«ИВАНОВ К. С., КНЯЗЕВА И. В., КОРМИЛЬЦЕВ В. В., ФЕДОРОВ Ю. Н., Уральская государственная горно-геологическая академия Нами составлена геологическая карта фундамента Шаимского нефтегазового района (ШНГР) [1, 2], ...»

Таким образом, разломы – это сложные геологические тела, ограниченные дизъюнктивными границами, в пространстве и во времени развивающиеся снизу вверх, к поверхности Земли. Каким образом и когда разломы выступают как факторы природного риска, под которым понимается вероятность реализации события определенного класса опасности, а под опасностью понимается источник потенциального ущерба или вреда или ситуация с возможностью нанесения ущерба?

Прежде всего с образованием разломов связана сейсмичность, т. е. подверженность Земли или отдельных ее территорий землетрясениям, которые по разрушительным последствиям не имеют себе равных среди опасных природных процессов. Разломообразование и сейсмичность являются итогом закономерного упруговязкого поведения земной коры и литосферы при тектонических деформациях, завершающегося колебаниями (сотрясениями) поверхности и недр Земли, или землетрясениями.

Кроме сейсмичности и землетрясений с разломной тектоникой тесно связана также и вулканическая деятельность, которая представляет существенную опасность, так как с ней могут быть связаны человеческие жертвы и огромный материальный ущерб.

Современные вулканические пояса, протягивающиеся вдоль западного побережья Тихого океана от берегов Северного Ледовитого океана до Новой Зеландии, контролируются глубинными разломами или сейсмофокальными зонами. Именно к ним приурочены очаги (гипоцентры) глубокофокусных землетрясений, что свидетельствует о генетической связи сейсмичности и вулканизма.

В России опасная вулканическая деятельность проявляется на Камчатке и Курильских островах. Сейчас на Камчатке в стадии активной деятельности находится 29 вулканов, на Курильских островах – 39. Всего на суше имеется от 450 до 600 действующих и около тысячи «спящих» вулканов. В опасной близости от активных вулканов проживает примерно 7 % населения Земли. К наиболее опасным явлениям, сопровождающим извержения вулканов, относятся лавовые потоки, выпадения вулканических материалов (бомб, ляпиллей, пепла, песка), вулканические грязевые потоки, газы. При подводных землетрясениях и вулканизме часто возникают цунами и связанные с ними наводнения и разрушения на берегу.

Таким образом, разломы как протяженные и глубоко проникающие структуры, дренирующие мантийные уровни, являются «отдушинами» для подъема газово-жидких компонентов при дегазации Земли. Поднимаясь по разломам на более высокие уровни вплоть до земной поверхности, тепломассопотоки в определенных термодинамических условиях расплавляют вмещающие породы, обусловливая тем самым процессы интрузивного и эффузивного магматизма, или вулканизма.

Кроме сейсмогенных движений, сопровождающихся землетрясениями, среди современных геодинамических движений выделяются так называемые асейсмогенные движения. Если землетрясения обусловлены относительно кратковременными воздействиями упругих ударных волн, возникающих или в результате разрядки длительно накапливающихся тектонических напряжений в недрах Земли, или поверхностных сотрясений в результате падения метеоритов, подземных взрывов, обрушений кровли в пустотах, закачки больших объемов воды в недра и других частных, разовых причин нарушения существующего динамического равновесия, то асейсмогенные движения связаны с ротационными силами или силами притяжения Солнца и Луны.

Как отметил А. Шейдегер, одного только беглого перечня производных ротационных сил Земли (изменение скорости вращения Земли; скачкообразные сезонные изменения угловой скорости Земли, когда выделяется колоссальная энергия порядка 1027 эрг, а энергия всех землетрясений за год составляет порядка эрг; силы Кориолиса, полюсобежные силы Этвеша и др.) достаточно, чтобы показать, что все они сегодня вполне серьезно претендуют на роль реальных и значительных сил нашей планеты [4].

Действительно, с вращением Земли связана тенденция к образованию вихревых структур. В атмосфере и гидросфере это знакомые всем ураганы и смерчи. В литосфере в силу большой вязкости и прочности пород эта тенденция, как правило, не реализуется, хотя, как показал И. Е. Слензак на примере Украинского щита, в глубоком докембрии при ареальном метаморфизме с резким снижением вязкости пород могли образоваться огромные вихревые структуры [4]. Японцы своими многолетними наблюдениями над триангуляционными пунктами показали, что последние имеют векторы смещений, ориентированные по круговым линиям, т. е. тенденция к смещению существует в земной коре всегда.

Если в глубоком докембрии условия вязкого сдвижения горных пород под влиянием ротационных сил были широко и повсеместно распространены, то в последующие геологические эпохи в силу необратимо направленной эволюции земной коры в сторону ее консолидации и приобретения жесткости подобные условия могут появиться только в узко локализованных структурах, каковыми являются разломы земной коры.

Именно в разломах под влиянием восходящих тепломассопотоков развивается приразломный метаморфизм, достигающий на прогрессивной ветви термодинамических уровней амфиболитовой фации и палингенеза.

Глубоко прогретые горные породы разломов в этих условиях ведут себя как «ньютоновские жидкости» с ничтожной вязкостью, испытывая ламинарное течение. Крайняя неоднородность пород по составу, размерности, вязкости в условиях сжатия и сдвигания приводит к формированию в зонах разломов мощных зон смятия.

Типичным примером зон смятия является Главный Уральский глубинный разлом (ГУГР), совпадающий с габбро-гипербазитовым поясом Урала протяженностью 2000 км, состоящим из трех сегментов – Полярноуральского (400 км), Платиноносного (900 км) и Южноуральского (700 км). Время полного разрыва континентальной коры на Урале и образование ГУГРа как рифтового раздвига – раннеордовикское. Предполагается, что глубинная зона ГУГРа геодинамически соответствует зоне субдукции (пододвигания) и позднее трансформировалась в 2000-километровый общеуральский коллизионный шов. Как отмечают Л. А. Карстен, К. С. Иванов, В. Р. Шмелев, «в зоне ГУГР тектонически «перемешаны», скучены, надвинуты … разноформационные и разнофациальные метаморфизованные блоки. ГУГР трассируется достаточно протяженными зонами серпентинитового меланжа, содержащими в будинах фрагменты палеоостроводужных, палеоокеанических, батиальных и реже шельфовых образований» [5].

На регрессивной ветви по мере снижения геоизотерм и остывания субстрата разлома пластические деформации сменяются хрупкими, усиливается дезинтеграция, появляется раздробленность, и разлом превращается в сложное геологическое тело, характеризующееся высокой фрагментарностью, газо- и водонасыщенностью. Вещественная среда разлома чутко реагирует на воздействие внешних сил, в том числе и космических. Поэтому разломы проявляют активность, подвижность не только в период своего заложения и метаморфогенно-метасоматического преобразования субстрата в процессе приразломного метаморфизма, но и после активной геологической жизни они не умирают, а проявляют уже вторичную, или наведенную под влиянием внешних сил активность и подвижность. Так, в г. Дегтярске Свердловской области есть улица Ревдинская, застроенная в конце прошлого века добротными жилыми домами. Однако вскоре жильцов из этих домов пришлось выселять из-за непрекращающихся разрушений зданий. Оказалось, что улица расположена над Серовско-Маукским глубинным разломом, который, несмотря на то, что активно развивался только в палеозойскую эру, т. е. несколько сот миллионов лет назад, до сих пор «живет и дышит».

Деформации Земли под влиянием лунно-солнечных притяжений уже в Х1Х веке использовались для определения модуля сдвига, среднего для всего земного шара. Первые же измерения амплитуд и фаз месячных и полумесячных волн земного прилива с помощью мареографов показали, что модуль сдвига Земли превышает модуль сдвига лучших сортов стали. Эти опыты привели к заключению, что Земля тверда. Позднее эти выводы были подтверждены и развиты сейсмологами. По скоростям распространения сейсмических волн были установлены границы: коры и мантии, мантии и жидкого ядра, жидкого ядра и твердого внутреннего ядра.

В последнее десятилетие в исследованиях земных приливов наметился большой прогресс, были разработаны чувствительные спутниковые GPS-технологии, позволяющие оценить смещения точек наблюдения с точностью до ±1-5 мм. Как показали исследования Ю. А. Кузьмина, А. Д. Сушарина, Н. К. Кострюковой и О. М. Кострюкова, современные короткопериодные цикличные движения с продолжительностью периодов от нескольких секунд до минуты и часа концентрируются в разломных структурах или вблизи тектонических нарушений. В результате экспериментальных исследований на Сургутском и Таркосалинском полигонах, проведенных научно-практическим центром «Геоэкология» под руководством Н. К. Кострюковой и О. М. Кострюкова, было установлено, что аварии на магистральных трубопроводах Федоровского и Таркосалинского нефтяных месторождений постоянно тяготеют к участкам, где трубопроводы пересекают локальные разломы [3]. При этом оказалось, что деформационный процесс носит регулярный характер, а резонансным является процесс прохождения по земной коре лунной приливной волны.

На основе данных, полученных при магнитоупругих, тензометрических и GPS-измерениях, было установлено, что деформационный процесс контролируется в зонах локальных разломов земной коры и подчиняется ритму лунных приливов. Как показали наблюдения, деформации, возникающие во время каждого лунного прилива и отлива, т. е. 4 раза в сутки, достаточно ощутимы и достигают в отдельных случаях до 100 мм на 100 м при измерениях на трубе и до 200 мм на 100 м – при измерениях на поверхности. Более низкие значения смещений на трубе связаны с проскальзыванием последней в торфяной подушке. При этом оказалось, что величины деформаций сравнимы с критическими для трубопроводов и выше критических для железобетонных конструкций. Повторяясь 4 раза в сутки, цикличные колебания ухудшают усталостные свойства материала конструкций. В результате на участках, где развиты локальные разломы земной коры, в железобетонных конструкциях появляются трещины, а в стальных трубах ускоряется процесс коррозии, что в обоих случаях приводит к разрушению таких объектов [3].

Как показали наблюдения на Сургутском полигоне, разрушению подвергаются также любые городские сооружения и коммуникации, расположенные над локальными разломами.

Таким образом, современные геодинамические движения представлены, с одной стороны, сейсмогенными движениями, создающими разломы, а с другой – асейсмогенными движениями в виде незначительных по величине и кратковременных по времени проявления деформаций, оживляющих мозаично-блоковую структуру земной коры. Но и те, и другие представляют серьезную опасность для человека и объектов экономики, потому что предотвратить их воздействие нельзя, но защитить объекты экономики можно. Для этого необходимо перед возведением инженерных сооружений проводить комплексные исследования с использованием геологических, геофизических, аэрокосмогеологических и других методов, которые позволили бы более продуманно размещать инженерные сооружения, жилые здания и коммуникации во избежание их неминуемого последующего разрушения.

Трагедия в Московском аквапарке, где 14 февраля 2004 г. обрушилась крыша, показала, что, прежде чем строить, нужно учитывать не только конструктивные детали проекта, но и геологические особенности фундамента. Незнание последних может привести к повторению трагедии типа Чернобыльской. До сих пор неизвестно, какими соображениями руководствовались проектировщики Чернобыльской АЭС, выбрав место под ее строительство на пересечении тектонических разломов.

И, завершая описание роли разломов в развитии опасных природных процессов, нельзя не упомянуть связь с ними так называемых геопатогенных зон. Геопатогенная зона в переводе с греческого означает: «место на Земле, где возникает страдание». Именно в этих «гиблых местах» зафиксированы тяжелые заболевания людей и домашних животных, количество которых в 2-5 раз превышает количество обычных заболеваний.

Влияние разломов, через которые Земля «дышит», человек ощущает порой на подсознательном уровне. Например, над разломами разного ранга отмечается увеличение автодорожных аварий (ДТП). Дорожная полиция в Германии уже давно устанавливает на участках дорог, пересекающих разломы, специальные знаки, предупреждающие об опасности. Группа исследователей Санкт-Петербурга, проанализировав 3,5 тысячи ДТП в одном из районов города, также установила, что над разломами число аварий по сравнению с обычными участками дорог увеличивается на 30-500 % от обычного числа аварий. Высказано предположение, что человек, пересекая разлом, реагирует на его аномальное магнитное поле благодаря магниторецепции. В мозгу человека, как у многих мигрирующих птиц, рыб, дельфинов и других животных, есть ферромагнитные включения, которые реагируют на аномальные магнитные поля, и человек, пересекая разломную зону, ширина которой достигает обычно несколько сот метров, может непроизвольно среагировать, провоцируя ДТП [3].

Асейсмичные разрывные нарушения, периодически обновляемые тектоническими подвижками, характеризуются повышенной проницаемостью и являются проводящими зонами для различных форм внутриземной энергии (тепло, радон, гелий, ртуть и др.). Некоторые из проницаемых зон несут на поверхность поток смешанных энергий с неясными синэнергетическими эффектами, являясь отражением сложных процессов, протекающих в недрах Земли. В настоящее время установлено, что во многих случаях эти внутриземные энергии сказываются отрицательно на биосфере в целом и на здоровье человека – в частности. Причем эти изменения происходят незаметно, коммулированно, через подсознание человека, имеют «неясную» природу и далеко не изучены [1].

Таким образом, разломы – это дренажные структуры, обусловливающие дегазацию Земли и ответственные за природные опасности: землетрясения; вулканические извержения; малоамплитудные колебательные движения, разрушающие инженерные сооружения; геопатогенные зоны, с которыми связаны многие болезни людей.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

2. Ващилов Ю. Я. Закономерности в распределении глубин заложения разломов // Сов. геология. 1967. № 3.

3. Кострюкова Н. К., Кострюков О. М. Локальные разломы земной коры – фактор природного риска. М.: Изд-во Академии горных наук, 2002.

4. Шейдеггер А. Основы геодинамики. М.: Недра, 1987.

5. Шерман С. И. Физические закономерности развития разломов земной коры. Новосибирск: Наука, 1977.

ПРОИСХОЖДЕНИЕ КВАРЦИТОВ МЕСТОРОЖЕНИЯ «ГОРА КАРАУЛЬНАЯ»

Кварцитовые тела месторождения имеют форму крупных линз (до 200 х 1500 м в плане), залегают согласно с текстурной неоднородностью вмещающих пород и вместе с вмещающими породами образуют моноклиналь, погружающуюся на юго-восток под углами 60-80 градусов. По латерали месторождение имеет следующее строение (от подошвы к кровле):

1 – пачка серицит-углисто-кварцевых сланцев с маломощными прослоями углистых кварцитов и сланцев серицит-хлорит-альбит-кварцевого состава мощностью 30 – 100 м;

2 – мономиктовые кварциты от белого до темно-серого цвета с маломощными и редкими прослоями углистых кварцитов и углисто-серицит-кварцевых сланцев различного состава мощностью 30 – 200 м;

3 – переслаивающиеся мономиктовые и углистые кварциты мощностью 0 – 60 м;

4 – переслаивающиеся углисто-серицит-кварцевые и хлорит-серицит-кварцевые сланцы с прослоями мономиктовых и углистых кварцитов мощностью 100 – 130 м;

5 – переслаивающиеся черные и темно-серые сланцы серицит-углисто-кварцевого и углистокварцевого составов с маломощными прослоями массивных мономиктовых и углистых кварцитов мощностью более 70 м.

Месторождение представлено несколькими кварцитовыми телами линзообразной формы, выходящими на земную поверхность, и отрабатывается карьерами. Северная часть месторождения, представленная линзой размером 200 х 100 м, отработана Северным карьером и в настоящее время затоплена. Южная часть месторождения, состоящая из нескольких сближенных линз размером от 50 х 200 м до 120 х 700 м, отрабатывается Южным карьером.

Рудные тела представлены мономиктовыми массивными сливными кварцитами с мелко- и среднезернистой структурами. Размерность зернистости кварцитов от размера тел не зависит. Но есть зависимость между размером рудных тел и цветом кварцитов: крупные рудные тела представлены преимущественно белыми и светлоокрашенными кварцитами, а маломощные прослои, мелкие линзы и краевые части крупных линз сложены серыми и темно-серыми кварцитами.

Контакты рудных тел с вмещающими породами всегда резкие и сорванные. Тонкие прослои кварцитов, залегающие во вмещающих рудные тела породах, обычно будинированы. Встречаются будинысателлиты, как бы отщепляющиеся от крупных тел.

Судя по форме будин-сателлитов, расположенных вблизи рудных тел, и по элементам залегания вмещающих пород в верхней и придонных частях Северного карьера, длинные оси рудных тел (кварцитовых линз) ориентированы субгоризонтально.

Рассмотренные особенности строения кварцитовых тел и характер взаимоотношения их с вмещающими породами на первый взгляд позволяют предположить, что кварциты могли образоваться при динамотермальном метаморфизме седиментационных высококремнистых пород, и при последующем раздавливании в зоне ГУГР,а превращены в тектонолинзы (будины). Однако анализ других особенностей строения кварцитовых тел позволяет предположить иной путь их формирования. Этими своеобразными особенностями строения являются:

1 – моноклинальность залегания кварцитовмещающей толщи;

2 – характер пространственных взаимоотношений кварцитовых тел с текстурной неоднородностью вмещающих пород;

3 – различие уровня метаморфизма вмещающих пород и кварцитов;

4 – степень кристалличности углеродистого вещества;

5 – строение тектонических брекчий, слагающих краевые зоны квацитовых тел.

1. Кварцитовмещающая толща имеет моноклинальное залегание на большом протяжении вкрест ее простирания. И если учесть, что мощность слоя (или толщи) в норме отличается от его размеров в ширину и в длину на порядки, то при мощности хотя бы в 1 км кварцитовмещающая толща должна была погружаться и восставать от земной поверхности минимум на десятки километров, что реально невозможно себе представить. Признаки же крупной складчатости, способной путем многократных изгибов «укоротить» толщу в направлении погружения и восстания, отсутствуют. Наблюдаемая в породах мелкая складчатость (плойчатость) является складками течения и не отражает наличие крупных складок такой же морфологии.

Таким образом моноклинально залегающая кварцитовмещающая толща – порождение крупного разлома (ГУГР,а), и ее текстурная неоднородность является не седиментационной, а наложенной деформационной (метаморфической).

2. Кварцитовые линзы месторождения, как было указано выше, в общем залегают согласно со сланцеватостью вмещающих их пород. Но детальный анализ текстурной неоднородности вмещающих пород позволил выявить особенности их строения, указывающие на сложный характер взаимоотношений кварцитовых линз с этой текстурной неоднородностью.

Местами, особенно в лежачем боку Северной кварцитовой линзы, встречаются пачки безуглеродистых хлорит-серицит-кварцевых сланцев, залегающих согласно с общим моноклинальным рассланцеванием кварцитовмещающей толщи. Четко проявленная полосчатость этих пород смята в мелкие складки с субгоризонтальными шарнирами. Эта плойчатость имеет различную вергентность (сбегания и набегания), и при этом иногда в одной и той же тоненькой пачке пород наблюдаются плавные переходы по падению (восстанию) пачки складочек с одной вергентностью в складки с другой вергентностью. Это, видимо, отражает раздавливающую (но не однонаправлено-трансляционную) природу напряжений, сформировавших эту плойчатость.

Часто тонкие пачки пород с противоположной вергентностью разделены согласными с полосчатостью и слабой сланцеватостью мелкими разрывами, что создает впечатление толщи, состоящей из совмещенных по разрывам пакетов пород со складками разной вергентности. В этих породах наблюдается обилие мелких метаморфогенных жилок гранулированного кварца, ориентированных параллельно полосчатости, и сминаемых вместе с нею в отмеченную мелкую плойчатость. Это указывает на то, что описываемая плойчатость является не первичной седиментационной, а наложенной деформационной (метаморфической) и, являясь составной частью описанной выше моноклинали, сама имеет приразломное происхождение. В таком случае кварцитовые линзы, кажущиеся согласными и конседиментационными, на самом деле являются секущими относительно переработанной и переориентированной в приразломной зоне первичной (седиментационной) неоднородности.

3. Если считать кварциты и вмещающие их породы региональнометаморфическими, то уровень метаморфизма вмещающих кварциты углистых хлорит-серицит-кварцевых и серицит-кварцевых сланцев нельзя считать изофациальным залегающим среди них кварцитам. Это следует из того, что опыт изучения высокометаморфизованных комплексов показывает: углеродистые кварциты при региональном метаморфизме даже на уровне эпидот-амфиболитовой фации обладают структурой не крупнее мелкозернистой. Кварциты же месторождения «Гора Караульная», будучи часто среднезернистыми и приближающимися к крупнозернистым, имеют облик пород не ниже амфиболитовой фации метаморфизма. Это несоответствие легко можно объяснить метасоматической природой кварцитов, образованных по породам, метаморфизованным в условиях низшей субфации зеленосланцевой фации. Довольно часто наблюдающееся отщепление мелких линз от более крупных, легко объяснимое в случае седиментационного происхождения кварцитов фациальным замещением пород в слоистой толще, в случае принятия их метасоматического происхождения также легко объясняется дискретностью проявления метасоматоза в метаморфизуемой толще.

4. Исследователи, описывающие месторождение «Гора Караульная» и вообще шайтанскую свиту, черный цвет пород объясняют примесью углистого вещества. И если для вмещающих кварциты хлоритсерицит-кварцевых сланцев это является нормальным, то для среднезернистых кварцитов с обликом пород амфиболитовой фации метаморфизма примесь в них углистого вещества является ненормальным явлением, поскольку известно, что степень кристалличности углеродистого вещества зависит, в первую очередь, от температурных условий метаморфизма [4]. В породах эпидот-амфиболитовой и более высоких фаций метаморфизма, какими по виду можно считать кварциты (принимая их региональнометаморфическими), оно должно быть явнокристаллическим (размер чешуек около 0,01 мм) и являться графитом. Выходом из затруднительного положения здесь также является признание метасоматичской природы кварцитов: в условиях достаточно низкотемпературного кремнистого метасоматоза кварциты образовались по слабо метаморфизованным вмещающим породам, содержащим акристалличное (пелитоморфное) углеродистое вещество, сформировав неравновесный парагенезис с углистыми сланцами.

Не без основания можно также предположить, что и углеродистое вещество явилось продуктом метасоматоза, но уже углеродистого. На месторождении «Гора Караульная» черные, наиболее углеродистые породы являются и наиболее рассланцованными с замаскированными признаками додеформационной неоднородности (под додеформационной неоднородностью здесь понимается любая текстурная неоднородность, на которую накладывается позднее рассланцевание, сопровождавшееся будинированием кварцитовых тел).

Наоборот, все безуглеродистые породы месторождения являются менее рассланцованными и обладают додеформационной полосчатостью. Отсюда следует, что углерод приурочен к наиболее деформированным и проницаемым для углеродсодержащих гидротерм породам. Это предположение подтверждается также приуроченностью углеродистой шайтанской свиты к зоне ГУГР,а на большом его протяжении.

5. Характерной особенностью кварцитовых линз является наличие в их периферических частях своеобразных тектонических брекчий, у которых угловатые обломки углисто-серицит-кварцевых сланцев (фактически филлитов) погружены в массивный кварцитовый матрикс. Мощность зон таких тектонических брекчий может достигать 1-2 метров. Эти тектонические брекчии чаще приурочены к мелким кварцитовым линзам, а иногда образуют самостоятельные сильно вытянутые линзообразные (иногда пластообразные) тела мощностью до 3-4 метров. Размер обломков филлитов в брекчии может варьировать от 30 до 1 мм, а количество – от 50 до 0,5 %; при этом и размер, и количество обломков характеризуются выдержанностью в пределах какого-то локального объема (одного некрупного кварцитового тела, одного зальбанда, или его части, более крупного тела). Тектоническая брекчия с размером обломков 1 – 3 мм и при их количестве около 1 % имеет вид массивного кварцита с равномерно рассеянной вкрапленностью черного или темно-серого силикатного материала. Такие тектонические брекчии («вкрапленные кварциты») чаще приурочены к периферическим частям крупных кварцитовых линз. Только наличие постепенных переходов от крупнообломочных тектонических брекчий нормального облика к «вкрапленным кварцитам» позволило выяснить природу последних.

Подобные, обратные нормальным по соотношению хрупкости-пластичности взаимоотношения пород, но в будинаж-структурах (где, к примеру, будины сложены мраморами, а вмещающими их породами являются кварциты) описаны в гранулитовых комплексах щитов древних платформ. Считается, что такие будинаж-структуры формируются в условиях инверсии реологических свойств образующих их пород. Сущность процесса состоит в том, что повышение давления и температуры (комплексно или раздельно) при прогрессивном метаморфизме усиливает пластические свойства участвующих в процессе разных пород с разной скоростью. В итоге может возникнуть ситуация, когда первоначально более вязкие (жесткие) породы обгоняют по способности к пластической деформации первоначально более пластичные, но имеющие меньшую скорость нарастания пластичности при увеличении термодинамических параметров процесса. И тогда возникают будинаж-структуры описанного выше вида.

Можно предположить, что в условиях инверсии свойств могут возникать и тектонические брекчии, если в зоне интенсивного сжатия отдельное высокопластичное тело, быстро растекаясь, увлекает за собой более хрупкие окружающие породы, дробя их и растаскивая.

Можно также предположить, что подобные условия могли быть созданы на стадии интенсивного сжатия в зоне ГУГР,а, где уже имелось сформированное метасоматическим путем крупное плитообразное тело кварцитов. Пластически деформируясь при раздавливании и будинировании, оно вызвало дробление и контаминацию вмещающих его более жестких хлорит-серицит-кварцевых сланцев. Так, по периферии кварцитовых тектонолинз сформировались необычные тектонические брекчии с кварцитовым цементом – кварцитобрекчии.

Однако можно предположить и иной механизм формирования кварцитов и кварцитобрекчий месторождения «Гора Караульная».

Важной особенностью кварцитобрекчий является «взвешенное» состояние включенных в нее обломков. Подобные образования вообще-то довольно широко распространены среди тектонитов: это тектонические брекчии на гидротермальном цементе. В общем случае такие брекчии располагаются в разрывах растяжения, где они выполняют пространство между раздвинутыми блоками. Обломки раздробленных пород в таких брекчиях часто не соприкасаются друг с другом и находятся во «взвешенном» состоянии в цементирующей их массе. Цементом таких пород может быть гидротермальное вещество кварцевого, эпидоткварцевого, кальцит-кварцевого и другого состава. Непонятным здесь является механизм поддерживания во взвешенном состоянии обломков раздробленных пород, пока цементирующее их вещество осаждается из просачивающихся (протекающих) по разрыву гидротермальных растворов. Геологи как-то не уделяли внимания выяснению механизма этого процесса, и лишь в недавнее время появились работы, описывающие такие образования и механизм их возникновения [1, 2, 3]. Тектониты с гидротермальным цементом в этих работах отнесены к флюидизитам, а механизм их формирования принимается многоступенчатым при значительной роли в нем катаклаза пород в разрывных структурах, метасоматоза и кристаллизации из истинных и коллоидных растворов. Многие вопросы систематики и формирования флюидизитов пока не ясны, поэтому, не вступая в дискуссию по ним, мы попытаемся лишь предложить в свете данной проблемы возможный вариант формирования кварцитов и связанных с ними кварцитобрекчий на месторождении «Гора Караульная».

Для решения этого вопроса требуется определить источник кварцевого материала, способ его транспортировки к нынешнему месту расположения и механизм отложения.

Учитывая высокую пластичность кварцевого материала, способного захватывать обломки вмещающих пород и поддерживать их во взвешенном состоянии, эта субстанция должна быть либо гелеобразной, либо расплавом. В первом случае из гелеобразного материала после раскристаллизации кварца должна была высвободиться вода, которая непременно бы вызвала различные преобразования вмещающих пород. На месторождении около кварцитовых тел гидротермально-измененных пород не наблюдается. Откартировано только незначительное прокварцевание вмещающих пород в промежутке между Южной и Северной линзами, преимущественно в висячем боку кварцитовмещающей толщи. Можно предположить, что субстрат кварцитов, перемещенный к месту нынешнего его нахождения, был расплавом.

Тогда возникает вопрос: как же образовался кварцевый расплав? Путь решения этого вопроса можно найти в работе Колясникова Ю. А. [5]. Наряду с другими вопросами, автор работы рассматривает условия образования и дальнейшей эволюции магматических расплавов. Степень подвижности расплавов и их сиализацию он связывает с воздействием на расплавы ионизированного водорода, поступающего из ядра Земли.

При этом взаимодействии (протонной активации) происходит разрыв ионных связей Ме – О и отчасти мостиковых силоксановых связей Si – O – Si c заменой кислорода группой (ОН). В результате образования электронейтральных кремнегидроксильных тетраэдров Si(ОН)о4, размер которых лишь немного больше размера молекул воды, расплав становится почти таким же текучим, как вода. При длительном существования магматического очага это способствовало разделению его на водород-кремнистую и рудную части*, а затем, во время одной из стадий растяжения в зоне ГУГР,а, подъем водород-кремнистого расплава в верхние части земной коры. Высокая температура перемещающегося расплава поддерживалась за счет экзотермической реакции перехода ионизированного водорода в атомарный при температуре 1200 °С. Достигая верхней части земной коры, расплав охлаждался, но следующая экзотермическая реакция перехода атомарного водорода в молекулярный при температуре 700° поддерживала его в высокотекучем состоянии, в котором он внедрялся во вмещающие породы, разрывая и контаминируя их и, таким образом, насыщая периферические части расплавных инъекций породным микститом. Такой механизм взаимодействия расплава с вмещающими породами объясняет более или менее равномерный размер обломков в пределах одного кварцитового тела, а в ряде случаев – интенсивную диспергированность филлитов (вплоть до псаммитовой размерности). После удаления из расплава молекулярного водорода в нем восстанавливались разорванные водородом силоксановые связи, расплав терял текучесть, быстро «схватывался» и успевал раскристаллизоваться только в мелкои среднезернистый кварцит. Небольшая часть высвободившегося молекулярного водорода, возможно, связывалась с кислородом и в виде гидротерм, насыщенных кремнеземом, могла формировать зоны прокварцевания над верхними выклиниваниями кварцитовых тел. Последующее сжатие в зоне разлома приводило к будинированию кварцитовых тел, отщеплению от них мелких фрагментов, «зализыванию» и расплющиванию кварцитобрекчий при обтекании кварцитовых линз вмещающими, теперь уже более пластичными, чем кварциты, филлитами.

Из предложенных двух способов образования кварцитов месторождения «Гора Караульная», на наш взгляд, флюидизитовый, хотя и является пока непривычным и содержит умозрительные допущения, больше соответствует проявляющимся особенностям строения кварцитовых тел и характеру их взаимоотношений с вмещающими породами.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

2. Иванкин П. Ф., Назарова Н. И. Проблема восстановительного метасоматоза // Метасоматизм и рудообразование. М.: Недра, 1984. С. 114-121.

3. Иванкин П. Ф. Флюидно-магматогенные колонны глубинных разломов и прогноз оруденения // Глубинные условия эндогенного рудообразования. М.: Наука, 1986. С. 103-113.

4. Кейльман Г. А., Паняк С. Г. Графит – индикатор температурных условий регионального метаморфизма // Геология метаморфических комплексов Урала: Тр. Свердл. горн. ин-та, вып. 108. Свердловск, 1974. С. 55-58.

5. Колясников Ю. А. Проблемы магматизма и эволюции вещества Земли / Магадан, 1989. 78 с. (Препринт / СВКНИИ ДВО АН СССР).

СОСТОЯНИЕ ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ В УРАЛЬСКОМ ФЕДЕРАЛЬНОМ

ОКРУГЕ, ДИНАМИКА ДОБЫЧИ И ВОЗОБНОВЛЕНИЯ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ БАЗЫ

Сегодня крупнейшим в стране и значительным в мире ресурсным потенциалом углеводородного сырья располагает только Уральский федеральный округ (рис.1). Здесь сосредоточено порядка 8 % мировых суммарных ресурсов нефти и 24 % мировых суммарных ресурсов газа. Во всероссийском масштабе запасы Уральского федерального округа составляют 66,7 %, газа – 77,8 %. Годовая добыча углеводородов здесь составляет: нефть – 63 и 7 %, газ – 90 и 25 % от общероссийской и мировой добычи соответственно.

_ В защиту высказанного предположения о разделении расплава на водородно-кремнистую и рудную части можно привести описанные Дерябиным Н. И. магнетитовые и мартитовые флюидизиты [1], а также известное геологам излияние магнетитовой лавы из одного из средиземноморских вулканов.

УрФО Мировые НСР(без России) Россия (без УрФО) Рис. 1. Начальные суммарные ства месторождений угля в округе значительно отработаны. Другие месторождения угля невелики по запасам, что в совокупности определяет высокую себестоимость добычи 1 т угля (Свердловская область – Волчанское месторождение – открытые работы около 200 руб., по шахте «Буланашская» 1800 руб.; Челябинская обл. – открытые работы 340 руб., шахтная добыча 570 руб). Отсутствие привлекательности в разработке имеющихся запасов угля объясняет практическое прекращение геологоразведочных работ на этот вид полезного ископаемого со стороны недропользователей.

Балансовые запасы категорий А+В+С1 торфа по Уральскому федеральному округу распределены в 1405 месторождениях и составили на 01.01.2003 г. 3722 млн т, или же 19,6 % от общероссийских. Кроме того, на балансе числится еще 3616 млн т запасов категории С2, плюс забалансовые запасы в количестве 886 млн т. Порядка 50 % от всех запасов высших категорий расположены на территории юга Тюменской области – 223 месторождения (здесь находится крупнейшее в мире уникальное Васюганское месторождение, имеющее распространение за пределы округа в Томской, Омской и Новосибирской областях). 8,5 % общероссийских запасов торфа расположены на территории Свердловской области – 9917 месторождений). Балансовые запасы в остальных субъектах Федерации в сумме составляют менее 1 %. Прогнозные ресурсы торфов федерального округа, размещенные в 3660 месторождениях и проявлениях, составляют по сумме категорий Р1+Р2+Р3 76374 млн т.

Добыча торфов в федеральном округе ведется только в Свердловской и на юге Тюменской областей.

Объем годовой добычи невелик – 68 тыс. т (2,6 % от общероссийской). Основной объем добычи приходится на Свердловскую область – 52 тыс. т. Геологоразведочные работы на торф сегодня не ведутся.

На территории Уральского федерального округа балансовые запасы гидрогенного урана известны в Курганской области (Долматовское, Хохловское месторождения). Запасы невелики: 2 % в общем балансе страны.

В последние годы разведанные запасы гидрогенного урана Далматовского месторождения были вовлечены в промышленную эксплуатацию. Ежегодная добыча соответствует уровню запасов и, кроме того, составляет приблизительно 34-40 % от проектной мощности.

По урану за счет федерального финансирования в 2003 г. проводилась доразведка Хохловского месторождения и поисковые работы на других перспективных объектах. По результатам работ за 2003 г. ожидается прирост прогнозных ресурсов гидрогенного урана в объеме около 30 тыс. т. В 2004 г. планируется продолжение работ, практически в тех же масштабах.

Ежегодная добыча углеводородов в последние годы постоянно растет. В качестве примера можно проследить динамику добычи в Уральском федеральном округе газа за период с 1990 по 2003 гг. (рис. 2).

Обеспеченность разведанными запасами нефти, при сохранении уровня добычи по территории федерального округа, – 35-40 лет, однако, с учетом того, что большую часть промышленных запасов уже сегодня следует отнести в разряд «трудноизвлекаемых», обеспеченность добычи разбуренными запасами высших категорий А+В составляет 9-10 лет, плюс запасами категории С1, по мере их разбуривания, – 11-15 лет, суммарная обеспеченность добычи нефти по округу разведанными активными запасами промышленных категорий не превышает 20-25 лет. Обеспеченность запасами газа – 65 лет. В целом для Уральского федерального округа, при существующих разведанных запасах УВ-сырья в количестве 46 млрд т у. т и при ежегодной добыче порядка 850 млн т у. т, средняя обеспеченность запасами условного топлива составит не менее 50 лет.

Таким образом, Уральский федеральный округ имеет все возможности обеспечить основной объем добычи энергетических ресурсов на ближайшие двадцать-тридцать лет в соответствии с Энергетической стратегией России до 2020 г.

Однако для сохранения в течение этого периода Уральского федерального округа в качестве основной топливно-энергетической структуры России необходимо постоянное восполнение добываемого сырья, в первую очередь углеводородов, так как привлекательность твердых топливно-энергетических ресурсов в федеральном округе очень незначительна, ввиду чего в последние годы падают объемы добычи угля и торфа.

Восполнение минерально-сырьевых ресурсов для Западно-Сибирской нефтегазовой провинции – вопрос непростой. Изучение этой самой богатой провинции России в течение 50 лет позволило перевести 48,5 % НСР нефти в запасы категорий А+В+С1 +С2 (по ХМАО) и 46 % НСР газа – в запасы категорий А+В+С1 +С2 (по ЯНАО). Таким образом, фонд легкооткрываемых уникальных и крупных месторождений здесь исчерпан. Новые (не открытые еще) объекты, как правило, средние и мелкие (по запасам) месторождения и залежи. Поэтому одним из условий обеспечения прироста запасов является ежегодное увеличение объемов производства геологоразведочных работ, а также совершенствование их научного обоснования за счет развертывания НИР и НИОКР.

Результативность геологоразведочных работ на нефть и газ определяется приростом запасов при открытии новых месторождений или новых залежей. Ежегодно на территории Уральского федерального округа открывают порядка двух десятков мелких, редко средних месторождений и до 50 залежей на фланговых частях или на глубоких горизонтах уже известных месторождений. Так, в целом за 2003 г., на территории Уральского федерального округа было открыто 16 новых месторождений УВ-сырья и выявлено более 40 залежей нефти и газа со средней оценкой по промышленным категориям 2-5 млн т нефти и до 3-5 млрд м3 газа.

Введено в глубокое бурение более 30 перспективных структур. Прирост запасов по Уральскому федеральному округу за 2003 г. ожидается в объеме порядка 620 млн т условного топлива.

Производство геологоразведочных работ, несмотря на успехи в разработке новых современных методов и методик, продолжает оставаться высокозатратным. Ежегодно увеличивается стоимость одного метра поискового и разведочного бурения, одного погонного километра двухмерной сейсмики и одного квадратного километра трехмерной сейсмики. Поэтому очень остро стоит вопрос о финансировании геологоразведочных работ.

Практика 12-летнего периода платного недропользования показала, что в условиях постоянно меняющегося законодательства в части финансирования геологоразведочных работ (для возобновления минерально-сырьевой базы) невозможно рационально использовать недра и вести планомерную работу по приросту запасов углеводородов в Уральском федеральном округе. Даже наличие такого, казалось бы, решающего все задачи финансирования геологоразведочных работ налога, как налог на ВМСБ, не привело к ожидаемым результатам по причинам не всегда целевого расходования средств, а также непомерному завышению отдельными компаниями стоимости единицы проводимых ими геологоразведочных работ.

Сегодня в новых условиях налогообложения (с 01.01.2002 г.) финансирование геологоразведочных работ за счет части консолидированного налога на добычу официально не прописано, однако, если раньше компании имели возможность оставлять себе на геологоразведочные работы до 50 % от ставки ВМСБ, расходуя эти средства под контролем территориальных органов МПР России, то с 2002 г. консолидированный налог на добычу фактически оставил им эти же средства, но уже без жесткого контроля за их расходом.

Подводя итоги геологоразведочных работ на территории УрФО, можно отметить наметившиеся как положительные, так и негативные аспекты в этой сфере деятельности.

Рис. 3. Финансирование геологоразведочных работ недропользователями в 2002-2004 гг.

Положительным, прежде всего, следует считать тот факт, что за последние два года финансирование и производство геологоразведочных работ в УрФО в целом стабилизировалось (рис. 3-5). Наметилась тенденция роста затрат недропользователей на геологоразведочные работы. Здесь среди основных добывающих компаний следует выделить ОАО «Сургутнефтегаз», не уменьшившее финансирование и объемы геологоразведочных работ после отмены ставок ВМСБ при введении с 01.01.2002 г. части II Налогового кодекса РФ.

В этом ряду можно отметить также ОАО «Газпром». Отсюда результативность геологоразведочных работ (прирост запасов), даже с учетом незначительных колебаний за последние два года, планируется на текущий год значительно выше, чем в предыдущие годы: 2001 г. – прирост запасов 380 млн т у. т, 2002 г. – 670 млн т у. т., 2003 г. – 620 млн т у. т, 2004 г. – планируемый прирост запасов 750 млн т у. т.

Возросла результативность геологоразведочных работ, финансируемых и из федерального бюджета, за счет ужесточения контроля над качеством выполнения подрядчиками государственных контрактов.

По результатам 2003 г. в целом по федеральному округу ожидается прирост прогнозных ресурсов в объеме 1000 млн т у. т (региональные геолого-геофизические работы на нефть и газ). В результате проведенных геологоразведочных работ за 2003 г. получен прирост запасов по категории С1 по условному топливу – 620 млн т.

Эффективность ГРР по условному топливу составила 4111 т/м, по жидким УВ – 193 т/м, или же руб/т у. т. Открыто 16 новых месторождений УВ-сырья, выявлено более 40 новых залежей на ранее открытых месторождениях, подготовлено 52 структуры; введено в глубокое бурение более 30 перспективных структур.

Основной прирост запасов УВ-сырья получен в основном на распределенном фонде недр (86 % основного прироста). Это свидетельствует о том, что прирост получен в основном за счет перевода запасов категории С2 в категорию С1. Довольно скромные результаты мы имеем на нераспределенном фонде недр. Так, в 2003 г. за счет средств субъектов Федерации прирост промышленных запасов УВ-сырья ожидается только в объеме 2-3 млн т. Причина – наметившееся сокращение финансирования ГРР на нераспределенном фонде недр со стороны бюджетов субъектов Федерации после отмены ставок ВМСБ. Так, в 2003 г. из бюджетов субъектов Федерации на геологоразведочные работы на углеводороды было израсходовано 3074,4 млн руб., т. е. – на 47 % меньше, чем в 2002 г. (5780,1 млн руб). В 2004 г., к сожалению, ожидается дальнейшее уменьшение затрат из бюджетов субъектов Федерации (1,8 млрд руб) на 40 %. В этих условиях руководство администраций субъектов Федерации ведет работу по привлечению инвестиций на проведение ГРР на нем. Рис. 4. Выполнение объемов бурения по Уральскому федеральному округу в 2002-2004 гг.

Рис. 5. Выполнение объемов сейсмики 2D по Уральскому федеральному округу в 2002-2004 гг.

распределенном фонде недр. Наиболее эффективно ведет работу администрация Ханты-Мансийского автономного округа, которая разработала программу лицензирования участков для поисковых работ на нераспределенном фонде недр, как на основании проведения аукционов и конкурсов, так и включая бесконкурсную передачу участков на геологоразведку нефтяным компаниям. Данная программа потребует при ее реализации усиления контроля за выполнением недропользователями лицензионных обязательств по своевременной и полной реализации программ геологоразведочных работ на заявленных и полученных участках.

С другой стороны, преследуется цель широкомасштабного развертывания поисковых работ на слабо изученных территориях за счет привлечения частных инвестиций, а не за счет средств госбюджета.

Анализ результатов геологоразведочных работ за последние два года выявил также и негативные моменты. В основном это касается отношения вертикально интегрированных нефтяных компаний к производству геологоразведочных работ на своих лицензированных участках. Так, за прошедшие 12 лет на территории России, в том числе и Уральского федерального округа, сформировались две группы недропользователей. В первую входят компании, образовавшиеся на базе крупных государственных предприятий, лицензировавшие в свое время более 90 % ресурсной базы страны. Из 11 крупнейших российских нефтяных и газовых вертикальноинтегрированных компаний в эту группу в УрФО входят 8 нефтедобывающих и одна газодобывающая. Во вторую группу следует отнести компании, имеющие лицензию на разработку одного, реже двух-трех небольших месторождений.

Сегодня 8 крупных нефтяных компаний добывают на территории Уральского федерального округа 94 % нефти, из них: ОАО «Сургутнефтегаз» – 20 %, ООО «Лукойл-Западная Сибирь» – 18 %, НК «ЮКОС»

(ОАО «Томскнефть», ОАО «Юганскнефтегаз») – 20 %, Тюменская НК – 11 %, ОАО «Сибнефть» – 11 %, ОАО «Славнефть» – 6 %, ОАО «Сиданко» – 4 %, ОАО «Роснефть» – 4 %. На долю остальных компаний (62) приходится, таким образом, всего 6 % добычи округа.

92 % газа добывают в УрФО дочерние предприятия ОАО «Газпром» (ООО «Ямбурггаздобыча», ООО «Уренгойгазпром», ООО «Ноябрьскгаздобыча», ООО «Надымгазпром»). Остальные 40 компаний добывают только 8 % годовой добычи по УрФО. Даже такие крупные нефтяные компании, как ОАО «Сибнефть» и ОАО «Роснефть», в сумме добывают не более 1 % газа.

Естественно, что основная роль в проведении геологоразведочных работ с целью воспроизводства минерально-сырьевой базы должна принадлежать наиболее крупным недропользователям. Всего же на территории федерального округа в недропользовании заняты более 110 компаний (62 – в ХМАО, 51 – в ЯНАО).

Как показывает проведенный нами анализ, финансирование геологоразведочных работ, за редким исключением (ОАО «Сургутнефтегаз» и ОАО «Газпром»), в основном начинает перекладываться на предприятия «малого» ТЭК. Так, в 2002 г. 89 % прироста запасов было обеспечено за счет ассигнований крупных компаний. В 2003 г. этот показатель составил 74 %. В 2004 г. планируется получить прирост запасов за счет предприятий малого ТЭК в объеме уже 36 % и только 64 % прироста запасов ожидается за счет деятельности крупных компаний. Это не удивительно, так как сегодня предприятия малого ТЭК финансируют производство практически одной трети основных видов геологоразведочных работ, хотя экономически рациональным, социально справедливым было бы ожидать финансирования ГРР в соответствии с объемами добываемого УВ-сырья.

На рис. 6-8 достаточно наглядно отражена динамика соотношения добычи и прироста запасов газа предприятий ОАО «Газпром» и предприятий «малого ТЭК».

Причина невысокой заинтересованности в производстве геологоразведочных работ, а значит, и в приросте минерально-сырьевой базы у крупных компаний кроется в том огромном потенциале сырьевых ресурсов (83 % извлекаемых запасов нефти и 67 % запасов газа), которые находятся в их хозяйственном ведении и позволяют им жить без сырьевых проблем не одно десятилетие.

Рис. 8. Соотношение ожидаемых показателей добычи и прироста запасов газа в 2004 г.

К чему это приводит, можно показать на примере анализа выполнения лицензионных обязательств недропользователями в УрФО по поисковым и совмещенным лицензиям за последние 3 года. Так, сегодня по поисковым лицензиям (типа НП) не добурено 140600 м (не построено 48 скважин), не введено в опоискование 4 лицензионных участка. По совмещенным лицензиям (типа НР) не добурено 136900 м (не построено 47 скважин). На 6 участках работы ведутся с отставанием от сроков, определенных лицензионными соглашениями. Несложный подсчет показывает, что таким образом не выполнен перевод прогнозных ресурсов в запасы категорий С1+С2 в количестве 148 млн т по нефти и 520 млрд м3 по газу, что приблизительно соответствует годовому объему добычи нефти и газа в регионе.

ПРОГНОЗ ЗАЛЕЖЕЙ УГЛЕВОДОРОДОВ В СЛОЖНО ПОСТРОЕННЫХ ЛОВУШКАХ

ТРИАСОВОГО И ЮРСКОГО КОМПЛЕКСОВ ЗАПАДНО–СИБИРСКОГО МЕГАБАССЕЙНА

ПО ДАННЫМ СЕЙСМОРАЗВЕДКИ

Нефтепроявления, связанные с доюрскими образованиями, на территории Западной Сибири известны давно. Почти все они связаны с продуктивностью верхней части триасовых и палеозойских пород. Незначительные притоки нефти из глубоких горизонтов палеозойского возраста получены только на Малоичской площади в Новосибирской области [3]. Как пример перспективного объекта в зоне контакта триасового комплекса с отложениями ортоплатформенного чехла юрского возраста рассматривается Рогожниковская площадь. В пределах Рогожниковского лицензионного участка выявлено две залежи – Рогожниковская и Сосновская, приуроченные к отложениям туринской серии триасового возраста. При испытании разведочных скважин дебиты по нефти в среднем равны 15 м3/сут, при испытании скважины 729 Рогожниковского месторождения из отложений туринской серии получен приток нефти дебитом 46 м3/сут. на 6 мм штуцере. Согласно исследованиям Голубевой Е. Г. и Криночкина В. Г. [2], туринская серия триаса на указанной площади представлена телами риолитов и базальтов с прослоями осадочных пород.

При изучении возможности применения сейсморазведки по выявлению перспективных для постановки бурения зон, расположенных в кровле доюрского гетерогенного комплекса, необходимо уточнение особенностей истории геологического развития и этапы формирования коллекторов и собственно залежей в них на контакте триасового и юрского комплексов. Результаты исследования «доюрских» нефтей ХантыМансийс-кого и Северо-Варьёганского месторождений, проведенных Н. В. Лопатиным с соавторами [5], а также В. В. Ильинской по нефти из триаса Рогожниковского месторождения, свидетельствуют о том, что и риолит-базальтовая толща туринской серии, и юрские угленосные отложения тюменской свиты континентального генезиса не являются источником РОВ для формирования залежей углеводородов в исследуемом интервале. Таким образом, можно с большой степенью уверенности предположить, что возникновение залежей углеводородов в триасовых эффузивах связано с органическим веществом, аккумулированным в слабобитуминозных глинах ааленского и тоарского возраста ингрессивно-морского генезиса. Из выше сказанного следует, что залежи углеводородов в триасовых формациях на Рогожниковской площади могли возникнуть вследствие миграции углеводородов из обогащенных РОВ радомской и тогурской слабобитуминозных пачек в эрозионно-тектонические выступы. Пик миграции углеводородов из радомских и тогурских отложений пришелся на палеоген-неоген (Н. В. Лопатин и др.), начался процесс примерно 120 млн лет назад.

Фильтрационно-емкостные свойства продуктивного объекта в низах мезозоя могли сформироваться во время доюрского стратиграфического перерыва при развитии коры выветривания по кровле фундамента.

В ходе дальнейшего тектонического развития бассейна и погружения доюрского комплекса коллекторские свойства коры выветривания под действием гравитационного уплотнения и вторичного минералообразования могли изменяться в сторону уменьшения. К рубежу 120 млн лет под действием этих процессов ФЕС значительно сократились, что могло не позволить продуктам начавшейся нефтегенерации накапливаться в резервуаре коры выветривания.

По керну ряда скважин Рогожниковской площади Бочкарёвым В. С. и др. K-Ar методом были проведены определения абсолютного возраста [1]. Получены значения от 206 ± 5 млн лет до 91 ± 5 млн лет. Около 50 % определений находятся в пределах 120 ± 5; 122 ± 5 млн лет [2]. Результаты, противоречащие триасовому возрасту, лишь указывают на время вторичных изменений минералов в ходе вспышек тектонической активности. Первая отмечается в период 122 –120 млн лет, вторая – 97-91 млн лет назад. Эти проявления тектогенеза подтверждаются при проведении по сейсмическим данным палеотектонического анализа и явными проявлениями в сейсмических полях дизъюнктивной тектоники (рис. 1, а, в). Обновление пустотного пространства в верхней части доюрского комплекса под действием тектонических подвижек в апт-сеномане, а также под действием связанных с ними процессов гидротермальной переработки среды (аргиллизацией) с выносом петрогенных элементов стало, по-видимому, основным геологическим фактором при формировании коллекторов триаса, вмещающих залежи нефти на площади исследования.

Приведённые выше соображения позволяют выработать критерии для выделения участков, перспективных для поиска залежей углеводородов в кровле гетерогенного доюрского комплекса по данным сейсморазведки:

• наличие зон молодых дизъюнктивов в теле ортоплатформенного чехла;

• приподнятый участок по отражающему горизонту «А»;

• близкая линия выклинивания нефтематеринских пород нижней юры.

На рис. 1, а приведён фрагмент временного разреза, где отмечаются выше перечисленные объекты.

При испытании скважины, обозначенной на этом рисунке, при испытании интервала залегания триасовых образований получен промышленный приток безводной нефти. На рис. 1, б приведен фрагмент профиля, на котором не отмечается проявлений молодого тектогенеза, хотя этот факт определяющим не является, главное объяснение отсутствию притока в скважине при испытании туринской серии заключается в удаленности линии выклинивания слабобитуминозных пачек шеркалинской свиты. В контексте вышесказанного обоснованием рекомендаций по бурению разведочных скважин могут служить особенности строения сейсмического поля, схожие с волновой картиной, приведенной на рис. 1, в.

По мнению автора, влияние тектонических процессов на формирование ФЕС пластов тюменской свиты и, в частности, основного продуктивного горизонта ЮС2 также является весьма значительным. Основные запасы в данном горизонте сосредоточены в пределах Сургутского свода.

Скорее всего, основную роль в промысловых возможностях горизонта ЮС2 играет кавернозность и трещиноватость пласта, определяющая его емкостные и фильтрационные свойства. От значений последних в основном и зависят начальные дебиты скважин. Вероятнее всего основное влияние на формирование емкостных и, что важнее, фильтрационных свойств оказывает не столько тектоническая трещиноватость, сколько пустотное пространство, образовавшееся в результате катагенетических изменений пород. Процессы гидротермального метасоматоза выражены в растворении силикатных и карбонатных компонентов пород в составе обломочного каркаса и цемента [6]. Поступление гидротермальных растворов было стадийным, они могли Фрагменты временных разрезов 2D ОГТ Рогожниковской площади проникать в осадочный чехол из фундамента по глубинным разломам. Интенсивность поступления в осадочный чехол низкотемпературных гидротерм прямо зависела от степени активизации тектонических процессов, происходящих в доюрском фундаменте. Наиболее активные тектонические процессы по времени, скорее всего, совпадали с фазами максимума глобальных эпох складчатости. Последняя, заметная активизация тектогенеза произошла в мел-палеогеновое время [1].

Из выше сказанного можно сделать вывод о том, что следы катагенетических изменений можно теоретически обнаружить вверх по разрезу вплоть до палеогена, что на практике, конечно, представляется маловероятным. Однако существование вторичных коллекторов, происхождение которых обусловлено тектоническими движениями, сопровождавшимися гидротермальной переработкой отложений юры и низов мела, очень вероятно [6].

Автором были рассчитаны кривые акустического импеданса по данным акустического каротажа, проведенного в скважинах на территории Восточно-Сургутского, Федоровского и Русскинского лицензионных участков. Всего было рассмотрено 55 разведочных скважин. Критерием отбора скважин (кроме наличия данных АК) служили первоначальные дебиты. Отбирались скважины, в которых по результатам испытания притока не получено, либо дебит составил не более 1 м3/сут, и скважины с начальным дебитом, превышающим 10 м3/сут. Кривые акустического импеданса были получены из результатов акустического каротажа с использованием зависимости Гарднера, далее кривые импеданса сглаживались для исключения влияния тонких пропластков, мощность которых составляет менее 5 м.

При анализе полученных данных рассматривался диапазон глубин, равный 100 метрам, нижняя граница которого находится в 20 метрах выше кровли битуминозных аргиллитов баженовской свиты. Данный интервал был выбран из-за того, что в некоторых программных комплексах для инверсии сейсмических трасс в трассы акустических жесткостей используются достаточно упрощенные алгоритмы, что дает основание предполагать влияние резко контрастной баженовской свиты на результаты инверсии в подбаженовском пространстве. По результатам расчетов в указанных интервалах разреза средние значения акустических импедансов в низкодебитных скважинах находятся в диапазоне 7000 – 7200 м/сг/см3. В скважинах, где были получены значительные для горизонта ЮС2 дебиты, средние значения импедансов лежат в пределах 5900 – 6200 м/сг/см3.

На основании полученных результатов можно говорить о том, что скважины, давшие заметные притоки, лежат в областях относительно разуплотненных, которые могут быть закартированы с помощью трехмерной сейсморазведки. При рассмотрении результатов инверсии кубов реальных сейсмических трасс в кубы акустических импедансов обращают на себя внимание аномалии столбчатой и линейной в плане формы, простирающиеся вверх над отражающим горизонтом «Б» более чем на 100 мс. Применение двумерных сейсморазведочных работ не даст значимых результатов, в первую очередь, из-за низкой плотности сети наблюдений.

Полученные результаты могут иметь важное значение при планировании разведочных работ и составлении технологических схем разработки залежей пласта ЮС2. Хотя работы в этом направлении носят предварительный характер, их итоги вселяют некоторый оптимизм в отношении возможностей сейсморазведки при решении нефтегеологических задач в рамках сложно построенных объектов.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

2. Голубева Е. Г., Криночкин В. Г. Сейсмогеологическое строение доюрского основания Рогожниковской площади // Вестник недропользователя. 2001. № 6. С. 36-45.

3. Запивалов Н. П. Нефтегазоносность фундамента осадочных бассейнов // (Материалы международной научнопрактической конференции). М., 2002. С. 102-108.

4. Зубков М. Ю. Шведенков Г. Ю. Экспериментальное моделирование процесса формирования вторичных коллекторов под действием гидротермальных флюидов различного состава // Пути реализации нефтегазового потенциала ХМАО: Пятая научно-практическая конференция. Ханты-Мансийск, 2002. С. 323-33.

5. Лопатин Н. В., Емец Т. П., Симоненкова О. И., Галушкин Ю. И. Об источнике нефтей, обнаруженных в коре выветривания и кровле палеозойского фундамента на площадях Среднего Приобья // Геология, геофизика и разработка нефтяных месторождений. 1997. № 7. С. 7-22.

6. Предтеченская Е. А., Вакуленко Л. Г., Злобнина О. Н. Катагенетические изменения песчаных пород Фроловской фациальной зоны (Западная Сибирь) и их влияние на коллекторские свойства // Осадочные бассейны Урала и прилегающих регионов: закономерности развития и минерагения: Доклады 4-го регионального Уральского литологического совещания. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 2000. С. 200-203.

МАЛЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ В ОТЛОЖЕНИЯХ ТЮМЕНСКОЙ СВИТЫ

ШАИМСКОГО НЕФТЕГАЗОНОСНОГО РАЙОНА (ЗАПАДНАЯ СИБИРЬ)

В табл. 1 приводятся полученные средние значения содержаний малых элементов (МЭ) и их кларковые содержания в литосфере. Как видно из этих данных, показатели не имеют особо резких отличий, исключая в какой-то степени медь. Ее повышенная концентрация в сравнении с кларковым содержанием (в четыре раза), скорее всего, объясняется широко известным сродством с органической и глинистой составляющими осадочных пород.

Дальнейший анализ полученных результатов проводился их статистической обработкой. Последовательность операций многократно описана нами в ряде работ, в том числе именно для тюменской свиты, в статье [1]. В табл. 2 приводятся показатели корреляционных связей между МЭ, а на рис. 1 – кластерная диаграмма, характеризующая их взаимоотношения.

Приведенные сведения рельефно свидетельствуют о выделении двух групп элементов: 1. Ga – Sr – Cu и 2. Ba – V – Cr, при «внешнем» отношении к данным системам марганца. Еще более четко эти группы проявляются при факторном анализе (табл. 3 и рис. 2).

Рис. 1. Кластерная диаграмма объектов (элементов) по соотношению их содержаний Рис. 2. Распределение элементов в факторном поле (выделены группы элементов) Не вдаваясь в детальную характеристику геохимической специализации каждого из элементов, отметим, что полученные статистическим обсчетом исходных данных материалы очень хорошо отразили условия формирования отложений.

Во-первых, четко обособленное положение марганца подтверждает его бльшую приуроченность к мористым отложениям в принципе. Таким образом, его «противостояние» другим элементам в сугубо континентальной толще тюменской свиты выглядит совершенно закономерным.

Во-вторых, группа Ga – Sr – Cu идентифицирует петрофонд, то есть связь состава отложений с питающими провинциями. Каждый их этих элементов свидетельствует об указанной связи по-разному: Ga – по перемещению материала во взвеси, Sr – сродством с органическим, Cu – как с органическим, так и с глинистым веществом и т. д. Однако, их группировка в тесную и хорошо распознаваемую группу (см. рис. 1, 2) определяет первый фактор изменчивости всей системы с определяющим вкладом 37,8 % (см. табл. 3).

В-третьих, группа элементов Ba – V – Cr, характеризующаяся еще большей теснотой взаимосвязей (см.

рис. 1, 2), характеризует изменчивость собственно условий осадконакопления внутри области седиментации.

Ею формируется второй фактор, определяющий 28,5 % изменчивости системы (см. табл. 3). При этом Cr и Ba идентифицируют большую подвижность обстановок; поведение же V всегда составляло значительную загадку для геохимиков – не являются исключением и полученные результаты. Во всяком случае, сродство Cr и V в осадочных терригенных (угленосных) толщах нами отмечалось и ранее.

Именно последнее предположение проверено вынесением данных по конкретным пробам в поле факторов F1 и F2. Они четко распределились в соответствии с их генетической характеристикой по результатам литолого-фациального анализа, что дало полное подтверждение правомерности такой характеристики, насыщая ее конкретным геохимическим содержанием.

Конечным звеном в расчетах явилось построение серии графиков, характеризующих изменение первого фактора F1 по разрезу скв. 10320. Помимо резкого отчленения абалакской свиты, значения F1 как для всей выборки, так и отдельно по песчаникам и алевролитам показали резкие изменения на глубинах 1762- м. Эти данные полностью совпали с результатами литохимического изучения песчаников.

Такие изменения в значениях фактора F1 по разным параметрам находят сущностное обоснование в смене петрофонда для нижней и верхней частей тюменской свиты. Чтобы проверить правильность таких значений, нами построен аналогичный график и для второго фактора (см. табл. 3). Отсутствие резких скачков в изменениях его значений для изученного разреза убедительно подтверждает обусловленность изменчивости данного фактора F2 сменой обстановок осадконакопления (фаций) внутри области седиментации.

Из приведенных сведений следует главный вывод: независимыми от генетических рассуждений аналитическими исследованиями, имеющими выражение в суммирующих статистических показателях (факторах), также устанавливается двучленное строение тюменской свиты в данной части Шаимского НГР. Это полностью подтверждают сделанные ранее выводы, базирующиеся на изучении литолого-фациального состава отложений.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

№ 3 (II). С. 221-223.

2. Волков В. Н., Полеховский Ю. С., Сергеев А. С., Тарасова И. П. Введение в металлогению горючих ископаемых и углеродсодержащих пород: Учебное пособие. СПб.: Изд-во СпбГУ, 1997. 248 с.

3. Металлогения и геохимия угленосных и сланцесодержащих толщ СССР. Закономерности концентрации элементов и методы их изучения / В. Р. Клер, В. Ф. Ненахова, Ф. Я. Сапрыкин и др. М.: Наука, 1988. 256 с.

4. Юдович Я. Э. Региональная геохимия осадочных толщ. Л.: Наука, 1981. 276 с.

СОСТОЯНИЕ РУДНОЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ БАЗЫ

УРАЛЬСКОГО ФЕДЕРАЛЬНОГО ОКРУГА, ТЕМПЫ ДОБЫЧИ И ВОСПРОИЗВОДСТВА

На территории Уральского федерального округа расположены субъекты Федерации, относящиеся к старейшим горнодобывающим регионам России, что, с одной стороны, предопределило их относительно высокую изученность геологическими и геофизическими методами в предыдущие периоды (довоенный и 40е годы ХХ в.), а с другой – привело к постепенному истощению фонда наиболее привлекательных традиционных геолого-промышленных типов месторождений полезных ископаемых.

Округ обеспечивает добычу в России 97 % ванадия, 70 % бокситов, 61 % хризотил-асбеста, 25 % железных руд, 22 % огнеупорных глин – 60 % нефти. По данным института ВСЕГЕИ, Уральский регион резко доминирует перед другими регионами России по товарной стоимости (ценности) недр - доля округа в общей ценности недр России составляет 38,8 %. Что касается удельной ценности недр, привязанной к 1 кв. км территории, то Уральский регион не имеет себе равных в России, превышая средний показатель по России в 7, раз.

В последнее десятилетие в регионе открыты, разведаны и частично введены в эксплуатацию новые крупные месторождения меди, золота, хромитов в Ямало-Ненецком округе и Свердловской области (РайИзское, Сафьяновское, Воронцовское). Завершена оценка Березняковского золоторудного месторождения и Томинского медно-порфирового месторождения в Челябинской области.

Потенциал недр округа не исчерпан, а выработка оптимальной стратегии геологоразведочных работ, уточнение модели геологического строения территории, концентрация средств на перспективных направлениях, разработка новых прогнозно-поисковых технологий позволят существенно укрепить минерально-сырьевую базу субъектов Федерации, входящих в состав округа. Реализация этих задач и определяет основные направления геологоразведочных работ в Уральском регионе.

На территории округа работает более 900 горнодобывающих предприятий, производящих рудную и неметаллическую продукцию для чёрной и цветной металлургии, благородные металлы, драгоценные камни, камнесамоцветное сырьё, сырьё горно-технической, горно-химической, пищевой, строительной индустрии и сельского хозяйства.

За последние годы (с 1992 по 2003 гг.) соотношение между погашением запасов в недрах (добыча+потери) и приростом балансовых запасов основных видов твёрдых полезных ископаемых по округу в целом составило (в разах):

– по железным рудам – 3,5;

– никелевым рудам – в 22,3;

– рудному золоту – 0,34;

– золоту россыпному – 1,7.