Научно-методические основы геоэкологических исследований нефтегазоносных регионов и оценки геологической безопасности городов и объектов с применением дистанционных методов

• Автор: Копылов, Игорь Сергеевич
• Шифр специальности: 25.00.36
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 351 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ И ПРОБЛЕМЫ ГЕОЭКОЛОГИИ, ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ГЕОЛОГИИ И ГЕОДИНАМИКИ
1.1. Современные представления о теоретических началах геоэкологии, экологической геологии и геодинамики
1.2. Концепция и общая методология региональных геоэкологических исследований и картографирования

1.3. Общие принципы и критерии оценки состояния природно-геологической

среды
Глава 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ УЧЕНИЯ О ГЕОДИНАМИЧЕСКИХ АКТИВНЫХ ЗОНАХ И ОБЩАЯ МЕТОДОЛОГИЯ ИХ ИЗУЧЕНИЯ

2.1. Научное содержание учения о геодинамических активных зонах

2.2. Методологический подход к оценке геодинамической (неотектонической) активности
2.3. Геоэкологическая, инженерно-геологическая и минерагеиическая роль геодинамических активных зон
Глава 3. МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ДИСТАНЦИОННЫХ АЭРОКОСМО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ И МОРФОНЕОТЕКТОНИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ДЛЯ ОЦЕНКИ ГЕОДИНАМИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ
3.1. Методика аэрокосмогеологических исследований, дешифрирование новейших структур и линсаментов, как проявлений геодинамической активности
3.2. Основные результаты аэрокосмогеологических исследований, дешифрирования новейших структур и линеаментов
3.3. Методика морфонеотектонического анализа и его применение для оценки
геодинамической активности
Глава 4. ОЦЕНКА ГЕОДИНАМИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ РАЙОНОВ НЕФТЕГАЗОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ И ТРАСС МАГИСТРАЛЬНЫХ НЕФТЕГАЗОПРОВОДОВ
4.1. Геодинамическое обоснование аварийноопасных ситуаций и методика выявления участков геодинамической активности на магистральных нефтегазопроводах
4.2. Оценка геодинамической активности северной части Тимано-Печорской плиты
4.3. Оценка геодинамической активности центральной части Западно-Сибирской плиты
4.4. Оценка геодинамической активности Среднего Урала и Приуралья
Глава 5. ОЦЕНКА ГЕОДИНАМИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ ПРИ РАЗРАБОТКЕ КАЛИЙНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ, ГЕОДИНАМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ БЕЗОПАСНОГО ВЕДЕНИЯ ГОРНЫХ РАБОТ НА РУДНИКАХ
5.1. Оценка геодинамической активности на Талицком участке Верхнекамского месторождения калийно-магниевых солей
5.2. Оценка геодинамической активности на Жилянском месторождении калийных солей (Республика Казахстан)

5.3. Оценка геодинамической активности на Тюбегатанском месторождении
калийных солей (Республика Узбекистан)
Глава 6. ЗАКОНОМЕРНОСТИ И ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ СЛАБО ОСВОЕННЫХ НЕФТЕГАЗОНОСНЫХ РЕГИОНОВ (НА ПРИМЕРЕ ЮГО-ЗАПАДА СИБИРСКОЙ ПЛАТФОРМЫ)
6.1. Регионально-зональные природные и геологические факторы формирования геоэкологических, гидрогеологических и инженерно-геологических условий
6.2. Геокриологические и инженерно-геологические условия
6.3. Основные гидрогеологические и геохимические закономерности
6.4. Геоэкологические условия и комплексная оценка состояния природногеологической среды Байкнтского нефтегазоносного региона
Глава 7. РЕГИОНАЛЬНЫЙ ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ, МЕТОДЫ КАРТОГРАФИРОВАНИЯ, РАЙОНИРОВАНИЯ, ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ УРБАНИЗИРОВАННЫХ ХОРОШО ОСВОЕННЫХ НЕФТЕГАЗОНОСНЫХ РЕГИОНОВ (НА ПРИМЕРЕ ЗАПАДНОГО ПРИУРАЛЬЯ И УРАЛА)
7.1. Анализ основных природно-геологических факторов Западного Приуралья
и Урала
7.2. Анализ, оценка и районирование геодинамической активности
7.3. Анализ гидрогеологических условий
7.4. Анализ инженерно-геологических условий
7.5. Анализ техногенных факторов воздействия на природную среду и радиоэкологические условия
7.6. Анализ и оценка состояния природных ландшафтов, ландшафтнотехногенных комплексов и ландшафтно-геологических систем
7.7. Эколого-геологический анализ и оценка компонентов природногеологической среды
7.8. Общая (интегральная) оценка и районирование территории Пермского края
по экологическому состоянию природно-геологической среды
Глава 8. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ И ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ПРИРОДНЫХ И УРБАНИЗИРОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЙ
8.1. Основы районирования и оценки территорий по опасностям и рискам возникновения чрезвычайных ситуаций с экологическими последствиями как основного результата действия геодинамических и техногенных процессов
8.2. Научная концепция геологической безопасности крупного города (на примере г. Перми)
8.3. Формирование системы геоинформационного обеспечения геологической
и экологической безопасности территорий и их рационального природопользования (на примере создания ГИС-атласа Пермского края)
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПЕРЕЧЕНЬ основных условных обозначений, символов и сокращений

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы исследования.
Тема диссертации посвящена фундаментальным проблемам наук о Земле - изучению и оценке природно-геологической среды и геодинамической активности верхней части литосферы, которые рассматриваются в рамках геоэкологии, инженерной геологии и нового научного направления, находящегося на стыке этих наук и современной геодинамики - учения о геодинамических активных зонах. Совершенствование их теоретических, методологических основ, методик, технологий изучения, оценки геоэкологического состояния необходимо для рационального природопользования, геологической и экологической безопасности развития и хозяйственного освоения любых территорий в т.ч. - нефтегазоносных регионов. В последние годы эта проблема стала особенно важной связи с глобальным изменением экологической обстановки, развитием чрезвычайных ситуаций во многих регионах России и других странах. Во многом это связано с усиливающимся синергетическим воздействием техногенеза и геологических факторов, особенно - геодинамики на окружающую среду. Геодинамика и тсхногенез представляют собой два мощных современных фактора планетарного и регионального уровней, которые приводят к глобальному изменению окружающей среды обитания человека и геологической среды в частности. Изучение и оценка эколого-геодинамического и эколого-геохимического состояния природной среды является важнейшей общей и региональной экологической проблемой многих территорий с различной степенью освоенности, особенно Урала, Сибири, Севера и Дальнего Востока, где в условиях минимальной плотности населения предусматривается создание крупных промышленнотерриториальных комплексов с осуществлением технологичных, наукоемких и дорогостоящих проектов. Однако до настоящего времени при изучении геоэкологических и инженерно-геологических условий как природных, так и урбанизированных территорий оценке геодинамической активности уделяется недостаточное внимание.
Геоэкологическое и инженерно-геологическое картографирование территорий должно проводиться на единой научно-методической основе с применением современных методов исследований — дистанционных азрокосмогеологических методов и геоин-формационных технологий. При этом необходимо опираться на опыт проведения этих исследований в различных регионах, с учетом сходства и различия природных условий и степени освоенности. В данной работе представлен опыт исследований в нефтегазоносных регионах - Восточной и Западной Сибири, Европейского Севера, Приуралья и Урала. Более полно автором изучены территории Пермского и Красноярского краев. Общим для них является их нефтегазоносность, которая определяет специфичность проведения исследований.
Красноярский край имеет начальную стадию освоения нефтегазовых месторождений и отличается благоприятными условиями для изучения воздействия нефтегазового техногенеза. Открытие в конце восьмидесятых годов ряда нефтегазовых месторождений. в том числе крупнейшего в Восточной Сибири - Юрубчено-Тохомского месторождения, позволяет рассматривать этот регион, как крупнейшую топливно-энергетическую базу в восточной части России. Для успешного его освоения необходима комплексная характеристика геолого-гидрогеологических условий, особенно в целях широкого использования пресных подземных вод для нужд нефтегазодобычи. Прогнозируется, что развитие нефтяной и газовой промышленности в Восточной Сибири позволит России уже в ближайшем будущем приступить к решению важнейшей геополитической и экономической задачи XXI века - выйти на Азиатско-Тихоокеанский энергетический ры-

на единицу площади. Ранжирование геодинамической активности по этому показателю проводится по градациям с учетом баллов статистического распределения. Обычно выделяется б градаций с учетом среднего арифметического и стандартного отклонения по их интенсивности (таблица 2.2).
Таблица 2.
Ранжирование геодинамической активности
Балл геодина- мической активности Плотность разломов, линеаментов и мегатрещин Оценка степени геодинамической (неотектонической) активности
Статистическое распределение: х - среднее арифметическое б — стандартное отклонение Степень плотности линеаментов (трещиноватость)
1 < (х-ь) очень низкая очень низкая (стабильная)
2 (х-я) х низкая низкая (умеренно активная)
3 х (х+б) средняя средняя (повышенная)
4 (х+б) ^ (х+2я) высокая активная
5 (х+2з) -ь (х+Зь) очень высокая высоко активная
6 > (х 138) чрезвычайно высокая чрезвычайно высоко активная
Вполне уверенно предполагается, что они отражают соответственно различную степень геодинамической активности (от условно стабильной до условно чрезвычайно высокоактивной). При этом к ГАЗ относятся участки с очень высокой и чрезвычайно высокой трещиноватостью и в отдельных случаях — участки с высокой трещиноватостью, отличающиеся высокой контрастностью относительно фона. Как правило, крупные ГАЗ имеют сложное мозаичное строение и по материалам более детального изучения, они «разбиваются» на зоны более низкого уровня с разной степенью активности.
Для оценки степени достоверности результатов, создания итоговых карт районирования, оценки и прогноза применяются структурно-гидрогеологический и структурно-геохимический анализы. Это сложные виды анализов и в каждом конкретном случае подходы к выбору параметров оценочных показателей должны быть индивидуальны по своей программе.
Структурно-гидрогеологический анализ основан на следующей закономерности: в формировании гидрогеологической обстановки в зоне активного водообмена ведущими являются состояния структурно-геологических условий и неотектонических движений. Теоретической предпосылкой структурно- гидрогеологического метода служит известное положение (Н.М. Страхов [372]) о повышенной тектонической трещиноватости в сводовых частях активно поднимающихся положительных структур, способствующей интенсивному водообмену и миграции химических элементов подземных вод. Важнейшей его задачей является количественная оценка и картирование подземного химического стока, который представляет собой процесс совместной миграции растворенных веществ с гравитационными подземными водами в верхних частях земной коры (В.П.Зверев [91]) и измеряется массой растворенного вещества, выносимого подземными водами из толщи земной коры в единицу времени. Практически, метод осуществляется пугем полевых измерений расходов водотоков и их солевого состава в межень, когда он соответствует в среднем составу подземного стока речных бассейнов. Действие описанной закономерности установлено для различных регионов мира (К.И. Маков