Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Формирование подземных вод Индоло-Кубанского прогиба


Индоло-Кубанский прогиб в современном виде оформился в Альпийской геотектоническом цикле и тесно связан с историей геологического развития другой, еще более обширной и очень плохо изученной Черноморской впадиной. Фундамент обоих прогибов опущен примерно на одну и ту же глубину (в наиболее погруженной части 16-20 км), и оба прогиба представляет собой глубокие депрессии, заполненные осадками преимущественно мезозоя, кайнозоя, и разделенные складчатыми сооружениями Восточного Крыма и Северо-Западного Кавказа. Начиная с верхней юры до эоцена включительно оба прогиба развивались как платформенные депрессии. С олигоцена начинаются активные тектонические движения, которые с особой силой проявились на Кавказе.

Впервые Индоло-Кубанский бассейн выделил по олигоцен-неогеновому осадочному комплексу А.Д. Архангельский. Тектоника прогиба изучена Н.И. Андрусовым, М.В. Муратовым, A.H. Шардановым, И.А. Гаркаленко и др. Основные структурные элементы приурочены к глубинным разломан, которые обусловливали блоковое строение фундамента.

Гидрогеологические особенности Индоло-Кубанского прогиба охарактеризованы Г.Н. Каменским и др., правда, с разделением единого прогиба на две части (Крымскую и Кавказскую) и выделением десяти водоносных комплексов. В последующем раздельное изучение Западной (Гидрогеологий СССР, т.8 Kpым) и Восточной (Гидрогеология СССР, т.9 Северный Кавказ) частей Индоло-Кубанского прогиба настолько глубоко вошло в современную геологическую литературу, что единый прогиб приобрел разные наименования. Азово-Кубанский на востоке и Керченский, или Индольский на западе, хотя выявление особенностей и закономерностей его развития необходимо проводить совместно.

Центральная часть прогиба на протяжении длительного геологического времени опускалась и это, естественно, приводило к уплотнению осадков и выжиманию седиментационных вод, содержащихся в них.

Впервые исследования процессов уплотнения осадков под действием нагрузки вышележащих пород были выполнены В.Г. Кингом, который предположил, что воды из центральных частей бассейна отжимаются к краевым зонам. В дальнейшем Л.Ф. Эзи и М.Г. Чени, разработали теорию седиментационного уплотнения, содержание которой сводится к тому, что отжатые из глинистых толщ воды поступает в песчаные коллектора, по которым осуществляется латеральная миграция, А.Е. Ходьков, М.С. Еурштар и И.3. Машков на конкретном региональном материале доказали, что геостатическое уплотнение осадков является одним из важнейших факторов, влияющих на динамику пластовых флюидов, причем горизонтальная фильтрация (ввиду фильтрационной анизотропии горных пород) определяет возможность разгрузки подземных вод на поверхность.

Показательно, что еще в 1912 г. И.М. Губкин писал, что в Нефтяно-Гирванском районе на выходах майкопских песчаников происходит вымывание нефти водой, поступавшей из глубины. Таким образом, понятие о гидрогеологических циклах, впервые введенное А.Н. Семихатовым, дополненное и расширенное А.А. Карцевым, глубоко вошло в гидрогеологию, как основа современного понимания глубинных гидродинамических процессов.

Гидродинамический цикл включает два этапа: седиментационный и инфильтрационный. В течение первого этапа происходит накопление вод морского бассейна в донных отложениях и их выжимание в пористые пласты-коллекторы, в течение инфильтрационного этапа происходит выщелачивание, вымывание седиментационных вод поверхностными. На протяжении геологической истории развития территории возможно многократное погружение территории ниже уровня норн и новый подъем и осушение. В результате происходит и многократная смена инфильтрационного и седиментационного режимов. Однако уподобление инфильтрационного режима территориям, приподнятым над уровнем моря, а элизионного -опущенным ниже уровня моря является механическим представлением, далеким от диалектического развития этого сложного явления.

Динамика водонапорных систем в достаточно разнородной фильтрационной среде исключительно сложна. Разгрузка инфильтрационных вод ниже уровня моря (субмаринные источники) и наличие восходящих потоков подземных вод на казалось бы инфильтрационном этапе суши подтверждает наше мнение о том, что трансгрессия или регрессия моря только включает соответствующий элизионный или инфильтрационный механизм, но его осуществление зависит от многих факторов, и в первую очередь от литологического состава осадков и геологического строения территории, понимая под геологическим строением наличие песчаных или карбонатных горизонтов, их расположение и частоту встречаемости, а также существование зоны свободной разгрузки подземных вод на периферии бассейна. В связи с этим особый интерес представляет выделение трех зон водообмена, впервые предложенное И.К. Игнатовичем, - зоны свободного, затрудненного и весьма затрудненного водообменов.

Естественно, что на элизионном этапе зона свободного водообмене отсутствует, а в зоне весьма затрудненного водообмена выделение вод элизионных и инфильтрационных становится невозможным (табл. 1). Только по результатам анализа длительного периода развития территории возможно выделение инфильтрационных и элизионных вод, например, по влиянию на сохранность нефтяных залежей.

Исследования подземных вод меловых и палеогеновых (палеоцен и эоцен) отложений Индоло-Кубанской впадины показало, что воды в них насыщены газами, имеют аномально-высокие температуры и достаточно пористую фильтрационную среду, что позволяет им перемешаться по простирании пластов от области повышенного давления к области, где давление понижено, т.е, к области разгрузки. Перекрывающие майкопские отложения является классическим водоупором, не позволяющим разгружаться пластовым водам вверх, в сторону наименьшего давления. так как в гидродинамическом и гидрохимическом отношении майкопская серия по современным представлениям является достаточно однородной, непроницаемом для воды, газа, нефти, т.е. для всех флюидов.

На протяжении олигоцена и миоцена Индоло-Кубанская впадина интенсивно погружается. При этом из сформировавшихся донных осадков выдавливается масса воды. Наступает типичный элизионный этап, избытки воды должны удаляться из породы. Считая в среднем мощность майкопских отложений 3000 м, можно подсчитать, что в процессе осадконакопления из нее должно выделиться не менее 950 м3 воды на каждый квадратный метр земной поверхности. Расчеты показывает, что скорость фильтрации должна составлять порядка 100 мл/год, что значительно превышает скорость диффузии, равную 5-6 мл/год.

Перетоки в пористые песчаные горизонты здесь исключаются, так как в манкопской свите песчаные прослои образуют лишь незначительные слепне линзы. Разгрузка через верхнемеловой, эоценовый горизонт также весьма затруднена, учитывая высокие пластовые давления в них и запечатанность отдельных блоков (благодаря чему и сохранились месторождения нефти). Следовательно, должен существовать еще какой-то механизм, обеспечиваешь разгрузку подземных вод. Это грязевый вулканизм.

Наиболее крупный вклад в изучение гидрогеохимии действующих грязевых вулканов Керченско-Таманской области произвели 3.В. Белоусов и Л.Ч. Яроцкий, описавшие все вулканы и изучившие химический состав газов и минеральных вод.

Однако геологическая сущность явлении грязевого вулканизма и роль грязевых вулканов в геологическом строении Индоло-Кубанской впадины впервые была показана Г.А. Лычагиным, который дал объяснение весьма своеобразным тектоническим структурам, представляющим собой округлые мульды, насаженные и как бы вдавленные в ядро или крылья антиклиналей, получивших название "вдавленных синклиналей". Несмотря на относительно небольшие размеры, эти вдавленности отличается большой глубиной погружения заполнявших их слоев плиоцена, мэотиса, сармата и иногда тортона. Вдавленные синклинали возникли в зоне развития древних грязевых вулканов, которые широко распространены на Керченской и Таманском п-овах, а также в акватории Азовского моря. Вдавленные синклинали сопровождается поляки раздробленных глин и древних сопочных брекчии. Многие скважины до глубины 800 м, например на Баксинском поле, не выходят из сопочных глин.

Сопочные извержения происходили на протяжении почти всего миоцена и плиоцена, и, следовательно, в течение всего этого периода происходила разгрузка подземных вод,

В Предкавказье водоносный комплекс в майкопских отложениях был выделен И.М. Губкиным. По направление от Восточно-Северского и Ново-Дмитриевского к Плечевому месторождение напоры снижается. Минерализация вод на значительном протяжении остается постоянной в пределах 10-20 г/л (тип воды - содовый). Район Нефтегорска (долина р. Гекох) еще Я.М. Губкиным, а впоследствии В.А. Сулиным рассматривался как область разгрузки, т.е. уже в те годы допускалась идея об ализионной разгрузке вод в зонах выхода источников на поверхность.

Химический состав вод майкопских отложении даже на значительном удалении от зоны максимального погружения Индоло-Кубанского прогиба (Керченско-Таманской области) полностью соответствует водам грязевых вулканов.

В Керченско-Таманском районе на формирование всех структур, лежащих выше майкопских отложении значительно влиял грязевый вулканизм. Б то же время деятельность грязевых вулканов - это результат элизионной разгрузки подземных вод в условиях отсутствия коллекторов, выходящих на дневную поверхность,

Таким образом, можно сделать вывод о том, что здесь мы сталкиваемся с явлением, когда проявление элизионного водообмена на земной поверхности приводит к формирование нового геологического процесса, влиявшего ка геологическое развитие территории (табл. 2).
Формирование подземных вод Индоло-Кубанского прогиба

Майкопский водоносный комплекс перекрывается средне- и верхнемиоценовыми водовмещающим и толщами чокракского, караганского, конкского, сарматского и мэотического горизонтов. Водовмещающими породами являются конгломераты, пески, песчаники, известняки, мергели и доломиты. Их проницаемость и химический состав весьма различны.

Eme выше залегает плиоценовые горизонты - понтический, киммерийский, куяльницкий и краснодарский. Формирование подземных вод в этой надманкопской толпе осадков происходит под влиянием двух постоянно действуищих факторов. С одной стороны, элизионный режим прогибающегося Индоло-Кубанского прогиба постоянно поставлял метаморфизованные воды содового типа в верхние водоносные горизонты. Частично в глинистых толпах верхнего структурного этапа шло преобразование первично морских вод в содовые. С другой стороны, наличие многочисленных хорошо проницаемых прослоев в них позволяло инфильтрационным водам проникать глубоко в недра, смешиваясь с соловыми водами (Предкавказье) и образуя многочисленные разновидности сульфатных вол, а также подземных вод, обогащенных сероводородом (благодаря сульфатредукции). О гидродинамическом режиме можно судить по изменение напоров в горизонтах. В то время как на Керченском п-ове в связи с большой сложностью и мозаичностью геологического строения распределение напоров подчиняется закономерным изменениям только в пределах структур, в Предкавказье линии гидроизопьез по миоценовым горизонтах полностью повторяет очертания Западно-Кубанского прогиба, уменьшаясь от наиболее погруженной части прогиба, где напоры достигают +1170 м (Анастасиевско-Троицкое месторождение) до +100 в районе Краснодара и +264 - г. Майкопа. Напоры в мэотических отложениях значительно ниже, чем в чокрак-сарматских, но их общий характер подобен чокрак-сариатским.

По данным В.С. Котова, З.И. Клименко, напоры пресных вод понтического, киммерийского, куяльницкого и краснодарского -горизонтов уменьшаются с юго-востока от предгорных районов к северо-западу, т.е. к Азовскому морю. На Керченском п-ове режим мэотического, понтического, киммерийского и куяльницкого водоносных горизонтов определяется локальным структурным планом мульд. Как установил С.Ф. Федоров и др., движение подземных вод в пределах Западно-Кубанского прогиба происходит в двух встречных направлениях от зоны избыточного давления: в центральной части Индоло-Кубанской впадины движутся соленые воды с минерализацией 80-100 г/л, встречный поток - с Адыгейского структурного выступа минерализация 8-10 г/л. Как установлено В.А. Гроссгеймом, в процессе развития Западно-Кубанского прогиба происходило скольжение фаций. В результате песчанистые отложения чокракского яруса непосредственно соприкасаются с песчаниками караганского, последние с сарматскими. В итоге песчаные лачки разного возраста, стратиграфически неоднородные, образуют единый водоносный комплекс.

Встречное движение вод существует и в мэотическом и сарматском горизонтах. Однако по мере подъема движение вод в восточном направлении смещается все более к западу и для понтического комплекса отмечается только на Славянской и Адагуно-Афипской структурах.

Таким образом, послемайкопскую водонапорную систему Индоло-Кубанской впадины можно расчленить на три зоны: нижняя, характеризующаяся высокой минерализацией, движением подземных вод преимущественно элизионным от наиболее прогнутых частей впадины к периферии, среднюю - переходную и верхнюю - инфильтрационную. Зоны не совпадают со стратиграфическим расчленением пород, и их границы скользят от более древних к более молодым отложениям, по мере удаления от периферии бассейнов. Показательно, что отдельное мульды Керченского п-ова в маниатюре подобна всему Индоло-Кубанскому прогибу, включая и скольжение фации.

В заключение необходимо сказать, что современные гидрогеохимические исследования должны строиться на базе изучения как структурных - геологических особенностей залегания пород и их фильтрационных свойств, так и на базе тщательного изучения солевого состава подземных вод, причем состав солей удобно фиксировать, применяя дендритно-кристалломорфический метод, разработанный нами. Типы подземных вод тесно связаны с солевым составом водовмещающих пород. Поэтому применение минералогических методов исследовании в гидрогеологии является кардинальным решением давно назревшей проблемы - тесной, увязки состава вод и их гидродинамической подвижности.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: