Закономерности пространственной изменчивости инженерно-геологических условий западной части Прикаспийской синеклизы в связи с развитием солянокупольной тектоники тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.08, кандидат геолого-минералогических наук Одолеев, Владимир Олегович

• Одолеев, Владимир Олегович
• кандидат геолого-минералогических наук
• 2004

Оглавление диссертации кандидат геолого-минералогических наук Одолеев, Владимир Олегович

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. История и современное состояние вопроса об инженерно-геологическом районировании западной части Прикаспийской впадины

ГЛАВА 2. Инженерно-геологическая и геофизическая характеристика западной части Прикаспийской синеклизы.

2.1. Геолого-геофизическая изученность.

2.2. Геологическое строение, тектоника и стратиграфия.

2.3. Краткий очерк истории геологического развития. ф 2.4. Гидрогеологические условия.

2.5. Геоморфологические условия.

2.6. Состав и физико-механические свойства пород.

2.7. Современные геологические процессы.

ГЛАВА 3. Особенности геологического строения западной части Прикаспийской синеклизы, связанные с галокинезом.

3.1. К вопросу о формировании и развитии соляных структур.

3.2. Классификация соляных структур.

3.3. Краткий обзор вопроса о картировании соляных структур в пределах западной части Прикаспийской впадины.

3.4. Методика исследований.

3.5. Строение надсолевого комплекса (описание карт).

ГЛАВА 4. Новая схема инженерно-геологического районирования территории западной части Прикаспийской впадины.

4.1. Влияние соляного тектогенеза на формирование инженерно-геологических условий территории исследований.

4.2. Новая схема инженерно-геологического районирования с учетом солянокупольной тектоники.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Закономерности пространственной изменчивости инженерно-геологических условий западной части Прикаспийской синеклизы в связи с развитием солянокупольной тектоники»

Прикаспийская впадина — одна из крупнейших тектонических депрессий мира. Отличительная особенность этой геоструктуры — широкое развитие соляных куполов, общее число которых составляет около 2000. Практически по всей периферии синеклизы открыты гигантские месторождения углеводородного сырья. Лишь в западной ее части таких открытий пока не сделано, но для этого имеются предпосылки. В последние годы интересы государства и нефтяных компаний направлены на освоение этой перспективной части Прикаспийской впадины.

Разведка и эксплуатация крупнейших месторождений Прикаспия (Тен-гизского, Карачаганакского, Астраханского) привели к серьезным последствиям: деформациям различных сооружений, подтоплению территорий и авариям. Одной из основных причин подобных процессов является недостаточность опережающего изучения инженерно-геологических условий региона, их особенностей, в том числе влияния солянокупольных структур и связанных с ними разломов в надсолевой толще на природно-технические системы.

Для разработки научных подходов к выбору участков строительства различных сооружений и обеспечения их надежности и долговечности в областях галокинеза необходимо иметь расширенное представление о влиянии соляной тектоники на природные и техногенные объекты. На урбанизированных территориях участки куполов характеризуются повышенной набу-хаемостью и просадочностью, развитием подтопления. Соляные структуры являются источниками аномалий геофизических и геохимических полей, которые, в свою очередь, формируют геопатогенные зоны, влияющие на здоровье человека и животных. Соляной карст, связанный с соляными массивами, представляет серьезную проблему в густонаселенных областях галокинеза. Растущим куполам в Прикаспии сопутствуют денудационные процессы, а отрицательные структуры являются участками аккумуляции различного генезиса. Большое значение имеют современные движения куполов со скоростью до 12,5 мм/год, характерные сменой знака движений. С куполами связаны разрывные дислокации, обладающие современной активностью. Этот фактор очень коварен - медленно земная поверхность деформируется в горизонтальном и вертикальном направлениях, оказывая, возможно, катастрофическое влияние на технические сооружения. Кроме того, разломы являются каналами распределения эндогенной энергии, и в случае техногенного воздействия на среду, могут стать источниками деформационных процессов повышенной амплитуды. Тектонические нарушения, достигающие дневной поверхности, могут являться зонами, по которым осуществляется миграция глубинных флюидов, что непременно сказывается на эколого-геохимических условиях территории.

Таким образом, зоны развития соляных куполов и связанных с ними разломов в надсолевой толще должны быть поставлены в ряд особо важных объектов, требующих к себе научного и практического внимания, которые необходимо учитывать при инженерно-геологическом районировании территории. Для изучения движения соляных структур необходимо иметь достаточно точные данные об их местоположении, форме, размерах, глубине залегания и других свойствах.

Цель работы: составление новой схемы инженерно-геологического районирования территории западной части Прикаспийской впадины в пределах Левобережья Волгоградской области (рис.1) масштаба 1:500000, учитывающей особенности строения солянокупольных структур.

Основные задачи исследований:

- сбор, анализ и обобщение информации об изученности, геологическом строении и тектонике, гидрогеологических, геоморфологических и инженерно-геологических условиях западной части Прикаспийской синеклизы;

- анализ современного состояния вопроса инженерно-геологического районирования территории исследований;

- установление зависимости между галокинезом и формированием инженерно-геологических условий;

Рис.1. Обзорная карта района исследований V zz^

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ:

Территория исследований (западная часть Прикаспийской впадины в пределах Волгоградского Левобережья) О

- сбор геофизических данных и данных бурения, их увязка и интерпретация, построение на их основе структурной карты кровли соленосной толщи;

- выявление на сейсмических разрезах дизъюнктивных нарушений в над-солевой толще, их увязка в плане, построение карты тектонических разломов надсолевого комплекса;

- изучение пространственной изменчивости инженерно-геологических условий региона, связанных с развитием соляной тектоники, на основе составленных карт;

- разработка новой схемы инженерно-геологического районирования территории исследований, учитывающей солянокупольные структуры и дизъюнктивные нарушения в надсолевой толще.

Объект исследования: соленосный и надсолевой, в том числе покровный, комплексы западной части Прикаспийской синеклизы в пределах Волгоградского Левобережья на территории общей площадью 30 ООО км .

Научная новизна:

- составлена новая карта распространения соляных структур региона;

- составлена карта разрывных нарушений в надсолевой толще;

- установлено проявление современных движений соляных структур и тектонических разломов надсолевой толщи в покровных отложениях;

- разработана новая схема инженерно-геологического районирования территории, учитывающая тип соляных структур и нарушения в надсолевой толще.

Практическая ценность работы:

- составленные структурная карта поверхности соленосной толщи и карта разломов в надсолевых отложениях являются новыми данными по геологическому строению территории и были использованы при планировании геологоразведочных изысканий;

- результаты работ могут быть использованы при прогнозировании инженерно-геологических процессов на территории исследований;

- предложенная новая схема инженерно-геологического районирования, учитывающая соляные структуры, может быть использована при принятии управленческих решений по строительству различных сооружений на территории исследований.

Защищаемые положения:

- соляные структуры и разломы в надсолевой толще проявляются также и в покровных плиоцен-четвертичных отложениях, что свидетельствует о продолжающемся развитии структур;

- зоны апикальных частей соляных поднятий, тектонических нарушений в надсолевой толще и круто падающих крыльев соляных структур являются особыми зонами при формировании инженерно-геологических условий;

- при инженерно-геологическом районировании обязательно отражение свойств соляных структур;

- составленная обновленная схема инженерно-геологического районирования позволит более точно учитывать особенности строения территории западной части Прикаспийской впадины при ее освоении;

Методы исследования и используемые материалы. Проведен анализ опубликованной и фондовой литературы по вопросам геологического строения, изученности и инженерно-геологического районирования территории. Обработаны и проинтерпретированы материалы сейсморазведочных работ, проведенных на территории с 1974 по 2003 год, данные бурения более 200 глубоких скважин и 2000 скважин по изучению верхней части разреза. Для структурных построений использовались, в основном, сейсмические данные. При выделении тектонических нарушений в надсолевом комплексе использовались методы, широко применяемые в практике интерпретации сейсмической информации. Для установления закономерностей пространственной изменчивости инженерно-геологических условий региона в зависимости от типа соляных структур были использованы материалы по инженерно-геологическому районированию территории, составленные в ВолгГАСУ.

Апробация работы. Основные результаты докладывались и были представлены на отечественных и международных конференциях: «Оценка и управление природными рисками» (Москва, 2003), «3-й Яншинские чтения: современные вопросы геологии» (Москва, 2003), «Севергеоэкотех-2003» (Ухта, 2003), «Научно-технические проблемы в строительстве» (Новосибирск, 2003), «Надежность и долговечность строительных материалов и конструкций» (Волгоград, 2003); ежегодных экологических чтениях ВоРЭА (Волгоград, 2003).

Публикации. По теме исследований опубликовано 11 работ.

Структура и объем работы. Диссертация объемом 165 страниц состоит из введения, 4 глав и заключения. Работа содержит 7 таблиц, 22 рисунка, список из 222 библиографических источников.

Заключение диссертации по теме «Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение», Одолеев, Владимир Олегович

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основными результатами выполненной работы являются следующие:

1. Обобщены материалы по геологическому строению, инженерно-геологическим условиям и районированию западной части Прикаспийской синеклизы. Для обобщения привлечены как материалы прошлых лет, так и новейшие геофизические (в основном, сейсмические) данные.

2. Установленное ранее в отдельных случаях проявление соляных структур и разломов в надсолевой толще в покровных плиоцен-четвертичных отложениях и их влияние на формирование инженерно-геологических условий подтверждено рядом примеров на территории западной части Прикаспийской впадины. Установлено, что разломы в надсолевой толще могут иметь различную природу: образоваться за счет глубинных тектонических процессов (приурочены, в основном, к бортовому прогибу Прикаспийской впадины), при росте соляных поднятий значительной амплитуды, а также за счет прогибания мульд оседания и компенсационных мульд на соляных поднятиях, имеющих таковые.

3. Составлена новая структурная карта кровли пермских соленосных отложений и карта распространения дизъюнктивных нарушений в надсолевой толще. При этом использованы новейшие геофизические данные по площади исследований, интерпретация которых выполнена автором комплексно, по всей территории, в связи с чем карта имеет существенные различия с ранее созданными подобными картами и большую достоверность. Автору представляется, что определение более значительной, нежели представленной в диссертации, закономерности распространения тектонических нарушений в надсолевой толще является задачей дальнейших исследований. Кроме того, большое значение для прогноза геодинамической опасности, а значит и инженерно-геологических условий, имеет определение характера примыкания соленосной толщи к более молодым отложениям, что также, возможно, станет предметом последующей работы. Отметим, что восточная часть площади исследований в плане наличия и свойств соляных структур изучена современными геофизическими методами

165 крайне слабо, что не дало возможности сделать более детальные исследования на территории, прилегающей к таким крупным соляным озерам, как Булухта (Горько-Соленое), Эльтон, Боткуль, где проявление соляной тектоники наиболее наглядно.

4. Составлена обновленная схема инженерно-геологического районирования, учитывающая свойства солянокупольных структур и разрывные нарушения в надсолевой толще, которая может быть использована для более полного прогнозирования инженерно-геологических процессов на территории исследований. Отличие этой схемы от созданных ранее (в частности, В.Н. Синяко-( вым) заключается в нанесении контуров соляных структур различного знака, проекций разрывных нарушений в надсолевой толще, а также выделении соляных поднятий, осложненных мульдами оседания. Все эти элементы, как показано, играют существенную роль при формировании инженерно-геологических условий.

Кроме процессов, обусловленных геологическим строением приповерхностной толщи отложений и природными явлениями, на территории западной части Прикаспийской впадины следует ожидать сравнительно новых для данного региона процессов. Разработка месторождений углеводородного сырья и бишофита может вызвать оседание поверхности земли, что, в свою очередь, может повлечь деформации различных сооружений, подъем уровня грунтовых вод, подтопление, коррозию агрессивными водами и т.д. Аналогичные процессы могут возникнуть в связи с устройством крупных подземных резервуаров для хранения горючих ископаемых и захоронения отходов. Особенно негативное влияние при этом могут оказать современные тектонические движения, связанные, как правило, с соляными структурами, и соляной карст. Эти процессы следует учитывать при любых видах инженерно-хозяйственного освоения территорий с неглубоко залегающими соляными структурами. При прочих равных условиях, благоприятными в инженерно-геологическом аспекте являются территории, расположенные в области распространения отрицательных соляных структур, особенно значительной протяженности. к

166

Список литературы диссертационного исследования кандидат геолого-минералогических наук Одолеев, Владимир Олегович, 2004 год

1. Опубликованные:

2. Авров П.Я., Бровар И.М., Шмайс И.И. Особенности соляной тектоники центральной части Прикаспийской впадины. В сб. «Условия образования и особенности нефтегазоносности солянокупольных структур», ч.1, изд. «Наукова думка», Киев, 1966.

3. Авров П.Я., Космачева Л.Г. Геологическое строение и перспективы нефтегазоносности Актюбинского Приуралья и Западного Примугоджарья. Алма-Ата. Изд. АНКазССР, 1963.

4. Айзенштадт Г.Е.-А. и др. Нефтегазоносные толщи Прикаспийской впадины. Тр. ВНИГРИ, вып. 253. М., изд-во «Недра», 1967.

5. Айзенштадт Г.Е.-А. О структурной зональности солянокупольной области Северного Прикаспия. Геол. нефти и газа, 1959, № 8.

6. Аксенов А.А., Бражников Г.А., Одолеев О.Г. и др. Задачи структурного бурения в Волгоградском Заволжье. ВНИПИнефть, Волгоград, 1970, с.18-38

7. Аксенов А.А., Новиков А.А. Прогноз, поиски и разведка погребенных нефтегазоносных структур. М.,: Недра, 1983, 160 с.

8. Али-Заде К.А. Акчагыльский ярус Азербайджана. Изд. АН АзСССР. Баку, 1954 г.

9. Аристархова Л.Б. и др. Геоморфологическая карта Прикаспийской впадины и прилегающих районов масштаба 1:500000. Объяснительная записка.М.: Недра, 1967, 68 с.

10. Аристархова Л.Б. Новейшая тектоника Прикаспийской впадины // Геология СССР, Недра, 1970, т. XXI Кн. 2, с. 245-256.

11. Аристархова Л.Б. Роль геоморфологических критериев при выявлении разломов глубокого заложения в «закрытых» платформенных регионах (на примере Прикаспийской впадины) // Геоморфология, 1981, № 1, с. 41-50.

12. Архангельский А.Д. Общая геологическая карта Европейской части СССР, лист 34, труды геологического комитета, нов. сер., вып. 155, 1928.

13. Балуховский Н.Ф. Принципы генетической классификации соляных диапиров в связи с прогнозированием глубинной нефтегазоносности. В кн. «Тектоника и нефтегазоносность солянокупольных областей СССР». Изд. «Наука», Алма-Ата, 1973.

14. Баранов И.Г. Проблемные вопросы галогенеза и соляной тектоники. В сб. «Солянокупольные регионы СССР и их нефтегазоносность», ч.П, Изд. «Наукова думка», Киев, 1969.

15. Баранова А.Н. Геолого-геоморфологическая характеристика побережий Волгоградского водохранилища. Изд. «Наука», 1964 г.

16. Бертельс-Успенская И.А. и др. Геологическая карта Прикаспийской16.