Геомеханический анализ гидрогеологических свойств тектонических нарушений

фильтрационная структура скальных массивов палеозойского возраста в значительной степени определяется современными тектоническими процессами. Движение подземных вод может происходить только по сетям взаимосвязанных открытых трещин, сохраняющих проницаемость в связи с постоянными силовыми процессами в верхней части земной коры. Закономерности тектонических движений и современного напряжённо-деформированного состояния породных массивов изучаются в научных направлениях «геомеханика» и тектонофизика». Формирование проницаемости в скальных породах и закономерности расположения водоносных зон в геологических структурах, связанных с тектоническими процессами, является предметом изучения научного направления «гидрогеомеханика скальных массивов». Практика гидрогеологических работ в районах, сложенных древними скальными породами показывает, что высокой проницаемостью отличаются тектонические нарушения, подвижные (активные) в современном поле тектонических напряжений. Подвижность тектонических разломов зависит от расположения определённых типов разрывных нарушений в поле современных геодинамических напряжений. Гидрогеомеханические исследования, выполняемые на конкретных объектах, следует начинать с определения ориентировки векторов главных максимальных напряжений (ГМН). Исследования, выполненные в Уральском регионе показали, что в большинстве случаев ГМН имеют две преобладающие субширотные ориентировки — 260° и 285°. В поле действия этих напряжений наибольшей водоносностью отличаются сдвиговые субвертикальные тектонические нарушения, образующие с вектором ГМН средний угол 40°. Для основных водоносных сдвигов характерно простирание 220° и 305—325°. Необходимо учитывать пространственные закономерности в расположении активных тектонических нарушений, и широко применять методические приёмы гидрогеомеханики в гидрогеологической практике.

Тагильцев С. Н., Кибанова Т. Н., Тагильцев В. С., Сурганов С. В. Геомеханический анализ гидрогеологических свойств тектонических нарушений // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 5—1. — С. 145—157. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_51_0_145.

Тагильцев Сергей Николаевич¹ — ORCID iD: 0000-0002-7289-3958, докт. техн. наук, профессор, заведующий кафедрой, tagiltsev@k66.ru;
Кибанова Татьяна Николаевна¹, ORCID iD: 0000-0001-5396-2826, доцент, канд. техн. наук, доцент, kibanova_1@mail.ru;
Тагильцев Викентий Сергеевич¹ — ORCID iD: 0000-0002-7923-6045, канд. геол.минерал. наук, доцент, vikhgeo@gmail.com;
Сурганов Сергей Валерьевич¹ — ORCID iD: 0000-0002-3260-076X, старший преподаватель, surgsgig@yandex.ru;
¹ Уральский государственный горный университет, Екатеринбург, 620144, Россия, office@ursmu.ru.

1. Тагильцев С. Н., Чередниченко А. В., Мельник В. В. Комплексирование методов гидрогеомеханики, электроразведки и биолокации для выбора мест заложения гидрогеологических скважин // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № 3—1. — С. 236–246. DOI: 10.25018/0236—1493—2020—31—0-236—246.

2. Nayak S., Mukhopadhyay B. P., Mitra A. K., & Chakraborty R. Structural control on the occurrence of groundwater in granite gneissic terrain, purulia, west Bengal // Arabian Journal of Geosciences, 2020, 13(18) doi:10.1007/s12517—020—05853—2

3. Шерман С. Н., Днепровский Ю. И. Поля напряжений земной коры и геолого– структурные методы их изучения. — Новосибирск: Наука, 1989. — С. 158.

4. Menon R., Mysaiah D., Senthil Kumar P., & Lakshmi K. J. P. Structural analysis of lineaments surrounding the kailana-takhat sagar reservoir and its impact on rising ground water levels in jodhpur // Journal of the Geological Society of India, 2021, 97(6), pp. 596— 602. doi:10.1007/s12594—021—1734-y

5. Тагильцев С. Н. Закономерности пространственного расположения тектонических нарушений в поле современного напряженного состояния земной коры // Горный журнал. Изв. ВУЗов. — 2018. — № 7. — С. 52–66. DOI: 10.21440/0536—1028—2018— 7-52—66

6. Зубков А. В., Сентябов С. В. Деформация земной коры, способы изучения, закономерности, проблемы // Литосфера. 2020 (6), 863—872. https://doi.org/10.24930/1681— 9004—2020—20—6-863—872

7. Saint Jean Patrick Coulibaly, H., Talnan Jean Honoré, C., Naga, C., Claude Alain Kouadio, K., Régis Mailly DIDI, S., Diedhiou, A., & Savane, I. Groundwater exploration using extraction of lineaments from SRTM DEM and water flows in béré region // Egyptian Journal of Remote Sensing and Space Science, 2021, 24(3), pp. 391—400. doi:10.1016/j. ejrs.2020.07.003

8. Зубков А. В. Закон формирования природного напряженного состояния земной коры // Доклады Академии наук. 2018 (3), С. 1–11

9. Takam Takougang E. M., Ali M. Y., Bouzidi Y., Bouchaala F., Sultan A. A., & Mohamed A. I. Extraction and characterization of faults and fractures from 3D VSP data in a carbonate reservoir: A workflow // Journal of Petroleum Science and Engineering, 2019, 182. DOI: 10.1016/j.petrol.2019.106328

10. Sahu S. S., & Mohanty S. P. Demarcation of zones of neotectonic activity around regional faults: Morphometric analysis from the wagad highland, kachchh, india // Journal of Earth System Science, 2021, 130(4) doi:10.1007/s12040—021—01716-w

11. Doski J. A. H. Tectonic analysis of lineaments in the gara anticline, kurdistan, northern iraq // Journal of the Indian Society of Remote Sensing, 2019, 47(6), 941—950. doi:10.1007/s12524—019—00940—8

12. Тагильцев С. Н., Панжин А. А. Геомеханические закономерности горизонтальных и вертикальных деформаций массива горных пород в районе Качканарского железорудного месторождения // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № 3—1. — С. 247–257. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-31-0-247—257

13. Гуляев А. Н. Сейсмичность и сейсмическое районирование Урала // Горный журнал. Изв. ВУЗов. — 2016. — № 6. — С. 116—124.

14. Тажибаев К. Т. Напряжения, процессы деформации и динамического разрушения горных пород. Бишкек: Алтын Принт, 2016. 352 с.

15. Тектонический кодекс России // Г. С. Гусев, Н. В. Межелевский, А. В. Гущин, В. А. Клипко, А. К. Корсаков, И. Н. Межеловский, М. В. Минц, А. Ф. Морозов, О. Н. Сироткина. — М.: Геокарт: Геос, 2016. — 240 с.