авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 6 |

Иванович

-- [ Страница 2 ] --

Совместный анализ комплекса геолого-геофизической информации и данных дистанционного зондирования позволил автору выделить отчетливо проявляемую в элементах орогидрографии морфологически правильную и фракталоподобную ромбовидную решетку линеаментов, к которой приурочены геодинамически активные зоны. К последним отнесены границы морфоблоков с различными знаками новейших тектонических движений, разуплотненные зоны повышенной проницаемости горных пород, зоны аномально высокого пластового давления, линейно ориентированные участки аномального расчленения рельефа и другие линеаменты, представляющие трансляционное отражение проявлений долгоживущих разломов.

О повышенной эндогенной активности линейно-ориентированных зон свидетельствуют установленные геофизическими методами аномалии магнитного и гравитационного полей, а также выявленные автором поверхностные геохимические и температурные аномалии.

Сложные геодинамические условия Ямала и планируемые высокие темпы разработки газовых месторождений определяют опасность неравномерных вертикальных осадок земной поверхности и сейсмических событий, индуцированных отбором газа. В работе выполнена оценка оседания поверхности территории крупнейшего на полуострове Бованенковского НГКМ в результате отбора газа из апт-сеноманских залежей; выделены, систематизированы и рассмотрены другие факторы техногенного изменения геологической среды и их геоэкологические последствия (табл.1).

Таблица 1

Факторы геодинамического риска при разработке месторождений Ямала

Группы факторов Последствия воздействия на геологическую среду
Природные Техногенные
  1. Продолжение неотектонических подвижек в современную эпоху.
  2. Широкое распространение зон аномально высокого пластового давления.
  3. Высокая плотность разноамплитудных тектонических нарушений во всех структурных этажах.
  4. Аномалии теплового поля у подошвы мерзлой толщи.
  5. Наличие разуплотненных зон с повышенной проницаемостью пород.
  6. Повышенная эндогенная активность геодинамически нестабильных зон.
  1. Неравномерное оседание земной поверхности при отборе газа.
  2. Нарушение температурных условий
  3. Перераспределение полей давления
  4. Изменение напряженно-деформированного состояния горных пород.
  1. Усиление современных вертикальных движений земной коры.
  2. Возрастание наведенной техногенной сейсмической опасности.
  3. Усиление нестационарности геотермического режима.
  4. Миграция и метаморфизм криопэгов.
  5. Повышенная дегазация недр.
  6. Деградация полигенетических подземных льдов.
  7. Затопление морскими водами низких геоморфологических уровней.
  8. Изменение общего базиса эрозии территории и активизация экзогенных физико-геологических процессов.

С учетом высокой степени дислоцированности структур Ямала, которая отражает напряженно-деформированное состояние горных по­род и определяет повышенные скорости современных вертикальных движений земной коры, указанные техногенные геомеханические и теплофизические процессы в недрах будут развиваться не равномерно по всей площади месторождений, а локализоваться в определенных зонах разгрузки лимитирующих динамических градиентов. Это неизбежно приведет к ускоренным изменениям экзогеодинамической обстановки территории и развитию комплекса опасных геоэкологических, в первую очередь - геодинамических, процессов. Наиболее опасным последствием будет активизация комплекса криогенных процессов и явлений, развитие которых определяет инженерно-геологические условия территории.

Выполненное обобщение значительного объема результатов геологосъемочных, поисково-разведочных и др. работ позволило сделать вывод об определяющем влиянии литолого-фациальных, тектонических особенностей осадочного чехла и современных неотектонических подвижек на формирование напряженной экзогеодинамической обстановки, морфоструктуры геосистем, температурного режима мерзлых толщ, геохимических особенностей территории, и, в целом – на современное геоэкологическое состояние территории полуострова.

Глава 2. История развития региона в позднечетвертичное время и

современный облик ландшафтов

Современный облик, свойства и состояние геосистем Ямала являются продуктом истории развития севера Западносибирской плиты в позднечетвертичное время. Анализ тренда геологического развития важен для понимания специфики современного геоэкологического состояния территории полуострова и прогноза ее изменения в процессе предстоящего освоения.

На позднекайнозойскую историю развития региона существует два принципиально разных взгляда, обусловленные различной оценкой соотношения и палеографической роли оледенений и морских трансгрессий. Сторонниками ледниковой и постледниковой истории формирования территории позднечетвертичные отложения рассматриваются как преимущественно гляциальные образования. Это направление развивается в работах как отечественных (В.И Астахов, В.Н. Гатауллин, М.Г. Гроссвальд, Ф.А. Каплянская, С.А. Стрелков, В.Д. Тарноградский и др.), так и зарубежных авторов (Forman, Manley, Polyak, Stein и др.).

Представители второго подхода (С.А. Архипов, В.В. Баулин, В.Ю. Бирюков, Ю.К. Васильчук, А.А. Величко, В.С. Волкова, В.С. Зархидзе, В.А. Зубаков, Т.Н. Каплина, Г.И. Лазуков, В.П. Мельников, Ю.А. Павлидис, А.И. Попов, Г.Э. Розенбаум, В.Т. Трофимов, Н.А. Шполянская и многие др.), к последователям которых причисляет себя и автор, исходят из преимущественно морской истории развития региона.

О морском генезисе рельефообразующих плейстоценовых отложений Ямала свидетельствуют многочисленные находки бореально-арктических фораминифер и раковин моллюсков, морской характер засоления пород по всему разрезу и отсутствие ярко выраженных следов экзарационной деятельности ледников. Гляциальные же и постгляциальные отложения распространены локально в южной части полуострова и связаны с оледенениями в периферийных зонах Полярного палеобассейна.

На основе обобщения результатов многочисленных работ перечисленных и других ученых, посвященных изучению геологической истории, палеоклиматов, эволюции ландшафтов и криолитозоны региона выделены две группы факторов, контролировавших ход истории развитии Ямала на протяжении плейстоцен-голоцена: 1) астрономические; 2) тектонические. Первые определяли ритмику и иерархию геодинамической активности и глобальных климатических изменений, вторые ответственны за трансгрессивно - регрессивный режим моря и связанные с ним условия осадконакопления и денудации территории.

Установлены следующие основные закономерности развития территории за последний период геологического развития.

1. Вертикальная тектоническая ритмичность окраины Западносибирской плиты и обусловленные ею трансгрессии и регрессии морского арктического бассейна, постоянные значительные изменения конфигурации материковой линии и миграция зон сноса и аккумуляции осадков.

Наиболее глубокая регрессия моря, сопровождавшаяся осушением Полярного шельфа до изобат более 100 м, отмечена в сартанскую ледниковую эпоху позднего плейстоцена. Максимальные трансгрессии происходили в нижнем и среднем звеньях плейстоцена, окончание последней (фландрской) приурочено к суббореальному периоду голоцена.

Плейстоцен-голоценовый этап геологического развития территории отличается значительно меньшей тектонической активностью по сравнению более ранними этапами активизации (триас-раннеюрским, среднеюрским и берриасс-валанжинским), амплитуды движений носят затухающих характер после инверсии тектонических движений в послеолигоценовое время.

2. Четко выраженная цикличность глобальных климатических изменений, вызывавших появление и деградацию наземных ледниковых покровов, возникновение и оттаивание мерзлых толщ, а также закономерную миграцию границ криолитозоны, природных зон и ритмичную смену геоботанических условий.

Максимальные похолодания, вызвавшие глубокое промерзание пород и оледенения горно-долинного типа, отмечены в тазовскую и сартанскую ледниковые эпохи среднего и верхнего плейстоцена. О практически полном отсутствии покровных ледников на Ямале свидетельствует недеформированный характер геоморфологических элементов, сложенных породами салехардского и досартанского возраста. Наиболее теплыми периодами позднечетвертичной истории региона являются климатические оптимумы в казанцевскую межледниковую эпоху верхнего плейстоцена и атлантический период голоцена.

Характерной особенностью климатических ритмов, напрямую связанных с геомагнитной активностью Солнца и другими астрономическими факторами, является сокращение их длительности от древности к современности, наиболее ярко проявившееся в голоцене (рис.1). В современный период отчетливо просматривается тенденция к потеплению, которую многие исследователи сегодня не вполне обоснованно связывают с антропогенными факторами

Тепло
Холодно

.

Максимальное потепление климата, отмеченное в конце атлантического периода голоцена (термический оптимум голоцена) вызвало коренную перестройку ММП Ямала и определило распространение двух типов мерзлых толщ с принципиальными различиями в составе и свойствах верхней части разреза, разделенных современной южной границей типичных тундр. К югу от нее мерзлая толща эпигенетическая, промерзшая в этапы последующих похолоданий субатлантического периода. К северу ММП реликтовые, не оттаявшие, сингенетического типа. В настоящее время они находятся в крайне неустойчивом состоянии, приходят в соответствие с нынешними климатическими условиями и определяют особую чувствительность геосистем к техногенным воздействиям.

3. Постоянно действующие экзогенные процессы эрозионно - денудационного преобразования субаэральных участков территории Ямала.

Наибольшая интенсивность процессов денудации характерна для периодов эрозионного вреза, предшествовавших морским трансгрессиям. Кроме них, на основании обобщения данных различных авторов по датировке времени активизации экзогенных процессов, основанной на анализе рыхлых отложений, расчете темпов денудации и радиоуглеродному датированию, выявлены следующие периоды интенсивности их проявления: 1) рубеж плейстоцена и голоцена 11500-10000 лет назад; 2) климатический оптимум голоцена 6500-4000 лет назад; 3) конец среднего голоцена – поздний голоцен 3000-700 лет назад, возрастные границы которых хорошо коррелируют с палеореконструкциями климатических условий.

Далее в главе приведены результаты исследований автором современного состояния ландшафтов Ямала и рассмотрены их особенности для подпровинций арктических (Харасавэйское ГКМ), типичных (Бованенковское НГКМ) и южных (Новопортовское НГКМ) тундр.

Глава 3. Современные геокриологические условия территории Ямала

Исследования ММП полуострова выполняются с середины прошлого столетия. Большая заслуга в изучение специфики геокриологических условий территории принадлежит В.В. Баулину, Г.И. Дубикову, Ю.В. Баду, А.В. Брушкову, Ю.К. Васильчуку, С.Е. Гречищеву, Н.Ф. Григорьеву, А.В. Груздову, И.Д. Данилову, Л.Н. Крицук, М.М. Корейше, М.О. Лейбман, В.П. Мельникову, М.А. Минкину, Н.В. Ивановой, А.В. Павлову, С.Ю. Пармузину, В.Л. Познанину, Н.Н. Романовскому, Ф.М. Ривкину, И.Д. Стрелецкой, С.Е. Суходольскому, В.Т. Трофимову, Ю.Т. Уваркину, С.М. Фотиеву, А.Н. Хименкову, А.Л. Чеховскому, И.И. Шамановой и многим другим исследователям. Их усилиями к настоящему времени территория полуострова является одной из наиболее изученной в геокриологическом отношении частью Российской Арктики.

Новые детальные сведения об инженерно-геологических условиях верхней части разреза ММП Ямала получены в последние годы в процессе масштабных комплексных изысканий для проектирования объектов Ямальского газового комплекса, организованных и выполненных при участии автора.

Специфика геокриологических условий

Обобщение результатов собственных исследований геокриологических условий территории Ямальских месторождений и трасс магистральных газопроводов, а также многочисленных работ вышеперечисленных и других авторов позволяет говорить об уникальности геокриологической обстановки Ямала по сравнению с другими разведанными территориями севера Западной Сибири. Основными чертами ММП полуострова являются следующие.

Сплошное распространение, нарушаемое подрусловыми и подозерными таликами, как правило – несквозными. Мощность ММП закономерно снижается в северо-западном направлении от Обской губы и от древних геоморфологических уровней (350-400 м в пределах салехардской морской равнины) к более молодым (10-20 м на лайде Карского моря). Аномально низкие мощности приурочены к зонам глубинных разломов и связаны с пространственной неоднородностью теплопотоков из недр.

Зональность температурного режима ММП связана с геолого-струк-турными, геоморфологическими, геоботаническими и климатическими особенностями территории. Определяющими факторами являются характер напочвенных покровов и условия снегонакопления. Температура пород на уровне нулевых годовых амплитуд изменяется от -0,1-1оС в пределах низких уровней на юге до -8-10оС на высоких водораздельных поверхностях в центральной и северной частях полуострова.

Криогенное строение ММП полуострова определяется мерзлотно-фациальными условиями осадконакопления и развития территории в плейстоцен-голоцене. Верхняя часть разреза сложена высокольдистыми сингенетически промерзавшими породами с широким распространением сегрегационных и полигонально-жильных льдов. Максимальные мощности синкриогенных толщ приурочены к отложениям третьей и второй морских и лагунно-морских террас. Эпикриогеными толщами, для которых более характерны иньекционные льды и лед-цемент, сложены поверхности салехардской и казанцевской морских равнин центрального и северного Ямала, а также все геоморфологические уровни южнее северной границы типичных тундр.

Отличительная особенность полуострова - широкое развитие в верхней части разреза полигенетических мономинеральных льдов, образующих крупные залежи площадью до 10-15 км2 и мощностью более 25-30 м. Наиболее крупные залежи льда приурочены к отложениям III морской террасы в центральной и западной частях полуострова.

Важной чертой Ямала является повсеместная засоленность отложений, связанная с инфильтрацией морских вод в слаболитифицированные дисперсные породы во время позднечетвертичных морских трансгрессий. В отложениях различного генезиса по всему разрезу широко развиты напорные криопэги с минерализацией до 80-90 г/л.

Таким образом, спецификой инженерно-геокриологических условий полуострова, определяющей несущую способность мерзлых оснований и устойчивость возведенных на них сооружений являются неоднородность геокриологических условий, высокая льдистость, засоленность, наличие пластовых льдов, криопэгов и низкие деформационно-прочностные свойства грунтов.

В работе детально рассмотрены указанные и другие особенности ММП Ямала, определяющие их отличие от других регионов Западной Сибири, региональную зональность в пределах полуострова и особую сложность территории при хозяйственной деятельности. Итогом многолетних исследований геокриологических условий территории стали разработанная схема инженерно- геокриологического районирования и комплект специальных карт (рис. 2) масштабов 1:25000 и 1:100000, составленных в соавторстве с В.В. Баулиным, И.И. Шамановой и А.Л. Чеховским. Карты явились основой для разработки ситуационных и генеральных планов размещения объектов обустройства Бованенковского, Харасавэйского месторождений и трасс систем магистральных газопроводов.

Современные процессы денудации территории

Многолетние исследования автором территории перспективных для освоения месторождений Ямала позволяют утверждать, что главный фактор, определяющий их особую сложность для промышленного освоения - активность проявления комплекса экзогенных физико-геологических процессов. Их развитие контролируется двумя группами взаимосвязанных факторов: внутренними (неотектоника, глубинные теплопотоки) и внешними (климатические ритмы, условия теплообмена на поверхности, морфология рельефа и др.), которые определяют как пространственные закономерности процессов денудации территории, так и цикличность их проявления.

Общей характерной чертой Центрального Ямала является активная переработка реликтовых морских равнин во вторичные озерно-аллювиальные, которые более соответствуют современным климатическим условиям, более стабильны в ненарушенном состоянии и более устойчивы к техногенным воздействиям. Процесс этой переработки повсеместен и проявляется в активном вертикальном расчленении территории, ведущая роль в котором принадлежит эрозионно-аккумулятивной деятельности рек; процессам криопланации; снижению местных базисов эрозии и комплексной термоденудационной переработке склонов морских террас. Отличительная черта экзогенных геологических процессов территории Ямала - их тесная парагенетическая связь.

Установлено, что основной закономерностью развития опасных экзогенных геологических процессов на Ямале является их максимальная плотность и интенсивность проявления в геодинамически активных зонах.

Выявлены пространственно-временные закономерности развития наиболее значительных по интенсивности комплексной денудации территории и степени опасности для проектируемых инженерных объектов криогенных процессов, к которым отнесены термокарст, криогенное оползание, термоэрозия и криогенное растрескивание.

Термокарст. Анализ разновременных данных дистанционного зондирования полуострова не выявил активизации процесса за последние 50 лет. Ландшафтообразующую роль играют древние термокарстовые озера и котловины, распространенные на всех геоморфологических уровнях (табл.2). Зональность проявляется в повышении их плотности и уменьшении глубины и площади по направлению с севера на юг. Выявлена также зависимость распространения термокарстовых котловин от степени расчлененности разных уровней.

Таблица 2.

Характеристики термокарстовых форм Центрального Ямала



Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 6 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

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.