Файл: Созанский, В. И. Геология и генезис соленосных образований.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 17.10.2024

Просмотров: 96

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

А К А Д Е М И Я Н А У К У К Р А И Н С К О Й С С Р И Н С Т И Т У Т Г Е О Л О Г И Ч Е С К И Х Н А У К

Г Е О Л О Г И Я

В. И. СОЗАНСКИЙ

ИГ Е Н Е З И С

СО Л Е Н О С Н Ы Х О Б Р А З О В А Н И Й

« Н А У К О В А Д У МК А » К И Е В

1 9 7 3

553 С58

В работе обобщены новые материалы по геологическому строению соляно­ купольных областей мира. Показаны широкая приуроченность эффузивов к соленосным толщам и связь соленакопления с периодами активных тектонических движений. Приведены данные о выносе солей и других сое­ динений по крупным разломам из глубинных частей земного шара. Рас­ смотрена проблема организмов и ор­ ганического вещества в современных солеродных лагунах и древних иско­ паемых толщах. Высказываются но­ вые предположения о природе пест­ роцветных пород и обосновывается идея влияния глубинных процессов на формирование соленосных толщ.

Книга рассчитана на геологов на­ учно-исследовательских и производ­ ственных организаций.

О т в е т с т в е н н ы й р е д а к т о р

акад. АН УССР В. Б. П о р ф и р ь е в

Р е ц е н з е н т ы :

канд. геол.-мин. наук

И. И. Ч е б а н е н к о , С. П. В и т р и к

Редакция литературы о Земле и Космосе Зав. редакцией В. Н. З а в и р ю х и н а

С

0294—346

------------------ 91-73

 

М221 (04)—73

УДК 553.63.078.2

Гас. п уб ’ ичкая

каучно - t r ,нь

кая

б/іЗч

;СР

ЗлЗЕМ П ЛЛР ЧИТАЛЬНОГО ДАЛА

73 - 34

© Издательство «Наукова думка», 1973 г.

Соленосные толщи перспективны в отношении нефти и газа, что дает основание широко проводить в пре­ делах их развития геологоразведоч­ ные работы. Геологи-нефтяники не только изучают разрез для поисков нефти и газа, решают вопросы, свя­ занные с оценкой перспектив нефте­ газоносности, для чего восстанавли­ вают геологическую историю соле­ носных бассейнов, но попутно ведут поиски калийных и других солей, се­ ры и рудных минералов, приурочен­ ных к хемогенным толщам.

В предлагаемой работе собраны и обобщены новые материалы по гео­ логическому строению солянокуполь­ ных областей мира. На основании этих данных установлена широкая приуроченность эффузивов, представ­ ленных главным образом диабазами, базальтами и их аналогами, к тол­ щам каменных солей различного воз­ раста. Наличие вулканогенных пород в галогенных формациях противоре­ чит классическим идеям о накопле­ нии соленосных толщ в результате выпаривания океанической воды в полуизолированных бассейнах в усло­ виях аридного климата.

Не согласуется с традиционными взглядами и отсутствие в солях ос­ татков морской фауны, наличие ко­ торых обязательно при образовании соленосных формаций в результате выпаривания морской воды.

И наконец, сенсационное сообще­ ние о нахождении соляных диапиров на дне Атлантического океана

на глубине около 6 км, а такжё

в Мексиканском заливе и Средизем­ ном море окончательно свело на нет баровую теорию ооленакопления.

Эта новая информация о геологическом строении соленосных бас-' сейнов сопровождается появлением ряда теоретических представлений, поскольку старые гипотезы уже не удовлетворяют геологов. Таковыми в области галогенеза являются пред-' ставления А. Л. Яншина о возмож­ ности выпадения солей в глубоко­ водных частях бассейна, идеи Н. А. Кудрявцева о метасоматиче­ ской природе ископаемых солей, Л. М. Бириной о метасоматическом происхождении ангидритов, В. Б. Пор­ фирьева о поступлении из мантии Земли солей, внедрявшихся в оса­ дочный чехол в готовом виде и об­ разовавших диапировые структуры, а также высказывания многих гео- логов-нефтяников о влиянии глубин­

ных процессов

на соленакопление.

В

данной

работе

развиваются

идеи

автора

о влиянии

глубинных

процессов на

формирование соленос­

ных толщ, что вызывает необходи­ мость пересмотра ряда других тра­ диционных представлений, находя­ щихся в логической связи с гипоте­ зой лагунного соленакопления (в частности, взгляды на условия об­ разования пестроцветов, механизм формирования соляных куполов, кон­ центрацию серы в зоне брекчий), а также требует внесения коренных изменений в оценку климатической


обстановки в геологической истории нашей планеты и ее роли в литоге­ незе.

Соленооные толщи изучались мно­ гими исследователями. Однако, как правило, они рассматривались в от­ рыве от конкретной геологической обстановки, и основное внимание уделялось геохимии, петрографии, структуре и текстуре одних только соленосных толщ. Мы сделали по­ пытку представить общую геологиче­ скую картину строения соленосных

бассейнов для восстановления исто­ рии развития региона и условий фор­ мирования соленосных толщ.

Автор выражает глубокую при­ знательность академику АН УССР В. Б. Порфирьеву за помощь, ока­ занную им при написании настоящей книги, а также сотрудникам по рабо­ те Е. С. Петровой, Н. С. Ефремовой и Л. Б. Ляшенко за большой труд по оформлению и подготовке руко­ писи к печати.

О Б ЩИ Е

С В Е Д Е Н И Я

О Г А Л О ­

Г Е Н Н Ы Х П О Р О Д А Х

 

Галогенные образования развиты в основном среди осадочных пород и сосредоточены во впадинах, внутриплатформенных и краевых прогибах, т. е. в районах развития глубинных разло­ мов, которые испытывали преобладающие нисходящие движе­ ния [18].

Соленосные породы залегают в виде пластов, которые под влиянием тектонических напряжений часто образуют диапиро-

вые структуры. В соляных рудниках каменная

соль отмечена

в виде сталактитов и сталагмитов. Небольшие

скопления ее

иногда заполняют трещины и пустоты в других породах; кроме того, она накапливается в виде корок и налетов в вулканиче­ ских областях. В пустынных зонах часто встречаются сложен­ ные солью выцветы, покрывающие поверхность высохших во­ доемов.

Галогенные толщи состоят преимущественно из галита с под­ чиненными прослоями сульфатов, карбонатов и вулканогенных пород. В меньших количествах в составе галогенных пород встречаются калийные соли, бораты и другие соединения. В среднем хемогенные породы соленосных бассейнов мира со­ держат 66% галита, 26% гипсов и ангидритов, 6,3% известняков и доломитов, 1,7% Других солей, главным образом сильвина, хлормагнезита и сернокислого магния [169]. Всего в галогенных толщах Я. Я- Яржемский [160] насчитывает около 120 минера­ лов, большая часть которых фиксируется в виде исчезающе ма­ лых примесей.

Наиболее распространенными галоидными минералами яв­ ляются галит и сильвин, реже встречаются карналлит, бишофит, флюорит и др. Сульфаты, входящие в галогенные формации, представлены обычно ангидритом и гипсом. К второстепенным сульфатным минералам относят глауберит, кизерит, тенардит, астраханит, эпсомит, вантгоффит, барит, целестин и др. В состав карбонатных прослоев, залегающих в соленосных породах, вхо­ дят кальцит, доломит, анкерит, магнезит, сидерит, трона. Среди боратов различают борацит, улексит, говерит, пробертит и др. В некоторых бассейнах обнаружены мощные толщи калиевой селитры.

Кроме простых соединений, в галогенных толщах определе­ ны и сложные соли, содержащие несколько радикалов (напри­ мер, тайретит, ганскит и др.). В виде примесей в галогенных


формациях встречаются кварц, опал, монтмориллонит, полевые шпаты.

Галогенные формации ассоциируются с пестроцветными пес­ чано-глинистыми образованиями неустановленной природы, очень часто концентрирующими огромные количества меди в так называемых медистых песчаниках.

В большинстве бассейнов мира в соленосных толщах встре­ чаются вулканогенные образования, представленные главным образом базальтами, диабазами и их аналогами, залегающие в виде пластовых тел, даек, а также входящие в состав брекчии соляных куполов [132].

Галогенные породы совершенно стерильны в отношении мор­ ской фауны. В них отмечены лишь остатки наземной раститель­ ности в виде спор, пыльцы, обломков стволов и веток деревьев. Поэтому до недавнего времени определение геологического воз­ раста соленосных свит, особенно в районах интенсивного раз­ вития солянокупольных структур, представляло весьма сложную задачу. Применение палинологического метода позволило уточ­ нить стратиграфическое положение соленосных пород.

Абсолютный возраст соляных толщ при наличии в них ка­ лийных прослоев можно определять калий-аргоновым методом. Однако этот метод не отражает объективной картины, так как он датирует только время последних подвижек. Так, проведен­ ные нами исследования девонских солей Днепровско-Донецкой впадины и Припятского прогиба показали весьма заниженные ■цифры. Калийные соли, отобранные из интервала 326—331 м на Соленецком диапире, расположенном в Днепровско-Донец­ кой впадине, соляное ядро которого перекрывается неогеновы­ ми породами, определяются абсолютным возрастом в 18 млн. лет, что по геохронологической шкале соответствует миоцену. Абсо­ лютный возраст калийной соли Солегорского калийного рудника Прйпятской впадины составляет 230 млн. лет, т. е. соответствует нижнему триасу [табл. 1].

В вопросе генезиса соленосных пород исследователи придер­ живаются двух точек зрения. Большая группа ученых считает, что формирование соленосных толщ происходило в результате выпаривания океанической воды в бассейнах с ограниченным водообменом, расположенных в условиях аридного климата. Другие (в основном геологи-нефтяники, ведущие поиски нефти в солянокупольных регионах) отстаивают идеи эндогенного соленакопления.

В настоящее время неизвестна глубина солеродных бассей­ нов и неясны физические условия соленакопления. Проводились попытки определить температуру образования галита по темпе­ ратуре гомогенизации газово-жидких включений, в результате чего получены данные, указывающие на то, что канзасская соль пермского возраста кристаллизовалась при температуре 70—100° G [184]. Эти результаты противоречат классическим


представлениям, поскольку в природе вряд ли могли быть арид­ ные климатические зоны с температурой воздуха 100° С. В связи

3

 

м

Минерал

1

Возраст

Местонахождение

1Глубина отбора,

3

О

1 Днепровско-До­ 326—331 Силь­ Де­ нецкая впади­ винит вон на

Солоницкая

структура

%

 

N

Калий,

 

g

2

 

а

to

 

<

^

24,75 0,516

Таблица 1

 

 

Возраст

 

 

1

хроно­по логиче­ ской шкале

О f-

летмлн.

Т

1

 

 

§

2

 

 

L,

 

 

 

а

 

 

 

<

"КГ

 

 

0,338 18

Мио­

 

 

 

цен

2 Припятский

II калий­

Ка­

» > 31,2 5,269 5,172 230 Ниж­

прогиб

ный гори­

лий­

ний

Солегорский ка­

зонт.

ная

триас

лийный

460—465

соль

 

рудник

 

 

 

с этим метод гомогенизации был признан не пригодным для решения задач геологической термометрии солеобразования [56, 219].

По нашему мнению, никакие химические или же физические константы не могут быть решающими при интерпретации геоло­ гических явлений, в том числе и проблемы галогенеза. И только на основании геологических фактов можно высказывать сужде­ ния о геологических процессах.

Настоящая книга и посвящена анализу нового материала по геологическому строению соленосных бассейнов мира, в резуль­ тате чего аргументированы идеи о глубинной природе ископае­ мых соляных толщ.


Г Е О Л О Г И Ч Е С К О Е С Т Р О ­ Е НИЕ С О Л Е Н О С Н Ы Х Б А С С Е Й Н О В С Э Л Е М Е Н Т А

МИ П А Л Е О Г Е О Г Р А Ф И И В Р Е МЕ Н И С О Л Е Н А К О П Л Е - Н И Я

Регионы докембрийского соленакопления

К а н а д с к и й щит . В породах архея каменная соль обнару­ жена в золотом руднике Андерсилл в Онтарио на Канадском щите [227]. При проходке ствола шахты на глубине 540 я ниже пластовой интрузии диабаза в зоне разломов получен мощный приток соленой воды с метаном под давлением 650 кГ/см3. Тре­ щины и пустоты в диабазе заполнены галитом.

Химический состав соли такой (в %): ЫаС12 — 96,44; СаС12 — 1,10; MgCl2 — 0,79; KCl — 0,23; CaS04 — 0,01; нерас­ творимый остаток — 1,17; вода — 0,26. Соли и углеводород выносятся из больших глубин по разломам в докембрийском фундаменте.

Б а с с е й н А м а д е у с . Наиболее древними мощными иско­ паемыми галогенными образованиями являются протерозойские

соли, встреченные

в

бассейне Амадеус в Австралии (рис. 1).

Арумбера

то

 

 

 

 

/

Газобый фон­

 

 

(нижний

 

/

 

 

кембрий)

 

/

тан изиспыта­

 

 

/

теля-платя,

 

 

 

 

 

 

 

 

12000 фут/сутки

 

 

/т о

І

 

 

/

 

 

Арейонга

 

 

О ертататт

 

 

 

Рис. 1. Геологическое

(берхний

5000

 

протерозой)

 

строение

бассейна

///

 

 

 

Амадеус

(Австралия)

 

Г~Л~

бштпер-Спрингс

[212]:

 

/

 

ГГІ

 

1 _ аргиллиты и песча­

 

г~г

 

ники; 2 — еланцы; 3

/

 

 

 

 

 

 

известняки

и доломиты;

 

6000

 

4 — соль;

5 — вулкани­

 

 

ческие породы.

 

 

 

 

§SÈk

Е±3 * И 5

 

 

В структурном отношении этот бассейн представляет собой грабен, проникающий из района Аделаид в Австралийскую платформу [212].

В основании грабена залегают кристаллические архейские метаморфизованные и изверженные породы. Верхний протеро­