Формирование современной гидрогеодинамической структуры Петропавловского рудного поля Часть 1
На правах рукописи
Лукьянов Александр Евгеньевич
ФОРМИРОВАНИЕ СОВРЕМЕННОЙ ГИДРОГЕОДИНАМИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ ПЕТРОПАВЛОВСКОГО РУДНОГО ПОЛЯ
(ЮЖНЫЙ УРАЛ)
Специальность 25.00.36 – «Геоэкология»
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата геолого-минералогических наук
Екатеринбург
2008
Работа выполнена в ГОУ ВПО «Уральский государственный горный университет»
Научный руководитель – доктор технических наук, профессор
Тагильцев Сергей Николаевич
Официальные оппоненты:
доктор геолого-минералогических наук,
профессор
Болтыров Владимир Босхаевич;
кандидат геолого-минералогических наук
Скалин Анатолий Владимирович
Ведущая организация – Институт геологии и геохимии
им. А. Н. Заварицкого УрО РАН, г. Екатеринбург
Защита диссертации состоится 29 декабря 2008 г в 9 часов на заседании диссертационного совета Д 212.280.01 при ГОУ ВПО «Уральский государственный горный университет» по адресу:
620144, г. Екатеринбург, ул. Куйбышева, 30, 3-й учебный корпус,
ауд. 3326.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета
Автореферат разослан 28 ноября 2008 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета А. Б. Макаров
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы. Рациональное использование геологической среды в горно-складчатых регионах возможно только при глубоком понимании закономерностей образования, развития и активизации тектонических структур в массивах горных пород. Современные тектонические движения вызывают деформации зданий, инженерных сооружений, горных выработок, дорог и трубопроводов, способствуют активизации экзогенных геологических процессов.
Изучение проблем, связанных с современной тектонической активностью, требует углубления представлений о механизме и энергетических источниках образования тектонических структур. Многие исследователи считают, что современная тектоническая активность является проявлением напряженно–деформированного состояния земной коры. На Урале горизонтальные напряжения фиксируются на относительно небольших глубинах и достигают нескольких десятков мегапаскалей. Тектонические напряжения оказывают всестороннее воздействие на состояние геологической среды, определяют многие аспекты как чисто хозяйственного, так и природоохранного использования верхней части земной коры.
Современные тектонические движения формируют участки относительного растяжения и сжатия и, соответственно, зоны открытых взаимосвязанных и закрытых трещин. Поэтому тектонические нарушения, активные в поле современных напряжений, в значительной степени определяют гидродинамическую структуру скальных массивов. Взаимосвязь тектонических и фильтрационных процессов в условиях напряженно-деформированного состояния массивов горных пород является актуальным направлением научных исследований.
Одно из базовых положений этого научного направления предполагает, что потенциальную активность и, соответственно, гидрогеологическую роль разломов можно оценить, анализируя их положение в поле современных напряжений. Изучение характеристик современного поля тектонических (геодинамических) напряжений позволяет повысить эффективность выявления и диагностики свойств активных разломов, а также даёт возможность прогнозировать и целенаправленно изучать тектоническую и гидродинамическую структуру массивов горных пород. Таким образом, исследование закономерностей образования современных активных тектонических структур позволяет комплексно решать гидрогеологические, инженерно-геологические и геоэкологические задачи.
Идея работы. Современная активность тектонических нарушений и гидрогеодинамическая структура скальных массивов определяется, главным образом, основными характеристиками геодинамического поля напряжений верхней части земной коры.
Цель и задачи работы. Целью работы является разработка методики комплексного изучения напряженного состояния и фильтрационной структуры массивов скальных горных пород. Необходимо выявить закономерности формирования проницаемого пространства в массивах скальных горных пород при воздействии современных геодинамических (тектонических) напряжений. В условиях техногенных изменений под влиянием разработки конкретного месторождения следует рассмотреть роль современных тектонических напряжений в формировании природно-техногенной гидродинамической структуры скального массива в плане и разрезе.
Для достижения цели научных исследований необходимо последовательное решение следующих задач:
1. Анализ современных представлений о закономерностях напряженно–деформированного состояния земной коры, рассмотрение механизмов формирования трещин и активных тектонических разломов.
2. Выявление эффективных методов определения ориентировки осей главных напряжений на основании изучения пространственной ориентировки трещин, линеаментов рельефа и тектонических структур.
3. Обоснование признаков активных тектонических нарушений и оценка роли геодинамического напряженного состояния в их активизации.
4. Анализ представлений о фильтрационной структуре скальных массивов, свойствах проницаемого пространства и особенностях движения подземных вод в трещинных коллекторах.
5. Обоснование методов выявления потенциально водоносных тектонических нарушений и поисковых признаков участков, перспективных для устройства водозаборов и дренажей.
6. Анализ закономерностей изменения количества и степени раскрытия трещин с глубиной в условиях напряженного состояния скального массива.
7. Изучение гидрогеодинамической структуры скального массива в разрезе и оценка степени влияния современного напряженного состояния на формирование тектонической стратификации верхней части геологического разреза.
Исходные материалы и личный вклад. В основу диссертационной работы положен материал, собранный и проанализированный автором в период 2006–2008 гг. в процессе выполнения геоэкологических, гидрогеологических и инженерно–геологических работ, направленных на создание режимной сети на месторождении «Юбилейное», ведении работ, направленных на водоснабжение горного предприятия за счет подземных вод, прогноза водопритоков в открытые горные выработки рудника Хайбуллинский, бурения и опробования контрольно–стволовых скважин на участках расположения проектируемых шахтных стволов, опытно–фильтрационных работ на участке шламохранилища. Автор активно участвовал в проведении полевых, лабораторных и камеральных работ. В результате исследований подготовлено и передано заказчику пять производственных отчётов.
