Геомеханические закономерности горизонтальных и вертикальных деформаций массива горных пород в районе Качканарского железорудного месторождения

С начала 2000-х годов в районе Качканарского месторождения проводились наблюдения за горизонтальными и вертикальными деформациями земной поверхности с применением GPS технологий. Выявлено, что все наблюдательные пункты испытывают существенные деформации. Показано, что по направлению движений преобладают субширотные подвижки, а вектор движений направлен, главным образом, на восток. Вертикальные смещения опорных пунктов имеют разнонаправленный характер, выявляются участки массива, испытывающие подъём, а также зоны, испытывающие опускание. При этом картина по вертикальным смещениям носит ячеистый характер. На основании предположения, что участки горизонтальных и вертикальных движений формируются процессами деформации породного массива в поле тектонических напряжений, выполнен геомеханический анализ движений по активным тектоническим нарушениям. Анализ базируется на закономерностях, характерных для поля тектонических напряжений в Уральском регионе. В центральной части месторождения выявлены 4 основных зоны вертикальных деформаций. Анализ разломов, разделяющих зоны сжатия и растяжения, свидетельствует, что вектор главного напряжения, генерирующего тектоническую активность горного массива, ориентирован по азимуту 285°. Проведённое исследование показывает, что верхняя часть земной коры реагирует на мощное техногенное воздействие, связанное с добычей полезного ископаемого. Природное поле тектонических напряжений генерирует активизацию существующих и образование новых тектонических нарушений. Результаты современной активизации геологической среды необходимо учитывать при эксплуатации и строительстве техногенных объектов.

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. 235–245. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-31-0-235-245.

Тагильцев Сергей Николаевич¹ — докт. техн. наук, профессор, заведующий кафедрой гидрогеологии, инженерной геологии и геоэкологии, tagiltsev@k66.ru,
Панжин Андрей Алексеевич² — канд. техн. наук, ученый секретарь, panzhin@igduran.ru,
¹ Уральский государственный горный университет, 620144, г. Екатеринбург, ул. Куйбышева, д. 30,
² Институт горного дела Уральского отделения Российской академии наук (ИГД УрО РАН), 620075 г. Екатеринбург, ГСП-219, Мамина-Сибиряка 58.

Панжин А.А.

1. Тагильцев С.Н. Закономерности пространственного расположения тектонических нарушений в поле современного напряженного состояния земной коры // Горный журнал. Изв. ВУЗов. — 2018. № 7. С. 52—66.

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

3. Влох Н.П. Управление горным давлением на подземных рудниках. — М.: Недра, 1994. — 207 с.

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

5. Артюшков Е.В. Физическая тектоника — М.: Наука, 1993. — 302 с.

6. Тектонический кодекс России //Г.С. Гусев, Н.В. Межелевский, А.В. Гущин и др. — М.: Геокарт: Геос, 2016. — 240 с.

7. Foulger G.R., Wilson M.P., Gluyas J.G., Julian B.R., Davies R.J. Global review of human-induced earthquakes // Earth-Science Reviews. — 2018. — T. 178. — pp. 438—514.

8. Гончаров М.А., Талицкий В.Г., Фролова Н.С. Введение в тектонофизику — М.: КДУ, 2005. — 496 с.

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

10. Zoback M.L. Firstand Second-Order Patterns of Stress in the Lithosphere: The World Stress Map Project//Journal of Geophysical Research, 1992. — V.97. — no B8. pp. 11761–11782.

11. Bird C. Planetary Grid. //New Age Journal. 5. 1975. pp. 36—41.

12. Golozubov V.V., Kasatkin S.A., Malinovskii A.I., Nechayuk A.E., Grannik V.M. Dislocations of the Cretaceous and Cenozoic complexes of the northern part of the West Sakhalin Terrane. // Geotectonics. — 2016. — 50 (4). — pp. 439—452.

13. Тагильцев С.Н., Кибанова Т.Н. Гидрогеомеханические структуры растяжения и сжатия в поле современных тектонических напряжений. // Изв. Вузов. Горный журнал. 2017. № 7. С. 63—69.

14. Ma C., Meyers S.R., Sageman B.B. Theory of chaotic orbital variations confirmed by Cretaceous geological evidence // Nature — 2017. – T. 542 (7642). – P.468—470.

15. Zanutta A., Negusini M., Vittuari L. et al. Monitoring geodynamic activity in the Victoria Land, East Antarctica: Evidence from GNSS measurements // Journal of Geodynamics. — 2017. — Vol. 110. — pp. 31—42.