РОЛЬ СТРУКТУРНОГО ФАКТОРА В РАСПРЕДЕЛЕНИИ ПОДЗЕМНЫХ ВОД С ПОВЫШЕННЫМ СОДЕРЖАНИЕМ РАДОНА НА ЮГО-ЗАПАДНОМ ФЛАНГЕ ЮЖНО-БАЙКАЛЬСКОЙ РИФТОВОЙ ВПАДИНЫ

В статье рассмотрены закономерности распространения подземных вод с повышенной концентрацией радона на примере региона, который при типовой геохимической обстановке по содержанию в породах урана отличается высокой геодинамической активностью и, как следствие, сложным разломным строением. Впервые для юго-западного фланга Южно-Байкальской рифтовой впадины проведено массовое иссле­дование объемной активности радона (Q) в разнотипных водопроявлениях. Опробование 93 родников, скважин, колодцев, озер и мелких ручьев юго-западного побережья оз. Байкал показало, что величина Q на участке Култук – Выдрино варьируется от 0 до 81.1 Бк/л. Наибольшие концентрации характерны для подземных вод и распределены в пределах участка исследований неравномерно. Цепочка максимумов параметра Q имеет северо-западное простирание и протягивается вдоль берега оз. Байкал. Главную роль в подобном распределении, а также в локализации отдельных водопроявлений с Q>15 Бк/л играет структурный фактор. Согласно данным парагенетического анализа разломной и трещинной сети на участке Култук – Выдрино, он определяется строением и этапностью формирования крупнейшей в регионе зоны Главного Саянского разлома, отрезок которой представляет юго-западный фланг Южно-Байкальской котловины. Водопроявления с повышенным содержанием радона располагаются на участках с высокой плотностью разломов 2-го порядка и тяготеют к узлам пересечения северо-западных нарушений с поперечными разрывами, испытавшими многократную активизацию. Дополнительным фактором, влияющим на степень радиоактивности вод, является их температура, которая характеризуется обратной связью с параметром Q. Как следствие, появление в зонах разломов 2-го порядка водопунктов с Q>15 Бк/л, кроме наличия разломных узлов, может быть связано с локальным понижением температуры подземных вод. Результаты проведенных исследований свидетельствуют об определенных перспективах региона в плане поиска вод с повышенным содержанием радона, пригодных для использования в бальнеологии. Это может способствовать увеличению туристско-рекреационного потенциала юго-западного побережья оз. Байкал, что особенно актуально для развития г. Байкальска, где недавно было закрыто градообразующее предприятие – целлюлозно-бумажный комбинат.

1. Agarwal M., Gupta S.K., Deshpande R.D., Yadava M.G., 2006. Helium, radon and radiocarbon studies on a regional aquifer system of the North Gujarat–Cambay region, India. Chemical Geology 228 (4), 209–232. https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2005.10.007.

2. Aleksandrov V.K., Taskin A.P., 1990. Regional strike-slip faults in East Siberia, and the dynamics of their formation. Geotektonika (Geotectonics) (3), 50–58 (in Russian) [Александров В.К., Таскин А.П. Региональные сдвиги Восточной Сибири и динамика их формирования // Геотектоника. 1990. № 3. С. 50–58].

3. Baikal Branch of the Geophysical Survey, 2017. The main catalogue of events. Available from: http://seis-bykl.ru (last accessed February 10, 2016) (in Russian) [Байкальский филиал геофизической службы. Основной каталог событий. Режим доступа: http://seis-bykl.ru (дата обращения: 10.02.2017)].

4. Balla Z., Kuzmin M., Levi K., 1991. Kinematics of the Baical opening: results of modeling. Annales Tectonicae 5 (1), 18–31.

5. Berzin N.A., 1967. Zone of the Main Fault in the Eastern Sayan. Nauka, Moscow, 147 p. (in Russian) [Берзин Н.А. Зона Главного разлома Восточного Саяна. М.: Наука, 1967. 147 с.].

6. CAMERA-01 Measuring Equipment Set for Radon Monitoring, 2003. Manual. NITON, Moscow, 24 p. (in Russian) [Комплекс измерительный для мониторинга радона «КАМЕРА-01». Руководство по эксплуатации. М.: НИТОН, 2003. 24 с.].

7. Erdogan M., Eren N., Demirel S., Zedef V., 2013. Determination of radon concentration levels in wellwater in Konya, Turkey. Radiation Protection Dosimetry 156 (4), 489–494. https://doi.org/10.1093/rpd/nct099.

8. Golenetsky S.I., Misharina L.A., 1978. Seismicity and earthquake focal mechanisms in the Baikal rift zone. Tectonophy¬sics 45 (1), 71–85. https://doi.org/10.1016/0040-1951(78)90225-1.

9. Guerra M., Etiope G., 1999. Effects of gas-water partitioning, stripping and channelling processes on radon and helium gas distribution in fault areas. Geochemical Journal 33 (3), 141–151. https://doi.org/10.2343/geochemj.33.141.

10. Lamakin V.V., 1968. Neotectonics of the Baikal Basin. Nauka, Moscow, 247 p. (in Russian) [Ламакин В.В. Неотектоника Байкальской впадины. М.: Наука, 1968. 247 с.].

11. Levi K.G., Zadonina N.V., Yazev S.A., Voronin V.I., 2012. Modern Geodynamics and Heliogeodynamics. Publishing House of the Irkutsk State University, Irkutsk, 539 p. (in Russian) [Леви К.Г., Задонина Н.В., Язев С.А., Воронин В.И. Современная геодинамика и гелиогеодинамика. Иркутск: Изд-во ИГУ, 2012. 539 с.].

12. Levi K.G., Arzhannikova A.V., Buddo V.Yu., Kirillov P.G., Lukhnev A.V., Miroshnichenko A.I., Ruzhich V.V., Sankov V.A., 1997. Modern geodynamics of the Baikal rift. Razvedka i Okhrana Nedr (Prospect and Protection of Mineral Resources) (1), 10–20 (in Russian) [Леви К.Г., Аржанникова А.В., Буддо В.Ю., Кириллов П.Г., Лухнев А.В., Мирошниченко А.И., Ружич В.В., Саньков В.А. Современная геодинамика Байкальского рифта // Разведка и охрана недр. 1997. № 1. С. 10–20].

13. Logachev N.A., 2003. History and geodynamics of the Baikal rift. Geologiya i Geofizika (Russian Geology and Geophysics) 44 (5), 391–406.

14. Logachev N.A., Florensov N.A., 1977. Baikal system of rift valleys. In: N.A. Florensov (Ed.), Role of rifting in the geological history of the Earth. Nauka, Novosibirsk, p. 19–29 (in Russian) [Логачев Н.А., Флоренсов Н.А. Байкальская система рифтовых долин // Роль рифтогенеза в геологической истории Земли / Ред. Н.А. Флоренсов. Новосибирск: Наука, 1977. С. 19–29].

15. Lomonosov I.S., Kustov Yu.I., Pinneker E.V., 1977. Mineral Waters of Pribaikalie. East Siberian Publishing House, Irkutsk, 224 p. (in Russian) [Ломоносов И.С., Кустов Ю.И., Пиннекер Е.В. Минеральные воды Прибайкалья. Иркутск: Вост.-Сиб. кн. изд-во, 1977. 224 с.].

16. Malakootian M., Khashi Z., Iranmanesh F., Rahimi M., 2014. Radon concentration in drinking water in villages nearby Rafsanjan fault and evaluation the annual effective dose. Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry 302 (3), 1167–1176. https://doi.org/10.1007/s10967-014-3345-1.

17. Melnikova V.I., Radziminovich N.A., 1998. Mechanisms of action of earthquake foci in the Baikal region over the period 1991–1996. Geologiya i Geofizika (Russian Geology and Geophysics) 39 (11), 1598–1607.

18. Myasnikov A.A., Samovich D.A., Kokarev A.A., Gavrilov L.P., 2009. Uranium-bearing capacity and radiation-ecological situation in the southern regions of East Siberia. In: Radioactivity and Radioactive Elements in Human Environment. Proceedings of the 3rd International Conference (June 23–27, 2009, Tomsk). STT, Tomsk, p. 398–403 (in Russian) [Мясников А.А., Самович Д.А., Кокарев А.А., Гаврилов Л.П. Ураноносность и радиационно-эколо¬гическая обстановка территории юга Восточной Сибири // Радиоактивность и радиоактивные элементы в среде обитания человека: Материалы III Международной конференции (23–27 июня 2009 г., г. Томск). Томск: STT, 2009. С. 398–403].

19. Radziminovich N.A., 2010. Focal depths of earthquakes in the Baikal region: a review. Izvestiya, Physics of the Solid Earth 46 (3), 216–229. https://doi.org/10.1134/S1069351310030043.

20. San’kov V.A., Chipizubov A.V., Lukhnev A.V., Smekalin O.P., Miroshnichenko A.I., Calais E., Déverchère J., 2004. Assessment of a large earthquake risk in the zone of Main Sayan fault using GPS geodesy and paleoseismology. Geologiya i Geofizika (Russian Geology and Geophysics) 45 (11), 1369–1376.

21. Schubert M., Paschke A., Lieberman E., Burnett W.C., 2012. Air-Water partitioning of 222Rn and its dependence on water temperature and salinity. Environmental Science & Technology 46 (7), 3905–3911. https://doi.org/10.1021/es204680n.

22. Seminsky K.Zh., 2003. The Internal Structure of Continental Fault Zones. Tectonophysical Aspect. GEO Branch, Publi¬shing House of SB RAS, Novosibirsk, 243 p. (in Russian) [Семинский К.Ж. Внутренняя структура континентальных разломных зон. Тектонофизический аспект. Новосибирск: Изд-во СО РАН, филиал «Гео», 2003. 243 с.].

23. Seminsky K.Zh., 2009. Major factors of the evolution of basins and faults in the Baikal rift zone: Tectonophysical ana¬lysis. Geotectonics 43 (6), 486–500. https://doi.org/10.1134/S001685210906003X.

24. Seminsky K.Zh., 2012. Internal structure of fault zones: spatial and temporal evolution studies on clay models. Geodynamics & Tectonophysics 3 (3), 183–194. https://doi.org/10.5800/GT-2012-3-3-0070.

25. Seminsky K.Zh., 2014. Specialized mapping of crustal fault zones. Part 1: Basic theoretical concepts and principles. Geodynamics & Tectonophysics 5 (2), 445–467 (in Russian) [Семинский К.Ж. Спецкартирование разломных зон земной коры. Статья 1: Теоретические основы и принципы // Геодинамика и тектонофизика. 2014. Т. 5. № 2. С. 445–467]. https://doi.org/10.5800/GT-2014-5-2-0136.

26. Seminsky K.Zh., 2015. Specialized mapping of crustal fault zones. Part 2: Main stages and prospects. Geodynamics & Tectonophysics 6 (1), 1–43 (in Russian) [Семинский К.Ж. Спецкартирование разломных зон земной коры. Статья 2: Основные этапы и перспективы // Геодинамика и тектонофизика. 2015. Т. 6. № 1. С. 1–43]. https://doi.org/10.5800/GT-2015-6-1-0170.

27. Seminsky K.Zh., Seminsky A.K., 2016. Radon in groundwaters in the Baikal region and Transbaikalia: variations in space and time. Geodynamics & Tectonophysics 7 (3), 477–493 (in Russian) [Семинский К.Ж., Семинский А.К. Радон в подземных водах Прибайкалья и Забайкалья: пространственно-временные вариации // Геодинамика и тектонофизика. 2016. Т. 7. № 3. С. 477–493]. https://doi.org/10.5800/GT-2016-7-3-0218.

28. Seminsky K.Zh., Seminsky Zh.V., 2016. Special Mapping of the Crustal Fault Zones, and Its Possibilities in Studying the Structural Control of Kimberlites in the Alakit-Markha Field, Yakutian Diamond Province. Publishing house of the Irkutsk State Technical University, Irkutsk, 204 p. (in Russian) [Семинский К.Ж., Семинский Ж.В. Спецкартирование разломных зон земной коры и его возможности в исследовании структурного контроля кимберлитов в Алакит-Мархинском поле Якутской алмазоносной провинции. Иркутск: Изд-во ИРНИТУ, 2016. 204 с.].

29. Sherman S.I., Bornyakov S.A., Buddo V.Yu., 1983. Areas of Dynamic Influence of Faults (Modelling Results). Nauka, Novosibirsk, 112 p. (in Russian) [Шерман С.И., Борняков С.А., Буддо В.Ю. Области динамического влияния разломов (результаты моделирования). Новосибирск: Наука, 1983. 112 с.].

30. Sherman S.I., Dem’yanovich V.M., Lysak S.V., 2004. Active faults, seismicity and fracturing in the lithosphere of the Baikal rift system. Tectonophysics 380 (3–4), 261–272. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2003.09.023.

31. Sherman S.I., Dneprovsky Yu.I., 1989. Stress Fields of the Earth's Crust and Geological and Structural Methods of Their Study. Siberian Branch, Nauka, Novosibirsk, 158 p. (in Russian) [Шерман С.И., Днепровский Ю.И. Поля напряжений земной коры и геолого-структурные методы их изучения. Новосибирск: Наука. СО, 1989. 158 с.].

32. Sherman S.I., Seminsky K.Zh., Bornyakov S.A., Buddo V.Yu., Lobatskaya R.M., Adamovich A.N., Truskov V.A., Babichev A.A., 1991. Faulting in the Lithosphere. Shear Zones. Nauka, Siberian Branch, Novosibirsk, 261 p. (in Russian) [Шер-ман С.И., Семинский К.Ж., Борняков С.А., Буддо В.Ю., Лобацкая Р.М., Адамович А.Н., Трусков В.А., Бабичев А.А. Разломообразование в литосфере. Зоны сдвига. Новосибирск: Наука. СО, 1991. 261 с.].

33. Sim L.A., 1991. The study of tectonic stresses from geological indicators (methods, results, and recommendations). Izvestia vuzov. Geologiya i Razvedka (Geology and Exploration) (10), 3–22 (in Russian) [Сим Л.А. Изучение тектонических напряжений по геологическим индикаторам (методы, результаты, рекомендации) // Известия вузов. Геология и разведка. 1991. № 10. С. 3–22].

34. Soloviev S.L., Kovochev S.A., Misharina L.A., Ufimtsev G.F., 1989. Seismicity of transverse faults in the Olkhon – Svyatoy Nos zone of Lake Baikal. Doklady AN SSSR 309 (1), 61–64 (in Russian) [Соловьев С.Л., Ковочев С.А., Мишарина Л.А., Уфимцев Г.Ф. Сейсмичность поперечных нарушений в Ольхон-Святоносской зоне оз. Байкал // Доклады АН СССР. 1989. Т. 309. № 1. С. 61–64].

35. Steinitz G., Vulkan U., Lang B., Gilat A., Zafrir H., 1992. Radon emanation along border faults of the rift in the Dead Sea area. Israel Journal of Earth Sciences 41 (1), 9–20.

36. Suvorov A.I. (Ed.), 1977. Faults and Horizontal Movements in the Mountain Structures of the USSR. Nauka, Moscow, 136 p. (in Russian) [Разломы и горизонтальные движения горных сооружений СССР / Ред. А.И. Суворов. М.: Наука, 1977. 136 с.].

37. Vlasov O.N., Tkachuk V.G., Tolstikhin N.I. (Eds.), 1962. Mineral Waters in the Southern Regions of East Siberia. Pub¬lishing House of the USSR Acad. Sci., Moscow, Leningrad, vol. 2, 220 p. (in Russian) [Минеральные воды южной части Восточной Сибири / Ред. Н.А. Власов, В.Г. Ткачук, Н.И. Толстихин. М.–Л.: Изд-во АН СССР, 1962. Т. 2. 220 с.].