Геоэкологическая обстановка и оценка геоэкологической опасности Богородицкого района Тульской области

Магматические горные породы слагают  большую часть океанической и  континентальной коры, играют главную  роль в эволюционном развитии и приращении континентальной коры на океанических окраинах, являются исходным материалом для образования осадочных и метаморфических пород. С магматическими породами связаны месторождения никеля, кобальта, меди, железа, хрома, платиноидов, редкоземельных элементов, строительных и облицовочных материалов.

В Тульской области интрузивный  магматизм и метаформизм не наблюдается.

 

 

1.4.3. Тектоника.

В связи со значительной глубиной залегания рельеф кристаллического фундамента изучен преимущественно геофизическими (сейсмическими и электроразведочными) методами и редкой сетью буровых скважин. Тем не менее достоверно установлено, что породы кристаллического фундамента разбиты мощными, уходящими вглубь земной коры разломами двух основных направлений простирания: северо-восточного — до субширотного и северо-западного — до субмеридионального. Разломами первого направления контролируется зона сочленения Московской синеклизы и Воронежской антеклизы, а также Рязано-Саратовский прогиб, соответствующий Пачелскому авлакогену в кристаллическом фундаменте, западное окончание которого располагается вблизи северо-восточной административной границы Тульской области. Предполагается, что тектонический шов между Московской синеклизой и Воронежской антеклизои в породах осадочного чехла проявляется Торопец — Тульской структурной зоной. Основными элементами этой зоны являются северная Труфано-Павелецкая полоса поднятий, центральная — Щекино-Горловская полоса прогибов и южная — Дубна-Казановская полоса поднятий, которые, в свою очередь, состоят из более мелких структурно-тектонических элементов. Ширина зоны в целом достигает 30 км, полоса прогибов имеет ширину до 10 км; отдельные прогибы имеют протяженность от 5 до 20 км при ширине 2—10 км. Амплитуда изменения гипсометрии геологических слоев в пределах прогибов не превышает 20—25 м, причем наклон слоев по бортам прогибов увеличивается до 30 м/км. Положительные структуры (поднятия) имеют в поперечнике от 4 до 40 км и амплитуду от 10 до 35 м.

Близ восточной границы  Тульской области, на западе Рязанской  области выделяется полоса меридионально ориентированных структурно-тектонических элементов, объединенных в Скопин-Липецкую структурную зону, унаследовавшую Двуреченско-Липецкий разлом в кристаллическом фундаменте. Этим разломом ограничиваются структуры Торопец-Тульской зоны с востока.

Севернее г. Белева в  кристаллическом фундаменте выделяется кольцевая структура, названная Нагойской депрессией. В восточной части Калужской области выделяется так называемая Калужская кольцевая структура, с которой связаны проявления вулканизма в среднем девоне.

Достаточно сложное  в тектоническом отношении строение кристаллический фундамент имеет в северо-восточной части области, где выделяется ряд положительных и отрицательных структур северо-восточного простирания.

Тектонические структуры  кристаллического фундамента определяют его  блочное  строение и в различные периоды  геологического  времени оказывали существенное влияние на условия осадконакопления, формирование осадочного чехла и связанных с ним полезных ископаемых.

Практически до конца 80-х годов  текущего столетия считалось, что разрывная  тектоника на территории Тульской и  смежных с ней областей в породах осадочного чехла не проявлялась, а фиксируемые смещения горных пород, в том числе угольных пластов в шахтных выработках, относились на счет проявлений глубинного карста. Подобное трактование протекающих в недрах геологических процессов долгие годы не позволяло геологам Подмосковья объяснить природу многих структурных и минеральных геологических образований, в том числе и рудных полезных ископаемых. В частности, до настоящего времени нет единого мнения о природе образования залежей бурых железняков, стронциевых руд, рудопроявлений ряда цветных и редких металлов.

Изменению взглядов на протекавшие  и протекающие в недрах Тульской области тектонические процессы во многом способствовало развитие дистанционных методов геологических исследований — аэро- и космической съемки территорий. Сейчас ни у кого не вызывает сомнений, что долины рек и крупных балок унаследуют тектонически ослабленные зоны в осадочном чехле, сопровождающиеся повышенной трещиноватостью слагающих геологический разрез скальных пород. И, возможно, многие минеральные образования и полезные ископаемые в недрах связаны с такими зонами. С протекающими в недрах современными тектоническими процессами связаны карст, оползнеобразование, рост оврагов и эрозия почв.

Аэро- и космические  съемки территорий показали, что долины рек и крупных балок унаследуют тектонически ослабленные зоны в осадочном чехле, сопровождающиеся повышенной трещиноватостью слагающих геологический разрез скальных пород. И, возможно, многие минеральные образования и полезные ископаемые в недрах связаны с такими зонами. С протекающими в недрах современными тектоническими процессами связаны карст, оползнеобразование, рост оврагов и эрозия почв.

 

Глава 2. ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОБСТАНОВКА.

2.1.  Природные неблагоприятные  геологические объекты и процессы.

Экзогенные геологические процессы на территории Тульской области проявляются  достаточно широко, зачастую наносят  значительный материальный ущерб народному  хозяйству, а иногда и создают реальную угрозу безопасности жизнедеятельности человека. Наибольшую опасность представляют карст, оползнеобразование и эрозия - процессы, в основе связанные с тектонической активностью земной коры.

На состояние геологической  среды и верхней части геологического разреза в первую очередь оказывают  влияние природные экологически неблагоприятные экзогенные и эндогенные процессы. К первым относятся склоновые  гравитационные процессы, формирующие подвижные и закрепленные осыпи, оползни, крип, разнообразные процессы, происходящие в областях развития многолетнемерзлых пород - в криолитозоне. Эти процессы экзогенной геодинамики создают поля развития неблагоприятных в экологическом отношении образований: крупнообломочных и щебенчатых отложений, скальных выходов и уступов и др.

Проявлениями экологически неблагоприятных  эндогенных процессов являются зоны сейсмичности и сейсмоактивные разрывные нарушения, современный вулканизм и сопутствующая ему сольфатарно-фумарольная деятельность.

 

Карст.

Карст, как процесс химического выщелачивания легкорастворимых пород (гипса, известняка, доломита), проявляется в образовании в их толщах полостей различной форм и размеров. При достижении критических размеров полостей происходит обрушении сводов и залегающих выше пород. В рельефе карст проявляется в виде карстовых воронок округлой формы различного диаметра и глубины, достигающих в ряде случаев десятков метров. Со временем карстовые воронки заполняются водой и на их месте образуются озёра. Наибольшую опасность представляют карстовые провалы, в днищах которых имеются открытые каналы, так называемые поноры, уходящие вглубь. Через них поверхностные воды, атмосферные осадки свободно проникают в недра, провоцируя и активизируя таким образом дальнейшее развитие карста.

Наиболее активно карст развивается  в днищах овражно-балочной сети и  ее прибортовых частях, где карстующиеся породы залегают в непосредственной близости от дневной поверхности  и легко  доступны   нейтральным   и  кислым   по  химическому  составу атмосферным осадкам. Однако довольно часто карстовые провалы  образуются и на водораздельных пространствах, создавая большую угрозу целостности  и устойчивости инженерных сооружений. Наиболее активно карст проявляется в южной половине области.

Поверхностные карстовые формы  превращают территории в труднопроходимые местности, непригодные для приведения механизированных сельскохозяйственных работ и дорожного строительства.

Подземные карстовые формы создаются  подземными водами внутри растворимых  горных пород. Они представлены в  первую очередь карстовыми пещерами и каналами, широко развитыми в горах и равнинных областях. Пещеры состоят из системы горизонтальных, наклонных, вертикальных, часто ветвящихся каналов, переходящих в огромные залы и гроты. Причудливые очертания пещер и каналов обусловлены сочетаниями трещин и неоднородностью состава карстующихся пород.

Наличие подземных карстовых полостей вызывает на поверхности образование правильных воронок и пропастей.

Образование подземных карстовых  пустот часто приводит к катастрофическим последствиям и явлениям.

Основными из них являются:

1) просадки и провалы жилых зданий и хозяйственных 
сооружений, расположенных над подземными полостями;

2. деформации железнодорожного и автомобильного полотна, требующие переноса и восстановления значительных участков дороги;
3. утечки воды из искусственных водохранилищ;

4) обильные притоки карстовых подземных вод в горные 
выработки, используемые при разработке полезных ископаемых.

Изучение процессов  карстообразования началось ещё  в 19 веке, но наиболее активно проводилось в начале и середине двадцатого столетия в связи с развернувшейся индустриализацией области и развитием угледобычи. Вместе с тем, до настоящего времени не выработано критериев, позволяющих делать надёжные прогнозы развития процессов карстообразования.

 

Оползнеобразование.

Оползни развиваются по склонам  овражно-балочной и речной сети. Оползанию  подвержены, как правило, рыхлые породы - пески, суглинки, глины. Объёмы оползающих пород колеблються от нескольких десятков до тысяч кубических метров. Оползни широко распространены в  долинах рек Оки, Упы, Беспуты, овражно-балочной сети в Алексинском. Ясногорском. Ленинском  и Щёкинском районах; встречаются  также и на других территориях области, но в меньших масштабах.

 Подверженные или склонные на территории к оползнеобразованию участки практически выходят из хозяйственного использования. Процессы оползнеобразования в отличие от карста достаточно хорошо изучены и развитие их предсказуемо.

 

Овраги.

Худшая форма  проявления водной эрозии - образование  оврагов - сохраняется до сих пор  в различных районах области. Крупнейшие овраги достигают нескольких километров в длину, десятков метров в глубину и ширину. Их форма зависит от состава горных пород, в которые они врезаются. Наиболее крутые и глубокие овраги образуются на склонах крупных речных долин в известняках и рыхлых четвертичных отложениях. Стенки активно растущих оврагов часто бывают обвальными, осыпными или оползневыми. Вначале они лишены растительности. В дальнейшем склоны оврагов покрываются плащом делювия, выполаживаются и зарастают, превращаясь в балки. Если все овраги местности полностью переходят в стадию балок, то получается спокойный, полого-волнистый балочный рельеф.

Образование овражно-балочной сети в  равнинных областях ведет к расчленению  обширных водоразделов на увалы, приводит к заиливанию пойм и русел рек (в результате формирования в устьях овражных конусов выноса), способствует понижению уровня грунтовых вод. II условиях сухого климата возникает рельеф типа "дурных земель", когда из-за сближения смежных оврагов водоразделы приобретают гребневидный профиль и вся поверхность оказывается изрезанной бесчисленными оврагами.

Овраги уменьшают площади сельскохозяйственных земель. Нередко растущие верхушкой овраги врезаются в селения и вызывают разрушение построек. Еще чаще овраги пересекают и разрушают дороги. В местностях, сильно изрытых оврагами, сток талых снеговых и дождевых вод происходит значительно быстрее, чем с ровных мест. Воды в малом количестве впитываются в грунт и мало пополняют запасы грунтовых вод. Вместе с тем половодья рек в овражных местностях характеризуются большей высотой, протекают очень бурно, но непродолжительно, С узких водоразделов между оврагами снег зимой легко сдувается в овраги, которые заполняются им часто до самых краев. В силу этого снежный покров на водоразделах по соседству с оврагами бывает тонок, что при суровых зимах влечет вымерзание озимых посевов.

Формированию оврагов  способствует вырубка лесов на склонах, распашка склонов, выпас скота, проведение дорог по склонам речных долин и балок. Интенсивный рост оврагов ведет к уничтожению почвенного слоя и пахотных земель, затрудняет механизацию сельскохозяйственных работ, разрушает дороги и здания в населенных пунктах.

Мероприятия по борьбе с оврагообразованием направлены на предотвращение попятной эрозии и ослабление силы руслового потока, С этой целью проводят лесонасаждения в верховьях оврагов и на их склонах, создают инженерные сооружения на их дне в виде плетней, деревянных, каменных и бетонных запруд. Дно оврага под запрудами укрепляется водобойными сооружениями из камня, деревьев и прутьев, выстилается хворостом, что способствует заиливанию оврага.

Пренебрежение инженерными и биоинженерными способами защиты от оврагообразования приводит к негативным последствиям.

 

Эрозия.

 Одним из негативных процессов для почв области является эрозия. Проявление ее в значительной степени зависит от степени и характера хозяйственного освоения и использования земель. В результате деятельности человека и геологических процессов (в основном деятельности воды) в настоящее время в Тульской области около 43 % общей площади сельскохозяйственных угодий подвержены интенсивной эрозии. Эрозия земель на территории Тульской области наиболее широко проявляется в оврагообразовании и плоскостном смыве почв.