WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 31 |

Глава 2. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ И СВОЙСТВА ЛИТОСФЕРЫ 2.1. Геологическая среда и экологические свойства литосферы Геологическую среду следует рассматривать как многоуровневую систему, развивающуюся под влиянием геологических, биологических и техногенных факторов и оказывающую влияние на развитие живых организмов, условия и среду обитания человека. При этом необходимо помнить о существующих прямых и обратных связях экосистем и объектов геологической среды в их разнообразных проявлениях. Так, любое инженерное сооружение не только оказывает влияние на характер массоэнергообмена в геологической среде в зоне своего влияния (в первую очередь на подземные воды), но и само постепенно разрушается под действием природных вод, ветра, перепада температур, экзогенных геологических процессов, живых организмов.

Известно множество фактов, свидетельствующих о значительной роли микроорганизмов в формировании экологических условий окружающей среды. В качестве примера можно привести современное образование горючих и токсичных газов в основаниях жилых и производственных зданий, в тоннелях метро, разрушение бактериями металлоконструкций в горных выработках, роль бактерий в оползневых процессах.

Изучение особенностей взаимодействия и развития геологической среды и экосистем в различных условиях – задача предстоящих исследований.

2.2. Определение экологических функций литосферы Под определением «функция» понимается роль, которую играет тот или иной объект, процесс или явление. Экологические функции литосферы – это все многообразие функций, определяющих и отражающих роль и значение литосферы, включая подземные воды, газ, нефть, геофизические поля и протекающие в ней геологические процессы в жизнеобеспечении биоты и, главным образом, человеческого общества (Трофимов, Зилинг, 2000, 2002).

Все виды функциональных зависимостей между природной и техногенно преобразованной литосферой и биотой как биологическим видом, так и общественной социальной структурой – человеческим обществом, сводится В. Т.

Трофимовым и Д. Г. Зилингом (2000, 2002) к четырем функциям:

ресурсной, геодинамической, геофизической и геохимической.

Ресурсная функция верхних горизонтов литосферы заключается в ее потенциальной способности обеспечения потребностей биоты (экосистем) абиотическими ресурсами, в том числе и потребностей человека (Королев, 1996; Трофимов, Зилинг, 2000, 2002). Ресурсная функция является базовой в системе «литосфера–биота», так как с ней связаны не только условия жизни и эволюции биоты, но и саму возможность ее существования. Данная функция определяет роль ресурсов (минеральных, органических, и органо-минеральных) для жизни и деятельности биоты как в качестве биогеоценоза, так и социальной структуры. Ресурсная функция литосферы обусловливает значение минерального, органического и ее органоминерального сырья, составляющего основу для жизнедеятельности биоты как в качестве биогеоценозов, так и антропогеоценоза (Ясаманов, 2003). По мнению В. Т. Трофимова и др. (2000), она включает следующие аспекты: ресурсы, необходимые для жизни и деятельности биоты, ресурсы, необходимые для жизни и деятельности человеческого общества, ресурсы, как геологическое пространство, необходимое для расселения и существования биоты, в том числе и человеческого общества. Первые два аспекта связаны с минерально-сырьевыми ресурсами, а последний, – с экологической емкостью геологического пространства, в пределах которого происходит жизнедеятельность организма.

Геодинамическая функция литосферы в экологическом аспекте проявляется в ходе геологических процессов, причем эколого-геодинамические свойства литосферы обусловлены как энергетической составляющей литосферы, так и динамикой ее вещественного состава, включая рельефообразующие факторы.

Геохимическая экологическая функция отражает свойство геохимических полей (неоднородностей) литосферы природного и техногенного происхождения влиять на состояние биоты в целом и человеческое общество, в частности.

Аналогично, геофизическую функцию литосферы В. Т.

Трофимов и Д. Г. Зилинг (2000) рассматривают как свойство геофизических полей (неоднородностей) литосферы природного и техногенного происхождения влиять на состояние биоты и здоровье человека. Развивая представления этих ученых, составлена графическая модель, демонстрирующая характер взаимодействия литосферы с другими природными сферами и обществом (рис.

2.2.1.).

ЛД 6 3 СХ БК Рис. 2.2.1. Эколого-геологическая система Сферы пространственно-временного экологического взаимодействия: ЛД – литодинамическая, БК – биоклиматическая, СХ – социально-хозяйственная (общество).

Чистые классы: 1 – минералы, горные породы, фации и формации, геологические тела и структуры, подземные воды, геодинамические, геохимические и геофизические процессы, явления, поля и структуры, геотекстуры; 2 – живые организмы, их происхождение и жизнеобеспечение (тепло, влага, питание);

3 – социум (население) и хозяйство.

Классы двойного взаимодействия: 4 – биотопы, местообитания видов, стации, почвы, биогеохимические процессы и образования, рельеф, ландшафты;

5 – биотические и гидроклиматические ресурсы и условия; 6 – минеральные, топливно-энергетические, геодинамические, геофизические и пространственные ресурсы и условия.

Классы тройного взаимодействия: 7 – литосфера как экологический ресурс, среда обитания живых организмов и жизнедеятельности человека – ядро эколого-геологической системы Эколого-геологическая система складывается из сфер пространственно-временного экологического взаимодействия:



литодинамической, биоклиматической и общественной, при этом чистые классы взаимодействия отражают структуру этих сфер. В области взаимопроникновения и взаимодействия двух сфер образуются классы двойного взаимодействия. На последнем уровне образуется класс тройного взаимодействия всех трех сфер – литосфера, как экологический ресурс, среда обитания живых организмов и жизнедеятельности человека, которая и составляет ядро эколого-геологической системы.

2.3. Классификация экологических функций литосферы На основе данной модели предложена классификация экологических функций литосферы (табл. 2.3.1), основанная на представлениях В. Т. Трофимова и Д. Г. Зилинга (2000, 2002).

Экологические функции могут выступать как условия и факторы, так и природные ресурсы. Они определяют развитие природных геосистем и социально-хозяйственных комплексов.

Природные ресурсы подразделяются на возобновимые (неисчерпаемые) и невозобномимые (исчерпаемые). В зависимости от вещественно-энергетических и пространственных характеристик экологические функции ландшафтов могут проявляться биотических (живых) и абиотических (косных) средах, протекать в двух – или трехмерном пространстве. В. Т.

Трофимов и Д. Г. Зилинг выделяют геодинамические, геохимические, геофизические и ресурсные функции. Нами предложена несколько иная схема их классификации; число функций расширено.

Нижний классификационный уровень, соответственно, может быть разделен на дополнительные ячейки. Например, геодинамические экологические функции литосферы, связанные с внутренней динамикой земли, могут быть обусловлены магматическими, вулканическими, тектоническими и сейсмическими эндогенными геологическими процессами.

Экзогенные геологические процессы подразделяются на гравитационные, эрозионные, абразионные, карстовые, суффозионные, мерзлотные, эоловые и др. Они определяют разнообразие гидроклиматических свойств литосферы. В свою очередь, ЭФЛ могут быть ресурсными, удовлетворять материальные и духовные запросы общества.

Таблица 2.3.Экологические функции литосферы Экологические функции литосферы Условия, факторы и ресурсы необходимые для необходимые для возобновимые невозобновимые развития природных развития общества экосистем Вещественные и энергетические Пространственные биотиче абиотические геоди геохимическ геофизич двухмерны трехмерны ские намич ие еские е е еские (площадны (объемные е) ) Классификация экологических функций литосферы определяет состав разделов экологической геологии.

2.4. Структура экологической геологии Экологическая геология развивается на базе других фундаментальных наук о Земле, тесно взаимосвязана с геоэкологией и инженерной геологией. Таким образом, четко определяется предмет и задачи экологической геологии, ее место в семействе наук о Земле.

Экологическая геология развивается по принципу «экологизации» основных разделов геологии и включает дисциплины, с экологических позиций изучающие состав и свойства Земли (экологическая петрология, геохимия, гидрогеология, геофизика), геологические процессы (экологическая геодинамика), роль органической жизни в формировании литосферы и месторождений полезных ископаемых (экология литогенеза и экология полезных ископаемых), геологическую среду (инженерная экологическая Снег Газы Лито Сноу Атмо Гидро Почвы Растения Животные Аквальные и сооружения сейсмические, Горные породы Подземные воды Геологические тела радиационные поля Подземные полости ( водная поверхность ) Экзогенные процессы Эндогенные процессы Гравитационные, элек Территориальные ( рельеф ) трические, температурные, геология) и дисциплины методического содержания (экологическая картография и геоинформатика).

Основными разделами экологической геологии являются экологическая петрология, экологическая геодинамика, экологическая геоморфология, экологическая геохимия, экологическая геофизика, экологическая гидрогеология, специальная экологическая геология, включающая экологогеологические аспекты проектирования и строительства. В ее состав можно включить рекреационную экологическую геологию (рис. 2.4.1).

На рисунке 2.4.1 показано положение разделов научных направлений экологической геологии, определяющее ее логическую структуру как науки в целом.

Экологическая геология Рис. 2.4.1. Структура экологической геологии Структура экологической геологии некоторым образом повторяет структуру инженерной геологии, и это не случайно.

Такая преемственность отражает процесс формирования экологической геологии из основ инженерной геологии.

Экологическая геология состоит из общих (экологическая петрология, геодинамика, геохимия, геофизика, гидрогеология) и специальных (эколого-геологическое картографирование, проектирование и др.) дисциплин. Каждая из них имеет свой предмет, задачи и методы исследований, что и определяет их рекреационная геология, в том числе экологическая геология Экологическая геохимия Экологическая геофизика Экологическая петрология Специальная экологическая Экологическая геодинамика Экологическая гидрогеология Экологическая геоморфология положение в логической структуре экологической геологии как науки в целом. Все они составляют единую систему экологогеологических знаний и направлены на достижение общих целей.

Экологическая геология рассматривается как синтез геологических и экологических дисциплин, в состав которых входят различные точные, естественные, медицинские и социально-экономические науки, что обеспечивает связь с ними экологической геологии (Трофимов, Зилинг, 2000, 2002).





Развивая эти представления, предложена классификационная схема экологической геологии, определенное положение в которой занимает экология нефтегазовых и газовых месторождений (табл. 2.4.1).

В таблице 2.4.1 по горизонтальной оси расположены геологические дисциплины, по вертикальной – экологические. На пересечении осей находятся соответствующие дисциплины экологической геологии.

Геология. Вещественная (науки, изучающие вещественный состав и свойства Земли): ПТ – петрография, минералогия, ГХ – геохимия.

Геодинамическая (науки, изучающие геологические процессы, протекающие в Земле): ДГ – динамическая геология, ГМ – геоморфология.

Историческая (науки, изучающие историю развития Земли и эволюцию органического вещества в ходе геологической истории): ИГ – историческая геология, ФФ – учение о фациях и формациях, литология, ПГ – палеогеография, палеонтология.

Практическая (науки о недропользовании): ПИ – учение о полезных ископаемых, ГР – гидрогеология, РД – рудничная, шахтная и промысловая геология, в том числе геология нефти и газа, поисково-разведочное дело, РС – геологическое ресурсоведение, ИГ – инженерная геология, ГГ – гидрогеология, ГФ – геофизика.

Методическая: АГ – аэрокосмическая геология, ГК – геологическое картирование, ЭИ – геоэкоинформатика.

Экологическая геология. ОЭГ – общая экологическая геология, РЭГ – региональная экологическая геология, ЭГД – экологическая геодинамика, ЭГМ – экологическая геоморфология, ИЭГ – историческая экологическая геология, ЭФ – экология фациальная, ЭПГ – историческая палеогеография, СЭГ – социально-экологическая геология, ЛЭГ – ландшафтноэкологическая геология, ГЭ – геоэкология, ПЭГ – прикладная экологическая геология, ЭПТ – экологическая петрология, ЭГД – экологическая Таблица 2.4.Формирование дисциплин экологической геологии геодинамика, ЭМПИ – экология формирования месторождений полезных ископаемых (в том числе нефтегазовых), ЭДПИ – экология добычи (разработки) полезных ископаемых (в том числе нефтегазовых), ИЭГ – инженерная экологическая геология, ЭГГ – экологическая гидрогеология, ЭГФ – экологическая геофизика, ЭГР – эколого-геологическое ресурсоведение, ПРЭГ – правовая экологическая геология, ЭГК – эколого-геологическая картография, ДЭГ – дистанционная экологическая геология, ГИЭГ – геоинформационная экологическая геология.

Некоторые дисциплины экологической геологии пока не получили развития. Другие достаточно разработаны и по ним имеются научные и учебные публикации:

– общая экологическая геология (Трофимов, Зилинг, 2002;

Гарецкий, Каратаев 1995; Теория и методология…, 1997;

Экологические функции литосферы, 2000; Ясаманов, 2003);

– экологическая геохимия и минералогия, геохимическая экология (Ковальский, 1974; Иванов, 1994; Гавриленко, 1999;

Янин, 1999; Алексеенко, 2000; Барабошкина, Зилинг, 2000);

– экологическая гидрогеология (Плотников и др., 1992;

Пиннекер, 1999; Белоусова и др., 2006);

– экологическая геоморфология (Симонов и др., 1995;

Экологические…, 1995; Кружалин, 1997; Абалаков, Кузьмин, 1998; Рельеф…, 2002);

– экологическая геофизика (Вахромеев, 1995; Хмелевской, 1997), в том числе радиационная экология (Старков, Мигунов, 2003; Пивоваров, Михалев, 2004);

– эколого-геологическое картографирование (Требования…, 1990; Зилинг и др., 1998, 2001, 2002;

Богословский и др., 2002; Трофимов, Зилинг, 2002).

Другие разделы экологической геологии еще не сформированы. Однако в дальнейшем они могут получить развитие. В число дисциплин по геологии полезных ископаемых входит геология нефти и газа. Экология различных видов минерально-сырьевых ресурсов имеет свою специфику.

2.5. Экологические функции литосферы нефтегазовых месторождений Формирование разделов экологической геологии нефтегазовых месторождений показано на рис. 2.5.1. Вопросы, связанные с экологическими функциями литосферы при разработке нефтегазовых месторождений, раскрывает рис. 2.5.2.

Геология Геология полезных ископаемых Экологическая геология нефти и газа Экологические Гипотеза Экология Экологическая аспекты органического нефтегазовых геология формирования происхождения ресурсов разработки нефтегазовых нефти и газа и сырья нефтегазовых месторождений месторождений залежей и месторождений Рис. 2.5.1. Основные направления экологической геологии нефти и газа Экологическая геология разработки нефтегазовых месторождений Экологическое проектирование нефтегазовых месторождений:

оценка воздействия на окружающую среду (ОВОС);

охрана окружающей среды (ООС) Петрологи Экологические функции литосферы Ресурсные ческие нефтегазовых месторождений Геодинам Геохимич Геофизиче Гидрогеол Гидрологи Климатич Биотическ ические еские ские огические ческие еские ие Рис. 2.5.2. Экологические функции литосферы при разработке нефтегазовых месторождений Петрологические функции литосферы (экологическая петрология) раскрывают роль горных пород в развитии биоты, проведении инженерно-строительной деятельности, в том числе бурении глубоких скважин на нефть и газ, строительстве шламовых амбаров, прокладке нефте- и газопроводов и других инженерных коммуникаций топливно-энергетического комплекса.

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 31 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.