Особенности геофизических и геохимических экоаномалий

Физические и геохимические аномалии, оказывающие определенное воздействие на организмы и человека, можно назвать э коаномалиями. В настоящее время вводятся также новые понятия, характеризующие эко-геохимические и геоэкологические особенности эле­ментов: их литотоксичность (табл. 11), а также гидротоксичность - атмотоксичность, геоэкофильность и показатели геоэкологичности.

В целом аномалии разделяются на две большие группы: естественные (природные), обусловленные геоло­гическими факторами, и техногенные (искусственные), созданные человеком.

Природные экоаномалии и их источники постоянно существуют независимо от желания человека. Они яв­ляются отражением разнообразных эндогенных и экзогенных геодинамических, а также физико-химических процессов, протекающих в геологической среде. Большая их часть обусловлена рудными залежами, неметаллическими полезными ископаемыми и отдельными геоло­гическими структурами. Источники таких аномалий можно разделить на три большие группы.

К первой группе относятся объекты, генерирующие длительно существующие, достаточно постоянные во времени и пространстве физические и геохимические поля. Так, в зоне окисления сульфидных месторождений возникает сложная система электрических и темпера­турных полей, аномалий Си, Zn, Pb, Sc, Cd, In, SO₂, CO₂ и др. Активные глубинные разломы, являющиеся источником линейной формы, поставляющие на поверхность Земли эманации гелия, углеводородов, радиоактивных газов (в том числе радона), создают соответствующие локальные аномалии.

По степени экологического воздействия как источник, так и аномалии могут быть разделены на высокоопасные (окисные месторождения U, сернистые руды Bi, Те, Se, As, Sb, Hg, Cu и др.), умеренноопасные (месторождения Pb, Zn в карбонатных породах, месторождения галоидных соединений и др.), малоопасные (месторождения слюды, талька, драгоценных камней и др.).

Вторую группу составляют те из них, которые создают физические и геохимические поля или локальные ано­малии, предшествующие геологическим процессам, про­текающим практически мгновенно и носящим характер катаклизмов. К таким процессам относятся в первую очередь землетрясения, предвестниками которых являет­ся образование различных аномалий: сейсмических, электрических, магнитных, деформаций поверхности рельефа, гидрогеологических, газохимических.

К третьей группе относится Солнце, всплески актив­ности которого вызывают магнитные бури, перераспре­деление теллурических токов в геологической среде и др.

Искусственные экоаномалии чрезвычайно разнооб­разны по размерам, форме и внутреннему строению. Большинство из них имеет комплексный характер. Они являются результатом излучения и рассеивания разных видов энергии и вещества.

Так, труба теплоэлектростанции, работающей на угле, рассеивает пыль, тепловую и радиоактивную энергию (за счет присутствия в угле радиоактивных соединений), создает в почвах многокомпонентные вторичные ореолы рассеяния U, Th, Ge, S, а в нижних частях тропосферы -агрохимические или газовые ореолы рассеяния соеди­нений С, N, S.

Главными источниками искусственных аномалий явля­ются городские агломерации, сельскохозяйственные ком­плексы, промышленные и горнодобывающие предприя­тия, электростанции, транспортные магистрали, линии электропередач и кабели связи, радио-, телекомму­никационные системы, аэродромы, площадки для запуска ракет, нефтебазы, склады ГСМ, хранилища химических и радиоактивных отходов, золоотвалы, хвостохранилища, полигоны для испытания различных, в том числе и ядерных, вооружений.

Размеры и амплитуды искусственных аномалий часто соизмеримы, а в отдельных случаях многократно превы­шают природные аномалии.

Например, авария Чернобыльской АЭС создала ра­диоактивную аномалию, по суммарной площади, спектру радионуклидов и интенсивности излучения превосхо­дящую любой из известных природных геологических объектов. Максимальные концентрации и суммарные запасы некоторых тяжелых и редких металлов в золоотвалах и хвостохранилищах в отдельных случаях превосходят запасы тех же полезных ископаемых в природных месторождениях. Напряженность электромагнитных полей мощных радиостанций, ЛЭП во много раз превышает таковую при проведении на рудных телах электроразведочных работ.

Физические и геохимические экоаномалии обладают некоторыми специфическими особенностями:

1) их источники обычно располагаются на дневной поверхности или в верхней части геологического разреза;

2) они имеют крайне ограниченную вертикальную мощность при плоскостном, площадном характере рас­пространения;

3) в отличие от природных аномалий, связанных с руд­ными залежами и геологическими структурами, создаю­щих физические поля и первичные ореолы рассеяния, грубоконцентричные по отношению к аномалиеобразующим объектам техногенные экоаномалии распреде­ляются вдоль путей перемещения воздушных масс, подземного и поверхностного стока, вдоль автомо­бильных и железнодорожных магистралей и т.д.;

4) для экоаномалий характерно не только простран­ственное совпадение и наложение нескольких физиче­ских полей, но и совмещение совершенно разнородных аномальных параметров.

Так, вдоль автомагистрали, включающей полотно доро­ги с кюветами и полосой отчуждения, ЛЭП, воздушные и подземные линии связи, трубопроводы, возникают: а) комплексные ореолы Pb, Hg, Zn, бензопирена, азоти­стых, сернистых и других соединений за счет выхлопных газов; б) первичные и вторичные электромагнитные поля, индуцируемые в электропроводниках ЛЭП и линий связи; в) электрические потенциалы за счет фильтра­ции метеорных вод через подушку полотна дороги; г) сейсмические и акустические колебания при движении автотранспорта.

По относительным размерам среди экоаномалий выде­ляют: точечные (например, за счет скоплений акцессор­ных минералов в породе или утерянного ампульного эталона радиоактивного излучения), локальные (напри­мер, возникшие на месте свалки бытовых отходов или небольшого рудного тела с определенными токсичными элементами-примесями), региональные (в частности, образующиеся вследствие токсичных выбросов крупной ТЭЦ).