальних методів в польових умовах для оцінки проникності конкретних порушень.
На основі проведених нами польових та лабораторних досліджень була визначена оптимальна комплексна методика прогнозування РЗПП та їх можливого впливу на навколишнє середовище, що передбачає виконання комплексу поетапних робіт за такою схемою: 1.Лабораторні дослідження: визначення структурно-тектонічної позиції району досліджень; вивчення загальних закономірностей просторового розміщення тектонічних порушень; вивчення морфоструктурних ознак конкретних порушень; структурно-неотектонічне дешифрування космофотоматеріалів. 2.Польові дослідження: еманаційна зйомка; профільні та площинні атмогеохімічні дослідження; спеціальні гідрометричні та термометричні дослідження.
Геоструктурне обгрунтування РЗПП. Вихідними матеріалами для геоструктурних досліджень служили різномасштабні опубліковані та фондові тектонічні і структурні карти, що висвітлюють структурний план розміщення головних елементів розломно-блокової тектоніки – прямолінійних та дугоподібних тектонічних порушень. За цими матеріалами проводилася систематизація розломно-блокових структур за їх динамічними характеристиками з урахуванням палеодинаміки блоків фундаменту та форм їх відображення у чохлі і сучасному рельєфі [Рябенко, 1970; Чебаненко, 1977; Гавриш, 1990; Галецький, 1990; Знаменська, Чебаненко, 1985, 1990 та ін.].
Необхідною умовою геоструктурного обгрунтуванні РЗПП є діагностика неотектонічно активних порушень на основі їх закономірного зв'язку з певними типами сучасних структур і формами рельєфу. Головна задача цих досліджень полягала в складанні карти новітньої розломно-блокової тектоніки за такими етапами: структурно-неотектонічне дешифрування аеро- та космознімків, складання схеми структурного дешифрування, інтерпретація складеної схеми віддешифрованих лінеаментів на основі методу декомпозиції; неотектонічне районування території шляхом структурного аналізу ландшафтно-геоморфологічних особливостей поверхні, виявлених на фотознімках та на топооснові. При виконанні цих робіт автор спирався на теоретичні розробки та картографічні побудови В.Г.Бондарчука, В.П.Палієнко, М.Г.Волкова, В.І.Лялька та ін.
Отримана за допомогою морфоструктурних досліджень та дешифрування інформація про лінеаменти та кільцеві структури використовувалися як вихідна при виборі ділянок для проведення інструментальних досліджень. При обробці цієї інформації матеріали дешифрування зіставлялися з картами магнітного та гравітаційного полів, профілями глибинного сейсмічного зондування, тектонічними картами кристалічного фундаменту, а також структурними картами різного типу. Особлива увага приділялася місцям перетину лінеаментів (розломів) – своєрідним геодинамічним вузлам, яким надається роль активних каналів вертикальної міграції пластових та глибинних флюїдів [Чебаненко, 1977; Перерва, 1999 та ін].
Польові інструментальні дослідження РЗПП. Головним змістом цих досліджень було відпрацювання оптимальної схеми прогнозування РЗПП атмогеохімічними, гідрометричними та термометричними методами в різних геологічних умовах. Паралельно виконувалося відпрацювання цих методів у польових полігонних умовах для з'ясування таких методичних питань: які компоненти еманацій і грунтових газів найбільш інформативні в світлі розв'язання запланованих задач, які передумови успішного застосування кожного методу, які джерела помилок, що найчастіше зустрічаються і як їх звести до мінімуму, наскільки узгоджується розподіл газових концентрацій та температурних аномалій з інформацією про розломну мережу, отриманою іншими засобами, як краще використати наявну техніку відбору та аналізу проб для стандартного масового застосування. Крім того, вирішувалися задачі розробки та удосконалення засобів інтерпретації результатів комплексних досліджень з застосуванням сучасної обчислювальної техніки, а також вдосконалення існуючої апаратури.
Атмогеохімічні дослідження. В основу застосування атмогеохімічних методів у геологіі покладено теорію вертикальної фільтрації. Проте зараз відсутнє достатньо аргументоване фізичне обгрунтування багатьох її аспектів, що, вочевидь, є завданням подальших спеціальних досліджень. Оскільки збільшення інтенсивності газового потоку приурочені до локальних ділянок земної кори, насамперед до розломів різних порядків, форма і розміри міграційних ореолів визначаються положенням порушених і тріщинуватих зон, де поле напружень має аномальний характер. Покровні відклади, що тісно пов'язані з корінними породами, також характеризуються аномальними полями напружень над тектонічними розривами і є своєрідними геологічними трансформаторами полів напруги корінних порід. Це обумовлює високу інформативність приповерхневих атмогеохімічних методів для картування прихованих порушень та пов'язаних з ними зон підвищеної проникності.
За результатами наших досліджень оптимальні результати дає комплексування еманаційної та газометричних зйомок за CO2 та He. Вони дозволяють отримувати експресні виміри газогеохімічних показників, здатних уточнити положення проекції тектонічних порушень на денну поверхню і місця їх найбільшої проникності.
Еманаційна зйомка. Роботами багатьох дослідників доведено просторовий та часовий зв'язок концентрацій еманацій радію з геодинамічними зонами у приповерхневій частині земної кори. В наш час еманаційна зйомка стала одним із основних методів нового напрямку динамічної геології - структурно-геодинамічного картування (СГДК), що базується на вивченні проявів сучасних полів напруження і дозволяє картувати сучасні геодинамічно активні зони. Від класичної еманаційної зйомки СГДК відрізняється тим, що в ній за джерело інформації (з метою виявлення сучасних геодинамічно активних тектонічних порушень) використовуються покривні пухкі породи [Рябоштан, 1980, Панов и др., 1980, 1984]. На практиці вона полягає у визначенні концентрацій радону та торону у пробах грунтового повітря з глибини близько 0,8 м. У наших роботах еманаційна зйомка проводилася після структурних досліджень по заздалегідь розбитій мережі. Інструментальні заміри виконувалися по окремих профілях згідно з масштабами досліджень. При одержанні ураганно високих або близьких до нульових значень виміри повторювалися, що дозволяло виключити грубі випадкові помилки, пов'язані з роботою апаратури або з підсмоктуванням атмосферного повітря. Одержані дані про вміст Rn і Tn піддавалися статистичній оцінці та інтерпретації.
Газометрична зйомка за CO2. Виконувалась одночасно з еманаційною зйомкою з використанням тієї ж мережі шпурів і мала за мету визначення положення проникних ділянок розломних зон.
Газометрична зйомка за Не. Теоретично базується на визнанні винятково глибинної природи радіогенного He на Землі і формуванні гелієвих аномалій у приповерхневих умовах за рахунок висхідних (по разломах) флюїдомасопотоків. У комплексі атмогеохімічних досліджень нами виконувалася газова гелієва зйомка підгрунтового повітря в шпурах. Відбір проб на визначення вмісту He здійснювався у комплексі з газовою зйомкою за СО2 та еманаційною зйомкою в тих самих точках і з тієї ж глибини. Для внутрішнього контролю за правильністю відбору проб і точністю аналізу відбиралися контрольні проби (3% від загальної кількості точок опробування).
Інтерпретація отриманих даних базувалася на зіставленні аномалій різноманітних параметрів еманаційного поля (CRn, CTn, K) і поля СО2 та Не. При цьому враховувалася структура аномалій, інтенсивність або коефіціент контрастності аномалій, ширина аномалії, склад еманацій. Коефіціент контрастності аномалій визначався відношенням інтенсивності аномалій до фонового значення поля.
Гідрометричні дослідження. Виконувалися з метою вивчення зон активного взаємозв'язку підземних та поверхневих вод, що контролюються активними на неотектонічному етапі розривними порушеннями та локальними кільцевими структурами. При прогнозуванні цих зон на малих річках України нашими дослідженнями було доведено високу ефективність комплексування гідрометричних досліджень з іншими індикаторними методами, зокрема, з радонометричним опробуванням водотоків при пошуках локальних зон розвантаження підземних вод у поверхневі для закладання водозаборів [Лисиченко, Шестопалов, Багрий, 1984].
Термометричні дослідження. Застосовувалися у комплексі з радоновими і гідрометричними вимірами з метою виявлення і підтвердження локальних ділянок розвантаження підземних вод в річки. Суть методу полягає в дискретному (точковому) вимірюванні природних температур донних відкладів досліджуваної ділянки річки на глибині близько 1 м під ложем русла з кроком 50-100 м між точками спостереження і побудови за даними вимірів графіків зміни температур. Крім того, виконувалися заміри температури підгрунтових шарів. Температурна зйомка проводилася по мережі атмогеохімічних досліджень для отримання додаткової інформацї для визначення РЗПП. При інтерпретації результатів температурної зйомки ми виходили із потенційного зниження температури підгрунтового повітря над проникними зонами тектонічних порушень, пов'язаного з підвищеним зволоженням порід. Температурні дослідження доповнювалися аналізом гранулометричного складу порід та визначенням природного гама-фону земної поверхні на основі ефекту зміни складу покровних відкладів над розривними порушеннями в сторону зменшення вмісту глинистих часток внаслідок їх виносу, зростання піщанистості і , як результат, зменшення гама-фону, оскільки радіоактивні елементи більшою мірою сорбуються глинистими мінералами.
ВІДПРАЦЮВАННЯ КОМПЛЕКСНОЇ МЕТОДИКИ
ПРОГНОЗУВАННЯ РЗПП В ПОЛІГОННИХ УМОВАХ
Метою полігонних досліджень було відпрацювання методики прогнозування РЗПП в районах розвитку прихованих порушень у фундаменті. Головна увага приділялася уточненню зв'язків між газово-еманаційними аномаліями, розломами, фотолінеаментами та певними морфоструктурами для розробки конкретних методичних рекомендацій. Виходячи із цільового завдання, полігон мав задовольняти таким вимогам: він мав бути місцем розвитку достовірних за геолого-геофізичним даним розломів у фундаменті, які не знаходять прямого відображення в структурі верхнів шарів чохла та в сучасному рельєфі. Таким вимогам відповідає, зокрема, обраниий нами полігон в околицях с. Петропавлівська Борщагівка (Київська обл.), що розташований на східному схилі УЩ в зоні його зчленування з ДДЗ. Завдяки такій позиції розломи фундаменту тут досить впевненно простежуються з території УЩ. Водночас, внаслідок занурення фундаменту в бік ДДЗ, ці розломи мають прихований характер.
Результати виконаних нами випробувань виявили переважну збіжність газово-еманаційних аномалій з фотолінеаментами. Просторова збіжність аномалій Rn, Tn, CO2 та He підтвердила зв'язок еманацій з розломно-тріщинними зонами у фундаменті та їх переважно субвертикальний характер. Полігонні дослідження також показали, що вміст газів в грунті підлягає змінам в часі, які складаються з 24-годинного добового циклу і додаткових неперіодичних подій. Це визначило необхідність спостереження на стаціонарній точці для внесення коректив. Було опробувано два типи стаціонарних точок - з накопичувачем та закріплена точка без накопичувача. Досвід показав, що концентрації в точках з накопичувачами вищі, ніж у звичайних закріплених точках. Також було встановлено, що характер накопичення концентрацій в точках різного типу різний. Крім того, полігонні дослідження дозволили виявити головні джерела помилок при відбиранні проб та вплив природних факторів (провідної здатності грунтів, метеоумов, атмосферного тиску, температури грунту та повітря) і на основі цього запропонувати деякі доповнення щодо оцінки та інтерпретації інструментальних даних [Палій, Багрій, Аксьом,1998].
ПРОГНОЗУВАННЯ РЗПП ДЛЯ ВИРІШЕННЯ КОНКРЕТНИХ
ГЕОЕКОЛОГІЧНИХ ЗАДАЧ
Розроблену методику прогнозування РЗПП було апробовано на ряді об'єктів, які характеризуються різними фізико-географічними, геолого-гідрогеологічними, тектонічними та техногенними умовами, а також доведено ефективність її застосування при вирішенні конкретних геоекологічних задач.
Вибір ділянок для підземної ізоляції РАВ у межах Коростенського масиву. Вибір ділянок для підземного зберігання РАВ є однією з найскладніших задач, оскільки обрані для цього малопроникні суцільні блоки гірських порід мають забезпечити надійну їх ізоляцію на строк від 300-500 до 10000 років. Метою наших досліджень було виявлення РЗПП, безпосередньо пов'язаних з розривними порушеннями в північно-західній частині Коростенського інтрузивного масиву та розробка рекомендацій щодо попередньої оцінки локальних цілісних малопроникних блоків для подальших детальних робіт.
На початковій стадії було складено структурно-неотектонічну схему території в масштабі 1:200000 за даними структурно-тектонічних досліджень, морфоструктурного аналізу та дешифрування космофотознімків. Для уточнення меж найбільш однорідних блоків з низьким ступенем тріщинуватості було здійснено площинну атмогеохімічну зйомку за чотирма компонентами (He, Rn, Tn, CO2). Проведена статистична обробка результатів зйомки показала наявність корелятивного зв'язку полів розподілу He, CO2, Tn і Rn у грунтовому повітрі. Це дозволило ввести поняття інтегрального коефіцієнту – безрозмірної величини, що враховує в кожній точці усі досліджувані газогеохімічні компоненти і дає узагальнену картину їх розподілу за формулою , де Сі/Сіф - коефіцієнт контрастності концентрації газової компоненти (Сі) до його фонового значення для досліджуваної території (Сіф), kі - коефіцієнт значущості даної газової компоненти, який визначається за результатами статистично-кореляційного аналізу.
Для вибору суцільних масивів кристалічних порід ми орієнтувалися на мінімальні значення інтегрального коефіцієнту – показника найнижчої проникності порід. Це дозволило виділити у північній частині досліджуваної території локальні ділянки, найперспективніші для подальших більш крупномасштабних досліджень. В підсумку були рекомендовані конкретні місця для створення сховища РАВ. Наш прогноз був підтверджений контрольною свердловиною [Багрій, Мамишев, Палій та ін.,1997].
Прогнозування шляхів розповсюдження радіоактивного забруднення в екстремальних ситуаціях на прикладі проммайданчика Рівненської АЕС. Роботи були спрямовані на картування РЗПП, що впливають на інтенсивність сучасних геодинамічних процесів і ускладнюють умови експлуатації РАЕС. Для пошуку потенційних РЗПП, пов'язаних з розломними порушеннями, у районі розташування станції та безпосередньо на проммайданчику діючої першої черги РАЕС було проведено структурно-тектонічні дослідження, морфоструктурний аналіз, структурно-неотектонічне дешифрування космо- і аерофотознімків та комплекс атмогеохімічних досліджень, які дозволили зробити попередні висновки щодо особливостей геологічного середовища в районі розміщення станції. З метою наземної завірки виділених потенційних зон підвищеної міграції радіонуклідів було виконано профільні атмогеохімічні дослідження з визначенням концентрації Rn, Tn та CO2, а також зроблено заміри температури підгрунтових шарів та загального гама-фону.
На основі зіставлення отриманих даних була закартована складна система геодинамічно активних зон і зроблено висновок про їх активний вплив на інтенсивність суфозійно-карстових процесів (особливо при збільшенні техногенного навантаження) та планове розміщення найімовірніших каналів проникнення різних видів забруднення, в тому числі і радіонуклідів. Ділянки згущення розривних порушень були визначені як площі найбільш інтенсивного проникнення забруднювачів у водоносні горизонти.
Роботи в районі РАЕС показали високі можливості запропонованого комплексу для оперативного районування її території за ступенем небезпеки забруднення підземних вод, визначення імовірних шляхів надходження радіонуклідів у підземні горизонти та організації оптимальної системи моніторингу для стеження за їх поширенням [Багрий, Мамышев, Палий и др., 1995].
Вивчення умов проникнення радіонуклідів у річкову мережу в зоні максимального радіоактивного забруднення, викликаного аварією на ЧАЕС. Аварія на ЧАЕС з наступним забрудненням великих територій радіонуклідами поставила невідкладне завдання вивчення умов проникнення та міграції радіонуклідів у підземних водах, які є джерелом питного і господарського водопостачання населення та промисловості. Завданням наших досліджень було з'ясування місць максимального розвантаження забруднених підземних вод у русло р.Уж на території, що прилягає до зони відчуження ЧАЕС. В її межах відпрацьовувалася методика виявлення в мезо-кайнозойських відкладах РЗПП, що впливають на інтенсивність обміну поверхневих та підземних вод і визначають шляхи міграції радіонуклідів.
Згідно розробленої нами методики на основі структурно-тектонічного аналізу та дешифрування аерокосмофотознімків було виділено мережу потенційних РЗПП. В місцях перетину ними русел р.Уж та її приток були намічені ділянки проведення комплексу профільних атмогеохімічних досліджень для наземної завірки потенційних зон активного зв'язку підземних і поверхневих вод з визначенням концентрації Rn і Tn в підгрунтовому повітрі, вмісту CO2 у грунті, температури дна водотоків та температури підгрунтових шарів. Паралельно відбиралися проби донних відкладів з метою дослідження міграції радіонуклідів в місцях розвантаження підземних вод. Відібрані у намічених точках проби було досліджено на вміст ряду радіонуклідів (144Се, 106Ru, 134Cs, 137Cs). Як правило, проби відбиралися у межах зон впливу розривних порушень та поза ними. За результатами лабораторних визначень вмісту радіонуклідів в пробах нами було виявлено різке зростання вмісту радіонуклідів в донних відкладах в місцях розвантаження підземних вод, приурочених до розривних порушень. Особливо добре це було зафіксоване по 137Cs, для якого характерна висока адсорбція глинистими мінералами. Вміст 137Cs у пробах, відібраних в зонах впливу розривних порушень, був значно вищим, ніж у пробах, відібраних поза цими зонами (місцями у 70 разів). Отримані результати дали підставу для прогнозування місць розміщення РЗПП, які є основними каналами винесення радіонуклідів з підземних вод у поверхневі водотоки, що необхідно для прийняття оперативних рішень по організації моніторингу та захисних заходів [Палій, Багрій, Аксьом та ін.,1998].
Прогнозування ділянок підвищеного взаємозв'язку підземних та поверхневих вод з метою закладання водозаборів та створення зон їх санітарної охорони. Вивчення взаємозв'язку підземних і річкових вод здійснюється різними методами в залежності від масштабу робіт. Накопичений нами досвід показав, що при проведенні крупно- та середньомасштабних досліджень оптимальні результати можуть бути одержані при комплексуванні гідрологічних та індикаторних методів в руслах річок (гідрометрична руслова зйомка, розчленування гідрографів річок, радонова, гелієва, термометрична зйомки) з структурно-тектонічними, морфоструктурними, гідродинамічними та індикаторними методами на території межиріч. Найбільший обсяг робіт був виконаний нами в межах Подільського схилу Українського щита на основних річках (Збруч, Жванчик та ін.). В результаті було виділено біля 70 родовищ підземних вод, підтверджених геофізичними роботами та свердлуванням [Багрий, Лисиченко, Шестопалов, 1988].
Прогнозування РЗПП в районі водосховища-накопичувача шахтних вод балки Свистунова (Кривбас) для визначення ділянок протифільтраційних заходів. За проектом накопичувач призначався для прийому низькомінералізованих стічних вод Криворізького металургійного комбінату з наступним їх використанням для зрошення земель. За час експлуатації (з 1976 року) він тричі наповнювався і в результаті фільтрації опорожнювався, незважаючи на посилення протифільтраційних заходів. Після кожної втрати води виявлялися значні деформування чаші у вигляді лійок, тріщин та промоїн внаслідок суфозійного виносу грунтів в закарстовані сарматські вапняки, що залягають у ложі ставка на глибині 15-20 м від поверхні і перекриті шаром піску та суглинку. Внаслідок фільтраційних втрат, що неодноразово супроводжувалися повним аварійним випорожненням ставка, сталося забруднення підземних вод промисловими скидами. Нашими дослідженнями передбачалося прогнозування РЗПП, які активно впливають на сучасні фізико-геологічні процеси, з метою розробки рекомендацій щодо реконструкції й ремонту ложа водосховища та протифільтраційних заходів.
Згідно з розробленою нами методикою в районі б.Свистунова було застосовано комплексні структурно-атмогеохімічні дослідження РЗПП і на їх основі зроблено такі висновки та рекомендації:
1.Водосховище-накопичувач б.Свистунова на більшій частині свого простягання успадковує регіональне розривне порушення з чіткими ознаками неотектонічної активізації, що підтверджується, зокрема, даними дешифрування аеро- та космофотознімків. Зазначеною структурною позицією балки обумовлено підвищену тектонічну роздробленість порід її ложа та інтенсивні прояви суфозійно-карстових процесів. Ці процеси набувають небезпечних масштабів під час надмірного заповнення накопичувача шахтними водами і призводять до їх аварійних витоків з забрудненням підземних водоносних горизонтів. Шкідливий вплив шахтних вод значною мірою підсилюється їх хімічною агресивністю внаслідок високої мінералізації. Про визначальний вплив саме геоструктурних факторів на умови експлуатації накопичувача свідчить низька ефективність неодноразово застосованих протифільтраційних гідротехнічних заходів. Розміщення балки на границі двох гідрогеологічних провінцій - УЩ та Причорноморського артезіанського басейну обумовлює можливість різнобічного руху підземних вод сарматського горизонту і, як наслідок, охоплення забрудненням великих територій.
2. Особливої уваги потребує питання безпеки греблі водосховища, розташована в межах потужної неотектонічно активної геодинамічної зони, чітко вираженої у сучасному рельєфі, на аеро- і космофотознімках та підтвердженої даними газово-еманаційних досліджень. Все це зумовлює за необхідність застосування спеціальних заходів для забезпечення стійкості греблі.. В подальшому для уникнення еконебезпечних явищ необхідні пошуки нових варіантів скидів промислових вод.
3. Для визначення комплексу гідротехнічних протифільтраційних заходів та зменшення негативного впливу накопичувача на навколишне середовище необхідною є організація більш досконалої системи режимних спостережень з урахуванням виявлених РЗПП та застосуванням комп'ютерної обробки геолого-гідрогеологічної інформації [Багрій, Кожемякін, Антонов та ін., 2000].
ПРОГНОЗУВАННЯ РЗПП ЯК ОСНОВА ДЛЯ ОРГАНІЗАЦІЇ МОНІТОРИНГУ
СУЧАСНИХ ЕКОЛОГОНЕБЕЗПЕЧНИХ ГЕОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ
Результати застосування розробленої методики прогнозування РЗПП дозволяють рекомендувати її як необхідну складову частину загальної системи геоекологічного моніторингу. Вона також дозволяє визначити широке коло параметрів для обгрунтування комплексу спеціалізованих детальних досліджень екологонебезпечних геологічних процесів. Зокрема, картування РЗПП та визначення ділянок активного обміну поверхневих і підземних вод дозволяє вже на рекогносцирувальній стадії районувати територію за ступенем небезпечності сучасних геологічних процесів, визначати найімовірніші шляхи надходження забруднень у підземні горизонти, рекомендувати схему оптимального розташування системи режимних свердловин, а також мережі спеціальних геологічних спостережень [Багрій, Білоус, Гожик та ін., 1998].
Складені нами карти розподілу інтегрального коефіціенту даних атмогеохімічних досліджень у поєданні з структурно-геодинамічним картуванням для проммайданчика РАЕС та інших районів (Кривбас та ін.) дозволили виявити загальну картину проникності масивів гірських порід, зумовленої неотектонічними та суфозійно-карстовими процесами, і на цій основі прогнозувати техногенно небезпечні явища.
Дослідження РЗПП може дати важливу інформацію при сейсмогеологічних спостереженнях та прогнозі землетрусів. В 1977 р. при вивченні зон підвищеного взаємозв'язку поверхневих та підземних вод в Хмельницькій області було зафіксовано значні Rn-Tn аномалії, а також різкі коливання рівнів підземних вод у свердловинах за кілька днів до землетрусу з епіцентром в Румунії. В 1990 році під час картування зон тріщинуватості та приурочених до них мінеральних джерел у Закарпатській області у деяких джерелах перед землетрусом було зафіксовано ураганні значення вмісту 222Rn и 4Не. Після закінчення землетрусу ці значення знизилися, хоча і перевищували фонові на порядок. Все це свідчить про необхідність тривалих спостережень в РЗПП при організації різних рівнів геологічного моніторингу.
ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ І ВИСНОВКИ
У дисертації наведено результати структурно-атмогеохімічних досліджень РЗПП, доведено їх вплив та важливе прогнозтичне значення для вирішення різнотипових геоекологічних задач та організації геоекологічного моніторингу. Отримані результати дозволяють зробити такі висновки:
- РЗПП активно впливають на формування умов природного геологічного середовища, тому їх прогнозування та виявлення повинно розглядатися як складова частина загального комплексу природоохоронних заходів та організації наукового моніторингу геоеконебезпечних процесів. Їх виявлення має також важливе прогностичне значення, оскільки дозволяє передбачати місця можливого прояву сучасних негативних геологічних явищ, а також зменшити ризик розміщення довгострокових промислових об'єктів у несприятливих інженерно-геологічних умовах.
- Просторове розміщення РЗПП структурно підпорядковане мережі розривних порушень, що є активними на неотектонічному етапі геологічного розвитку. Ці зони активно впливають на формування сучасного рельєфу і дешифруються на космофотознімках у вигляді спрямованих елементів ландшафтів – лінеаментів. За даними інструментальних досліджень, з ними співпадають ланцюжки просторово збіжних атмогеохімічних аномалій Rn, Tn, CO2, He, аномальні ділянки підземного припливу в річки або втрат річкового стоку в підземні горизонти та зміни температурних градієнтів. Місця локалізації найбільш інтенсивних аномалій контролюються у більшості випадків вузлами перетину розривних порушень різних напрямків. Ці ознаки є визначальними для прогнозування РЗПП при оперативному вирішенні геоекологічних задач.
- З урахуванням практичної спрямованості досліджень РЗПП найбільш раціональним для їх прогнозування (за інформативністю, швидкістю отримання даних та їх обробки, вартістю) є застосування комплексу структурно-атмогеохімічних методів. Проведеними нами дослідженнями визначено оптимальну схему їх застосування, що включає : 1.Аналіз структурно-тектонічної позиції району досліджень з метою регіональної оцінки та локального прогнозування місць розташування потенційних зон та ділянок підвищеної проникності; 2.Морфоструктурний аналіз та структурно-неотектонічне дешифрування космо- і аерофотознімків для виявлення найбільш геодинамічно активних на сучасному етапі зон та локальних структур на базі застосування новітніх технологій, сучасних ЕОМ та програмних комплексів; 3.Комплекс польових інструментальних досліджень для підтвердження сучасної проникності зон та ділянок, що прогнозуються за даними структурно-тектонічного, морфоструктурного та структурно-неотектонічного аналізу (еманаційна зйомка, газометрична зйомка за CO2 та He, радонометричне опробування водотоків, термометричні дослідження, гідрометричне визначення ділянок взаємодії поверхневого та підземного стоків).
Розроблена комплексна методика прогнозування РЗПП та методичні рекомендації по інтерпретації даних структурно-атмогеохімічних досліджень, розрахункам аномалій і організації моніторингу сучасних екологонебезпечних геологічних процесів є основними положеннями дисертації, що виносяться автором на захист.
Відпрацювання зазначеної комплексної методики на експериментальному полігоні та ділянках детальних геоекологічних досліджень дозволили отримати такі результати:
1. В межах Коростенського масиву визначено місця розташування найбільш геодинамічно стійких (потенційно малопроникних) мікроблоків, які рекомендовано для спеціальних досліджень під геологічні сховища РАВ. 2.На території проммайданчика РАЕС визначено просторове розміщення потенційних РЗПП і зроблено прогноз щодо найімовірніших шляхів розповсюдження радіоактивного забруднення у випадках аварійних ситуацій і відповідні рекомендації для створення оптимальної мережі моніторингу еконебезпечних процесів. 3. В межиріччі річок Уж та Ілля, що прилягає з заходу до зони відчуження ЧАЕС, на основі виявленої мережі РЗПП визначено ділянки інтенсивного обміну поверхневих і підземних вод та найімовірніші канали винесення радіонуклідів з підземних вод у поверхневі водотоки. 4. В річках західних областей України визначено ділянки розвантаження підземного стоку в річки, які рекомендовані для закладання пунктів водозаборів підземних вод. 5. В районі водосховища-накопичувача шахтних вод (Кривбас) на основі виявленої мережі РЗПП визначено місця активізації суфозійно-карстових процесів в його днищі для вжиття необхідних протифільтраційних гідротехнічних заходів.6. На основі отриманих результатів розроблено атоматизовану систему геоекологічного моніторингу Кривбасу.
Запропоновану комплексну методику прогнозування РЗПП рекомендованотакож для використання на попередній стадії інженерно-геологічних досліджень, що випереджують більш витратні та тривалі геофізичні та бурові роботи, при обгрунтуванні місць проектування та будівництва довгострокових об'єктів промисловості, визначенні ділянок природно-господарського та наукового моніторингу, розробці природоохоронних заходів. Результати виконаних досліджень сприяють також вирішенню ряду наукових питань, пов'язаних з проблемою сучасної розломно-блокової геодинаміки земної кори та її ролі у формуванні корисних копалин, зокрема родовищ нафти, газу та підземних вод.
ПЕРЕЛІК ПРАЦЬ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ
1. Досвід комплексної оцінки та картографування факторів техногенного впливу на природне середовище міст Кривого Рогу та Дніпродзержинська / Багрій І.Д., Білоус А.М., Вилкул Ю.Г., Гожик П.Ф., Грищенко С.Г., Палій В.М., Коваленко І.А., Кузьменко О.Б., Маяков Й.Д., Антонов О.М., Мамишев І.Є., Косарецький В.В. - К.: Фенікс, 2000. – 107 с.
2. Багрий И.Д., Шестопалов В.М. Комплексирование методов при изучении взаимосвязи подземных и речных вод // Введение в моделирование гидрогеологических процессов.- Киев: Наукова думка.- 1980.- С.236-240.
3. Багрий И.Д., Лисиченко Г.В., Шестопалов В.М. Комплексирование методов при изучении взаимосвязи подземных и речных вод // Водообмен в гидрогеологических структурах Украины. Методы изучения водообмена.-Киев: Наукова думка.- 1988.- С.223-239.
4. Застосування комплексної методики структурно-геодинамічного картування при виборі ділянок підземної ізоляції радіоактивних відходів // Геол.журнал. -1997. -№3-4. -С.42-47 (співавтори І.Є.Мамишев, В.М.Палій, В.М.Шовкопляс).
5. Система геоекологічного моніторингу Криворізького залізорудного басейну: обгрунтування концепції // Геол.журнал.-1998. -№3-4. -С.139-146 (співавтори А.Н.Білоус, П.Ф.Гожик, Н.О.Гопкало та ін.).
6. Комп'ютерна система геоекологічного моніторингу Кривбасу // Геол.журнал. -1999. -№1. -С.63-65 (співавтори С.Д.Аксьом, І.Є.Мамишев).
7. Розломні зони підвищеної проникності гірських порід та їх значення для виявлення екологонебезпечних ділянок // Доп. НАН України. -2000. -№ 10. -С.136-139 (співавтори І.І.Чебаненко, В.М.Шестопалов, В.М.Палій).
8. Применение газо-геодинамического картирования с целью вибора горних масивов изоляции РАО // Обращение с высокоактивными радиоактивными отходами. Тезисы докл.Международной ежегодной конференции. - США, Лас-Вегас, 1995.-С.12-18. - (соавторы В.М.Палий, Є.А.Яковлев).
9. Результаты проведения геоэкологических исследований с целью выявления путей возможной миграции радионуклидов на территории размещения объектов атомной энергетики (на примере Ровенской АЭС) // Изоляция радиоактивных и токсичных отходов. Тезисы докл. научно-техн.конф. - Киев, 1995.- С.52-53. - (соавторы И.Е.Мамышев, В.М.Палий, В.М.Шестопалов, А.А.Янцевич).
10. Виявлення шляхів можливої міграції радіонуклідів на території об'єктів атомної енергетики за допомогою структурно-геодинамічного картування (на прикладі Рівненської АЕС) // Застосування експресних методів при виконанні екологічних досліджень. Тези доп.семінару. - Київ, 1996. - С.91. - (співавтори А.А.Азарян, І.Є. Мамишев, В.М.Палій).
11. Гідролого-гідрогеологічне обгрунтування робіт по поліпшенню екологічного стану природного середовища на території Кривбасу (на прикладі робіт по перенесенню траси каналу Криворізького металургійного комбінату) // Нормативно-правовые аспекты оценки и прогноза эколог. состояния окружающей среды админ. обл. и админ. районов Украины. Тезисы докл. конф. –Алушта, 1997. -С.17-19. - (співавтори В.М.Палій, І.Є.Мамишев).
12. Изучение взаимосвязи подземных и поверхностных вод малых рек Подольского склона Украинского щита. –Киев, 1984. -51 с. (Препринт АН УССР. Институт геологических наук; соавтор Г.В.Лисиченко).
Співавтори не заперечують, що у надрукованих колективних роботах питання, що захищаються, розглянуті особисто дисертантом, який був ініціатором ідей та їх безпосереднім виконавцем.
Анотації
Багрій І.Д. Прогнозування розломних зон підвищеної проникності гірських порід платформених областей України для вирішення геоекологічних задач.- Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата геологічних наук за спеціальністю 04.00.01 – загальна та регіональна геологія, Інститут геологічних наук НАН України, м.Київ, 2001.
Дисертаційна робота присвячена проблемі удосконалення методів виявлення прихованих розломних зон підвищеної проникності (РЗПП) гірських порід для оперативного вирішення різнотипових геоекологічних задач.
Визначено оптимальний комплекс непрямих методів прогнозування РЗПП та їх можливого впливу на навколишне середовище, що передбачає виконання поетапних робіт за схемою: лабораторні дослідження (геоструктурне обгрунтування тектонічних порушень та пов'язаних з ними потенційних зон сучасної підвищеної геодинамічної активності гірських порід), польові інструментальні дослідження (еманаційна та атмогеохімічна зйомки, термометричні та гідрометричні дослідження). Розроблена комплексна методика відпрацьована на експериментальному полігоні. Ефективність її застосування (за інформативністю, швидкістю отримання польових даних та їх обробки, вартістю) доведено при виборі місць похованння РАВ в кристалічних породах фундаменту, прогнозуванні шляхів розповсюдження радіоактивного забруднення, вивченні взаємозв'язку підземних та поверхневих вод, визначенні місць активізації суфозійно-карстових процесів, розробці рекомендацій щодо створення оптимальної мережі моніторингу екологонебезпечних сучасних геологічних процесів.
Ключові слова: розломи, розломні зони, зони підвищеної проникності, структурно-неотектонічне дешифрування, атмогеохімічні методи, еманаційна зйомка, газометрична зйомка, моніторинг, геоекологія.
Bagriy I.D. Fracture High Penetrable Zones of Rock Massives of Ukraine Platform Areas Prediction for Solution of Geoecological Problems. – Manuscript.
Thesis for a Candidate of geological sciences degree by the speciality 04.00.01 - general and regional geology, Institute of Geological Sciences of the Ukrainian NAS, Kyiv, 2001.
The dissertation focuses on the problem of improvement of the methods of revealing of the hidden fracture high penetrable zones (FHPZ) rock massives for the efficient solving of various geoecological problems.
The dissertation defines the optimum complex of the indirect methods of predicting FHPZ and their possible influence on environment. The complex provides for the completion of the multistaged works in accordance with the following scheme: laboratory research (geostructural scientific grounding of the tectonic defects and the related potential zones of the present geodynamic activity of the mountain rocks), field instrumental research (emanation and atmogeochemical surveys, thermometric and hydrometric researches).
The elaborated comlex of methods was tested on the proving ground. The efficiently of its application (based on the informativeness, speed of obtaining field data and their processing, their value) was proved under the selection of territories of RAW (radioactive waste products) in crystalline rock foundation, by predicting ways of spreading of the radioactive pollution, by investigating the interdependence of underground and surface waters, by defining the territories of karst activation processes, by elaborating the recommendations as for creating the optimum monitoring series of the ecologically-insecure geoecological processes.
Кey terms: fractures, fracture zones, high penetrable zones, structural-neotectonic decoding, atmogeochemical methods, emanation survey, gasometrical survey, monitoring, geoecology.
Багрий И.Д. Прогнозирование разломных зон повышенной проницаемости горных пород платформенных областей Украины для решения геоэкологических задач. - Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата геологических наук по специальности 04.00.01 – общая и региональная геология, Институт геологических наук НАН Украины, г.Киев, 2001.
Диссертационная работа посвящена проблеме усовершенствования методов выявления скрытых разломных зон повышенной проницаемости (РЗПП) горных пород для оперативного решения разнотипных геоэкологических задач.
Определен оптимальный комплекс косвенных методов прогнозирования РЗПП и их вероятного влияния на окружающую среду, который предусматривает выполнение поэтапных работ по схеме: лабораторные исследования (геоструктурное обоснование тектонических нарушений и связанных с ними потенциальных зон современной повышенной геодинамической активности горных пород); полевые инструментальные исследования (эманационная и атмогеохимическая съемки, термометрические и гидрометрические исследования).
Разработанная комплексная методика отработана на експериментальном полигоне. Эффективность ее применения (по информативности, скорости получения полевых данных и их обработки, стоимости) подтверждена на участках детальных исследований в ходе решения конкретных геоэкологических задач. На основе проведенных исследований получены следующие результаты: 1. В пределах северо-восточной части Коростенского интрузивного масива выделены потенциально наиболее монолитные и геодинамически устойчивые микроблоки, которые рекомендованы для выбора мест захоронения РАВ в кристаллических породах фундамента; 2. На территории помплощадки РАЭС определено пространственное размещение потенциальных РЗПП, что позволило сделать прогноз относительно наиболее вероятных путях распространения радиоактивного загрязнения в случаях аварийных ситуаций и соответствующие рекомендации для организации оптитмальной сети мониторинга екологоопасных процесов; 3. В междуречьи рр.Уж и Илья, прилегающем с запада к 30-км зоне отчуждения ЧАЭС, на основе выявленной сети РЗПП в мезо-кайнозойских отложениях определены места интенсивного обмена поверхностных и подземных вод, являющиеся наиболее вероятными каналами вынесения радионуклидов из подземных вод в поверхностные водотоки; 4.В малых реках западных областей Украины в местах пересечения речных долин с выявленными нами РЗПП определены участки разгрузки подземного стока, которые рекомендованы для заложения пунктов водозабора подземных вод; 5.В районе пруда-накопителя шахтных вод балки Свистунова (Кривбасс) на основе выявленной сети РЗПП определены места активизации суффозионно-карстовых процессов в сарматских известняках его днища для принятия необходимых противофильтрационных гидротехнических мероприятий; 6. На основе полученных результатов разработаны рекомендации по созданию оптимальной сети мониторинга экологоопасных современных геологических процессов на территории Кривбасса.
Ключевые слова: разломы, разломные зоны, зоны повышенной проницаемости, структурно-неотектоническое дешифрирование, атмогеохимические исследования, эманационная съемка, газометрическая съемка, мониторинг, геоэкология.