Використання геофізичних методів при вирішеннігеоекологічних проблем Кривбасу

Abstract

Дисертація присвячена актуальним питанням розробки технології та методики виявлення і картування геофізичними методами підземних пустот, місць провально-зсувних явищ техногенного походження, ділянок підтоплення, виконання попередньої оцінки їх подальшого розвитку, розробці методичного підходу для розбраковки техногенних та природних сейсмічних подій. Сформованогеоінформаційну базу даних геофізичних, петрофізичних, геологічних та екологічних досліджень попередніхроків, виконаних на території Криворіжжя.Узагальнені геологічні і геофізичні матеріали по дослідженій площі та розроблені моделі будови її окремих ділянок.Виконані дослідження та наведені рекомендації з оптимального комплексу геофізичних методів для виділення підземних пустот в кристалічному фундаментіі прогнозування місць провально-зсувних явищ техногенного походження.Розробленаметодичнапослідовність дослідженьдля виявлення та картування геоелектричними методами ділянок підтоплення в просторі та часі в межах південно-західної «промзони» Кривбасу.Отримано аналітичну залежність зміни уявного опору досліджуваної території від коливань сучасного рівня підтоплення. Проведено вивчення сучасних геодинамічних процесів на основі даних моніторингу гідрогеодеформаційнихпараметрів підземних вод в глибоких свердловинах та сейсмологічних спостереженьу Кривбасі за останні 8 років, що дало змогу класифікувати їх як: техногенні потужні вибухи, техногенно-природні події; природні (тектонічні) землетруси.

Диссертация посвящена актуальным вопросам разработки технологии, методики выявления и картирования геофизическими методами подземных пустот, прогнозированию мест провально-сдвиговых явлений техногенного происхождения, участков подтопления, с выполнением предварительной оценки их дальнейшего развития, разработке методического подхода для разбраковки техногенных и естественных сейсмических событий. Сформировано геоинформационную базу данных геофизических, петрофизических, геологических и экологических исследований предыдущих лет, выполненных на территории Криворожья. Обобщены геологические и геофизические материалы по исследуемой площади и разработаны модели строения ее отдельных участков. Выполнены исследования и приведены рекомендации по оптимальному комплексу геофизических методов для выделения подземных пустот в кристаллическом фундаменте и прогнозированию мест провально-сдвиговых явлений техногенного происхождения. Онипоказали, что локализацию участковворонкообразования нужно проводить по пониженным значениям кажущегося сопротивления (1 – 10 Ом•м) в методе аудио-магнитотеллурического зондирования (АМТЗ)и по морфологии зон повышенных градиентов спектрального состава отклика слоев на разрезах резонансно-акустического профилирования, а выделение участков отработанного пространства и проявления ослабленных зон – по высоким значениям сопротивления от 200 до 1000 Ом•м в методе АМТЗ и по структурным особенностями частотного спектра и его амплитуд метода РАП. Разработан методическийподход для выявления и картирования геоэлектрическими методами участков подтопления в пространстве и времени в пределах юго-западной «промзоны» Кривбасса. Онпозволил установить места тектонических нарушений и зоны повышенной проницаемости, которые являются отображениями разрывных тектонических зон кристаллического фундамента, зоны глубинной (вертикальной) фильтрации, участки негативных техногенно-геологических проявлений (провалы, сдвиги, подтопления) и оценить вероятность их дальнейшего развития.Рассчитано уравнение линейной регрессии для перехода от изменений параметров кажущегося сопротивления за промежуток времени наблюдений к величине колебаний уровня увлажнения верхней части разреза, что позволило построить карту значений современной составляющей подтопления этой территории. На основе данных мониторинга гидрогеодеформационных параметров подземных вод в глубоких скважинах и сейсмологических наблюдений за период с 2008 г. установлены дополнительные критерии для распределения сейсмических событий на три типа: мощные техногенные взрывы, техногенно-природные события; природные (тектонические) землетрясения. Полученные при выполненные диссертационной работы результаты используются при геоэкологических исследованиях территории Кривбасса в разных масштабах и рекомендованы к применению в геофизических и геологических организациях Государственной службы геологии и недр Украины, Министерства экологии и природных ресурсов Украины, государственном предприятии «КІІ «Кривбаспроект», Государственном ВУЗе «НІГРІ» ГВУЗ «КНУ», Институте геофизики НАН Украины.

Dissertation is devoted to actual issues of the development of technologies and methods of identifying and mapping underground cavities by geophysical methods, prediction of regions of failure-shift phenomena of anthropogenic origin, areas of flooding, implementation of predictive assessment of their further development, working-out of methodological approach to grading the natural and man-made seismic events. Geoinformation database of geophysical, petrophysical, geological and environmental studies in previous years, carried out at the territory of the Krivoi Rog is formed. Geological and geophysical data for the analyzed area is generalized and a model of the structure of its individual sections is worked-out. The carried out studies and provided recommendations for the optimal complex of geophysical methods for allocation of underground cavities in the crystalline basement and prediction of regions of failure-shift phenomena of anthropogenic origin. The method of investigation for the identification and mapping of flooding areas by geoelectric methods in time and space within the south-western «industrial zone» of Kryvbas is woked-out. On the basis of monitoring data of hydrogeodeformation field of groundwater in deep boreholes and seismological observations over the last 8 years in the territory of Kryvbas are classified as: technogenic powerful explosions, technogenic and natural events; natural (tectonic) earthquake.