Научная статья на тему 'Поисковые гидрогеологические критерии локализации месторождений редкометалльных промышленных рассолов Сибирской платформы'

Поисковые гидрогеологические критерии локализации месторождений редкометалльных промышленных рассолов Сибирской платформы Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

CC BY
324
70
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
РЕДКОМЕТАЛЛЬНЫЕ РАССОЛЫ / АНОМАЛЬНЫЕ / ПЛАСТОВЫЕ ДАВЛЕНИЯ / КОЛЛЕКТОРА / RARE METAL BRINES / ABNORMALLY / BED PRESSURE / RESERVOIRS

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — Вахромеев Андрей Гелиевич

Обобщающее исследование выполнено с целью изучения закономерностей формирования месторождений промышленных рассолов «жидкой руды» на литий, рубидий, цезий, редкие земли. Залежи редкометалльных промышленных рассолов характеризуются аномально-высокими пластовыми давлениями (АВПД) и аномальными коллекторами (АК). На примере крупнейшего в Восточной Сибири месторождения углеводородного и гидроминерального сырья Ковыктинского, сопоставлены результаты глубокого гидрогеологического бурения и новые геолого-геофизические данные. Выявлены поисковые критерии месторождений, предложена новая геодинамическая гипотеза формирования АК и АВПД в соленосной гидрогеологической формации разреза осадочного чехла.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по наукам о Земле и смежным экологическим наукам , автор научной работы — Вахромеев Андрей Гелиевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

HYDROGEOLOGICAL PROSPECTING CRITERIA OF LOCALIZING DEPOSITS OF COMMERCIAL RARE METAL BRINES ON THE SIBERIAN PLATFORM

This general research is aimed at studying principles of deposit formation of commercial brines "liquid ore"containing lithium, rubidium, cesium, rare earths. Formations of commercial rare metal brines are characterized by abnormally high bed pressure (AHBP) and anomalous reservoirs (AR). Data from the Kovykta field the largest East Siberian deposit of hydrocarbons and hydromineral raw materials were used to compare results of hydro-geological deep-hole drilling and new geological and geophysical data. The research revealed criteria of deposit prospecting, and produced a new geodynamic concept of origin of AHBP and AR within salt-bearing hydrogeological formation of sedimentary cover.

Текст научной работы на тему «Поисковые гидрогеологические критерии локализации месторождений редкометалльных промышленных рассолов Сибирской платформы»

УДК 551.243 553.79 А.Г. Вахромеев

ПОИСКОВЫЕ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ КРИТЕРИИ ЛОКАЛИЗАЦИИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ РЕДКОМЕТАЛЛЬНЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ РАССОЛОВ СИБИРСКОЙ ПЛАТФОРМЫ

Обобщающее исследование выполнено с целью изучения закономерностей формирования месторождений промышленных рассолов - «жидкой руды» на литий, рубидий, цезий, редкие земли. Залежи редкометалльных промышленных рассолов характеризуются аномально-высокими пластовыми давлениями (АВПД) и аномальными коллекторами (АК). На примере крупнейшего в Восточной Сибири месторождения углеводородного и гидроминерального сырья - Ковыктинского, сопоставлены результаты глубокого гидрогеологического бурения и новые геолого-геофизические данные. Выявлены поисковые критерии месторождений, предложена новая геодинамическая гипотеза формирования АК и АВПД в соленосной гидрогеологической формации разреза осадочного чехла. Ключевые слова: редкометалльные рассолы, аномальные, пластовые давления, коллектора.

Библ. 22 назв. Ил. 5. Табл. 2.

A. H.Vahromeev

HYDROGEOLOGICAL PROSPECTING CRITERIA OF LOCALIZING DEPOSITS OF COMMERCIAL RARE METAL BRINES ON THE SIBERIAN PLATFORM

This general research is aimed at studying principles of deposit formation of commercial brines - "liquid ore"containing lithium, rubidium, cesium, rare earths. Formations of commercial rare metal brines are characterized by abnormally high bed pressure (AHBP) and anomalous reservoirs (AR). Data from the Kovykta field - the largest East Siberian deposit of hydrocarbons and hydromineral raw materials - were used to compare results of hydro-geological deep-hole drilling and new geological and geophysical data. The research revealed criteria of deposit prospecting, and produced a new geodynamic concept of origin of AHBP and AR within salt-bearing hydrogeological formation of sedimentary cover. Key words: rare metal brines, abnormally, bed pressure, reservoirs. Sources 22, tables. 2, illust. 5.

Введение

Сибирская платформа сегодня -самый перспективный регион для развития добывающей отрасли России. Здесь сосредоточены огромные запасы углеводородного сырья, которые близки к растущим рынкам сбыта в Азии. Открыты и разведаны крупнейшие Верх-нечонское нефтегазоконденсатное (ВЧНГ), Чаяндинское (ЧГКМ) и Ковык-

тинское газоконденсатные месторождения (КГКМ).

В последнее десятилетие литийсо-держащие рассолы платформенных отложений и саларов - гидроминеральное сырье - уверенно занимает важное ме-

Вахромеев Андрей Гелиевич - директор буровой компании ООО «НафтаБурСервис», кандидат геолого-минералог. наук, тел.: 8-3952 -296066, e-mail: vahromeevff■ nbs.ru

Vahromeev Andrey Helievich - hidrogeologist, candidate of geologo-mineralogical sciences. Chief of Deep Drilling Company; f. 8-3952 -296066; e-mail: vahromccvfc/ nbs.ru

сто в общемировом перечне редкоме-талльного сырья. Богатейшей редкоме-талльной провинцией России является Сибирская платформа [1]. Поликомпонентные рассолы - уникальная по степени концентрирования геохимическая система (минерализация рассолов до 630 г/л, содержание лития 0,5-0,7 г/л, брома 10-12 г/л), представляющая собой природный раствор хлоридов щелочных земель, по существу - «жидкая руда», где в концентрациях, в десятки раз превышающих ориентировочные параметры кондиций, содержатся редкие и редкоземельные элементы. Промышленные притоки такой «жидкой руды» получены из глубоких поисковых и разведочных скважин, вскрывающих рассоло-носные формации осадочного чехла Сибирской платформы.

На юге Сибирской платформы известно более 50 глубоких гидрогеологических скважин с фонтанными притоками редкометалльных рассолов, 20% из них имели место на КГКМ. Основные характеристики обнаруженных глубоким бурением залежей литиевых рассолов в южных районах Сибирской платформы: высокие дебиты перелива, достигающие 5-7 тыс. м'/сут; аномально высокие пластовые давления, создаваемые рапой (коэффициент аномальности до 2.3- 2.7); высокая минерализация рапы (до 600 г/л и более) и значительное содержание солей магния и

кальция в ее составе, аномальные концентрации редких, редкоземельных элементов (РЗЭ) [4]. Концентрированные рассолы рассматриваются как комплексное сырье. Обычным является превышение промышленных кондиций в 70 раз по брому и в 50 раз по литию. Рассчитанная сумма РЗЭ (табл. 1) составляет 18.8 мг/л или 5.3 г/т сухого остатка. Коэффициент концентрации для рассчитанной суммы РЗЭ относительно морской воды составляет 272343; относительно максимальных концентраций в подземных водах коры выветривания щелочных массивов (Ловозерский) -28.5; относительно максимальной концентрации в подземных водах кор выветривания карбонатитов - 6.3. В мировой практике минимальный уровень содержаний РЗЭ при добыче составляет 50 г/т, причем эта цифра отражает содержание не самих редких земель, а их оксидов. Концентрация обнаруженных элементов в рассолах в 104-10? раз выше кларка гидросферы, что указывает на их направленное концентрирование в рассолах. Уровень концентрации РЗЭ (табл. 2) в рассолах глубоких горизонтов галогенно-карбонатной и терриген-ной гидрогеологических формаций юга Сибирской платформы позволяет рассматривать их как потенциальный сырьевой источник РЗЭ принципиально нового генетического типа.

Таблица 1

Коэффициенты концентрации Р: 3 в рассолах

Элемент Концентрация в рассоле, мг/л Концентрация в морской воде (шельф), мг/л Коэффициент концентрации в рассоле по сравнению с морской водой

Минерализация 358000 31000 11.5

Се 1.05 0.0000193 54400

N<3 3.92 0.00000795 493080

Ей 0.01 0.00000032 31250

ТЬ 4.35 0.0000165 263630

Таблица 2

Прогнозируемый уровень содержания РЗЭ в рассолах

Элемент Рассчитанное содержание, мг/л Элемент Рассчитанное содержание, мг/л

Lu 0.05466 Gd 0.36014

Yb 0.27507 Eu 0.08731

Tu 0.06848 Sm 0.47746

Er 0.23511 Nd 2.16902

Y 4.50175 Pr 0.52931

Ho 0.10040 Ce 5.26587

Dy 0.34104 La 4.22891

Tb 0.06438 Сумма 18.81891

Методика и результаты исследований

С целью опережающего прогноза залежей «жидкой руды» на литий, рубидий, цезий и редкоземельные металлы выполнены обобщение и анализ результатов бурения глубоких скважин с АВПД, переобработка и переинтерпретация геофизических материалов с позиции определения геофизических, геологических и тектонических критериев поисков зон рассолопроявлений. На примере КГКМ существенно детализировано сложное гидрогеологическое строение соленосной толщи.

Степень проявления соляного тектогенеза наиболее высокая в пределах Жигаловского и Средне-Хандин-ского валов, где прошла основная разгрузка тангенциальных напряжений со стороны Байкальской горной области (рис. 1). Амплитуда антиклиналей в их составе достигает 250-400 м при ширине от 4 до 11 км. Крылья складок, обращенные в сторону указанных валов, отличаются большей крутизной, что характерно для аллохтонных антиклиналей [13, 14, 19]. В плане (рис. 2) обе указанные полосы интенсивно дислоцированных отложений практически объединяются на севере и юге территории, образуя единое кольцо. Внутри него соляная тектоника проявляется в меньшей степени. Центр кольца рассечен двумя синклинальными прогибами.

Таким образом, в результате проведенного анализа в северо-восточной части Ковыктинской площади в со-

ставе галогенно-карбонатного комплекса отчетливо выделяется крупный блок, отличающийся наиболее дислоцированной структурно-тектоничес-кой обстановкой.

При решении гидрогеологической задачи определения геофизических, геологических и тектонических крите-рииев выявления продуктивных коллекторов, зон рапопроявлений, выработки методики прогноза зон АВПД использовались сейсмические материалы, в частности, структурные построения по данным ОГТ, резонансные характеристики волнового поля, определяемые по методике «Complex Seismic Decomposition» CSD, геоэлектрические параметры разреза по методу «зондирования становлением поля в ближней зоне» ЗСБ, гравимагнитные данные.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Как видно на рис. 3, в районе глубоких скважин с притоками редкоме-талльных рассолов значения сопротивлений рапопроявляющих горизонтов ангарской и бельско-булайской свит понижены относительно смежных участков до уровня 140 - 150 Омм. Над дифференциальными разрезами приведены графики сопротивлений, определенных по результатам инверсии. Данные параметры приняты в качестве прогнозных признаков коллекторов. В случае рапопроявлений в районе наклонных и субвертикальных дизъюнктивных зон однозначность прогноза участков с АВПД понижается, однако контрастные изменения параметров ЗСБ в деструктивных нарушениях позволяют выявлять их с высокой степенью вероятности (рис. 4).

Рис. 1. Схема сопоставления фронтальных ограничений крупных надвиговых пластин Предбайкало-Патомского надвигового пояса и глубоких скважин с АК и АВПД в соленосной гидрогеологической формации осадочного чехла (по Сметанину А.В., 2000 [19], с дополнениями автора): черными кружками нанесены скважины, вскрывшие интервалы АК-АВПД

Рис. 2. Структурная карта по отражающему горизонту Н3 - кровля нижнеангарской подсвиты, бильчирский горизонт. Центральный блок Ковыктинского ГКМ (по данным Г.А.Хохлова, Н.В. Мышевского, ФУГП «Иркутскгеофизика», 2005): 3

- глубокая скважина, вскрывшая гидродинамическую систему с АК и АВПД, с фонтанным притоком промышленных рассолов; 400 - изолиния кровли нижнеангарской подсвиты

Рассмотрим гидрогеологические особенности рапопроявляющих редко-металльных зон в районе КГКМ. Притоки флюидов с АК и АВПД зафиксированы только в разрезе соленосной (галогенно-карбонатной) формации нижнего кембрия, регионально распространенной. Продуктивные объекты по гидродинамическим параметрам уверенно разделяются на две группы, характеризуя две различные фильтрационные среды [10]:

- высокодебитные притоки рассолов (первая среда - АК) и нередко углеводородов с АВПД приурочены к

относительно небольшим по толщине сильно трещиноватым и кавернозным межсолевым карбонатным пластам-коллекторам. По этой среде происходит дренирование значительного объема продуктивного пласта: она - флюидоподводящая или перераспределяющая; вторая, емкостная среда, характеризует эффективную часть рассоло-носных горизонтов галогенно-карбонатных отложений нижнего кембрия с низкими параметрами проницаемости. Притоки к скважинам незначительны.

Рис. 3. Совмещенный сейсмогеологический и геоэлектрический разрезы: А -

графики электрического сопротивления литвинцевской, ангарской свит и бельско-булайского комплекса, Б - дифференциальный разрез кажущейся проводимости в районе скважины 61-Ковыктинская, вскрывшая зону АК и АВПД с редкометалльными рассолами в кровле усольской свиты, балыхтинский горизонт; 1 - пункты ЗСБ; 2 - сейсмические пункты; 3 - сейсмические горизонты; 4 - тектонические нарушения по данным ЗСБ с учетом сейсморазведки; 5 - скважины глубокого бурения; 6 - аномалии дифференциальной электропроводности (по данным Г.А.Хохлова, Ю.А.Агафонова, ФГУП «Иркутскгеофизи-ка»)

Рис. 4. Распределение рассолонасыщенного коллектора в балыхтинском и христофоровском рассолоносных горизонтах галогенной гидрогеологической формации (по данным Ю.А. Агафонова, А.В.Поспеева, ФУГП «Иркут-скгеофизика», 2005): тональной заливкой выделены зоны повышенной электропроводности в целевом уровне разреза осадочного чехла

Сообщаемость двух сред подтверждается едиными значениями пластового давления, идентичностью химического состава редкометалльных рассолов и привязкой приточных интервалов к субгоризонтальным зонам повышенной трещиноватости в пределах выделяемых продуктивных горизонтов - осинского, балыхтинского, бильчирского и др.. Важно, что второй тип не всегда связан с известными рассолоносными горизонтами. Это тонкие пропластки разрушенных доломитов - «аномальный коллек-

тор» (АК), которые на смежных площадях могут не являться коллектором. В разрезе соленосной толщи КГКМ выделено четыре интервала АВПД[3], каждый из которых имеет свои барические характеристики. Эти интервалы корре-лируются с бильчирским горизонтом ангарской свиты, атовским горизонтом в верхах бельской свиты, балыхтинским в верхах усольской и христофоровским в низах бельской свиты. Данные интервалы с АВПД разделены блоками неизмененных нормально-осадочных пород

с нормальным гидростатическим давлением. В некоторых скважинах фиксируется четвертый интервал АВПД в осин-ском горизонте, в подошве усольской свиты. Важной определяющей особенностью геологического строения является структура переслаивания карбонатных и галитовых пород. Способность солей «залечивать» трещины здесь играет роль гидродинамического «изолятора», ограничивая по вертикали развитие активной трещиноватости карбонатными прослоями. Этим обусловлен «псевдопластовый» характер распределения АК в соленосной толще осадочных пород нижнего кембрия.

Для карбонатов соленосной толщи относительно широко распространенным активным трещинным коллектором могут быть зоны развития межпластовых срывов (рис. 4), объединенные плоскостью сместителя регионального надвига [19, 21, 22].

Действительно, такая модель была принята для интерпретации результатов СББ по работам 2001 - 2003 гг.

Сопоставляя известный набор факторов [16], мы приходим к выводу о вероятной генетической взаимосвязи интервалов АВПД в галогенно-карбонатной толще с надвиговыми структурами, которые закартированы работами ВСНИИТГиМС (14), ИЗК СО РАН [12, 11, 17] и ФГУП «Иркутскгео-физика» [16].

Таким образом, типичным для со-леносной формации является развитие линейной дисгармоничной складчатости, генезис которой связывают с тангенциальными напряжениями и галоки-незом [12, 14, 19, 20]. Признаком приуроченности интервалов АВПД к тектоническому сместителю следует считать небольшую (первые метры) толщину вскрываемых глубокой скважиной вы-сокодебитных пластов или зон. Мощные, кратно превышающие по толщине отложения солей изолируют активный трещиноватый карбонатный коллектор,

локализуют развитие активной трещи-новатости по вертикали.

АК, как правило, совпадает по данным ГИС в разрезе с карбонатным пластом, т. е. карбонатный пласт формализуется как вмещающая гидрогеологическая система с двумя параметрами аномальности - аномальный дебит (Qan) и аномальное давление (Pan). Объединить эти два параметра, фиксируемые при изучении реальных разрезов, возможно [5] в модели субгоризонтальной фильтрационной неоднородности - плоскости.

Опираясь на гидрогеологическую классификацию, предложенную Е.В. Пиннекером [18], аномально высокоде-битные приточные (АК) объекты в глубоких скважинах юга Сибирской платформы отнесены к трещинно-порово-пластовому и жильно-пластовому типам сложной гидрогеологической структуры[5].

АВПД - явление, фиксируемое практически в каждом случае вскрытия «предельно-насыщенных» рассолов, характеризует особенности гидрогеоди-намической структуры резервуаров.

Сформулируем некоторые выводы.

Во-первых, притоки рапы с высокими дебитами и АВПД, в некоторых объектах сопоставимые с величиной горного давления, следует рассматривать как неопровержимый индикатор напряженного динамического состояния солевой формации в геологическом разрезе. Линейность зон, вскрытых глубокими скважинами, явно говорит в пользу модели фронта (в плане), причем на нескольких уровнях сместителей в разрезе осадочного чехла.

Во-вторых, практически все рапо-проявляющие скважины с АК и АВПД приурочены либо к висячему крылу надвига - аллохтону, чешуйчатому вееру, реже - собственно к осевой части соляного вала, т.е. фронтальной зоне надвига.

я 5 н = 0 £ 1 и « 1 и и и 1 -Г 1— 1 к 2 1 с к 1* п 13 ГпидигичипрКМт к Ы|'Ж-ц.штЧИ-11|Ъ|Л1И Ш [К'Л'ЛЬПГЙЫ Мурсии!. ¿ни, и ':су 1) МП*

пцгпрк сг^иуршь КШЖМШО

э 1 с. 1 X Илпшсш» 1 и 1 I НисФПОЙ ш. |[ни нСаи, фЙКСЧП ■нпнпшн, снм1сз11м;ш|. "ыдо'ммрмш. Г.ШИиННШ ГЩ1шб|1иыг 1ШН1МЖ 1!|И'И, Н!*М1, ИлКпШи Ншсисип? ниц нет кщпик ЧЧчЧИ Ъишипа! Т{чдш, ■«к- ки да зм т 11 1............. 1Ц №

ЛШйШ^си^Ш Сир я * I 1 Цфмо «ЛСШХШ!

Ашщйл НкНипйШС Чикерш ВшИглЛШяик 1П1кП. ко |>:м1фЬ 111101. ¡Или л ы

Е;Ы КЛриНШ 1II Г я

км

Уетльеш ШДОШЙПфШЛ) 6,111 К.и, ПишшН 164 Тн |Ы1Я1

Рис. 5. Версия структурно-гидрогеологической модели зон АК-АВПД с редкометалльными рассолами на примере центральной части КГКМ (по данным глубокого бурения и геофизических исследований): активизация порово- трещинно- пластового и жиль-но- пластового коллектора в зонах межпластовых срывов: на основе геолого-геофизической модели А.В.Сметанина, 2000, [19], геоэлектрической модели Ю. А. Агафонова [2], с дополнениями автора

«Основа подвижных солей» - это жесткая по физико-механическим свойствам поверхность автохтона, по которой происходит межпластовый срыв, или серия срывов. Для КГКМ это Жига-ловский, Хандинский, Орлингский валы. Если рассматривать прилегающие к месторождению с севера территории -Верхоленский, Марковский, Омолой-ский валы [12], наблюдается резкое изменение - восстание угла сместителя. В целом мы исследуем системное явление, характеризующее восточное крыло типичной линейной складки. Если зона АК и АВПД отождествима со сместите-лем, то мы анализируем результаты глубокого гидрогеологического бурения в надвиговых зонах, характеризующихся активным геодинамическим режимом.

В-третьих, важное значение имеет временной фактор - по расчетам А.С. Анциферова [ 3 ], АВПД в карбонатах нижнего кембрия не может существо-

вать более 3-5 тыс. лет, что связано с релаксацией давления вследствие разгрузки флюида через полупроницаемые экраны. Отсюда современность АВПД-явления - его связь с активными геодинамическими процессами. Очевидно, напряженное состояние в интервале со-леносной гидрогеологической формации периодически поддерживается на уровне, обеспечивающем активизацию геостатической нагрузки или процессов разгрузки напряжений в зоне сместите-ля регионального надвига, что приводит к АВПД. Тогда каждая конкретная глубокая гидрогеологическая скважина по существу является индикатором, по которому можно судить об активности современного геодинамического процесса формирования АВПД-системы [ 10] . Логично увязать активность шарьяжно-надвиговой системы, предполагаемый сместитель которой вскрыт в разных ее частях глубокими скважинами, с сейс-моактивностью Байкальской рифтовой

зоны. Этот тезис перекликается с выводами [17, 19]. Не противоречит идее субгоризонтальной зоны активной тре-щиноватости и гидрогеологическая модель, обоснованная в результате интерпретации опытно-фильтрационных работ [5, 7, 15]. Широкое развитие активной трещиноватости, объединяемой зоной срыва, предполагает формирование наложенной фильтрационной структуры, работающей при дренировании по модели Баренблатта - «вложения сред».

При проведении геологоразведочных работ на Знаменском проявлении редкометалльных рассолов в проект геологоразведочных работ была заложена геологическая модель плоскости сместителя регионального надвига. Дей-ствиительно, вскрытая бурением зона рассолопроявления с аномально-высокими дебитами: 3 тыс. м3 (скв. 3 А) -7тыс. м3 (скв. 3Р) и АВПД - 42,0 МПа на глубине 1820 м, задокументирована как субгоризонтальная зона активной тре-щиноватости в нескольких маломощных карбонатных пластах среди солей в верхней части усольской свиты. Здесь уместно провести аналогию с условиями локализации рудных месторождений в надвиговых зонах [8]- «в числе ведущих геолого-структурных факторов весьма обычны и субсогласные наслоениям трещинные структуры...». В процессе бурения скважины встречают АВПД -АК в зоне сместителя надвига -системе трещин, параллельных смести-телю надвига, а также оперяющих его трещин отрыва. Рассолы играют роль «смазки», горное давление вышележащих пород передается на жидкость, заполняющую емкостной объем плоскости сместителя. Есть и определенные геолого-структурные особенности, которые на сегодня выделены только на территории КГКМ:

- два этажа дисгармоничной складчатости - в «ангарских» и в «усоль-ских» солях, что говорит в пользу большей напряженности геологического разреза, чем на смежных раз-

ведочных площадях к северу или юго-западу;

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

- сокращение расстояния между ал-лохтонными антиклиналями по сравнению с северной Непской зоной линейной складчатости;

- в северо-восточной части Ковыктин-ской площади в составе галогенно-карбонатного комплекса отчетливо выделяется крупный блок с наиболее дислоцированной структурно-тектонической обстановкой. Границами блока являются: Большеиринь-ская антиклиналь на западе, Орленг-ский вал на юге, Имеринский прогиб на востоке. Более высокая степень дислоцированности разреза характерна для краевых частей блока. Внутри блока, по-видимому, существует общая зона относительно повышенной напряженности как по горизонтали, так и по вертикали;

- наблюдается раскрытие веера складок центральной части КГКМ на север, т.е. расположение изучаемой зоны АВПД в своеобразном «узле», из которого расходится веер линейно-вытянутых валов - Усть-Кутского, Омолойского, Марковского и Ка-заркинского (см. рис. 2).

Таким образом, главная роль в формировании АВПД и аномального коллектора, с которым коррелируются известные залежи редкометалльных рассолов Сибирской платформы, отводится шарьяжно-надвиговой тектонике.

Второй важнейший вывод касается геолого-генетической взаимосвязи всех трех гидрогеологических аномалий

- аномально-проводящего коллектора (АК), аномально высокого пластового давления и аномально высоких концентраций полезных элементов [5, 6, 7, 9]. Иными словами, существуют геологические условия, благодаря которым все три явления формируются в едином современном геодинамическом процессе.

Заключение

Предлагаемая геодинамическая модель месторождения редкометалльных рассолов увязывает гидрогеологические параметры - АВПД и АК, зафиксированные в процессе бурения глубоких скважин на Ковыктинском газокон-денсатном месторождении и прилегающих к нему территориях, с предполагаемыми сместителями регионального надвига. При детализации конкретных геолого-геофизических разрезов, укрупнении масштаба работ выделено несколько уровней межпластовых срывов и активной трещиноватости. Фильтрационная модель субгоризонтальной зоны трещиноватости в изложенной трактовке объясняет гидравлическую взаимосвязь трещинного и порового коллектора, единство давлений, наблюдаемых в скважинах глубокого бурения.

Согласно проведенным исследованиям, вскрытые бурением залежи ред-кометалльных рассолов характеризуются АВПД и располагаются в специфических геологических и тектонических условиях, в поле активных шарьяжно-надвиговых дислокаций. Так, южной и восточной границами области проявлений АВПД на Ковыктинском ГКМ являются Жигаловский и Хандинский валы, западная граница обусловлена затуханием складчатости, имеющей преимущественно меридиональное направление и выраженной в породах карбо-натно-галогенного комплекса. На север область проявления АВПД, вероятно, простирается за пределы Ковыктинско-го месторождения и может априори объединяться с известными зонами АК-АВПД в пределах Омолойского, Казар-кинского, Марковского валов. Локальные зоны АК-АВПД достаточно четко проявляются в геофизических полях. Им соответствуют аномалии проводимости ангарской свиты и бельско-булайского комплекса (соответственно San > 3 см и Sbb > 3.5 см), полимодальность распределения проводимости

комплексов, повышенные значения коэффициента аномалийности по данным анализа резонансного затухания сейсмических волн, локальные отрицательные аномалии поля силы тяжести интенсивностью до первых мГал. Совокупность подобных факторов позволяет сделать вывод, что формирование зон АК-АВПД обусловлено неотектоническим и современным соляным тектоге-незом во внутреннем поле Жигаловско-го и Хандинского валов в общем поле тангенциальных напряжений со стороны Байкальской рифтовой зоны, что приводит к формированию аномальных субгоризонтальных трещиноватых коллекторов в пределах ряда карбонатных горизонтов галогенно-карбонатного комплекса. Гидродинамическая изоляция коллекторских зон мощной толщей солей в этом случае ведет к росту давления порового и трещинного флюида до значений, сопоставимых с литоста-тическими, то есть к формированию АВПД. Каждая глубокая скважина является индикатором активности геодинамического процесса формирования АК, индикатором состояния АВПД-системы. В этом прикладной аспект новых представлений на гидрогеологию и геодинамику пликативных и шарьяж-ных структур, в том числе линейной дисгармоничной складчатости, эволюцию и структурный контроль залежей редкометалльных промышленных рассолов осадочного чехла Сибирской платформы.

Библиографический список

1. Абалаков А.Д., Зиганшин Э.С., Медведев Ю.О. и др. Экологические аспекты освоения Ковыктинского га-зоконденсатного месторождения. -Иркутск: изд-во Института географии РАН, 2001. - 194 с.

2. Агафонов Ю.А., Вахромеев А.Г. Новые геолого-геофизические подходы в прогнозе зон АВПД на примере Орлингской структурной сед-

ловины // Четвертая Байкальская молодежная школа- семинар «Геофизика на пороге третьего тысячелетия»: - Иркутск: Изд-во ИрГТУ. -2004, - С. 59-69.

3. Анциферов А.С. Гидрогеология древнейших нефтегазоносных толщ Сибирской платформы. - М.: Недра, 1989. - 176 с.

4. Вахромеев А. Г., Хохлов Г. А. Перспективы прогноза зон рапопрояв-лений в Верхоленском (Жигалов-ском) газоносном районе Иркутской области // Сб. Особенности технологии проводки и закачивания скважин в Вост. Сибири и Якутии. - Новосибирск, Иркутск: ВСНИИГГиМС, 1988, - С.140-142.

5. Вахромеев А. Г. Закономерности локализации «предельно насыщенных» рассолов в разрезе осадочного чехла на юге Сибирской платформы // Материалы всероссийского совещания по подземным водам Сибири и Дальнего Востока. - Иркутск, ИЗК СО РАН, 2006. - С. 151-154.

6. Вахромеев А.Г., Сизых В.А. Роль шарьяжно-надвиговой тектоники в формировании аномально- высоких пластовых давлений и промышленных металлоносных рассолов Сибирской платформы // Доклады РАН, - Том 407, №2 2006. - С. 1-5.

7. Вахромеев А.Г. Структурно-гидрогеологическая модель высоко-дебитных напорных коллекторов га-логенно-карбонатной формации юга Сибирской платформы // Тезисы докладов XVI Всероссийского совещания по подземным водам Востока России. -Новосибирск: Изд-во СО РАН, НИЦ ОИГГМ. 2000. - С. 128-129.

8. Вахромеев И. С. Об условиях локализации и генетических типах рудных месторождений в надвиговых зонах // Проблемы шарьяжно-надвиговой теории формирования земной коры континентов.-Уфа: БНЦ УрО АН СССР 1991- С. 35-41.

9. Вахромеев А.Г., Хохлов Г.А. Обобщенная физико-геологическая модель месторождения промышленных рассолов в карбонатных коллекторах юга Сибирской платформы. - Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2003. - С. 6683.

10. Вахромеев А. Г Аномальные давления флюидов как индикатор напряженного состояния соленосной формации осадочного чехла Сибирской платформы // Матер. Всероссийского совещания «Современная геодинамика и опасные природные процессы в Центральной Азии: фундаментальный и прикладной аспекты» - Иркутск: ИЗК СО РАН- 2005. -Вып3. - С.113-116.

11. Дзюба А. А. Разгрузка рассолов Сибирской платформы. - Новосибирск: Наука, 1984. - 182 с.

12. Дубровин М. А. Соляная тектоника Верхне-Ленской впадины Сибирской платформы. - Новосибирск: Наука, 1979. - 95с.

13. Камалетдинов М.А., Казанцева Т. Т., Постников Д. В. Шарьяжно-надвиговая тектоника литосферы. -М.:Наука,1991. - 255с.

14. Камалетдинов М.А., Сизых В.И., Казанцева Т. Т. и др. Надвиговая тектоника Восточно-Европейской и Сибирской платформ (сравнительная характеристика и значение для неф-тегазоносности) // Изв. АН РБ. Геология. - Уфа, 2000. - №5. - С. 46-60.

15. Кузьмин С. Б. и др. Критерии экологического риска и защищенности природоресурсных комплексов (экологический проект Знаменского месторождения) // Инженерная экология, -№ 4, 1999, - С. 20-29.

16. Кучерук Е.В., Люстих Т.Е. Прогнозирование и оценка аномальных пластовых давлений по материалам геофизических исследований. ВИНИТИ //Серия «Геологические и геохимические методы поисков полезных ископаемых. Методы разведки и оценка месторождений. Раз-

ведочная и промысловая геофизика».- М., 1986, - Т. 7. -128 с.

17. Мигурский А.В., Старосельцев В.С. Зоны разломов - естественные насосы природных флюидов // Отечественная геология, - 2000, - №1. - С. 56-59.

18. Пиннекер Е.В. Проблемы региональной гидрогеологии. - М.: Наука, 1977.- 196 с.

19. Сметанин А.В. Опыт динамической интерпретации гравитационных аномалий. - Иркутск, 2000. - 85 с.

20. Сизых В.И. Шарьяжно-надвиговая тектоника окраин древних платформ. - Новосибирск: Изд-во СО РАН. Филиал «Гео». 2001. - 154 с.

21. MOUCHET J. P. & MITCHELL A. Abnormal pressures while drilling. -manuels techniques elf aquitaine. 2 Elf Aquitaine Edition, Boussens. 1989. -264 р.

22. Hubbert M.K., Rubey W.W. Role of Fluid Pressure in Mechanics of Over-thrust Faulting. I Mechanics of Fluid-Filled Porous Solids and its Applicaion thrust faulting. "Geol. Soc. Amer. Bull.", 1959, - 70, №2, - Р.75-78.

Рецензент: кандидат геолого-минералогических наук, доцент Иркутского государственного технического университета Ю.Н. Диденков

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.