|
|
|
ПАЛЕОГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ И ГЕОХИМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ
ЛИТОГЕНЕЗА ГЛИНИСТЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ПРЕДУРАЛЬСКОГО ПРОГИБА
Филюшкина Ю.Г.
ИГГ УрО РАН, Екатеринбург
Палеогидрогеологические реконструкции элизионных бассейнов подземных вод различных районов нашей страны предпринимались различными исследователями (Басков, 1985; Холодов, 1983) в связи с изучением истории формирования месторождений различных полезных ископаемых.
Нами предприняты попытки восстановить первичный состав и количество воды, образовавшейся в течении геологической истории формирования Предуральского прогиба.
Предуральский прогиб представляет собой крупную структуру, в составе которой выделяются отдельные депрессии, из которых наибольший интерес для нас представляют Бельская, Юрюзано-Сылвенская и Соликамская. Эти части прогиба наиболее хорошо изучены геологически и геофизически. Кроме того, здесь сосредоточены разрабатываемые месторождения нефти.
Депрессии Предуральского прогиба представляют собой отрицательные линейные структуры в кристаллическом фундаменте Восточно-Европейской платформы, выполненные рифейскими, вендскими и палеозойскими отложениями, литологический состав которых представлен глинистыми, обломочными, карбонатными и галогенными породами, которые переслаиваются в разрезе (Стратиграфические…, 1993). Мезозойские и кайнозойские отложения не образуют сплошного покрова, развиты на очень ограниченных пространствах и на данной стадии исследования для нас интереса не представляют (табл. 1).
Сущность палеогидрогеологических реконструкций сводится к расчету количеств первичных подземных вод и их химического состава. Исследование стадий вторичных преобразований глинистых, обломочных и карбонатных пород показало существование вертикальной зональности литогенеза в Бельской, Юрюзано-Сылвенской и Соликамской депрессиях. Зональность выражена в том, что докембрийские породы прошли стадию глубинного катагенеза и оказались затронутыми метагенезом (стадия МК2-5 по Н.Б. Вассоевичу) (Справочник по литологии…, 1983). Нижне-среднепалеозойские отложений находятся на стадии глубинного катагенеза - МК2. Об этом свидетельствует месторождение каменных углей Прикамского бассейна в карбоновых отложениях. Пермские образования изменены начальным катагенезом и с ними связаны проявления и мелкие месторождения бурых углей в Бельской впадине.
Нами были рассчитаны количества воды, выделенной глинистыми отложениями трех перечисленных выше депрессий в течение геологической истории формирования Предуральского прогиба. Основными видами воды являются: свободная, которая отжималась при уплотнении глинистых осадков и связанная, выделяющаяся при трансформации монтмориллонита в гидрослюду, а последней – в серицит, при стадиальных преобразованиях глинистых отложений.
Согласно произведенным расчетам, глинистыми отложениями Бельской впадины в ходе литогенеза было выделено 80 294 км3 воды, Юрюзано-Сылвенской впадины – 96 319 км3, Соликамской – 31 585 км3 (см. табл. 1).
Вода, образовавшаяся в ходе литогенеза глинистых отложений, обладает повышенной растворяющей способностью в момент выделения. По данным А.М. Блоха (1969), поверхностная температура связанной воды всегда выше температуры окружающей среды. Изучая свойства связанной воды горных пород и моделируя формирование метаморфогенных рудных растворов, А.М. Блох (1969) отмечает особые свойства этой воды к растворению рудных компонентов. Геохимическая подвижность микроэлементов в глинистых образованиях в ходе эволюции от седиментогенеза до метаморфизма приводит к тому, что из пород при уплотнении выводятся большие количества микроэлементов (Анфимов, 1997).
Опираясь на ранее проведенные исследования (Турекьян, Ведеполь, 1961), можно оценить количество некоторых элементов, извлекаемых из глинистых отложений водными растворами в процессе литогенеза (табл. 2).
Обращает на себя внимание тот факт, что из глинистых пород Соликамской впадины было вынесено меньше элементов, чем из двух других. Это объясняется тем, что глинистые образования здесь имеют меньшую суммарную мощность, чем в остальных депрессиях.
Эти элементы образовывали рудные растворы, которые, двигаясь по разломам и коллекторам, формировали на геохимических барьерах локальные рудные концентрации (месторождения).