Файл: Прошляков, Б. К. Вторичные изменения терригенных пород-коллекторов нефти и газа.pdf

мость различных форм кремнезема в поверхностных условиях, по-видимому, незначительно, если вообще имеет место (табл. 6).

Т а б л и ц а 6

Зависимость содержания разных форм Si02 от бикарбонатов кальция и магния (по Гинзбургу и Кабановой, 1960)

j

Содержание кремнезема в природных водах с увеличением об­

(М. Г. Валяшко, 1958). По данным И. И. Гинзбурга и Е. С. Ка­

зема и понижают за счет этого долю растворенного SiCV, при малых содержаниях последнего влияние хлор-иона, по данным этих же авторов, не поддается учету. В соответствии с этим на­ ходятся и результаты экспериментов И. Г. Киссина и С. И. Па­ хомова (1967), согласно которым интенсивность выщелачивания кремнезема дистиллированной водой из терригенных пород при повышенных температурах (до 200°С) в ряде случаев даже вы­ ше, чем минерализованной.

Содержание кремнезема в природных водах из мезозойских отложений Прикаспийской впадины незначительно — до 2— 12 мг/л, в подземных водах Северного Предкавказья — от еди­ ниц до 100 мг/л. Названные величины, однако, не показатель­ ны, поскольку многочисленные анализы этих вод в различных организациях (ВНИИГаз, ВНИГРИ, МГРИ и др.) производи­ лись по истечении значительного времени после отбора. Вслед­ ствие этого в пробах вод отстаивался осадок, природа которого не исследовалась. Возможно, что в его составе содержится кремнезем, выпадавший вследствие понижения температуры и удаления углекислого газа.

Концентрация водородных ионов оказывает определенное влияние на поведение кремнезема, однако ее роль в природных условиях, по-видимому, преувеличена. Экспериментальные ис­ следования Г. Б. Александера и др. (1954) и К. Б. Краускопфа (1956) показали, что растворимость аморфного кремнезема почти не зависит от pH в пределах значений от 1 до 9. При больших же значениях (что в природных условиях встречается весьма редко) растворимость резко увеличивается. К таким же выводам пришли Окамото с соавторами (1957) в отношении температур примерно до 90°С. При более высоких температу­ рах растворимость кремнезема заметно возрастает уже при более низких значениях pH (рис. 17). И. И. Гинзбург и Е. С.

Г. Александеру и др. (1954);

Кабанова (1960), в принципе разделяя эту точку зрения, отме­ чают, что «...низкие значения pH способствуют образованию коллоидной кремнекислотьт, а слабощелочные значения pH и нейтральные тормозят образование коллоидов, и истинных ра­ створимых форм остается больше». Наряду с этим Е. С. Ка­ банова (1960) доказала, что кремнезем переходит в истинный раствор не только в щелочной, но и в кислой среде.

В водах мезозойских отложений Прикаспийской впадины концентрация водородных ионов от поверхности до глубины 3200 м изменяется преимущественно в пределах 5—8,4, лишь в единичных случаях (до глубины 1000 м) достигая 9,1. Харак­ терно, что с увеличением глубины pH имеет явную тенденцию к понижению (рис. 18). Как известно, концентрация водород­ ных ионов при повышении температуры и давления повышает­ ся. В табл. 7 приведены значения pH в различных температур­ ных условиях при атмосферном давлении.

50

При высоких температурах и давлениях степень диссоциа­ ции воды выше. Так, pH нейтральной воды при 218°С и давле­

глубине, хотя бы за счет температуры, имеет более низкие значения, чем замеренные на поверхности.

Таким образом, в пределах вскрытой части мезозойского разреза Прикаспийской впадины, а также на Южном Мангы­ шлаке и в Восточном Предкавказье роль pH в процессе пере­ распределения кремнезема не была существенной.

Геологическое время. Сравнение характера распределения конформных и регенерационных структур кварца в породах

различного возраста приводит к выводу о большой роли факто­ ра времени, на что в свое время справедливо указывали А. В. Копелиович, А. Г. Коссовская, В. Д. Шутов (1961), Д. Макс­ велл (1964) и др. Так, например, в кайнозойских отложениях Прикаспийской впадины, залегающих на глубине 3000—4200 м (Тукбайская скв. П-24), имеются лишь следы растворения зе­ рен кварца, регенерация отсутствует.

На Апшеронском полуострове в нефтеносных терригенных отложениях неогенового возраста на глубине 4400—4550 м име­ ются лишь слабые признаки растворения и регенерации зерен кварца. В противоположность этому в более древних отложе­ ниях, залегающих на меньших глубинах, эти процессы прояв­ лялись значительно резче. Так, в девонских отложениях Тима- но-Печорской впадины регенерация кварца отчетливо выраже­ на на глубинах порядка 2600—3000 м, а коррозия кварца (по­ вторная) отмечалась уже с 3143—3143,9 м (Филиппова, 1967). Аналогичные проявления этих процессов в палеозойских отло­ жениях Волго-Уральской области отмечали К. А. Чепиков и др. (1962, 1967); П. А. Карпов (1965), в доордовикских породах Приднестровья — А. В. Копелиович (1965) и т. д.

Следует, конечно, иметь в виду, что в перечисленных выше примерах неизвестна максимальная глубина, на которой зале­ гали породы раньше, поэтому влияние геологического времени на вторичное перераспределение кремнезема пока не может быть оценено более или менее точно. В мезозойских песчано­ алевритовых породах Прикаспийской впадины процессы регене­ рации и растворения по сравнению с названными выше района­ ми развиты значительно слабее. Причиной этого (при прочих равных условиях) мы считаем относительно меньший возраст песчано-алевритовых пород и высокое содержание в них гли­ нистого материала.

УСЛОВИЯ ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЕНИЯ КРЕМНЕЗЕМА В РАЗРЕЗЕ

Результаты исследования терригенных пород Прикаспий­ ской впадины и сопредельных территорий, анализ термодина­ мической обстановки и физико-химических свойств кремнезема позволяют высказать некоторые соображения о причинах раз­ личного поведения кварца в отдельных частях разреза, обус­ ловивших возникновение эпигенетической зональности.

Как показали микроскопические исследования, уже в образ­ цах, отобранных с глубины 200—400 м, наблюдаются следы растворения обломочных зерен кварца. Основным действую­ щим фактором в этом случае является растворенная углекисло­ та; постепенное повышение температуры интенсифицирует этот процесс.

Ниже 1000—1200 м под влиянием возрастающего литоста­ тического давления на контактах зерен кварца достигается кри­

52