Взаимосвязь уровня радоновой эмиссии с современной геодинамикой и тектоническими зонами

УДК 502/504 Т.Ш. Далатказин

ВЗАИМОСВЯЗЬ УРОВНЯ РАДОНОВОЙ эмиссии С СОВРЕМЕННОЙ ГЕОДИНАМИКОЙ И ТЕКТОНИЧЕСКИМИ ЗОНАМИ*

Семинар № 8

Радон - инертный газ, источник альфа-излучения, в 7,5 раз тяжелее атмосферного воздуха. Образуется в процессе распада урана-238 и тория-232. Как и материнские радионуклиды, радон присутствует в различных количествах во всех горных породах и через поры и микротрещины перемешается под влиянием диффузного (наличие градиента концентрации), конвективного (вследствие температурного градиента) и эффузионного (вызывается градиентом давления) механизмами распространения перемещается, как и другие газы, в земной коре и аккумулируется в зонах тектонических нарушений.

Благодаря своим физическим свойствам радон является уникальным природным индикатором при изучении литосферы Земли.

Способность аккумулировать радон особенно свойственна подвижным разломным зонам. Это справедливо в силу того, что степень раскрытия трещин определяется степенью взаимного смещения берегов разлома. Кроме того, современная геодинамика препятствует процессу кольмата-ции трещин разрывного нарушения. Если же разломная зона неподвижна, то трещины и пустоты заполняются

частицами растворенных и перемещаемых подземными водами горных пород и радону негде аккумулироваться. С этой позиции аномалии радоновой эмиссии могут являться первичным признаком подвижности тектонических разломных зон. Наиболее заметно это проявляется в сейсмо-опасных регионах планеты.

Радиация - опасный фактор окружающей среды. А радон и продукты его полураспада являются главным природным источником радиоактивного облучения человека. Поэтому радон - один из основных проблемных вопросов современной экологии. Главную опасность для здоровья людей представляет радон и продукты его полураспада, попадающие в здания из подстилающего пространства и скапливающиеся в подвалах и нижних этажах. Зная закономерности распределения радоновой эмиссии по земной поверхности, можно избежать возведения зданий на участках с высоким показателем эмиссии радона и производить соответствующую реконструкцию зданий уже построенных в пределах этих экологически неблагоприятных -геопатогенных зон, или даже отселять людей с этих опасных для здоровья территорий.

*Работа выполнена при поддержке РФФИ и Совета по грантам Президента РФ 212

Одним из основных вопросов изучения закономерностей развития радоновой эмиссии в горном массиве - это её взаимосвязь с современными геодинамическими процессами. Так величина концентрации радона, как показали исследования Института геофизики УрО РАН, реагирует на изменения напряженно-деформационного состояния горного массива. При сжатии проницаемость его уменьшается, а при разгрузке увеличивается. На этом природном явлении основана оригинальная методика предсказания места и времени горного удара в подземных горных выработках - техногенного землетрясения и исследования при изучении процесса подготовки тектонических землетрясений [1]. По мнению узбекских исследователей «... тектонико-сейс-мические характеристики относятся к основным признакам радоноопасности территории. И ..., необходим пересмотр СНи-Пов по сооружению зданий в тектонических зонах с повышенной сейсмоактивностью с учетом требований по зашите от проникновения радона» [3]. Интенсивность потока радона вблизи разломной зоны находится в прямой зависимости от современной геодинамики и, следовательно, однократные замеры в относительно спокойные геодинамические периоды могут создать пагубную, опасную иллюзию экологического благополучия.

Картирование и изучение параметров подвижности тектонических разломных зон с применением измерений радоновых эманаций актуально и при инженерно-геологических исследованиях. Радон постоянно генерируется в различной степени во всех без исключения горных породах, при этом он аккумулируется в дизъюнктивных зонах. Благодаря

этому явлению замеры радоновой эмиссии весьма продуктивны при картировании таких зон, дают возможность предварительно оценить вероятность проявления современной геодинамической активности. Применение радонометрии делает изыскания существенно информативнее. Причем, использование измерений радоновой эмиссии одновременно дает информацию как для инженерно-геологической, так и для экологической диагностики территории.

В ИГД УрО РАН в 2005 году начались опытно-методические исследования по внедрению измерений объемной активности радона в почвенном воздухе при диагностике горного массива - для картирования тектонических разломов, изучение их свойств с позиций инженерной геологии и геоэкологии.

В качестве полигона был выбран г.Н.Тагил. Рейтинг радонового потенциала оценивается здесь как высокий. Повышение радиационного фона и уровня радоновыделения данной территории связано с урановой и уран-ториевой минерализацией, которая ассоциируется с железной рудой [2].

Участок исследований расположен на берегу Выйского пруда. В литологическом отношении горный массив представлен сиенит-диоритами. Предыдущими исследователями на участке выявлены тектонические нарушения. Это Ново-Каменс-кий разлом, имеющий северо-восточное простирание (восточный фланг участка) и разлом более низкого ранга (западный фланг) северозападного простирания.

Измерения объемной активности радона в почвенном воздухе проводились радиометром РГА-500 по трем профильным линиям широтного

Рис. 1. Схема расположения профильных линий на участке

Рис. 2. Профильная линия № 1

Графики распределения эманаций радона в почвенном воздухе по профильным линиям

направления (рис. 1). Расстояние между точками измерения - 10 м. Положение и длина профильных линий было обусловлено расположением строений на участке исследований.

Измерения показали, что в целом по участку значения объемной активности радона изменяются от 0,2 до 6,0 кБк/м3. Сравнительный анализ полученных результатов с данными ранее проведенных геологических исследований, показал зависимость величин эманаций радона в почвенном возду-

к&кАш куб

Рис. 4. Профильная линия № 3

хе от разрывных тектонических структур. Повышенным значениям эмиссии радона соответствуют зонам ранее закартированных тектонических разломов. Из графиков распределения видно, что значения объемной активности увеличиваются по мере приближения к генеральным осям

1. Уткин В. И. и др. Первые результаты пространственно-временного мониторинга радона при изучении процесса подготовки тектонического землетрясения северном Тянь-Шане. // Уральский геофизический вестник. - 2005. - № 7. - С. 53-60.

2. Радоновые беды Урала / В.И.Уткин и др.; Институт геофизики УрО РАН, Институт экологи растений и живот-

разломных тектонических зон (рис. 2, 3, 4). Стоит отметить, что возведенные в пределах участка исследований жилые, 9-12 этажные дома расположены как раз над разломными зонами, отмеченных на геологических картах прошлых лет (в том числе 1959 г.) и повышенных (до 6,0 кБк/м3) значений эманаций радона.

Таким образом, внедрение радо-нометрии в комплексе с другими методами диагностики горного массива, существенно повысит информативность исследований с позиций инженерной геологии и геоэкологии.

------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ных УрО РАН. - Екатеринбург: УрО РАН, 2000. - 93 с.

3. Яфасов А.Я., Мирахметова Н.М., Яфасов А.А. Радоновое поле Ташкентского Мегаполиса // АНРИ. - 2003.- № 1. - С. 29-33.

— Коротко об авторах —

Далатказин Т.Ш. - ИГД УрО РАН.