Закономерности проявления разломов Печоро-Колвинского авлакогена в поле радона

Yuliya E. Ezimova; Valery V. Udoratin; Aleksandra Sh. Magomedova

doi:10.21638/spbu07.2022.102

Authors

Yuliya E. Ezimova Institute of Geology FRC Komi SC UB RAS, Pervomayskaya st. 54, Syktyvkar, Russia, 167982
Valery V. Udoratin Institute of Geology FRC Komi SC UB RAS, Pervomayskaya st. 54, Syktyvkar, Russia, 167982
Aleksandra Sh. Magomedova Institute of Geology FRC Komi SC UB RAS, Pervomayskaya st. 54, Syktyvkar, Russia, 167982

DOI:

https://doi.org/10.21638/spbu07.2022.102

Abstract

The article presents results of an express radon survey on the territory of the Pechora-Kozhvinsky and Kolvinsky megswells, which are part of the Pechora-Kolvinsky aulacogen. Radon studies were carried out along profiles across the large structure-forming faults, identified on the basis of seismic data. The results show that faults in the radon field correspond to areas with increased values of the radon volumetric activity. In the course of radon studies, main patterns of the manifestation of faults in the radon field were established. The faults may correspond to the maxima of volume activity of radon against the background of low values or to zones with a minimum concentration of radon. In addition, areas with abnormal radon concentrations not associated with known fractures were identified. The systems faults are characterized by wider radon anomalies or alternation of maxima and minima of radon volumetric activity along the profile. The maximum radon concentration is recorded in the fault zones that are closest to the surface, as well as in faults along which large amplitudes of vertical displacements are noted. Similar levels of radon concentration are observed within the normal faults and thrust faults, covered by sedimentary rocks. Most of the studied faults, according to the relative indicator of radon activity, belong to the group of high radon activity. The concentration of radon in the soil air within the faults varies both in the transverse and longitudinal directions. In some areas, the radon volumetric activity of at the same level at different times. This proves the existence of a constant radon flux. The main factors affecting the formation, transport to the surface, and accumulation of radon in the soil are the composition and depth of the basement, the internal structure of fault zones, the degree of porosity and fracturing of rocks and modern geodynamics of the region. Thus, radon survey as an additional method to other geophysical methods can be used to map faults and identify various blocks that differ in fluid-geochemical features.

Keywords:

Pechora-Kolvinsky aulacogen, faults, radon volumetric activity, geophysical fields, Baikal basement

Downloads

Download data is not yet available.

References

Белонин, М. Д., Буданов, Г. Ф., Данилевский, С. А., Прищепа, О. М., Теплов, Е. Л. (2004). Тимано-Печорская провинция: геологическое строение, нефтегазоностность и перспективы освоения. СПб.: Недра.

Белякова, Л. Т., Богацкий, В. И., Богданов, Б. П., Довжикова, Е. Г., Ласкин, В. М. (2008). Фундамент Тимано-Печорского нефтегазоносного бассейна. Киров: Кировская областная типография.

Березина, Е. В. (2014). Приземные концентрации и потоки радона-222 на территории России и оценки биогенных эмиссий углекислого газа, метена и сухого осаждения озона. Диссертация… канд. физ.-мат. наук.

Богданов, М. М., Корюкина, Н. Г., Лапкина, Н. С. (2002). Палеотектонические и термобарические предпосылки формирования УВ скоплений в карбонатном нижнепалеозойском комплексе Печоро-Колвинского авлакогена Тимано-Печорского бассейна. Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений, 10, 28–35.

Довжикова, Е. Г. (2007). Позднекембрийский магматизм Припечорской зоны разломов (центральной части Печорской плиты). Диссертация… канд. геол.-минерал. наук.

Дружинин, В. С., Мартышко, П. С., Начапкин, Н. И., Осипов, В. Ю., Удоратин, В. В. (2013). Модель докембрия Тимано-Печорского геоблока. Вестник ИГ Коми НЦ УрО РАН, 19, 1–8.

Езимова, Ю. Е., Удоратин, В. В., Магомедова, А. Ш. (2017). Локализация тектонических нарушений Печоро-Колвинского авлакогена по сейсмическим данным и их проявление в поле радона. Вестник ИГ Коми НЦ УрО РАН, 9, 23–29. https://doi.org/10.19110/2221-1381-2017-9-23-29

Киляков, А. В. (2013). История развития эманационных методов и их роль в нефтяной геологии. Известия Саратовского университета. Нов. сер. Серия. Науки о Земле, 2, 57–60.

Кузьмин, Ю. О. (2007). Современная геодинамика разломов и эколого-промышленная безопасность объектов нефтегазового комплекса. Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений, 1, 33–40.

Кузьмин, Ю. О. (2016). Современная динамика опасных разломов. Физика Земли, 5, 87–101.

Левшенко, В. Т., Григорян, А. Г. (2015). Использование данных комплексных исследований при определении положения разломов в платформенных районах (на примере Рославльского разлома). Геофизические исследования, 16 (3), 55–62.

Левшенко, В. Т., Григорян, А. Г. (2018). Определение положения сейсмически активных разломов в платформенных регионах на основе комплексных профильных наблюдений. Физика Земли, 2, 25–32.

Магомедова, А. Ш., Удоратин, В. В., Езимова, Ю. Е. (2015). Отражение разломных зон и трубок взрыва Среднего Тимана в геофизических полях. Вестник ИГ Коми НЦ УрО РАН, 10, 28–34. https://doi.org/10.19110/2221-1381-2015-10-28-34

Матвеев, А. В., Автушко, М. И., Карабанов, А. К., Нечипоренко, Л. А., Плюснин С. М. (2014). Влияние зон разрывных нарушений на концентрацию радона в почвенном воздухе на территории Беларуси, Геохiм. та рудоутв, 34, 69–77.

Микляев, П. С. (2015). Научные основы оценки потенциальной радоноопасности платформенных территорий. Диссертация… д-ра геол.-минерал. наук.

Микляев, П. С., Петрова Т. Б. (2021). Исследования аномальных сезонных вариаций плотности потока радона в зоне разлома. Геохимия, 66 (4), 364–378. https://doi.org/10.31857/S001675252104004X

Носкова, Н. Н. (2019). Сейсмичность территории Республики Коми за 2000–2018 гг. Современные методы обработки и интерпретации сейсмологических данных. Материалы XIV международной сейсмологической школы Республика Молдова. Обнинск: Федеральный исследовательский центр «Единая геофизическая служба РАН».

Осадчая, Г. Г., Хохлова, Е. С. (2013). Оптимизация природопользования при освоении территориальных ресурсов южной криолитозоны Большеземельской тундры. Криосфера Земли, 17(3), 35–43.

Паровик, Р. И., Шевцов, Б. М., Фирстов, П. П. (2008). Модель переноса радона в режиме супердиффузии во фрактальной среде. Доклады Адыгской (Черкесской Международной академии наук, 10(2), 79–85.

Прищепа, О. М., Богацкий, В. И., Макаревич, В. Н., Чумакова, О. В., Никонов, Н. И., Куранов, А. В., Богданов, М. М. 2011. Новые представления о тектоническом и нефтегазогеологическом районировании Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции. Нефтегазовая геология. Теория и практика, 6(4), 1–34.

Рудаков, В. П. (2009). Эманационный мониторинг геосред и процессов. М.: Научный мир.

Семинский, К. Ж., Черемных, А. В., Бобров, А. А., Кожевников, Н. О. (2009). Разломные зоны Прибайкалья: внутренняя структура и геофизические поля. Тектонофизика и актуальные вопросы о Земле, 2, 151–156.

Семинский, К. Ж., Бобров, А. А., Дэмбэрэл, С. (2019). Соотношение радоновой и тектонической активности разломов центральной Монголии. Доклады Академии наук, 487 (5), 538–542. DOI: https://doi.org/10.31857/S0869-56524875538-542

Спивак, А. А. (2010). Особенности геофизических полей в разломных зонах. Физика Земли, 4, 55–66.

Ступакова, А. В. (2017). Тимано-Печорский бассейн. Строение и основные этапы развития. Георесурсы. Спецвыпуск, 1, 56–64. http://doi.org/10.18599/grs.19.7

Тимонин, Н. И. (1998). Печорская плита: история геологического развития в фанерозое. Диссертация… д-ра геол.-минерал. наук.

Трифонов, В. Г. (2001). Живые разломы земной коры. Соросовский образовательный журнал, 7(7), 66–74.

Удоратин, В. В., Мартышко, П. С., Овчаренко, А. В., Угрюмов, И. А. (2012). Сейсмичность европейского северо-востока России и методика геодинамического мониторинга для изучения ее природы. Вестник ИГ Коми НЦ УрО РАН, 10, 8–13.

Удоратин, В. В., Езимова, Ю. Е., Магомедова, А. Ш. (2017). Объемная активность радона в пределах разломных зон Кировско-Кажимского и Печоро-Колвинского авлакогенов. Литосфера, 17 (6), 136–152.

Удоратин, В. В., Магомедова, А. Ш., Езимова, Ю. Е. (2018). Комплексные геофизические исследования разломных зон Вычегодского прогиба. Вестник ИГ Коми НЦ УрО РАН, 12, 3–11. https://doi.org/10.19110/2221-1381-2018-12-3-11

Удоратин, В. В., Носкова, Н. Н. (2018). Глубинное строение и сейсмичность Кировско-Кажимского авлакогена. Сыктывкар: ИГ Коми НЦ УрО РАН.

Удоратин, В. В., Магомедова, А. Ш., Езимова, Ю. Е. (2019). Локальная радоновая аномалия в зоне Вычегодско-Локчимского разлома. Известия Коми научного центра УрО РАН, 1(37), 76–82. https://doi.org/10.19110/1994-5655-2019-1-76-82

Удоратин, В. В., Магомедова, А. Ш., Езимова, Ю. Е. (2020). Результаты геофизических исследований Западно-Тиманского разлома. Известия Коми НЦ УрО РАН, 1(41), 55–68. https://doi.org/10.19110/1994-5655-2020-1-55-68

Уткин, В. И. (2000). Радоновая проблема в экологии. Соровский образовательный журнал, 6(3), 73–80.

Шулейкин, В. Н. (2010). Радон почвенного и атмосферного воздуха и дегазация Земли. Георесурсы, геоэнергетика, геополитика, 1, 1–13.

Al-Hilal, M. and Al-Ali, A. (2010). The role of soil gas radon survey in exploring unknown subsurface faults at Afamia B dam, Syria. Radiation measurements, 45, 219–224.

Al-Tamimi, M. H. and Abumurad, K. M. (2001). Radon anomalies along faults in North of Jordan. Radiation Measurements, 34, 397–400.

Annunziatellis, A., Beaubien, S. E., Bigi, S., Ciotoli, G, Coltella, M. and Lombardi, S. (2008). Gas migration along fault systems and through the vadose zone in the Laters caldera (central Italy): Implications for CO2 geological storage. International journal of greenhouse gas control, 2, 353–372.

Chenhua Li, Hejun Su, Hui Zhang and Huiling Zhou (2016). Correlation between the spatial distribution of radon anomalies and fault activity in the northern margin of West Qinling Fault Zone, Central Chaina. Journal Radionalytical and Nuclear Chemistry, 308 (2), 679–686.

Ciotoli, G., Bigi, S., Tartarello, C., Sacco, P., Lombardi, S., Ascione, A. and Mazzoli, S. (2014). Soil gas distribution in the main coseismic surface rupture zone of the 1980, Ms=6.9, Irpinia earthquake (southern Italy). J. Geophys. Res. Solid Earth, 119, 2440–246. https://doi.org/10.1002/2013JB010508.

Ciotoli, G., Lombardi, S. and Annunziatellis, A. (2007). Geostatistical analysis of soil gas data in a high seismic intermontane basin: Fucino Plain, central Italy. J. Geophys. Res., 112 (B05407). https://doi.org/10.1029/2005JB004044

Davidson, J., Fairley, J., Nicol, A., Gravley, D. and Ring, U. (2016). The origin of radon anomalies along normal faults in an active rift and geothermal area. Geosphere, 12(5), 1657–1669. https://doi.org/10.1130/GES01321.1

Fernandez, D., Fusella, E., Avila, Yi., Salas, Jh, Neixeira, D, Fernandez, G, Sajo Bohus L., Greaves E., Barros H., Bolivar M. and Regalado J. (2016). Soil gas radon and toron measurement in some Venezuelan oilfields. Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 307, 801–810. https://doi.org/10.1007/s10967-015-4354-4

Guerra, M. and Lombardi, S. (2001). Soil-gas method for tracing neotectonics faults in clay basins: the Pisticci field (Southern Italy). Tectonophysics, 339, 511–522.

Ioannides, K., Papachristodoulou, C., Stamoulis, K., Karamanis, D., Pavlides, S., Chatzipetros, A. and Karakala, E. (2003). Soil gas radon: a tool for exploring active faults zones. Applied radiation and isotopes, 59, 205–213.

Kemski, J., Klingel, R., Schneiders, H., Siehl, A. and Wiegand, J. (1992). Geological structure and geochemistry controlling radon in soil gas. Radiation protection dosimetry, 45 (1/4), 235–239.

King, C., King, B. and Evans, W. C. (1996). Spatial radon anomalies on active faults in California. Applied Geochemistry, 11, 497–510.

King, C., Zhang W. and King, B. (1993). Radon anomalies on three kinds of faults in California. Pure and applied geophysics, 141, 111–124.

Kunturo, Yu., Setiawan, H., Wijayanti, T. and Haerudin, N. (2018). The correlation between radon emission concentration and subsurface geological condition. 41st HAGI Annual convention and Exhibition 2016. 26–29 September 2016, Lampung, Indonesia, 132, 1–8. https://doi.org/10.1088/1755-1315/132/1/012020

Lopez, J., Dena Ornelas, O., Sajo-Bohus, L. and Rodriguez, G. (2016). Correlation between underground radon gas and dormant geological faults. Journal of Nuclear Physics. Material Sciences, Radiation and Applications, 4 (1), 265–275. https://doi.org/10.15415/jnp.2016.41025

Miklyaev, P. S., Petrova, T. B., Marennyy, A. M., Scchitov, D. V., Sidyakin, P. A., Murzabekov, M. A. and Lopatin, M. N. (2020). High seasonal variations of the radon exhalation from soil surface in the fault zones (Baikal and North Caucasus regions). Journal of Environmental Radioactivity, 219 https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2020.106271

Moreno, V., Bach, J., Font, Ll., Baixeras, C., Zarroca, M., Linares, R. and Roque, C. (2016). Soil radon dynamics in the Amer fault zone: an example of very high seasonal variations. Journal of Enviromental Radioactivity, 151, 293–303. http://dx.doi.org/10.1016/j.jenvrad.2015.10.018

Seminsky, K. Zh. and Demberel, S. (2013). The first estimations of soil-radon activity near faults in Central Mongolia. Radiation Measurements, 49, 19–34. http://dx.doi.org/10.1016/j.radmeas.2012.12.013

Sun, X., Yang, P., Xiang, Y., Si, X. and Liu, D. (2017). Across-fault distributions of radon concentrations in soil gas for different tectonic environments. Geosciences Journal, 22 (2), 227–239. http://dx.doi.org/10.1007/s12303-017-0028-2

Udoratin, V. V., Ezimova, Yu.Ye. and Magomedova, A. Sh. (2020). Technique for measuring radon volumetric activity in platform region. Izvestiya, phisics of the solid Earth, 56 (4), 558–569

Walia, V., Mahajan, S., Kumar, A., Singh, S., Bajwa, B. S., Dhar, S. and Yang, T. F. (2008). Fault delineation study using soil-gas method in the Dharamsala area NW Himalayas, India. Radiation Measurements, 43, 337–342.

Xuan, P. T., Duong, N. A., Chinh, V. V., Dang, P. T., Qua, N. X. and Pho, N. V. (2020). Soil gas radon measurements for indentifying active faults in Thua Thien Hue (Vietnam). Journal of environment protection, 8, 44–64. https://doi.org/10.4236/gep.2020.87003

Yang, Y., Li, Y., Guan, Z., Chen, Z., Zhang, L., Chao, Jia Lv and Sun, F. (2018). Correlation between the radon concentration in soil gas and the activity of Anninghe and the Zemuhe faults in Sichuan, southwestern of China. Applied Geochemistry, 89, 23–33. https://doi.org/10.1016/j.apgeochem.2017.11.006