Научная статья на тему 'Формирование благоприятных криогидрогеологических структур для удаления промстоков при эксплуатации месторождений полезных ископаемых на Сибирской платформе'

Формирование благоприятных криогидрогеологических структур для удаления промстоков при эксплуатации месторождений полезных ископаемых на Сибирской платформе Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

CC BY
106
10
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
КРИОЛИТОЗОНА / МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫЕ ПОРОДЫ / ПОДМЕРЗЛОТНЫЕ ВОДОНОСНЫЕ ГОРИЗОНТЫ / ПОДЗЕМНЫЕ РЕЗЕРВУАРЫ / РАЗРЫВНЫЕ ТЕКТОНИЧЕСКИЕ СТРУКТУРЫ / CRYOLITHOZONE / PERMAFROST ROCKS / SUBPERMAFROST AQUIFERS / UNDERGROUND RESERVOIRS / DISCONTINUOUS TECTONIC STRUCTURES

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — Дроздов Александр Викторович

Рассмотрены палеоклиматические и структурно-тектонические условия формирования благоприятных криогидрогеологических структур (подземных резервуаров) для захоронения промстоков на Сибирской платформе. Основная емкость природных резервуаров для закачки сточных вод приурочена к региональным тектонически нарушенным интервалам криолитозоны, которые обладают повышенными фильтрационно-емкостными свойствами пород. Благоприятные показатели объектов криолитозоны позволяют использовать участки многолетнемерзлых пород и подмерзлотных водоносных горизонтов как полигоны для захоронения промышленных стоков и снизить ущерб окружающей среде.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по наукам о Земле и смежным экологическим наукам , автор научной работы — Дроздов Александр Викторович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

FORMATION OF FAVOURABLE CRYO-HYDROGEOLOGICAL STRUCTURES TO REMOVE INDUSTRIAL EFFLUENTS ON SIBERIAN PLATFORM

The article discusses paleoclimatic and structural-tectonic conditions of forming favourable cryohydrogeological structures (underground reservoirs) for burying industrial effluents on the Siberian platform. The basic capacity of natural reservoirs for industrial effluent pumping is confined to regional faulting intervals of cryolithozone that possess increased filtering and capacitive properties of rocks. Favourable indices of cryolithozone objects allow to use the sections of permafrost formations and subpermafrost aquifers as landfills for burying industrial effluents and to reduce environmental damage.

Текст научной работы на тему «Формирование благоприятных криогидрогеологических структур для удаления промстоков при эксплуатации месторождений полезных ископаемых на Сибирской платформе»

УДК 551.345+550.4:574.4 ФОРМИРОВАНИЕ БЛАГОПРИЯТНЫХ

КРИОГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ СТРУКТУР ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ПРОМСТОКОВ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ НА СИБИРСКОЙ ПЛАТФОРМЕ

А.В. Дроздов1

Институт Якутнипроалмаз АК «АЛРОСА», г. Мирный, ул. Ленина, 39.

Рассмотрены палеоклиматические и структурно-тектонические условия формирования благоприятных криогидрогеологических структур (подземных резервуаров) для захоронения промстоков на Сибирской платформе. Основная емкость природных резервуаров для закачки сточных вод приурочена к региональным тектонически нарушенным интервалам криолитозо-ны, которые обладают повышенными фильтрационно-емкостными свойствами пород. Благоприятные показатели объектов криолитозоны позволяют использовать участки многолетне-мерзлых пород и подмерзлотных водоносных горизонтов как полигоны для захоронения промышленных стоков и снизить ущерб окружающей среде. Библиогр. 9 назв. Ил. 2.

Ключевые слова: криолитозона; многолетнемерзлые породы; подмерзлотные водоносные горизонты; подземные резервуары; разрывные тектонические структуры.

FORMATION OF FAVOURABLE CRYO-HYDROGEOLOGICAL STRUCTURES TO REMOVE INDUSTRIAL EFFLUENTS ON SIBERIAN PLATFORM

A.V. Drozdov

Institute of Yakutniproalmaz "ALROSA" SC, 39 Lenin St., Mirny.

The article discusses paleoclimatic and structural-tectonic conditions of forming favourable cryo-hydrogeological structures (underground reservoirs) for burying industrial effluents on the Siberian platform. The basic capacity of natural reservoirs for industrial effluent pumping is confined to regional faulting intervals of cryolithozone that possess increased filtering and capacitive properties of rocks. Favourable indices of cryolithozone objects allow to use the sections of permafrost formations and subpermafrost aquifers as landfills for burying industrial effluents and to reduce environmental damage.

9 sources. 2 figures.

Key words: cryolithozone; permafrost rocks; subpermafrost aquifers; underground reservoirs; discontinuous tectonic structures.

Отечественная и мировая практика показала огромную значимость благоприятных подземных структур или участков разных геологических сред в качестве природных резервуаров для ликвидации жидких промышленных от-

ходов или складирования различных газов, нефтепродуктов и других веществ

[4].

В настоящее время широко обсуждается и изучается возможность использования криогенных пород и водо-

1 Дроздов Александр Викторович, кандидат геолого-минералогических наук, заведующий лабораторией горно-геологических проблем разработки месторождений, тел.: (41136)92038, факс: (41136)31992, e-mail: adrosdov@yna.alrosa-mir.ru

Drozdov Alexander, Candidate of Geological and Mineralog^a! sciences, Head of the Laboratory of Mining and Geological Problems of Deposit Development, tel.: (41136)92038, fax: (41136)31992, e-mail: adrosdov@yna.alrosa-mir.ru

носных горизонтов криолитозоны для удаления различных промышленных стоков, которая зависит от региональных мерзлотно-гидрогеологических условий, определяющих закрытость подземного резервуара, характера обмена подземных и поверхностных вод, фильтрационно-емкостных свойств поглощающего водонасыщенного интервала, а также мощности и проницаемости пород перекрывающего мерзлого экрана.

Наиболее благоприятными для закачки промстоков являются водоносные горизонты или мерзлые структуры, изолированные от влияния поверхностных факторов, приуроченные к зонам тектонических нарушений и интервалам застойного режима подземных вод. Развитие на Сибирской платформе мощной толщи многолетнемерзлых пород (ММП), обладающей экранирующими свойствами от верхней, наиболее незащищенной зоны интенсивного водообмена и играющей роль своеобразной «покрышки», позволяет учитывать и использовать этот естественный благоприятный фактор в природоохранных направлениях [5].

Эволюция криолитозоны на платформе связана, в первую очередь, с существующим на определенном временном этапе климатом и внутриземным тепловым потоком. Время начала промерзания пород осадочного чехла датируется по последним данным более 3 млн лет [10]. Изменение климатических условий приводило к трансформации основных параметров криогенных толщ, в частности, их температуры и мощности. Считается, что современная криолитозона региона сформировалась в позднем плейстоцене в результате последнего сартанского похолодания [1]. В тот период масштабы распространения мерзлых пород на платформе и их мощности имели суще-

ственно большие значения. Одновременно с изменением палеотемператур-ных условий происходило преобразование подземной гидросферы, приуроченное к криометаморфическому циклу формирования подземных вод [9].

Согласно современным представлениям, полученным по донным отложениям в ходе изучения Байкальской палеоклиматической летописи [2], климатическое развитие Восточной Сибири определяется тремя криогенными эпохами, во времена которых существовали неоднократно повторяющиеся этапы холодных (криохроны) и теплых (тер-мохроны) периодов [10]. Для криохрон были характерны температуры воздуха ниже современных на 10-12°С, при которых формировалась мощная толща ММП. Термохроны отличались теплым климатом, обеспечивающим полную деградацию криогенных толщ, сформированных в предыдущую эпоху похолоданий. Следует отметить, что только в неоплейстоцене (800-0 тыс. лет назад) выделена 21 криохрона и 20 термохро-нов, что может служить прямым доказательством повторяющегося процесса «промерзания - протаивания» горных пород с последующим изменением их состояния и проницаемости. Экспериментальные исследования, выполненные в ИГДС СО РАН, показали, что при многократном циклическом воздействии на скальные породы процесса «замораживания-оттаивания» происходит снижение их прочности до полной дезинтеграции [7].

Глобальное охлаждение земных недр в конце неогена существенным образом отражалось на условиях питания, движения и разгрузки подземных вод. Общеизвестно, что отложения, расположенные как в подошвенной части, так и внутри мерзлого яруса криолитозоны, обладают повышенными коллекторски-ми свойствами в связи с развитием здесь

интенсивной криогенной трещинова-тости пород. Многоэтапные и неоднократно повторяющиеся процессы изменения фазового состояния влаги в осадочных отложениях и в магматических телах на границе раздела «мерзлая порода-талый слой» привели к нарушению сплошности толщ с образованием зон дезинтеграции, которые встречаются практически во всех районах криолито-зоны платформы. Часто в данных интервалах наблюдаются значительные газовыделения из микро-залежей, обладающих давлением до 0,4-0,6 МПА и образованных за счет перехода части растворенных газов в свободные. При вскрытии таких зон повсеместно происходят выбросы спонтанного газа. Масштабная деградация криолитозоны в послесар-танский период создала благоприятные условия для плавления льдов в коллекторах подошвенной части ММП, снижения напоров в подмерзлотном горизонте и формирования природных гидрогеологических резервуаров, обладающих повышенными фильтрационно-емкостны-ми свойствами. Водообильность под-мерзлотного горизонта варьируется в широких пределах, поэтому с учетом

мощности перекрывающей толщи ММП в определенных районах этот водона-сыщенный интервал можно использовать для удаления в него сточных вод.

Охарактеризуем существовавшие гидродинамические зоны подземной гидросферы в платформенных условиях до начала криогенного преобразования толщ пород. Как известно, в верхних частях разреза происходил свободный водообмен, который развивался в зависимости от геолого-структурных, лито-логических и других особенностей горных массивов, а также существующего рельефа. В целом глубина залегания местного базиса эрозии определяла мощность интервала интенсивного водообмена. На большей части платформы вниз по разрезу существовали зоны пресных и соленых вод, сменяющиеся зоной распространения рассолов (рис. 1). Массивы горных пород, расположенные выше местных базисов эрозии, т.е. днищ водотоков, являлись зоной активного водообмена. Далее, по мере углубления в осадочном чехле подземной гидросферы происходила смена пере-

Рис. 1. Схема гидродинамических зон горного массива до начала промерзания:

1-3 - зоны водообмена: 1 - активного, 2 - пассивного, 3 - затрудненного; 4 - направление движения воды; 5 - трещины: а) открытые, б) частично закольматированные

подземными водами мелкодисперсного

ходного режима фильтрации на застойный.

Особой промытостью и повышенными фильтрационными свойствами пород в большинстве районов платформы обладали зоны тектонических нарушений, узлы их пересечений, а также приконтактовые участки вмещающих пород с магматическими образованиями разных форм и состава (базальтов, долеритов, кимберлитов и т.д.). К примеру, изучение химического состава и минерализации подземных льдов на сопряжении структурообразующих разломов Далдынского кимбер-литового поля (Октябрьский полигон захоронения Удачнинского ГОКа) показало, что соленасыщенность пород на соответствующих глубинах ниже, чем в другой, более спокойной геолого-структурной обстановке [5]. Минерализация подмерзлотных вод здесь также в 2,0-2,5 раза ниже, чем в среднем по площади. В этом же районе на Киенг-ском полигоне закачки дренажных вод проведена оценка общей соленасыщен-ности пород по водным вытяжкам. Характер распределения солей в разрезе наглядно свидетельствует о том, что в зоне свободного водообмена практически вся толща была хорошо промытой (рис. 2). Среднее значение общей засоленности составляет 0,35%. Ниже по разрезу происходит увеличение содержания солей в 2,0-2,5 раза при максимальных значениях до 1,6%. При этом, в содержаниях сульфат-иона отмечаются наиболее резкие скачки, вероятно, связанные с наличием в разрезе гипса и ангидрита. Ниже подошвы ММП общее содержание солей существенно снижается, хотя их величина больше, чем в верхних интервалах.

В пониженных долинных участках происходила аккумуляция вынесенного

материала с частичной или полной кольматацией трещинных коллекторов. Проведенные исследования в долинах рек выявили незначительную проницаемость мерзлой толщи, но следует отметить, что при бурении ряда скважин с применением соленой воды отмечались случаи полного поглощения промывочной жидкости. Изучение кер-нового материала на таких участках показало наличие трещинного льда, хотя по сравнению с прилегающими площадями его во вскрываемом разрезе значительно меньше. Однако встречаются зоны, где толщина ледяных прослоев достаточно большая. К примеру, скважиной 78 (Октябрьский полигон УГОКа) вскрыта жила льда мощностью около 3 м. Во льду наблюдалось большое количество пузырьков воздуха.Вероятно, эта скважина вскрыла тектоническое нарушение, где происходила достаточно интенсивная фильтрация подземных вод и

ч

.V

Ч

Уровень эрозионного вреза

V :

и ♦

сумма солей, (%)

Рис. 2. Засоленность пород Киенгского полигона УГОКа по данным водных вытяжек осуществлялся активный водообмен подземной и поверхностной гидросфер.

В периоды похолоданий (крио-хрон) для основной части платформы на участках активного водообмена происходило полное промерзание пресных подземных вод с изменением термо- и гидродинамического состояния пород. Трещины, каверны и поры, являющиеся путями фильтрации, заполнялись льдом, а отложения превращались в монолитные блоки (криогенные водоупоры). Только вблизи крупных водотоков на определенных участках оставались та-ликовые зоны, где происходила и существует локальная разгрузка подземных вод. При этом формирование криогенного строения промерзающих массивов зависело от литолого-петрографичес-кого состава, характера трещиновато-сти, степени выветрелости и влажности пород, а также от конкретной структурно-тектонической обстановки, суще-

ствовавшей к моменту промерзания толщ. В зоне затрудненного водообмена (горизонты существования соленых вод и рассолов) происходило изменение общего гидродинамического режима с охлаждением подземной гидросферы. В целом, по мере промерзания верхней части земной коры в последний крио-хрон водообмен подземных вод с поверхностной гидросферой прекратился, а характер передачи гидростатического давления существенно преобразился.

Долгое время считалось, что ярус ММП криолитозоны является непреодолимым барьером на пути мигрирующих газов. Однако в настоящее время доказано, что в мерзлом ярусе протекают принципиально те же процессы (диффузия, фильтрация, дифференциация, сорбция), что и в районах с положительной температурой [8]. Б.М. Зимаков [6] на основе экспериментальных данных отмечал резкое увеличение газопроницаемости пород, особенно глинистых, с переходом в них воды в твердую фазу. Безусловно, ММП оказывают определенное затормаживающее влияние на характер миграционных процессов, в том числе и на перемещение в них углеводородных газов, искажая нормальное геохимическое поле. Влияние низких температур сказывается на сорбционных и диффузионно-фильтрационных свойствах горных пород и переходе части газов в кристалло-гидратную (твердую) форму. Часть газов, особенно на границе ММП и под-мерзлотного водоносного горизонта (зоны) и ниже, при соответствующих термобарических условиях перешла в газогидратное состояние, что и наблюдается на разных объектах исследований в регионе. Таким образом, создался еще один барьер для более свободного движения газов вверх, хотя их определенная часть продолжает мигрировать по тектоническим зонам и накапливать-

380 -

330 -

280

230 -

180 -

130

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

ся в верхних интервалах геологического разреза. Тем не менее, существуют надежные предпосылки и фактический опыт использования приповерхностных газогеохимических съемок (включая снеговую) для выделения проницаемых зон в ММП на отдельных объектах криолитозоны. К примеру, на Октябрьском полигоне (Удачнинский ГОК) была проведена газовая съемка по приповерхностным отложениям вкрест простирания основной тектонической нарушенности на участке, подтвердившая наличие проницаемых линейных структур мощностью до 600 м. Аналогичная ситуация наблюдалась на полигоне ОПУ карьера Мир, где выполнена геохимическая съемка по снеговому покрову, подтвердившая наличие путей миграции газов из нижележащих толщ и, следовательно, проницаемых коллекторов в верхней части криолитозоны.

Общеизвестно, что при формировании ММП нижний фронт отрицательных температур продвигался практически субпараллельно дневной поверхности, примерно повторяя ее конфигурацию. В настоящее время выдвинуто много версий природы и механизма миграции влаги в промерзающих породах. Рассмотренные механизмы касались, в основном, рыхлых несвязанных и прочносвя-занных грунтов. Вместе с тем, ряд существующих проблем, связанных с миграцией влаги в скальных криогенных массивах, обладающих гетерогенно-блоко-вым строением, неоднородностью физико-механических, теплофизических и других свойств, остается недостаточно раскрытым. Это, в первую очередь, касается вопросов взаимодействия движущихся сил миграции воды с деформациями пород, удельными силами, гео- и гидростатическими давлениями.

В районах сплошного распространения ММП подмерзлотные воды чаще всего являются напорными, хотя вели-

чина этого напора нередко оказывается весьма низкой. По существующим представлениям, дефицит напоров связан с ухудшением условий питания подземных вод региона. Выполненными исследованиями в пределах платформы выявлено, что отметки пьезометрических уровней в водонасыщенных толщах нередко оказываются ниже уровня моря, а дефицит пластового давления -явление, типичное для верхних под-мерзлотных горизонтов. Основной причиной этого явления считается поршневой эффект, связанный с динамикой развития мерзлой зоны. Аномально низкие пластовые давления подмерзлотных вод являются характерной особенностью ряда криоартезианских бассейнов платформы, обусловленной их криоге-незом. Наиболее ярко этот показатель проявляется в Якутском бассейне. По данным В.Т.Балобаева [1], мерзлые толщи этого региона нестационарны и протаивают снизу, переводя подземный лед в воду. На площадях аналогичных криогидрогеологических структур, где протаивание происходит снизу, существует дефицит напора. Под ММП возникает региональное снижение напоров пластовых подмерзлотных вод, которое не восполняется иссякшим латеральным напором из-за удаленности краевых областей питания и наличия очагов и зон разгрузки. В районах крио-литозоны, где существуют пресные или слабосоленые подмерзлотные воды, положение нижней границы яруса ММП в периоды похолоданий-потеплений изменялось в широком диапазоне по сравнению с разрезами, содержащими соленые воды и рассолы. Поэтому для данных территорий Сибирской платформы характерен дефицит напоров в подмерз-лотных горизонтах, а следовательно, и повышенная емкость потенциального подмерзлотного природного резервуара.

Многоэтапные криогенные процессы на границе раздела «ММП-подмерзлотный горизонт» создали зону повышенной трещиноватости в осадочных толщах и в магматических телах, которая встречается практически во всех районах криолитозоны платформы [3, 5]. Водообильность и мощность подмерзлотного горизонта варьируются в широких пределах, поэтому с учетом экранирующих свойств перекрывающей толщи ММП в определенных районах платформы этот водонасыщенный интервал можно использовать для захоронения промышленных стоков.

Использование тектонически нарушенных участков (зон) осадочного чехла в разных интервалах криогенных областей для захоронения промстоков считается несколько противоречащим требованиям, предъявляемым к геологической среде. Но как показывает многолетний опыт на разных месторождениях Сибирской платформы, использование таких участков для удаления дренажных рассолов вполне приемлемое и перспективное направление. К примеру, выбор участков криогидрогеологической среды в Западной Якутии при поисковых и разведочных работах подразделениями АК «АЛРОСА» и последующее строительство полигонов захоронения соленых вод с высокой приемистостью скважин связаны, главным образом, с существующей трещинной пустотностью и проницаемостью пород, которые зависят, в первую очередь, от структурно-тектонических условий криогенных массивов [5].

По зонам глубинных тектонических нарушений в различных районах криолитозоны наблюдается повышенный внутриземной тепловой поток. Так, в восточной и северо-восточной частях Среднеботуобинского нефтегазового месторождения, имеющего блоковое строение, по зоне тектонических дисло-

каций отмечается область повышенных температур (14...15°С) с геотермическим градиентом до 0,9-0,96 °С/100 м. Наибольшие температурные значения отмечаются в скважинах, пройденных по самой разломной зоне или вблизи нее. Повышенная тепловая активность разрывных дислокаций может быть обусловлена на данных глубинах конвективным переносом тепла за счет движения рассолов при происходящих миграционных процессах в межблоковом пространстве осадочного чехла. Выполненные расчеты приведенных давлений по месторождению подтверждают это предположение. Выявленные температурные аномалии в ярусе ММП на Киенгском полигоне (Удачнинский ГОК) и перспективном Ботуобинском участке закачки (Нюр-бинский ГОК) позволяют говорить о вероятной сохранности реликтовых температурных показателей пород, связанных с изменением климата в эпохи потеплений или с тепло-массообменом в тектонически активных теплопроводя-щих зонах.

Следует подчеркнуть, что в условиях осадочного чехла древних платформ редко встречаются достаточно однородные литолого-фациальные комплексы отложений с характерным составом и коллекторскими свойствами пород. Разнонаправленные исследования показывают, что осадочные толщи пород неоднородны в фильтрационно-емкостном плане, как правило, по лате-рали и вертикали на всех уровнях, начиная от микроучастка и заканчивая крупным флюидонасыщенным бассейном. По аналогии с нефтегазовыми залежами в осадочных комплексах пород могут существовать благоприятные природные ловушки (резервуары) разных типов: структурно-литологические, структурно-стратиграфические, структурные, литологические. Каждый гене-

тический тип потенциального резервуара отличается закономерностями размещения в подземном пространстве, развитием пород-коллекторов и экранирующих толщ. Следует отметить, что не для каждого района перспективной может быть любая из выделяемых геологических или криогидрогеологических структур и не всегда применим метод аналогии. Поэтому подход к выбору благоприятного подземного объекта, используемого для захоронения жидких отходов, должен быть индивидуальным как по показателям природной геологической среды, так и по удаляемым промышленным стокам.

При рассмотрении структурно-тектонических факторов в формировании подземных резервуаров нельзя обойтись без тектонофизических построений в последовательности и этап-ности эволюции разноранговых дизъюктивных элементов. Разрывные нарушения всегда играли существенную роль в развитии различных геологических структур и формировании фильтрационно-емкостных свойств пород. Анализируя местоположение и кинематику разломов, можно восстановить динамику процессов, протекавших в той или иной геологической обстановке, расшифровать особенности развития структур и проницаемых зон в пространстве и времени. Для выявления древних, омоложенных и вновь образованных разрывных нарушений используют ряд характерных признаков их активизаций. На этой основе разрывные нарушения подразделялись на активные, слабоактивные и пассивные, в зависимости от набора и показателей существующих признаков.

Для определения значимости разломов в геологической структуре в качестве критерия выбирается параметр длины - их масштабность. Такой подход позволяет установить корреляцион-

ные зависимости между длиной и амплитудой смещения по разрыву, шириной зоны его влияния и глубиной проникновения в земную кору. По критерию масштабности выделяются генеральные (> 100 км), региональные (от 50 до 100 км) и локальные (< 50 км) раз-ломные зоны. Большинство генеральных дизъюнктивов платформы - древние, они контролируют строение и развитие тектонических структур. Это унаследованные, унаследованно-возрожденные и реже новообразованные элементы разрывной тектоники. К новообразованным разрывам относятся локальные дизъюнктивы, которые обычно имеют небольшую длину и входят в зону динамического влияния разлома древнего заложения регионального и генерального значения. К генеральным дизъюнктивам платформы относят разрывы, имеющие отражение в рельефе поверхности фундамента, проявленные в структуре и составе осадочного чехла, а также контрастно выраженные градиентными зонами современного рельефа, контролирующие развитие мор-фоструктур различного ранга. Такие разрывы хорошо дешифрируются на мелкомасштабных космоснимках и входят в глобальную сеть планетарной тек-тони-ческой трещиноватости земной коры. Другие многочисленные локальные разрывы оперяют генеральные и региональные разломы и входят в области их динамического влияния. Изучение характеристик активных разломов позволяет сделать выводы о дальнейшей их перспективности для решения существующих задач поисков геологических структур.

Необходимо отметить, что неотектоническая активизация платформенных областей является резонансно-тектонической, наведенной со стороны окружающих горных поднятий. Новейшие структуры платформенного типа в

значительной степени подчинены общему простиранию границ орогенов. Орогенез в горных областях и повышенная неотектоническая активность в прилегающих платформенных структурах происходят под воздействием одних и тех же геодинамических сил. Следовательно, платформенные структуры -это области постепенного затухания современной и новейшей тектонической активности, связанной с орогенезом приконтактных горных областей. К примеру, район Вилюйского водохранилища расположен на юге Западной Якутии в области умеренных неотектонических поднятий с суммарными амплитудами до 500 м. Его близкое расположение к активным неотектоническим структурам Байкальской рифтовой зоны выразилось в развитии здесь довольно густой ромбической сетки новейших разрывных нарушений регионального плана, которые трассируются на северо-восток и северо-запад. Помимо разломов преобладающих направлений в рельефе выражены и дизъюнктивы субдолготного простирания меньшей протяженности.

Геодинамические процессы, происходящие в земной коре, отличаются своей сложностью и зависят от множества факторов, действие которых в разных по активности тектонических структурах проявляется различно. При этом следует принимать во внимание некоторые геологические показатели геодинамических процессов: градиент новейших вертикальных тектонических движений, плотность разломов, амплитуду новейших тектонических движений. При подсчете плотности разломов используются разломы различного ранга, активизированные в кайнозое. Активность разломов определяется по смещению в разрывных зонах осадочных комплексов кайнозойских отложений, по приспособлению элементов ре-

льефа и гидросети к направлениям дислокаций, степени их выраженности на аэрокосмоснимках. Плотность разломов оценивается по количеству разрывных нарушений, приходящихся на единицу площади. Близкие по величине значений разрывы объединяются в классы с разной плотностью. Одним из важнейших показателей геодинамического процесса является контрастность вертикальных тектонических движений, количественным выражением которой является градиент скоростей. Он характеризует изменение скорости с расстоянием за временной интервал неотектонического этапа.

Таким образом, эволюция структурно-тектонической обстановки и температурного режима верхних частей геосферы Земли привела к кардинальному изменению термодинамического состояния и свойств пород, нарушению гидродинамического режима подземных вод. На определенных площадях Сибирской платформы в толщах ММП выше и ниже отметок эрозионного вреза до уровня подмерзлотного водоносного горизонта образовалась естественная пустотность коллекторов, заполненных газовоздушной смесью. В основном эти коллекторы приурочены к трещинной нарушенности толщ, величина которой изменяется в широком диапазоне и напрямую зависит от структурно-тектонических особенностей горных массивов. Их емкость является одной из составных частей общей полезной пустот-ности ММП и определяет в начальный период эксплуатации полигонов закачки преобладающее направление миграции сброшенных вод. Основой формирования и существования подземных резервуаров в криолитозоне Сибирского региона являются седиментационные, па-леогидрогеологические, геокриологические, морфоструктурные особенности породных массивов; неотектони-

ческий, структурно-геологический фактор возникновения и распределения трещинно-пустотного пространства в толщах пород; наличие перекрывающего непроницаемого экрана или буферного водоносного горизонта; гидродинамический и температурный режим на перспективных объектах.

Библиографический список

1. Балобаев В.Т. Геотермия мерзлой зоны литосферы севера Азии. Новосибирск: Наука, 1991. 192 с.

2. Вильямс Д.Ф., Карабанов Е.Б., Прокопенко А. А. и др. Комплексные исследования позднемиоцен-плейстоцено-вых донных отложений озера Байкал - основа палеоклиматических реконструкций и диатомовой биостратификации // Геология и геофизика. 2001. Т. 42, № 1. С. 3547.

3. Вожов В.И., Сурнин А.И. Закономерности распространения многолет-немерзлых пород на Сибирской платформе // Гидрогеология нефтегазоносных областей Сибирской платформы. Новосибирск: СНИИГГиМС, 1982. С. 5-18.

4. Гидрогеологические исследования для обоснования подземного захоронения промышленных стоков / под

ред. В.А.Грабовникова. М.: Недра, 1993. 335 с.

5. Дроздов А.В. Захоронение дренажных рассолов в многолетнемерзлых породах (на примере криолитозоны Сибирской платформы). Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2007. 296 с.

6. Зимаков Б.М. Влияние геологических условий на газоносность угольных пластов месторождений Печорского бассейна // Изв. ВУЗов. Геология и разведка. 1961. № 7. С. 78-92.

7. Курилко А. С. Экспериментальные исследования влияния циклов замораживания-оттаивания на физико-механические свойства горных пород. Якутск: Изд-во СО РАН, 2004. 154 с.

8. Макогон Ю.Ф. Гидраты природных газов. - М.: Недра, 1974. - 206 с.

9. Фотиев С.М. Криометаморфичес-кий цикл формирования подземных вод в недрах геологических структур России в четвертичном периоде // Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология. 2002. № 1. С. 5-17.

10. Фотиев С.М. Современные представления об эволюции криогенной области Западной и Восточной Сибири в плейстоцене и голоцене // Криосфера Земли. 2006. Т. X, № 2. С. 3-26.

Рецензент кандидат геолого-минералогических наук, доцент Иркутского государственного технического университета Л.И. Аузина

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.