Исследование объемной активности радона в разломных зонах Приольхонья и Южного Приангарья

зволит более четко определить структурный контроль приуроченных к ним

рудопроявлений и месторождений.

Библиографический список

1. Вигинский В.А., Громин В.И., Чаиц-кий В.П. Тектонофациальный анализ эпизоны // Геоинформмарк.- М., 1999. - 45 с.

2. Грубенман У., Ниггли П. Метаморфизм горных пород. Общая часть. -М.-Л., 1933.

3. Иванова Р.Н. Характеристика микро-литонов метаморфических пород Приольхонья по результатам текто-нофациального анализа //Строение литосферы и геодинамика: Материалы XIX всероссийской молодежной конференции. - Иркутск: ИЗК СО РАН, 2001. - С. 34-35.

4. Кочнев А.П. Иванова Р.Н. Термодинамическая зональность земной коры Геология, поиски и разведка полезных ископаемых и методы геологических исследований // Сборник избранных трудов НТК ФГГГ ИрГТУ-Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2006. -Вып. 6. - С. 60-62.

5. Кочнев А.П. Иванова Р.Н. Термодинамическая зональность разломов // Геология, поиски и разведка полезных ископаемых и методы геологических исследований // Сб. избранных трудов региональной научно-

технической конференции ФГГГ.. -Иркутск: Изд-во ИрГТУ 2007. -Вып.7.- С. 57-59.

6. Паталаха Е.И. Тектонофациальный анализ складчатых сооружений фа-нерозоя (обоснование, методика, приложение). - М.: Недра, 1985. -169 с.

7. Паталаха Е.И. Общая деформация земной коры с позиций тектонофа-циального анализа // Тектонические процессы: Докл. сов. геологов на XXVIII сессии Международного геол. конгресса (Вашингтон, июль 1980). - М.: Наука, 1989. - С. 201 -210.

8. Розен О.М., Федоровский В.С. Коллизионные гранитоиды и расслоение земной коры (примеры кайнозойских, палеозойских и протерозойских коллизионных систем). - М.: Научный мир. (Тр. ГИН РАН. Вып. 545). -2001. - 188 с.

9. Усов М.А. Структурная геология. -М.-Л.: Государственное издательство геологической литературы, 1940. -135 с.

10. Шерман С.И. Физические закономерности развития разломов земной коры. - Новосибирск: Наука, 1977. -102 с

11. Passchier C.W., Trouw R.A.J. Mikro-tectonics. - Berlin, Springer, 1996. -298 p.

Иркутский государственный технический университет. Рецензент К.Ж. Семинский

УДК 550.835.24:546.296 + 551.243 А.А.Бобров

ИССЛЕДОВАНИЕ ОБЪЕМНОЙ АКТИВНОСТИ РАДОНА В РАЗЛОМНЫХ ЗОНАХ ПРИОЛЬХОНЬЯ И ЮЖНОГО ПРИАНГАРЬЯ

Проведены работы на территории Приольхонья и южного Приангарья по выявлению разломных зон в эманационном поле по объемной активности радона (ОАР). Измерения осуществлялись радиометром радона РРА-01М-03 по разработанной методике. От-

мечается, что разломы могут выделяться как повышением, так и понижением значений ОАР. В подавляющем большинстве случаев прослеживается высокая корреляция ОАР с тороном.

A.A. Bobrov

Research volum's radon activity in the faults zones of Priolhons and southtrn Priangaria

Researches are carried out in territory Priolhonia and southern Priangaria to reveal the faults zones in the emanation field on a volumetric radon activity. Measurements are made by radiometer РРА-01М-03 using the developed technique. It is established that faults can be allocated both an increase, and a decrease of the values of a volumetric radon activity. The high correlation of a volumetric radon activity with thoron takes place in most cases.

Введение

Эманационная съемка проводится для поиска месторождений радиоактивных руд, а также картирования тектонических нарушений. Разломные зоны земной коры могут картироваться без наличия в них руд, которые связаны с их местонахождением. Сложность этого вопроса состоит в том, что разломы находятся на разных стадиях развития, имеют разные ранги и относятся к разным морфогенетическим типам. Стадийность развития заключается в том, что каждый разлом в процессе своего формирования проходит несколько этапов [4]. На ранних стадиях развития в монолитном блоке горных пород образуются трещины, которые позже выстраиваются в системы. Далее мелкие трещины соединяются, образуя более крупные, до тех пор, пока не появится единый сместитель разлома. На заключительной стадии развития, из-за подвижек по сместителю, породы могут перетираться до глинки трения. Ранг разлома определяется его величиной. Как известно, существуют следующие морфо-генетические типы разломов: сброс, сдвиг, взброс, надвиг. Все вышеперечисленное должно отражаться в поле объемной активности радона (ОАР).

Предыдущие исследователи занимались изучением эманаций радона из разломов. Из обзора работ [1] следует, что ими были получены только общие выводы (например, вывод о том, что над разломами характерно повышение концентрации радона). Детальных работ, рассматривающих, как связаны ранг и морфогенетиче-

ский тип с ОАР, на данный момент не проводилось. Целью наших исследований являлось изучение разломов разных стадий развития, разных рангов и морфогенетиче-ских типов по эманациям радона и торона.

Методика измерений

Измерения ОАР и торона проводились радиометром радона РРА-01М-03. Методика измерений, идущая в комплекте, не предназначена для мгновенных измерений ОАР в почвенном воздухе, поэтому существенная часть работ посвящена ее разработке.

Для измерения ОАР и торона из почвы с помощью лома делалась лунка диаметром равным 2,5 см, которая затем герметично закрывалась (рис. 1).

Рис. 1. Схема перевода пробы в радиометр: 1 - РРА-01М-03

Перед началом прокачки нужно было подождать 30 минут, в течение которых в

лунке наступает равновесие между распавшимся и поступившим из почвы радоном. Указанное время было получено опытным путем. Прокачка лунки воздухом осуществлялась при помощи радиометра в течение 5 минут с последующим измерением ОАР и торона в пробе. Для получения абсолютных значений (Оп) была разработана формула, но коэффициент к в данной формуле приблизителен, так как получен на основании всего лишь нескольких опытных экспериментов:

йп = (0 • (1 + - О • • к

V

V

1 ' 1

где ОП - ОАР пробы, Бк/м3; О - ОАР измеренная, Бк/м3; - ОАР фоновая, Бк/м3; У2 - объем измерительной камеры РРА, У2 = 1,60 л; У1 - объем пробы (лунки), У1 = 0,245 л; к - коэффициент заполнения лунки за время прокачки, к = 0,2.

Погрешность определения ОАР составляет:

50п = ± 30% при ОАР от 2500 до 100000 Бк/м3;

50п = ± 40% при ОАР от 1000 до 2500 Бк/м3.

Чтобы пользоваться формулой в дальнейшем, нужно провести целый ряд экспериментов для ее уточнения, поэтому для предоставления предварительных результатов измерений использовались первичные данные ОАР (О).

Как известно, существуют суточные

вариации ОАР. Они возникают из-за формирования и разрушения инверсионного температурного слоя. Инверсионные слои характеризуются минимумом вертикальных переносов воздушных масс. Поэтому при охлаждении земной поверхности содержание радона в приземном слое атмосферы повышается. Радон начинает накапливаться вечером и достигает максимума под утро. С восходом солнца его концентрация уменьшается. Амплитуда колебаний тем выше, чем больше перепад температуры [6]. Чтобы уменьшить влияние суточных вариаций, работы проводились в световой день (с 9-10 до 20-21 часов).

В предыдущих работах пробы отбирались с глубин 0,6-0,8 м [2, 3, 5], что является оптимальным для замеров, так как на этих глубинах уже слабо сказываются изменения метеорологических условий [7]. Для Приольхонья, характеризующегося преимущественно песчано-каменистой почвой и небольшой толщиной слоя осадков, порой невозможно брать пробы с глубин 0,8 м. Экспериментально было установлено, что уже на глубине 0,3-0,4 м влияние метеоусловий на ОАР минимально. В итоге была выбрана глубина пробо-отбора равная 0,5 м.

Результаты исследований

Работы проводились в Приольхонье и южном Приангарье (рис.2).

Рис. 2. Схема района работ, где серыми квадратиками отмечены участки проведения измерений

В результате исследований был собран материал по 16 сбросам, 9 сдвигам, 1 взбросу и 1 надвигу.

Было отмечено, что разломы в поле ОАР могут выделяться как максимумами, так и минимумами (рис. 3). Минимальные значения были получены над разломами, находящимися на поздней стадии их формирования, когда сместитель разлома хорошо выражен и представлен глинкой трения. Данная порода имеет низкую проницаемость и является «экраном» для эманационной съемки. Минимум, как правило, оконтурен повышенными значениями, что объясняется высокой трещиноватостью крыльев, а значит проницаемостью относительно вмещающих пород (см. рис. 3). На ранних стадиях развития разлом выделяется максимальными значениями.

В подавляющем большинстве случаев выявлена зависимость ОАР с торо-ном. Максимальный коэффициент корреляции был равен 0,92 (рис. 4). Высокая корреляция подтверждает наличие хорошо проницаемой среды, которой

являются разломы. Объяснением низкого значения коэффициента корреляции на некоторых участках служит то, что радон и торон имеют разные материнские радиоизотопы.

По абсолютным максимальным значениям ОАР выделился профиль, проходящий через начало уступа Приморского разлома в районе реки Сармы. Данный разлом является генеральным разломом и самым крупным в районе исследований. Из этого можно сделать вывод: чем выше ранг разлома, тем большими абсолютными значениями в поле ОАР он выделяется. Подтверждением этой зависимости служит коэффициент корреляции между шириной раз-ломной зоны и абсолютными значениями ОАР по всем изученным участкам, равный 0,65. Его невысокое значение объясняется рядом причин: - наличие в выборке разломов небольшой мощности с высокими значениями по ОАР которые могут объясняться тем, что разлом находится на поздней стадии развития, когда системы трещин соединились

Рис. 3. Профиль на участке 1.

Стрелками показаны разломы, выделяющиеся в поле ОАР: белой - минимум, черной - максимум

Рис. 4. Профиль на участке 2

в единый сместитель, но отсутствует заполнитель (например, глинка трения);

- на разных участках породы могут содержать различное количество материнского радиоизотопа (Яа226), что приведет к повышению или понижению уровня фона и аномальных зон;

- мощности разломов иногда определялись по косвенным признакам, т.к. не всегда существовала возможность зафиксировать их в обнажении горных пород геолого-структурными методами;

- ОАР в почвенном воздухе может меняться во времени.

При рассмотрении разломов только сбросового типа наблюдается повышение коэффициента корреляции до 0,74. Разломы сбросового типа лучше выделяются в ОАР, чем разломы сдвигового типа, т. к. имеют хороший контраст в значениях между фоном и аномалией. О надвигах и взбросах можно лишь сказать, что они выделяются в поле ОАР, т.к. недостаточно материала, чтобы сделать подробный анализ.

Выводы:

- понижение значений ОАР наблюдается только над разломными зо-

нами поздних стадий развития, когда основной сместитель представлен глинкой трения. На ранних стадиях развития наблюдается повышение значений ОАР;

- существует зависимость ОАР от ранга разлома: коэффициент корреляции равный 0,65 между шириной разломной зоны и абсолютными значениями ОАР (О) при столь разнородных данных;

- в подавляющем большинстве случаев прослеживается высокая корреляция ОАР с тороном.

Библиографический список

1. Бобров А.А. Исследования разломов земной коры по эманациям радона: опыт предшественников и организация полевого эксперимента // Геология, поиски и разведка полезных ископаемых и методы геологических исследований: Сборник избранных трудов научно-технической конференции факультета геологии, геоинформатики и геоэкологии ИрГТУ. -Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2006. -Вып. 6. - С. 6-10.

2. Дехандшуттер Б., Бобров В.А., Хус Р., Астахов Н.Е., Андросова Н.В.,

Попов Ю.П. Радоновые аномалии как показатель активности Западно-Саянского разлома в северной части Телецкого озера (Горный Алтай) // Геол. и геофиз. - 2002. - Т. 43. - N 2. -С. 128-141.

3. Макаров В.И., Бабак В.И., Дорожко А.Л., Бондаренко В.М., Демин Н.В. Влияние структурно-геологических особенностей на распределение концентраций подпочвенного радона и радона в подвалах жилых зданий (на примере района Чертаново г. Москвы) // Геоэкол. Инж. геол. Гидро-геол. Геокриол. - 2003. - N 2. - С. 139-152.

4. Семинский К.Ж., Гладков А.С., Лунина О.В., Тугарина М.А. Внутренняя структура континентальных раз-ломных зон: прикладной аспект. -Новосибирск: Изд-во СО РАН, Филиал "Гео", 2005. -293 с.

5. Спивак А.А., Кожухов С.А. Пространственно-временные вариации природного радона в подпочвенной атмосфере // Докл. АН - 2004. - T. 394. - N 5. - С. 686-688.

6. Яковлева В.С., Петракова И.В. Выявление закономерностей в вариационных изменениях объемной активности радона в околоземном слое атмосферы: Докл. по материалам 1-й региональной научно-практической конференции молодежи "Проблемы региональной экологии", Томск, 1012 нояб., 1998 // Пробл. регион. экол. - 2000. - N 6. - С. 135-136.

7. Varley N.R., Flowers A.G. Radon and its correlation with some geological features of the South-West of England // Rad. Prot. Dosim., 1992, v. 45, № 14, p. 245-258.

Работы выполнены при финансовой поддержке СО РАН (проект ОНЗ-6.13) и РФФИ (проект 07-05-00061-а).

Институт земной коры СО РАН. Рецензент К.Ж. Семинский

УДК 550.341

А.А.Добрынина

НАПРАВЛЕННОСТЬ ИЗЛУЧЕНИЯ И РАЗМЕРЫ ОЧАГОВ ПРИБАЙКАЛЬСКИХ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ

Исследовались параметры 7 землетрясений Прибайкалья с использованием спектров цифровых записей Р-волн, зарегистрированных сетью сейсмических станций Геофизической службы СО РАН. Сравнивались азимутальные распределения угловых частот и диаграмм направленности излучения. Полученные результаты показывают прямую зависимость угловой частоты сейсмического спектра от направления распространения разрыва в источнике.

A.A.Dobrynina

Radiation directivity and sizes of the baikal earthquake source

The spectral parameters of 7 Baikal earthquakes were studied using P-wave spectra of digital records from seismic station network of the Geophysical Survey SB RAS. Azimuthal distributions of the corner frequencies and directivity diagrams were compared. Obtained results show direct dependence of the seismic spectrum corner frequency from direction of the rupture propagation at source.