Линеаменты центральной части Московской синеклизы и их связь с разломами фундамента

Глава 4. Линеаменты, зоны повышенной проницаемости в осадочном чехле, геодинамические зоны разломов в кристаллическом фундаменте и их отражение в газоэманационных ареалах.

Для выявления современных активных малоамплитудных тектонических движений в условиях закрытых платформенных территорий помимо максимального использования дистанционной и геолого-геофизической информации, отражающей особенности строения рельефа, приповерхностной части разреза, чехла и верхней части фундамента, проводилась газоэманационная (водородно-радоновая) съемка. За последние годы неоднократно была доказана эффективность использования газоэманационного метода (Войтов, 1995, Рудаков 1993, 1998, Гусев, 1998, Козлова, 2004; Паршикова, 2004; Сывороткин, 2002; и др.).

В данном методе объектом изучения являются водородные и радоновые эманации, которые проявляются в зонах повышенной микротрещиноватости, что свидетельствует о проницаемости линеаментов, являющихся отражением разломов фундамента. Установлена прямая связь повышенного содержания гелия с зонами трещин и разломов (Поляк, 1979; Яницкий, 1979 и др.)

В главе рассмотрены основные факторы, влияющие на пространственное распределение и временной режим газов (водорода, радона) в приповерхностных отложениях, приводится характеристика поведения водорода и радона, рассмотрены основные гипотезы происхождения этих газов. Особое внимание уделяется их взаимосвязи с тектоническими факторами, которые во многом определяют структуру газовых полей в приповерхностных отложениях. Рассмотрены методические и аппаратурыне аспекты профильных газогеохимических исследований и изложены основы обработки газогеохимических наблюдений.

Исследования проводились по изучению динамики пространственного распределения концентрации молекулярного водорода в геологической среде с помощью водородного газоанализатора ВСГ-01, разработанного в КБ МИФИ (Ю.А. Быковский, В.П. Козленков, И.Н.Николаев, Ю.А.Уточкин, 1991) и адаптированного для работы в полевых условиях (Г.И.Войтов, В.П.Рудаков, 1995). При выполнении съемки измерение концентрации водорода в подпочвенной атмосфере производилось на глубине 0,6-1 метра.

Для наблюдения временных вариаций радона применялся радиометр радона <Альфарад>. Измерение вариаций радона осуществлялось по гамма-излучению продуктов его распада с помощью радиометра, детектор которого также помещался на глубину 0,6-1 метр. Погрешность измерений сотравляла не выше 10% от местного фона.

Обработка результатов площадных газогеохимических исследований заключалась в вычислении относительной концентрации молекулярного водорода в подпочвенном воздухе, построении графиков измерений газовых полей по профилям, нанесении результатов на карты, сопоставлении площадного распределения газовых полей с результатами линеаментного анализа и результатами исследований другими методами (сейсморазведка, электроразведка, бурение)

Измерения проводились вкрест простирания выделенных нами линеаментов и в узлах их пересечений в период с 2004 по 2006 годы. Район исследований располагался в пределах Иваньковского водохранилища и его окрестностей. За время полевых работ осуществлено 20 маршрутов, результатом которых стали профили общей протяженностью около 120 км и было сделано около 300 замеров. Время замера на каждой точке составляло 5 минут (водородный газоанализатор) и 20 минут (радиометр), расстояние между точками 100 - 200 м. Протяженность маршрутов в среднем 5 - 6 км.

По результатам эманационных съемок уверенно выделяются проекции восходящих к <дневной поверхности> линейно вытянутых флюидопроводящих зон, формирующихся в осадочном чехле. Данные эманационных съемок свидетельствуют о том, что выявленные флюидопроводящие зоны по площади, конфигурации и направлению совпадают с линейными зонами сгущения линеаментов СЗ и СВ направления и предположительно, фиксируют зоны сосредоточенных деформаций в областях тектонически ослабленных и разуплотненных участках горизонтально залегающего осадочного чехла в местах микроамплитудных и безамплитудных нарушений.

Миграция газов по разломам, трещинам и порам происходит главным образом в момент некоторого приоткрытия их под действием волн напряжений на стадии импульсного функционирования. Возможные, даже крайне незначительные смещения поверхности кристаллического фундамента могут вызывать формирование вертикальных зон геодинамического влияния в вышележащем чехле, в котором возникает микротрещиноватость, по которой могут происходить эманации водорода из глубинных слоев Земли. По данным, полученным в ходе маршрутов, были построены графики распределения относительной концентрации водорода (на рис. 7 представлен профиль 3-3 через р. Сестра) Максимальные значения относительной концентрации водорода представлены в виде пиков <а> и <б>, и соответствуют выделенным линеаментам, т. е. зонам предполагаемой повышенной трещиноватости. Пик <а> маркирует Волжский линеамент, а пик <б> - линеамент, проходящий в северо-восточном направлении, через р. Сестра.

На рис. 7 представлен профиль 1-1, через р.Волга. Здесь максимальное значение относительной концентрации водорода было получено в районе линеамента маркирующего прирусловые участки р. Волга.

Замеры радона проводились прибором <Альфарад> РРА-01М-01 в полевых условиях и соответствовали эксплуатационным параметрам. Определялась объемная активность радона в пробах подпочвенного воздуха, а также плотность потока радона с поверхности земли. Учитывая особенности изученной территории и то, что радиационный фон любой территории связан с ее географическим положением и физико-химическими свойствами подстилающей поверхности, показания прибора, как правило, не превышали естественный радиоактивный фон. Несмотря на это, был обнаружен ряд районов, где плотность потока радона с поверхности земли в зонах линеаментов отличалась от общего фона в сторону увеличения. Для этих же зон характерно и увеличение относительной концентрации водорода. Явные корреляции значений водорода и радона в одних и тех же линеаментах еще раз говорят о том, что последние являются зонами повышенной проницаемости и, возможно микротрещиноватости.