Delist.ru

Закономерности формирования подземных вод в горно-складчатых и платформенных областях Верхнего Приамурья (30.01.2008)

Автор: Сорокина Анна Трофимовна

В пределах рассматриваемого региона выделены четыре группы разрывных нарушений: структурные швы, генеральные, региональные и локальные разломы. Они не образуют самостоятельных и изолированных емкостей подземных вод, а являются составной частью гидрогеологических систем и связующим звеном между различными гидрогеологическими резервуарами. На одних участках гидрогеологических массивов они служат путями транзита подземных вод, водовыводящими каналами, на других – питающими или формирующими сквозные проницаемые зоны, а на третьих - выступают в качестве экрана (барража) на пути движения подземных вод. В артезианских бассейнах разломы обеспечивают взаимосвязь трещинно-жильных, трещинно-пластовых и пластово-поровых вод.

Размещение зон повышенной проницаемости и обводненности в гидрогеологических системах горно-складчатых областей. К основным факторам, определяющим обводненность разломов в горно-складчатых областях Верхнего Приамурья, относятся современная их активность, генезис и степень проницаемости и подновляемости. В то же время, такие параметры, как ширина зон дробления, углы падения сместителя, амплитуда смещения, являются важнейшими при формировании емкостных свойств водовмещающей среды. Одновременно с этим, положение разрывных нарушений по отношению к базисам дренирования определяет гидродинамический режим в резервуарах подземных вод и характер разгрузки трещинных и трещинно-жильных вод. Связь разрывных нарушений с речной сетью в большинстве случаев обусловливает высокие коллекторские свойства водовмещающих пород и значительные эксплуатационные возможности обводненных зон.

В Байкало-Алданской гидрогеологической складчатой области подвижки по разрывным нарушениям (структурным швам, региональным и локальным разрывам) отмечаются периодически с палеогена по настоящее время. Становой, Северо- и Южно-Тукурингрский структурные швы развивались в условиях сжатия земной коры с преобладанием горизонтального типа движений с формированием взбросов, надвигов, сдвигов, которые обводнены лишь локально на участках их пересечения региональными и генеральными нарушениями, имеющими связь с современной гидросетью. В пределах водораздельных частей среднегорных интенсивно расчлененных Станового и Янкано-Тукурингро-Джагдинского криогенных гидрогеологических массивов, разрывные нарушения нередко представлены в виде зияющих сухих трещин вследствие высокого гипсометрического положения и сдренированности приводораздельных участков. Здесь разрывы играют двоякую роль: с одной стороны они выполняют роль водопроводящих каналов и быстротечного транзита, а с другой - являются водособирающими и питающими для глубоких водоносных горизонтов через структурно-тектонические узлы. К первым из них относятся Ларбинский, Уленский, Сигиткинский, Тындинский, Унахинский и др., ко вторым – Нюкжинский, Гилюйский и др.

В отличие от структурных швов, часть региональных и генеральных разломов Байкало-Алданской гидрогеологической складчатой области развивались в значительной мере в условиях растяжения и представлены сбросами и сбросо-сдвигами, которые более раскрыты, и способствуют поступлению вод глубокой циркуляции к поверхности земли. При этом, важную роль играет состав вмещающих пород. Так, в зоне Станового шва глубоко метаморфизованные породы протерозоя и гранитоиды характеризуются наличием открытых трещин, формирующих емкостную водовмещающую среду с изменчивыми фильтрационными способностями. В отличие от Станового, Южно- и Северо-Тукурингрский структурные швы заложены в песчаниково-сланцевых породах мезозоя и палеозоя, которые в процессе блоковых перемещений претерпели длительный дислокационный метаморфизм, сопровождавшийся перетиранием горной массы внутри зоны разломов, кольматацией трещин, что обусловило их слабую проницаемость для движения подземных вод. В пределах Байкало-Алданской гидрогеологической складчатой области автором выделены три района, характеризующихся высокой проницаемостью разрывных нарушений и повышенной обводненностью горных пород.

Усть-Нюкжинский район расположен на границе Амурской и Читинской областей и республики САХА (Якутия). Он охватывает бассейны Хани и Олекмы с их притоками и вытянут в виде полосы северо-восточного направления, шириной до 80 км при протяженности более 100 км. В формировании зон повышенной проницаемости здесь существенную роль играют Имангра-Чебаркасский, Тас-Юряхский, Дырын-Юряхский, Ханийский генеральные разломы, постоянно подновляемые в периоды сейсмической деятельности, оцениваемой 7-10 баллами.

Гидрогеологические резервуары в Усть-Нюкжинском районе приурочены к грабенам, грабен-долинам, гидрографическим и структурно-тектоническим узлам. Обводненные емкости в грабенах и грабен-долинах развиты в четвертичных отложениях и в подстилающих их неогеновых и более древних породах. Структурно-тектонические узлы связаны с участками пересечения тектонических нарушений в фундаменте при отсутствии осадочного чехла. К ним приурочены трещинные и трещинно-жильные воды. Гидрографические узлы развиты в местах слияния разнопорядковых водотоков, которые наследуют тектонически ослабленные зоны, имеют, как правило, двухъярусное строение и включают трещинно-грунтовые и трещинно-жильные воды.

Грабены и грабен-долины развиты в бассейнах Хани, Имангры, Олекмы, Юктали, Талумы. Наиболее крупные из них – Ханийский и Имангра-Чебаркасский – шириной 1-4 км при протяженности до 30-40 км. Они выполнены верхнеюрскими породами, в которые нередко вложены четвертичные аллювиальные отложения общей мощностью до 250 м. Ограничивающие их Ханийский, Имангра-Чебаркасский и Тас-Юряхский разломы – сбросы с углами падения от 40о до 70о. С ними связаны сквозные талики протяженностью более 6 км, установленные в долинах Хани, Имангры, Талумы и др. размером до 300х350 м и прослеженные, по данным геофизических исследований, до глубины 300 м. Воды сквозных таликов формируют единый поток с подмерзлотными, разгрузка которых фиксируется родниками с дебитом до 5-8 л/с. В тальвеге современной долины р. Хани скважиной глубиной 196 м вскрыты напорные воды с пьезометрическим уровнем 5,3 м выше поверхности земли. Дебит скважины на самоизливе составил 17 л/с, а при откачке компрессором - 30 л/с при понижении 6,5 м.

Структурно-тектонические и гидрографические узлы установлены в зоне сочленения западной ветви Станового структурного шва с Тас-Юряхским разломом (район пос. Усть-Нюкжа). В 12 км от устья р. Тас-Юрях к зонам повышенной проницаемости в интрузивных породах приурочены талики протяженностью до 300 м, в пределах которых дебит скважины составил 8,9 л/с при понижении 8,8 м. В зонах повышенной проницаемости пород сосредоточены значительные ресурсы подземных вод. Значение модулей среднемноголетнего подземного стока здесь равны 2-3 л/с?км2, модуль прогнозных эксплуатационных ресурсов в пределах частных водосборов составляет 3,6-4,3 л/с?км2. В настоящее время водозаборы, расположенные на ст. Олекма, Юктали, обеспечивают водой потребности населения.

Тындинский район расположен в центральной части Байкало-Алданской гидрогеологической складчатой области, занимая междуречье Средней Ларбы и Мал. Джелтулака. Высокая проницаемость пород в зонах трещиноватости здесь связана с Уленским, Сигиктинским, Ларбинским, Тындинским, Гилюйским сбросами и сбросо-сдвигами северо-восточного направления, вдоль которых происходили семи-восьмибалльнные землетрясения (Тындинское, Гилюйское и Тукурингрское). Установленные гидрогеологические резервуары во многом близки к таковым в Усть-Нюкжинском районе и также представлены грабен-долинами, гидрографическими и структурно-тектоническими узлами (бассейны Средней и Верхней Ларбы, Тынды, Гилюя, Геткана). Дебит скважин на этих участках довольно высокий и составляет 1,6-5 л/с при незначительном понижении уровня (Ларбинское месторождение пресных подземных вод). В районе г. Тында системы Тындинского, Гетканского, Гилюйского разломов, в сочетании с поперечными к ним нарушениями, образуют структурно-тектонические узлы в виде обширных зон интенсивной проницаемости пород, к которым приурочены сквозные талики протяженностью до 2-3 км. В них формируются значительные ресурсы пресных трещинно-жильных вод высокого качества, обеспечивающие водоснабжение г.Тында, пос. Восточный и железнодорожного узла Шахтаум. Здесь разведаны Шахтаумское, Завьяловское, Амуналийское, Орочиканское, Бурухинское, Колхозное месторождения пресных вод. Интенсивная трещиноватость пород прослеживается вдоль Гилюйского генерального разлома от руч. Завьяловского на северо-западе до руч. Амнунначи на восток-юго-востоке, в пределах которой на участках сопряжения с Тындинским генеральным разломом северо-восточного направления формируются обводненные структурно-тектонические узлы На участке от ст. Кувыкта до ст. Первомайское, Нюкжинский разлом соединяет обводненные зоны отдельных структурно-тектонических узлов и становится областью аккумуляции трещинно-жильных и трещинно-грунтовых вод Олекминско-Нюкжинского водосборного бассейна. Здесь отмечается единство поверхностного и подземного стока, интенсивный водообмен, сквозной характер таликов. Модуль прогнозных эксплуатационных ресурсов составляет до 4-5 л/с·км2.

Джагдинский район расположен на границе Амурской области и Хабаровского края и охватывает бассейны Уды и Селемджи. Протяженность его более 300 км. Высокая проницаемость пород в этом районе связана с узлами пересечения разломов северо-восточного и северо-западного направлений и приурочена к участкам с повышенной сейсмоактивностью. Интенсивность землетрясений здесь колеблется в пределах 6-7 баллов. С участками повышенной проницаемости пород связаны протяженные таликовые зоны. Значения среднемноголетнего модуля подземного стока на этом участке изменяются от 3 до 4 л/с?км2, а модуль прогнозных эксплуатационных ресурсов подземных вод в пределах частных водосборов составляет 3,0-3,8 л/с?км2.

В целом вышеприведенные данные свидетельствуют о том, что роль разломов в Байкало-Алданской складчатой гидрогеологической области разнообразна. В пределах водораздельных частей Станового, Янкано-Тукурингро-Джагдинского сдренированных гидрогеологических массивов они служат каналами быстротечного транзита, на склонах Тында-Зейского гидрогеологического массива играют роль водопроводящих дрен, а в его днище, совмещенном с русловыми ложбинами Нюкжи, Геткана, Гилюя, Тынды и их притоков, проявляется преимущественно водоаккумулирующая функция с формированием обводненных резервуаров двухъярусного строения.

Амуро-Охотская гидрогеологическая область. В пределах северного обрамления Зейско-Буреинского артезианского бассейна, включающего Ольдойский, Гонжинский, Октябрьский и Туранский гидрогеологические массивы, Верхнеамурский, Депский адартезианские, Умлеканский, Орловский и др. вулканогенные бассейны, существенную роль в гидрогеологических процессах играют структурные швы: Малоневерский, Тыгдинский, Корсаковско-Норский, Призейский и Западно-Туранский. В северной части они сочленены с Южно-Тукурингрским разломом близширотного направления, а на остальной площади обрамления формируют совместно с генеральными и региональными нарушениями структурно-тектонические узлы, обусловливая блоковое строение гидрогеологических резервуаров и локальное развитие трещинно-жильных и трещинно-пластовых вод. Структурные швы, наиболее выраженные в пределах внешнего горно-складчатого обрамления, на равнинной территории погружены под осадочный чехол и перекрываются рыхлыми отложениями мощностью от 100 до 2000 м. Они ограничивают Амуро-Зейский и Нижнезейский артезианские бассейны, внутренние гидрогеологические массивы и служат проводящими каналами, по которым осуществляется перелив подземных вод из горно-складчатого обрамления в Зейско-Буреинский артезианский бассейн и взаимосвязь трещинных, трещинно-жильных, трещинно-пластовых и пластово-поровых вод. По ним происходит вертикальная разгрузка глубинных вод по ослабленным зонам, инфильтрация грунтовых вод через литологические окна движение напорных артезианских вод из центральных частей Зейско-Буреинского артезианского бассейна к зонам разгрузки.

Большое значение в распределении областей питания, разгрузки и накопления подземных вод имеют Призейский и Западно-Туранский структурные швы северо-восточного простирания. Совпадая с положением наиболее низкого базиса дренирования, первый из них формирует проницаемую обширную зону разгрузки подземных вод вдоль береговой полосы Зеи. Это подтверждается самоизливами из скважин в сс. Новопетровка, Москвитино, Усть-Ивановка, Черемхово и др. Поперечные к Призейскому структурному шву генеральные и региональные разломы (Горбыльский, Сазанковский и др.) являются водоподводящими каналами для движения подземных вод в сторону малых артезианских бассейнов.

Западно-Туранский структурный шов северо-восточного простирания контрастно отделяет Туранский гидрогеологический массив от Нижнезейского артезианского бассейна. В структурно-тектонических узлах формируются гидрогеологические емкости с трещинно-жильными, трещинными и трещинно-грунтовыми водами, которые разгружаются родниками в долине р. Бурея. Разломы северо-западного простирания, оперяющие структурный шов, являются водоподводящими каналами, через которые восполняются ресурсы артезианских вод, приуроченных к центральным частям Романовского, Екатеринославского и Ромненского малых артезианских бассейнов.

Глава 6. Отражение глубинных процессов в подземной гидросфере верхнего приамурья

Материалы геологических и геофизических работ, гелиеметрических исследований, а также результаты изучения кинематики Амурской плиты свидетельствуют об активной проявленности неотектонических процессов, подвижности отдельных блоков, повышенной сейсмичности, которые сопровождаются формированием раскрытых и проницаемых структурно-тектонических узлов, служащих путями разгрузки подземных вод и глубинных флюидов. Этим процессам сопутствует и дегазация недр, которая способствует на одних участках формированию, на других – разрядке гидродинамических напряжений. В целом, в результате тектонических подвижек, повышается гидродинамическая активность водоносных систем, что приводит к выжиманию и перемещению огромных масс пластовых вод с растворенными в них газами с последующей разгрузкой их через ослабленные зоны. Становится очевидным, что роль подземной гидросферы в глубинных процессах весьма значительна [Корценштейн, 1980; Пиннекер, 1985; Киссин, 1985].

Очаги разгрузки минеральных вод в сейсмогенных зонах. Маркерами проницаемых узлов в сейсмогенных зонах являются очаги разгрузки минеральных вод разнообразного химического, микроэлементного и газового состава. Выходы их связаны с участками, где проявляется современная тектоническая активность, охватывающая как древние кристаллические массивы (преимущественно палеозойского и более древнего возраста), так и более молодые, преимущественно мезозойские вулканические пояса. Как правило, очаги разгрузки расположены в зонах высокой сейсмической активности с землетрясениями более 6 баллов, либо к узлам пересечения разрывных нарушений. Нередко выходы минеральных вод прослеживаются прерывистой цепочкой по сейсмоактивным линиям значительной протяженности, либо по фрагментам кольцевых структур.

В Верхнем Приамурье (включая КНР) наиболее крупные сейсмогенные зоны приурочены к системам разломов близширотного (Становой, Монголо-Охотский, Северо- и Южно-Тукурингрский, Намуэрхэ), близмеридионального (Муданьцзян), северо-восточного (Ундуршули-Синлунгоу-Аргунский, Усть-Зейский, Нэньцзян-Селемджинский, Дэду-Даань-Белогорский, Танлу) направлений. В их пределах, в узлах пересечения разрывов северо-восточного и близширотного направлений формируются структуры сквозного характера, нередко очагового типа, и за счет разрядки гидродинамических напряжений, создаются благоприятные условия для восходящей разгрузки минеральных вод. К ним приурочены минеральные воды следующих генетических типов: азотные термы (Кульдурские, Тырминские, Быссинские), углекислые холодные (Удалянчи в КНР, Гонжинские, Харпичиканские, Горинские), азотные хлоридные натриевые (с. Константиновка).

Азотные термы. Основными факторами, определяющими формирование указанных гидротерм являются высокая степень тектонической активности региона, сопровождаемая проявлением современного вулканизма и сейсмичности. Очаги землетрясений на площади распространения азотных термальных вод зафиксированы в 1942 г., затем в 1947 г. с их подновлениями в семидесятые годы. По данным сейсмологов, глубина очагов до 40 км, энергетический класс 13-15, магнитуда 4-5. Главные черты термальных вод – преобладание азота в составе спонтанного газа, присутствие в повышенных концентрациях кремнекислоты и фтора, низкая минерализация, высокие щелочность и температура. В составе основных компонентов преобладают гидрокарбонат и натрий.

Очаг разгрузки термоминеральных вод, известный как Быссинское месторождение, расположен в 68 км к востоку от ст. Февральск на юго-западном борту грабена, заложенного на палеозойском кристаллическом основании Туранского гидрогеологического массива. Эта структура, довольно отчетливо выраженная в рельефе в виде резкого расширения долины Быссы, ограниченной сбросами северо-восточного и северо-западного направлений. Разгрузка термоминеральных вод осуществляется субвертикально по зонам дробления и повышенной трещиноватости интрузивных пород с последующим растеканием в перекрывающих четвертичных отложениях вдоль долины Быссы. Воды с температурой 10-46оС, вскрыты скважинами на глубине от 37 до 195 м с удельным дебитом от 0,29 л/с до 17,1-19,1 л/с. В зоне, выводящей термальные воды на поверхность, растворенные в воде газы представлены азотом (78-79%), водородом (0,4-0,6%). Концентрация водорастворенного гелия составляет 1175·10-5 мл/дм3. Для свободных газов характерно увеличение азота до 98,2%, метана - до 0,2-0,3%, углекислого газа - до 0,6 %. По составу воды гидрокарбонатные, минерализация воды ? 0,2-0,33 г/дм3, содержание кремнекислоты 55-80 мг/дм3, фтора – 7,5-9,5 мг/дм3. Из микроэлементы, представленных широким спектром, повышенные содержания (мкг/дм3 ) характерны для: лития (63), бора (144), алюминия (51), вольфрама (28), ртути (2,8).

Кульдурские термальные источники расположены в долине руч. Кульдур, левого притока р. Бира, берущей начало с восточных склонов Малого Хингана. Термовыводящая зона связана с узлом пересечения Хинганского разлома северо-восточного простирания с широтным Амурским (Сюньхэ-Бирским) разломом. Естественные выходы терм, приуроченные к гранитам, наблюдаются на площади 150х150 м («термальная площадка»). На остальной территории термальные воды вскрываются 5 скважинами глубиной до 150 м с дебитом от 0,2 до 1,05 л/с и температурой воды от 30 до 720 С. Отдельные скважины обладают самоизливом, пьезометрический уровень устанавливается выше поверхности земли (от +1,58 м до +1,73 м). Общий дебит всех скважин при самоизливе 15 л/с.

Минеральные воды Кульдурских источников относятся к азотным высокотермальным (720С), слабоминерализованным (0,3-0,4 г/дм3), щелочным (РН – 9,3). Из катионов преобладают натрий и калий, из анионов - гидрокарбонаты. Содержание фтора 16-22, кремнекислоты 70 мг/дм3. Радиоактивность терм равна 1-2 ед. Махе. Из газов преобладает азот (99,5%). Микроэлементный состав аналогичен таковому Быссинских терм.

Тырминские минеральные источники находятся в аналогичной тектонической и сейсмогенной обстановке. Очаг разгрузки термальных вод расположен на левом берегу р. Тырма, в 11 км ниже устья р. Яурин и приурочен к трещиноватым гранито-гнейсам. Температуры воды источника 36,80 С, де6ит - 3 л/с. Минерализация воды 0,2 г/дм3. Состав воды гидрокарбонатный, натриевый, содержание кремнекислоты до 60 и фтора до 4,5 мг/дм3. Среди газов присутствуют: азот (99,4%) и сероводород (0,6%).

Углекислые холодные воды. На рассматриваемой территории они относятся к типу дарасунских нарзанов и характеризуются низкой температурой (ниже 10оС), минерализацией 1,5-2,5 г/дм3, повышенным содержанием в воде железа (до 41,6 мг/дм3) и кремнекислоты (до 84 мг/дм3). Реакция среды слабокислая. Из анионов преобладают гидрокарбонаты, из катионов – натрий и калий. Микроэлементный состав довольно разнообразен.

Наиболее ярким примером холодных углекислых вод являются источники Удалянчи, расположенные в КНР на северной окраине рифтогенной впадины Сунляо, обследованные автором в 2007 г. Они связаны с современной вулканической деятельностью и высокой сейсмической активностью. В указанном районе на площади более 800 км2 находятся 14 вулканогенных кратеров, сложенных базальтами, туфами, туфобрекчиями, сформировавшихся в результате извержений в 1717-1721 гг. Неотектоническая активность территории обусловила сложный тектонический каркас, состоящий из разрывных нарушений близширотного (система Намуэрхэ), северо-восточного (система Дэду-Даань) и северо-западного направлений. Указанные разломы являются сейсмогенными с магнитудой 4,3-5,1 землетрясений, 10-14 энергетического класса с глубиной очага до 20 км. Наиболее активно они были проявлены в 1985, 1986, 1988, 2001 гг.

К узлу пересечения указанных разломов приурочена разгрузка минеральных вод с температурой от 3 до 8оС, газирующих углекислотой (2500-3500 мг/дм3). Химический состав вод гидрокарбонатный. Из катионов преобладают натрий+калий, в отдельных источниках – кальций. Магний присутствует в количестве 40-75, железо 38-41, кремнекислота 80-84 мг/дм3. Минерализация колеблется от 0,8 до 2,1 г/дм3. Из микроэлементов наиболее характерны (в мкг/дм3): барий (112-264), марганец (2212-3817), стронций (495-853), серебро (до 20) и др.

По результатам изотопных исследований газов, выполненных в научных институтах России и Китая, установлено, что летучие компоненты преимущественно глубинного происхождения [Чудаев и др., 2007].

На российской территории Верхнего Приамурья весьма показательной является сейсмотектоническая позиция Гонжинского месторождения углекислых вод. Район этого месторождения приурочен к зоне сопряжения Южно-Тукурингрского шва и Ундуршули-Синлунгоу-Аргунской системы северо-восточного простирания. Сейсмическая активность рассматриваемой территории определяется положением ее в области взаимодействия двух крупнейших в Верхнем Приамурье сейсмогенных поясов: Амазаро-Джагдинской и Большехинганской, в пределах которых известны землетрясения высоких энергетических классов. Наиболее высокая сейсмическая активность указанного района была проявлена в семидесятые-восьмидесятые годы прошлого столетия в виде подновляемых очагов землетрясений глубиной до 20 км с магнитудой 4,2-5,1 и 11-13 энергетическим классом.

Гонжинское месторождение расположено в долине руч. Кислый на юго-восточной окраине одноименного массива, сложенного протерозойскими метаморфическими и интрузивными образованиями, прорванными раннемеловыми интрузиями и субвулканическими телами. Основным структурным элементом является надвиг, вдоль контакта пород докембрия и раннемеловых гранитоидов. К этой ослабленной структуре приурочены минеральные холодные гидрокарбонатные углекислые воды. Удельный дебит скважин составляет 0,03-0,2 л/с. Минерализация воды - до 3,2 г/дм3. Содержание железа до 11,5 мг/дм3, кремнекислоты до 90 мг/дм3. В составе газов преобладает углекислота (99%). Из микроэлементов, в повышенных концентрациях установлены (мкг/дм3): литий (до 1050), марганец (до 17), стронций (до 2600).

Обширные зоны разгрузки холодных углекислых вод известные как Харпичиканские и Горинские, установлены в Сихотэ-Алиньской складчатой гидрогеологической области в сейсмогенной системе разломов Танлу северо-восточного направления. Выходы углекислых минеральных вод приурочены к площади развития верхнепалеозойских кремнистых сланцев и мезозойских песчанико-сланцевых отложений, частично перекрытых кайнозойскими базальтами. В семидесятые и последующие годы, здесь были зафиксированы очаги землетрясений с магнитудой 1-2 (энергетического класса 4-9) и более 4 (энергетического класса 11-12), с глубиной очага преимущественно 10-15 км, а на отдельных участках до 25 км. Последние из них пространственно совпадают с узлами пересечения разломов северо-восточного направления с близширотными. По данным Б.С. Архипова и С.А. Козлова [1999], дебит источников холодных углекислых вод колеблется от 0,3 до 2,5 л/с, температура воды 4-6оС. Состав вод гидрокарбонатный, с существенным преобладанием иона натрия. Минерализация вод изменяется от 0,8 до 2,4 г/дм3. В микроэлементном составе установлены повышенные концентрации (мкг/дм3 ) лития (до 3100), стронция (до 1075), алюминия (до 1075).

Азотные хлоридные натриевые воды. Минеральные воды указанного типа приурочены к Амурской (Сюньхэ-Бирской) сейсмогенной зоне близширотного направления в местах ее пересечения с разрывными нарушениями северо-восточного (Лермонтовско-Белогорский, Дэду-Даань) и близмеридионального (Западно-Туранский) направлений. Они вскрыты скважинами в 110 км от г. Благовещенска, в с. Константиновка на глубине 150-200 м и связаны с зонами тектонической раздробленности андезитов и долеритов раннемелового возраста. Очаги землетрясений глубиной до 20 км и магнитудой 4,3-5,1 зафиксированы южнее с. Константиновка на территории КНР, а также в междуречьях Завитая-Бурея и Бурея-Архара.

Дебит скважины №2990 ? 1,3 л/с., вскрытые воды хлоридные натриевые, с минерализацией 1,5-1,6 г/дм3. Температура воды 8оС, реакция среды слабощелочная (рН 7,6-8,2). В воде из биологически активных компонентов присутствуют (мг/дм3): кремниевая (17,7-26), борная кислота (3,2-5,8), бром (3-3,5), иод (0,2-0,8), органический углерод (2,9-3,5), фтор (0,4-1,5). Газовый состав минеральных вод представлен азотом (до 74 %), кислородом (19 %), углекислым газом (5,5 %), аргоном (0,98 %), метаном (0,01 %). Из широкого спектра микроэлементов повышенные концентрации характерны (мкг/дм3 ) для: бора (до 313,1), селена (до 13,9), мышьяка (до 4,2), бария (до 58), золота (до 0,3), стронция (до 437).

Динамика флюидов в сейсмически активных областях. Исследования, проведенные в процессе изучения дегазации недр в различных регионах России показали, что динамика газового потока меняется в пространстве, во времени, под влиянием тектонических, геодинамических нагрузок, активизации сейсмических процессов [Осика, 1980, 1985]. Изучение динамики дегазации осуществлялось в скважине 2990 глубиной 204 м в с. Константиновка, вскрывающей трещинно-жильные напорные хлоридные натриевые воды, где установлена высококонтрастная гелиевая аномалия, достигающая значений 74600?10-5 мл/дм3. Водорастворенный гелий был выбран как основной показатель глубинных процессов, отражающий флюидодинамику недр в сейсмогенным зонах. Наблюдения за концентрацией водорастворенного гелия проводились автором с августа 1984 г. по декабрь 1998 г. с частотой 1 раз в 10 дней, а с 1 января 2001 г. по январь 2002 г. - ежесуточно.

В процессе проведенных работ был установлен значительный диапазон изменения концентраций гелия от 1500?10-5 до 74600?10-5 мл/дм3, что позволило их дифференцировать (с некоторой долей условности) по значениям в мл/дм3: низкие (1500-6500?10-5), средние (6500-20000?10-5), высокие (20000-30000?10-5) и очень высокие (30000-75000?10-5). Учитывая, что сейсмичность является весьма существенным фактором, регулирующим дегазацию недр, автор сделал попытку проанализировать полученные гелиеметрические данные за 10 лет и сопоставить их со сведениями о землетрясениях, которые происходили в радиусе до 800 км от с. Константиновка и совпадали по времени с ведением гелиеметрических наблюдений. При интерпретации материалов были использованы данные сейсмологических исследований российских и зарубежных научных учреждений. В качестве геологической основы служила «Геологическая карта Приамурья и сопредельных территорий» масштаба 1:2500000 и схема разломной тектоники под редакцией Л.И. Красного, А.С. Вольского и др. [1999], выполненные на основе совместных картосоставительских работ российских и китайских геологов. Результаты полученных данных, отражающие специфику динамики дегазации недр за десятилетие, представлены по периодам.

Для периода 1984-1985 гг. характерны средние значения концентраций гелия и сейсмическое затишье. В начале 1986 г. концентрации гелия начали возрастать до высоких и очень высоких (31800?10-5 мл/дм3) значений. В указанный период были зафиксированы землетрясения в сейсмогенной системе разломов Намурэрхэ и в узле пересечения ее с зоной разрывов Дэду-Даань, расположенных в 170 км юго-западнее с. Константиновка (район Удалянчи, КНР). Магнитуда этих землетрясений была 4,7-4,8, а глубина очага до 35 км. Летний период 1986 г. характеризовался чередованием импульсивных подъемов и падений концентраций гелия и повторным землетрясением в системе разломов Намурэрхэ.

Период 1987-1988 гг. В целом сохранялся импульсивный характер изменений гелия от высоких (25000?10-5 мл/дм3) до низких (2000-3000?10-5 мл/дм3) концентраций. Резкий спад содержаний гелия в марте 1987 г. совпал с началом землетрясения с магнитудой 5,2, которое произошло в узле пересечения Тастахского и Пауканского разломов .

Период 1992-1995 гг. являлся сейсмоактивным. Концентрации гелия варьировали от низких (2000?10-5) до аномально высоких (74600?10-5 мл/дм3), что отражает резко импульсный характер динамики гелия. Проявления сейсмичности отмечались как на значительном удалении от с. Константиновка (Куканский, Арсеньевский разломы), так и на более близком расстоянии (Ишу-Харпийский разлом системы Танлу, зоны Намурэрхэ, Дэду-Даань). Общее количество землетрясений за период 1992-1995 гг. в радиусе 800 км от с. Константиновка по данным китайских сейсмологов составило 11, причем практически все они происходили на границе резкого снижения-подъема концентраций гелия.

Период 1997-1998 гг. 1997 г. характеризовался контрастным изменением концентраций гелия от весьма высоких, достигающих 51100?10-5 ? 59100?10-5 мл/ дм3 до низких 2350?10-5 мл/дм3. В периоды смены высоких значений на низкие землетрясения с магнитудой от 3,6 до 5,5 были зафиксированы на значительном удалении от территории с. Константиновка (Становой хребет и побережье Японского моря). С января по сентябрь 1998 г. в скважине 2990 отмечается снижение концентраций гелия до 9600?10-5 мл/дм3. В указанный период в системах разломов Танлу и Намуэрхэ на расстоянии 170 км от с. Константиновка (район Удалянчи в КНР) были зарегистрированы землетрясения. Резкий подъем концентрации гелия до 48600? 10-5 мл/дм3 в октябре 1998 г. совпал с повторными землетрясениями в вышеуказанных близко расположенных сейсмогенных зонах. Вторая половина 1998 г. была весьма сейсмоактивной, что привело к интенсивной дегазации недр и явилось причиной появления в отдельных зданиях с. Константиновка газов, ухудшающих здоровье населения.

Указанная чрезвычайная ситуация обусловила необходимость ведения в 2001 г. на Константиновском полигоне геоэкологического мониторинга, который включал изучение динамики не только водорастворенных гелия, но и других газов (диоксида серы, азота, формальдегида, сероводорода и аммиака). Отбор проб газов осуществлялся ежедневно. Определение токсичных газов проводилось на газовом анализаторе непрерывного контроля ГАНК-4 (НПО «Прибор») после дегазации водных проб. Постановка указанных работ в суточном режиме на протяжении всего 2001 г. предусматривала установление цикличности в поведении водорастворенного гелия, корреляции его с токсичными газами и проявлениями сейсмичности.

В обобщенном виде по результатам полученных ежесуточных наблюдений в 2001 г. четко выделяются 3 периода: I – с 4 января по 26 июня - характеризуется средними и высокими концентрациями гелия (до 31754?10-5 мл/дм3); II – с 28 июня по 3 сентября – низкими (не выше 6431?10-5 мл/дм3); III – с 4 сентября по 23 декабря 2001 г. – высокими и очень высокими (до аномально высоких).

загрузка...