Геологическая среда и техногенез

Областью геологической деятельности человека является геологическая среда, под которой понимают реальное физическое пространство, включающее верхнюю часть земной коры и частично взаимодействующие с ней внешние оболочки Земли.

Геологическая среда формируется в результате сложного взаимодействия внешних оболочек Земли, влияния на геологические процессы многочисленных эндогенных и экзогенных агентов. Миллионы лет природное равновесие определялось только естественными факторами. Однако по мере развития общества и особенно в современных условиях воздействие человека на природу усилилось. В условиях современной научно-технической революции это искусственное вторжение человека в окружающую среду приводит к заметным нарушениям природного равновесия, а в ряде случаев вызывает последствия, которые могут приобретать планетарный характер.

Совокупность всех видов воздействия человека на геологическую среду называется техногенезом. Эти воздействия обусловлены инженерно-строительной, сельскохозяйственной, гидротехнической, горнотехнической и другими видами деятельности человека. Из всех типов техногенеза горнотехнические работы имеют наиболее существенное значение, поскольку они затрагивают не только поверхность, но и глубокие недра земной коры.

Техногенное воздействие всегда направлено на определенный участок земной коры и вызывает последствия, взаимообусловленные свойствами и процессами данной части геологической среды, с одной стороны, а также характером и интенсивностью воздействий, с другой. Из геологических факторов наиболее существенными являются следующие: тектоническое и геологическое строение района, геоморфологические и физико-географические особенности, гидрогеологические и инженерно-геологические условия.

Последствия техногенного воздействия в первую очередь определяются приуроченностью территорий к структурным элементам земной коры - платформенным и геосинклинальным областям. Различия обусловлены неодинаковым строением и составом верхней части литосферы; развитием складчатых и разрывных дислокаций, влияющих на устойчивость породных массивов, их проницаемость для вод и газов; тектонической активностью. Степень расчлененности рельефа, крутизна склонов, физико-географическая зональность определяют направление и интенсивность развития отдельных процессов техногенеза, степень изменения геологической среды. Свойства горных пород, слагающих геологический разрез, характеристики водоносных горизонтов и комплексов, соотношение в разрезе водоносных и водоупорных пород, состав и режим движения подземных вод - этим факторам принадлежит важная роль в развитии техногенеза.

Последствия техногенного воздействия на геологическую среду делят на минерагенические, геохимические, геофизические, геодинамические, геоморфологические, гидрогеологические и инженерно-геологические.

Минерагенические и геохимические последствия обусловлены возрастающими масштабами перераспределения вещества земной коры в про-цессе горных, строительных и гидротехнических работ. Минерагенические последствия проявляются в истощении минеральных ресурсов и вызывают изменение технологических условий разработки месторождений. В меньшей степени они связаны с возникновением искусственных минералов и других материалов не известных в природе в естественных условиях. Геохимические последствия техногенеза состоят в нарушении и преобразовании химического баланса веществ в геологической среде, изменении скорости и направления биогеохимических циклов химических элементов, в изменении природного экологического равновесия в граничном слое литосфера — атмосфера — гидросфера.

Геофизические последствия выражаются в появлении в верхней части земной коры искусственных физических полей (блуждающих токов, сейсмических и звуковых волн и др.), которые воздействуют на вещество литосферы, изменяют направление и характер его миграции, усиливают коррозию металлов, повышают агрессивность воды и т.д. Геотермические последствия техногенеза проявляются в изменении теплового режима поверхности литосферы, водно-теплового режима водотоков и водоемов. Они особенно ощутимы в районах развития многолетней мерзлоты.

Геодинамические последствия техногенеза состоят в нарушении поля механических напряжений в горных породах в связи с проходкой горных выработок, перераспределением больших объемов воды на поверхности, извлечением из недр значительных масс горных пород и полезных ископаемых, в том числе нефти, газа и подземных вод. Геоморфологические последствия выражаются в создании техногенного рельефа и изменении первичного рельефа территорий вследствие нарушения равновесия между аккумулятивными и денудационными процессами.

Гидрогеологические последствия техногенеза возникают при прямом или косвенном воздействии на водоносные горизонты. Они проявляются в изменении ресурсов, уровней, режима и качества подземных вод. Инженерно-геологические последствия выражаются в активизации оползневых, осыпных и суффозионных процессов, а также в проявлении других экзогенных процессов, которые могут быть не свойственны конкретной физико-географической или геологической обстановке.

Техногенез не только изменяет свойства и структуру геологических объектов, но и создает новые техногенные объекты. Экзогенный техногенез активно влияет на процессы и результаты внешней геодинамики, особенно на процессы выветривания, денудационную и аккумулятивную работу поверхностных и подземных текучих вод, деятельность моря, озер и болот, ветра, существенно отражается на процессах диагенеза. Вместе с тем техногенез вызывает процессы, которые напоминают некоторые природные явления внутренней геодинамики (колебательные и дислокационные движения, землетрясения, магматизм, метаморфизм, изменения физических полей).

Дата добавления: 2015-07-07