ОЦЕНКА ГОРНЫХ ПОРОД КАК ПОТЕНЦИАЛЬНЫХ
ИСТОЧНИКОВ СОДЕРЖАНИЯ И ВЫДЕЛЕНИЯ РАДОНА
Ахременко С.А., Гегерь В.Я., Федоренко Е.А. (БГИТА, г. Брянск, РФ)
Объектами исследований являются радоносодержащие и радоновыделяющие породы, в том числе и на территории Брянской области. Результатом работы является выделение участков и территорий, имеющих геологическое строение, способствующее радоносодержанию и радоновыделению различными породами, залегающими на территории области.
Основными радионуклидами, встречающимися в горных породах, следует считать калий-40 и члены радиоактивных семейств, берущих начало соответственно от урана-238 и тория-232. В общем виде рост содержания урана и тория в магматических породах происходит по схеме от основных к кислым компонентам.
Так, в базальтах и габбро содержание урана в среднем составляет от 0,59×10-6 до 0,96×10-6 г/г, тория – от 2,7×10-6 до 3,9×10-6 г/г, в гранитах – соответственно 3,0×10-6 и 13,2×10-6 г/г.
Осадочные породы, являющиеся в основном продуктами разрушения материнских, в том числе и магматических пород, содержат в среднем 3,0×10-6 г/г урана и 13,2×10-6 г/г тория, а почвы – соответственно 2,9×10-6 и 9,0×10-6 г/г урана и тория.
Изотопы урана при образовании из распадающихся из урана и тория остаются внутри структуры минерала, либо накапливаются в порах, капиллярах, трещинах, эманируя затем в воздух или в какую-либо другую среду в результате демпфирования горных пород. Процесс эманирования усиливается при наличии вторичного изменения минералов или нарушения равновесия физической системы пород. Наибольшую эманирующую способность имеют рыхлые отложения, эманирование которых определяется присутствием механических или солевых ареолов рассеяния радиоактивных элементов.
Значительное количество урана и тория присутствует в фосфатоносных отложениях и месторождениях фосфоритов, где они были сорбированы отмирающей органикой животного и растительного происхождения. Такие месторождения представлены желваковым и зернистым типом фосфоритов и широко распространены на обширных территориях планеты, в том числе в Брянской области, где эти минералы являются исходным промышленным сырьем для получения фосфатной продукции.
Радоносодержание и радоновыделение пород в Брянской области характеризуется двумя основными направлениями:
- радоносодержащие породы земной коры;
- фосфатосодержащие и фосфоритовые породы месторождения меловой системы;
- месторождения меловой системы.
Для первого направления характерными являются породы кристаллического фундамента, представленные гранито-гнейсами, гранитами и другими гранитоидами и магматитами, залегающими на глубине 200…250 м в Комаричском им Севском районах Брянской области. В западной части Брянской области указанные залегания достигают 800…900 м. Исследованиями ГГП «Брянскгеология», выполненными по нашему заказу, установлено аномальное содержание урана в одной скважине, которое достигает 0,009 % в коре выветривания гранитов. Проведенные исследования показывают, что ураносодержащие граниты являются и радоносодержащими, причем эманирование его происходит по глубинным долгоживущим разломам, достигающим поверхности земли.
Существует мнение у части геологов и строителей, что все разломы фундаментов Брянской области залечены более поздними отложениями фанерозоя, в связи с чем поступление радона из гранитоидных пород фундамента крайне затруднено. Однако присутствие дробленых пород в толще юрских глин, меловых мергелей и трепела указывает на возможность оживления разломов в породах кристаллического фундамента. Фосфатосодержащие породы и связанные с ними месторождения фосфоритов приурочены к сеноманскому и компанскому ярусам верхнего отдела меловой системы. Сеноманские отложения установлены на части территории Брянской области, наиболее мощным из которых является Полпинское.
Исследованиями брянских геологов под руководством докт.техн.наук В.Я.Гегеря в 1995 году была установлена прямо пропорциональная зависимость между содержанием пентаксида фосфора Р2О5 и содержанием радионуклидов в продуктивной толще, имеющей мощность в среднем от 2 до 3 м.
На основании проведенных исследований можно сделать следующие выводы.
Основным радоновыделяющим фактором являются фосфатосодержащие породы сеноманского месторождения.
Радоновыделению способствуют перекрывающие трещиноватые породы меловой системы и диффузионные явления в покровных суглинках.
Возможность поступления радона из кристаллического фундамента и глубокозалегающих сеноманских отложений оценивается нами по показателю залегания фосфатосодержащих отложений.
Анализ геологического строения территорий Брянской области показал наличие радоноопасных площадей и участков, что может привести к повышенному содержанию концентрации радона в помещениях жилых и производственных зданий.
Объем информации по геологическим характеристикам мест застройки, особенностей конструкций здания, его этажности и применяемым строительным материалам можно оценить концентрации радона в воздухе жилых и производственных помещений.