Файл: Лукашев К.И. Припятская впадина - сокровищница недр Белоруссии.pdf

Сотрудниками Института геологических на­ ук выполнены большие работы по изучению геологии и тектоники Припятской впадины, расчленению и сопоставлению разрезов, изуче­ нию их вещественного состава, коллекторским свойствам, выяснению геохимических и гидро­ геологических особенностей разреза. В инсти­ туте составлены литолого-палеогеографиче- ские и палеотектонические карты, на которых показана физико-географическая обстановка древних эпох, изучено значительное количество локальных (мелких) структур, связанных с ме­ сторождениями нефти и газа. Все эти и другие работы сыграли большую роль в обосновании перспектив нефтеносности района и в откры­ тии месторождений нефти.

Такая же работа предшествовала откры­ тию и разведке месторождений каменных и ка­ лийных солей, каменного угля и других полез­ ных ископаемых на территории Припятской впадины.

ГЕОЛОГИ—ПИОНЕРЫ ОСВОЕНИЯ НОВЫХ РАЙОНОВ

В художественную литературу прочно во­ шел образ геолога — физически крепкого, заго­ релого человека, в рабочей одежде, с рюкза­ ком за спиной, полевой сумкой черед плечо, с геологическим молотком в руке, рассматри­ вающего в лупу образец горной породы...

Профессия геолога не только увлекатель­ ная, но и трудная. В любую пору года, в мороз и жару, в пургу и песчаную бурю геологи упорно и настойчиво осваивают недра нашей планеты, ищут, открывают и осваивают место­

14

рождения полезных ископаемых. Известно, что в работе геолога большую роль играют опыт, смелая догадка, интуиция, а иногда и риск. Вместе с тем в настоящее время, в век высо­ кого развития науки и техники, этого недо­ статочно. Огромное количество достоверных фактов, детальная обработка материала в по­ левых и лабораторных условиях, применение законов других наук, и прежде всего матема­ тики, физики и химии, использование новей­ шей техники и современной аппаратуры, глу­

наука. Вслед за открытием геологами полез­ ных ископаемых в том или ином районе воз­ никают фабрики, заводы, новые города. Круп­ нейшие промышленные центры нашей страны (Урал, Донбасс, Кривой Рог, Казахстан и дру­ гие) появились там, где были открыты круп­ нейшие месторождения полезных ископаемых. Открытие алмазов в Якутии вызвало к жизни город Мирный, калийных солей в районе Старобина — город Солигорск, в Приуралье — го­ род Соликамск, нефти в Западной Сибири — город Сургут, месторождений железных руд — ряд крупных городов на Урале (Магнитогорск и др.), на Украине (Кривой Рог), в централь­ ных областях Европейской части СССР (г. Губ­ кин) .

Таких примеров можно привести очень много.

В этом смысле геологов нередко называют пионерами освоения новых земель.

15

ОСТАТКИ ОРГАНИЗМОВ, МИНЕРАЛЫ И ГОРНЫЕ ПОРОДЫ — ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Территория Припятской впадины, так же как и всей Белоруссии, не всегда была такой, как сейчас. Она не один раз покрывалась мо­ рями, в которых жили морские и земноводные животные. На суше росли древовидные папо­ ротники, хвощи и плауны, действовали мощные вулканы. В одни эпохи климат здесь был уме­ ренным, в другие — тропическим и субтропи­ ческим, в третьи — очень холодным и вся тер­ ритория покрывалась мощным ледовым пан­ цирем.

Как геологи узнают о прошлом Земли? У них есть свои документы. Это прежде всего пласты горных пород и остатки вымерших, ны­ не окаменевших животных и растительных ор­ ганизмов. Установлено, что для каждой гео­ логической эпохи характерны определенные растения и животные. Геолог, изучая породы, по остаткам животных организмов, растений, спорам, пыльце, семенам определяет их воз­ раст.

Однако таким образом обычно устанавли­ вается относительный возраст горных пород, т. е. какие слои являются более молодыми, а какие более древними. Этот метод не всегда дает точный ответ на вопрос, сколько лет пла­ стам горных пород, тем более что очень многие породы не содержат остатков растений и жи­ вотных организмов. Поэтому абсолютный воз­ раст пород определяется по минералам, в ко­ торых содержатся радиоактивные элементы. Каждый элемент, как известно, состоит из ато­ мов. Ядра атомов некоторых элементов (урана,

16

тория, радия, калия, рубидия и др.) имеют свойства самопроизвольно распадаться на бо­ лее мелкие частицы, в связи с чем одни эле­ менты переходят в другие.

При радиоактивном распаде уран переходит через ряд последовательных преобразований в свинец и гелий, торий — в свинец, калий — в аргон и кальций. Скорость распада радиоак­ тивных элементов остается постоянной неза­ висимо от изменения температуры, давления и различных химических реакций, которые проте­ кают в земной коре и на ее поверхности. Для перехода половины присутствующего в породе радия в другие элементы необходимо 1590 лет, калия в аргон и кальций — 300 миллионов, урана в свинец — 4,5 миллиарда, тория в свинец — около 14 миллиардов лет. Абсолют­ ный возраст горных пород определяется по со­ отношению количества радиоактивного эле­ мента (урана, калия и т. д.) и продуктов его распада (свинца, аргона и др.).

Полученные геологами данные показали, что наиболее древние на территории Белорус­ сии породы (из кристаллического фундамента) имеют возраст более 2 миллиардов лет, а воз­ раст Земли определяется в 7—8 миллиардов

лет.

Сейчас науке известно несколько тысяч ми­ нералов и сотни разновидностей горных пород. Минералы и породы образуются в различных условиях: одни в морях, другие в озерах и ру­ слах рек, третьи в недрах Земли, при изверже­ нии вулканов и т. д. Изучая минералы и гор­ ные породы, можно читать геологическую исто­ рию того или иного района.

БУРОВЫЕ СКВАЖИНЫ ВСЕ ГЛУБЖЕ ВРЕЗАЮТСЯ В НЕДРА ЗЕМЛИ

Земная кора состоит из отдельных пластов, которые в одних случаях располагаются гори­ зонтально, в других изогнуты, смяты и даже разорваны. Один и тот же пласт в одном рай­ оне может выходить на поверхность или зале­ гать неглубоко, а в другом он опущен на сот­ ни и даже тысячи метров. Там, где пласты выходят на поверхность Земли (в горах, доли­ нах рек, оврагах, по берегам озер и морей), изучить их можно при помощи самых простых инструментов, если же они залегают на боль­ шой глубине, то их можно исследовать только при помощи бурения глубоких скважин или проходки глубоких шахт.

На земном шаре пробурено огромное коли­ чество скважин глубиной от нескольких сотен до 1—3 тысяч метров. Многие из них достига­ ют глубины 4—5 тысяч метров, а самая глу­ бокая доведена до 7500 метров. Только на территории Белоруссии имеется свыше 100 скважин глубиной более 1 тысячи метров. Не­ сколько десятков из них пройдены на глубину 3—4,5 тысячи метров. Однако почти все они вскрывают только самую верхнюю часть зем­ ной коры (средний радиус Земли равен 6371 километру). Это, образно говоря, лишь легкие булавочные уколы в тело Земли.

Изучение глубинных недр Земли имеет ис­ ключительно большое значение для выяснения закономерностей образования и распределе­ ния месторождений полезных ископаемых. По-' этому в СССР, США и других странах уделя­ ется очень большое внимание сверхглубокому

18

бурению, позволяющему полностью пройти земную кору (ее мощность на континентах рав­ на 30—70, а в океане 6—15 километрам) и вскрыть ту часть Земли, которая называется мантией.

У нас в стране был разработан план освое­ ния глубинных зон Земли территории СССР, который включает проведение комплекса гео­ физических исследований и сверхглубокое бу­ рение. В Белоруссии эту работу выполняют геофизическая группа и Плещеницкая геофи­ зическая станция, входящие в состав Лабора­ тории геохимических проблем Академии наук БССР. На территории СССР (Прикаспийская низменность, Кольский полуостров, Урал, За­ кавказье, Курильские острова) намечено буре­ ние 5 сверхглубоких скважин глубиной до 15— 18 километров на континенте и до 6 километров в океане. Образцы из мантии Земли явятся в такой же степени интересными и важными, хо­ тя, может быть, более будничными и менее сен­ сационными, как и первые пробы вещества Лу­ ны или одной из планет, а в практическом от­ ношении значение их трудно переоценить.

При осуществлении проекта бурения сверх­ глубоких скважин возникает очень много чрез­ вычайно сложных проблем. Температура на проектных глубинах будет достигать 200— 600°, вода там находится в виде перегретого и весьма агрессивного пара, в котором растворе­ но большое количество различных химических соединений. Уже на глубине 10 тысяч метров бурильные трубы под действием собственного веса будут вытягиваться более чем на 50 мет­ ров.

19

В порядке подготовки к осуществлению это­ го грандиозного проекта проводится бурение сверхглубоких скважин (глубиной до 7000— 7500 метров) в Прикаспийской впадине (райо­ ны Арал-Сора и севернее Гурьева), на Север­ ном Кавказе (район Грозного) и на Апшеронском полуострове (Шихова Коса близ Баку). Новая буровая установка БУ-300, созданная в нашей стране, позволяет механизировать про­ цессы бурения, спуска и подъема бурильных труб. При условии применения высокопрочных бурильных труб из легированной стали она по­ зволит пробурить скважины глубиной до 10 тысяч метров. Сейчас конструкторы разраба­ тывают установку, которая позволит бурить скважины до глубины 15 тысяч метров, т. е. вскрывать в некоторых участках мантию Земли.

При бурении глубоких скважин, кроме от­ бора образцов пород (керна) на многие виды исследований, проводятся самые различные наблюдения, изучаются физические, электри­ ческие, радиоактивные и другие свойства по­ род, газо- и нефтепроявления, подземные во­ ды, температура и др.

ГЕОФИЗИКИ «ВЫСЛУШИВАЮТ» НЕДРА ЗЕМЛИ

Без глубоких скважин в настоящее время невозможны поиски и разведка нефти и газа, каменного угля, руд черных и цветных метал­ лов, редких и рассеянных элементов и других видов полезных ископаемых. Скважины закла­ дываются в определенном месте, в выборе ко­ торого важную роль играют геофизические ис­

20

следования. Геофизики изучают магнитные, электрические, плотностные, радиоактивные, сейсмические и другие свойства пород и мине­ ралов. Сложнейшими приборами они «выслу­ шивают» земные недра. На основании этих исследований можно получить отчетливое пред­ ставление о том, как и на какой глубине зале­ гают в земной коре различные пласты, какими породами они сложены и какие полезные ис­ копаемые к ним приурочены.

Изучение магнитных свойств горных пород позволило геофизикам и геологам открыть бо­ гатейшие месторождения магнитных железных руд Курской магнитной аномалии, в Казахста­ не и других районах. Породы с повышенной магнитностыо обнаружен^ и в некоторых рай­ онах Белоруссии. Доказано, что с ними могут быть связаны залежи магнитных железных

РУД-

Некоторые свойства землетрясений исполь­ зованы сейчас при разработке нового метода разведки недр, который называется сейсмиче­ ским. Сущность его заключается в следующем. В районе, который необходимо изучить, прово­ дится бурение неглубокой скважины (20—30 метров). В ствол ее закладывается взрывча­ тое вещество и производится взрыв. Появив­ шиеся при этом упругие волны от очага взры­ ва проходят с различной скоростью через пла­ сты горных пород, отражаются от них и выходят на поверхность, где регистрируются специальными приборами. Сейсморазведка на территории Белоруссии дала возможность установить глубину залегания пород кpиcтaл^ лического фундамента, соленосных, нефтенос-

21