Курс лекций ухта 2006 удк 550. 812. 1 553. 98 Н 64
 Скачать 1.24 Mb.
|
|
Г идрогазобактериологические и газобактериологические почвенные исследования Гидрогазобактериологические и почвенные газобактериологические исследования проводятся с целью выявления участков или структур, характеризующихся повышенными концентрациями углеводородных газов и бактерий в грунтовых водах, а также в водах верхних от поверхности водоносных горизонтов и в породах, выходящих на дневную поверхность. Газобактериальная съемка как дополнительный метод исследования проводится в слаборазбуренных районах, нефтегазоносность которых изучена недостаточно. В процессе газобактериальной съемки проводится отбор проб воды и пород для анализа растворенных и почвенных газов, химического состава вод, бактерий и растворенных битумов. По результатам комплексных геологических исследований составляются карты (геологические, как правило, по двум поверхностям - современной и древней; четвертичных отложений, геоморфологическая, геотектоническая, структурная, гидрогеологическая, полезных ископаемых) с обязательней запиской к каждой из них. Г еотермические методы исследований Геотермические исследования проводятся для решения задач, связанных с изучением термического режима земной коры, условий миграции в ней углеводородов, формирования подземных вод и т. д. Эти исследования могут применяться в процессе как региональных исследований, так и детальных геолого-поисковых работ. Температурные наблюдения в скважинах проводят, как правило, в процессе опробования отдельных водоносных горизонтов и при электрокаротажных работах. Полученные данные служат исходным материалом для построения геотермических карт и профилей. Геотермические карты могут быть трех видов: изотерм, термоизогипс и равных геотермических градиентов (ступеней). Использование геотермии для структурного картирования основано на появлении геотермических повышенных аномалий над очагами разгрузки водоносных комплексов, которыми обычно являются локальные структуры и зоны нарушений. Геотермические исследования должны проводиться в комплексе с другими видами исследований. Региональные геотермические карты, освещая распределение глубинных температур на больших площадях, дают возможность выработать критерии для сравнительной оценки температурных условий в пределах отдельных районов, характеризующихся различной геотермической обстановкой. При интерпретации таких карт следует в первую очередь учитывать связь геотермии с геолого-структурным планом исследуемой территории. Например, на геотермической карте Русской платформы отчетливо видна область регионального охлаждения недр, соответствующая участкам приподнятого залегания кристаллического фундамента в пределах Балтийского и Украинского щитов и Воронежского массива. Данные геотермии хорошо характеризуют области питания и сноса, режим и динамику подземных вод артезианских бассейнов и другие гидрогеологические особенности исследуемых территорий. Региональные геотермические исследования на обширных площадях артезианских бассейнов позволяют изучать условия формирования и динамику подземных вод, судить о литологических и структурно-тектонических особенностях бассейнов и определять возможные глубины синклинальных прогибов, находящихся между областями питания и разгрузки. Большое практическое значение имеет изучение глубинной тектоники по данным геотермических исследований. В отечественной и зарубежной практике известны многочисленные примеры выявления по этим данным погребенных структурных поднятий. Так, по карте равных геотермических ступеней в майкопских отложениях при сопоставлении с изогипсами кровли палеозоя Центрального Предкавказья установлено, что изолинии геотермической ступени в майкопских отложениях повторяют очертания изогипс палеозойского фундамента и отчетливо отражают основные черты Ставропольского сводового поднятия. На детальных геотермических картах местами могут оконтуриваться структуры. Это обусловлено тем, что обычно в приподнятых зонах наблюдается повышение плотности теплового потока и величины геотермического градиента по сравнению с опущенными районами. Дьяконов Д.И. показал, что по данным геотермических исследований мелких скважин можно выявлять и изучать антиклинальные складки, соляно-купольные поднятия и погребенные выступы карбонатных, метаморфических и магматических пород, изучать закономерные связи между строением рельефа фундамента и платформенного чехла и определять принадлежность исследуемого района к тем или иным крупным структурным элементам. ГЛУБИННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ОСАДОЧНОГО ЧЕХЛА И КОНТИНЕНТАЛЬНОЙ КОРЫ Глубинное исследование осадочного чехла и континентальной коры не входит непосредственно в комплекс работ на нефть и газ, однако роль этих работ для выяснения тектоники нефтегазоносных регионов становится очень значительной. В комплекс глубинных исследований входят: сейсмологическое и гравитационное зондирование, сейсмическое зондирование, сверхглубокое (научное) бурение. Сейсмологическое и гравитационное зондирование консолидированной части коры и верхней мантии В.В Удоратин, Н.В. Конанова. Глубинное строение литосферы по профилю MEZTIMPECH. /Отечественная геология, 2000, с. 44-50. В конце 80-х годов в Институте геологии КНЦ УрО РАН были начаты исследования по изучению глубинного строения литосферы Печорской и Западно-Сибирской плит по методике гравитационного зондирования, а в 1996 г. введена в эксплуатацию сейсмологическая станция "Сыктывкар". Геофизическая обсерватория Института геологии КНЦ ведет наблюдения за сейсмическим режимом территории юга Республики Коми тремя сейсмологическими комплексами, два из которых цифровые. На основе комплексного анализа геологогеофизических данных по структуре платформенного чехла, результатов сейсмологического и гравитационного зондирования консолидированной части коры и верхней мантии построена модель литосферы вдоль регионального профиля MEZTIMPECH (пересекающего южные части Мезенской синеклизы (MEZ), Тиманской гряды (TIM) и Печорской синеклизы (РЕСН). Сейсмологические исследования западной части субширотного профиля MEZTIMPECH (Сыктывкар - Усть-Нем) проводились с применением метода обменных волн от землетрясений (МОВЗ). В 1997 г. был отработан западный участок профиля протяженностью 215 км от северо-восточной оконечности Сысольского свода через северную часть Кировско- Кажимского авлакогена и Вычегодский прогиб (рис. 2.3.1). По профилю MEZTIMPECH в 1998 г. проведена экспресс-интерпретация поля силы тяжести по методике гравитационного зондирования, которая заключалась в оценке глубин залегания основных структурно-вещественных комплексов земной коры и верхней мантии. Результаты интерпретации представлены в виде обобщенного плотностного разреза. Гравиметрический профиль протяженностью около 750 км пересекает структуры: Сысольский свод и Кировско-Кажимский прогиб Волго-Уральской антеклизы, Вычегодский прогиб Мезенской синеклизы, Тиманскую гряду, Ижма-Печорскую моноклиналь юга Печорской синеклизы, Предуральский желоб и Уральский кряж.  Рис. 2.3.1. Обзорная схема района работ MEZTIMPECH: границы структур: 1 - надпорядковых, 2 - первого порядка; 3 - сейсмологический профиль Сыктывкар - Усть-Нем с пунктами наблюдений; 4 - гравиметрический профиль MEZTIMPECH По данным сейсмологических исследований был построен геолого-геофизический разрез литосферы до глубины приблизительно 120 км и выделен ряд сейсмических границ. Опорными границами обмена являются горизонты Ф (поверхность дорифейского фундамента). А, К (поверхность гранулито-метабазитового комплекса), М (поверхность Мохоро- вичича), M1. Поверхность Мохо выделена с глубинами залегания 36-42 км. Горизонт М1 в верхней мантии так же, как и граница Мохоровичича, отчетливо отражается в волновом поле, иногда даже более интенсивно. Он залегает на глубинах 44,9-48,2 км и по форме повторяет поведение горизонта М. В разрезе верхней мантии выделяются границы на глубине 55-65 км и 98-99 км. На глубинах 105-118 км выделяются отдельные площадки обмена, которые предположительно можно объединить в общую границу. Установлена вертикальная расслоенность консолидированной земной коры, которая интерпретируется как первичная региональная стратификация, отвечающая этапам формирования крупных структурно-вещественных геологических комплексов, выделяемых в качестве сейсмо-структурных этажей - ССЭ. Каждый этаж, имеющий гетерогенное строение по латерали и характеризующийся определенными физическими параметрами, отражающими структурно-вещественный состав и особенности внутренней структуры, выделяется относительно выдержанными сейсмическими границами раздела. Материалы проведенных сейсмологических работ позволили выделить глубинные зоны разрывных нарушений двух категорий: предположительно глубинные разломы; границы разнородных блоков коры или верхней мантии (пограничные зоны). Результаты интерпретации гравитационного поля представлены в виде обобщенного геолого-плотностного разреза по профилю MEZTIMPECH (рис. 2.3.2). Протяженность гравиметрического профиля 750 км, глубина исследований около 120 км. Первая гравиактивная граница, отождествляемая с поверхностью консолидированной коры, находится на глубине 2-8 км. Данная поверхность наиболее погружена в пределах Вычегодского прогиба и Тимана и протягивается, по гравиметрическим данным, до Восточно-Уральской структурно-формационной зоны Уральского кряжа. Следующая гравиактивная граница, отождествляемая с подошвой гранитогнейсового подкомплекса (кровлей диорит-гнейсового подкомплекса), наблюдается, по гравиметрическим данным, на глубине 10-20 км. Диорит-гнейсовый структурно-вещественный подкомплекс верхней коры имеет перерывы в сплошности распространения в пределах исследуемой территории. Вероятно, нижняя часть верхней коры выклинивается в пределах Тиманской гряды. Наиболее приближен к поверхности данный комплекс в Восточно-Уральской структурно-формационной зоне, наименее - в Волго-Уральской антеклизе.  Рис. 2.3.2. Обобщенный геолого-плотностной разрез по профилю MEZTIMPECH: 1 - линия профиля с пикетами (пк) гравиметрических и сейсмологических точек наблюде- о ния, пикеты расположены через 10 км; 2 - аномальная (а) и эффективная (б) плотности, г/м ; 3 - верхнепротерозойский структурно-вещественный комплекс; 4 - гранитогнейсовый (а) и диорит-гнейсовый (б) слои; 5 - гранулитобазитовый слой; 6 - уплотненные (а) и разуплот- ненные (б) породы верхней мантии; 7 - основные геоплотностные границы (а) и разломы (б); I, 111 - Мезенская синеклиза; II - Волго-Уральская антеклиза; IV - Тиманская гряда; V - Печорская синеклиза; VI - Предуральский желоб; УП - Уральский кряж Кровля гнейсогранулитового структурно-вещественного комплекса - наиболее «капризная» гравиактивная граница, с точки зрения неоднозначности геологической интерпретации гравиметрического поля. Кровля гнейсогранулитового слоя залегает на глубине 26 км, по гравиметрическим данным, в Волго-Уральской антеклизе, а в районе Вычегодского прогиба Мезенской синеклизы поднимается до глубины 23 км. Минимальные отметки залегания кровли данного слоя, по гравиметрическим данным, вероятно, будут приурочены к границе Тиманской гряды и Печорской синеклизы. В Предуральском прогибе и на Урале гнейсогра- нулитовый слой фиксируется на глубине около 20 км. Поверхность Мохоровичича, по гравиметрическим данным, залегает на глубине 35-50 км в пределах исследуемой территории. Максимальный (до 35 км) подъем данной поверхности наблюдается в пределах Вычегодского прогиба Мезенской синеклизы, а наиболее погружена поверхность Мохо (до 50 км) в пределах Уральского кряжа. Ниже данной поверхности на глубине 50-60 км практически на всей территории прослеживается еще одна поверхность, залегающая параллельно поверхности М и повторяющая ее по форме залегания. Сысольский свод Волго-Уральской антеклизы характеризуется большой мощностью консолидированной части земной коры с преобладанием в разрезе гранитного слоя и нормальной мощностью базальтового слоя. Верхняя мантия обладает повышенной плотностью и тенденцией к погружению мантийных блоков. В земной коре этот процесс должен сопровождаться подъемом земной поверхности. Вычегодский прогиб Мезенской синеклизы имеет выступы архейского фундамента, сокращенную мощность консолидированной коры и разуплотненные породы верхней мантии, обладая тенденцией подъема мантийных флюидов до поверхности Mb В земной коре данный процесс сопровождается прогибанием поверхности фундамента и, возможно, наличием зон «волноводов», которым свойственно частичное плавление вещества земной коры. Тиманская гряда отличается сокращенной мощностью консолидированной коры и наличием в верхней мантии блока пород повышенной (до 3400 кг/м ) плотности, залегающего на глубине 46-49 км. В районе Тиманской гряды происходит выклинивание нижнего слоя гранитогнейсового и, вероятно, диорит-гнейсового структурно-вещественных подкомплексов, что может свидетельствовать о более сильной базификации земной коры Тиманской гряды. Ижма-Печорская моноклиналь южной части Печорской синеклизы и Предуральский желоб характеризуются сложным строением консолидированной части земной коры с присутствием клина пород диорит-гнейсового структурно-вещественного подкомплекса, а также наличием в разрезе пород гранитогнейсового структурно-вещественного подкомплекса нормальной мощности, несколько сокращенной в Предуральском желобе. Уральский кряж имеет довольно простое глубинное строение, граница Конрада здесь залегает на глубине 18-20 км, отсутствуют (или полностью переработаны) породы гранитогнейсового структурно-вещественного подкомплекса в Восточно-Уральской зоне и выклиниваются в гранитогнейсовом подкомплексе в пределах Западно-Уральской зоны. Для Восточно-Уральской зоны характерен мощный (до 14 км) диорит-гнейсовый слой, залегающий на глубине 8 км, а породы гранитогнейсового структурно-вещественного подкомплекса отсутствуют или они полностью переработаны. Земная кора Урала имеет увеличенную мощность (до 49 км). Верхняя мантия Восточно-Уральской зоны представлена блоком пород с повышенной плотностью. Глубинное сейсмическое зондирование. Программа "Глобус". Наливкина Э.Б. (ВСЕГЕИ). Сверхглубокие скважины России и сопредельных регионов. Геологические аспекты, 2000. В 60-х годах был создан Межведомственный научный совет ГКНТ по проблеме "Изучение недр Земли и сверхглубокое бурение". Этим советом была составлена программа комплексных геологических, геофизических и геохимических исследований, которая должна была обеспечить развитие каркасной сети региональных профилей ГСЗ (рис. 2.3.3), бурение глубоких и сверхглубоких скважин, комплексную интерпретацию и обработку полученной новой информации. Первостепенное значение придавалось комплексному изучению керна таких скважин, а также окружающего пространства. В пределах ТПП отработано 6 региональных профилей ГСЗ, в т. ч. два профиля ГСЗ- КМПВ: профиль "Агат-I", проходящий по побережью Ледовитого океана от о. Сенгейский на западе до восточной части Югорского полуострова; профиль "Агат-II", Белое море - Воркута, пересекающий Тиман и выходящий на западный склон Урала, к юго-востоку от Воркуты. Глубина исследованного интервала разреза 40-50 км; профиль "Кварц" Мурманск - Кызыл, проходящий от Мурманска через Мезенскую синеклизу до восточного склона Урала с глубиной получения материалов 40-50 км; профиль Кинешма - Воркута (ГСЗ-МОВ), пересекающий регион от западного склона Тимана до Воркутского поперечного поднятия в Предуральском прогибе. Кроме того, отработаны два взаимопересекающихся профиля ГСЗ-КМПВ с глубинами исследования до 50-60 км по линиям: широтный от Мезенской синеклизы (Нижняя Пёша) до центральной (осевой) части Коротаихинской впадины; субмеридиональный, пересекающий Хорейверскую впадину от р. Черной до Мака- риха-Салюкинского вала. По мнению ряда специалистов, занимающихся изучением глубинной тектоники региона и вещественным составом разреза, подстилающего осадочный чехол, признается, что качество материалов первых трех профилей ГСЗ достаточно для интерпретации и создания моделей строения доосадочных образований. Качество материалов профиля Кинешма - Воркута неоднозначно, а качество материалов профилей ГСЗ-КМПВ низкое: на них представлены практически только кромки самой верхней и самой нижней части доосадочного комплекса образований.  Рис. 2.3.3. Система геотраверсов и сверхглубоких скважин на территории СССР [Козловский Е.А., 1982]: 1 - области древних платформ; 2 - области байкальской, каледонской и герцинской складчатости; 3 - области молодых плит; 4 - области мезозойской и кайнозойской складчатости; 5 - глубинные сейсмические профили первого класса (а - выполненные, б - планируемые); 6 - скважины сверхглубокие (1 - Прикаспийская, 2 - Саатлинская, 3 - Кольская, 4 - Уральская, 5 - Тюменская, 6 - Тимано-Печорская, 7 - Ново-Елховская, 8 - Криворожская, 9 - Днепрово-Донецкая, 10 - Мурунтауская, 11 - Кубанская) |