Очаговые структуры подкорового заложения в рудоразмещении, экологии и безопасности жизнедеятельности

Ежов, Борис Викторович

Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему
Очаговые структуры подкорового заложения в рудоразмещении, экологии и безопасности жизнедеятельности
ВАК РФ 11.00.11, Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Автореферат диссертации по теме "Очаговые структуры подкорового заложения в рудоразмещении, экологии и безопасности жизнедеятельности"

_ О}

На правах рукописи

Со

ЕЖОВ Борис Викторович

ОЧАГОВЫЕ СТРУКТУРЫ ПОДКОРОВОГО ЗАЛОЖЕНИЯ В РУДОРАЗМЕЩЕНИИ, ЭКОЛОГИИ И БЕЗОПАСНОСТИ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Специальность 11.00.11—Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

ЧЛП \HflO'— 1'К

И»;1;

Работа выполнена п Тихоокеанском институте географии Дальневосточного отделения Российской Академии Наук

Научный консультант:

доктор геолого — минералогических наук, профессор В.А Абрамов

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор А.А. Кавтаськин

доктор технических наук, профессор В.Ф.Мороз

доктор геолого — минералогических наук, Профессор Б.В. Преображенский

Ведущая организация: "Лриморгеолком"

Защита состоится ■■14"___\/_/ 1997 г. в /У час.

на заседании специализированного совета Д 064.01.02 при Дальневосточном государственном техническом университете (ДВГГУ): 690600, г. Владивосток, ул. Пушкинская, 33, ауд. Г—134.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ДВГТУ

Автореферат разослан "¿2." V 1997г.

Ученый секретарь диссертационного совета у?

кандидат технических наук О.А. Шереметинский

Введение

Актуальность проблемы. Структуры центрального типа представляют собой глубинные осесимметричные геологические образования общей конической формы, возникновение и развитие которых обусловлено энергетической активностью очагов — инициаторов в вершинах опрокинутых конусов в геосреде.

Строение, причины возникновения, особенности формирования, связи с полезными ископаемыми, экологией и рациональным использованием природных ресурсов очаговых (центрального типа) структур вызвали широкий и возрастающий интерес исследователей [Уиссер, 1964; Томсон, Фаворская, 1968, 1973; Лучицкий, 1971; Святловский, 1971; Юшманов, 1972, 1985; Соловьев, 1972, 1973, 1978, 1982, 1983, 1988; Хаин, 1973. 1984; Свешникова, 1973; Сухов, 1975, 1979; Г'интов, 1978; Худяков и др., 1979, 1980, 1982; Кулаков, 1980, 1986, 1992; Волчанская, 1981; Косыгин и др., 1981, 1988; Тащи, 1981, 1988, 1992; Ка-линко, 1986;Тащи, Ермошин, 1986; Борисов, Глух, 1982; Михаилов, 1982; Брюханов, ¡978; Белоголовкшг, 1983, 1988; Бондаренко, 1984, 1989; Металлогения скрытых..., 1984; Комаров и др., 1984; Романовский и др., 1977, 1985; Романовский, 1984, 1985, 1987; Кутейников, 1985; Буш, 1978,1983, 1986; Буш и др., 1983, 1986; Скублова, 1987; Середин, 1987; Брюханов и др., 1987; Абрамов, 1988, 1989, 1992, 1993; Морфотектонические системы...,1988; Морфоструктуры центрального типа..., 1988; Маслов, Романовский, 1989; Кац и др., 1989; Полканова, 1990, 1992; Иванов, 1991; Израилев, 1991; Романовский, Болотов, 1992; Романовский и др., 1992; Проблемы очагового тектогенеза..., 1993; Ежов, Абрамов, Адамия 1995; АЬгатоу е1. е1., 1996].

Появились работы, посвященные влиянию систем СЦТ на строение ландшафтов, их связям с подвижными геооболочками — атмосферой и гидро — сферой [Рянский,1979, 1993; Урусов, 1986, 1993; Проблемы очагового тектогенеза..., 1993].

В итоге доказана значительная роль очагового тектогенеза в развитии земной коры и подкоровых оболочек. Стало очевидно, что современное состояние изученности проблемы не соответствует важности таких ее аспектов, как повсеместность распространения СЦТ, разнообразие размеров и широкое развитие структур радиусами от сотен до тысяч км, их формирование в течение всего обозримого периода геологической эволюции, наличие пространственно — генетических связей с подкоровыми оболочками, рудоконтролирующее значение. Такие свойства не могут не рассматриваться в качестве фундаментально важных для познания закономерностей развития земной коры, в частности, и Земли, в целом, а также ее критических экологических зон и областей, потенциально опасных для жизнедеятельности.

Особенно актуально изучение крупных СЦТ подкорового заложения, радиусами, превышающими 50 км. Они редко исследуются в рамках господствующих геотектонических концепций, или же считаются экзотическими, главным образом, древними образованиями. Вместе с тем, крупные СЦТ не могут рассматриваться только в понятиях существующих генетических клас -спфикаций структур земной коры (магматогенные, метаморфогенные, текто — ногепныц н г.д.), поскольку они являются продуктами эволюции подкоровых оболочек и сложных экосистем регионов.

Цель работы. Состояла в изучении роли очаговой тектоники в геологическом строении крупной континентальной области (азиатской части России), в выявлении структурных закономерностей размещения месторождений по —

лезных ископаемых, в установлении роли структур центрального типа в решении экологических проблем и определении степени относительной опасности хозяйственного освоения территорий применительно к Дальнему Востоку России.

При этом решались следующие основные задачи:

1 — обобщение и анализ данных по проблемам очаговой тектоники и ее связи с геоэкологическими вопросами;

2 — разработка методики исследования;

3 — выявление структурно —вещественных особенностей разнопорядковых структур центрального типа и установление закономерностей их пространственной локализации;

4 — изучение особенностей рудоносности структур различных порядков (глубин заложения), в предположении связей с рудноспециализированными мантийными слоями;

5 — оценка перспектив рудоносности и нефтегазоносности площадей;

6 — определение степени опасности освоения территорий; их райо — нирование.

Основная идея работы состоит в применении новейших результатов разработки концепции очагового тектогенеза для определения перспективно — сти территорий на различные полезные ископаемые, степени эндогенной активности участков этих территорий и, прогноза экологических последствий их хозяйственного освоения, т.е. степени опасности жизнедеятельности на территории дальневосточного региона.

Методика исследования. Основана на структурной интерпретации геологических, геофизических и геоморфологических данных, характеризующих район.

Для выделения и изучения внутреннего строения и взаимоотношений очаговых структур, комплексному анализу подвергались, в зависимости от порядка структур, разномасштабные материалы.

Дистанционные методы сопровождались полевыми работами на площадях небольших (целиком), и на фрагментах крупных структур.

Исследования рудной и углеводородной специализации разноранговых очаговых структур осуществлялись методом математического анализа данных с использованием компьютера.

Выявление степени опасности жизнедеятельности и районирование территорий по этому признаку осуществлялось на примере Камчатской области с учетом очаговой и линейной тектоники в качестве структурной основы.

Исходные материалы и личный вклад. Выполненная работа основана на личных исследованиях в период 1972 — 1979 г.г. при производстве опытно — методических аэрокосмогеологических исследований на территории Камчатской области (ПГО "Камчатгеология") и при изучении СЦТ в Дальневосточном регионе и в Закавказье (с 1980 г. в Тихоокеанском институте географии, в т.ч. в составе групп исследователей Центра подготовки космонавтов им. Ю.А. Гагарина и ГНПП "Аэрогеология"). В этих работах соискатель участвовал в качестве руководителя или ответственного исполнителя. Использованы данные 20 —ти полевых сезонов по кондициям крупно — , среднемасштабного геологического и геоэкологического картирования и групповых геологических съемок. Производилось изучение строения рельефа, состава магматических пород в контурах структур, сборы фауны и флоры, определения абсолютного возраста, разнообразное опробование для характеристики рудоносности вещественно — структурных комплексов, участвующих в строении СЦТ.

Для обоснования выводов широко применялись, также, фактические данные из опубликованных геологических, тектонических, металлогенических, геофиз!гческих карт, материалы и выводы монографических исследований других авторов, результаты изучения глубинного геофизического строения территории России и прилегающих площадей.

Научная новизна.

1. Впервые установлено, что размеры, конфигурация и ориентировка основных структур земной коры на площади азиатской части России подчиняются контролю со стороны Азиатской СЦТ радиусом около 3100 км, с эпицентром в районе оз. Хубсугул, структурный каркас которой пространственно и генетически связывает систему — "гроздь" СЦТ низших порядков, как современных, так и унаследованно развивавшихся (вплоть до катархейского за — ложения).

2. На основе проведенных исследований установлено, что вещественный состав и размещение в земной коре рудных месторождений контролируются разнопорядковыми металлогенически специализированными интерферирующими очаговыми структурами, связанными с рудно специализированными мантийными слоями; тектоника очаговых процессов может служить структурной основой металлогении месторождений мантийного происхождения и формировании, ореолов, вредных для жизнедеятельности.

3. Выявленные закономерностей размещения месторождений и reo — химической "зараженности" в структурах центрального типа и их системах пред/ставляют принципиально новые основания для оценки перспектив регионов на стадии оперативного прогнозирования.

4. Условия риска хозяйственного освоения регионов, обусловленные их эндогенной активностью, в существенной мере контролируются проявлениями очаговой тектоники на их площади.

5. Районирование территорий по степени опасности жизнедеятельности в значительной степени определяется интенсивностью участия в их

* строении разноранговых структур центрального типа.

Защищаемые положения.

1. Структурно организующим фактором на большей части Азиатского материка является Азиатская СЦТ внешнеядерного заложения, тектонический каркас которой контролирует систему структур низших порядков и вместе с ней образует ансамбль — "гроздь" основной и дочерних СЦТ.

2. Разработана "очаговая геотехнология", с помощью которой установлено, что распределение СЦТ подкорового заложения по размерам дискретно, спектры величин их радиусов и глубин геофизических разделов тож — дественны, инициирующие очаги структур приурочены к разделам в мантии и ядре, типизация структур может основываться на их связях с геофизическими оболочками и слоями: выделены литосферные, асгеносферные, верхне-, средне — , и нижнемантийные; внесшие — , и внутриядерные СЦТ.

3. Системы интерферирующих разнопорядковых структур подкорового заложения определяют новые закономерности размещения месторождений руд и углеводородов и на этой основе возможны их прогнозирование и поиски.

4. На основе контролирующей роли систем СЦТ и регмагических разло — мов предложен новый метод районирования территорий по признакам эколо — гической опасности их освоения и безопасности жизнедеятельности.

Научное значение. Заключается в выявлении важной роли очагового тектогенеза в формировании глубинных структур коры, что является новым направлением в науках о Земле, существенно для развития представлений об экологических аспектах тектоники и ее связей с прогностической геоэкологией.

Практическое значение. Установление количественных критериев рудо-контролирующей роли СЦТ важно для прогнозных геоэкологических оценок. Результаты, выводы и рекомендации проведенного исследования используются для обоснования степени безопасности жизнедеятельности; в практике геологических работ и в горном деле, а также {в качестве конечной цели) для оценки экологических условий хозяйственого освоения новых районов.

Выводы и методические приемы исследования могут применяться для оценки эндогенной активности территорий при экологических экспертизах степени природной опасности хозяйственного освоения тех или иных регионов.

Апробация работы. Основные положения и выводы исследования докладывались на международных, республиканских и региональных совещаниях:

на Тихоокеанском научном конгрессе (Хабаровск, 1976), Международном симпозиуме "К столетию Международной планетарной геофизики" (Сочи, 1983), Международном симпозиуме "Геология и экология бассейна р. Амур" (Благовещенск, 1989), Международной конференции "Second International conference on geomorphology" (Frankfurt. Geooko — Plus, 1989); Втором Международном междисциплинарном симпозиуме "Закономерности строения и эволюции геосфер" (Хабаровск, 1994); Третьем Международном симпозиуме "Закономерности строения и эволюции геосфер" (Хабаровск, 1996);

на Всесоюзном симпозиуме "Глубинное строение, магматизм и металлогения Тихоокеанских вулканических поясов" (Владивосток, 1976), 5 — м Всесоюзном вулканологическом совещании (Тбилиси,1980), на X-YI, XY1II и XX Пленумах Геоморфологической комиссии АН СССР (Новосибирск, 1983; Тбилиси, 1986; Владивосток, 1989), на Всесоюзном семинаре по дистанционным методам и металлогении (Ленинград, 1985), на Всесоюзном совещании "Кольцевые структуры и морфосгруктуры" (Владивосток, 1991); на Всесоюзных геоморфологических семинарах (Иркутск, 1986; 1991), а также экспонировались на ВДНХ СССР (1981; 1985), где награждены серебряной и бронзовой медалями;

на региональных геологических конференциях (Петропавловск —Камчатский, 1979; 1983); на региональных совещаниях: "Состояние и перспективы морфотектонических исследований на Дальнем Востоке", "Морфоструктуры центрального типа Сибири и Дальнего Востока" (Владивосток, 1983; 1986); на научной конференции Общества изучения Амурского края, посвященной 150—летию Русского географического общества (Владивосток, 1995), на научно-практической конференции "Проблемы нефтегазоносности Приморского края" (Владивосток, 1996);

Отдельные положения и работа, в целом, обсуждались на НТС "Примор — геолкома" и НТС ПГО "Камчаттеология", на заседаниях Ученых советов Тихоокеанского института географии, Тихоокеанского океанологического института, Дальневосточного геологического института, Института тектоники и геофизики ДВО РАН, Дальневосточного государственного технического университета, Института географии им. Вахушти АН Республики Грузия (1978, 1982, 1983, 1985, 1987, 1989, 1993, 1994, 1995, 1996, 1997 г.г.).

Реализация работы. Положения и выводы работы использованы при создании легенды космоструктурной карты м —ба 1 ООО ООО Камчатской об —

ласти, отображены в "Схеме тектонического строения Восточной Камчатки м —ба 1: 500 ООО", внедренных в ПГО "Камчатгеология" (акты о внедрении и справки о практической реализации от 13 октября 1983, 14 марта 1986, 22 октября 1987 г.г.). К практическому использованию рекомендован метод оперативной оценки перспективности территорий на полезные ископаемые и внедрен в ПГО "СевВостокгеология" (акт внедрения от Э ноября 1989г.) и в Институте географии АН Республики Грузия (акт от 18 ноября 1988г.). Разработанная методика и результаты прогноза месторождений углеводородного сырья применяются при реализации в Приморском крае постановлений Краевой администрации N 483 от 24.12.94 г. и N 262 ог 22.05.95 г. "О программе изучения, поиска и освоения нефтегазовых месторождений Приморского края на 1995—1997 г.г.". Данные прогноза послужили основанием для лицензирования поисково — разведочных работ и вошли в комплексное обоснование для организации АООТ "Дальневосточная нефтяная компания".

В экологическом аспекте фактические данные и методика тектонических исследований использовались при районировании Камчатской области по степени опасности ее хозяйственного освоения (по заказу Администрации области, в рамках устойчивого формирования экономики) и Приморского края

— по геологическим условиям строительства инженерных энергетических со — оружений (дискуссия "АЭС — ГЭС") по заказу Минатомэнерго.

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 10 личных и коллективных монографиях и в 46 статьях, опубликованных в издательствах "Наука", ДВНЦ и ДВО АН СССР и РАН, других издательствах, журналах и сборниках, в т.ч. за рубежом, а также в научных и научно-производственных отчетах. Всего автором опубликовало 107 печатных и 16 научных и научно — прикладных рукописных отчетов по проблемам геологии, горного дела, геоэкологии, археологии.

Структура и объем работы. Диссертация общим объемом 338 страниц состоит из "Введения", 6 —ти глав и "Заключения". Она содержит 215 страниц текста, 75 рисунков и 27 таблиц. Список использованной литературы составляет 529 наименований.

Глава 1. Статические свойства структур центрального типа

Понятийная база исследования.

Структура очаговая (структура центрального типа)— эндогенная структура, характеризуемая симметрией перевернутого конуса.

Гипоцентр - глубинная корневая часть СЦТ, аппроксимируемая точкой

— вершиной конуса, лежащей на поверхности одного из геофизических разделов.

Эпицентр (центр) — геометрический центр внешнего кольцевого контура СЦТ— следа пересечения земной поверхности и ее бокового конического ограничения.

Радиус —радиус внешнего кольцевого контура СЦТ.

Ось — вертикальная линия (ось конуса), проходящая через эпицентр и гипоцентр СЦТ.

Концентровая СЦТ— соосная структура, "вложенная" в более крупную.

Концентр — кольцевой линеамент — след пересечения земной поверхности с боковым ограничением концентровой структуры.

Кольцевая зона — зона между двумя смежными концентрами.

Радиус кольцевой зоны — радиус ее большего (облекающего) концен —

тра.

Ось дисимметрии— линеамент, трассируемый через эпицентр, являющийся проявлением субвертикального разлома, разделяющего структуру па два полуконуса, каждый из которых как геологическое тело формировался — частично обособленно в условиях общего структурного каркаса.

Инициирующий очаг — локальный объем геологического пространства в гипоцентре, характеризуемый повышенной физико-химической и геодина — мической активнос тью. Создает конус напряжений, формирующих структур — ный каркас СЦТ.

Механизм формирования — совокупность физико-химических и тектонических процессов во всем объеме СЦТ, протекающих в форме диапиризма и сопутствующей конвекции.

Классы СЦТ (классы по радиусам, размерные классы) — группы структур, инициирующие очаги которых приурочены к определенным геофизическим слоям (точнее, к нижним границам слоев). Характеризуются близкими по . величине радиусами. Статистически средние величины радиусов классов составляют дискретный числовой ряд (см. Табл. 1).

Порядок СЦТ — совокупность нескольких смежных классов СЦТ, связанных общностью происхождения и механизмов развития, в свою очередь обусловленных локализацией инициирующих очагов в коре, литосфере, асте — носфере и приуроченных к определенным группам слоев в оболочках мантии и ядра.

Группы порядков — совокупность смежных порядков СЦТ, инициирующие очаги которых локализованы в определенных геофизических оболочках.

Возраст СЦТ — принят как время начала их формирования.

Некоторые из приведенных терминов ранее уже применялись (Соловьев, 1978], другие введены в связи с рассмотрением новых и детализацией ранее разрабатываемых аспектов проблемы СЦТ — глубинных связей с подкоровы — ми геофизическими слоями, рудной специализацией разнопорядковых струк — тур подкорового заложения, их геоэкологической функции.

Если восстановление истории развития СЦТ осуществлялось традицион — ними методами геологического ретроспективного анализа, то исследование их рудоконтролирующих свойств производилось с применением методов мате — матического анализа данных с использованием ЭВМ. Выбранные методы МАД основаны на понятиях теории нечетких множеств, дающих возможность изучать неточную и субъективную информацию.

Как трехмерные объекты, очаговые структуры закономерно располагаются по латерали и вертикали.

Размещение эпицентров по латерали контролируется планетарной регма — гической разломной сетью. Это подтверждается идентичностью спектров раз — меров СЦТ, линейных структур, локальных гравимагнитных аномалий и ячеек -регматической сети, а также выявлением двоякой роли последней: ячейки вписывают в себя структуры и, одновременно, узлы пересечения разрывов контролируют локализацию эпицентров.

Особенности размещения гипоцентров структур по вертикали определя — ются геофизической расслоенностью подкоровых оболочек. В региональном плане этот вывод сделан при сопоставлении радиусов СЦТ Камчатки с параметрами слоистости ее коры и верхней мантии. Система структур на полуострове характеризуется дискретным рядом величин радиусов. Составленный

по возрастанию числовой ряд совпадает со спектром глубин геофизических разделов, ограничивающих астеносферные слои.

С учетом конической формы очаговых структур, тождественность спек — тров (рис. 1) находит объяснение только при допущении равенства радиусов СЦТ глубинам заложения и, одновременно, глубинам геофизических разделов, к которым приурочены гипоцентры. Вероятно, такова динамика взаимо — действия глобальной системы СЦТ с концентрическими слоями и оболочками Земли в процессе физико — химической эволюции глубинного вещества.

Глава 2. Динамические свойства структур центрального типа, методика и технология их моделирования

Данная важная проблема рассматривалась путем анализа опубликованных результатов исследований предшественниками вопросов глубинного строения, вещественного состава и динамики физико-химических преобразований в подкоровых оболочках.

Инициирующие очаги и энергетические источники.

Принимая к сведению наиболее обоснованные версии о характере эндогенных преобразований вещества мантин и ядра Земли, в качестве наиболее вероятных инициаторов возникновения и развития СЦТ следует рассматривать экзотермальные физико-химические и, возможно, природные ядерные реакции, проистекающие с высвобождением тепловой энергии и сопровождаемые гравитационной дифференциацией глубинного вещества [Боганик, 1951; Кесарев, 1967, 1976; Прасолов, 1974; Ларин, 1975; Артюшков, 1976; Любимова, 1981; Неймарк, 1981; Монин, Сорохтин, 1981; Кеонджян, Личков, 1981; Кусков, Хитаров, 1982; Хаин, 1983; Белоусов, 1984; Колясников, 1984; Шюко — люков, 1984; и др.]

Вероятно, также, есть смысл различать представления об "инициировании развития" и "механизме развития" структур центрального типа.

Латеральные размеры очагов — инициаторов должны быть достаточно ма — лы, чтобы аппроксимироваться точечными источниками вещественно —энергетических напряжений. Этим условиям соответствуют выявленные локальные аномалии скоростных свойств, состояния, температуры, вещественного состава литосферы, мантии и ядра, а также, рельефа поверхностей геофизических разделов с минимальными поперечными размерами на поверхности внешнего ядра (в подошве слоя D") в первые десятки километров [Аки, Пресс, 1964; Ва — шилов, 1973; Вигагак, 1976; Ботт, 1974; Ранкорн, 1975; Белоусов, 1979; Рябой, 1979; Дейнека, Козленко, 1981; Chase, 1979; Romanovicz, 1980; Jornet, Jobert, 1981; Nortmann, Duda, 1981; Davies, 1981; Gabbins et. el., 1982 и др.].

Очевидно, что инициирующие очага не функционируют обязательно постоянно, но лишь периодически стимулируют совокупность саморазвивающихся энергетических процессов, происходящих во всех объемах очаговых структур. По этой причине введен термин "инициирующий", взамен термина "генерирующий" очаг, предложенного В.В.Соловьевым [1978}. Таким образом, разделяются понятия "инициирование развития" и "механизм развития" структур.

j1LIUUJL.JU.Lii,

-л_л_

Я КК

550 $ 30 75 0 350 950

А Л о А .1 >., 1 . 1

1000 11,00 1800 2200 26ЭО Л А А зооо

1 , . в „»

зсоо Л юоо зооо 6000 А А

Рис. 1. Сравнение гистограммы распределения СЦТ по радиусам с глу — бинами геофизических разделов Земли(обозначены треугольниками).

Механизмы развития.

Геометрии и основным чертам- внутреннего строения СЦТ наиболее со — ответствует диапировый механизм их формирования. Конвекция рассматри — вается в качестве такового, при условии ряда допущений, из которых главные — многоячеистый ее характер, тороидальная форма конвективных потоков.

Однако, разделение СЦТ на две соответствующие генетические группы достаточно условно, т.к., по —видимому, ни диапиризм, ни конвекция не существуют обособленно друг от друга.

Модели очаговых структур строились исходя из геометрических параметров и геологического строения разновозрастных СЦТ Камачатки, Кавказа, Алдано — Станового геоблока.

Сопоставление размеров СЦТ и глубин их денудационных срезов позволило получить зависимость между радиусами (R) и глубинами заложения (Н) структур, которая описывается эмпирическим уравнением:

R = (40 / Н +2 ) + 9.65 —0.4Н

С учетом данных о геофизической расслоенности коры и подкоровых оболочек, наличия зафиксированных геофизическими методами магматических очагов и подводящих каналов были построены модели корово — литосферных (см. рис. ^ ) и мантийных структур.

Модели очаговых структур, сформированных в условиях подвижной геотектонической области могут распространяться, с одной стороны, на стабильные регионы, с другой — на структуры более глубинные.

Это заключение следует из тектоно — физических принципов построения моделей и подтверждается независимыми результатами интерпретации reo — физических данных (гравиметрии, магнитометрии, сейсмометрии, МТЗ, измерений теплового поля) на Алданском щите в процессе объемного геофизического моделирования [Абрамов,1993,1995], включающего, среди других, и метод определения изостатической активности, вычисления "корней" гор на материках и "антикорней" в — океанах (по Эри — Хейсканену): толщина анти — корней впадин на континентах:

[г г2 г 3 г J'

толщина антикорней впадин в океанах:

.,L 2T-(/i+l)-h' (2T-^h')[2T-(^+l)-h'] Tij^ (¿¿И M г г2 г2 Зг2

где: Ь —высота рельефа, Ь' — глубина океана, к — отношение средней и избыточной плотностей континентальной коры, ц — отношение средней и избыточной плотностей океанической коры, Т —нормальная толщина коры (нормальная глубина изостатической компенсации), г —радиус Земли.

Грозди структур. На рис. 2 представлен вертикальный разрез через гипоцентры Азиатской, Енисейско — Курильской, Охотоморской и Северо — Тихоокеанской структур. Гипоцентр Енисейско — Курильской СЦТ располага — ется в месте пересечения геофизических разделов на глубинах 2100 и 1800 км с зоной бокового ограничения Азиатской структуры. В свою очередь, нахождение гипоцентра Охотоморской СЦТ внутри и вблизи бокового ограничения Енисейско — Курильской позволяет рассматривать все три структуры в ранжированной цепочке, разветвляющейся вверх системы.

Рис. 2. Пространственные взаимоотношения Азиатской и Енисейско — Кури — льской (а), Азиатской и Амурской (б), Енисейско — Курильской и Амурской (в) структур.

1— оси СЦТ; боковые ограничения и внутренние концентры СЦТ: 2 —Ази — атской, 3 — Енисейско — Курильской, 4 —Амурской; 5 —гипоцентры, 6-геофизические разделы и их глубины.

Гипоцентр Енисейско —Курильскоя СЦТ расположен вне геологического объема Северо —Тихоокеанской структуры и, за исключением ее юго-восточного сектора, на ее площади развита типичная континентальная кора. Сейсмичность относительно слабая, проявления современного вулканизма отсутствуют (вне юго-восточной части периферии, интерферирующей с Северо —Тихоокеанской структурой).

Гипоцентр Япономорской СЦТ занимает.наиболее внутреннее положение относительно внешнего контура Северо—Тихоокеанской и среди рассматриваемых характеризуется наибольшей площадью развития коры океанического и переходного типов, активным вулканизмом, вхождением в ее состав современной островодужной системы, максимальной сейсмической активностью.

Гипоцентр Охотоморской СЦТ локализован не только внутри контура Енисейско — Курильской структуры континентального типа, но приближен к внешнему контуру Северо — Тихоокеанской, хотя и находится еще внутри него. Охотоморская СЦТ при огромной площади морской акватории отличается значительно меньшим развитием переходной коры (по сравнению с Японо — морской) и отсутствием океанической коры, меньшей площадью сейсмически и вулканически активных участков, отсутствием современных островодужных комплексов.

Можно считать, что в северо — западной части Тихоокеанского подвиж — кого пояса локализована цепь структур с гипоцентрами, испытывающим!! влияние глубинной активности Северо — Тихоокеанской суперструктуры.

Не менее распространенным, чем показанный "способ" пространственного контроля, является размещение гипоцентров низкопорядковых СЦТ на оси высокопорядковой, в местах пересечения ею геофизических разделов. В этом случае границы низкопорядковых структур служат концентрами высо — копорядковых.

И, наконец, третий, не столь очевидный вид пространственных взаимоотношений структурных каркасов СЦТ, обусловливается радиальными напряжениями и тектоническими разрывами.

Наличие определенных пространственных отношений между структурами различных порядков указывает на существование и генетических связей между ними и должно учитываться при классифицировании СЦТ.

Большинство, предложенных к настоящему времени классификаций, рассматривает структуры небольших размеров, главным образом, внутрико — ровые. В генетическом отношении последние подразделяются на магматоген — ные, метаморфогенные и тектоногенные. Для некоторых из этих групп разра — ботаны подробные классификации, например морфогенетические для вул — канотектонических и магмотектонических структур [Лучицкий, 1971; Фремд, Рыбалко, 1972].

Очаговые структуры более глубокого, до среднемантийного, включи — тельно, заложения классифицированы В.В. Соловьевым [1978]. Им предложена морфологическая классификация, учитывающая 13 типов СЦТ, выделенных на основании анализа строения их поперечных гипсометрических профилей, а по признаку латеральных размеров выделены 7 групп структур с поперечника — ми, измеряемыми "единицами км", "многими единицами км", "десятками км", "многими десятками км", "сотнями км", "многими сотнями км" и "первыми тысячами км".

Кроме вышеотмеченных традиционных типов, выделены более глубинные "тектоногенно — магматогенные структурные формы", а также "аркогенные структурные формы центрального типа" — своды и геоблоки с очагами в нижних слоях литосферы и "интрагеогенные СЦТ". Последние имеют связь с мантийными неоднородностями и, предположительно, с конвективными пото — ками. Их очаги локализованы в астеносфере ("астеноконы") и в средней мантии в интервале глубин 400 — 900 км, т.е. в слое С ("геоконы").

По нашему мнению, наиболее рационально классифицировать СЦТ именно по их размерам (радиусам), т.е. по глубинам заложения, поскольку последние определяют не только связь с соответствующими геофизическими слоями, но и суммарное влияние всех вышезалегающих слоев с системой ло — кализованных в них вторичных очагов, конвективных ячеек и проявлений диапиризма.

Такая классификация несомненно является косвенно генетической и, не — смотря на дискуссионность вопросов о существе связей между геофизическими слоями и оболочками в контурах СЦТ, выполняет важную задачу рас — крытия перспективы их исследования.

Предложенная классификация [табл. 1] основана на сопоставлении выделенных размерных классов структур со "статистической референтной моделью" Земли. Под последней подразумевается референтная модель, геофизи — ческие разделы в которой выявлены и подтверждены максимальным количе — ством независимых методов, наибольшим числом исследователей и в пределах наиболее обширных регионов.

Выделены 13 порядков структур подкорового заложения, что соответствует числу слоев в геофизической модели Земли. Единицами более крупного ранга являются группы порядков: литосферные, верхне-, средне — , и нижнемантийные, внешне — , и внутриядерные, а более мелкого — размерный класс, объединяющий СЦТ с близкими среднестатистическими размерами — равными глубинам до соответствующих геофизических разделов в земной коре. Всего выделено 39 размерных классов СЦТ.

Таблица 1

Классификация СЦТ по глубине заложения (радиусам)

Модели штутрснисго ссросккя Земли < '

геофи — зи — ческая Булле! ia —Болта морфоструктурная [Ежов, 1986] металлогенкческая — морфоструктурйая ..[Ежов, Андреев, 1939] .

слои глубины (км) а слои глубины (км) ЕЗ мощность (км)

А (кора) А 0-40 А' А А" 0-40 40- 100 100- 150 40 60 50

В В' В" В В'" 40-100 100-250 250-400

В' В В" 150- 220 220- 350 70 130

С С' С С" 400-780 780-900 С' с С" 350- 780 780- 900 ......... 430 120

D' D D" D' D D" 900-2700 2700-2900 D' D D" 900-2700 2700-2900 1200х 2550х 1900 200

Е' Е Е" Е' Е Е" 2900-4561 4561-4711 Е' Е Е" 2*900 — 4561 4561-4711 1661 150

F F 4711-5161 F 4711-5161 450

1 G G 5161-6371 G 5161 -6371 1210

H — металлогенически активный слой (крап), х — активный раздел

Очевидно, что принцип классифицирования по величинам радиусов (глубинам заложения) несет генетическое содержание в том случае, если вдоль радиуса Земли происходит градиентная смена состава, физико-химического состояния вещества, процессов его преобразований. Большое значение имеет характер таких изменений и из существующих гипотез представляется наиболее правомочным мнение о концентрации физико-химической активности в так называемых пограничных слоях.

Предполагается, что в этих слоях совершается основной объем экзотермических превращений в недрах (Любимова и др., 1981]. Количество слоев обсуждается, но полагают, что они размещаются, в частности, в кровле астеносферы, между верхней и нижней мантией, на границе мантии и ядра, вблизи верхней границы жидкого ядра, между внешним и внутренним ядром (Ке — сарев, 1967,1976; Сорохтин,1974; Дорофеев, Жарков,1978; Жарков,1981; Голи — цин,1981; Кусков, Хитаров,1982; Lin Lingun,1982 и др.].

Продолжение таблицы 1

и связям с металлогенически активными слоями |

Глубины разделов в

"статистической"; Сгруктурп цритр.^лпого тпа

референтной модели

¡КМ)

классы по поря- Группы

радиусам (км) док порядков

Расслоениость коры 1 -40 13 Коровые 1

50, 60, 70, 80, 90, 100 50, 60, 70, 80, 90 12 Лиюсф-ые

100, 120, 150 100, 120 И Астен-ые

150, 180, 200, 220 150, 180, 200 10

Верхне -

220, 250, 300, 350 220, 250, 300 9 мантийные

350, 400, 420, 480, 520, 350, 400, 420, 480, 8

600, 670, 700, 780 520, 600, 670, 700 Средне -

мантииные

780, 850, 900 780, 850 7

900, 980, 1200, 1500, 1750, 980, 1200, 1500, 6

2100, 2550, 2700 ¡750, 2100, 2550 Нижне -

мантииные

2700, 2900 2700 5

2900, 3100, 3400, 4561 2900, 3100, 3400 4 Внешне-

4561, 4710 4560 3 ядерные

4710, 5160 4700 2 Внутри-

5160, 5770, 6371 5160, 5770, 6371 1 ядерные

В межпограничных слоях, вероятно, осуществляются преимущественно механические (конвективные, диапировые) движения и фазовые переходы.

Глава 3. Особенности строения разнопорядковых структур центрального типа в рамках новых технологических схем "очагового" моделирования

Азиатская СЦТ. В соответствии с предлагаемой классификацией, Азиатская очаговая структура, (рис. 3) радиусом 3100 км должна инициироваться очагом во внешнем ядре.

Положение ее эпицентра (район о. Хубсугул), фиксируется геофизически зоной пониженных скоростей, простирающейся до глубины 800 км [Бугаев — ский и др., 1981; Матвеева и др., 1981; Гобаренко, Яновская, 1983], а, возможно, проникающей и в нижнюю мантию [Крылов и др., 1981].

Геоморфологически структура фрагментарно фиксируется концентрически и радиалыю ориентированными горными хребтами и впадинами, круп — ными речными долинами и, в целом, секторным расположением различного

1—зоны офиолитов и тектонического меланжа, 2 — сейсмофокальные зоны (А) и па — леозоны (б) сжатия, 3 —крупные надвиги (а) и сдвиги (б), 4 —крупные передовые прогибы, 5 —оси активных вулканических поясов (а) и мезозойские пояса, 6 —сред — непалеозойские (а) и пермские (б) вулканические пояса, 7 — изометричный ареал по — стнеогенового вулканизма, 8 —глубокие некомпенсированные впадины, 9 —шельф и шельфовые моря (а) и внешельфовые районы акваторий (б): контуры СЦТ (10—12); 10 —Азиатской, 11 —Енисейско — Курильской и Индонезийской, 12 —низкопорядковых; крупнейшие зоны и области минерализации (13—15): 13 —свинцово —цинковой, 14 — золоторудной, 15 — гетерогенной в метаморфических комплексах. Цифры на рисунке — СЦТ: 1 —Карская, 2 —Колымская, 3— Командорская, 4 —Бауэрса, 5-Западно-Сибирская, 6 —Пурская, 7 —Обская, 8 —Путоранская, 9 —Анабарская, 10 —Янская, 11 — Ангарская, 12 — Алданская, 13 — Охотоморская, 14 —Узеньская, 15 —Каспийская, 16 — Казахская, 17 — Сунгарийская, 18 —Япономорская, 19 —Амударьинская, 20 —Кухруд — екая, 21 — Памирская, 22 —Гиндукушская, 23 —Хезарская, 24 — Гильмендская, 25 — Оманская, 26 — Иншаньская, 27 — Корейская, 28 —Восточно —Тибетская, 29 —Индо — Тянынаньская, 30—Индостанская, 31 — Наньлинская, 32 — Тайваньская, 33 —Салуин — екая, 34 — Бенгальская, 35 —Меконгская, 36 —Западно —Каролинская, 37 —Сулавеси, 38 - Серамская, 39 —Амурская.

типа горных и низменных районов. Структура ограничена протяженной сис — темой надвигов: Главный Западно—Уральский надвиг, продолжаемый офио — лотовым поясом и зоной меланжа до Аральского моря (Яншин и др., 1984); на севере, до выхода в акваторию Северного Ледовитого океана граница трассируется надвигами на п — ове Таймыр (Понамарев, 1983); на юге — системой надвигов Субгималайского предгорья (Fuchs, 1982; Хуан Цзинцин, 1984); на юго — востоке и востоке — надвигами Восточного Тайваня и Сахалина.

Заметим, что протяженные участки кольцевых ограничений структур меньших порядков, участвующих в строении Азиатской СЦТ, также являются зонами меланжирования и пологих покровов центростремительного залегания. Так В.А.Абрамовым [1991, 1993, 1995] доказана наклонная расслоенность геологической среды в пределах Алданского щита — наклонные к ядру щита па — леозоны образуют вложенные тектоносферные воронки.

Явно конформные геологические образования в пределах СЦТ — палеозойские. Более древние также распространены в виде концентрических полос выходов, что допускает дофанерозойский возраст структуры.

Ее внутреннее строение осложняет большое количество СЦТ низких по — рядков, составляющих пространственно организованную систему — "гроздь", в которой пересечения структурных элементов более крупных СЦТ опреде — ляют места локализации гипоцентров менее крупных на геофизических раз — норородных в геотектоническом отношении районов.

Енисейско - Курильская СЦТ радиусом 2100 км и центром на востоке Сибирской платформы, вблизи точки с координатами 130° 34' в.д., 58° 46' с.ш. ограничена кольцевой полосой шириной около 300 км линейных и дуговых структур, генезис которых изменяется в соответствии с пересечением разно — родных в геотектоническом отношении районов.

Наиболее хорошо выражение Курило — Камчатской островодужной сис — темой юго-восточная граница. Отчетлива и западная граница, включающая в себя Хатангский прогиб, западдгуто окраину Восточно —Сибирской платформы, дуговой выступ байкалид Енисейского кряжа и Восточных Саян. Северовосточная и юго-западная части границы трассируются фрагментарно и прослеживаются как зоны затухания радиально — концентрической инфра —

структуры, составляющие единое кольцо с северо-восточной и юго-западной границами.

Внутреннее строение Енисейско — Курильской СЦТ характеризуется ярко выраженной двойной диснмметрией. Ортогонально ориентированные оси дисимметрии образуют четыре сектора, различающиеся специфичным reo — лого — геоморфологическим строением: "платформенным" северо — западного, "гранито — гнейсовым" юго-западного, "островодужноым" юго-восточного и "геосинклинальноым" севоро — восточного".

Концентрические элементы менее выражены. В частности, завершенный концентр представляет собой внешний контур Алданской очаговой структуры ¡Кулаков, 1980, 1984] в ядре Енисейско — Курильской.

■ Разобщенные массивы дорифейских метаморфических образований размещены на всей площади Енисейско — Курильской СЦТ, а не только в ее юго —западном секторе, и их внутреннее строение подчинено радиально — концентрическому каркасу СЦТ. Очевидно, к началу фанерозоя она сформи — ровалась как гигантский интрузивно — метаморфический купол и должна рас — сматриваться как древнейшее геолого — структурное образование — нуклеар, состоящий из многих подобных ей по происхождению,1 но меньших по раз — мерам, зачастую также агрегативных структур.

Сопоставление радиусов концентров Енисейско — Курильской структуры с геофизическими данными о строении мантии Восточной Сибири и Дальнего Востока указывает на то, что, в обозримой геологической истории СЦТ развивалась под воздействием очага в нижней мантии на глубине 1800 — 2100 км, вероятно схожем/ с предполагаемым под архейским изометричным блоком Алданского щита, где под влиянием мантийного диапира, создавалось подобие адиабатического фронта ударной волны длительного действия [Муса — тов и др., 1983].

Янская СЦТ радиусом 500 км и эпицентром вблизи г. Верхоянска геоморфологически отображена огромной дутой (полуокружностью) долины р. Лены на западе, дуговой системой долин притоков р.Селеннях и фасом Ала — зейского плоскогорья — на востоке. Ее площадь ранее рассматривалась в составе Верхояно —Колымского "геокона" и Яно — Колымской "морфострукгуры" и\и "рудно — магматической системы" [Соловьев, 1978; Кунаева, Соловьев, 1979; Кулаков, 1980; Романовский,1985].

Осью дисимметрии север —северо —восточного простирания структура разделена на западную половину, где ярко проявлено концентрическое положение элементов вещественно —структурного конформного комплекса, и восточную с преобладающей радиальной их ориентировкой.

Ранне — , среднепалеозойская история развития СЦТ не совсем ясна и мы сошлемся на выводы С.М.Тильмана ¡1982] о том, что в Северо-Восточной Азии деструктивные процессы впервые проявились в девоне и тогда же возникли первые активные континентальные окраины, в пределах которых локализовались геосинклинали. Вероятно на площади Янской СЦТ в юрско—триасовое время функционировал изометричный миогеосинклинальный бассейн, замыкание и инверсия которого произошли в мелу. В позднем мелу и кайнозое на площади структуры получили преимущество положительные движения, коррелирующиеся с позднемезозойским магматизмом и протоорогенезом ме — зозоид Северо-Востока Азии [Кураго,1983].

В целом Янская СЦТ может определятся как тектоногенная изометрическая инверсионная депрессия и ее отличительной чертой представляется

сравнительная амагматичность, что, на наш взгляд, объясняется локализацией ее гипоцентра в пассивной части средней мантии на глубине 500 км.

Камчатская СЦТ раддгусом 300 км и эпицентром примерно совпадающим с геометрическим центром одноименного полуострова занимает большую часть его площади, включая шельф и континентальный склон.

Радиальгго — концентрическое строение Камчатской СЦТ подчеркивается соответствующей ориентировкой элементов орогидрографии и вещественно — структурного конформного комплекса: цепей плиоцен —четвертичньгх вулканов, крупных разломов, дуговых фрагментов зон офиолитов, крупных надвигов, палеовулканических поясов, зон горстовых поднятий.

Участие СЦТ в геологическом развитии региона в доплиоценовое время, отобразилось прежде всего в изменении (искажении) пространственного по ложения систем трансрегиональных линейных структур северо-восточного простирания: океанических и островодужных вулканических поясов и сопря — женных с ними прогибов и авулканических поднятий (рис. 4)

Наиболее ярко проявилось влияние Камчатской структуры на пространственное размещение проявлений плиоцен—четвертичного вулканизма. Ха — рактерное линейное расположение щитовых и стратовулканов в южной и северной частях полуострова в центральной его части, в концентре 220 стано — вится площадным.

Практически непрерывный магматизм в пределах СЦТ, прослеживается во всей обозримой истории ее становления, завершается ареальным вулканизмом и формированием центральной депрессии, что позволяют определить структуру как инверсионный магмотектонический купол.

Внешний радиус Камчатской СЦТ равен 300 км, а радиусы ее наиболее четко проявленных внутренних концентров — 220, 160, 120 и 90 км. В мангии под Камчаткой известны геофизические разделы — границы астеносферных слоев, локализованных в интервалах глубин 60 — 90, 120— 160, 220 — 300 и 370 —

Рис. А. Схема глубинного строения Камчатской СЦТ.

1 — осадочпо — вулканогенный слой, 2 — гранито — метаморфический слой сформированный (а) и формирующийся (б), 3—"базальтовый" слой (а) и надастеносферный слой мантии (б), 4 — астеносферные слои; оси сейсмофокальных зон (5 — 7): 5 —современной [Токарев, 1974], 6 — олигоцен — неогеновой, 7 — эоценовой; 8 — вертикальная проекция сейсмофокальной зоны (Мезокайнозойская история...,1967], 9 —офиолито — вые покровы, 10 — терригенные покровы, 11 — вулканические пояса; элементы концентрических структур (12- 17): 12 —очаги —инициаторы Камчатской С1ДТ и ее концентров, 13 —вещественно —энергетические потоки (а) и направления механического воздействия (б), 14 —ось Камчатской СЦТ, 15 —мантийные (а) и коровые (б) очаги вулканов, 16—проекция СЦТ в восточных заливах, 17 —надвиги вдоль ограничений СЦТ и ее концентров; вулканы потухшие (а) и действующие (б). На врезке: 19 —оси крупнейших линейных депрессий в акваториях (а) и оси вулканических поясов (б), 20 —контуры Камчатской СЦТ (а) и ее концентров (б), 21 - крупнейшие стратовулка — ны внутреннего концентра. Буквы на рисунке — оси вулканических поясов: ЗК — Западно —Камчатского эоценового, ЦК — Центрально — Камчатского олигоцен — нео -генового, ВК — Восточно — Камчатского плиоцен — четвертичного; ОМ — Охотское море, ККЖ — Курило — Камчатский желоб. Цифры на врезке - вулканы: 1—Кете-пана, 2—Ключевская группа, 3—Уксичан.

430 км [Тараканов, 1969].

Гипоцентр локализован в точке пересечения осью СЦТ поверхности reo — физического раздела на глубине 300 км и структура должна классифицироваться как верхнемантийная 9 —го порядка.

Литосферные структуры, часто представляют собой моногенные образования: метаморфогенные, гранито — гнейсовые куполы, вулканотектониче— скис депрессии и поднятия в современных и древних вулканических поясах, магмотектонические куполы. По мере увеличения размеров и глубин заложения увеличивается гетерогенность конформных вещественно — структурных комплексов и, в частности, проявляются инверсионные процессы.

Глава 4. Особенности размещения месторождений в структурах центрального типа и ресурсы регионов

Исследование закономерностей размещения месторождений проведено в "человеко-машинной' системе — элемента прикладной геокибернетики (Марченко и др., 1976), а объект исследования в прогностическом аспекте (Ус — тич, Гробман,1984) определялся как участок поверхности Земли, являющийся проекцией соответствующей части глубинной очаговой структуры — Азиатской СЦТ.

Задача формулировалась следующим образом. Методами математического анализа данных определить: месторождения каких рудных веществ (РВ) и с какой относительной вероятностью "предрасположены" к локализации в каждом размерном классе очаговых структур и в кольцевых зонах тех или иных радиусов?

В связи с отсутствием надежно установленных сведений о существе связей очаговых структур с геофизическими слоями, основная задача выполнялась многократно, в том числе: для "концентровых" СЦТ, когда в качестве са — мостоятельных структур анализировались их внутренние концентры; для кольцевых зон СЦТ без учета и с учетом их интерференции.

Результаты исследования оказались принципиально схожими.

База данных была составлена из количественных характеристик и при — вязок структур и месторождений. В пределах северной половины Азиатской СЦТ учтены 1212 месторождений 22 —х РВ и координаты 822— х концентров. В процессе выполнения договорных работ база данных была расширена террн — ториально (Африка, Евразия, восток России, окраинные моря Тихого океана) и включила 4415 месторождений 73—х видов РВ; учитывалась мощность месторождений. Концентр "N" понимается как "концентр радиусом N км" ("кольцевая зона п" понимается как "кольцевая зона с внешним радиусом п км").

Программное обеспечение разработано в лаборатории автоматизации исследований и анализа данных Тихоокеанского института географии В.Л Андреевым и Б.В.Ежовым.

При задании множеств месторождений рудных веществ с географическими координатами егО и в О каждому виду РВ было посталено во взаимооднозначное соответствие числовой индекс из логически пепересекающе — гося подмножества:

I = {j^j — Целое число, 1 £ j < М }, а каждому конкретному месторождению j —го вида — точку с номером к и координатами erOjk и • О jk .

Отсюда следует семейство множеств:

Р = {Pi.....Рм).

где: Pj = { tjj ,..., tj(l }, tjk = {cpjk ,..., X.jk} (^ — кардинальное число множеств P}).

Определение точек из множества Р, накрываемых поверхностью основания очаговой структуры с параметрами ф0. ^-о Р (радиус СЦТ), производилось по геодезическому расстоянию Д^ от эпицентра структуры до точки при условии Aj, 5 р по формуле:

Если описание объекта (или просто объект) — число месторождений каждого вида РВ внутри СЦТ есть вектор L, размерности (длиной описания) М с целочисленными неотрицательными элементами п^ и число объектов — N, to исходные данные для математического анализа могут быть представлены в виде электронных таблиц "объект — свойство" (ТОС) с N строками и М столбцами:

Т = {^}Н1=)}МИ1

Всего, по числу классов СЦТ (без 1-го порядка), использовалось до 37 ТОС, обработка которых (сравнение, классифицирование, упорядочение) осуществлялась с применением пакета прикладных программ FUZZY, основанного на понятиях теории нечетких множеств (Андреев, 1987).

Помимо вычисления средних плотностей месторождений каждого из РВ п каждом концентре и в зонах их интерференции, выявлялись ассоциации РВ, характерные для размерных групп концеотров: вычислением парных коэффициентов корреляции между плотностями месторождений, нахождением мер

Л ^ —Л f

Msin-

<Р ~<Р о

cos!,J cosA,

сходства концентров по соотношениям РВ (кластерный анализ); разделялись группы концентров по составу РВ (компонентный анализ), а с целыо выделения ассоциаций РВ — различителей производился дискриминантный анализ.

В результате проведенных исследований установлено, что максимальные концентрации месторождений приурочены к структурам, порядки которых несут нечетную нумерацию (табл.1). Рассмотрение керовых СЦТ (13 —й порядок) не входило в задачу данной работы. Так же не рассматривались структу — ры 3 — го и более высоких порядков из — за их отсутствия в регионе.

Вместе с получением данных о плотностях месторождений различных РВ в кольцевых зонах и структурах различных радиусов, установлены двух—, трех— (до восьми) компонентные ассоциации РВ, типичные для определенных кольцевых зон,

что существенно увеличивает возможности применения этих данных при прогнозных оценках. Проанализировано, также, явление дисимметрии в строении СЦТ в качестве фактора, влияющего на распределение месторождений.

В конечном счете проведенный анализ особенностей распределения месторождений позволил создать новый метод оператив*ого прогноза на основе анализа схем и карт очаговых структур.

Литосферные и астеносферные структуры В группу литосферных включены СЦТ 11—го и 12 — го порядков (табл. 1).

Кластерный анализ мер сходства концентров по соотношению РВ показал, что астеносферные и верхнемантийные структуры образуют гроздь, объединяющую сообщество СЦТ радиусами от 50 до 100, от 100 до 180 и от 180 до 300 км на близких уровнях сходства, чем подтверждаются выделяемые группы порядков структур.

Как показали вычисления, наибольшей насыщенностью месторождениями, разнообразием рудных компонентов и ассоциаций РВ внутри рассматриваемой группы структур отличаются собственно астеносферные. В частности, количество максимумов плотностей месторождений на единицу площади в собственно астеносферных структурах (на единицу мощности в астеносфер — ных слоях) в два раза выше, чем в литосферных.

По данным компонентного анализа соотношений РВ в концентрах некоторых групп рассматриваемые СЦТ также четко выделились среди более высокопорядковых структур. Среди этих же групп литосферные характеризуются присущими им сочетаниями РВ — критериев различителей в дискри — минантном анализе.

Верхнемантийные СЦТ. В эту группу входят структуры 9 —го и 10 —го порядков (табл.1).

Количество максимумов плотностей месторождений на единицу площади в верхнемантийных СЦТ ниже, чем в астеносферных. Это понижение стабильно продолжается по мере увеличения радиусов структур, но на его фоне в СЦТ 9 —го порядка ("активных") плотность в 4 раза выше, чем в СЦТ 10 —го, что четко обособляет структуры, связанные со слоем В".

Как и в подгруппе астеносферных, в верхнемантийных СЦТ 9 —го порядка присутствуют месторождения практически всех РВ, кроме серы в СЦТ радиусом 350 км. В структурах 10 —го порядка отсутствуют месторождения алмазов.

Среднемантийные структуры. В группу объединены структуры 7 — го ц 8 —го порядков (табл. 1).

Анализ мер сходства показал, что вместе со среднемантийными СЦТ единую гроздь составляют нижнемантийные. Но в отличие от последних и от ранее рассмотренных верхнемантийных, среднемантийные собраны в 3 само — стоятельные грозди, что резко обособляет "активные" СЦТ радиусами 780 и 850 км. В них же, а также в СЦТ радиусом 900 км количество максимумов месторождений в 5 раз выше, чем в "слабоактивных" структурах.

Плотность двухкомпонентных ассоциаций в СЦТ группы одинакова, но количество ассоциаций с высоким коэффициентом корреляции в "активных" СЦТ значительно большее, чем в "пассивных".

По элементам — различителям среднемантийные СЦТ хорошо обособлены от астеносферных и верхнемантийных, но плохо — от нижнемантийных структур.

Нижнемантийные структуры. В этой группе объединены СЦТ 6 — го, 5 — го и 4 — го порядков.

Структуры четко выявляются на дендрограмме мер сходства, причем высокопорядковые радиусами 2900 и 3100 км образуют здесь парную гроздь с самим высоким уровнем сходства, равным 0,95.

Наибольшее количество видов РВ отсутствует в нижнемантийных структурах радиусами от 980 до 1750 км. Это S (кроме СЦТ радиусом 1750 км), V, As. Из более крупных структур только в обладающих радиусами 2550, 2700 и 2900 км отсутствует лишь S.

Подводя итоги анализу особенностей распределения месторождений различных РВ в концентровых структурах, можно констатировать неравноценное рудоконтролирующее значение последних. В то же время выделяемые группы СЦТ соответствуют (по спектрам величин радиусов) основным геофизическим слоям в мантии.

Распределение максимумов плотностей месторождений в соосных кольцевых зонах оказалось близким распределению в концентровых структурах. Выявились и небольшие изменения радиусов зон с максимальными плотностями. Однако отметим, что эти изменения для всех слоев и зон однонаправ — лены — статус активности перешел к ближайшему внутреннему концентру и к ближайшему вышезалегающему слою.

Интерпретация результатов обработки на ЭВМ соответствующей базы данных показала, что распределение плотностей месторождений и их макси — мумов плотностей оказалось почти аналогичным таковым, установленным по -еле предварительного исключения влияния полной интерференции.

Важным свойством СЦТ является их дисимметрия, когда по одному из разломов, проходящем через ее эпицентр, она делится на полукруговые сегменты, отличающиеся некоторыми элементами геологического строения и геофизических полей. Последнее обстоятельство указывает на существование различий и в глубинном строении полуконических составляющих СЦТ.

По существу, абсолютно симметричных объектов в природе не может существовать, поскольку становление любого из них предполагает наличие внутренних противоречий, неоднородностей в качестве источника развития.

Вероятно, причиной возникновения дисимметрии СЦТ служит взаимо — обусловленное развитие очаговых структур и секущих диаметральных разломов регматической сети. В случае заложения СЦТ на пересечении ортогональных нарушений возникает двойная дисимметрия, формирующая четы — рехсекторную инфраструктуру СЦТ. При заложении на более сложных раз — ломных узлах возможно развитие многосекторного внутреннего строения очаговых структур.

Очевидно, что дисимметрия геологического пространства в пределах СЦТ должна оказывать влияние на распределение месторождений полезных ископаемых, что и\люстрирует табл. 2.

Тавл.2.

Распределение месторождений в секторах и полу круговых сегментах

Очаговые структуры

Месторождения Индонезийская Охотоморская Янская

секторы сегменты сегменты

ю —3 с —3 с —в ю —в с —3 ю —в зап —й воет — Й

Бп 29 .34 0 0 20 ■■■■ 6 5 13

Си 5 И 11 4 2 2 .8 . 0

Аи 18 7 0 5 : 26 .6 1 10

V/ 10 19 0 0 4 1 0 8

РЬ 4 14 2 2 10 4 11 10

Яе 10 3 4 3 11 0 - -

БЬ 9 9 0 0 ! ..- 7 0 4

Мп 2 10 0 0 0 1 - -

№-Со 0 1 0 6 0 3 - — .

Сг 0 1 3 1 - - - -

Б 1 0 0 0 0 4 - -

Мо 2 5 0 0 10 0 0 2

■п 1 0 0 0 - - - -

Нд - - - - 1 10 : 0 4

I Характерные Бп Бп Си Си- Бп- Бп- Си-РЬ Бп-

ассоциации -Аи №Со Аи Аи~ Аи-РЬ

| месторождений БЬ-Нд

Глава 5. Формализованная оценка перспектив рудоносности и нефтегазоносности (оптимизация поисков минерального сырья в рамках "очаговой" технологии)

Поскольку разнопорядковые СЦТ связаны с разноглубинными геофизическими слоями, то, при условии специфичности вещественного состава последних, следует ожидать, что структуры различных глубин заложения также несут специфичные черты рудной минерализации.

В работах многих исследователей доказывается высокая степень вероятности химической стратификации мантии, возможности физико-химических взаимодействий на поверхностях разделов геофизических слоев, а мантийное происхождение таких рудных компонентов в месторождениях, как 8, Т1, Си, №, Ре, V, Бп, И, алмазы и др. показано различными методами: геохимией изо — топов, оценками изобарных потенциалов "агрессивных" газов, анализом ионного состава газово — жидких включений в мицералах глубинных ксенолитов и т. д. [Попивняк, Симкив,1981; Островский, 1982; Зоненшайн, Кузьмин,1983; Рябчиков, 1985; Томсон и др., 1985; Буш и др., 1986].

Также отмечается независимость составов руд от составов геологических формаций: РЬ и 7.п в Главном Кавказском хребте; редкие металлы в Успенской зоне Казахстана; Нд в Центрально — Азиатском поясе; И, V/, В, Бп на Южном

Памире; Mo. Hg, S, Ni, Co, полиметаллы в рудно — битумных проявлениях Восточно —Европейской платформы и Тимано — Печерской плиты и др. [Щеглов, 1980; Плющеев, 1984; Прокшг, 1984; Месхн, Герасимова,1985; Шумлянский, Ивантишина,1985; Бурдэ,1986].

А. Д. Щегловым [1980j выдвинуто понятие об областях автономной тек — тоио — магматической активизации, показана их связь с верхней мантией, а дльнейшие исследования привели к созданию "нелинейной металлогении" [Щеглов, Говоров, 1985] — металлогении рудных веществ мантийного происхождения.

Сравнение принципов и положений нелинейной металлогении и концепции очагового тектогенеза (табл. 3). обнаруживает убедительную параллели — зацшо и допускает рассмотрение СЦТ в качестве структур, становление кото — рых сопровождает формирование мантийных месторождений.

Очевидно, вещественные взаимоотношения между очаговыми структура — ми и подкоровыми геофизическими слоями, отображающиеся в коррелирую — щихся характеристиках рудоносности тех и других, подтверждают простран — ственно — генетические связи между ними. Последние говорит о вероятной рудной и эндогенно — экзогенной (важной в экологическом отношении) специализации структур, в зависимости от расчетных геотехнологических параметров — глубин их заложения (радиусов). А, следовательно — о возможности разработки соответствующих количественных критериев, при оценке их reo — технологических критериев на основе предлагаемых соискателем новых технологических схем и нестандартных научно —технических решений.

Методика и технология прогнозных оценок.

База данных составлена из количественных характеристик и привязок выделенных очаговых структур и месторождений. База СЦТ включает геогра — фические координаты их эпицентров и величины радиусов в км. База месторождений содержит географические координаты, состав и коэффициенты мощностей месторождений (применительно для углеводородов: уникальные — 125, крупные — 25, средние — 5, мелкие — 1).

Результаты математической обработки базы данных получались в форме таблиц относительных плотностей месторождений в кольцевых зонах СЦТ. Затем вычислялось среднеарифметическое значение плотности для кольцевых зон всех радиусов. В дальнейшем, с целью усиления надежности прогноза, учитывались только значения, превышающие среднеарифметическое.

Таким образом был определен ряд кольцевых зон различных радиусов, каждая из которых характеризовалась целочисленным значением относитель — ной плотности месторождений.

Ранее выделенные на разномасштабных основах очаговые структуры пе — реносились на бланковые карты м —ба 1:5 ООО ООО. Затем отмечались кольцевые зоны СЦТ со значащими величинами относительной плотности мес — торождепий и фиксировались точки их пересечений. Относительная плотность в точке определялась как сумма плотностей интерферирующих зон. Изолинии относительных плотностей на карте проводились обычным способом интерполяции.

Для удобства восприятия и анализа вычисленным плотностям придан вероятностный смысл. При этом, для максимальной плотности, принималась вероятность 0,9.

Табл. 3.

Сравнение основных положений концепций очагового тектогенеза и нелинейной металлогении

очагового тектогенеза

нелинейной металлогении

СЦТ — продукт эволюции гео — | физических слоев мантии.

Специфика рудонссности разнопорядковых СЦТ обусловлена их связью с разноглубинными под— коровыми слоями и оболочками. Рудные вещества поступают в земную кору с магматическими диапирами или потоками мантийных флюидов.

Концентрические и радиальные разломы наложены на структуры земной коры

Одновременное развитие соосных (концентровых) СЦТ, связанных с разноглубинными мантийными очагами

СЦТ характеризуются широким возрастным спектром, начиная с нуклеарной стадии развития Земли и вплоть до настоящего времени

Эпицентры структур размещены в узлах пересечения трансрегио — нальных разломов; разнотипные линейные структуры расположены радиально внутри СЦТ Размещение СЦТ цепочечно — линейное и дуговое

СЦТ имеют концентрическое строение и характеризуются раз — ноамплитудными движениями по кольцевым разломам_

Образование месторождений обус — ловлено эволюцией геофизических оболочек.

Вещественный (рудный) состав определяется металлогенической спе — циализацией слоев мантии.

Механизм формирования СЦТ диа — пировый или (для морфоструктур океанического типа) конвективный.

Оруденение имеет наложенный характер относительно структур земной коры

Разноглубинные рудные процессы развивались параллельно (одновременно)

Известны позднепалеозойские, ме — зозойские и кайнозойские месторождения; установлены зоны протерозойской, раннепалеозойской текто — номагматической активизации Рудные районы и месторождения локализуются на пересечениях раз — норанговых и разновозрастных структур

Характер размещения орудене — ния"очагово — ожерельный" Для мантийных месторождений характерно телескопироваиное оруденение

Результаты прогноза и технологические карты ресурсов.

Месторождения серы. На оценку относительной перспективности пл.о — щадей повлияло дисимметричное, секторное распределение известных место — рождений серы в Енисейско — Курильской и Азиатской структурах. Если в первой из них максимальной сероносностью отличается юго — восточный пе — риферийный кольцевой сектор (Курило — Камчатский регион), то во второй — юго-западный, также периферийный кольцевой сектор (Среднеазиатский регион).

Максимально перспективные, районы имеют на своей площади узловые аномалии предполагаемой сероносности (Камчатский, Забайкальский, Ангарский и Тянь — Шаньский), среднеперспективные характеризуются узловыми и

площадными аномалиями (Путоранский и Тазовский). В контурах наименее перспективных районов находятся аналогичные по баллам, по лишь узловые и линейные аномалии (Корякский, Среднеамурский, Сургутский).

Части кольцевых зон рад1гусами 600 и 700 км с высокой оценкой сероносности должны рассматриваться и в качестве перспективных площадей на ртуть, как ассоциирующую с серой с надежным коэффициентом корреляции.

Месторождения алюминия. Также учтено влияние дисимметрии в распределении ранее выявленных месторождений. В Азиатской СЦТ оно заключается в максимальной их сконцентрированности в ее западной половине, а Енисейско — Курильской также на западе, но только во внешней кольцевой зоне (1750 — 2100 км). Своеобразием рудоконтролирующего значения СЦТ относительно распределения месторождений А1 являются относительно небольшие радиусы структур, участвующих в контроле — до 400 км.

Анализ показывает, что в качестве максимально перспективных следует рассматривать Ангаро — Саянский регион. Менее, но сравнительно высоко перспективны Балхашский и Хатангский районы.

Месторождения железа. Четкая дисимметрия в распределении месторождений Ие в пределах структур, на площади которых они известны, не проявлена. Характерны "широкие" группы зон с равными или близкими по величине баллами оценки. Перспективные участки отличаются большими площадями, а градиентцость оценок не высокая. Выделяется Восточно — Саян — ский, Средне — Русский и Прибалхашский районы повышенной перспективности.

Месторождения углеводородов. Проблемы нефтегазоносности территории Дальнего Востока изучались В.Г.Варнавским, В.М.Дуничевым, Б.Ф.Дьяковым, В.Э. Кононовой, Ю.Ф.Малышевым, И.Д.Поляковым, Ю.М.Пущаровским, О.В. Равдоникас, В.А.Абрамовым, В.Я.Ратнером, А.Я.Табояковой, Ю.А.Троновым, И.И.Тютриным, Б.В.Ежовым, геологами и геофизиками краев и областей ■ Дальнего Востока.

В результате установлена перспективность Дальневосточного региона в целом, выделен и оконтурен ряд потенциально нефтегазоносных бассеи — нов, зон и площадей, оценены их относительные перспективы, дана характеристика нефтематеринских и нефтесодержащих пород.

Всего, на изученной в м —бе 1:1 000 000 территории нами оконтурено 40 высоко — , и 21 низко — , и средневероятностных аномалий (рис. 5). Из их общего числа, 27 полностью или частично располагаются в пределах восточных акваторий Азиатско-Тихоокеанского региона. Районы нефтегазоперспектив— поста ДВР охарактеризованы в монографии (Ежов, Абрамов, Адамия).

Нашли подтверждение ранее выделенные площади (Варнавский, 1963, 1§76; Пущаровский, 1964; Равдоникас, Иванов, 1985; Тронов и др., 1987; Кононов и др., 1988; Полякова и др., 1990] в Охотском море (наложены на Восточно — Одоптинский участок и участок в Сахалинском заливе, на 1-й и 2 — й Магаданские участки), в Беринговом море (на участок в низовьях Анадыря — Анадырском лимане, на Восточно — Хатырский участок), на Западной Камчатке и несколько аномалий в бассейне р. Амур. С другой стороны, большинство благоприятных районов (около 50) оконтурено впервые, что указывает на действительную новизну критериев и метода оценки нефтеносности на на основе новой "очаговой" геотехнолоши оценки и рационального использования минеральных ресурсов, включая углеводородное сырье.

6 ^

• I 79

■С

21 23

Рис. 5. Контуры районов Дальнего Востока,' перспективные на обнаруже -

ние месторождений углеводородов. 1-е низкой вероятностью, 2 —со средней, 3-е высокой; 4 —район недостаточно обеспеченный исходными данными.

Глава 6. Структуры центрального типа как основа районирования

территорий по степени экологической опасности и безопасности жизнедеятельности

К настоящему времени сложились два вида отношений, двойственный подход к проблеме сосуществования человека и среды его обитания, опреде — ляющие особенности методологических оценок степени опасности и планирование жизнедеятельности. Отношения к экологическим вопросам перекликается с философскими направлениями и с их преломлением в науках о Земле, революция или эволюция в социальном развитии; катастрофическое или мед— леное; но неумолимое развитие природной среды; порядок или хаос и др.

Представления о катострафических явлениях (землетрясения, цунами, извержения вулканов, смерчи, лавины, сели, наводнения и т.д.) находятся в центре внимания первого подхода.

Представления о тотальном, но "мягком" противодействии человеку среды обитания — второго подхода, а катастрофические события часто не рассматриваются здесь как реакция природы на жизнедеятельность человека и биосистем.

В науках о Земле рассматривается проблема предсказания и оценок по — следствий катастрофических событий, например, в аспектах связи землетрясений с очаговыми структурами [Абрамов, 19936, 1995]; лахаров и селей — с вулканами и разломами (Камчатка, Грузия, Средняя Азия); цунами — с сейсмичностью (Южные Курилы); снежных лавин — с экструзиями (сопка Мишенная в г. Петропавловске —Камчатском, лавина в 1974 г.); активности СЦТ с трассами тайфунов [Проблемы очагового..., 1993]; ледовой обстановки в морях, облачности над акваториями и над сушей — с дуговыми и линейными разло — мами [Ежов, 1988; Ежов, Ищенко, 1984; Морозова, 1988, 1993]. В последний период активно разрабатывается проблема эволюционнных взаимоотношений человека с реагирующей на его деятельность природой [Короткой, 1994; Короткое, Репешков 1994а,б]. Это направление связано с охраной окружающей среды и получает дополнительное развитие в исследованиях соисктеля по во — просам "очаговой" методологии и технологии изучения природных процессов в земных недрах, во взаимоотношениях людей и геолого — географической среды их обитания.

В диссертации рассмотрены аспекты вероятных эндогенных и экзо — генных ситуаций на примере геоактивной территории Камчатской области. При этом тектонической основой прогнозирования послужили структуры центрального типа и "очаговый" подход к оценке геоэкологической ситуации.

Существенность влияния СЦТ на интенсивность и распределение со — временных эндогенных проявлений вытекает из выше рассмотренных их -свойств и параметров, среди которых наиболее важны следующие;

1 — повсеместность распространения, широчайший временной интервал функционирования глобальной системы СЦТ (от нуклеаров, до современных);

2 —тектоническая, вещественная и энергетическая связь очаговых структур с подкоровыми геофизическими оболочками и глубинными неоднородностями;

3 —пространственно —генетический контроль над крупномасштабными проявлениями современного (активного) вулканизма и сейсмичности на уровне поясов и их систем; 4 —непосредственная генетическая связь относительно низкопорядковых СЦТ с вулканическими центрами и ареалами. 5 —влияние на

состояние атмосферы и гидросферы; 6 —установленные в висячем крыле Курило—Камчатской сейсмофокалъной зоны многочисленные СЦТ с радиусами от десятков до сотен километров, по —видимому, генетически связаны не только с магматической деятельностью, но и с разрядкой напряжений в гипоцентрах землетрясений, сопровождающихся объемными деформациями геосфер и горных пород .

В методическом отношении работа в геоэкологическом направлении со — стояла из: 1 — построения прогнозных карт на редкие земли, золото и радио — активные элементы (и, ТЬ); 2 — построения карты участков повышенной эндогенной опасности; 3 — поиска закономерностей размещения этих участков; 4 — совместного анализа всех карт и районирования территории по признаку относительной опасности ее освоения (рис. 6).

Выявление участков повышенной опасности производилось, также, по оригинальной методике, включающей анализ: 1 — блоковых вертикальных движений; 2 — распределения магматических и гидротермальных проявлений; 3 — тектонической ситуации, создаваемой структурами линейного и центрального типов.

Таким образом, учитывались магматический, гидротермальный и текто — нический факторы, причем, последний — в вариантах линейной и нелинейной тектоники, где превалирует "очаговая" составляющая.

По комплексу признаков: выделены Северная, Центральная и Южная уран —ториевые; Дежневская, Квачинско —Кинкильская и Хангарская редкоземельные; Пенжина — Укелзяшская, Омгон — Тевинская и Хайрюзова — Гольцовская золотоносные площади, где велика опасность поражения человека вредными элементами — спутниками (мышьяк, ртуть, свинец, цинк, таллий и др.).

С позиций очаговой тектоники была рассмотрена активность эндогенных процессов и оконтурены площади, с повышенной интенсивностью эндогенных проявлений: Южно — Камчатская, Ганальско —Валагинская, Ключев — ско —Шивелучская, Восточных полуостровов, Ичинско — Хангарская, Иваш — кинская, Вывенка — Опукинская, Пенжинско —Окланская, Маметчинско —Ку — юлская, Карагинская и Западно —Камчатская. Здесь повышена вероятность внезапных вулканических извержений, взрывов, сильных и катастрофических землетрясений с сопутствующими опасными экзогенными проявлениями.

В пределах оконтуренных площадей повышенной эндогенной активности могли быть выделены локальные участки распространения многих наиболее интенсивных проявлений опасных экзогенных событий. Для Камчатской об — ласти агентами — генераторами таких неблагоприятных для жизнедеятельно — сти явлений служат морские (прибрежно —морские), речные, атмосферные (совместно с гравитационными склоновыми и с вулканическими) процессы.

Конкретно, к этому разряду можно отнести снежные лавины, камнепады и обвалы, вулканические пыльные (пепловые) тучи, бокоьая эрозия, цунами на обширных участках побережий и др. (рис. 7).

прогноз рудоносных площадей

структурный

контроль рудоносных площадей

А сц

А б

Кр

ЭА

Гео мор

выделение участков повышенной эндогенной активности

171Ё_

структурный контроль участков повышенной эндогенной активности

структурный контроль площадей повышенной эндогенной активности

современный вулканизм

, ..... ........3

критерии районирование по к с.;-

распределе - признаку к экзогенная

ния ПИ в ''' эндогенно — | геоморфо-

СЦТ экзогенной [ активности [ логия

районирование по степени опасности жизнедеятельности

критерии П

Рис. 6. Технолопгческая схема "очагового" районирования экосистем по признакам безопасности жизнедеятельности. Кр П — критерии прогноза полезных ископаемых по СЦТ, П — данные о ме — порождениях полезных: ископаемых, сц — тектоника структур центрального типа, м — данные о магматических и гидротермальных проявлениях, А м — активность магматических и гидротермальных процессов, А сц — активность структур центрального типа, Н — данные о неотектоннических процессах, А б

— активность блоковых, вертикальных движений (создаваемая технология), л

— линеаментиая тектоника, Кр ЭА — критерии эндогенной активности, Гео мор — геоморфотектонические данные.

| | — создаваемые технологии и данные

— заимствованные технологии и данные

— технологический олок природных ресурсов

— технологический блок эндогенной активности и охраны геосреды

— технологический блок экологических последствий и безопасности жизнедеятельности

Технические и технологические операции:

— статистические, вычислительно — аналитические, модельные

I — анализ основной (математический, I физический, технический, логический)

I — коррекция моделирования и | технологических операций

[ — анализ дополнительный (математический, | компьютерный, логический, методологический)

Районирование территории по степени относительной опасности жизнедеятельности, с учетом эндогенных (за исключением сейсмичности) и экзогенных факторов, а также анализ негативных последствий самой жизнедеятельности (связанной с поисками, разведкой и освоением месторождений по — • лезных ископаемых) позволили выделить площади с различной величиной экологической опасности для проживания, а также установить закономерности их размещения в изученном регионе (на примере Камчатской области).

Совместный анализ результатов прогнозирования известных (эталонных) районов и районов (площадей) разработок месторождений, а также оценки эндогенной активности как критерия степени опасности жизнедеятельности показал, что, в ряде случаев, соответствующие районы и узлы совпадают. Это обстоятельство снижает экономическую ценность вероятных новых месторождений, удорожает стоимость их освоения и эксплуатации. С другой стороны, появляется возможность разбраковки конкретных территорий ДВР и АТР с целью установления очередности и, очевидно, технологии и способов освоения ее частей.

Экологические выводы из проведенных исследований различны при рассмотрении результатов работы, в зависимости от видов природных ресурсов и от сроков и интенсивности освоения прогнозируемых месторождений.

Рис. 7. Районирование по степени эндогенно — экзогенной активности и комплексного прогноза рудоносности (технологическое "очаговое" районирование по степени опасности жизнедеятельности).

Наиболее вероятные и мощные экзогенные проявления эндогенной активности (1—8): 1 — северная граница района распространения наиболее опасных снежных лавин, 2 — приводораздельные части Срединного и Ганальского хребтов — районы интенсивных камнепадов и обвалов, 3 —район наиболее частых появлений вулканических пыльных туч и направление их перемещения, 4 — интенсивная боковая эрозия, 5 —цунами площадное, 6 —цунами бухтовое, 7 —штормовые размывы, 8 —мощные приливы, 9 —районы наиболее вероятной отработки месторождений Аи, ТЯ, и —ТЬ и Сс1; оценка относительной экологической опасности жизнедеятельности в баллах (с ростом балльности опасность

для жизнедеятельности увеличивается и потенциально возрастают затраты иа осуществление мероприятий по охране окружающей среды в районах освое — ния природных ресурсов, 10-22): 10-0, 11-1, 12-2, 13-3, 14-4, 15-5, 166, 17-7, 18-8, 19-9, 20-10, 21-11, 22-12.

В случае эксплуатации месторождений неизбежна следующая эколого — технологическая "цепочка":

1 — вмешательство человека в окружающую среду на социально — бытовом уровне со всеми вытекающими последствиями; 2 — химическое воздействие на окружающую среду от различных способов извлечения и обогащения полезных компонентов руд, т.е. возникновение опасности для животного, растительного мира и для самого человека; 3 — изменения в рельефе, течении рек и их состоянии; 4 — изменения в состоянии почв, растительного покрова и т.д. Это потребует значительных финансовых затрат на рекреационные и рекультивационные цели.

В случае, если отдельные месторождения будут консервироваться или если их поиски не будут проводится совсем, технологическая "цепочка" примет иной вид:

1 — площади, перспективные в отношении радиоактивных элементов, остаются относительно опасными для жизнедеятельности; 2 — на площадях, перспективных на редкие земли, степень опасности для жизнедеятельности меньше, чем на участках с повышенным уровнем радиации; 3 — площади, перспективные на золото, опасности сами по себе не представляют, но здесь отрицательную роль в экологии будут играть. вредные сопутствующие элементы..

Анализ результатов районирования по степени относительной опасности жизнедеятельности с учетом эндогенных (за исключением сейсмичности) и экзогенных факторов, а также негативных последствий (техногенных) самой жизнедеятельности (связанной с освоением месторождений полезных ископаемых) выявил мозаику площадей с различной величиной опасности для человека (в баллах от 0 до 12).

На картах и схемах опасности жизнедеятельности наблюдается общая тенденция к ее увеличению в южном и восточном направлениях, что соотносится с приближением к активным тектоническим районам Азиатско — Тихоокеанской переходной зоны и к подвижным геоблокам Тихого океана, а также с уменьшением зрелости (континентальности) земной коры. Размещение площадей, их конфигурация и величина опасности четко контролируются взаимосвязанными очаговыми структурами, взаимодействующими системами СЦТ и регматических разломов и, локально, региональными разрывами.

Заключение

Анализ латеральных геометрических характеристик крупномасштабных неоднородностей земной коры показывает, что ее структура может представ — ляться в виде сложной (зачастую скрытой, глубокозалегающей) системы изо — метричных геологических образований радиусами от десятков до тысяч км.

Выявление дискретного характера распределения аномалий по размерам, его соответствия числовому ряду, отражающему глубины до геофизических разделов и неоднородностей в мантии и ядре Земли, позволило сделать вывод о пространственно —генетической связи между латеральными круговыми

аномалиями коры и вертикальными неоднородностями земного шара — его геофизической расслоенностью и участками разуплотненности.

Необходимым следствием из аналогии спектров радиусов СЦТ и глубин геофизических разделов является закономерное расположение на каждом из последних гипоцентров очаговых структур определенных радиусов, равных (близких по величине) глубинам соответствующих разделов геосреды.

Пространственно организующим фактором для структур коры в Азии (в т.ч. в азиатской части России) служит радиально — концентрический каркас Азиатской СЦТ радиусом 3100 км, наиболее яркими элементами центральной симметрии которой (как и менее крупных структур) являются дуговые концентрически расположенные зоны офиолитового меланжа и надвиговых дислокаций, характеризуемые центростремительным падением, концентрически и радиально ориентированные вулканические пояса и другие высокопорядковые геолого — структурные и структурно — геодинамические образования.

Многочисленные СЦТ меньших радиусов осложняют внутреннее строение Азиатской структуры. Образуя систему (гроздь), они располагаются закономерно так, что их гипоцентры локализуются на пересечениях геофизических разделов с боковыми ограничениями Азиатской СЦТ и ее концентров и с крупными радиальными нарушениями.

СЦТ различных порядков отличаются преимущественностью тех или иных эндогенных проявлений, в свою очередь специфичных для геодинами — ческих обстановок в континентальной, океанической и переходной зонах.

Пространственно—генетические связи между СЦТ и геофизическими слоями позволяют предполагать, по крайней мере, парагенетические взаимоотношения между рудной специфичностью структур и подкоровых слоев. Скорее всего эти связи не однозначны прямым сопоставлениям составов руд в верхних коровьгх этажах СЦТ и структурно —вещественных составов геофизических слоев на глубинах, соответствующих радиусам структур. СЦТ служат не только каналами миграции глубинных, в т.ч. и рудных, веществ к поверхности — в них осуществляются сложные преобразования вещественного комплекса во всех геофизических слоях, пронизываемых ими. Такие преобразования специфичны в структурах различных глубин заложения и приводят к формированию в земной коре "мантийных" месторождений, а системы СЦТ могут рассматриваться в качестве структурной основы концепции "нелинейной металлогении".

Основные черты рудной специализации СЦТ и их кольцевых зон. которые могут использоваться прогностических целей, нижеследующие: а) месторождения каждого из 22 —х видов рудных веществ максимально концентрируются в одной или нескольких кольцевых зонах: б) месторождения каждого из этих видов в определенных зонах ассоциируются с месторождениями одного или нескольких других веществ; в) наиболее часто максимальные плотности месторождений пр!гурочены к группам кольцевых зон в интервалах величин радиусов 90- 120, 220-300, 780-850, 2700-2900 км.

Прогнозные оценки используються при определении степени относительной опасности жизнедеятельности в районах, на площадях которых возможны концентрации вредных веществ в недрах, способных мигрировать в среду обитания человека и прямо или косвенно оказывать на пего вредное воздействие, а также, при оценках техногенных отрицательных воздействий на окружающую среду, связанных с вероятной разработкой природных ресурсов.

Степень опасности жизнедеятельности определяется, эндогенной активностью тектонических блоков, формируемых во взаимосвязанных системах очаговых структур и регматических разломов, При этом СЦТ в большей степени являются инициаторами тектонических, магматических и гидротермальных видов эндогенных проявлений. Последние реализуют свою энергию (в аспекте воздействия на человека, его деятельность) посредством увеличения мощности и провоцирования катастрофических форм экзогенных процессов.

Анализ территорий по степени относительной опасности жизнедеятельности с учетом эндогенных (за исключением сейсмичности) и экзогенных факторов, а также негативных' последствий самой жизнедеятельности, связанной с освоением месторождений полезных ископаемых, позволяет выявлять площади с различной величиной опасности и устанавливать закономерности их размещения.

Сопоставление потенциальных участков горно — промышленного освоения (соответственно, расселения людей) в конкретных географических (кли — матичесих, социально — экономических, геохимических и других условиях) и площадей высокой эндогенной и экзогенной активности позволило райониро — вать территорию по признакам опасности (безопасности) жизнедеятельности.

Установлена зависимость размещения районов, характеризуемых различными уровнями опасности жизнедеятельности, от их геоструктурной и геодиначической позиции в том или ином регионе.

На примере территории Камчатской области ДВР выявлена общая тенденция к увеличению степени опасности в южном и восточном направлениях, что соотносится с приближением к активным тектоническим районам переходной зоны АТР и Тихого океана и с уменьшением зрелости земной коры в этом же направлении.

Предложенный метод и технология геоэкологического анализа регионов на основе статических и динамических свойств (функций) систем структур центрального типа представляет собой новое направление для решения проблем охраны окружающей среды и рационального природопользования.

Дальнейшие исследования могут проводится:

1. Для совершенствования методики эколого — географических экспертиз различных проектов (промышленного и гражданского строительства, создания транспортных и энергетических сетей, сельскохозяйственного освоения площадей и др.).

2. При определении стоимости и рационализации выбора технологий и технических средств освоения территорий, в т.ч. при уточнении региональных и районных коэффициентов, введении поправок на инженерные нормы строительства, на создание инфраструктуры и др.

3. При выборе технологии и установлении размеров рскультивационных или компенсационных затрат.

4. С целью совершенствования административного планирования в рамках концепции устойчивого развития экономики регионов.

Список работ автора, опубликованных по теме диссертации

Монографии.

1. Геоморфоструктурное развитие Курило —Камчатской секции Тихоокеанского подвижного пояса. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1983. 140 с.

2. Космическая информация в геологии. М: Наука, 1983. 536 с. [соавторы А.В. Пейве, В.Г.Трифоноз, А.Л.Яншин и др.|.

3. Морфотектоника геодинамических систем центрального типа. Владивосток-ДВНЦ АН СССР, 1984. 128 с. [соавтор Г.И.Худяков}.

4. Линейные и очаговые морфоструктуры Восточной Камчатки. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1984. 90 с. [соавтор АА.Ищснко].

5. Морфоструктурные исследования: теория и практика. М.: Наука, 1985. 132с. [соавторы Г.И.Худяков, А.П.Кулаков, С.М.Тащи и др.].

6. Морфоструктуры центрального типа Азии. М.: Наука, 1986. 133 с.

7. Морфотектонические системы центрального типа Сибири и Дальнего Вое — тока. М.: Наука, 1988. 126 с. [соавторы Г.И.Худяков, А.П.Кулаков, С.М.Тащи и

др-]-

8. Оруденеяие в морфоструктурах центрального типа мантийного заложения. М.: Наука, 1989. 126 с. [соавтор В.Л.Алдреев].

9. Проблемы очагового тектогенеза /Колл. авт. Владивосток: Дальнаука, 1993.162 с. [соавторы Д.И.Царев, В.МЗимин, А.С.Калинин и др.].

10. Очаговые структуры подвижных и стабильных областей (Камчатка, Кавказ, Алдано — Становой геоблок). Владивосток: ДВО РАН, 1995. 127 с. [соавторы

B.А.Абрамов, Iи.А.Адамия].

Статьи.

11. Новейшая структура южного окончания массива домезозойских пород Центральной Камчатки // Структурный анализ дислокаций. Хабаровск, 1974.

C. 315 — 320 (соавтор В.Д.Дмитриев).

12. Построение и интерпретация карты региональной трещшюватости Камчатки // Геоморфология и неотектоника горных областей Дальнего Востока. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1977, С. 62-65.

13. Определение суммарных амплитуд вертикальной составляющей неотекто — нических движений с помощью анализа выработанных форм рельефа // Там же, С. 56-61.

14. Вулкано —тектонические структуры и оруденение Центральной Камчатки. // Геология рудных месторождений, N3, 1977, С. 82 — 89 (соавторы С.ЕАпрел— ков, Ю.И.Харченко).

15. К вопросу о происхождении Авачинской губы // Вопросы географии Камчатки. Петропавловск—Камчатский, N7, 1977, С. 45 — 48 (соавтор В.Д. Дмитриев).

16. Паялпанская вулканотектоническая структура в Срединном хребте Камчатки // Региональная морфотектоника, геоморфология и четвертичная геология Дальнего Востока. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1977, С. 62 — 65 (соавторы С.Е.Апрелков, М.Г.Патока, В.С.Успенский/.

17. О мезозойско —кайнозойском развитии Курило — Камчатской островной дуги // Там же, С. 81—88 (соавтор С.Е.Апрелков).

18. Структуры вулканогенных полей Центрально — Камчатского пояса // Геология и геофизика, N4, 1977, С. 130— 136 (соавтор С.Е.Апрелков).

19. Тектоническое строение Центрально — Камчатского вулканического пояса и некоторые особенности локализации оруденения // Геология и геофизика, N12, 1978, С. 125— 1298 (соавтор С.Е.Апрелков).

20. Тектоническое развитие вулканических поясов Камчатки // Вулканические пояса Камчатки. Петропавловск — Камчатский, 1979, С.7 —10 (соавторы М.М.Лебедев, С.Е.Апрелков, Ю.И.Харченко и др.).

21. Системы островных дут Корякско — Камчатской складчатой области // Вулканология и сейсмология, N5, 1979, С. 30 — 36 (соавторы М.М.Лебедев, С.Е.Апрелков, Э.М.Еретко и др.).

22. Вулкано —тектоника Южной Камчатки // Бюлл. вулканологических станций, N57, 1979, С.72 —78 (соавторы С.Е.Апрелков, В.В.Оточкип, В.А.Соколков).

23. Условия формирован™ вулканических поясов Камчатки // Вулканология и сейсмология, N5, 1980, С. 3—11 (соавтор С.Е.Апрелков).

24. Плиоценовый кислый вулканизм Северной Камчатки // Геология и геофизика, N10, 1980, С. 125-129 /соавтор С.Е.Апрелков).

25. О связях кольцевых морфострухтур с геофизическими оболочками Земли // Геолого — геоморфологические конформные комплексы Дальнего Востока. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1980, С. 71-80.

26. Структуры Центральной и Южной Камчатки (по материалам дистанционных) методов исследования // Геолого — геоморфологические конформные комплексы Дальнего Востока. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1980, С. 115—129 (соавторы С.Е.Апрелков, М.М.Лебедев, В.В.Оточкип).

27. Основные особенности морфоструктур Камчатки /У Морфотектоника Дальнего Востока. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1981, С. 47-53.

28. О морфоструктурах и металлогении Центрально — Камчатского вулканиче — ского пояса // Там же, С. 54 — 58.

29. Асимметрия структур центрального типа как результат взаимодействия с линейными структурами (постановка проблемы и возможные пути ее решения) // Вулканология и сейсмология, N5, 1981, С. 64—73 (соавтор А.А.Ищенко).

30. Камчатские палеосистемы вулканическая дуга — глубоководный желоб как индикаторы палеозой Беньофа // Древние сейсмофокальные зоны. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1981, С.110- 121 (соавторы С.Е.Амрелков, М.М.Лебедев).

31. Морфоструктуры центрального типа и глубинные геофизические разделы // Докл. АН СССР, Т.265, N3, 1982а, С. 687-689 (соавтор Г.И.Худяков). '

32. О планетарной иерархии морфоструктур центрального типа на основе глубины заложения // Глубинное строение концентрических морфоструктур Дальнего Востока. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 19826, С. 3-23 (соавтор Г.И.Худяков).

33. Принцип геолого —геоморфологической конформности при изучении планет земной группы // Морфоструктуры Дальнего Востока. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1982, С. 24-33.

34. Отображение тектонических структур в строении облачного и ледового покровов // Морфосгруктурные исследования на Дальнем Востоке. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1983, С.114 - 119 (соавтор Л.И.Ищенко).

35. О содержании понятия "геолого —геоморфологический конформный комплекс" (к созданию классификации геоморфологических структур) // Там же, С. 40 — 49 (соавторы Г.И.Худяков, А.А.Ищенко).

36. Тектоническое развитие Восточной Камчатки // Геологическое строение и полезные ископаемые Камчатки. Петропавловск —Камчатский, 1983, С. 41 — 43 (соавтор С.Г.Синельников).

37. Тектонические покровы и морфоструктуры центрального типа Восточной Камчатки // Морфоструктуры центрального типа Дальнего Востока. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1984, С. 60-65.

. 38. Камчатская морфоструктура центрального типа верхнемантийного заложения // Там же, С. 53 — 59 (соавтор А.А.Ищенко).

39. Морфотектоника очаговых структур — новое научное направление. Про -принт. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1985. 23 с.

40. Эволюция морфоструктур в зоне перехода континент — океан (на примере Восточной Камчатки) // Проблемы морфотектонических исследований. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1985, С.87-91.

41. Морфоструктуры центрального типа и качественный прогноз оруденения // Геодинамика морфоструктур. Владивосток: ДВО АН СССР, 1987, с. 82-87.

42. Морфоструктуры центрального типа: проблемы и перспективы // Там же, С. 4—19 (соавторы Г.И.Худяков, А.П.Кулаков, С.М.Тащи).

43. Проявления очаговых морфоструктур в строении облачности и ледового покрова акваторий // Морфоструктуры центрального типа Сибири и Дальнего Востока. Владивосток: ДВО АН СССР, 1988, С. 124-128.

44. New views on mophostructure of marginal seas of Eastem Asia // J. Phys. Earth, 36, 1988, P.P.179-189 (соавторы Khudjakov G.I., Kuiakov A.P., Nikonova R.I.).

45. Радиально — концентрические морфоструктуры и оруденение в зоне перехода от континента к океану // Стратиграфия и корреляция четвертичных отложений Азии и Тихоокеанского региона. М.: Наука, 1991, С. 158— 167.

46. Морфоструктура Джавахетского вулканического нагорья (Южная Грузия) // Геоморфология, N1, 1991, С. 96—102 (соавторы Г.И.Худяков, Д.Д.Табидзе, Л.А.Тигищвили).

47. Морфоструктурная эволюция переходной зоны в Корякско —Камчатском регионе в пермско — раннемеловое время //Геоморфология зон перехода от континентов к океанам. М.: Наука, 1992, С. 59—63.

48. Вулкаиотектонические структуры центрального типа Джавахетского нагорья Грузии // Там же, с. 155— 159 (соавторы Д.Д.Табидзе и Л.А.Тигишвила).

49. Изометричные денудационно — тектонические штамповые морфоструктуры Западной Грузии // Там же, С.167— 172 (соавторы Д.Д.Табидзе и З.И.Лежана).

50. Размещение гипоцентров и рудоносность морфоструктур центрального типа в бассейне р.Амур // Там же, С. 167— 179.

51. Перспективы Дальнего Востока на углеводороды по данным анализа системы очаговых структур // Закономерности строения и эволюции геосфер. Матер, второго международного междисциплинарного-науч. Симпозиума. Хабаровск, 1994, С. 112-113.

52. Ezhov B.V. Ring stmctures and prognosis oí ore diposits of Eastem Asia // Geotectónica et Metallojenia. Vol.18, No. 3-4. 1994, P.46.

53. Ezhov B.V., Izosov L.A. Diamond contení of Primorsky territory according to the ring structures (endogenic activity centers) analysis) // Geotectónica et MeíaHogenia. Vol. 19, No. 2, 1995, P.P. 1 — 11.

54. Геосферы и очаговые структуры // Закономерности стоения и эволюции геосфер (Ч. 1). Материалы третьего международного междисциплиарного научного симпозиума. Хабаровск — Владивосток, 1996. С. 11—13.

55. V.A.Abramov, B.V.Ezhov, V.A.Abramova. The diamond and oil connect at Tumangan basin región. International Symposium on resources, environment and disaster in Tumenjiang area. Abstract volume. Changchun, China, 1996. P.46 —47.

56. Оценка эндогенно — экзогенной опасности освоения территории (на примере Камчатской области // Международная конференция и выставка "Стихия, безопасность, строительство". 8—12 сентября, 1997 г. Владивосток, 1997 (п печати).

Информация о работе

Ежов, Борис Викторович
доктора технических наук
Владивосток, 1997
ВАК 11.00.11

Автореферат

Похожие работы