ГЕОЭКОЛОГИЯ. ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОЛОГИЯ. ГИДРОГЕОЛОГИЯ. ГЕОКРИОЛОГИЯ, 2015, № 2, с. 147-157
- ПРИРОДНЫЕ
И ТЕХНОПРИРОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ
УДК 551.248.2
ГЕОДИНАМИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ ЗОНЫ И ЛИНЕАМЕНТЫ МОСКВЫ И ИХ ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ
© 2015 г. А. Л. Дорожко, В. М. Макеев, Г. И. Батрак, И. А. Позднякова
Институт геоэкологии им. Е.М. Сергеева РАН, Уланский пер., д. 13, стр. 2, Москва, 101000 Россия. E-mail: a_dorozhko@mail.ru
Поступила в редакцию 07.07.2014 г.
На территории Москвы (в пределах МКАД) выполнены крупномасштабные структурно-геодинамические исследования с целью выявления платформенных зон концентраций неотектонических напряжений и деформаций (геодинамически активных) и определения их геоэкологической значимости. По современному рельефу и погребенным дочетвертичной и домезозойской поверхностям, построенным на основании данных бурения более чем 85 тыс. скважин, выделены разновозрастные линеаменты, и дан их сравнительный анализ. На этом основании и с учетом фактического материала, собранного в прежние годы, обосновано выделение двух геодинамически активных зон -Москворецкой и Лихоборской. Установлено, что с ними закономерным образом связаны опасные геологические процессы - карстовые, карстово-суффозионные, оползневые, а также загрязнение подземных вод.
Ключевые слова: геодинамически активные зоны, линеаменты, неотектонические структуры, карст и карстово-суффозионные процессы, подземные воды, гидродинамические условия, загрязнение, гидрогеологические окна.
ВВЕДЕНИЕ
В целях обеспечения рационального и безопасного недропользования и размещения инженерных сооружений разной категории, а также для решения различных геоэкологических задач все чаще привлекаются структурно-геодинамические исследования. Наиболее актуальны такие исследования при планировании развития урбанизированных территорий и при размещении потенциально экологически опасных объектов нефтегазовой, атомной и других отраслей промышленности. Развитие техносферы приводит, во-первых, к увеличению техногенной нагрузки на природную среду и, во-вторых, к увеличению требований к крупномасштабным инженерно-геологическим исследованиям, включая структурно-геодинамические. В связи с этим возникает необходимость получения информации о направленности и интенсивности движений земной коры, источникам деформаций в конкретной, часто малой, территории размещения этих объектов. На основании этой информации оцениваются сейсмический потенциал территории и прогнозируются амплитуды деформаций относительно сроков жизни экологически опасных сооружений [12].
В публикациях В.И. Макарова и других исследователей фактически обосновывается, что на платформенной территории и, особенно в ее центральной части, максимально удаленной от активных областей, отсутствуют условия для активизации древних разломов и образования новых [8, 9]. Подобная территория характеризуется очень пологими изгибными деформациями, у которых уклоны не превышают первые метры на километр расстояния, малой скоростью движений и незначительностью амплитуд суммарных деформаций. В таких условиях невозможна концентрация высоких локальных напряжений в осадочном чехле, приводящая к образованию разломов.
Многолетний опыт исследований платформ показывает, что низкая активность и в то же время разноранговость, разнородность и разновозраст-ность изгибных деформаций приводит к формированию широких зон концентраций напряжений неразломного типа - геодинамически активных зон [8, 13, 14]. Это - линейные и/или изомет-ричные объемы (участки) земной коры разного масштаба, в которых в силу различных причин могут возникать условия для концентрации и разрядки тектонических напряжений и повышенных градиентов движений и деформированности
горных пород [11]. Установлено, что аномальная концентрация повышенных напряжений и деформаций, часто выраженная повышенной трещи-новатостью горных пород, приводит к развитию вторичных экзогенных процессов, увеличению водно-газовой проницаемости и локальной изменчивости физико-механических свойств пород, часто имеющих геоэкологическую значимость.
Выявление этих зон связано с трудностями методического характера. Для их преодоления применяется специальный структурно-геоморфологический и структурно-геодинамический анализ, основанный на изучении разновозрастных маркирующих (опорных) горизонтов, вещественно-структурных особенностей и геодинамических условий. Он предусматривает привлечение результатов, полученных в ходе геофизических, гидрогеологических, космогеологических и др. исследований. На основании комплексных исследований в ИГЭ РАН в 1997 г. В.И. Макаровым, В.И. Бабаком и И.Н. Федонкиной была создана первая структурно-геоморфологическая карта территории Москвы масштаба 1:50 000 под редакцией академика В.И. Осипова [9]. Кроме того, были составлены детальные структурно-геоморфологические карты масштаба 1:10 000 отдельных районов Москвы - Центрального, Кунцевского и Лефортовского [1].
В 2007-2009 гг. в рамках крупномасштабного геологического картирования под руководством В.И. Макарова была создана "Структурно-геодинамическая карта г. Москвы" масштаба 1:25 000 [15, 21] для целей инженерно-геологического районирования. Главные неотектонические поднятия и прогибы Москвы отнесены к инженерно-геологическим массивам первого ранга. Для выделения инженерно-геологических массивов второго ранга использован принцип связи новейших отложений с формами рельефа: 1) аллювий пойм, первых и вторых террас отнесен к долинному комплексу; 2) водно-ледниковые отложения, включая Ходынскую террасу, причислены к склоновому комплексу; 3) моренные отложения возвышенностей отнесены к водораздельному комплексу. Долинный, склоновый и водораздельные комплексы классифицируются как массивы второго ранга. Массивы более высокого ранга выделяются с учетом типологических особенностей строения разреза.
Продолжение ранее начатых исследований по выделению геодинамически активных зон и оценки их геоэкологической роли на основе новых данных - современная актуальная задача.
СТРУКТУРНО-ГЕОДИНАМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Геодинамически активные зоны (ГдАЗ) - это структуры, которые образуются в области сочленения неотектонических областей (структур), различных по геодинамическим условиям образования. Последние могут различаться по структурному рисунку, скоростям, амплитудам и градиентам деформаций. Основные геодинамические вопросы - где, почему и каким образом создаются условия для образования геодинами-чески активных зон. К настоящему времени для решения этих задач сделано многое. В.И. Макаровым и другими исследователями разработана концепция глубинных геодинамических систем, которая предполагает постановку таких задач и их решение [8].
Исследуемая территория расположена в зоне сочленения трех новейших структур. Северо-западная часть территории относится к Клинско-Дмитровскому поднятию, южная и юго-западная части принадлежат к Наро-Фоминскому поднятию, центральная и восточная - к Мещерскому прогибу. Эти структуры отражены на структурно-геоморфологическом плане Московско-Нижегородского района Русской плиты (рис. 1) [8, 14, 20].
Клинско-Дмитровское поднятие (КД) входит в состав протяженного Смоленско-Дмитровско-Ветлужского мегавала восток-северо-восточного простирания, Клязьминская относительно опущенная зона (К) - южная граница этого мегавала. На территории Москвы она выражена Рублевско-Верхнеяузской граничной зоной [14]. Согласно исследованиям, проведенным В.И. Макаровым и др., Смоленско-Дмитровско-Ветлужский мегавал формируется в условиях встречного косого сжатия, наведенного со стороны Скандинавской и Альпийской геодинамических систем.
Наро-Фоминское поднятие (НФ) в южном направлении сопряжено с Южно-Серпуховским прогибом (ЮС) субширотного простирания, формирующимся в пределах склона Воронежской антеклизы (ВА). Южная направленность развития этой зональности указывает на ее связь с ростом Воронежского сводового поднятия. По данным А.И. Трегуба, для большей части новейшей структуры территории Воронежской ан-теклизы характерно субмеридиональное сжатие и субширотное растяжение, наведенные со стороны Карпато-Кавказского орогена [19]. Таким образом, предполагается, что неотектонические структуры южной и юго-западной части Москвы,
Рис. 1. Структурно-геоморфологический план Московско-Нижегородского района Русской плиты (с сокращениями) по В.И. Макарову [8, 9]: 1 - контуры крупных тектонических структур: ВА - Воронежской антеклизы, ОД - Окско-Донского прогиба; 2 - обобщенные контуры зон эрозионно-тектонических поднятий (а) и понижений (б); 3 - характерные контуры эрозионного рельефа - структурные линии развивающихся валообразных поднятий (а), в том числе антецедентные участки речных долин (б); 4 - линеаменты, 5 - Москворецкая (Москворецко-Рязанская) линеаментная зона, 6 - территория Москвы в пределах МКДД, 7 - гидросеть. Поднятия: УД - Угличско-Даниловское, Г - Галичское, КД - Клинско-Дмитровское, НФ - Наро-Фоминское, ОЦ - Окско-Цнинский вал. Относительно опущенные зоны: ВВ - Верхневолжская, К - Клязьминская, ЮС -Южно-Серпуховская, МЩ - Мещерская, М - Муромская. Стрелками обозначены направления основных напряжений.
принадлежащие к Наро-Фоминскому поднятию, образовались в условиях субмеридионального латерального сжатия, наведенного со стороны Воронежской антеклизы (сводового поднятия).
Мещерский прогиб (МЩ) принадлежит более обширному Окско-Донскому устойчивому прогибу (ОД). В последнее время все большую поддержку находит точка зрения о связи его образования с внутриплатформенным глубинным источником деформаций. Восходящие потоки ас-теносферного вещества, направленные вверх и в стороны, приводят к растяжению земной коры и образованию прогиба в приповерхностной зоне. Наро-Фоминское поднятие (НФ) и Мещерский прогиб (МЩ) разделены Москворецкой линеа-ментной зоной северо-западного простирания.
Таким образом, на площади исследования выделены три типа структур, условия формирования которых принципиально различны. Границы разнородных структур рассматриваются как потенциальные зоны концентрации напряжений и деформаций, или как геодинамически активные зоны
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.