Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 . Анализ изученности региона, принципов и приемов геоэкологического районирования 21
1.1. Геофизические данные 21
1.1.1. Сейсмологические исследования 21
1.1.2. Глубинные исследования 26
1.1.3. Гравиметрические данные 39
1.1.4. Магнитометрические данные и возможности комплексного анализа геофизических данных 41
1.1.5. Изучение термического режима 49
1.2. Возможности существующих методов и методик обработки данных 52
1.2.1. Дистанционные методы . 52
1.2.2. Геодезические методы 65
1.2.3. Минерагеническая изученность 66
1.2.4. Формационный анализ 67
1.2.5. Анализ магматических формаций 72
1.3. Анализ подходов к районированию геологической среды 78
Глава 2. Геоэкологическое районирование Арктического сегмента земной коры 101
2.1. Сегменты земной коры - как геоэкологические структуры I порядка 107
2.2. Планетарные окраинно-континентальные зоны (структуры II порядка) 151
2.3. Евроазиатская ветвь АОКЗ - геоэкологическая структура III порядка 164
Глава 3. Минерагеническая провинция, как основная элементарная единица регионального геоэкологического анализа при оценке техногенного воздействия на геологическую среду северных территорий 185
Глава 4. Основные основные факторы, влияющие на степень трансформации среды Севера Евразии при освоении минерально-сырьевых ресурсов 217
Глава 5. STRONG Районирование Севера Евразии по комплексу признаков 260
Заключение STRONG 288
Список использованных источников 291
Приложение 1. Анализ принципов составления тектонических карт и схем исследуемого региона 322
Приложение 2. Структура исходных данных для геолого-геофизического мониторинга северных территорий (на примере Архангельской области) 340
- Глубинные исследования
- Магнитометрические данные и возможности комплексного анализа геофизических данных
- Сегменты земной коры - как геоэкологические структуры I порядка
- Евроазиатская ветвь АОКЗ - геоэкологическая структура III порядка
Введение к работе
Актуальность исследований. Вопросы экологической безопасности Арктики имеют особое значение ввиду повышенной уязвимости окружающей среды, интенсивного освоения природных ресурсов региона, перехода России к модели устойчивого развития в интересах нынешнего и будущих поколений. Многочисленные исследования российских и зарубежных ученых показывают, что уровни загрязнения арктических территорий невысоки по сравнению с другими регионами Земного шара, но антропогенная нагрузка на окружающую среду в высоких широтах увеличивается в связи с дальнейшим развитием хозяйственной деятельности в арктической зоне, в том числе и на континентальном шельфе.
Север России, как элемент Арктического сегмента земной коры, - это высокоширотная часть территории с суровыми природно-климатическими условиями, крупнейшими ресурсами минерального сырья, уязвимой природной средой и наличием уникальных этносов России - коренных малочисленных народов. К зоне Севера отнесено около 65% территории России. По разным оценкам в северных регионах производится от 14 до 20%» внутренней валовой продукции. Экспортный потенциал Севера оценивается примерно в 60% валютных поступлений страны. Около 4/5 объема производства дают предприятия по добыче и переработке природного сырья, топлива и энергетики. На Севере производится 18% электроэнергии, 25% продукции лесопромышленного комплекса страны [1].
Север России - это не только основная территория государства (свыше 200 млн. кв. км, 65% плошади), на которой проживает только 12 млн. человек (8% населения страны), но и глобальный экологический и стратегический ресурс всей планеты. На территории Крайнего Севера и приравненных к нему местностях РФ расположены 30 республик, краев, областей и автономных округов (треть субъектов Российской Федерации) и приходится почти 80% запасов всех полезных ископаемых России. Здесь добывается почти 100% алмазов, платиноидов, кобальта; более 90% природного газа; 90% меди, никеля и апатитов; 75% нефти и газового конденсата; более 60% золота; 50% рыбы и морепродуктов; 50% товарного леса.
С развитием российской экономики, роль северных территорий будет возрастать, в связи с тем, что на их территории располагается практически вся сырьевая база
-/3-
для промышленного развития страны, которое с неизбежностью вызывает кризисные и напряженно-кризисные экологические ситуации северных территорий. Это усугубляется тем, что природные биогеоценозы Севера отличаются особой уязвимостью, слабой устойчивостью к внешним воздействиям, низкой способностью к самоочищению и естественной регенерации, что приводит к быстрой аккумуляции как природных, так и техногенных загрязнителей в компонентах окружающей среды.
Северный Ледовитый океан (СЛО) и его шельфовые моря имеют глобальное значение в связи с их влиянием на океанскую и атмосферную циркуляцию и наличием на их территории уникальных биологических видов (белый медведь, нарвал, морж, белуха и др.). Шельфовые моря являются основными зонами ледообразования, влияющими на внутреннюю структуру океана и качество его вод. Являясь наименьшим океаническим бассейном мира, СЛО играет решающую роль в движении океанических вод, т.к. соединен с Атлантическим и Тихим океаном и поддерживает водообмен с ними. Учитывая его роль в формировании глубинных вод Атлантического океана, циклонический характер поверхностной циркуляции вод евразийского бассейна, воздействие ресурсодобывающий деятельности, в первую очередь загрязнение окружающей среды, процессы трансформации окружающей среды имеют трансграничный глобальный характер. Приоритетные экологические проблемы арктических регионов связаны с наличием компактных «горячих точек» в местах интенсивной ресурсодобывающей деятельности, доминирующей среди всех видов воздействия. Здесь уровни загрязнения многократно превышают фоновые значения, нарушены или уничтожены естественные экосистемы, изменены природные ландшафты.
Недра Арктики и прилегающих (приполярных) территорий - крупнейший резерв минеральных и энергетических ресурсов для удовлетворения растущих потребностей мирового народного хозяйства. Особое значение имеет разработка долгосрочной стратегии проведения в Арктике геоэкологических исследований с целью познания и установления закономерностей ее состояния и развития. Правильное и эффективное использование данных о состоянии экосистем региона крайне затруднено из-»за разобщенности систем сбора и обработки информации, а главное - из-за отсутствия единой методики их интерпретации и совместного использования. До сих пор невозможно корректно сопоставить информацию, полученную на полигонах России, с данными других стран и между собой, и в результате трудно противодействовать разви-
-/^-
тию опасных геоэкологических процессов, которые имеют тенденцию уже в текущем десятилетии стать причиной региональных и глобальных катастроф. Для решения этой проблемы необходимо создание единой многофакторной и многоуровенной комплексной модели прогноза и управления процессами природопользования в рамках единой геоинформационной системы. Современное выделение негативных изменений окружающей среды в результате природных процессов и антропогенных воздействий, их прогнозирование позволят разрабатывать эффективные природоохранные мероприятия.
Исследованию арктических регионов посвящены многочисленные международные проекты:
-LOIRA (Land-Ocean Interaction in the Russian Arctic) — изучение природных процессов береговой зоны и ее социально-экономическое развитие;
-The Arctic Environmental Monitoring Station in the South-East Barents Region: A Russian-Norwegian Cooperation) -развитие сети мониторинга в юго-восточной части Баренцева региона;
-BASIS (The Barents Sea Impact Study) - интегрированная оценка глобальных изменений культурной и социально-экономической систем в Баренц-регионе; -SibTREES -изучение состояния северных лесов;
-АМАР (Arctic Monitoring and Assessment Programme) - мониторинг загрязнения акваторий северных морей (в первую очередь тяжелые металлы и радионуклиды). В российских проектах Арктике посвящены разделы Федеральных целевых программ «Мировой океан: геология, геодинамика, физика, биология» и «Изменения окружающей среды и климата: природные катастрофы», находится на стадии формирования Национальный план действий (НПД) «Арктика».
Несмотря на такое количество крупных проектов, исследованию состояния геологической среды (ГС) уделено недостаточно внимания, исключая исследования типов и масштабов антропогенных загрязнений. В то же время знание естественных и антропогенных изменений (в первую очередь однонаправленных и долгопериодных) необходимо для разработки стратегии развития арктических регионов. Международным сообществом в 2007-2008 гг. планируется проведение Международного полярного года, где основной задачей будет являться определение текущих и оценка будущих
- ІЬ~~
изменений климата, состояния окружающей среды и последствий этих изменений для социально-экономического комплекса полярных областей.
Любое воздействие на природную среду должно сопровождаться наличием предшествующего знания и на его основе прогноза изменения ситуации с последующим контролем. Проблема относительной пространственной изменчивости геологической среды и ее эволюции во времени и пространстве - основа ее познания. Геологическая среда (ГС) - фундамент экосистем, влияющая на ход их развития. При изучении ГС абсолютные количества компонентов, формирующих систему, играют гораздо менее существенную роль, чем взаимосвязь между ними с формированием признаков с повышенными (эмерджентными) свойствами. Поэтому использование нормативных показателей для оценки качества систем имеет лишь дисциплинирующее значение, но не является индикатором опасности их воздействия на человека и окружающую среду.
Поэтому необходима разработка долгосрочной концепции рационального природопользования на основе районирования северных территорий по степени трансформации и устойчивости окружающей среды. Решению проблемы геоэкологического районирования посвящена предлагаемая работа.
Объектом исследований являлся Арктический сегмент земной коры (рис.1), границами которого были приняты в первом приближении границы Арктической геодепрессии, которые в ходе исследования уточнялись по геолого-геофизическим данным.
Цель работы: разработать научно-методологические основы геоэкологического районирования северных территорий России для рационального освоения природных ресурсов.
Задачи исследований:
-обосновать принципы и основные приемы геоэкологического районирования, с учетом специфики северных территорий;
-определить значение геодинамики региона для оценки геоэкологического состояния территории;
-выявить закономерности влияния крупных геологических структур на экологическую обстановку севера Евразии;
-M-
Рис.1. Физико-географическое районирование объекта исследований.
I - Структуры дна Северного Ледовитого океана:
X - Канадская котловина; і - котловина Амундсена; l - хребет Гаккеля; а - котловина Нансена; s. - шельф.
II - Структуры суши:
6. - Скандинавские горы; 7. - Восточно-Европейская равнина; 8. - Большеземельская тундра; 9. - Западно-Сибирская равнина; ю. - Северо-Сибирская низменность; 11. - Средне-Сибирское плоскогорье; 12. - Чукотское нагорье; із. - Гренландский щит; и. - Канадский щит; 15. - Скалистые горы.
-//-
-провести геоэкологическое районирование территории Арктического сегмента земной коры по комплексу геолого-геофизических признаков;
-разработать практические рекомендации по рациональному освоению Российского Севера.
Научная новизна. На основе комплексного изучения геолого- геофизических данных выделены геоэкологические структуры различных рангов и обоснованы их основные характеристики. Определены факторы, влияющие на степень трансформации геологической среды (ГС) при освоении минерально-сырьевых ресурсов, и впервые на геолого-геофизической основе проведено геоэкологическое районирование территории Арктического сегмента земной коры и, более детально, Севера Евразии. В качестве основной единицы анализа предложена минерагеническая провинция. Разработана многоуровенная, многофакторная структура геоэкологического районирования северных территорий.
Показаны существенные отличия северных территорий от районов средних широт, которые обычно используются для построения геоэкологических моделей.
Практическая значимость работы состоит в научном обосновании выделенных таксонов геоэкологического пространства Арктического сегмента земной коры. В результате создана основа для корректного выявления и сопоставления основных тенденций трансформации ГС. Установлены и охарактеризованы негативные изменения окружающей среды, происходящие в результате природных процессов и антропогенных воздействий, обосновано их прогнозирование, что позволяет разрабатывать эффективные природоохранные мероприятия. Ряд положений исследования был использован при обосновании международного космического эксперимента "ГЕОС-ПРОГРЕСС" и системы космического мониторинга "Север" и обосновании размещения комлексных геолого-геофизических стационаров сети мониторинга Европейского Севера.
Фактический материал, положенный в основу работы, собран, проанализирован и обобщен автором в период с 1984 по 2002 г. Он включает как данные личных полевых наблюдений в районах Архангельской области, так и геологические, геофизические, геохимические, буровые материалы, результаты космофотодешифрирова-ния и т.п., имеющиеся в различных организациях и компаниях, научных институтах и центрах, региональных геологических фондах.
-/6у-
Апробация диссертационной работы. Основные результаты и отдельные положения диссертации докладывались на Международных конференциях: «Информационные продукты, процессы и технологии» (Москва, ВИНИТИ РАН, 1995); «The Barents region's cooperation conference» (Rovaniemi, Finland, 1995); «M.B. Ломоносов и национальное наследие России» ( Архангельск, Архангельский центр географического общества РАН, 1996); «Поморье в Баренц-регионе: экология, экономика, социальные проблемы, культура» (Архангельск, ИЭПС УрО РАН, 1997); «Проблемы геодинамики, сейсмичности и минерагении подвижных поясов и платформенных областей литосферы» (Екатеринбург, ИГ УрО РАН, 1998); «Геодинамика и геоэкология» (Архангельск, ИЭПС УрО РАН, 1999); «Поморье в Баренц-регионе на рубеже веков: экология, экономика, культура» (Архангельск, ИЭПС УрО РАН, 2000); «Современная геодинамика, глубинное строение и сейсмичность платформенных территорий и сопредельных регионов» (Воронеж, 2001); «Экология северных территорий России. Проблемы, прогноз ситуации, пути развития, решения» (Архангельск, ИЭПС УрО РАН, 2002); «Глубинное строение и геодинамика Фенноскандии, окраинных и внут-риплатформенных транзитных зон» (Петрозаводск, КНЦ РАН, 2002); на XXII - XXVI Генеральных Ассамблеях Европейского геофизического общества (1997-2002); на 31 МГК (Рио де Жанейро, Бразилия, 2000); на Совещании международной рабочей группы по проблемам развития Арктики «A Common Approach to Collaborative Technological Research for Arctic Development" (Брюссель, Бельгия, 2001); на Научно-координационном совещании «Современная тектоническая активность, строение и сейсмичность Восточно-Европейской платформы» (СПБ, ВСЕГЕИ, 1996); на 2-х, 3-их и 4-х Сергеевских чтениях (Год. сессия Научного совета РАН по проблемам геоэкологии, инженерной геологии и гидрогеологии, Москва, 2000, 2001, 2002); на XIII Геологическом съезде Республики Коми (Сыктывкар, 1999); на Всероссийской конференции «Природные ресурсы северных территорий: проблемы оценки, использования и воспроизводства» (Архангельск, АНЦ РАН, 2002); на научно- практических конференциях «Научно-техническая политика и развитие новых отраслей экономики Архангельской области»; «Сырьевая база России в XXI веке»; «Перспективы освоения минерально-сырьевой базы Архангельской области» (Архангельск, 1998, 2001, 2002). Публикации. По теме исследований опубликовано более 60 работ, написанных лично автором, или в соавторстве с сотрудниками, которые участвовали в работе по
-/^-
темам фундаментальных научно-исследовательских работ (ФНИР) РАН: «Изучение глубинного строения и геодинамики литосферы Европейского Севера» (1994-96 гг., № госрегистрации 01.9. 50 005451); «Изучение глубинного строения, геодинамики литосферы и минерагении Арктического сегмента земной коры (1995-2000 гг., № гос. Регистрации 01.9.80 000188); и этапам выполнения тем: «Изучение геоэкологического состояния Арктического сегмента земной коры по геолого-геофизическим данным. Районирование территории и прогноз экологически опасных процессов» (2001-2005 гг., № горегистрации 01.200.1.13713); «Комплексные системные исследования экологической ситуации Зимнебережно-Архангельского района (дельтовая часть Северной Двины и Беломорско-Кулойское плато) (2001-2005 гг., № госрегистрации 01.200.1. 13712) Публикации были подготовлены на основе 5 крупных рукописных заключительных отчетов по крупным научно-исследовательским темам общим объемом более 2000 машинописных страниц и приложенных к ним графических материалов, а также - 10 рукописных отчетов, выполненных в рамках Особо важного государственного задания. Все эти материалы имеются во Всероссийском геологическом фонде, а также в территориальном геологическом фонде, в фондах предприятий и в ИЭПС УрО РАН.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав и заключения общим объемом 373 стр. ( 2 прил., 63 рис., 25 табл., 353 библ. наим.)
Защищаемые положения:
Циркумполярной зональности подчинены основные свойства Арктического сегмента: минерагения, сейсмичность, закономерности современного седиментогене-за и переноса загрязняющих веществ, напряженно- деформированное состояние земной коры. Данная, зональность определяет природные геоэкологические тренды и обусловлена геодинамическими процессами.
При проведении геоэкологического районирования Арктического сегмента земной коры выделены три ранга геоэкологических структур: 1 - Арктический сегмент земной коры; 2 - Арктическая окраинно- континентальная зона; 3 - Евроазиатская и Амеразийская ветви этой зоны. Установлены территории с единым геоэкологическим строением, близкими тенденциями экономического развития, степенью и структурой антропогенного прессинга и уровнем трансформации окружающей среды.
-2C -
В качестве основной единицы регионального геоэкологического анализа предлагается минерагеническая провинция, как часть земной коры, испытывающая максимальный антропогенный прессинг.
Выделены основные факторы, влияющие на степень трансформации среды севера Евразии при освоении минерально-сырьевых ресурсов: степень освоенности территории; тенденции развития; тип минерагенической провинции; геодинамический режим; тип сочленения геологических структур; трансформация вещественных и энергетических потоков ГС.
По степени существующей и прогнозируемой трансформации ГС выделены территории: а) интенсивного освоения минеральных ресурсов с тенденцией слияния в единый ареал трансформации среды (Европейский Север); б) пионерного (кустового) освоения с тенденцией уплотнения линейно-очаговых систем и образования сплошных ареалов трансформации (Западная Сибирь); в) слабо освоенные с очаговым характером трансформации ( Восточная Сибирь и Дальний Восток); г) практически не освоенные с тенденцией трансформации побережий (арктические острова и архипелаги); д) интенсивного антропогенного прессинга в ближайшее время (шельф арктических морей). В каждой из выделенных территорий требуется создание регионального блока единой системы геолого-геофизического мониторинга для достижения минимального ущерба окружающей среде.
На протяжении всей своей профессиональной деятельности в области геоэкологии автор ощущал внимание и поддержку член-корреспондента РАН Ф. Н. Юдахи-на, за что искренне ему признателен.
За помощь в решении поставленных задач, оказанную предоставлением материалов, советами, замечаниями и рекомендациями автор благодарит академика РАН В.И. Осипова (ИГЭ РАН), докторов г.-м.н.: Ю.К. Щукина (ВНИИГеофизика), В.И. Макарова (ИГЭ РАН), Б.П. Рыжего (ИГ УрО РАН), Шарова В.Н. (ИГ КНЦ РАН); д. ф.-м.н. А. Г. Гамбурцева (ОИФЗ РАН), член-корреспондента РАЕН М.А. Садикова (ВНИИОкеангелогия), сотрудников ИЭПС УрО РАН доктора г.-м.н. Ю.Г. Шварцмана, кандидатов г.-м.н. З.Б. Чистову, В.И. Иотова, кандидата г.н. Н.В. Коновалову и др.
Глубинные исследования
Основным методом изучения глубинной структуры земной коры и верхней мантии является сейсмический в различных модификациях, поэтому сейсмические параметры являются опорными в решении вопросов типизации земной коры.
Главным методом изучения земной коры и верхней мантии региона до настоящего времени остается метод ГСЗ в различных модификациях. По большинству технических факторов, прежде всего по интенсивности сигнала, его частоте, времени действия импульса, направленности, времени прихода, знаку вступления, помехоустойчивости, проникающей разрешающей способности, избирательности сейсмометрия намного превосходит другие геофизические методы и является: основным опорным методом глубинных геофизических исследований. Однако сейсмические методы обладают ограничениями, накладываемыми проникающей возможностью и разрешающей способностью.
Глубинное строение Земли интенсивно исследуется во многих странах мира геофизическими методами и глубоким бурением. В нашей стране последовательная работа в этом направлении осуществлялась с 60-х годов прошлого столетия. Система глубинного изучения включала проложение сети профилей глубинного сейсмического зондирования (ГСЗ), опирающихся на глубокие и сверхглубокие скважины, т.е. создавалась «опорно-каркасная» сеть профилей ГСЗ (рис. 3). Наиболее интересная информация была получена при отработке геофизических профилей протяженностью многие тысячи километров [12]. В результате было подтверждено предположение о большей расслоенности более древних структур. На территории Восточно-Европейской платформы и прилегающих регионов выполнен ряд глубинных исследований ГСЗ по профилям [13]: Балтийский щит - Урал (КВАРЦ), Балтийский щит - Казахстан (РУБИН-1), Урал - Украинский щит (ГРАНИТ), серия профилей в пределах Тимано-Печорской провинции (АГАТ) и Прикаспийской впадины (БАТОЛИТ), серия профилей на площади Московской синеклизы и Предуралья (проект РИФЕЙ) и др. (рис. 4). Ряд профилей ГСЗ отработан на зарубежной территории: POLLAR, BALTIC, CVEKA, FENNOLORA и др.
Сейсмические исследования в пределах Восточно-Европейской платформы выполнены в основном методами ГСЗ в модификации непрерывного, кусочно-непрерывного и точечного зондирования с плотностью наблюдений от 0.1-0.2 до 1-5 и более км [13]. В последние годы на платформе интенсивно развиваются исследованияс длительностью записи до 12 и более секунд. В общей системе исследований глубинной структуры территории России региональными сейсмическими методами Восточно-Европейская платформа, особенно, Русская плита оказались изученными в наименьшем объеме. Это связано с тем, что глубинные сейсмические работы здесь развивались, в основном, в перикра-тонных областях, перспективных на поиски нефтегазовых месторождений. Наиболее детально изучен Балтийский щит с узловым опорным пунктом СГ-3, где к настоящему времени выполнены громадные объемы исследований по ГСЗ (рис. 5) причем не только на территории России, но и международные (FENNOLORA, Силен-Порво, SVEKA, BALTIC и др), завершены работы по сейсмическому профилю ОГТ через Кольскую СГ (60 пог. км) и многокомпонентному вертикальному профилированию (ПМ ВСП) в СГ-3 до глубины 9 км и начинаются работы на геотраверсе Кольская сверхглубокая скважина - Тверь [13, 14].
В последние два десятилетия Центр ГЕОН выполнил глубинные сейсмические исследования на ряде профилей, секущих в разных направлениях Сибирскую платформу (рис. 6). Из профилей, представленных на рис. 6, наиболее полно обработан профиль «Кратон» [15]. Предварительный разрез был построен также для профиля «Кимберлит» [16] и 1-D модель для профиля «Рифт» [17], проведена обработка записей PNE по двум профилям «Рифт» и «Метеорит» [18].
Несколько иначе выглядит изученность акватории окраинных морей севера Евразии, в т.ч. и России, которые охвачены глубинными методами сейсморазведки крайне неравномерно. Подавляющая часть наблюдений сосредоточена в пределах Баренцева и Карского морей. Наименее изучено Чукотское море. Выполненные профильные исследования и зондирования характеризуются весьма различной информативностью. Описание проведенных исследований дано в табл. 2.
Представления о глубинном строении глубоководной части СЛО в основном базируются на материалах региональных исследований, полученных более чем за 30 лет на дрейфующих станциях «Северный полюс» (ААНИИ Госкомгидромет) и в высокоширотных воздушных экспедициях «Север» (ГУНиО МО СССР) с участием ВНИИОкеангеология и ПМГРЭ, а также на геотраверсах, выполненных по программе «Трансарктика» (ПМГРЭ и ВНИИОкеангеология).
Магнитометрические данные и возможности комплексного анализа геофизических данных
Континентальная часть региона покрыта кондиционными аэромагнитными съемками масштаба 1:200000 и на подавляющую часть территории имеются материалы масштаба 1:50000. Практически весь СЛО изучен аэромагнитной съемкой средней точности, выполненной в основном с самолета типа ИЛ-14 с феррозондовым и ядерным магнитометрами (Н съемки - 300-400 м). На шельфовых участках проводилась также гидромагнитная съемка. Преобладающая часть съемок выполнена за период с 1965 по 1985 г.г. силами НИИГА (затем ВНИИОкеангеология НПО «Севморгеология») с участием организаций ВМФ СССР в ВВЭ «Север» в глубоководном Арктическом бассейне [25]. Арктический шельф России исследовался в основном с 1968 по 1985 г.г., а арктические острова более детально изучаются и по настоящий день. Аэромагнитная съемка в глубоководном Арктическом бассейне представлена различными масштабами. Региональные исследования выполнялись в масштабах 1: 400000, 1:200000 и 1:500000, в пределах детализационных участков (над подводными хребтами) - 1: 50000. Точность съемок составила от -+25 до -+50 нТл. Материалы съемок были обобщены [42] с построением сводной карты изолиний магнитного поля в масштабе 1:2500000, а затем в 1990 г. с составлением карты м-ба 1: 6000000, включающей Арктический шельф.
Аэромагнитные наблюдения, выполненная зарубежными исследователями (в основном канадскими, американскими и норвежскими), представлены съемками м-бов от 1:2000000 до 1:500000. Точность измерений магнитного поля соизмерима в целом с таковой, полученной в ходе отечественных работ.
С совершенствованием аппаратуры и использованием системы спутниковой навигации точность аэромагнитных работ существенно повысилась. Это в полной мере относится к среднемасштабным (1: 500000) съемкам в полосе трансарктических геотраверсов НПО «Севморгеология» (ширина 100 км), выполненных по программе «Трансарктика» [25] в центральной части Арктического бассейна в 1989-1992 г.г. Точность съемки здесь составила около -+10 нТл при точности привязки -+45-65 м.
Арктический шельф, за исключением Восточно-Сибирского моря, в целом изучен аэромагнитными съемками более детально (от 1: 200000 до 1: 2000000). Высота съемки около 300 м. Точность наблюдений за более чем 25-летний период времени варьируюет в пределах от -+8-15 нТл до 25 нТл в сложных магнитных полях. Аэромагнитная съемка на акватории Восточно-Сибирского шельфа выполнена в масштабе от 1:2000000 до 1:4000000.
Таким образом, для карты аномального магнитного поля существует проблема увязки на одном листе съемок данных разных масштабов и разных лет с разным уровнем относимости. Решение первой задачи возможно путем гридирования и слияния гридов различной детальности в единый грид с помощью интерполяции, второй -при помощи разработки специальной технологии, возможно в псевдорельефе [43].
Вопросу изучения магнитных аномалий, в т.ч. и дна океана посвящена обширная литература, но она касается лишь природы локальных и региональных аномалий, наблюдаемых с надводных и воздушных носителей. Такая информация характеризует в основном физические неоднородности лишь структурно-формационных комплексов донных осадков и верхних горизонтов земной коры.
В последние годы были получены новые данные со спутников, информация с которых во многом противоречит имеющимся представлениям. Появился и представительный материал по СЛО, главным источником которого является Циркумполярная космомагнитная карта [44]. Глобальное сопоставление аномалий скалярного геомагнитного поля, полученного с помощью ИСЗ съемки МАГСАТ на высоте 400 км с известными геологическими и тектоническими структурами показало пространственное совпадение большинства аномалий с щитами, кратонами, платформами, глубокими океаническими абиссальными долинами и т.д.
Следует отметить, что в требованиях к геоэкологическим исследованиям и картографированию [3] магниторазведка в общем комплексе экогеофизических методов не предусматривается, цель и задачи магнитометрических методов не определены. В то же время экспрессность метода и наличие большого количества карт и графиков аномального магнитного поля обуславливает необходимость оценки роли космо- и аэромагнитной съемок в информационном обеспечении геоэкологических прогнозов, в первую очередь, регионов освоения минерально-сырьевых ресурсов.
В настоящее время накоплен достаточно большой опыт выявления и трассирования зон разрывных нарушений как кристаллического основания, так и осадочного чехла, которые можно рассматривать как пути миграции загрязняющих веществ, подтока глубинных флюидов и газов, зон тепло,- массо- и энергопереноса. Методики трассирования разломов по геолого-геофизическим данным описаны в многочисленных публикациях и методических руководствах. В основном, используются характеристики скалярного геомагнитного поля. Наиболее распространено изучение закономерностей распределения «статичной» компоненты геомагнитного поля и в значительной меньшей мере вариаций поля, особенно их гармонических составляющих, хотя такие данные имеются (рис.7). На наличие связи электрического поля и стационарного геомеханического напряжения указывалось в работе [46]. Речь шла о длительном существовании градиентного поля геоэлектрических потенциалов в градиентном механическом поле, т.е. о стационарном поле, которое может существовать пока существуют градиенты вертикальных механических напряжений. Сходная картина должна наблюдаться при латеральном сжатии, обусловленном геодинамическим режимом земной коры (величина напряжений достигает 70 МПА [47]).
Сегменты земной коры - как геоэкологические структуры I порядка
Современным морфоструктурным выражением геодинамической системы Северного Ледовитого океана (СЛО) является Арктическая геодепрессия, которая охватывает впадины СЛО, его окраинные моря и сопредельные части континентов до водораздельных хребтов, определяя область стока Северного Ледовитого океана [25]. На земной поверхности это обширная овальной формы депрессия, граница которой достигает на ме - // ? ридиане 90 (трансконтинентальная ось) 50 с.ш., а в зоне нулевого меридиана (океанического) - Полярного круга [25] (рис. 17). При общем наклоне литосферной поверхности от периферии к центру в строении Арктической геодепрессии, в целом, выделяются три главные концентрические динамические зоны, выражающие различный режим и направление глубинных и поверхностных геологических процессов. Внешняя зона характеризуется подавляющим развитием денудационного рельефа (пограничный орогенный пояс). Промежуточная зона представлена преимущественно аккумулятивными и денудаци-онно - аккумулятивными равнинами и шельфами окраинных морей. Центральная зона, состоящая из абиссальных котловин и разделяющих их подводных гор, является местом накопления пелагических осадков. Автором, в качестве границ Арктического сегмента были приняты границы Арктической геодепрессии с некоторыми уточнениями:- в состав структуры был включен водосборный бассейн Белого моря, т.к. последние работы показали его влияние на акватории СЛО [186]. К тому же формальный признак (внутриматериковый бассейн) невключения его в состав Арктических морей представляется не совсем обоснованным; в состав Арктического сегмента была включена территория Фенноскандинавской геодинамической системы, влияние которой простирается до Урала, что будет рассмотрено в разделе 2.1,2.2.
Несмотря на общие черты в строении и свойствах циркумокеанических сегментов, наблюдаются и определенные отличия обусловленные геодинамическим режимом их функционирования структуры. В 70-е годы по данным магнитометрических наблюдений российскими и западными геофизиками в Евразийском бассейне были выделены серии линейных магнитных аномалий (вплоть до 28-й включительно по шкале Ламонта) и сделано заключение об аккреционной природе океанического дна всего Евразийского бассейна [187, 188, 189]. При этом раскрытие Евразийского бассейна одни исследователи связывают с 28-й аномалией [189], другие - с 24-й аномалией. В последнем случае, в соответствии с магнитохронологией, возраст бассейна - палеогеновый (примерно 60 млн. лет). Благодаря результатам магнитометрических данных, гипотеза спрединговои коры Евразийского бассейна вошла практически во все тектонические построения Арктического бассейна и достаточно широко до настоящего времени поддерживается россий - //з скими и зарубежными исследователями Арктики.
В тоже время в концепцию тектоники плит плохо вписываются особенности структуры литосферы Арктического бассейна: установленная по данным сейсморазведки повышенная мощность осадочного чехла (свыше 5 вместо обычных 2 км) и повышенная мощностьземной коры (10 км против 5 км) в районе подножия пассивных окраин и абиссалей глубоководных впадин [150].Появившиеся в последние время данные позволяют иначе посмотреть на геодинамику Арктического бассейна и прилегающих территорий.
На геологическое единство Арктического сегмента и его относительную автономность геологического строения, историю развития и геодинамическую обстановку указывает характер потенциальных полей, в первую очередь спутниковые магнитометрические измерения на высотах 400-540 км (КА MAGSAT-49) (рис. 19). В пределах СЛО наблюдается большое разнообразие крупных аномалий магнитного поля (АМП). Это обстоятельство связано с большой пересеченностью рельефа дна океана, что отражает не-сформированность его бассейнов. СЛО в современном сочетании возник в неоген-четвертичное время [44], хотя система морей некоторых океанических бассейнов, неоднократно сменявших друг друга в разных местах нынешнего океана, возникала на протяжении всего фанерозоя. Это самый молодой из ныне существующих океанов, претерпевший поступательное (а скорее колебательное) развитие на месте континентальной, во многом реликтовой, докембрийской коры. В Арктическом бассейне, наряду с типичными вновь океаническими структурами сохранились и докембрийские.
Евроазиатская ветвь АОКЗ - геоэкологическая структура III порядка
Говоря о геоэкологической структуре следует учитывать также и экологические факторы: Во-первых, это единая территория Арктической зоны России, характеризующаяся единым экономическим, политическим и правовым пространством, включая и эколого-правовое. Разница в подходах и темпах, например, освоения минеральных ресурсов достаточно отчетливо видна на примере коренных источников алмазов. Так открытые раньше канадских, месторождения Архангельской алмазоносной провинции до сих пор находятся на стадии проектирования и подготовки, в то время как канадские уже интенсивно эксплуатируются. Во-вторых, такое деление позволяет рассматривать единые глобальные и региональные тенденции развития территорий в их взаимосвязи, определять экологические последствия освоения ресурсов, учитывать возможности трансграничного переноса, особенно вдоль побережья России. В-третьих, пространственно -это морские порты вдоль Северного морского пути, который в настоящее время начинает возрождаться. Следовательно будет производиться реконструкция портовых соору 167жений, большинство из которых расположено в устьях рек, впадающих в СЛО. При этом неизбежно проведение дноуглубительных работ.
В настоящее время имеются достаточно надежные данные о массе терригенного аэрозоля, осаждающегося на поверхности океана из атмосферы [220], и о массе несомых и влекомых наносов, переносимых речным стоком, однако по существующим оценкам около 90 % (или 93% по B.C. Савенко [220]) наносов осаждается в устьях рек и не участвует в собственно океанском литогенезе [186]. Вместе с тем достаточно сложно более или менее точно определить массу терригенного осадочного материала, проникающего в отдаленные районы океана с придонными мутьевыми потоками или в результате сноса или переотложения прибрежных донных осадков. Учет этих процессов, несомненно должен привести к уменьшению интегральной величины в устьевых зонах, и немалый вклад в этом процессе будет принадлежать дноуглубительным работам и разработке шельфовых россыпей. Так исследование дельты р. Сев. Двина показало, что после проведения дноуглубительных работ отступание бровки берегового уступа составило до 9.3 м/год, тогда как до проведения работ величина размыва была 0.2-7.1 м/год. Таким образом изменится количество терригенного материала, поступающего в океан или шельфо-вые моря с материков, а, следовательно, количество поступающего ЗВ и скорости их захоронения в донных осадках.
Кроме того, сам Северный морской путь является сквозным «каналом» поставки загрязнений вдоль Арктического побережья, что сказывается на специфике трансформации островов и архипелагов Арктики, связанной с однонаправленным характером грузопотока (механическое загрязнение) [161].
Существует и.другой вариант проведения границы между Евроазиатской и Североамериканской литосферными плитами. Со времен появления тектоники плит постоянно оставалась спорной трактовка границ между этими плитами. Глобальная система срединных океанических хребтов на востоке Арктики прерывалась. До настоящего времени остается невыясненным, каким образом соединяются или могли бы соединяться хребет Хуан-де-Фука, ограничивающий на северо-западе Североамериканскую плиту и хребет Гаккеля или Срединно-Арктический хребет [219]. Общепринято проведение продолжения рифта Срединно-Арктического хребта в пределы шельфа моря Лаптевых, правда в различных трактовках. Существует ряд геологических фактов, противоречащих, или ставящих под сомнение, подобную трактовку, что и привело ряд авторов [219] к выводу о возможности проведения межплитной границы по системе кайнозойских прогибов (рис. 41) вдоль северо-западного и южного края континентального шельфа Берингова моря. Прогибы протягиваются практически непрерывной полосой в 1000 км от края шельфа вплоть до рифта Святого Георга вдоль правосторонних сдвигов и имеют характер бассейнов сдвигового-раздвигового типа с мощностью осадков от 7 до 11 км. Далее на восток система Наваринских рифтов срезается сдвигом Контакт, переходящим на юге Аляски в систему сдвигов Королевы Шарлотты, ограничивающую на севере хребет Ху-ан-де-Фука. Таким образом, по мнению этих авторов, «кайнозойские рифты на континентальном шельфе морей Восточной Арктики позволяют соединить срединно-океанические хребты Атлантики и Пацифики в единый глобальный замкнутый пояс» [257, с. 86]. Таковы геологические соображения по поводу границы Евроазиатской ветви АОКЗ, которые вкупе с геоэкологическими позволяют к Евроазиатской ветви АОКЗ, как геоэкологической структуре отнести всю российскую часть окраинно-континентальной зоны.
Специфика геодинамического режима Арктического сегмента земной коры находит свое отражение и режиме функционирования Арктической континентально - окраинной зоны. В зависимости от направленности взаимодействия континентальных и океанических масс земной коры и литосферы в целом, или того, испытала она относительно длительный период устойчивого развития, или подверглась мощному тектоническому воздействию на последних этапах тектогенеза, континентальные окраины делятся на типы атлантических, или пассивных (растяжения) и тихоокеанских (сжатия). Таким образом, разделение окраин проводится по преобладающему режиму и связанной с ним структуре.
![Диагностика гибернирующего миокарда и прогностические аспекты коронарной эндоваскулярной и консервативной тактики лечения больных с острым коронарным синдромом без подъема сегмента ST и стабильной стенокардией [Электронный ресурс]](/i/i/4404/191770.png "Диагностика гибернирующего миокарда и прогностические аспекты коронарной эндоваскулярной и консервативной тактики лечения больных с острым коронарным синдромом без подъема сегмента ST и стабильной стенокардией [Электронный ресурс] Лавров Алексей Геннадьевич")