CC BY
25
УДК 550.84.094:550.424.6:553.98
О ВОЗМОЖНОСТИ ИЗУЧЕНИЯ ЭЛЕМЕНТНОГО СОСТАВА СНЕГОВОГО ПОКРОВА ПРИ ГЕОХИМИЧЕСКОМ КАРТИРОВАНИИ ЗОН И ОБЛАСТЕЙ ВНЕДРЕНИЯ ГЛУБИННЫХ ФЛЮИДОВ (НЕФТЕГАЗОПОИСКОВЫЙ АСПЕКТ)
И.С.Соболев (Национальный исследовательский Томский политехнический университет)
Обсуждаются результаты экспериментальных исследований по оценке возможности использования данных по содержанию химических элементов в снеговом покрове при геохимических поисках месторождений нефти и газа. Проводится сравнительный анализ особенностей изменения химического состава снегового покрова и почвообразующих пород в зонах внедрения глубинных флюидных потоков.
Ключевые слова: химический состав природных сорбентов; флюидный поток; геохимическая аномалия; ассоциация химических элементов.
На современном этапе развития геохимических поисков месторождений нефти и газа в меньшем или большем объеме имеется информация о возможности применения большого набора методов геохимического картирования. С одной стороны, это обусловлено комплексным влиянием УВ-залежей на окружающее пространство, следы воздействия которого находят отражение в различных составляющих геохимического и геофизического полей, с другой — проблемами выделения и идентификации полезного сигнала, возникающими в результате технических и методических ограничений, присущих любому способу регистрации геохимических и геофизических параметров геологической среды.
Например, одним из основных методов геохимических исследований нефтегазоносных территорий являются съемки, направленные на определение уровней накопления и состава УВ-соединений в различных вариантах лабораторных испытаний и спектра изучаемых УВ-ком-понентов, а также на использование для анализа природных и ис-
кусственных сорбентов. Однако известен комплекс мешающих факторов, которые способствуют нивелированию УВ-аномалий до уровня фона либо являются альтернативными по отношению к залежам нефти и газа источниками поступления УВ-соединений (Зорькин Л.М. и др., 1978; Барташевич О.В. и др., 1980; Старобинец И.С., 1981 и др.). В таких случаях только изучение изменения значений концентраций индикаторных компонентов малопригодно для выделения перспективных участков, а поисково-значимые геохимические аномалии лучше проявляются в полях статистических характеристик. Так, на поисковом участке, расположенном в Уренгойском районе Пур-Тазовской нефтегазоносной области ЗападноСибирской нефтегазоносной провинции, ореолы высоких концентраций предельных газообразных гомологов метана пространственно сопряжены с участками развития в породах фундамента и нижне-сред-неюрских отложениях системы разрывных нарушений, по всей видимости контролирующей субвертикальные зоны повышенной прони-
цаемости разреза (рис. 1). Охваченная геохимической съемкой часть известного нефтегазоконденсатно-го месторождения в суммарном поле концентраций газообразных гомологов метана просматривается неоднозначно. Более четко краевые аномальные эффекты зоны во-доуглеводородного контакта месторождения выделяются при анализе изменения показателя эксцесса. Подобные геохимические неоднородности выявлены в пределах западной части лицензионного участка, где промышленные скопления УВ на момент окончания геохимических работ обнаружены не были. Схожие трудности в большей или меньшей мере возникают и при использовании так называемых полупрямых геохимических и геофизических съемок (Карус Е.В. и др., 1986; Кузнецов О.Л. и др., 1987 и др.).
Главной задачей геохимических методов поисков месторождений полезных ископаемых является выделение в пределах изучаемых площадей на основе прогнозно-поисковых геохимических критериев участков с различной степенью перспективности обнаружения искомо-
Рис. 1. ПЛАНЫ ИЗОЛИНИЙ СУММЫ КОНЦЕНТРАЦИЙ ГАЗООБРАЗНЫХ ГОМОЛОГОВ МЕТАНА (А) И ЕЕ ПОКАЗАТЕЛЯ ЭКСЦЕССА (Б)
го объекта. При этом вероятность успеха во многом зависит от выбора способа геохимического картирования изучаемых сред в приповерхностной зоне и аналитических методов исследований, а именно их чувствительности к изменениям индикаторных геохимических показателей в конкретных геологических и ландшафтных обстановках.
В этом свете могут представлять интерес результаты, полученные в рамках исследований по оценке информативности различных геохимических методов и разработки новых способов геохимических поисков месторождений нефти и газа. Экспериментальные работы осуществлялись по линии сейсмического профиля на Трубачевском лицензионном участке в Томской области (рис. 2).
В тектоническом отношении этот участок находится в пределах развития герцинид Колывань-Том-ской структурно-фациальной зоны и принадлежит к Барабинско-Пих-товской моноклинали, осложняющей Приалтае-Саянскую монокли-зу, которая формирует внешний пояс Западно-Сибирской плиты. Данная территория пространственно приурочена к зоне регионального сокращения мощности мезо-кай-нозойского осадочного чехла и выклинивания юрского терригенного комплекса.
Площадь исследований расположена в пределах геологического блока, характеризующегося современными интенсивными процессами глубинной дегазации, что во многом связано с влиянием Колы-ванского регионального разлома, контролируемого на территории Тру-бачевского участка руслом р.Обь. Развитие этой крупной глубинной тектонической структуры определило сложную морфологию поверхности палеозойского фундамента. Палеозойские отложения нарушаются системой линейных зон дробления преимущественно северо-восточного простирания, являющихся
0 1,5 3,0 км
Z3i ЕЯ 2 EZh ш
1 - контур нефтегазоконденсатного месторождения; 2 - перспективные геохимические аномалии; 3 - разрывные нарушения (PZ-J2) по данным сейсморазведки; 4 -точки геохимического опробования
границами между приподнятыми жесткими участками и депрессионны-ми структурными элементами. Наличие приподнятых блоков и протяженных отрицательных структур повлияло на дальнейшее развитие ме-зо-кайнозойской осадочной толщи и выразилось в формировании антиклинальных складок и перегибов, разделенных глубокими заполненными терригенным материалом впадинами. Распространение палеозойских разрывных нарушений по данным сейсморазведки в большинстве случаев ограничивается отложениями нижней и средней юры. Однако разрывы надвигового характера прослеживаются и в нижнемеловом комплексе осадочных пород.
По материалам Ю.А.Фомина (1964), в этом районе воды юрского и нижнемелового горизонтов достигают минерализации до 10 г/л и относятся к гидрокарбонатно-хло-ридным азотно-метановым и хло-ридно-натриевым метаново-азот-ным водам.
-OIL AND GAS GEOLOGY, Г 2013-
Результаты бурения скв. Р-7 показали, что в осадочном разрезе юры и мела присутствуют породы, способные выполнять функции коллекторов и покрышек. Согласно результатам промыслово-геофизиче-ских исследований, пластовые давления и температуры в отложениях палеозоя, нижней и средней юры (интервал 1145-1528 м) в зависимости от глубины залегания изменяются от 11 до 14 МПа и от 40 до 50 °С соответственно. При испытании серии палеозойских, юрских и меловых пластов получены пульсирующие притоки горючего газа и пленки вы-сокопарафинистой нефти [10].
В пределах территории развиты зоны и очаги современной глубинной миграции флюидов, фиксируемых на временных сейсмических разрезах субвертикальными зонами нарушения корреляции волновой картины, а также эпигенетическими аномалиями, выявленными площадными радиогеохимической, магнитной съемками и профильны-
Рис. 2. ВРЕМЕННОЙ СЕЙСМИЧЕСКИЙ РАЗРЕЗ ПО ЛИНИИ ГЕОХИМИЧЕСКОГО ПРОФИЛЯ (по Баянову А.С. и др., 2008)
Отражающие горизонты: Ф2 - поверхность доюрского (О3-С1) основания, I - подошва наунакской У3пп) - кровля тюменской У^ш) свиты; 11а - подошва марьянов-ской У3шп) свиты, III - низы покурской (К^рк) свиты
ми работами с определением концентраций УВ в снеговом покрове и электроразведкой методом вызванной поляризации [11]. По характеру проявления аномалии изученных геополей разделяются на две группы: высококонтрастные линейные
аномалии сплошного типа, локализованные над элементами разрывной тектоники, и изометричные с элементами кольцевого строения, коррелирующие со склоновыми частями положительных структур III порядка. Существенного латерального
смещения радиогеохимических и магнитных аномальных неоднород-ностей относительно структурообразующих элементов палеозойских и юрских отражающих горизонтов не отмечается.
Профиль экспериментальных геохимических работ пересек ранее оконтуренную радиогеохимической и магнитной съемками относительно изометричную эпигенетическую аномалию, пространственно сопряженную с участком развития сейсмофа-ций выклинивания юрского комплекса на склоне палеозойского гор-стообразного выступа, являющегося перспективным на развитие ловушек литолого-стратиграфическо-го типа. Геохимическое опробование осуществлялось с шагом 500 м, объектами исследований являлись снеговой покров и почвообразую-щие породы, кроме того, проводились полевые гамма-спектрометрические (ГС) измерения с определением концентраций 40К, 232Т11, 238и (по 226Ра). Образцы снега отбирались на высоте 0,3 м от поверхности земли, что было связано с необходимостью избежания искажения результатов геохимической съемки за счет мелких скоплений УВ-газов на остатках растений, а также исключить попадание в анализируемый материал части снега из приповерхностного слоя, загрязненного при ветровой эрозии обнаженных участков почв в период начала образования снежного покрова [3, 4]. Ли-тохимическое опробование проводилось по горизонту С, который в данном районе выдержан по лито-логическому составу и представлен лессовидными суглинками.
Содержание УВ-компонентов и ряда неУВ-газов в снеге определялось методом газовой хроматографии (ГХ) в газовой смеси, десорби-рованной из талой воды образцов снега с помощью термовакуумной дегазации. Концентрации химических элементов в почвообразующих породах изучались эмиссионным спектральным полуколичественным
анализом (ЭСПА) и масс-спектраль-ным анализом с индуктивно связанной плазмой (ИСП-МС), 210Ро и 210РЬ альфа-бета-радиометрическим анализом (а-, Р-РА) с предварительным радиогеохимическим выделением, легкорастворимая форма урана — лазерно-люминесцентным анализом (ЛЛА) из аммонийно-аце-татной вытяжки. Определение содержания химических элементов в талой воде проб снега осуществлялось методом ИСП-МС. Аналитические работы проводились: ГХ — центром аналитических исследований ФГУП "СНИИГГиМС" (аналитики Ю.Г.Гладкий, Г.Е.Полякова, Л.В.Гу-сельникова); ЭСПА и ЛЛА — аналитической лабораторией СФ "Бере-зовгеология" ФГУГП "Урангео" (аналитики И.Г.Филипчук, Л.П.Горшкова); а-, Р-РА — лабораторией изотопных методов анализа ФГУП "ВИМС" (аналитик Т.М.Овсянникова); ИСП-МС - ООО "Химико-аналитический центр "Плазма" (аналитик Л.М.Ивлева).
Основной задачей этих исследований являлась оценка возможности использования для картирования зон глубинной миграции флюидных потоков информации по содержанию химических элементов в снеговом покрове в условиях значительной мощности осадочного чехла.
Большой объем научных работ (А.И.Германов, А.Э.Конторович, Б.А.Лебедев, В.М.Матусевич, А.Д.Назаров, П.А.Удодов, В.Н.Холодов, С.Л.Шварцев и др.) посвящен вопросам генезиса и геохимии минерализованных металлоносных газоводных растворов в процессах катагенетических преобразований осадочных пород, нефтегазо- и эпигенетического ру-дообразования, формам нахождения металлов в растворах, роли органических соединений и газов (СО2, ^Б, УВ-газы и др.), аномальному воздействию на содержание химических элементов в пластовых водах нефтяных и газовых месторождений. Однако возможность транспортировки химических элементов
от УВ-залежей до поверхности земли остается предметом для дискуссий. Известно, что приконтурные воды УВ-месторождений обогащены целым рядом стабильных химических элементов. Так, для водоносных комплексов нефтегазопро-дуктивных горизонтов юго-востока Западной Сибири при приближении к залежам отмечается интенсивный локальный эффект комплексного геохимического воздействия на вмещающие горные породы и воды, сопровождающийся перераспределением в них макро- и микрокомпонентов. В частности, происходит резкое увеличение содержания группы редких элементов и некоторых металлов в водах нефтегазоводяных контактов УВ-залежей юго-восточной части Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции (Назаров А.Д., 2004). В целом парогазовые смеси УВ-месторождений по сравнению с пластовыми водами характеризуются существенно более высоким содержанием комплексных ионов и многих металлов (Рассохин Г.В. и др., 1973; Петренко В.И. и др., 2007). Обосновывается существование субвертикальной миграции химических элементов от нефтяных и газовых залежей к дневной поверхности в составе газовых пузырьков (преимущественно H2, N2, CH4) в виде ионов, металлоорганических соединений и сверхтонких частиц, приводящих к возникновению в приповерхностных образованиях ореолов подвижных форм химических элементов (Путиков О.Ф. и др., 2000).
Для изучения состава глубинных эманаций в качестве объекта опробования удобно использовать снеговой покров, так как он представляет собой более однородную в геохимическом отношении среду, чем поверхностные воды, растительность, почвы, осадочные породы. Кроме того, он обладает хорошими экранирующими и сорбционными свойствами, а заключенные в снеге компоненты аллохтонные и современны, как и сам снежный покров [2].
-OIL AND GAS GEOLOGY, Г 2013-
Химический состав снега формируется в результате нескольких процессов: во-первых, во время образования снежинок вокруг ядер конденсации (пылинок, капель и т.п.) в облаке, а также сорбции примесей при прохождении снежинок сквозь атмосферу; во-вторых, в результате поступления загрязняющих веществ из воздуха (аэрозоли, пылевидные частицы, золы, дымы, выхлопные газы, при извержении вулканов и другие специфические процессы); в-третьих, поступление веществ из недр, через горные породы, почвы, водоемы и льды. Первые два источника поступления компонентов в снег определяют формирование региональных геохимических характеристик снегового покрова. Аномальные отклонения от регионального геохимического фона главным образом обусловлены эндогенным поступлением химических элементов от геологических неоднородностей (месторождения полезных ископаемых, зоны повышенной проницаемости разреза, сопряженные с элементами разрывной тектоники) [4].
Известны примеры аномального концентрирования в снеговом покрове металлов, поступающих в результате диффузии в составе пленочных вод по микротрещинам и капиллярам от погребенных рудных месторождений [7, 13].
Учитывая сравнительно небольшое число пунктов опробования (21 точка) на экспериментальном профиле, в процессе математической обработки геохимических данных применялись алгоритмы и критерии, используемые при статистическом анализе малых выборок.
Одним из важнейших статистических параметров геополей является его неоднородность, оцениваемая дисперсией и безразмерной величиной коэффициента вариации. При сравнении характера распределения изученных компонентов в снеговом покрове и почвообразую-щих породах привлекалась класси-
фикация, используемая для оценки изменчивости геохимического поля нефтегазоносных территорий (Кузнецов О.Л. и др., 1987).
По профилю исследований геохимическое поле в распределении целого ряда компонентов заметно более дифференцированно для снегового покрова, чем почво-образующих пород, а максимальные вариации значений концентраций принадлежат группе химических элементов, определенных в талой воде снега (таблица).
Известно, что на содержание УВ-газов и химических элементов в снеге определенное влияние оказывают местные ландшафтные обстановки, в том числе характер лесной растительности [3, 9]. В конкретном случае такой значимой связи выявлено не было. Высокая изменчивость уровней накопления УВ-со-единений и химических элементов в первую очередь обусловлена наличием зон и очагов глубинной мигра-
ции флюидных потоков, которые способствовали насыщению снегового покрова УВ-соединениями и группой химических элементов. При этом эпигенетическое концентрирование по своему уровню значительно превышает фоновые содержания компонентов, как следствия, крайняя неоднородность геохимического поля и высокая контрастность аномалий (рис. 3).
Почвообразующие породы по сравнению со снегом изначально обладают заметно более высокими уровнями накопления химических элементов, из-за чего эпигенетические изменения их содержания проявлены очень слабо, т.е. практически сопоставимы с величиной флуктуации геохимического фона. Подтверждением этому служат низкие значения коэффициента вариации для большинства изученных в почвогрунтах элементов.
Особенности пространственной дифференцированности геохи-
мического поля анализировались с помощью показателя ДГС, рассчитываемого с использованием всего спектра проанализированных компонентов и отражающего степень изменчивости их коэффициентов концентрации индивидуально для каждой пробы [8]. Такой подход позволяет получить суммарную характеристику неравномерности распределения химических элементов как концентрирующихся, так и активно мигрирующих в конкретных физико-химических обстанов-ках, что делает его эффективным способом обнаружения участков эпигенетической трансформации геохимического поля, которые в пределах нефтегазоносных площадей часто не обладают высокой контрастностью проявления.
Геохимические неоднородности, выявленные различными методами анализа в двух типах природных сорбентов, в виде краевых аномальных эффектов с более широ-
Градация геохимических полей по степени неоднородности распределения химических компонентов в приповерхностных природных сорбентах по профилю исследований
Метод анализа/ среда изучения Характер геохимических полей по значениям коэффициента вариации, V, %
однородные (V < 39) неоднородные (V = 40-79) весьма неоднородные (V = 80-159) крайне неоднородные (V > 160)
ГХ/снег СН4, С2Н6, Ы2, Аг + О2 С2^ C3H8, C5H12, СбН14, СбНб, СО2 С3Н6, С4Н10, С7Н16
ИСП-МС/снег и, Мд, Б1, Са, Мп, Ре, Бг, Ва Ыа, Р, К, V, гп, Ав, Вг, Мо, ТИ А1, Со, Си, Бе, СС, и .1, Нд, РЬ
ИСП-МС/почвогрунты и, Ве, Ыа, Мд, А1, Р, К, Бс, И, Мп, Ре, Со, Си, гп, ва, ве, РЬ, Бг, У, гг, Ад, Сс1, Бп, БЬ, Св, Ва, Та, Т1, РЬ, В1, ТИ, и, Т^е, ТРБт, ТРвг Сг, Мо, W
ЭСПА/почвогрунты Б1, Са, Мд, А1, Ре, Ыа, К, Р, Т1, Мп, Ва, Бг, Сг, V, Со, гг, ЫЬ, и, У, УЬ, Ьа, В, ва, W, Си, РЬ, гп, Ве, Бс, А1 Ад, Мо
а-, р-РА/почвогрунты 210Ро, 210РЬ
ГС/почвогрунты 40К, 232ТИ, 238и (226Ра)
Рис. 3. ГРАФИКИ ИЗМЕРЕНИЯ ГЕОХИМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПО ЛИНИИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ПРОФИЛЯ
9
сл О
и
о >-
о
9
4-
и
3-
<
сТ 2-
о*
и 1-
2,2-1 2,0-1,8-1
1,4-1,2
чР 0,08-|
'сэ 0,06-
С 0,04-
и
II 0,02-
и
0-
0,12-,
0,10-
'о
0,08-
с: 0,06-
сГ 0,04-
<_Г 0,02-
Снеговой покров
Снеговой покров
Снеговой покров
Снеговой покров
Е
с; =>
Е
•5
Снеговой покров
Е
•5
Почвогрунты
Почвогрунты
1,6-1
I/
Почвогрунты
1,6—1 * 1,4-
эг 1,0-0,8-0,|
Почвогрунты/
Почвогрунты
10 км
Точки опробования
Точки опробования
Точки опробования
Точки опробования
с=з
.Горизонтальная проекция прогнозируемой ловушки
►гггги
с=з
о гп о п а гп 3
п >
г
5
</> н
о >
н
3
</>
Горизонтальная проекция прогнозируемой ловушки: ДГС - дисперсия геохимического спектра, ХЭ - химические элементы, КГИ - коэффициент генетической информации, ГХ - газовая хроматография, ИСП-МС - масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой, ЭСПА - эмиссионый спектральный полуколичественный анализ
Рис. 4. ГРАФЫ АССОЦИАЦИЙ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ В ПОЧВОГРУНТАХ (А) И СНЕГОВОМ ПОКРОВЕ (Б) (КЛАССИФИКАЦИЯ ПО "ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ТАБЛИЦА" (ред. Щербина В.В., 1973)
□ 1 О 2 Пз О 4 ЕЯ 5 Е. [Ж] 7
1 - литофильный; 2 - сидерофильный; 3 - халькофильный; 4 - атмофильный; 5 -талласофильный; характер корреляционной связи: 6 - прямой, 7 - обратный
ким ореолом для химических элементов контролируют один и тот же участок (см. рис. 3). Пространственно этот отрезок коррелирует с ранее выявленными аномальными нарушениями радиогеохимического и магнитного полей и приурочен к той части профиля, где по сейсмораз-ведочным данным у склона тектонического выступа фундамента в области выклинивания юрского комплекса существуют благоприятные условия для формирования структурно-стратиграфической ловушки (см. рис. 2).
По особенностям изменения геохимических параметров эпигенетическая геохимическая неоднородность обладает чертами эффекта "гало", нередко фиксируемого в структуре геохимического поля над скоплениями УВ. Возможно, аномалии ДГС проявляют положение краевых частей прогнозной залежи, водоуг-леводородный контакт которой вскрыт на северо-востоке скв. Р-7. При этом на формирование юго-за-
падной геохимической аномалии большое влияние оказывают миграционные процессы в зоне разрывного нарушения, являющегося тектонической границей приподнятого палеозойского блока. Признаками значительной роли фильтрационного массопереноса на данном отрезке служат относительное обогащение снегового покрова алканами по сравнению с алкенами и увеличение доли жидких гомологов метана, приводящих к снижению значений Е(С2-С4)/Е(С5-С7) и росту (С2И6 + + СзИ8)/(С2И4 + СзНб).
Обращает на себя внимание набор химических элементов, обладающих в снеговом покрове весьма неоднородным и крайне неоднородным распределением (см. таблицу). Элементы, входящие в эти две группы, за исключением йода, являются высокотоксичными и поливалентными, что определяет их слабое биохимическое поглощение и контрастное изменение миграционных способностей в зависимости
от значений окислительно-восстановительного потенциала. Многие из них, кроме А1, и и ^ обладают халькофильными свойствами, проявляя выраженное родство с серой. Общее для них (исключая А1 и ^ в кислородных водах зоны гиперге-неза — это концентрирование на сероводородном (сульфидном) геохимическом барьере. Алюминий в сернокислых условиях хорошо мигрирует, а его осаждение в виде сульфатных соединений происходит при увеличении щелочности (Пе-рельман А.И., Касимов Н.С., 1999). Следовательно, при повышенных концентрациях сероводорода, который, вполне вероятно, вместе с продуцирующим его сульфат-ионом активно поступает в составе глубинных миграционных потоков в области внедрения восстановительного флюида в зону проникновения ин-фильтрационных вод, возникает физико-химическая обстановка, благоприятная для выпадения этих элементов из раствора. В этом случае можно допустить механизм возникновения аномальных концентраций халькофильных элементов и урана не столько за счет привноса в составе глубинной парогазовой смеси, сколько в результате осаждения на геохимическом барьере в зоне гипергенеза их водорастворенных форм. Однако фоновое содержание металлов в снеге очень низкое и, кроме того, не понятны масштабы и активность их водной миграции непосредственно в снеговом покрове.
Большинство химических элементов, определенных методом ИСП-МС, образуют тесные корреляционные группы при раздельном анализе взаимосвязей для выборок почвогрунтов и талой воды снегового покрова. Однако между одноименными элементами почвообра-зующих пород и образцов снега значимые корреляционные связи не выявляются. Построение граф ассоциаций химических элементов осуществлялось по результатам
ранговой корреляции Спирмена (Я), при этом для упрощения схем с целью облегчения восприятия информации пороговое значение /?о,о5 > 0,44 было искусственно завышено до > 0,70 (рис. 4). Терригенные образования по профилю исследований характеризуются смешанной халькосиде-ро-литофильной ассоциацией химических элементов, что обусловлено увеличением степени геохимической гомогенезации пород при приближении к областям сноса бассейнов седиментации Западно-Сибирской плиты [12].
Для снегового покрова более выражен хальколитофильный тип с ярким талассофильным уклоном значительной части коррелирующих элементов. Химический состав снега во многом определяется элементами, соединения которых хорошо растворяются в воде. Тем не менее тесная ассоциация талассо-филов с группой халькофилов и их совместное аномальное накопление над геологическими структурами с высоким потенциалом для аккумуляции и транзита флюидов свидетельствуют о вероятной глубинной природе сорбированных снеговым покровом компонентов. Аргументом в пользу этого предположения служат данные Ю.А.Фомина (1964) по элементному составу юрских и нижнемеловых вод, основными растворенными компонентами которых являются Ма, С1, Са, Мд, НС03, Б04, Вг, 1 Еще один важный индикатор глубинного мас-сопереноса вещества в пределах аномальных геохимических участков — это высокие концентрации в снеговом покрове ртути.
Эпигенетические изменения геохимических характеристик поч-вообразующих пород, по всей видимости, во многом обусловлены перераспределением химических элементов в результате трансформации физико-химических условий зоны гипергенеза под воздействием внедрения мигрирующих компонентов и продуктов их разрушения.
Косвенные подтверждения этого предположения получены при анализе геохимических показателей, хорошо реагирующих на окислительно-восстановительные и кислотно-щелочные параметры среды.
По линии геохимических исследований в почвообразующих породах над прогнозируемой сейсморазведкой литолого-стратиграфи-ческой ловушкой происходит рост торий-уранового отношения, связанный с выносом урана (см. рис. 3). Достаточно синхронно с ураном в почвообразующих породах происходит уменьшение содержания 210ро и 2iopb, возникающих в ряду радиоактивного распада 238U. Активное выщелачивание радионуклидов из минералов осадочных отложений подтверждается 210Po/210Pb > 1 [1] и повышенной долей подвижной формы урана, рассчитанной в пробах как проценты его валовых концентраций (см. рис. 3).
Метасоматическая зональность продуктов вторичного минералооб-разования хорошо подчеркивается значениями коэффициентов генетической информации (КГИ), рассчитанными для породообразующих элементов [5]. Примером может служить график изменения КГИ железа, который в своем строении отчетливо разделяет профиль исследований на отрезок его низких значений, совпадающий с положением потенциальной ловушки, и участок аномального роста показателя, пространственно тяготеющий к тектонической границе палеозойского выступа фундамента (см. рис. 3). Такая дифференциация, по всей видимости, обусловлена различным содержанием в почвообразующих породах минералов Fe2+ и Fe3+. При этом зона влияния палеозойского дизъюнктива, судя по набору индикаторных геохимических признаков, характеризуется восстановительными условиями и является благоприятной для аутигенного ми-нералообразования с участием за-кисного железа.
-OIL AND GAS GEOLOGY, Г 2013-
Смещение пиков аномально высокого КГИ железа и подвижного урана на юго-западе во внешний фронт комплексного геохимического ореола, вероятно, связано с тем, что интенсивное образование вторичных минералов главным образом происходит в области градиента pH, т.е. на периферии областей вторжения глубинных парогазовых смесей (Петухов A.B. и др., 1988).
Таким образом, особенности изменения индикаторных геохимических показателей опосредованно свидетельствуют о росте щелочности среды на участке сейсмофациа-льного выклинивания юрского комплекса и снижении значений окислительно-восстановительного потенциала (Eh), наиболее интенсивно происходящим в зоне влияния палеозойского дизъюнктива. B главных чертах эти особенности физико-химических условий близки к наиболее распространенной тенденции изменения параметров Eh и pH в верхней части осадочного разреза над залежами УВ. Причина этому — различное количество и соотношение поступающих от УВ-скоплений компонентов в надза-лежное пространство в области распространения пород слабопроницаемой покрышки нефтегазоносной ловушки и зонах НГВК, характеризующихся повышенной проницаемостью (Карус Е.В. и др., 1986; Кузнецов О.Л. и др., 1987; Петухов A.B. и др., 1988; Боровиков В.Н., 2005 и др.).
Следует отметить, что для этой территории мобилизационная роль разрывных нарушений очень велика и существующий по ним активный транзит вещества способствовал формированию над ними в приповерхностном горизонте зон вторичного минералообразования. В частности, при ранее проведенных площадных исследованиях выявлены контрастные линейные аномалии приращения магнитной восприимчивости после термической обработки образцов почвообразующих
шв^швш
пород [6]. Рентгеноструктурным анализом в исходных пробах, давших аномально высокую термомагнитную восприимчивость, зафиксированы повышенные содержания сидерита (РеСОз) и пирита (РеБ2).
Принимая во внимание широкое развитие на Трубачевском участке разрывных дислокаций и осуществляемый по ним активный глубинный массоперенос вещества, в зонах наиболее высокой проницаемости осадочного разреза (разломы надвигового характера) существуют предпосылки для контакта минерализованных металлоносных растворов с инфильтрационными водами и эпигенетического полиэлементно-уранового рудообразования.
В качестве выводов и предположений, полученных в результате экспериментальных исследований, можно отметить следующие.
1. Флюидное влияние миграционных потоков приводит к высококонтрастным изменениям элементного состава снегового покрова. Парогазовые смеси, наряду с агрессивными газами, УВ-компонентами, продуктами их диссипации, вероятно, обогащены целой группой химических элементов и в какой-то мере наследуют элементный состав глубинных пластовых вод. Максимальным эпигенетическим концентрированием в снеге характеризуются высокоподвижные элементы с переменной валентностью, преимущественно с халькофильными свойствами, а также по особенностям миграции проявляющие свойства газов ртуть, йод и, возможно, бром.
2. Полученные результаты являются еще одним из многочисленных подтверждений многосторонней трансформации минералого-геохимических характеристик природных сорбентов верхней геохимической зоны в областях внедрений глубинных флюидных потоков. В снеговом покрове выявленные по профилю исследований краевые геохимические неоднородности намечают комплексный кольцевой
ореол с латеральным смещением высоких содержаний химических элементов по направлению к периферийным частям зоны флюидного вторжения, относительно точек с высокими концентрациями УВ-сое-динений. Вероятнее всего, такая зональность отражает последовательность выделения из глубинной парогазовой смеси растворенных в ней газов и соединений химических элементов.
3. Геохимическая однородность снегового покрова и достаточно высокие сорбционные свойства делают его весьма перспективным объектом исследований при металлометрических геохимических поисках месторождений нефти и газа. С учетом технологической простоты отбора проб, их хранения, подготовки к анализу и при дальнейшем подтверждении высоких нефтегазопоисковых индикаторных свойств элементного состава снега, этот способ геохимического картирования может стать эффективным методом прогнозных и поисковых работ на УВ.
Литература
1. Бахур А.Е. Изотопно-почвенный метод и его современные модификации при поисках слепого уранового оруденения / А.Е.Бахур, А.Д.Коноп-лев, Д.М.Зуев и др. // Разведка и охрана недр. - 2011. - № 1.
2. Вышемирский B.C. Эффективность газовой съемки по снегу в Западной Сибири / В.С.Вышемирский, А.Э.Конторович, П.И.Пастух // Геология нефти и газа. — 1992. — № 1.
3. Вышемирский B.C. Газовая съемка по снегу в Сибири / В.С.Вы-шемирский, А.Э.Конторович, А.Н.Фомин // Прямые геохимические и геофизические методы поисков месторождений нефти и газа на территории Западно-Сибирской плиты, Сибирской платформы и других нефтегазоносных бассейнов: докл. семинара. — Красноярск: Изд-во "Красноярскприродресур-сы", 2000.
4. Кренделев Ф.П. Геохимические и дистанционные поиски в зимний
период / Ф.П.Кренделев, Г.С.Бор-донский // Геохимические критерии прогнозной оценки оруденения: сб. статьей. — Новосибирск: СО Наука, 1990.
5. Малюшко Л.Д. Метод ДГМ (диагностики генезиса минералов) — эффективный физико-химический способ локального прогноза залежей УВ при прямых поисках нефти и газа / Л.Д.Малюшко, Ю.И.Коробов, А.И.Ларичев // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. - 2006. - № 7.
6. Меркулов В.П. Геофизические исследования на Трубачевской площади / В.П.Меркулов, А.Н.Орехов // Геофизические методы при разведке недр и экологических исследованиях: матер. Всеросс. научн.-техн. конф. -Томск: Изд-во Томского политехнического ун-та, 2003.
7. Погребняк Ю.Ф. Ореолы рассеяния золота в снежном покрове на поверхности рудопроявления / Ю.Ф.Погребняк, Э.М.Татьянкина, В.В.То-лочко // Докл. АН СССР. - 1979. -Т. 245. - № 4.
8. Поцелуев A.A. Показатели дисперсии и вариации геохимического спектра как критерии неоднородности геохимического поля / А.А.Поцелуев, И.И.Быстров, Р.Ю.Гаврилов // Прикладная геохимия: сб. статей. - М.: Изд-во ИМГРЭ, 2002. - Вып. 3.
9. Пристова T.A. Особенности химического состава снежного покрова и лесных экосистем средней тайги Республики Коми / Т.А.Пристова, М.И.Ва-силевич // Геохимия. - 2011. - № 2.
10. Ростовцев В.В. Оценка перспектив нефтегазоносности Барабинско-Пихтовской моноклинали и Тегульдет-ской впадины по комплексу геолого-геофизических данных: автореф.
дис.... канд. геол.-минер. наук. -
Томск: Изд-во Томского политехнического ун-та, 2011.
11. Соболев И.С. Реализация "нестандартного" комплекса геохимических и геофизических работ для выявления залежей углеводородов на Тру-бачевской площади (Томская область) / И.С.Соболев, А.Н.Орехов, В.П.Меркулов и др. / Тр. междунар. конф., посвященной 50-летию кафедры геологии и разработки нефтяных месторождений (горючих ископаемых и нефти). -Томск: Изд-во Томского политехнического ун-та, 2002.
ABOUT THE POSSIBILITY OF THE STUDY ELEMENTAL COMPOSITION OF SNOW COVER IN THE GEOCHEMICAL MAPPING OF ZONES AND AREAS OF THE DEEP FLUID INTRUSION (OIL AND GAS EXPLORATION ASPECT)
Sobolev IS. (National Research Tomsk Polytechnic University)
The results of experimental studies, discussed in the work, assess the possibility to use the data on the content of chemical elements in the snow cover for the geoche-mical exploration of oil and gas. The author presents the comparative analysis of the change of the geochemical composition of the snow cover and soil parent rocks in the zones of the influence of deep fluid flows.
Key words: chemical composition of natural sorbents; fluid flow; geochemical anomaly; association of chemical elements.
12. Шор Г.М. Некоторые особенности геохимии ассоциаций химических элементов в мезо-кайнозойских отло-
жениях южной окраины Западно-Сибирской плиты / Г.М.Шор, А.А.Спиридонов, Е.П.Касперкевич др. / Геохимия
платформенных и геосинклинальных складчатых областей: сб. статей. — М.: Наука, 1983.
13. Kristiansson K. Geogas prospecting: a new tool in the search for concealed mineralisations / K.Kristians-son, L.Malmqvist, W.Persson // Endeau-vour, New Series. - 1990. - Vol. 14. -№ 1.
© И.С.Соболев, 2013
Игорь Станиславович Соболев, доцент,
кандидат геолого-минералогических наук, [email protected].
