Введение к работе
,:
Vr'. ' '
Актуальность работы. Пространственно-временные вариации поля радона атмосферы подпочв и почв, а в конечном счетец атмосферы Земли,могут быть источником информации о структуре и состоянии подстилающей среды, характере протекающих в ней динамических процессов. Практическое значение изучения этого поля заключается в решении проблем, среди которых на первое место выдвигаются следующие: экологические проблемы, обусловленные нестабильностью поля радона вследствии резких изменений атмосферного давления и геодинамических процессов в недрах сейсмически активных областей; проблемы повышения эффективности поисков руд радиоактивных и нерадиоактивных элементов, нефтяных и газовых месторождений; выявление предвестников тектонических землетрясений на основе изучения особенностей пространственно-временных вариаций поля подпочвенного.радона и атмосферы Земли и т.д.
Вариации радонового поля атмосферы подпочв и его эко-халяций в приземной слой атмосферы связаны с динамическим состоянием газов подпочв и подчиняются общим законам газодинамики. Всякие резкие изменения метеорологических параметров (атмосферного давления, температуры воздуха, осадков и т.д.)-и сейсмотектонических условий, антропогенные воздействия на среду (например,-промышленные, химические :: ядерные взрывы) нарушают структуру потока радона, изменяя его баланс между источниками и стоками.
В тектонически я'сейсмически активных аридных областях, по-вццимому, на шнос радона в атмосферу подпочв и приземной слой тропосфери оказывают восходящие потоки при-
родных газов (СН4, С02, Н2 и др.), в среднем существенно более высокие по сравнению с восходящими потоками в асейсмических областях, особенно усиливающиеся в периоды подготовки очаговых зон землетрясений. Поскольку среднее объемное содержание всех указанных газов в литосфере на 14-16 порядков больше среднего объемного содержания радона, каждый из газов для последнего может быть носителем на пути движения в область, стока - атмосферу подпочв и приземной слой тропосферы. Последнее особенно рельефно шра-кено в распределении радона и его эксхаляций в подпочвенных отложениях над зонами крупных разуплотненных структур и нефтегазоносных областей с интенсивными тектоническими движениями, в пределах которых наблюдаются сильные аномалии концентрации природных.газов и, соответственно - радона, образую-щиеся в процессе их восходящего движения по механизму конвективного массопереноса.
Все сказанное определяет актуальность изучения простран-отвенно-временных вариаций концентраций подпочвенного радона, особенно в геодинамически (сейсмически) активных и нефтегазоносных регионах.
Цель работы заключалась в исследовании особенностей пространственно-временных вариаций концентраций подпочвенного радона в Ашхабадском и Небит-Датском сейсмоактивных регионах Іуркменокой ССР. Были изучены реакции радона в отложениях подпочв на метеорологические параметры и сейсмотектонические условия и оценены масштабы его сброса в при-зешую атмосферу под влиянием указанных факторов.
В соответствии о этим решались следующие задачи: - изучалось пространственно-временное ртпределение
концентраций радона в зависимости от геодинамических и геолого-тектонических условий регионов, особенностей их изменения в атмосфере подпочв под влиянием изменяющихся метеорологических параметров;
изучались нестабильности хода концентраций радона в атмосфере подпочв в связи с сейсмической и тектонической активизацией недр регионов;
исследовались пространственные распределения концентраций подпочвенного радона в пределах скрытых под'толщей неоген-четвертичных отложений тектонически разуплотненных структур в нефтегазоносных регионах;
оценивались масштабы сброса радона в атмосферу Земли с площади отдельных геологических структур.
Научная новизна работы заключается в том, что впервые для условий Туркмении с резко аридным климатом изучены осо- ' бенности долговременных, изменений концентраций радона в атмосфере подпочв в зависимости, от хода' метеорологических параметров, связь эматапионного поля с сейсмотектонической , активностью регионов. Показано практическое применение трекового метода для выделения тектонически разуплотненных геологических структур и локальных (нефтегазоносных и пустых) структурных поднятий. Проведены оценки масштабов и неравномерностей стока радона в атмосферу под влиянием метеорологических параметров и. сейсмотектонических условий регионов. '
Защищаемые положения.
I. Усовершенствованная методика и техника наблюдений за ходом подпочвенного радона в аридных Областях, основой которой являются трековые-детекторы регистрации альфа-рас-
пада радона.
-
Выявленные характерные для резко аридных климатических условий Туркменской ССР связи хода радона в атмосфере подпочв о метеорологическими (атмосферное давление, температура почвенного олоя и т.д.) параметрами.
-
Установленная обусловленность хода радона в атмосфере подпочв геодинамическими процессами в недрах сейсмически активных регионов Копетдага, проявляющаяся в связях временного хода радона с геофизическими полями и деформационными процессами.
-
Прикладные возможности вманационно-трекового метода, заключающиеся в поисках зон тектонических нарушений, выявлении локальных нефтегазоносных и пустых структурных поднятий,'в поисках предвестников тектонических землетрясе-ний и оценках масштабов сброса радона о поверхности различных геолого-тектонических регионов.
Практическая ценность работы. Полученные результаты расширяют существующие представления о физической природе временных изменений концентраций радона в атмосфере подпочв и показывают его возможности для изучения состояния среды, исследования физических процессов, протекающих в недрах в Период тектонической активизации регионов. Они могут быть использованы при поисках рудных (радиоактивных и нерадисак-тивных),и нефтегазоносных месторождений, а также при организации контроля, оценки текущего состояния и прогноза уровня радиоактивного загрязнения приземной атмосферы. Результаты и основные положения диссертациошой работы исполь-аованы пря планировании Институтом сейсмологии АН ТССР на- блвдений в сейсмически активных регионах Туркменской CJP и
при выполнении задания Госкомитета по наука и технике СССР, сформулированного в темах: "Изучить структуру гидрогеохимических, гидродинамических и геотерлических пространственно-временных аномалий и разработаїь признаки выделения сильных землетрясений в Копетдагском сейсмоактивном регионе", "Разработать методику средне- и краткосрочного прогноза по комплексу сейсмологических, геофизических, гидрогеодинами-ческих и гидрогеохимических предвестников в Копетдагском регионе" и "Создать мобильный оптимальный аппаратурно-мето-дический комплекс для оперативных наблюдений в эпицентраль-ных зонах сильных землетрясений в пределах Туркменистана".
Фактический материал. Основой работы является эмпирический материал, полученный автором в течение 6-летних (на одном пункте наблюдений - ежедневная, а на двух других -3-4 - дневная экспозиций детекторов) наблвдений за изменениями концентраций подпочвенного радона в Ашхабадской сейсмоактивной зоне, а также Западно-Туркменском нефтегазоносном регионе. Получены эмпирические данные в зоне промытлен-' ного взрыва. Всего выполнено более 3000 трековых замеров содержания радона.
Апробация работы. Основные материалы работы доложены на Республиканских научно-практических конференциях молодых ученых и специалистов Турішениотана (.г.Ашхабад, 1984, 1987, ID88); на Всесоюзном совещании "Флгоидодйнамический фактор в тектонике и нефтегазоносности осадочных бассейнов" (г.Ашхабад, 1987); на Всесоюзном совещании Тазогеохимяческие методы поисков полезных -ископаемых в Южно-Каспийской впадине и обрамляющих горных системах" (г.Баку, 1989); на Маздуна-
родном совещании "Твердотрековыв детекторы ядер и их применение" (г.Дубна, 1990); на Международном совещании "15 th International Conference on Particle Тгаскв in Solid3" (Marburg, 1990) ',' на научных семинарах Института физики Земли АН СССР (г.Москва, 1990) и в Институте сейсмологии АН Туркм.ССР (г.Ашхабад, 1990).
Публикации. Результаты диссертации опубликованы в II научных работах и изложены в одном научном отчете.
Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы. Она содержит 180 страниц машинописного текста, 35 рисунков, 8 таблиц и список литературы из 153 наименований. Работа выполнена в Институте сейсмологии АН ТССР. Автор выражает благодарность научным руководителям: доктору физико-математических наук, члену-корреспонденту ' АН ТССР Аширову Т,А.; доктору физико-математических наук Третьяковой' СП. за руководство работой; академику АН СССР влерову Г.Н. и доктору геолого-минералогических наук Вой-. тову Г.Н. за постановку задач и постоянное внимание к работе.