Представлены лавами, лаво

2. Фильтрационная структура скальных массивов

Рассматриваются особенности образования проницаемого пространства и формирования фильтрационной структуры скальных массивов. Описаны условия существования проницаемой среды трещинных коллекторов, указаны основные параметры проницаемого трещинного пространства. В рамках гидрогеомеханики скальных массивов приводятся данные о закономерном изменении фильтрационных свойств с глубиной. Рассмотрено влияние активных тектонических нарушений на проницаемость массивов скальных горных пород и изменение фильтрационных свойств в зоне тектонического шва в зависимости от возраста, амплитуды смещения и пространственной ориентировки разлома.

Фильтрационные свойства скальных массивов имеют сложную пространственную структуру, которая тесно связана с механизмом образования открытых проницаемых трещин. Особенности формирования фильтрационной структуры массивов связаны также с условиями движения подземных вод в пространстве трещинных коллекторов.

Отдельная трещина не может существовать в раскрытом состоянии длительное время. Геостатическое и геодинамическое давление, осаждение минеральных солей, выпадение глинистых частиц являются основными факторами, которые способствуют закрытию трещин. Высокие фильтрационные свойства скальных пород сохраняются за счет образования новых трещин или постоянного подновления существующих в результате современного тектонического воздействия.

Хотя фильтрационные свойства скальных массивов связаны с открытыми трещинами, не следует предполагать наличие прямой связи между количеством открытых трещин и свойствами водоносных зон. Нередко можно наблюдать обратную зависимость между интенсивностью трещиноватости и фильтрационными свойствами пород. Главная причина этого состоит в том, что водопроводимость трещины определяется, прежде всего, степенью ее раскрытия. Водопроводимость зависит от кубической степени раскрытия. Влияние этой закономерности легко выяснить с помощью простого примера. Если сравнивать одну трещину и десять трещин, суммарное раскрытие которых равно раскрытию одной, то одиночная трещина обладает водопроводимостью, в 100 раз превышающей суммарную водопроводимость десяти трещин.

Взаимосвязанность отдельных трещин имеет важное значение для распределения гидродинамических свойств скальных массивов. Водопроводимость целого горизонта может определяться единичной устойчивой траекторией фильтрации воды в сложном трехмерном лабиринте трещин. Закрытие какой–либо одной проводящей трещины может изменить эту траекторию. При этом на первый план могут выходить другие траектории движения, ранее занимавшие подчиненное положение. Таким образом, незначительные изменения в структуре трещинного пространства могут привести к существенным изменениям фильтрационных свойств скальных пород. В целом водопроводимость такой сложной системы зависит от величины раскрытия трещин и скорости фильтрации воды в точках пережима.

Фильтрационная структура скальных массивов зависит от трех основных параметров трещинного пространства: количества открытых трещин, величины их раскрытия и степени взаимосвязи. Тектонические разломы оказывают существенное влияние на проницаемость скальных массивов. Они могут проявляться в виде линейных зон различной протяженности и мощности, обладающих как повышенной, так и пониженной проницаемостью относительно средних показателей массива. Проявление разломами водоупорных или водоносных свойств зависит от их возраста, пространственной ориентировки и степени активизации в поле современных напряжений.

Высокая проницаемость зоны тектонического разлома является важнейшим показателем его современной активизации. В этом плане методы гидрогеологических исследований проницаемости скальных массивов являются наиболее значимыми. Помимо фильтрационных аномалий, пространственное положение тектонических зон можно определить и по увеличению миграции других флюидов, например, по увеличению объемной активности радона и других радиогенных газов.

Что водопроводимость трещины

В последнее время появился целый ряд исследований, связанных с изучением процессов выделения радиогенных газов (Е. Н. Рыбаков; А. В. Климшин, 2008; И. А. Козлова, 2008). Важной особенностью метода является тот факт, что радон имеет короткий период полураспада. Это позволяет говорить о современной активности тектонических нарушений в масштабе не геологического, а реального времени.

3. Общие сведения о Петропавловском рудном поле

Общие сведения о месторождении включают описание физико–географических, геологических, инженерно–геологических, гидрогеологических и геоэкологических условий месторождения. Медно–цинковое колчеданное месторождение «Юбилейное» открыто в 1966 году Юго–Восточной ГРЭ ПГО «Башкиргеология». Месторождение находится на территории Хайбуллинского района Республики Башкортостан, районный центр – г. Акъяр.

Месторождение располагается в центральной части Петропавловского рудного поля и имеет сложное геологическое строение. Верхняя часть разреза до глубины 40–90 м сложена рыхлыми осадочными отложениями юрского возраста. Под осадочной толщей залегают вулканогенные скальные породы палеозойского возраста. Рыхлые отложения представлены глинами, песками и галечниками со значительным включением глинистой фракции. Скальные породы палеозоя представлены лавами, лаво–брекчиями и туфами кислого, среднего и основного состава, а также породами, подвергшимися гидротермальному изменению. По материалам инженерно–геологических изысканий под шахтные стволы (О. М. Гуман, 2008), скальный массив в пределах месторождения был охарактеризован как однородный по прочностным и деформационным показателям.

4. Определение ориентировки осей главных напряжений

Описаны основные методы определения ориентировки осей главных напряжений. Приведены результаты геомеханического и геолого–структурного анализа, определена ориентировка осей главных напряжений для территории Петропавловского рудного поля.