Стратификация и состав пород зоны контакта мезозой-палеозой (стр. 1 из 3)

Стратификация и состав пород зоны контакта мезозой-палеозой

Г.Д. Исаев

Зона контакта мезозоя и палеозоя в Томской области (и всей Западно-Сибирской плиты) характеризуется чрезвычайно сложным внутренним строением. Это обусловлено не только длительной эпохой поверхностного выветривания, но и сложной, длительной историей существования данной поверхности в погребенном состоянии, в условиях тектонической дезинтеграции и воздействия флюидов. В связи с тем что измененные породы в кровле палеозоя служат часто резервуарами нефти и газа, вопрос о строении зоны имеет не только региональное, но и огромное практическое значение.

Характеристика преобразованных пород по зонам древней площадной КВ (с использованием данных И.В. Бабанской) [4, 5]

		Примеры -	Физические свойства		Литологическая ха-			Минералогия по результатам термического и рентгеноструктурного анализов
	№ скв.	площадь, интервалы вскрытия	Пористость, %	Плот ность, г/см3	рактеристика пород по описанию шлифов	Структуры	Текстуры
Гидролиза	8 15 21	Герасимовская 2828,4-2834,6 2890,0 Сев.-Калиновая 2935,0	3,2 4,1 2,7	2,50 2,60 2,62	Кварц-каолинитовые тонкозернистые агрегаты	Новообразованные: крипто тонкозернистые	Новообразованные: массивные, однородные	Кварц, халцедон, каолинит, сидерит
Выщелачива ния	8 15 21 34	Герасимовская 2862,6 2905,6 Сев.-Калиновая 3007,7 3094,0	20,0 12,4 12,8 12,3	2.20 2,28 2,23 2,32	Сидерит-кварц- каолинитовые тонкозернистые агрегаты	Реликтовые: органогенные; новообразованные - замещения, выщелачивания	Реликтовые: слоистые; новообразованные: выполнения пор и трещин, пористые, сферолитовые	Халцедон, кварц, сидерит, гидрослюда, железистый хлорит, каолинит, примесь кальцита, доломита, органического вещества
Гидратации	6 8 15 19 21 34	Герасимовская 2879,8-2883,3 2873,7 2917,3 2952,9 Сев.-Калиновая 3174,7 3094,0-3110,0	11,6 1,7 5,3 3.0 7.0	2.44 2.77 2.53 2,60	Переслаивание ок- ремненных известняков с доломитом и ОВ с кремнистыми и аргиллитами	Реликтовые: органогенные; новообразованные - замещения, перекристаллизации, трещинные	Реликтовые: слоистые; Новообразованные - выполнения трещин и сферолитовые	Кальцит, доломит, гидрослюда, примесь кварца, каолинита, сульфидов, ОВ
Неизмененные породы	6 8 15 19 21 34	Герасимовская 2883,3-2889,3 2873,7-2936,2 2942,1-2983,2 2952,9-2980,0 Сев.-Калиновая 3280,0 3115,0	3.7 1.2 3.6 1.5 1.9	2.55 2.63 2.59 2.64 2.59	Переслаивание спи- куловых или радиоля- риевых известняков и битуминозных гидрослюдистых аргиллитов	Органогенные, перекристаллизации, трещинные	Слоистые, выполнения трещин	Кальцит, доломит, анкерит, гидрослюда, примесь кварца, каолинита, сульфидов, ОВ

На территории Томской области первые скважины, пробуренные до кровли палеозоя, вскрыли каолинизированные магматические породы и известняки. Эти породы впервые описал в 1958 г. и объединил их в триасовую формацию коры выветривания В.П. Казаринов, проведя аналогию с корами выветривания (КВ) горного обрамления ЗападноСибирской плиты. В последующие годы изучением КВ занимались В.В. Коротун, Е.Л. Курбала, И.В. Бабанская, Е.Г. Журавлев, Т. А. Лапинская [1-7] и многие другие.

«Коры выветривания - это элювиальные остаточные образования, представляющие собой продукты метасома- тического выщелачивания в зоне вертикальной - нисходящей фильтрации атмосферных осадков» [8]. Они образуются в определенной палеоклиматической обстановке. Решающее значение в формировании КВ имеет комплекс факторов, главными из которых являются следующие: состав материнских пород; климатические (вода, воздух, тепло) и связанные с ними биологические факторы (растительность, микроорганизмы); рельеф местности; продолжительность процессов выветривания.

Теоретически профиль КВ имеет зональное строение, обусловленное неравномерным выносом или привносом химических элементов из различных горизонтов. Основными физико-химическими процессами, протекающими в КВ, являются (таблица): гидратация (присоединение ионов воды к минералам), выщелачивание (начальная степень растворения), гидролиз (превращение первичных минералов в глинистые - полевых шпатов в каолинит), дегидратация, обменные процессы, окисление [8, 9].

Нами принято следующее строение профиля выветривания, состоящее в основном из трех зон (снизу вверх):

- зона начальной дезынтеграции (разуплотнения и трещиноватости), или зона гидратации. Зона первичного изменения материнских пород выражается в появлении трещиноватости. В литологическом отношении породы сохраняют свой первичный облик, осложненный трещинами, заполненными каолинитом и кремнеземом;

- зона промежуточная, или зона выщелачивания. Зона активного разрушения минералов, растворения и выноса оснований, металлов. В литологическом отношении в первичной породе сохраняются ее фрагменты, расположенные среди массы новых минералов: халцедона, каолинита, сидерита, кальцита, доломита, гидрослюды и др.;

- зона конечного разложения, или зона гидролиза. Зона, преимущественно сложенная новообразованными глинистыми минералами, каолинитом, карбонатом (сидерит) и кремнеземом (халцедон, кварц). Здесь полностью утрачиваются текстуры и структуры первичной породы. Появляются новые массивные, однородные, прожилковые и пятнистыетекстуры,мелко тонкозернистые структуры.

Рис. 1. Схема распространения преобразованных пород в кровле палеозоя центральной части Нюрольской СФЗ

Изученный с различной степенью детальности материал по КВ позволил И.В. Бабанской [4, 5] выделить в пределах изученной территории три типа геохимического профиля: каолинитовый, сокращенный каолини- товый и нонтронитовый. Более детально изучить профиль КВ пока не удается. На крупнокристаллических полевошпатовых породах - гранитах, гранодиоритах, диоритах, габбро и гнейсах различного состава - обычно развит сокращенный каолинитовый профиль выветривания, состоящий из двух зон: зоны гидратации и зоны гидролиза. На сланцевых толщах формировался каолинитовый профиль с тремя зонами. Здесь промежуточная зона выщелачивания устанавливается по большому количеству гидратированных минералов (серицита, мусковита, биотита), являющихся главными компонентами таких толщ. На ультрабазитах развит нонтронитовый профиль, в котором также присутствуют все три зоны.

Динамика образования КВ и особенности ее распространения обусловлены своеобразием рельефа на момент выравнивания денудационной поверхности в континентальных условиях. На территории Нюроль- ской структурно-фациальной зоны (СФЗ) окончательное выравнивание завершилось в поздней перми. В это же время происходило химическое выветривание в условиях аридного климата. Рельеф представлял собой холмистую возвышенность с развитием палеодолин и поднятий (рис. 1).

В пределах центра Нюрольской СФЗ КВ вскрыта большинством скважин, причём палеодолины, образованные более мощным плащом измененных пород, образуют определенную систему дренажных врезов с ориентировкой на северо-восток. Однако система палеоводоразделов имеет более сложную конфигурацию. Так как в составе пород, подвергающихся выветриванию, здесь доминируют кремнисто-карбонатные породы, преобладающая мощность измененных пород в зоне контакта небольшая (до 20 м), а в пределах чистых рифовых массивов (Урманская, Еллей-Игайская, Арчинская, Речная) - первые метры. Именно в рифовых известняках часто диагностируется карстовый тип коллектора при маломощной коре выветривания в целом. К этим породам приурочено и развитие бокситов - ла- теритных на Речной площади (скв. 281), латеритно- осадочных - на Урманской площади. В пределах центра Нюрольской СФЗ наблюдается следующая закономерность: увеличение глинистой или кремнистой примесей в разрезах девона, силура и карбона свидетельствует о развитии мощной трехчленной КВ, уменьшение этой примеси - о развитии карстовых полостей и бокситов, об уменьшении мощности КВ в целом. Состав пород КВ всегда однообразен: кремнистые (кварц, халцедон), каолинитовые породы, реже с примесью сидерита и монтмориллонита.

В северной, центральной частях Сильгинской СФЗ и на Средневасюганском поднятии Нюрольской СФЗ измененные породы вскрыты 96 скважинами. Преобладают породы белого, светло-серого цвета, массивные, глинистого и кремнисто-глинистого состава, с широким проявлением прожилковых текстур. Состав новообразованных пород также однообразен - это новообразованные кремнистые породы (кварц, халцедон) и глинистые породы (гидрослюда, каолинит, монтмориллонит).

Некоторые исследователи оспаривают широкое развитие коры выветривания в поздней перми. Хотя о её формировании свидетельствует следующее:

наличие в основании чехла обломочных пород, образовавшихся, по-видимому, за счет разрушения площадной КВ;

приуроченность этих образований к склонам палеозойских поднятий;

уменьшение мощности или полное отсутствие отложений ПКВ на палеоводоразделах;

проявление в разрезах вертикальной зональности, характерной для коры выветривания;

распространение коры выветривания на обширных пространствах.

С самого начала вскрытия скважинами зоны контакта петрографы и литологи документировали и описывали в шлифах в основании чехла обломочную пачку, состоящую из обломков коры выветривания. При изучении Калинового месторождения Г. И. Тищенко в 70-х гг. прошлого века установила самостоятельное стратиграфическое подразделение, назвав его «калиновой свитой» (по скв. Калиновой-9). Однако позднее оказалось, что это подразделение не может иметь статус свиты из-за локального развития. Сам типовой разрез позднее рассматривался в составе киевской толщи восточно-никольской серии. Однако идея прослеживания обломочной толщи, территориально и генетически связанной с региональной КВ, оказалась не только живучей, но и плодотворной [11]. В тематических работах по Нюрольской, Сильгинской и Томь-Колыванской СФЗ автор предлагает выделять «калиновую линзу» в качестве самостоятельного подразделения в основании чехольного комплекса отложений на границе палеозоя и мезозоя. Это делювиально-коллювиальные образования на склонах палеозойских водоразделов, сложенные обломочным материалом КВ, реже обломками коренных пород палеозоя: известняков, эффузивов, туфов, аргиллитов. Признаки «калиновой линзы» диагностируются и в восточно-никольской серии нижней перми (в чкаловской, киевской свитах), а также в нижнетриасовых отложениях. Из-за неопределенности возрастного положения и разнообразия окраски петротипов (бело-сероцветная, петроцветная, красноцветная) «калиновая линза» не помещена ни в схему палеозоя, ни в схему триасовых отложений. Более точный возраст «калиновой линзы» определяется в центральной части Сильгинской СФЗ по данным изучения керна скв. Сту- пенчатая-7 и Косальская-16. В скв. Ступенчатая-7 триасовые отложения вскрыты выше пород КВ, т. е. возраст образования КВ дотриасовый. В скв. Косаль- ской-16, выше отложений триаса, в основании чехла, вскрыта «калиновая линза», образовавшаяся за счет разрушения площадной коры выветривания. В большинстве разрезов самлатской свиты (С2-Р1) в кровле вскрыты измененные породы, которые формировались, вероятнее всего, в поздней перми.