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
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, |
5Г
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