К оглавлению журнала

 

УДК 553.982.052

© Л.В. МИГУНОВ, 1990

К вопросу о выявлении гидроэпигенетических ловушек

Л.В. МИГУНОВ (Ин-т геологии Коми НЦ УрО АН СССР)

Тщательное описание керна, детальное гидрогеохимическое и геофильтрационное опробование скважин привели к установлению в пермских надсоляных отложениях Верхнекамского района нового типа геологических структур [3], наложенных (секущих) по отношению к тектоническим формам и выраженных по поверхностям раздела между зонами с разным составом минерального заполнения порово-трещинного пространства горных пород. В практике на эти границы обычно не обращается должного внимания, а они имеют большое значение не только при изучении литологии, стратиграфии, тектоники и гидрогеологии соленосных районов [4], но и при поисках ловушек УВ.

На схеме свода Соликамской брахиантиклинали (рисунок) и примыкающего с юга крыла Соколовской брахисинклинали показано распределение в разрезе вторичных минералов, выполняющих порово-трещинное пространство. При этом отмечается несколько характерных особенностей: а) достаточно отчетливое различие в характере вторичного минералообразования для разных тектонических форм; б) чем выше растворимость минерала, тем ниже по разрезу он выполняет трещины и поры (кальцит-гипс-галит); в) вогнутость поверхностей раздела между зонами с разным составом вторичных минералов в своде антиклинали; г) к верхним границам зон волокнистого гипса и розового галита приурочено резкое выклинивание пластов ангидрито-гипса и соответственно каменной соли и их замещение брекчиевидными глинами; д) в зависимости от состава вторичных минералов степень кольматации трещин и пор резко различна, отсюда и неодинаковая водопроницаемость пород.

Так, в зоне кальцита этот минерал тонкими (доли мм) пленками покрывает стенки пор и трещин; коэффициенты фильтрации (Кф) пород в этой зоне по данным гидрогеологических опытов обычно равны 1 –5, а в зоне открытых трещин без вторичного минерального заполнения 10–20 м/сут. Породы, трещины и поры которых полностью выполнены волокнистым гипсом, являются водоупорными (Кф<0,05 м/сут). Породы, открытые трещины которых по краям выполнены корочками (1–2 мм) мелкокристаллического гипса и халцедона, являются водопроницаемыми (Кф=5–15 м/сут). В зонах выполнения трещин бесцветным и розовым галитом породы представляют собой водоупоры (Кф<0,005 м/сут).

Таким образом, поверхности раздела между зонами с разным составом минерального заполнения пор и трещин расчленяют геологический разрез на ряд водоносных и водоупорных горизонтов, секущих границы напластования пород.

Изучение геологической и гидрогеологической истории развития Верхнекамского района позволило объяснить некоторые из названных выше закономерностей [4]. Перед сменой седиментационного гидрогеологического этапа развития района на инфильтрационный трещины горных пород были выполнены до кровли соликамского горизонта уфимского яруса розовым галитом совместно с халцедоном и мелкокристаллическим гипсом. В начале миоценовой эпохи в связи с тектоническим подъемом территории инфильтрационные подземные воды начали растворять верхние пласты каменной соли и прожилковый розовый галит, оставляя на стенках трещин корочки халцедона и мелкокристаллического гипса. Одновременно происходило растворение сульфатных пород. На месте былых пластов каменной соли и ангидрито-гипса формировались карстогенные породы – брекчиевидные глины [2]. При достижении подземными водами степени минерализации около 140 г/л произошло пересыщение их сульфатом кальция, который стал выпадать в осадок в виде волокнистого гипса, заполняя трещины и поры выше поверхности растворения розового галита. Продолжавшийся подъем территории привел к тому, что верхняя граница развития по трещинам и порам волокнистого гипса стала поверхностью растворения этого минерала. Смешение гидрокарбонатных кальциевых вод с водами, насыщенными продуктами растворения гипса, вызвало пересыщение их карбонатом кальция, который выделился в осадок по трещинам и порам в виде пленок кальцита выше поверхности растворения волокнистого гипса.

Образование зоны бесцветного галита в Соколовской брахисинклинали связано с тектоническим погружением этой структуры во время формирования складок, которое происходило в Верхнекамском районе начиная примерно с середины миоценовой эпохи [4]. На своде смежного воздымавшегося Камско-Вишерского соляного вала растворялись каменные и калийные соли. Высокоминерализованные рассолы перемещались в Соколовскую брахисинклиналь, где вследствие слабой подвижности вод и смешения растворов выщелачивания галогенных пород произошло пересыщение вод хлористым натрием, который выпал в осадок по трещинам и порам в виде бесцветного галита выше верхней границы зоны розового.

Заслуживает объяснения и вогнутость минералогических границ в сводах антиклиналей (см. рисунок). Здесь вследствие повышенной трещиноватости скорость движения подземных вод больше, чем на опущенных крыльях структур. Следовательно, скорость растворения гипса и галита инфильтрирующимися водами в сводах поднятий будет большей. Это обусловливает вогнутость верхних границ зон волокнистого гипса и розового галита в антиклиналях.

Таким образом, формирование вертикальной зональности вторичных минералов, происхождение водопроницаемых (коллекторов) и водоупорных (покрышек) горизонтов связаны с гидрогеохимическими процессами, протекающими в карстовых районах в инфильтрационный этап их гидрогеологического развития. При дальнейшей смене этого этапа на седиментационный в результате нового тектонического погружения района сформированные ранее “гидроэпигенетические” ловушки могут сохраниться и заполниться УВ, мигрирующими по открывающимся трещинам и образующимся разрывам.

На рисунке показано, что возможная ловушка в своде антиклинали представлена коллектором с открытыми трещинами, иногда выполненными по краям корочками халцедона и мелкокристаллического гипса. Сверху ловушка перекрыта водоупорными породами, поры и трещины которых полностью закольматированы волокнистым гипсом. Снизу ловушка ограничена водонепроницаемыми породами, трещины которых выполнены розовым галитом совместно с халцедоном и мелкокристаллическим гипсом.

Выделенный гидроэпигенетический тип ловушек существенно отличается по происхождению, морфологии и приуроченности к тектоническим элементам от установленных ранее [1] так называемых эпигенетически экранированных ловушек.

Для поисков возможных гидроэпигенетических ловушек наиболее благоприятны сводовые части антиклинальных структур. В синклиналях гидрогеохимические процессы приводят к кольматации пор и трещин минеральными новообразованиями.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Кузьмина Е.М., Кучерук Е.В. Новый тип неструктурных залежей нефти и газа.– М.: ВНИИОЭНГ.– 1978.
  2. Мигунов Л.В. О карстогенных породах в разрезе кунгурского яруса Соликамского района // Вестник МГУ.– Геология.– 1976.– № 4.– С. 114–117.
  3. Мигунов Л.В. О зональности минерального заполнения трещин в надсолевом комплексе Верхнекамского района // Сов. геология.– 1984.– № 10.– С. 107–108.
  4. Мигунов Л.В. Гидрогеологические границы в отложениях надсолевых комплексов Верхнекамского и Нурекского месторождений // Изв. АН СССР.– Сер. Геол.– 1986.– № 8.– С. 116–123.

Abstract

Possibly a new type of hydrocarbon traps, hydroepigenetic trap, is described. It is expressed by interfaces between zones characterized by a varying composition of the mineral filling of the pore space of rocks. These interfaces have been established in the Upper Kama region.

Литолого-минералогический профиль вдоль долины р. Камы выше г. Соликамска.

Породы: 1 – песок, 2 – песчаник, 3 – аргиллит, 4 – глина брекчиевидная, 5 – мергель, б – известняк, 7 – ангидрито-гипс, 8 – каменная соль; состав минерального заполнителя порово-трещинного пространства: 9 – кальцит, 10 – отсутствие заполнителя в порах и трещинах, 11– гипс волокнистый, 12 – халцедон совместно с мелкокристаллическим гипсом, 13 – галит бесцветный, 14 – галит розовый совместно с халцедоном и мелкокристаллическим гипсом; границы: 15 – литолого-стратиграфические; 16 – поверхности раздела между породами с разным составом минерального заполнителя порово-трещинного пространства

Сайт создан в системе uCoz