ГЕОЛОГИЯЛЫҚ ОРТА

1 – мезо-кайнозой �?өгіндісі;2 – палеозой жыныстары; 3 – экзогенді сызаттылық аймағы (сулы көкжиек);4 – ұңғыма; 5 – радионуклидтердің жоғары шоғырлану аумағының шегі Қайталанбастай пішінсізденген аймақтар: I – аузы және балқыма, II – бөлшектемелер, III – белсенді сызаттар, IV – блокты сызаттар, V – бұзылу бағаны; VI – бөліну;

Жерасты ядролық сынақтарды (ЖЯС) өткізудің негізгі зардаптарының бірі, ЖЯЖ орналасқан, тау массиві жыныстарының радиоактивті ластануы және бұзылуы болып табылды. Осы ретте тау жыныстарының алғашқы және екінші рет қайта ластануын алып қарауға болады.
Тау жыныстарының физико-механикалық бұзылуы толығырақ зерттелген. Үлгі ретінде суретте Балапан алаңындағы тау жыныстарының бұзылу сипатын көрсететін сұлба ұсынылған. Өткізілген зерттеулер негізінде жалғыз ядролық жарылыстар және алаң бірлігі бойынша, өте үлкен, ядролық жарылыстар мөлшері тау жыныстарының сынақтар әсерінен бұзылу аймағын бөліп қарау әдістемелері әзірленді. Жиынтық кеуектігінің кеңістіктегі бөлініс өрісінің талдамасы, тау жыныстарының үлкенірек бөлігі Балапан алаңының орта бөлігінде – 1314, 1304, 1344 ұңғымаларының маңайында төмен дәрежеде, 1203 ұңғыманың маңайында солтүстік-шығыс ауданында көрінеді. Аталған жағдайда жиынтық кеуектігі тау жынысының кеуектігі мен ЖЯЖ өткізу барысында массивтің тау жынысының пішінсіздену нәтижесінде пайда болған, «қуыстығы» геологиялық ортаның мәнінен тұрады. ЖЯЖ жоғары тығыздықты телімдерде жиынтық кеуектігінің тереңдігінің жоғарылауымен, 400м тереңдікке дейін өседі, кейіннен аталған параметрдің төмендеуі байқалады. Пішінсізденген аномалдық аймақтарда максималды 10% (тереңдігі 300-400 м), жарылыс аудандарының шегінде минималды - ~1-2% жиынтық кеуектігін құрайды.
ЖЯЖ нәтижесінде ортада, геологиялық ортаның бұзылғандық дәрежесі бойынша айырмашылығы бар аймақтар қатарынан құрылады. Осылай, 500м тереңдікке дейін, 150кт шегінде қуатты жарылыс үшін, әртүрлі қуаттағы тау жыныстарының сфералық қатары аумағында көрінеді: І – ауызы (50м радиусқа дейінгі тау жынысының күю аумағы); II – қиыршық тас деңгейіне дейін бұзылған тау массасының, 70м дейінгі қуатта бөлшектеу аймағы; III – 150м дейінгі қуатта белсенді сызаттық аймағы; IV – 100м шамасындағы блоктық сызаттық аймағы. Қарастырылып жатқан жағдайлар үшін ауқымды көріністер үшін, ядролық орыннан 500м кем емес арақашықтықта таралуы мүмкін, яғни жерүстіне шығуы мүмкін. Оған жарылысқа дейінгі тектоникалық сызаттар мен бөлшектердің орын алуын ашу түріндегі тау жыныстарының қозғалысы тән.

Балапан алаңы. Глубокая ұңғымасы

ЖЯЖ нәтижесінде ортада, геологиялық ортаның бұзылғандық дәрежесі бойынша айырмашылығы бар аймақтар қатарынан құрылады. Осылай, 500м тереңдікке дейін, 150кт шегінде қуатты жарылыс үшін, әртүрлі қуаттағы тау жыныстарының сфералық қатары аумағында көрінеді: І – ауызы (50м радиусқа дейінгі тау жынысының күю аумағы); II – қиыршық тас деңгейіне дейін бұзылған тау массасының, 70м дейінгі қуатта бөлшектеу аймағы; III – 150м дейінгі қуатта белсенді сызаттық аймағы; IV – 100м шамасындағы блоктық сызаттық аймағы. Қарастырылып жатқан жағдайлар үшін ауқымды көріністер үшін, ядролық орыннан 500м кем емес арақашықтықта таралуы мүмкін, яғни жерүстіне шығуы мүмкін. Оған жарылысқа дейінгі тектоникалық сызаттар мен бөлшектердің орын алуын ашу түріндегі тау жыныстарының қозғалысы тән.ЖЯЖ кезінде геологиялық ортаның алғашқы радиоактивті ластануы және жоғары дәрежелі сызаттанған ЖЯЖ әсерінен ескі және белсенді қиын жүйесі бойынша жер бетіне дейін орталық орындағы жоғары температуралы газорадиоактивті флюидтердің таралуы нәтижесінде бұзылған. Осылай орталық аймақта 40%-ға дейін радиоактивті өнімнен тұратын радиоактивті ерітіндіні құрайды.

1 – мезо-кайнозой шөгіндісі; 2 – палеозой жыныстары; 3 – экзогенді сызаттылық аймағы (сулы көкжиек); 4 – ұңғыма; 5 – радионуклидтердің жоғары шоғырлану аумағының шегі Қайталанбастай пішінсізденген аймақтар: I – аузы және балқыма, II – бөлшектемелер, III – белсенді сызаттар, IV – блокты сызаттар, V – бұзылу бағаны; VI – бөліну; Радиоактивті материал көздерінің және жоғары шоғырлану саласының сұлбасы и источника радиоактивного материалаСемей сынақ таулы массивтердің жыныстарының екінші рет қайта радиоактивті ластануы, ЖЯЖ өткізілген барлық техникалық алаңдарда тегіс жерасты суларының таралуына байланысты. Қайталанбастай пішінсізденген аймақтарға ену нәтижесінде, жерасты сулары техногенді радионуклидтерді ерітеді және геологиялық ортада орын ауыстыра отырып, оларды едәуір арақашықтыққа таратуы мүмкін. Негізгі ластаушы механизм, таулы массивте радионуклидтердің бөлінісінің су жүретін каналдың қабырғаларындағы сіңірілу процесінің есебінен болады. Осы процестің жанама дәлелі ретінде, Дегелең таулы массивінің солтүстік бөлігіндегі, қазіргі уақытта жұмыс істеп тұрған флюоритті кенорнындағы карьердегі дренажды суда тритийдің орын алу процесін алып қарауға болады. Осымен қатар, дренажды суда басқа техногенді радионуклидтердің жоқ болу себебі, олардың геологиялық ортасының екінші қайта ластануы Дегелең тауының шекарасына дейін жетпегенін көрсетті. Айта кету керек, бұл мәселе ССП үшін өте маңызды және көкейтесті мәселелердің бірі. Бұл мәселе және те полигон аумағының табиғи ресурстарға бай болуына байланысты. ССП пайдалы кенорындарын бақылаусыз өңдеу олардан айрылуға алып келуі мүмкін.

Осылай, ССП-да ЖЯЖ өткізілген жерлерде, геологиялық ортада пайда болған радиоактивті өнімдер негізгі үш шартты аймаққа бөлінген. Олардың негізгі бөлігі радиусы 100м дейінгі тау жыныстарының блогында орналасқан. Бұл аймақ үшін, шынайы радиациялық қауіп төндіретін, шоғырлануы жоғары техногенді радионуклидтердің радиоактивті ластануы тән. Екінші аймақ аумағы бойынша көбірек, ол жарылыс эпицентрінен радиусы 500м дейін жетеді және жоғары, бірақ радиоактивті ластану дәрежесінің деңгейі бірнеше есе төмен. Үшінші аймақтың көлемі мен пішіні, әртүлі жағдайда, мүлде сантүрлі болуы мүмкін, себебі ол аталған телімдегі гидрогеологиялық жағдайға, таулы массивтің жыныстарының пішінсіздену дәрежесі мен алғашқы ластану барысында радиоактивті өнімдердің бөліну ерекшелігіне байланысты.Семей сынақ полигонында ЖЯЖ өткізудің ерекшеліктерінің бірі болып, құрамында көміртектес материалдар бар тау жынысында, Балапан алаңындағы ұңғымаларда өткізілген ЖЯЖ жарылыстары. ЖЯЖ сәйкес келетін, жерасты сулары мен жоғары температураның орын алуы, тау жыныстарының жерасты газдану процесінің туындауына алып келді. Жер астында бұндай процестердің орын алуы «әскери» ұңғымалардың эпицентрлі аймағында жерасты газдарының тосыннан шығып, соңы өртке ұласуы мүмкін. Газқауіпті аумақта «Балапан» алаңында 1992 жылы сәуір айында, «Глубокая» (ЖЯЖ 1977ж. жасалған) «әскери» ұңғымасының сағалық телімінде апаттық көрініс орын алды. 1992 жылы сәуірде, «әскери» ұңғыманың жанында кенеттен ойық шұңқыр тәріздес жердің отыруы («түсіп кету») орын алды. Жердің кенеттен ойылуынан жарылыс пайда болып, соңы 10км дейінгі аралықта өртке ұласты, жалын осы арақашықтықтан екі тәулік бойы көрініп тұрды. Апат барысында пайда болған шұңқырдың диаметрі (үстіңгі) 50м кем емес, ал тереңдігі 20м дейін.  

Тау жыныстарының қуыстық жиынтығы. Көкжиегі 400 м.

Қазіргі уақытта өтіп жатқан, жерасты жанулардың бар екеніне жанама дәлел ретінде, 1207 «әскери» ұңғыманың эпицентралды аймағында жербеткі термометриялық түсірулердің нәтижелерін алып қарауға болады. Анықталған аномалды ауқымды жылу көлемі шамамен 100×200, ұңғыма аузынан (ЖЯЖ эпицентрі) шамамен 200м шетке ауысқан.

Зерттеулердің нәтижесі бойынша бөлінген газдың құрамы көмірқұрамдас жыныстардың термикалық оттегінсіз деструкцияның газтәріздес өнімдерінің құрамына сәйкес, осы себепті метанның жоғары шоғырлануы, көміртегі қышқылы, күкіртті ангридид, күкіртсутектер құрамында бар.

Осылайша, бұрыңғы ССП аумағында техногенді радиациялық әсерден басқа да ЖЯЖ, тау жыныстарының блогында ұзақмерзімді геотермалды белсенділік эффектісінің қалдықтарымен байланысты қатерлер де орын алған. ССП бұндай процестер апаттық сипаттағы көріністермен ұласады және қажетті мониторинг өткізуді қажет етеді.