WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 |   ...   | 5 | 6 || 8 | 9 |   ...   | 31 |

Темп и характер развития экзогенных геологических процессов в пределах той или иной местности в значительной степени зависят от климата и тектонического режима, действующего через рельеф. В этом проявляются взаимодействие и противоречие внешних и внутренних сил в развитии геологических процессов и явлений, они являются причинно обусловленными. Однако эти противоречия не единственная движущая сила их развития. Многие эндогенные и экзогенные процессы получают развитие независимо друг от друга, хотя проявляются в одной и той же области – на поверхности земли или в приповерхностных горизонтах земной коры, например морозное пучение и сейсмические явления.

Геологические процессы возникают при наличии определенных несоответствий (противоречий), например:

минерального состава горных пород – геохимическим условиям окружающей их среды; напряженного состояния горных пород – их предельному равновесию; плотности и пористости горных пород – величине действующих нагрузок; степени литификации горных пород – величине действующих гравитационных и геохимических сил; размягчаемости и размываемости горных пород – скоростями водного потока и др. Эти несоответствия (противоречия) и предполагают естественную неизбежность возникновения геологических процессов и явлений, они служат движущей силой их развития.

Важнейшей особенностью геологических процессов является неравномерность их проявления по земной поверхности в пределах различных регионов, областей и районов.

Геологические процессы тесно связаны и с особенностями рельефа. Геологические процессы парагенетически связаны также с определенными комплексами горных пород, слагающими приповерхностные горизонты земной коры. В соответствии с этим их распространение предопределяется геологической историей той или иной территории. Как видно из приведенного материала, распространение различных геологических процессов, действительно, контролируется климатическими, геоморфологическими, петрографическими и тектоническими факторами. Проявление каждого из геологических процессов на той или иной территории зависит от преобладающего действия какой-либо одной или нескольких основных причин. Эти процессы приводят к необратимым изменениям рельефа поверхности Земли, имеют направленный, непрерывнопрерывистый характер развития во времени (этапы, стадии, фазы), и их распространение подчиняется некоторым общим закономерностям.

В таблице 4.1.1 дана общая классификация геологических процессов и явлений, как природных, так и вызванных человеком. Классификация включает как эндогенные, так и экзогенные Процессы эндогенные экзогенные Типы горных природные вызванные климатического характера массивов деятельностью человека выветривани криогенные и е посткриогенные Высокопрочные массивы.

Преобладают базальты, кварциты и Обычно развиты другие породы, Орогенные и слабо;

имеющие сж > 140 эпейроге Выветривани преобладают МПа, нические ю морозобойное < 900 движения земной подвержены растрескивание коры; Сейсмические все породы. и образование сейсмические явления, вызванные Интенсивнос криогенной явления;

Прочные массивы. взрывами ть и трещиноватости вулканизм характер Преобладают граниты,, наследующей и выветривани гнейсы, крепкие усиливающей я первичную песчаники и определяютс алевролиты и другие трещиноватость я главным породы, имеющие сж породы образом 70-140 МПа, < 60климатом и особенность ю состава и строения Недостаточно пород.

прочные массивы.

Инженерная Кристаллические деятельность сланцы, Сейсмические в конгломераты, явления, вызванные большинстве известняки, опоки, взрывами; опускание случаев слабые песчаники, При поверхности усиливает алевролиты и определенных при добыче выветривани аргиллиты, филлиты и климатических полезных ископаемых е другие породы, имею- условиях щие сж 10-70 МПа, < приобретают 30-60° интенсивное развитие крио- Сейсмические явления, Слабопрочные вызванные взрывами;

массивы. Глинистые опускание поверхности сланцы, глины, лёссы, при добыче полезных почвы, пески, торфа и ископаемых и откачке другие породы, воды; уплотнение и имеющие сж < набухание отдельных МПа, < <30° участков при строительстве Классификация геологических процессов Таблица 4.1.в инженерной геологии (по Е. М. Сергееву, 1978) Процессы природные и вызванные деятельностью человека обусловленные ветрового характера водного характера характером рельефа эоловые растворение размывание заболачивание склоновые Абразия, речная Преобладают и линейная обвалы Развито слабо эрозия развиты слабо Преобладают обвалы и осыпи;

при определенных условиях курумы.

Перевевание Образование болот Широко развиты коренных пород, и торфяников осыпи, сплывы, слагающих массивы, возможно при срывы, осовы;

отсутствует.

отсутствии реже – обвалы и Выпадающие У карбонатных, расчлененного курумы эоловые осадки сульфатных рельефа могут чехлом и галоидных Абразия, речная на толще покрывать пород и линейная элювия коренных поверхность растворимость эрозия развиты пород массивов соответственно интенсивно.

увеличивается При определенных условиях развиты делювиальный смыв, почвенная и водная ветровая эрозия.

Оврагообразован ие При определенных Суффозионные Склоновые условиях При определенных процессы могут процессы перевевание пород тектонических и усиливаться и протекают происходит климатических прекращаться интенсивно, интенсивно и условиях идет под влиянием широко развиты создаются заболачивание деятельности оползни-блоки.



типичные формы самих пород человека При определенных эолового рельефа условиях солифлюкция процессы; все процессы рассматриваются без отрыва от массивов горных пород, с выделением факторов, являющихся условием возникновения данного процесса.

В наибольшей степени для решения задач экологической геодинамики соответствует классификация природных и техногенно обусловленных геологических процессов, предложенная Н. С. Красиловой под руководством В. Т. Трофимова (2002). Она построена с учетом экологических последствий, а также временных и пространственных характеристик того или иного процесса (рис. 4.1.1).

Рис. 4.1.1. Систематика геологических и других природных процессов по интенсивности негативных воздействий на биоту, включая человека (по Трофимову, Зилингу, 2002) ДД – длительнодействующие (вековые);

KB – кратковременные (эпизодические);

БД – быстродействующие (катастрофические) 4.2. Геодинамические экологические функции литосферы Геодинамические экологические функции литосферы раскрываются через взаимодействие биоты и геологических процессов.

Под геодинамической экологической функцией литосферы понимается функция, отражающая способность литосферы влиять на состояние биоты, безопасность и комфортность проживания человека через природные и антропогенные (техногенные) геологические процессы и явления. Их проявление и развитие в природных условиях связано как с внешними космическими факторами, так и со сбросом (разрядкой) напряжений в геофизических полях Земли, а воздействие геологических процессов на биоту – с перемещением вещества земной коры и преобразованием рельефа. Следовательно, геодинамические экологические свойства литосферы обусловлены как энергетической составляющей литосферы, так и динамикой ее вещественного состава, включая рельефообразующие факторы. Становление этих свойств литосферы шло параллельно с эволюцией Земли и биосферы и отличалось пульсационным развитием. Эпохи активизации геологических процессов и катастроф сменялись этапами их затухания и стабилизации. На современном этапе особое значение в оценке влияния на биоту имеют антропогенные геологические процессы – порождение эпохи техногенеза, резко усилившей активность и динамику как природных процессов, так и вызвавших к жизни развитие так называемых антропогенных геологических процессов.

Отличительной чертой геодинамической функции является возможность ее реализации как непосредственно в виде негативного по отношению к биоте явления, так и опосредованно – через ресурсную, геофизическую или геохимическую функции.

Так, оценку площадной эрозии можно рассматривать через интенсивность процесса и площадную пораженность им определенной территории (геодинамический критерий оценки), либо через потерю или сокращение запасов гумуса, земельных ресурсов (ресурсный критерий оценки).

В настоящее время наметились два пути, два подхода к оценке воздействия геодинамического фактора литосферы на биоту (Трофимов, Зилинг, 2002). Первый из них связан с анализом и оценкой воздействия отдельных геологических процессов или их парагенетических комплексов, главным образом, на человека и по существу сводится к выявлению экологических последствий проявления этих процессов. Второй подход связан с изучением современных геодинамических зон и аномалий литосферы и их интегральным воздействием на биоту, включая человека. Эти зоны определяют особенности распределения напряженного состояния массивов горных пород, развитие участков повышенной трещиноватости и проницаемости, что, в свою очередь, влияет на особенности циркуляции подземных вод, интенсификацию неблагоприятных геологических и экологически опасных техногенных процессов. Активные геодинамические аномалии могут контролировать проникновение физических и химических загрязнителей в литосферу, влиять на окружающий ландшафт, биологические объекты, на здоровье человека и существенно снижать ценность земельных ресурсов, влиять на уровень земельной ренты в пределах городских территорий.

Исходя из сказанного, объектом изучения экологогеодинамических исследований будут геологические процессы и геодинамические зоны и аномалии, а предметом изучения – знания о воздействии этих компонентов литосферы на биоту.

Именно в предмете исследования наиболее рельефно видны различия между изучением геологических процессов различными геологическими науками.

Структура геодинамической экологической функции литосферы определяется объектом ее изучения и включает в себя ряд иерархических уровней. На первом уровне рассматриваются все геологические процессы и геодинамические зоны. На втором иерархическом уровне выделяются группы геологических и некоторых других природных (гидрологических, климатических и др.) и техногенных процессов, различающихся по характеру проявления и воздействия на экосистему и человека, и геодинамические аномалии (рис. 4.2.1).

Эндогенные геологические процессы проявляются в виде вулканической и тектонической деятельности Земли. С вертикальными тектоническими движениями связано формирование рельефа, ландшафтной поясности гор. В горах с увеличением высоты происходит изменение климата, что влияет на формирование почв, развитие рельефообразующих процессов, существование различных видов животных и растений.

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ГЕОДИНАМИЧЕСКАЯ ФУНКЦИЯ ЛИТОСФЕРЫ Геологические Геодинамические и другие природные и техногенные зоны процессы Опасные, Неблагоприятн Геодинамические в том числе ые аномалии катастрофически е Рис. 4.2.1. Структура геодинамической экологической функции литосферы Существенна роль неотектонических движений, разрывных и складчатых деформаций в формировании залежей и месторождений нефти и газа. Выделяются сводовые, в разной степени нарушенные, тектонически экранированные и другие типы залежей. Они в значительной мере обусловливают миграцию нефти и газа, их передвижение по порам и трещинам пород. Поступление газов носит нестабильный неравномернопульсирующий характер, и интенсивнее происходит в зонах активной неотектонической трещиноватости по сравнению с массивными блоковыми участками литосферы. Часто определяющим фактором этого процесса являются современные колебания земной коры. В результате в контуре нефтегазоносности и над контуром концентрация газообразных углеводородов выше, чем в законтурных участках.





Эта закономерность сохраняется и для газов при дегазации из почвогрунтов, из снежного покрова, углеводородных компонентов водорастворенных газов грунтовых вод.

Характерная черта эколого-геодинамической функции литосферы – проявление негативных и позитивных свойств к развитию и пространственному распространению биоты. Одни геодинамические процессы в силу своей масштабности не могут оказывать прямого воздействия на биоту, а другие являются катастрофическими геологическими явлениями и непосредственно влияют на растительный покров, животный мир и человека.

Оценка экологического риска, обусловленного развитием экзогенных геологических процессов, проведена для ряда нефтегазовых месторождений Ангаро-Ленского нефтегазоносного бассейна. При этом учтены грунтовые условия, распространение и характеристики экзогенных геологических процессов (пораженность, интенсивность, активность), характер рельефа, распространение подземных вод, реакция на техногенные воздействия. Выделены эколого-геодинамические зоны пяти уровней геоморфологического риска по особенностям развития геодинамических процессов (Абалаков и др., 2001).

4.3. Геологические процессы и их влияние на природные и техногенные комплексы нефтегазовых месторождений Оценка воздействия геологических и других природных и техногенных процессов на экосистему в целом и человека в частности, как и оценка состояния эколого-геологических условий могут осуществляться по комплексу критериев и показателей, которые могут быть разбиты на четыре группы (Трофимов, Зилинг, 2002):

1) геодинамические, оценивающие масштаб и интенсивность развития геологических процессов;

2) характеризующие возможные экологически неблагоприятные изменения абиотических компонентов ландшафта и его литогенной основы в результате активно действующих геологических процессов;

3) биологические, характеризующие изменение разных представителей биоты и их комплекса в целом;

4) социально-экономические.

Биологические, экономические и социальные показатели предпочтительно использовать для оценки воздействия катастрофических процессов на территориях промышленно развитых и градопромышленных агломераций. Ботанические и почвенные критерии наиболее информативны вне территорий интенсивного промышленного использования, где природа находится в более естественном состоянии. Геодинамические критерии оценки пригодны для территорий любой освоенности.

Рассмотрим геодинамические критерии и показатели масштаба и интенсивности развития геологических процессов.

Для оценки влияния геологических процессов на состояние эколого-геологических условий используются критерии, характеризующие изменения рельефа, самого массива, качества геологического пространства. Они подразделяются на площадные (отношение нарушенной площади к ненарушенной или общей площади), энергетические (скорости и объемы смещаемых пород) и динамические (скорости, темпы нарастания негативных нарушений поверхности и подземного пространства литосферы).

Специфическая группа геодинамических критериев предложена Н. А. Касьяновой для оценки экологического риска функционирования литотехнических систем, расположенных в пределах геодинамических аномалий (табл. 4.3.1). Ранжирование на четыре категории осуществлено по эмпирическим данным, полученным при анализе аварий на нефтегазовых комплексах.

Таблица 4.3.Критерии оценки экологического риска, возникающего при функционировании литотехнических систем, расположенных в пределах геодинамических аномалий (Трофимов, Зилинг, 2002) Категория риска практическ незначитель средняя высокая Критерий оценки и ная незначимая Скорость современных До 5 5–30 30–50 50–70 и вертикальных движений земной выше коры, мм/год Скорость деформации земной До 0,5х10-5 0,5х10-5 - 1 х10-5 - 3 х10-5 поверхности, мм/км/год 1 х10-5 3 х10-5 7 х10-Время локального Более 12 6–12 3–6 1,5–3,деформирования земной поверхности, мес.

Протяженность 10–40 и 5–10 2–5 0,1–2,геодинамических аномалий, км больше Изменение тектонического До 0,5 0,5–1,0 1–2,5 2,5–5,напряжения, МПа и выше Процессы, оказывающие воздействие на природные и техногенные комплексы, можно разделить на три уровня: планетарные, региональные и локальные. Планетарный уровень – наиболее объемный. В целом это сфера жизнедеятельности биоты.

Элементами неоднородности на данном уровне являются материки и океаны.

Следующий по размерам площади воздействия – региональный уровень. Элементами неоднородности на этом уровне являются складчатые области, щиты и платформы, сейсмические и вулканические пояса и связанные с ними новейшие тектонические движения.

На локальном уровне элементами неоднородности являются особенности геологического строения и свойства пород.

Pages:     | 1 |   ...   | 5 | 6 || 8 | 9 |   ...   | 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.