Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Исследование солянокупольных тектонических дислокаций Прикаспийской впадины как зон потенциального геопатогенеза

ВАК РФ 04.00.24, Экологическая геология

Текст научной работыДиссертация по геологии, кандидата геолого-минералогических наук, Чурсина, Маргарита Евгеньевна, Волгоград

Волгоградская государственная архитектурно-строительная академия

УДК 624.131.1 На правах рукописи

Чурсина Маргарита Евгеньевна

ИССЛЕДОВАНИЕ СОЛЯНОКУПОЛЬНЫХ ТЕКТОНИЧЕСКИХ

ДИСЛОКАЦИЙ ПРИКАСПИЙСКОЙ ВПАДИНЫ КАК ЗОН ПОТЕНЦИАЛЬНОГО ГЕОПАТОГЕНЕЗА (на примере Волгоградской области)

Специальность: 04.00.24 - Экологическая геология Диссертация

на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

ненаучный руководитель: Завкафедрой инженерной геологии и геоэкологии ВолгГАСА, профессор,

доктор геолого-минералогических наук В.Н.Синяков

Волгоград 1999

Содержание

Содержание 2

Общая характеристика работы 4

Глава 1. Проблема геопатогенеза и степень его изученности 9

Глава 2. Особенности геологической среды Прикаспийской впадины 16

2.1 Особенности строения земной коры и фундамента 16

2.2 Строение осадочного чехла 19

2.3 Солянокупольная тектоника 32 Глава 3. Проявление аномалиеобразующих эффектов, связанных с

солянокупольной тектоникой 45

3.7 Влияние солянокупольной тектоники на строение

геологического разреза 45

3.2 Условия формирования геофизических аномалий 53

3.3 Условия формирования геохимических аномалий 56 Глава 4 Определение количественных характеристик показателей

тектонической напряженности и показателей здоровья

детского населения 62

4.1 Определение показателей тектонической напряженности исследуемой территории 62

4.2 Определение показателей здоровья и смертности детского населения исследуемой площади 68 Глава 5. Анализ связей между показателями тектонической

напряженности и здоровья детского населения 74

5.1 Анализ связи показателей уровня мертворождаемости и тектонической напряженности исследуемой территории 76

5.2 Анализ связи показателей уровня перинатальной смертности и тектонической напряженности исследуемой территории 100

5.3 Анализ связи показателей уровня младенческой смертности и тектонической напряженности исследуемой территории 119

5.4 Анализ связи показателей уровня врожденных пороков

(аномалия) развития и тектонической напряженности исследуемой 122 территории

5.5 Анализ связи показателей уровня онкологической

заболеваемости и тектонической напряженности исследуемой 129 территории

Заключение 142

Список литературы 146

Общая характеристика работы

Важнейшей проблемой экологической геологии является изучение закономерностей формирования экологических функций литосферы крупных регионов Земли.

Огромный фактический материал о взаимодействии человека с окружающей средой, накопленный в мире, особенно во второй половине XX столетия, существенно изменил представление о влиянии отдельных компонентов окружающей среды на здоровье человека. Состояние среды обитания биоты, в т.ч. человека определяется не только степенью техногенного загрязнения окружающей среды, но и наличием ряда факторов природного характера, среди которых ведущую роль играют такие неоднородности земной коры как зоны разрывных тектонических нарушений и напряжений, определяемых как геопатогенные. Например, для территории Санкт-Петербурга установлено, что геопатогенные зоны, обусловленные активными разломами, оказывают отрицательное влияние на здоровье человека под воздействием геофизических, энергетических и геохимических полей значительно более интенсивно по сравнению с техногенным загрязнением. Над геопатогенными зонами повышение уровня онкозаболеваемости составляет 2,5 - 5 и более раз, а над загрязненными участками - в 1,5-1,7 раз (В.А.Рудник и др., 1997). Для территории Москвы и других городов имеются работы, показывающие связь геопатогенных зон с современными тектоническими движениями (В.И. Осипов, В.И. Макаров, 1997; Р.М.Лобацкая, Г.Л.Кофф; 1997).

В то же время активно растущие солянокупольные структуры и связанные с ними разломы в качестве геопатогенных зон не изучались, хотя солянокупольные бассейны достаточно широко распространены на Земле и, обладают специфичными типами геопатогенеза. Не исключено, что различным типам геоструктур Земли в целом соответствуют определенные региональные комбинации геопатогенных зон, различающиеся лишь по параметрам аномалий геофизических, геохимических и других полей в них при сходстве механизма их воздействия на организм человека.

Человек и другие живые существа являются генераторами физических полей, которые вступают во взаимодействие с геофизическими полями - магнитным, гравитационным, сейсмическим и др. (Р.Г.Гарецкий, Г.И.Каратаев, 1995).

Ряд органов (сердце, желудок, мозг) в результате электрохимических процессов в них генерируют переменные электические поля в диапазоне 0-1 кГц; в

свою очередь они формируют магнитные поля, фиксируемые на больших расстояниях от объекта (Гуляев Ю.В. и др., 1983).

Магнитное поле Земли и внешнее магнитное поле наиболее интенсивно проявляются в зонах глубинных разломов литосферы, особенно в местах их пересечений. Они возбуждаются солнечной активностью, космическим излучением, внутриземными физико-тектоническими процессами, движением подземных вод, техногенными и другими процессами (Б.М.Яновский, 1964). Магнитные бури, возникающие при воздействии заряженных частиц, излучаемых Солнцем, и попадающие в околоземное пространство, превращаются в электрические волны и индуцируют теллурические токи в земной коре. Эти зоны в результате активного воздействия геомагнитного, биомагнитного полей являются геопатогенными. Механизм этого явления по Р.Г.Гарецкому и Г.И.Караваеву (1995) следующий.

Магнитные бури, как аномальные проявления естественного переменного магнитного поля Земли, воздействуя на магнитное поле человека, изменяют параметры его биомагнитного поля. В связи с этим, изменяются параметры электрических полей соответствующих органов человека. Это нарушает нормальное протекание электрохимических процессов в органах человека, что приводит к нарушению его функциональной деятельности, т.е. к заболеваемости.

Очень важно отметить, что магнитотеллурическое поле - естественное электромагнитное поле Земли имеет региональное распределение - например, в зонах глубинных разломов земной коры длительного развития, как отмечает Р.Г.Гарецкий и др. (1995).

Влияние гравитационного поля Земли на человека пока еще не изучено, выявлено лишь тесная корреляция гравитационного поля с числами Вольфа, отражающими характер солнечной деятельности (Г.Т.Собакарь, 1982), а солнечная и магнитная активность так же тесно связаны между собой (Б.М.Яновский, 1964). Все эти взаимосвязи указывают на высокую вероятность влияния гравитационного поля Земли на здоровье человека.

Прогнозирование геопатогенных зон и явлений, связанных с ними, затруднено в связи с тем, что механизм и факторы, контролирующие их, слабо изучены и потому априорные математические описания не могут быть использованы. Обычно решения задач, отвечающих условиям слабой изученности процесса, определяются

через информационные проявления причинно-следственных связей или результаты обработки наблюдений.

В районе осуществляемых исследований - Прикаспийской впадине важную роль играет солянокупольная тектоника, влияющая на комплекс современных геологических процессов. Активно растущие солянокупольные структуры и связанные с ними разломы рассматриваются в качестве геопатогенных зон, которые ранее с этой позиции не изучались, хотя солянокупольная тектоника достаточно широко распространена на Земле и обладает специфичными формами проявления геопатогенеза. Различным условиям развития соляных структур соответствуют разные комбинации геопатогенных зон, отличающихся интенсивностью и временной динамикой проявления геофизических, геохимических и других полей. Известно, что человек длительное время проживающий в районе геопатогенных зон через свое биополе, по разному реагирует на эти изменения. Его реакция чаще всего негативная, отрицательно влияющая на здоровье.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Преследовались две цели: 1) исследование тектонических дислокаций Прикаспийской впадины в пределах Волгоградской области и оценка тектонической напряженности исследуемой территории; 2) анализ связи показателей рождаемости и здоровья детского населения и тектонической напряженности территории. В качестве объекта исследований выбрана территория Волгоградской области, расположенная в Прикаспийской впадине, в т.ч. г.г. Волгоград и Волжский.

Основные задачи исследований заключаются в следующем:

1. изучение территории распространения солянокупольных структур Прикаспийской впадины;

2. картографирование предполагаемых геопатогенных зон: тектонических разломов надсолевого комплекса, разломов кристаллического фундамента и солянокупольных тектонических структур;

3. анализ геофизических и геохимических аномалий, связанных с соляными структурами;

4. определение количественных характеристик тектонической напряженности геопатогенных зон;

5. исследование связей между показателями рождаемости и здоровья детского населения и тектонической напряженности исследуемой территории методами корреционно-регрессионного анализа.

Научная новизна:

• впервые на примере Волгоградской области предложена методика определения количественных показателей тектонической напряженности территории солянокупольных бассейнов, в т.ч. коэффициентов галокинетической и дизъюнктивной напряженности;

• впервые методами корреляционно-регрессионного анализа получены значимые связи между показателями рождаемости и здоровья детского населения и тектонической напряженности исследуемой территории;

• впервые подтверждена гипотеза солянокупольных дислокаций и связанных с ними разломов как потенциальных зон геопатогенеза;

• впервые выполнено картографирование потенциальных геопатогенных зон: тектонических разломов надсолевого комплекса, разломов кристаллического фундамента и солянокупольных тектонических структур территории Волгоградской области, пространственно связанной с Прикаспийской впадиной.

Результаты исследований (уравнения регрессии, карта распространения тектонических дислокаций для территории Волгоградской области) могут использоваться в целях снижения риска для здоровья населения при планировании строительства мест длительного пребывания человека (селитебные, промышленные зоны и др.), транспортных коммуникаций, а также для прогноза динамики заболеваемости и смертности детей в регионах с развитой солянокупольной тектоникой. К ним относятся Прикаспийская впадина (Астраханская область, Калмыкия, Казахстан), Примексиканская впадина на юге США, Североморская впадина в Европе (северная часть ФРГ, Голландия, Дания), Персидский солянокупольный нефтегазоносный бассейн и др.

Основные защищаемые положения заключаются в следующем:

Ведущим фактором в формировании эколого-геологических особенностей Прикаспийской впадины является солянокупольная тектоника. В свою очередь тектонические движения сопровождаются возникновением тектонических разломов. В пределах тектонических разломов и над соляными куполами изменяются

геофизические параметры среды - геомагнитное поле, электропроводимость почвы, электрический потенциал атмосферы, уровень радиоактивности. Эти места рассматриваются как геопатогенные. Наряду с тектоническими движениями земной коры активно растущие солянокупольные структуры формируют зоны растяжения в пределах межкупольных мульд и сжатия в пределах самих куполов, которые автором рассматриваются как обладающие специфичными свойствами гепатогенеза.

Выявленные закономерности между распространением солянокупольных структур и показателями здоровья населения, длительное время проживающего в зонах их развития позволило прогнозировать динамику заболеваемости населения.

Работа выполнена под руководством заведующего кафедрой инженерной геологии и геоэкологии ВолгГАСА, профессора, доктора геолого-минералогических наук, заслуженного работника высшей школы РФ Синякова Владимира Николаевича.

В работе использованы материалы отдела медицинской статистики областного комитета по здравоохранению Волгоградской области, аналитического организационно-методического отдела, областного центра диспансеризации детей с врожденными пороками развития, организационно-методического отдела областного клинического родильного дома.

Автор выражает особую благодарность за помощь в написании работы А.А.Акимовой, С.В.Кузнецовой, В.Е.Ломовских, Ю.В.Александрову, Н.А.Петрушовой.

Глава 1. Проблема геопатогенеза и степень его изученности

В настоящее время воздействие геофизических полей на здоровье человека не вызывают сомнения. Сила их воздействия (биологический эффект) на различных участках земной поверхности различная. Те участки Земли, где вероятность воздействия геофизических полей на биоту максимальная, принято называть геопатогенными зонами (ГПЗ) или зонами повышенной проницаемости земной коры, которые служат каналами продвижения глубинных газов, в том числе мантийных, к дневной поверхности и тем самым вызывает дискомфорт, проживающего на этих участках населения.

Проблемами геопатогенных зон и аномалийных явлений в разное время занимались: Г. фон Поль, О.Юризек, М.Курри, И.Вальтер, К.Бахлер, Д.Кооп, Э.Проуз, В.Ланда, Е.Хартман, В.Сарычева, В.Прохоров, Ф.Бахий, Н.Новгородов, О.Воронцов, А.Кузьмин, Р.Дубовик, А.Дубров, Н.Мельников, Ю.Мусийчук, А.Потифоров, А.Михайлова, Г.Осташев, Л.Прищеп, И.Смирнова, В.Рудник, В.Рымарев, Р.Лобацкая, Г.Кофф, В.Осипов, В.Макаров, Р.Гарецкий, Г.Каратаев и другие. Обстоятельный обзор взглядов на природу геопатогенных зон описан В.Ф.Котловым.

Определение термина «геопатогенная зона» у разных авторов отличается друг от друга. Под геопатогенными зонами ряд исследователей понимаются локальные участки земной поверхности, фиксируемые на открытой местности или внутри домов и характеризующиеся тем, что длительное пребывание в их пределах отрицательно сказывается на здоровье людей в виде стрессогенного воздействия, приводящего к возникновению различных функциональных расстройств, снижению сопротивляемости организма и росту заболеваемости [23].

Другие исследователи рассматривают ГПЗ как геофизические явления, появляющиеся на участках пересечения подземных водных протоков, проходящих на разных глубинах, наложения линий так называемых глобальных сеток, наличия геологических разломов и сочетание этих факторов. ГПЗ группируются в характерных местностях - вблизи крупных трещин в горных массивах и оврагов, над месторождениями полезных ископаемых, руслами подземных рек и пустотами в толщах горных пород. Таким образом, ГПЗ представляются как реальные геофизические явления, выраженные в изменении геофизических параметров окружающей среды - геомагнитного поля, электропроводимости почвы, электрического потенциала атмосферы, уровня радиоактивности и др [41,78].

Размеры и форма ГПЗ крайне разнообразны. Это могут быть линейные структуры шириной от нескольких сантиметров до нескольких метров, изометричные, в виде сеток и овальных пятен диаметром в десятки-сотни метров и более. Линейные ГПЗ обычно не имеют закономерной привязки к геологическим структурам. Геометрия этих зон очень правильная и постоянная [128].

При описании ГПЗ, связанных с геологическими разломами, их структуру ставят в зависимость от площадного проявления последних. Чем разлом шире и протяженнее, тем структура сложнее. В этом случае ГПЗ характеризуют тройной структурой, состоящей из центральной зоны и симметричных боковых зон, дополнительных линий, которые создают прямоугольную и диагональную сетки, симметричные относительно центральной зоны. Размер сторон сеток зависит от ширины разлома: для прямоугольной он изменяется от 2 м до 2.5 м в меридиональном направлении, и от 0,8 м до 1,4 м в широтном направлении [128].

В полосах и узлах глобальной сети вероятность проявления геофизических и геохимических аномалий возрастает. К ним относятся аномалии гравитационного, магнитного, электрического полей, радиоактивности, ионизации воздуха, атмосферного электрического потенциала и др. [21,78,104]. Об аномальном проявлении геофизических полей может свидетельствовать тот факт, что во время гроз молнии чаще всего попадают в деревья, произрастающие именно на этих участках [41,78].

Приуроченность геофизических и геохимических аномалий к разломным зонам описана многими исследователями. Особо отчетливо это наблюдается при изучении месторождений рудных полезных ископаемых, преимущественно связанных с разломными зонами. Здесь помимо нестабильных радиочастотных электромагнитных полей, наблюдаются эффекты повышенного выделения металлов и их соединений, канцерогенных веществ (например, ртути), радона, гелия, метана, углекислого