Основные закономерности формирования геоэкологических условий различных территорий определяются природными (геодинамическими, структурно-тектоническими, геохимическими, гидрогеологическими, геокриологическими, геоморфологическими, ландшафтными и др.) и техногенными факторами. Ведущая роль, при этом, среди многих природных факторов принадлежит геодинамическому фактору – современным геодинамическим активным зонам (ГАЗ) – участкам земной коры, активным на современном этапе неотектонического развития, характеризующиеся пониженной прочностью коры, повышенной трещиноватостью, проницаемостью, и, как следствие, проявлениями разрывной тектоники, сейсмичности и других процессов в т.ч. – геоэкологических) [9, 27, 28, 30]. Геодинамические активные зоны с различной степенью активности влияют на геоэкологические процессы (под которыми мы понимаются процессы, происходящие под влиянием геологических и других природных факторов, влияющие на биосферу, экологическую обстановку – состояние окружающей среды и здоровье человека и его социально-экономические условия) и принимают участие в формировании геоэкологических условий как главная действующая сила.
Геодинамические активные зоны тесно связаны с так называемыми геопатогенными зонами – т.е. литосферно обусловленными зонами биологического дискомфорта (по В.Т. Трофимову и др.), разделяющихся на геопатогенные (геопатогенные геохимические и геофизические аномалии) и техногенные зоны, каждая из них соответственно – на геохимические и геофизические аномалии. В составе геопатогенных и техногеопатогенных геохимических аномалий выделяются литогеохимические, гидрогеохимические, атмогеохимические аномалии [35]. Многими исследователями во всем мире показана пространственная и статистическая корреляционная связь зон повышенной тектонической трещиноватости с различными геохимическими аномалиями, отмечено серьезное влияние геохимических и геофизических аномалий на здоровье человека.
Материалы и методы исследования
В настоящее время разрабатываются теоретические основы учения о геодинамических активных зонах, как ведущих факторах формирования геоэкологических условий региона, включающих: научное содержание учения, его место в системе наук о Земле, классификации, геоэкологическая роль и др. [8, 9, 28, 30]. Методологический подход к определению геодинамической активности, основанный на использовании линеаментно-геодинамического и морфонеотектонического анализа территории, позволяет выявить геоэкологические особенности региона в целях оценки геологической безопасности планируемой хозяйственной деятельности, в процессе которой могут возникать природно-техногенные чрезвычайные ситуации с экологическими последствиями [1, 2, 11, 22, 25, 26, 29, 31-34]. В методический комплекс по выявлению, картированию и оценке геодинамической активности входят: дистанционные аэрокосмогеологические методы, на основе которых выделены многочисленные геодинамические зоны с различной степенью активности; их подтверждением являются геофизические, геохимические, гидрогеологические и биологические методы, а также медико-геоэкологический анализ [5, 7, 14, 16, 20]. Оценка геодинамической активности является важнейшей частью общего комплекса региональных геоэкологических исследований, а показатель геодинамической активности рассматривается нами в качестве одного из ведущих критериев для комплексной геоэкологической оценки и районирования территорий [3-6, 12, 13, 24].
Результаты исследования и их обсуждение
Рассмотрим влияние геодинамических активных зон на формирование геохимических аномалий как важнейшей составляющей части геоэкологических условий на примерах.
1. При решении крупной экологической проблемы – захоронения отходов ядерной промышленности на одном из участков Енисейского кряжа – Нижнеканском гранитоидном массиве нами был проведен структурно-геохимический и геодинамический анализ. На участке предполагаемого хранилища высокотоксичных радиоактивных отходов была закартирована зона высокой геодинамической активности с высокой степенью трещиноватости пород по дешифрированию космоснимков и полевым измерениям (неблагоприятных условий для строительства). В ее пределах установлены комплексные многокомпонентные геохимические аномалии с высоким содержанием гелия (среднее содержание которого в 15 раз выше содержания гелия в подземных водах крупнейшего в Восточной Сибири Юрубчено-Тохомского нефтяного месторождения), метана, тяжелых углеводородов в подземных водах (как по летним, так и зимним пробам; при этом, ряд генетических показателей позволяют интерпретировать углеводородные газы, как эпигенетические) и снежном покрове, а также – многих микроэлементов в почвах и растительности. Такие комплексные геохимические аномалии могут формироваться только в результате постоянного субвертикального переноса вещества из недр при условии повышенной трещиноватости в зоне высокой геодинамической активности, которая была закартирована на данном участке. На другом участке была закартирована зона низкой геодинамической активности с фоновыми показателями по всем критериям, который рекомендовался для размещения хранилища, как более безопасный по геодинамическим и в целом – по геолого-экологическим условиям [21, 28, 30], что в дальнейшем было подтверждено детальными геофизическими исследованиями.
2. На юго-западе Сибирской платформы, в пределах Байкитской антеклизы и ее обрамлений при проведении комплексных нефтегазопоисковых геолого-геохимических, структурно-гидрогеологических исследований, нами был выполнен анализ геохимических полей (по основным природным компонентам: подземным и поверхностным водам, почвам, породам, растительности, снежному покрову, надпочвенному воздуху) и геодинамических полей. В результате обработки материалов, (включающих более 15 000 точек геохимического пробоотбора), установлены показатели, характеризующие миграционную способность вещества земной коры по тектонически ослабленным зонам. Закартировано более 30 комплексных геохимических аномальных зон с площадями от 100 до 700 км2 (на некоторых из них выявлены залежи нефти и газа). Установлена хорошая геопространственная и корреляционная сходимость гидрогеологических (модули подземного и подземного химического стока), гидрогеохимических (особенно – по минерализации и хлор-иону), водногазовых, биогеохимических, литогеохимических, битуминологических аномалий с геодинамическими активными зонами, в пределах которых были сконцентрированы практически все крупные геохимические аномалии [6, 18, 21]. Особенно четко по геохимическим параметрам выражены локальные положительные структуры (установленные структурно-геологической съемкой), активизированные в новейший и современный этап тектонического развития, в пределах которых в настоящее время продолжается фильтрационно-диффузионный перенос вещества и формирование геохимических аномалий.
3. На Западном Урале и в Приуралье при проведении региональных геоэкологических, геолого-геохимических, гидрогеологических и исследований, многоцелевого геохимического картирования выявлено большое количество геохимических аномалий по многим компонентам геологической среды со значительным превышением предельно-допустимых концентраций. Подавляющее большинство аномалий находится в пределах закартированных нами 21 комплексных литогеохимических аномальных зон (с площадным и локальным распространением Pb, Zn, Cd, Be, P, As, Ni, Co, Cr, Mo, Cu, Sb, Mn, V, Ba, Sr, Sn, Ti, Zr, Ga) и 13 гидрогеохимических аномальных зон (с площадным и локальным распространением Br, B, Ba, Mn, Ti, Sb, Be, Cd, V, Cr, Ni, Pb, Sr, Zn, Co, Mo) с площадями 1-9 тыс. км2. Их положение обнаруживает хорошую пространственную сходимость с региональными геодинамическими активными зонами [4, 10, 15-17, 19, 23]. При этом большинство локальных геохимических, гидрогеохимических, гидрогеологических аномалий характеризуются повышенными значениями расчетных геодинамических показателей. Участки в контурах геохимических аномалий характеризуются значительной современной геодинамической активностью. Все это свидетельствует и вполне доказывает неопровержимый факт о весьма существенной роли новейшей тектоники и современной геодинамики в формировании геохимических аномалий, а вместе с тем – геоэкологических условий.
Геопространственный анализ территории Пермского края, включающий изучение геодинамических активных зон (с очень высокой плотностью тектонических нарушений по линеаментно-геодинамическому анализу), зон экологической опасности (по комплексу показателей – химическому, радиоактивному и др. загрязнению почв, подземных и поверхностных вод, воздуха; степени нарушения ландшафтов; пораженности территории геологическими и др. процессами [13]) и участков заболеваемости населения (по данным медицинской статистики) показывает, что подавляющее большинство площади, занимающими всеми ГАЗ на территории края (87 %) находятся в пределах неблагоприятного и весьма неблагоприятного экологического состояния, характеризующегося также самым высоким процентом общей заболеваемости населения (особенно – детей). Можно вполне определенно отнести все площади геодинамических активных зон к зонам экологического риска (рисунок, таблица).
Геопространственный анализ территории Пермского края по зонам геодинамической активности и экологическим рискам
Геоэкологическая характеристика геодинамических активных зон
Заключение
Таким образом, установлена геопространственная связь зон повышенной геодинамической активности с зонами экологической опасности и рисков, (характеризующихся аномальными геохимическими полями по компонентам, превышающим допустимые содержания, что является неблагоприятным для здоровья человека) и участками повышенной заболеваемости населения.
На основании приведенных примеров, а также огромного количества других аналогичных фактов, можно определить основную геоэкологическую роль геодинамических активных зон в следующем: выявление и прогнозирование перемещений вещества Земли; формирование геохимических аномалий; оценка загрязнения земных оболочек и территорий; выявление геопатогенных зон; активное формирование геоэкологических условий регионов и, следовательно – рассмотрение в качестве одного из ведущих критериев для комплексной геоэкологической оценки и районирования территорий; выявление геоэкологических особенностей природных и урбанизированных территорий, городов, различных объектов в целях оценки геологической и экологической безопасности планируемой хозяйственной деятельности.