Типы элизионных систем и связанные с ними месторождения полезных ископаемых

В статье рассматриваются элизионные процессы, связанные с катагенетическими преобразованиями пластических осадочных пород в условиях закрытых физико-химических систем. Выделяются три типа элизионных преобразований, соответствующих уплотнению глин, углей и эвапоритов; анализируются механизмы их транс...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2013
Автор:	Холодов, В.Н.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Відділення морської геології та осадочного рудоутворення НАН України 2013
Назва видання:	Геология и полезные ископаемые Мирового океана
Теми:	Полезные ископаемые
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/99512
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Типы элизионных систем и связанные с ними месторождения полезных ископаемых / В.Н. Холодов // Геология и полезные ископаемые Мирового океана. — 2013. — № 3. — С. 5-41. — Бібліогр.: 104 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-99512
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-995122016-04-30T03:01:59Z Типы элизионных систем и связанные с ними месторождения полезных ископаемых Холодов, В.Н. Полезные ископаемые В статье рассматриваются элизионные процессы, связанные с катагенетическими преобразованиями пластических осадочных пород в условиях закрытых физико-химических систем. Выделяются три типа элизионных преобразований, соответствующих уплотнению глин, углей и эвапоритов; анализируются механизмы их трансформации. У статті розглядаються елізійні процеси, пов’язані з катагенетичними перетвореннями пластичних осадових порід в умовах замкнених фізико-хімічних систем. Виділяються три типи елізійних перетворень, що відповідають ущільненню глин, вуглів та евапоритів; аналізуються механізми їх трансформації. In the article the elision processes associated with the transformation of plastic catagenetic sedimentary rocks in a closed physical and chemical systems. There are three types of elision transformations responding compaction of clay, coal and evaporites. The mechanisms of their transformation are analyzed. 2013 Article Типы элизионных систем и связанные с ними месторождения полезных ископаемых / В.Н. Холодов // Геология и полезные ископаемые Мирового океана. — 2013. — № 3. — С. 5-41. — Бібліогр.: 104 назв. — рос. 1999-7566 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/99512 552.14:552.521:552.574:552:53 ru Геология и полезные ископаемые Мирового океана Відділення морської геології та осадочного рудоутворення НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Полезные ископаемые Полезные ископаемые
spellingShingle	Полезные ископаемые Полезные ископаемые Холодов, В.Н. Типы элизионных систем и связанные с ними месторождения полезных ископаемых Геология и полезные ископаемые Мирового океана
description	В статье рассматриваются элизионные процессы, связанные с катагенетическими преобразованиями пластических осадочных пород в условиях закрытых физико-химических систем. Выделяются три типа элизионных преобразований, соответствующих уплотнению глин, углей и эвапоритов; анализируются механизмы их трансформации.
format	Article
author	Холодов, В.Н.
author_facet	Холодов, В.Н.
author_sort	Холодов, В.Н.
title	Типы элизионных систем и связанные с ними месторождения полезных ископаемых
title_short	Типы элизионных систем и связанные с ними месторождения полезных ископаемых
title_full	Типы элизионных систем и связанные с ними месторождения полезных ископаемых
title_fullStr	Типы элизионных систем и связанные с ними месторождения полезных ископаемых
title_full_unstemmed	Типы элизионных систем и связанные с ними месторождения полезных ископаемых
title_sort	типы элизионных систем и связанные с ними месторождения полезных ископаемых
publisher	Відділення морської геології та осадочного рудоутворення НАН України
publishDate	2013
topic_facet	Полезные ископаемые
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/99512
citation_txt	Типы элизионных систем и связанные с ними месторождения полезных ископаемых / В.Н. Холодов // Геология и полезные ископаемые Мирового океана. — 2013. — № 3. — С. 5-41. — Бібліогр.: 104 назв. — рос.
series	Геология и полезные ископаемые Мирового океана
work_keys_str_mv	AT holodovvn tipyélizionnyhsistemisvâzannyesnimimestoroždeniâpoleznyhiskopaemyh
first_indexed	2025-07-07T08:05:16Z
last_indexed	2025-07-07T08:05:16Z
_version_	1836974622683168768
fulltext	5 ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ УДК 552.14:552.521:552.574:552:53 В.Н. Холодов Геологический институт РАН, Москва ТИПЫ ЭЛИЗИОННЫХ СИСТЕМ И СВЯЗАННЫЕ С НИМИ МЕСТОРОЖДЕНИЯ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ В статье рассматриваются элизионные процессы, связанные с катагенетичес� кими преобразованиями пластических осадочных пород в условиях закрытых физико�химических систем. Выделяются три типа элизионных преобразова� ний, соответствующих уплотнению глин, углей и эвапоритов; анализируются механизмы их трансформации. Ключевые слова: месторождения, полезные ископаемые, стратисфера, эли� зионные системы, диапиры, грязевые вулканы. Осадочная оболочка Земли (стратисфера), включающая в себя на* ряду с осадочными вулканогенноосадочные отложения, обладает рядом характерных особенностей. Важнейшим из них является то обстоятельство, что с течением геологического времени она нара щивается сверху, а нижние ее части соответственно погружаются в глубь планеты, в область высоких температур и давлений. Вторая характерная черта стратисферы заключается в том, что ее слагают как пластичные, так и жесткие породы. К пластичным относятся глины, угли, эвапориты, черные сланцы, торфы, мерге* ли, некоторые известняки. К жестким породам принадлежат пес* ки, песчаники, гравелиты, конгломераты, некоторые известняки и кремниевые породы. Первая группа пород чутко реагирует на погружение, интен* сивно уплотняется, трансформируется и становится источником разнородных флюидов — жидких и газообразных. Вторая группа пород сохраняет пористость, стабилизирует свое поровое пространство и превращается в арену перемещения флюи* дов, конкурируя в этом отношении с тектоническими разломами и зонами трещиноватости. Именно таким образом в нижних частях стратисферы создаются области сверхвысоких пластовых давлений, своеобразные компрессоры, под действием которых осуществляет* ся центростремительное движение флюидов и разжиженных масс к дневной поверхности, а во впадинах — от их центра к периферии. © В.Н. ХОЛОДОВ, 2013 ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2013. № 3 6 ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2013. № 3 В.Н. Холодов По предложению ряда гидрогеологов (А.А. Карцев, Б.А. Басков, С.Б. Вагин, А.К. Лисицин и др.) такие системы трансформации и фазовых изменений оса* дочного материала на больших глубинах были названы элизионными системами; они являются антиподами инфильтрационных систем и отражают саморазвитие осадочных и вулканогенноосадочных образований на больших глубинах. Характерно, что механизм фазовых преобразований, определяющих появле ние сверхвысоких пластовых давлений в элизионных системах, в значительной степени зависит от литологопетрографических и геохимических особенностей пластических пород; совершенно очевидно, что этот механизм поразному осу* ществляется в глинистых толщах, в угленосных отложениях и в эвапоритах. В этом сообщении мы и попытаемся рассмотреть важнейшие особенности фазовых трансформаций в этих трех различных случаях. Элизионные процессы, связанные с вторичными преобразованиями глинистых толщ В ряде предшествующих работ нами были детально исследованы катагенетические явления, распространенные в мезозойскокайнозойских отло жениях Северного Предкавказья (Холодов, 1983, 1986, 1987, 19901,2, 1991, 1995, 20021,2,3, 2004, 2006, 20101,2; Холодов, Дементьева, Петрова, 1985; Холодов, Шмариович, 1992; Соколов, Холодов, 1994; Холодов, Недумов, 20011,2); они мо* гут служить своеобразным эталоном элизионного катагенеза. На примере разре* за р. Сулак и разрезов кубанских сверхглубоких скважин СГС1 и СГС2, пробу* ренных в окрестностях станицы Апинской, 70 км от г. Краснодар (рис. 1, а, б), бы* ли изучены изменения состава глинистых минералов в систематически отобран* ных пробах, охватывающих стратиграфический интервал от мезозоя до квартера. Оказалось, что в глинистых толщах этих разрезов можно выделить три зоны, сме* няющие друг друга сверху вниз: 1) зона широкого распространения смектита в сочетании с гидрослюдой модификации Md, а также хлорита и каолинита; в Сулак* ском разрезе она простирается до глубины 3,7 км, а в Кубанском — до 3 км; 2) зо* на уменьшения содержания смектита и появления смешаннослойных структур; на Сулаке она занимает интервал в 0,5 км, на Кубани — 0,4—0,5 км; 3) ниже распо* лагается зона преимущественного развития гидрослюды модификации 2М > 1М. На глубинах, повидимому, соответствующих началу процесса гидрослюди зации глин, располагается также ГФН (главная фаза нефтеобразования), что под* тверждается множественными мелкими трещинами, содержащими вторичные битумоиды. Процесс дегидратации и дебитумизации глин сопровождается формирова* нием сверхвысоких пластовых давлений (СВПД), оказывающих огромное влия* ние на всю флюидодинамику элизионных систем Предкавказья. Предполагаемый механизм дегидратации (и дефлюидизации) глин, образо* вание зон разуплотнения и СВПД изображен на рис. 2 а, б; более подробно он был рассмотрен в предыдущих публикациях (Холодов, 1990, 1995, 1998; Соколов, Холодов, 1994). На чертеже слева показана микроситуация, которая возникает в глинах, когда блоки смектитовой фазы формируют иллитовые образования и вы* деляют кристаллизационную воду на уровне критических температур и давле* ний; при этом уменьшается объем блоков глины и возрастает ее пористость, что 7ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2013. № 3 Типы элизионных систем и связанные с ними месторождения полезных ископаемых Рис. 1. Катагенетические преобразования глинистых минералов в разрезах Предкав* казья: а — мезозойскокайнозойские отложе ния р. Сулак (Восточное Предкавказье); б — кайнозойские отложения сверхглубинной скважины Кубани (Западное Предкавказье). Литологический состав: 1 — конгломераты, 2 — песчаники, 3 — глины, 4 — мергели, 5 — известняки и доломиты, 6 — конкреции; со* став глинистых минералов: 7 — хлорит и као* линит, 8 — гидрослюда модификации Md, 9 — смешаннослойные образования, 10 — гид* рослюда 2М1 > 1M1, 11 — смектит б а 8 ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2013. № 3 В.Н. Холодов и соответствует зоне разуплотнения. В этой зоне происходит структурная перест* ройка породы — беспорядочно ориентированные микроблоки глины и терриген* ные обломки, взвешенные в жидкой фазе, переориентируются перпендикулярно вектору давления и формируют сланцеватую отдельность. Еще ниже вновь образованные блоки иллитового материала сближаются под действием возросшего геостатического давления и вся масса поровой воды отжима* ется вверх, в зону начального разуплотнения. Иллитовая глина уплотняется, а в вы* шележащей зоне возникают и усиливаются высокие пластовые давления (СВПД). Следует подчеркнуть, что предлагаемая на рис. 2,а принципиальная схема процесса катагенетического преобразования глин, во многом навеянная работа* ми Дж. Берста и М. Пауэрса, несколько идеализирована; исследования минера* логов и кристаллохимиков показывают, что иллитизация обычно осуществляет* ся на фоне упорядоченной структуры глин, а возникновение смешаннослойных фаз протекает не одноактно, а в несколько стадий (Шутов, Дриц, Сахаров, 1971; Дриц, Коссовская, 1990). Тем не менее, общая принципиальная картина взаимо* действия глинистой фазы и воды остается, по нашему мнению, без существенных изменений. Как хорошо видно в правой части рис. 2, а, б мощность зоны обводнения, ра* зуплотнения и аномальных пластовых давлений в значительной степени зависит от расположения погружающейся глинистой толщи по отношению к зоне крити* ческих температур и давлений. В самом начале этого процесса (положение I и II) мощность и интенсивность проявления СВПД сравнительно невелики, но по ме* ре того, как опускающаяся в глубь стратисферы глинистая смектитовая толща все больше охватывается иллитизацией (положение III и IV), соответственно возрас* тают мощности области разуплотнения и величина СВПД в глинах. Рост гидростатического давления завершается только тогда, когда в зону критических термодинамических показателей опускаются либо вышележащий пластколлектор (рис. 2, б), либо система тектонических нарушений, способных дренировать обводнившуюся глину. Тогда поровые воды глин, накопившиеся в пределах зоны разуплотнения, устремляются в поровое пространство песков или песчаников, превращают их в плывуны, деформируют их или уходят по трещи нам, а пластовые давления в глинах резко падают. СВПД превращаются в нор* мальные поровые давления глин, характерные для данных глубин. Не вызывает сомнения, что в этих процессах принимают участие новообра* зованные нефть и газ; превращение твердого органического вещества в жидкую нефть или газообразные углеводороды как правило сопровождается увеличением давления. Напомним, что в закрытой физикохимической системе глинистых толщ органическое вещество с удельным весом 1,8—2,0 г/см3 под действием тер молиза превращается в жидкую нефть с плотностью 0,83—0,96 г/см3 и даже в газ — 0,65—0,75 г/см3; естественно, что это приводит к увеличению пластовых давле* ний, частичному растворению газа в нефти, а нефти и газа в водах и усилению ра* зуплотнения глин. Схема преобразования рассеянного в линзах органического вещества изобра* жена на рис. 3; она неоднократно описывалась нами в предшествующих публика* циях (Холодов, 1983, 2006 и др.), была обоснована в работах Н.Б. Вассоевича, С.Г. Неручева, Л.А. Назаркина, А.А. Трофимука, А.Э. Конторовича и др. нефтяников и легла в основу построения осадочномиграционной теории нефтеобразования. 9ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2013. № 3 Типы элизионных систем и связанные с ними месторождения полезных ископаемых Рис. 2. Механизм формирования и формы песчаного диапиризма в кайнозойских толщах Пред кавказья: а — схема образования зон разуплонения и АВПД в глинах: 1 — монтмориллонитовая глина, 2 — гидрослюдистая глина, 3 — кристаллизационная вода в порах зоны разуплотнения. 4 — микроблоки глинистого материала, 5 — границы микроблоков, 6 — песчаник, 7 — глина, 8 — формирующаяся зона разуплотнения и СВПД. б — схема образования текстур песчаного диапи* ризма (кластических даек и горизонтов с включениями): 1 — песчаники, 2 — глины: а — нор* мально залегающие, б — деформированные; I, II, III — пласты песчаников в глинах. А, Б, В, Г — положение разреза по отношению к зоне гидрослюдизации, разуплотнения и АВПД. в — стро* ение «горизонтов с включениями»: 1 — песчаник, 2 — мергель, 3 — глина, 4 — почвенный покров; г — формы песчаных кластических даек 10 ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2013. № 3 В.Н. Холодов Р и с. 3 . К а та ге н е ти ч е с к и е п р е о б р а зо в а н и я р а с с е я н н о го в г л и н а х о р га н и ч е с к о го в е щ е с тв а ( Р О В ), р а с с е я н н ы х к а р б о н а то в и г л и н и с ты х м и н е р а л о в 11ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2013. № 3 Типы элизионных систем и связанные с ними месторождения полезных ископаемых В целом общее давление (СВПД) элизионной системы в глинистых нефтема* теринских толщах описывается формулой: Рэл = Рдег + Рн + Рг, где Рдег — определяется как давление второй стадии дегидратации глин и фазово* го перехода смектита в иллит и смешаннослойные минералы; Рн — давление, воз* никающее в результате фазового перехода твердого органического вещества в жидкую нефть; Рг — давление, возникающее за счет перехода твердого органи* ческого вещества в газовую фазу. Зоны СВПД захватывают петрографически различные группы осадочных пород и по тектоническим разломам и пластамколлекторам (путем перемеще ния газоводных и нефтяных флюидов) оказывают влияние на вышележащие гидро* геологические этажи. Своеобразными «следами» сбрасывания СВПД в песчаноглинистых толщах являются «горизонты с включениями», кластические дайки, песчаные диапиры и грязевые вулканы. Примеры таких деформаций песчаных горизонтов приводят ся на рис. 2 в, г. Любопытно, что в Предкавказье эти преобразования распростра* нены в стратиграфических интервалах более древних, нежели уровни гидрослю* дизации глин, а также ГФН и ГФГ (главные фазы нефте* и газообразования). Можно утверждать, что иллитизация смектита в мощных глинистых толщах представляет собой довольно масштабный геологический процесс. Согласно на* шим подсчетам количество выделяемой при этом воды составляет 10—15 % от исходной влажности глинистого ила. Иначе говоря, из 1 м3 смектитовой глины может высвободиться 230—350 кг воды (Холодов, 1983). Необходимо также иметь в виду, что формирование зон разуплотнения, в пределах которых осуществляется значительное обводнение глин, сопровождает* ся резким усилением их пластичности. В результате этого на глубинах до 10 км в глинах осадочных толщ образуются волноводы — ослабленные зоны, вдоль кото* рых могут легко осуществляться различные тектонические деформации — дис* гармоничная складчатость, срывы и пологие надвиги (Холодов, 1998). Особого внимания заслуживает явление грязевого вулканизма, которое ха* рактерно для ЗападноКубанской впадины и далее распространяется в пределы Таманского и Керченского полуостровов (Шнюков и др., 1986). Грязевые вулканы исследовались крупнейшими геологами мира; им посвя тили свои работы такие ученые как Г.В. Абих, Н.И. Андрусов, И.В. Мушкетов, В.И. Вернадский, А.Д. Архангельский, И.М. Губкин, К.П. Каменский, Д.В. Голу* бятников, В.В. Белоусов, Н.С. Шатский, А.Б. Ронов, П.Н. Кропоткин, В.Е. Ха* ин, А.И. Косыгин, Е.Ф. Шнюков и др. Обобщение многих работ, посвященных грязевому вулканизму дано в статьях В.Н. Холодова (2002 1, 2). Было показано, что корни грязевых вулканов тесно связаны с мощными, не* редко нефтематеринскими глинистыми толщами и сверхвысокими пластовыми давлениями (СВПД). Обычно корни расположены на глубинах 4—5 км; реже эти грязевулканические очаги достигают глубин 6—7 км (рис. 4). В этих дренирующихся элизионных системах периоды покоя, связанные с действием кольматаций в жерле вулкана, чередуются с периодами извержений, когда под действием СВПД или землетрясений грязевой канал вулкана высво* бождается и грязевая брекчия, воды и газовые флюиды поступают на дневную поверхность, создавая вулканический конус. 12 ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2013. № 3 В.Н. Холодов Количество грязелав, брекчий, обломков и глыб, извергаемых вулканами, огромны; в результате их деятельности образуются грязевулканические конусы, достигающие 400—500 м в высоту (Туорогай, Кянизадаг, Дашгиль и др. в Азер* байджанской провинции). В пределах ЗападноКубанской впадины самые круп ные вулканы Шуго и Карабетова гора возвышаются над уровнем моря на 135— 140 м, их грязевулканические постройки имеют высоту 50—60 м, а их кратеры имеют 200—300 м в поперечнике. В работах В.А. Горина, З.А. БуниатЗаде, А.Л. Путкарадзе, Ч.А. Халилбейли, Р.Г. Султанова, А.А. Якубова, М.М. Зейналова, Е.Ф. Шнюкова и др. исследовате лей было показано, что локализация грязевых вулканов обычно контролируется расположением крупных антиклинальных структур и тектонических разломов. Как это утверждали И.М. Губкин и С.Ф. Федоров (1937), а позднее — С.Ф. Федоров (1939), грязевые вулканы часто связаны с образованием диапиро* вых тектонических структур. В работах Е.Ф. Шнюкова с соавторами (1971) было высказано представление о том, что диапировые складки не всегда обусловлены Рис. 4. Схема строения и развития грязевого вулкана (период покоя) 13ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2013. № 3 Типы элизионных систем и связанные с ними месторождения полезных ископаемых грязевулканической деятельностью, а морфогенетическая классификация грязевых вулканов, обоснованная автором этих строк (Холодов, 2002), позволяет считать, что диапировые структуры характерны только для той группы вулканов, выделе* ния которых отличаются наиболее вязкой консистенцией выжимаемой субстан* ции. Диапировые процессы в ЗападноКубанской впадине наиболее полно про явились в грязевых вулканах Разнокол, Карабетова гора, Цимбал, Ахтанизовский и, отчасти, в пределах Шуго (Кудряшов, 1939). Наряду с формированием диапировых складок грязевулканический процесс в некоторых районах формирует так называемые «вдавленные синклинали». «Вдавленные синклинали» представляют собой грязевулканическую струк* туру второго порядка, обычно осложняющую присводовую часть антиклинали; здесь по разломам, ограничивающим жерло вулкана, осуществляется опускание части грязевулканической постройки, в которой чередуются сопочные брекчии и нормальные осадочные отложения. Такие провалы особенно типичны для гря* зевых вулканов и складок Керченского полуострова, хотя встречаются и в преде* лах ЗападноКубанского прогиба. В трудах К.А. Прокопова (1931), Г.А. Лычагина (1952), а также Е.Ф. Шнюко ва с соавторами (1971) образование вдавленностей объяснялось как стадия разви* тия тектонической складчатости, осложненной грязевулканической деятель* ностью. Именно грязевой вулканизм вызывает дефицит массы пород на глубине и избыток материала на своде поднятия. Последний создавался извержением грязебрекчий и их концентрацией в вулканической постройке. Очень часто это явление проявлялось в виде формирования кольцевого грабена, заполняющего* ся фрагментами правильно чередующихся осадочных отложений или оползнями. В пределах Керченской грязевулканической провинции подобные тектони* ческие структуры установлены в пределах вулканов ДжауТепе, АкТубе, а также на площади Новоселовской, Восходовской, Бурашской, Баксанской, Кезенской и СолдатскоСлободской структур. Поскольку грязевые вулканы являются одним из проявлений элизионных систем, их участие в процессах складкообразования и пликативной тектоники служит чрезвычайно важным показателем. Оно свидетельствует об энергетичес кой мощи тех процессов, которые совершаются в самих осадочных отложениях стратисферы и которые, несмотря на многочисленные доказательства, получен* ные из опыта бурения и эксплуатации нефтяных скважин, продолжают недооце* ниваться геологической общественностью. Так, например, бурение скв. 42 на склоне грязевого вулкана Дашгиль (Азер* байджан) было прервано выбросом инструмента; колонна бурильных труб дли* ной 2,5 км была выброшена на дневную поверхность и кольцеобразно уложена вокруг буровой вышки. При этом скопление вулканической грязебрекчии стало выжиматься из ствола скважины, формируя своеобразное диапировое вздутие (Дурмишьян, Халилов, 1972). У всех нефтяников на памяти авария буровой платформы компании «Бритиш Петролеум» в Мексиканском заливе, когда потоки нефти хлынули в море и отразились на побережье Соединенных Штатов огромным экологическим загрязнением берегов. Очевидно, что перераспределение воды, нефти и газа в элизионных системах может вызвать не только экономические, но и геологические последствия. 14 ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2013. № 3 В.Н. Холодов Элизионные процессы, связанные с угленосными отложениями Общеизвестно, что весь путь преобразования скоплений расти* тельного материала в торфяные залежи, а затем в угольные пласты представля* ет собой замечательный комплекс вторичных фазовых превращений исходного вещества. Хорошим примером элизионной системы, созданной угленосными отложе* ниями, являются карбонатнотерригенные карбоновые отложения Большого Донбасса (Украина). Здесь, в центральной части ПрипятскоДонского авлакогена (ДДА) угленос* ные толщи представлены всеми тремя отделами карбона, имеют суммарную мощность в 6—7 км, хорошо сопоставимы между собой и содержат около 330 пластов высококачественного угля. В отличие от других частей ДДА карбоновые отложения Донбасса смяты в сложную систему продольных складок, среди кото* рых на первый план выступают Главная антиклиналь, Северная и Южная синк* линали; вся эта складчатая система разбита многочисленными разломами, среди которых различаются продольные и поперечные нарушения. Разломы Донбасса часто уходят в кристаллический фундамент на большие глу* бины, имеют амплитуды в 200—500 м и прослежены на расстояниях в 120—150 км. Катагенетические изменения карбоновых отложений определяются сте* пенью углефикации угольного материала и отражаются в преобразовании вме* щающих угли пород. Углефикация представляет собой процесс, обусловленный погружением торфяников и бурых углей вглубь стратисферы и воздействием на них высоких температур и давлений. При этом происходит уплотнение и возможная полиме* ризация органических коллоидных мицелл, постепенный переход коллоидов в кристаллоиды (Вернадский, 1954; Матвеев, 1947), а также фазовое превращение твердого органического материала в жидкое и газообразное состояние. Этот процесс усиливает уплотнение и приводит к удалению за пределы пластов жид* ких и газообразных компонентов. В результате процессов углефикации торф и бурые угли трансформируются в каменные угли, представленные длиннопламенными (Д), газовыми (Г), жир* ными и полужирными (Ж, ПЖ), коксовыми жирными и коксовыми (КЖ и К), отощенноспекающимися (ОС), слабоспекающимися (СС) и тощими (Т) разно видностями, а последние дают начало различным антрацитам (А) (Черноусов, 1962). Очевидно, что степень преобразования исходного растительного матери* ала (степень углефикации) интенсивно возрастает от стадии торфа и бурых углей к антрацитам. Для каменноугольных отложений Большого Донбасса характерно, что сте* пень углефикации пластов угля постепенно увеличивается с северозапада на юго восток (рис. 5). Как это показал Е.О. Погребицкий (1939), зоны разной степени углефикации карбоновых углей в Большом Донбассе располагаются концентри* чески. Северозападная и северовосточная части региона характеризуются преи* мущественным развитием буроугольных разностей, а юговосточная часть — скоплением антрацитов. Если учесть, что примерно так же изменяются мощнос ти угленосной формации, можно предположить, что главным фактором углефи* кации являлась степень погружения карбоновых толщ внутрь стратисферы. 15ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2013. № 3 Типы элизионных систем и связанные с ними месторождения полезных ископаемых Следует подчеркнуть, что в ходе постседиментационного погружения и угле* фикации пласты угля существенно сокращаются в мощности за счет физическо* го уплотнения, перекристаллизации и потери летучих компонентов. Уплотнение углей на разных стадиях катагенеза проявляет себя весьма суще* ственно. Характерно, что в ряду торфантрацит заметно возрастает плотность по роды: торф — 0,50—1,20; бурый уголь — 0,80—1,35; каменный уголь — 1,30—1,45; антрацит — 1,45—1,90 г/см3. Приведенные цифры означают, что только за счет уплотнения массы мощность угольных пластов сокращается в 1,5—2 раза. Оче* видно также, что с уплотнением растет непроницаемость углей в отношении га* зоводных флюидов. Особую роль при углефикации играют процессы химикофизического раз ложения органического вещества с выделением воды, метана, углекислого газа и ряда других газообразных компонентов; их развитие количественно оце* нивается в табл. 1, составленной по данным С.М. Григорьева (1954) и В.А. Ус* пенского (1970). Из нее следует, что на первых стадиях углефикации при воз* действии на угольную массу термолиза и термокатализа, связанных с погруже* нием, и при влиянии атмосферного кислорода, растворенного в водах вмеща* ющих пород, интенсивнее всего осуществляется окисление углей, благодаря чему образуется масса СО2; на более поздних стадиях, наоборот, интенсивнее образуется метан (СН4). Выделение всех других компонентов, включая воду, согласно приведенным данным, происходит с равной интенсивностью, однако реально обезвоживание на* иболее полно осуществляется на первых стадиях углефикации (торфбурые угли). Необходимо отметить, что фазовые переходы твердого углистого вещества в газообразное состояние в условиях замкнутой физикохимической системы рож* дали избыточные пластовые давления, создавали СВПД. Следы этого процесса с Рис. 5. Схема зональности распределения углей в Донецком прогибе (Погребицкий, 1939): 1—6 марки углей: 1 — бурые (Б), 2 — длиннопламенные (Д), 3 — газовые (Г), 4 — спекающиеся (ЖКПС), 5 — тощие (Т), 6 — антрациты (А); 7 — Воронежский кристалличесикй массив; 8 — Украинский кристалличесикй массив; 9—10 — грани цы зон метаморфизма: 9 — действительные, 10 — предположительные 16 ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2013. № 3 В.Н. Холодов одной стороны запечатлены в автономной складчатости, кластических дайках и нарушениях залегания угленосных толщ, а с другой — выражаются в присутствии «запечатанных в углях» газовых залежей, вскрываемых горными выработками. Преобразование, а затем и разложение части угольной массы в процессах уг* лефикации влекут за собой ряд следствий. Первый и очень важный вывод заклю* чается в том, что все эти процессы суммируются, и дефицит массы в угленосных тодщах при погружении в стратисферу значительно превышает простой процесс уплотнения (1,5—2 раза). В работе Х. Шварца и Г. Лаупера (1930) сокращение об* щеугольной массы при углефикации оценивается следующей формулой: Иначе говоря, по отношению к объему захороненной в болоте растительнос* ти объем углей сокращается в 12—30 раз. Эту же величину уменьшения мощнос* ти торфа при его переходе в угли назвали Л.Б. Рухин (1953), Д.П. Бобровник (1960) и Ф. Фалини (Falini, 1965). Несколько скромнее уплотнение углей на стадиях диагенеза и катагенеза оценили Р. Мотт (Mott, 1943) и Ю.А. Жемчужников (1948); эти исследователи считали более реальным величины уплотнения при углефикации торфа — 1:10 и 1:12.5. В работах Я.М. Черноусова (1955, 1962) был разработан количественный метод оценки величины уплотнения углей по уплощению стволов деревьев, захо* роненных внутри угольных пластов. Применение метода происходило на уголь* ных месторождениях восточного и западного склона Урала. Приведенные данные позволяют утверждать, что на каменноугольной ста* дии литификации сплющенность стволов деревьев приближается к 1:12, это подтверждает выводы Р. Мотта и Ю.А. Жемчужникова. Совсем подругому к оценке изменений мощности угольных пластов подош ли В.Н. Волков (1964, 1971) и П.В. Зарицкий (1985). В своей очень полной обоб* щающей работе В.Н. Волков (1964) пытался оценить развитие углефикации в пластах угля расчетным путем, используя вес и объем угольного материала; он Таблица 1. Количество и состав летучих продуктов углефикации растительного материала на разных ее стадиях Стадии углеобра* зования Суммарное количество потерь летучих в % от исходного материала в начале каждой стадии Состав газообразных летучих в % от общей суммы С.М. Григорьев [1954] В.А. Успенский [1970] СО2 СН4 Вода и другие газы От торфа до бурого угля От бурого угля до каменного угля От каменного угля до антрацита От антрацита до графита 20,5 16,7 25,5 — 28,8 29,4 18,71 0,5 74,8 53,6 18,4 9,3 11,6 26,2 57,6 65,2 23,6 20,2 24,0 25,5 (С6Н10О5) С9Н6О СН4 + 8СО2 + 3Н2О Растительность 1 объем Уголь; 1/5 объема под давлением сокращается до 1/12—1/30 4/5 объема выделяется в виде газа и жидкости += 17ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2013. № 3 Типы элизионных систем и связанные с ними месторождения полезных ископаемых полностью исключил из работы фазовые превращения органики и, как и следо* вало ожидать, получил минимальные значения коэффициентов уплотнения. П.В. Зарицкий (1965, 1982) для решения той же задачи использовал взаимо* отношения слоистости углей и находящихся в них карбонатных конкреций; по* следние, как предполагал сам исследователь, образовались в обводненной толще исходной торфяной залежи. Свои наблюдения П.В. Зарицкий (1982) проводил в антрацитовых углях Донбасса; он установил, что коэффициент уплотнения здесь колеблется от 1:4 к 1:7, в среднем составляя 1:6. В целом, обобщая весь материал, приведенный в этом разделе, можно, по* видимому, считать, что общий усредненный коэффициент уплотнения угольной массы от стадии торфяника до антрацита можно определить как 1:10; близкую цифру (10—15 раз) получил С.И. Малинин (1971), изучавший вторичные преоб* разования пород, вмещающих угли Донбасса. Стадии и соответствующие им зоны углефикации органического вещества в районах Большого Донбасса (рис. 5) позволили Н.В. Логвиненко и Г.В. Карповой (1968, 1971), а также Н.В. Логвиненко (1968) выделить и описать катагенетичес* кие преобразования вмещающих угли осадочных толщ; возникшие у них пред* ставления приведены в табл. 2. Степень метаморфизма углей послужила основой для разграничения началь* ного и глубинного катагенеза, отражавших преобразование углевмещающих пес* чаников и глин. Начальный, или ранний катагенез осадочных толщ угленосных формаций (протокатагенез по Н.Б. Вассоевичу (1957)) соответствовал областям распрост* ранения бурых, длиннопламенных и, отчасти, газовых углей. Он таким обра* зом охватывал три градации (ПК1, ПК2, ПК3). На этой стадии катагенеза в пес* чаниках и алевролитах осуществляется разрушение неустойчивых обломков — эффузивные включения хлоритизируются, чешуйки слюд испытывают каоли* нитизацию и гидратацию. В более глубоких зонах отмечается начало коррозии зерен и усиленная цементация терригенного материала карбонатами и каоли* нитом. В глинах наблюдается широкое распространение аллотигенных гли* нистых минералов: каолинита, смектита и иллита, типичных для стадий седи* ментации. Глубинный, или поздний катагенез (мезокатагенез по Н.Б. Вассоевичу (1957)) отвечает погружениям на палеоглубины более 2400—3500 м и стадиям углефика* ции газовых, коксующихся и жирных углей (Г, К, Ж). В терригенной части разре* за (песчаники, алевролиты) изменения обломков эффузивов и слюд достигают своего апогея; в результате вторичный хлорит становится цементом породы. Ши* рокое развитие получают процессы растворения и регенерации кварцевых об* ломков и их стилолитизация. В глинистых пластах разрезов основным минера* лом становится гидрослюда. При переходе от зоны начального к зоне глубинного катагенеза, гдето на уровне палеоглубины, близкой к 3,5 км, фиксируется исчезновение разбухающих трехслойных диоктаэдрических фаз смектита (монтмориллонита по терминоло гии авторов), уменьшается пористость глинистых комплексов, и в них начинают преобладать смешаннослойные образования ряда смектитиллит. Таким обра зом, так же как и в кайнозойских толщах Предкавказья, в карбоне Донбасса осу* ществляется иллитизация смектита. 18 ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2013. № 3 Стадия, ее подразделение Палеоглубина, м Принятые авторами По С.Г. Неручеву, Н.В. Вассоевичу, Н.В. Лопатину Стадия Этап Стадия Подстадия Градация К а т а ге н е з Р а н н и й К а т а ге н е з Протокатагенез ПК1 100—2400 (3500)С р е д н и й ПК2 П о зд н и й ПК3 М е т а ге н е з П о зд н и й М е зо к а т а ге н е з Главная фаза нефтеобразования МК1 МК2 2400 (3500) — 5500 МК3 Главная фаза газообразования МК4 МК5 Р а н н и й А п о к а т а ге н е з АК1 5500—9900 АК2 АК3 П о зд н и й АК4 9900 М е т а м о р ф и зм н и зк о й с т у п е н и ( н а ч а л ь н ы й ) — н и зы м ус к о в и т х л о р и т о в о й с у б ф а ц и и зе л е н ы х с л а н ц е в Метагенез 10000, при стрессе от 4000 и более Таблица 2. Стадии постдиагенетических изменений терригенных пород Большого Донбасса [Карпова, 19ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2013. № 3 Фактор Изменение структур и текстур Изменение обломочных компонентов Глинистые минералы и их стадийные изменения Состав пород и по* ровых вод, количест* во и качество ОВ, слабое геостатичес* кое давление Уплотнение глин и пес* ков, начало аутигенной цементации Аморфизация, као* линизация, гидрати* зация железистых слюд, хлоритизация обломков Каолинит, гидрослю* да 1М, монтморилло* нит, 7Ахлорит, сме шаннослойные фазы Геостатическое дав* ление, в меньшей степени температу* ра, состав и концент* рация поровых вод Дальнейшая цемента* ция и уплотнение, об* разование пленочных и поровобазальных це ментов Агретизация и де* формация железис* тых слюд, хлоритиза* ция, начало коррозии обломочных минера* лов То же и 14Ахлорит Геостатическое дав ление, в меньшей степени температу* ра, состав и концент* рация поровых вод, локально стресс и гидротермы Дальнейшее уплотне* ние и цементация, об* разование регенераци* онных цементов, кон* формация, конформа* ция, инкорпорацияна* чало микростилолити* зации Частичное преобра* зование обломков эф* фузивов, коррозия и регенерация кварца, полевых шпатов, де* формация и агреги* зация слюд Стабилизация монт* мориллонита и сме* шаннослойных фаз, на* чало гидрослюдиза* ции каолинита, дегид* ратация гидрослюд Геостатическое дав* ление, усиление дей* ствия температуры, усиление стресса и гидротермальной де* ятельности Широкое развитие ре* генерационных, кон* формных, инкорпора* ционных и микрости* лолитовых структур Полное преобразо* вание эффузивных обломков и биотита, коррозия кварца и полевых шпатов Гидрослюдизация ка* олинита, мусковити* зация и парагонити* зация гидрослюд Геостатическое дав* ление, температура, стресс, гидротермаль* ные растворы Появление кливажа, те чение и разрывы «боро* датых» зерен кварца, мозаичных и сегрега* ционных структур Катаклаз и началь* ный бластез кварца, исчезновение обло* мочного биотита Мусковитизация гли* нистого вещества всех пород, Mgметасома тоз хлоритов, появле* ние гюмбелита и стильпномелана Геостатическое дав* ление, стресс, темпе* ратура, состав пород Бластовые и сланцева* тые структуры и тексту* ры Катаклаз и бластез Хлоритмусковитовая ассоциация, фенгит и гюмбелит при излиш ке Mg, стильпноме* лан при недостатке Логвиненко, 1974] 20 ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2013. № 3 В.Н. Холодов Особый интерес на стадии позднего катагенеза вызывает процесс иллитиза* ции каолинита, который, как мы видели выше, широко распространен в угленос* ных толщах Донбасса; часть его, несомненно, была унаследована от диагенети* ческих преобразований в торфяниках, но другая часть, несомненно, возникла на стадии раннего катагенеза. Иллитизация каолинита представляет собой пока слабо изученный процесс; Н.В. Логвиненко и Г.В. Карпова утверждают (1968, 1971), что он сводится к преобразованию каолинита в иллит, и, таким образом, является еще одним способом катагенетической дегидратации. Последнее под* тверждается тем, что каолинит содержит 13—18 % воды, тогда как в иллитах ее количество обычно колеблется от 5 до 10 %, а в серицитах она вообще отсутству* ет (Дир, Хауи, Зусман, 1966). В целом очевидно, что уже на последующих стадиях метагенеза (АК1, АК2, АК3), соответствующих распространению полуантрацитов и антрацитов (ПА и А), по данным Н.В. Логвиненко и Г.В. Карповой (1968, 1971), смектит и каолинит полностью отсутствуют и осуществляется повсеместная перекристаллизация глинистых минералов и слюд. Подводя итоги, следует отметить, что процесс гидрослюдизации смектитов и выделение кристаллизационной воды в угленосных толщах БД осуществлялся, повидимому, на палеоглубинах, весьма близких к палеоглубинам гидрослюдиза ции в нефтепроизводящих толщах Предкавказья (3—3,5 км). Однако, само формирование элизионной системы здесь происходило совсем иначе, чем в нефтематеринских глинах Предкавказья. Прежде всего следует иметь в виду, что в БД имелся не один, а целых три источника дегидратации — 1) угли, 2) смектитовые глины, 3) каолинитовые глины и терригенные породы с каолинитовым цементом. Смектитосодержащие глины БД совсем, повидимому, не были способны так, как это имело место на Кавказе в майкопских мощных глинистых толщах, создавать огромные пластовые давления (СВПД). Это связа но с тем, что глинистые пласты угленосной формации входят в состав флишои* дов и имеют сравнительно небольшие мощности. То же можно сказать и о каоли* нитовых пластах и прослоях. В целом аномально высокие пластовые давления (СВПД) внутри угленосных отложений, возникающие в результате погружения, могут быть описаны форму* лой: Рэл = Рг + Рв + Рдегк + Рдегм, где Рг — поровое давление, возникающее в процес* се углефикации и фазового превращения угольной массы в углекислоту, метан, во* дород и др. газы; Рв — давление, обусловленное выделением кристаллизационной воды углей; Рдегм — давление дегидратации в ходе иллитизации монтмориллонита; Рдегк — давление дегидратации в ходе гидрослюдизации каолинита. Аномально высокие пластовые давления (СВПД) в угольных толщах сохраня* ются до настоящего времени; по данным П.П. Луцика (1971) газоносность уголь* ных пластов Донбасса, а следовательно и газообильность горных выработок, рас* тет с глубиной. С переходом горных работ на большие глубины выбросоопасность возрастает с огромной быстротой. Так, на глубинах 420 м было установлено 49 взрывоопасных пластов, на глубине 540 м — 92, а на глубинах 640 — 107. Всего в шахтах БД насчитывается 148 пластов, склонных к выбросу газа и угля (в это вре* мя эксплуатировалось 319 угольных пластов). Следует напомнить, что в угленосной формации БД давление, возрастающее за счет дегазации угля, суммируется с давлениями дегидратации, обусловленны* 21ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2013. № 3 Типы элизионных систем и связанные с ними месторождения полезных ископаемых ми превращениями глинистых минералов. Возникает избыток поровой воды, и в результает всего этого происходят частичные выбросы воды и песка (шахты Ко* чегарка и им. Артема), описанные П.П. Луциком (1971); вполне вероятно, что к категории этих же явлений относятся инъекционные кластические дайки и апо* физы песчаников, внедряющихся в угленосные пласты различных районов БД (Орлов, 1977; Лучинкин, 1978). Геологическое значение элизионных процессов в Большом Донбассе до сих пор несомненно недооценивалось геологами. Если действительно процессы углефикации углей сопровождаются умень* шением их мощности в 10 раз, как это было показано выше, а максимально ко* личество угольных пластов локализуется в пределах Северной и Южной синкли* нали (Белоконь и др., 1975), нетрудно представить себе грандиозность и простран* ственную ограниченность уплотнения части осадочного чехла. В табл. 3 нами была сделана попытка представить количественную характе* ристику уменьшения мощности угленосных толщ в разных структурных зонах Большого Донбасса. Для различных промышленных районов бассейна, представ* ляющих Северную и Южную синклинали, сравнивались суммарные мощности современных антрацитовых пластов и реконструировались исходные мощности «материнских торфяных залежей», а затем подсчитывалась суммарная «усадка» угольной части разреза. Как это видно в табл. 3, потери мощности угольных толщ оказываются грандиозными; они оцениваются в 60—190 м. Если учесть, что высота современной «пятиэтажки» составляет 16—20 м, это означает, что первично нормальное (горизонтальное) залегание слоев в процессе углефикации осложнялось провалами, в 4—5 раз превышающими высоту пяти* этажных домов. Таблица 3. Оценка масштаба уменьшения мощности среднекарбоновых угленосных отложений в процессе углефикации (антрацитизации) в разных структурных зонах Большого Донбасса Тектоническое положение промышленных районов Номера и названия промышленных районов К о л и ч е с т в о у го л ь н ы х п л а с т о в с м о щ н о с т ь ю 0 ,4 5 м и в ы ш е О б щ е е ч и с л о в с е х у го л ь н ы х п л а с т о в Расчет потери мощности при углефикации пластов угля, превышающих 0,45 м Номера [Степанов, 1937] Названия участков О б щ а я м о щ н о с т ь а н т р а * ц и т о в ы х п л а с т о в с м о щ * н о с т ь ю б о л е е 0 ,4 5 м , м И с х о д н а я м о щ н о с т ь т о р ф о в , м П о т е р и м о щ н о с т и , м Северная антиклиналь Главная антиклиналь Южная антиклиналь XV — VII—VIII X XVI ДолжаноРовенский СумскоСадкинский — ДонецкоМакеевский ЧистяковоСнежнян* ский ШахтинскоНесветае вский 20 28 — 46 40 16 130 104 — 104 97 183 9 12,5 — 20,7 18 7,2 90 125 — 207 180 72 81 112,5 — 186,3 162 64,8 22 ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2013. № 3 В.Н. Холодов В общей схеме геологического строения Большого Донбасса попытка предс* тавить себе значение этих явлений сделана на рис. 6. На нем показаны 3 стадии развития складчатости этого региона, выполненные с учетом углефикации плас* тов антрацита и потери мощности в синклиналях. Факторы, вызвавшие складчатость и инверсию структуры Большого Донбас* са, до сих пор остаются нераскрытыми. Одни исследователи вслед за В.Г. Бондар* чуком (1955) считают, что формирование структуры БД в основном произошло вследствие вращательного движения Украинского кристаллического щита, севе* розападная часть которого двигалась на юг, а юговосточная — на север. Имен* но это последнее перемещение и определило тангенциальное сжатие и стало главной причиной складчатости в карбоне Донбасса. Другие авторы (Широков, 1958; Михалев, 1971), отвергая роль горизонталь* ных движений, делают упор на автономные вертикальные движения фундамен* та по глубинным разломам или на образование складок в связи с изменением наклона платформенных плит, окружающих Донбасс (Украинский и Воронеж* ский массивы). Мне представляется, что при истолковании механизма складчатости и ин* версии карбонового бассейна БД следует учитывать не только напряжения, воз* никавшие за счет движения платформенных плит вне области угленакопления, но и ту энергию, которая возникала в самой элизионной системе исследуемого региона. Элизионные процессы, связанные с эвапоритовыми толщами В отличие от глин и угленосных толщ, пластические свойства со* лей характеризуются большей сложностью. С одной стороны, они определяются тем первично захороненным в солях рассолом (рапой), который наследуется эва* поритами от солеродных водоемов, с другой —гидратированностью минералов соляных пластов. При увеличении давлений и температур именно на этой осно* ве происходит разделение твердой и жидкой фазы и формируются автономные высокоминерализованные рассолы. Рис. 6. Катагенетическая усадка углей в процес* се углефикации и возможная схема образования Главной антиклинали Большого Донбасса: 1 — кристаллический фундамент, 2 — глины, глинис* тые отложения, 3 — песчаники, 4 — известняки и доломиты, 5 — эффузивные образования, 6 — эвапориты и соли, 7 — бурые угли, 8 — антраци* ты, 9 — разломы и тектонические нарушения 23ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2013. № 3 Типы элизионных систем и связанные с ними месторождения полезных ископаемых Другая особенность солей заключается в их высокой пластичности и способ* ности деформироваться под нагрузкой. В результате погружения на большие глу* бины и тектонических напряжений соли перетекают из одних участков в другие, нередко прорывают и деформируют вмещающие породы и образуют столбы, штоки, диапировые холмы, апофизы и другие причудливые формы, относимые к «соляной тектонике». Ярким примером соляных элизионных явлений может служить североза падная часть ПрипятскоДонского авлакогена, включающая Припятскую и ДнепровоДонецкую впадины. В отличие от Большого Донбасса, где в палеозойских отложениях резко пре* обладают карбоновые толщи (6—7 км мощности), в Припятской и ДнепровоДо нецкой впадинах определяющую роль начинают играть красноцветные, карбо* натные и соленосные толщи девона (3—4,5 км мощности). Формирование высокоминерализованных рассолов, динамика их перемеще* ния и связанные с ними катагенетические преобразования вмещающих соли пород были полно исследованы в работах А.А. Махнача (1977, 1980, 1981, 1989), а также А.А. Махнача с соавторами (1981, 2001, 2007) на примере Припятской котловины. Литологический состав и стратиграфия девонских отложений Припятского прогиба показаны на рис. 7. В разрезе четко выделяются подсолевой терригенный и подсолевой карбонатный комплексы. Первый сложен песчаниками, алевролита* ми, мергелями с прослоями доломитов, реже ангидритов и галититов. Второй представлен первичными и катагенетическими доломитами, известняками с про* слоями мергелей и глин. В средней части интервала развиты туфогенные и суль* фатнодоломитовые породы. Мощность комплекса возрастает с запада на восток от 60—100 до 200—250 м. Нижний соленосный комплекс отличается тем, что в нем ритмично чередуют ся соляные (каменные, реже калийные соли) и несоляные породы (глины, мерге* ли, известняки, доломиты, ангидриты). При этом мощность соляных интервалов составляет 10—25 м, несоляных — 15—20 м. Общая мощность подсолевого комп* лекса колеблется от 300 до 600 м; в местах проявления соляной тектоники она мо* жет достигать 1200—1600 м. Межсолевой комплекс отличается сложным полифациальным литологичес* ким составом. Среди отложений комплекса развиты терригенные (глины, мерге* ли, песчаники, аргиллиты) или карбонатные фации (первичные или вторичные доломиты, водорослевые, мшанковые или брахиоподовые известняки, иногда с примесью туфогенного материала). Нередки прослои ангидрита. Общая мощ* ность межсолевых отложений колеблется в пределах 300—500 м. Верхняя соленосная толща подразделяется на две части: нижнюю — галито* вую и верхнюю — калиеносную глинистогалитовую. Галитовая толща представлена мощными (до 100 и более метров) пластами чистой каменной соли (галитита), чередующимися с пластами известняков, ангид ритов, реже мергелей, глин, доломитов и песчаников. Средняя мощность толщи колеблется от 500 до 600 м, но во впадинах соляных структур она достигает 3250 м. Глинистогалитовая толща представлена чередующимися пластами камен ной соли (85—60 м) и менее мощными пластами калийных солей, местами фаци* ально замещающихся известняководоломитовыми, ангидритовыми и глинис тыми фациями. Мощность толщи в прогибах в среднем составляет 950—1000 м. 24 ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2013. № 3 В.Н. Холодов Рис. 7. Литологостратиграфи ческий разрез Припятского прогиба [Махнач, 2001]: 1 — глины, 2 — аргиллиты, 3 — пес* чаники, 4 — гравелиты, конгло* мераты, 5 — известняки, 6 — доломиты, 7 — мергели, 8 — ка* менная соль, 9 — калийные со* ли, 10 — сульфатные породы, 11 — вулканогенные породы, 12 — вулканогенноосадочные породы, 13 — кристаллические породы фундамента, 14 — го рючие сланцы 25ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2013. № 3 Типы элизионных систем и связанные с ними месторождения полезных ископаемых Разрез девона Припятской впадины завершает надсолевой комплекс отложе* ний; в нем выделяют две толщи: нижнюю гипсоносную и верхнюю бессульфатную. Гипсоносная толща сложена известковыми глинами, мергелями, содержащими га* литит, песчаниками и алевролитами. Бессульфатная представлена горючими слан* цами, глинистыми доломитами и мергелями. В северовосточной части Припятс кой впадины в ней встречены туфогенные породы. Мощность этой части разреза чрезвычайно изменчива — от нескольких десятков до 1000 метров. Разрез, изображенный на рис. 7, характеризует главную составляющую часть осадочных отложений Припятской впадины. Кроме девонских толщ во впадине развиты каменноугольные, пермские, триасовые, юрские, меловые, а также па* леогеннеогеновые и четвертичные отложения. Катагенетические преобразования девонских отложений Припятской впа дины с литологических позиций были исследованы А.А. Махначем (Махнач, 1977, 1980, 1981, 1989; Махнач и др., 1981, 2001, 2007); кроме того гидрогеология и нефтегазоносность этого региона были изучены Г.В. Богомоловым, А.П. Лавро* вым, М.А. Рынским, А.В. Кудельским, В.М. Шимановичем и др. нефтяниками и гидрогеологами. Можно считать доказанным, что эвапоритовые осадки (карбонаты, сульфа* ты, хлориты) являются индикаторами аридного климата и формируются в мелко* водных лагунах и мелководных морях в результате испарения и концентрации со* лей в морской воде. Общеизвестно, что в процессе солеобразования морская вода сгущается и превращается в рапу, которая захороняется вместе с соляной массой. Таким обра* зом, с поверхности Земли «уводится» вглубь стратисферы огромное количество жидкой фазы. Известно, что морская вода принадлежит к магниевому подтипу сульфатно* го типа вод; при испарении и выпадении в осадок твердых солей в условиях арид* ного климата она все более приближается к хлормагниевым рассолам, причем уже на первых стадиях этого процесса в солеродных водоемах вместе с твердыми солями обычно захороняются большие объемы маточных растворов. В табл. 4 охарактеризованы состав и объемы рассолов, захороняющихся в солеродных во* доемах на разных стадиях их развития. Из приведенных цифр следует, что на галитовой стадии каждый кубический километр отложившихся солей сопровождается захоронением 2 км3 маточных Таблица 4. Соотношение объема маточного рассола к объему захороняющихся солей на разных стадиях галогенеза [Валяшко, 1963] Стадия сгущения морской воды Интервал концентраций растворенных солей Выделившиеся в осадок соли V рассолов V солей г/кг г/л Гипсокарбонатная Галитовая Сульфатов магния Карналлитовая 150—266 266—320 320—345 345—365 175—324 324—418 418—457 457—497 Карбонаты кальция, маг ния, гипс То же + галит То же + эпсомит и гекса* гидрит То же + сильвин и кар* наллит 185 1,88 0,93 0,50 26 ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2013. № 3 В.Н. Холодов рассолов с концентрацией 320 г/кг. В тех случаях, когда соленосные толщи до* вольно быстро погружаются вниз, попадают в зону затрудненного водообмена и покрываются отложениями осадочного чехла, в них возникают аномально высо* кие пластовые давления. Возникновение высоких поровых давлений в соленосных толщах связано прежде всего с их существенным уплотнением и погружением в глубь стратисфе* ры. Увеличение веса вышележащих осадочных толщ, а также рост температур вы* зывают существенное уменьшение пористости и выжимание поровых рассолов в близлежащие проницаемые толщи. По мнению А.А. Махнача (2001), пористость соленосных пород уменьшается при этом с 50—60 до 5 %. Само собой разумеет* ся, что значительная часть захваченной в водоемах рапы оказывается удаленной за пределы соляных залежей и образует своеобразный ореол вокруг эвапоритовых толщ — скопления рассолов выше и ниже солеродного интервала. Вторым не менее очевидным катагенетическим процессом является удале* ние из солей кристаллизационной воды. Как показано в табл. 5, огромное коли* чество эвапоритовых минералов осаждается из морской воды в форме сильно гидратированных образований; в дальнейших преобразованиях, при повышении температур и давлений, эти соли трансформируются и теряют кристаллизацион* ную воду. В процессе миграции кристаллизационная вода растворяет минералы солей, существенно меняет свой химический состав и, в конце концов, смешива* ется с выжатыми рассолами. Наконец, следует подчеркнуть, что сложное строение эвапоритовых тел, в ко* торых часто чередуются соли разного химического состава с глинами, алевролита* ми, мергелями и различными карбонатными отложениями, вызывает крайнюю неравномерность уплотнения и выжимания растворов. В результате избиратель* ного уплотнения, а также катагенетической перекристаллизации и формирования новых скелетокаркасных связей между кристаллами соляных минералов (Хоть ков, 1956; Иванов, Воронова, 1972; Махнач, 1989 и др.) в толще эвапоритов часто обнаруживаются погребенные линзы рассолов, находящихся под большим давле* нием. Хотя некоторые исследователи рассматривают такие «замурованные» зале* жи как маточную рапу древних солеродных водоемов, очевидно, что эти реликты сильно метаморфизованы, газифицированы и при вскрытии горными выработка* ми или скважинами бурно и внезапно выбрасывают рассолы, создавая аварийные ситуации. Рассолы, пространственно и генетически связанные с солеродными отло* жениями Припятской впадины, существенно различаются по составу в разных частях девонского разреза; здесь выделяются рассолы подсоленосной толщи, со* леносных и межсоленосных отложений и рассолы надсолевого интервала (Ку* дельский и др., 1985). Наиболее ярко представлены рассолы подсолевых отложений. Это высоко* минерализованные воды (260—463 г/л) хлориднокальциевого и хлориднонат* риевого состава, содержащие незначительное количество карбонатов и сульфа* тов. Для них характерны высокие содержания йода, брома, стронция и аммония. В составе газовой фазы в районах промышленной нефтеносности преобладают углеводороды, в непродуктивных районах — азот. Температура рассолов колеб* лется в пределах 50—90 °С, иногда достигая 100 °С; она тесно связана с глубиной залегания отложений. 27ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2013. № 3 Типы элизионных систем и связанные с ними месторождения полезных ископаемых Вверх по разрезу в межсолевых и надсолевых девонских отложениях минера* лизация рассолов, концентрация в них йода, брома и аммония, а также темпера* тура существенно уменьшаются. Так, например, в надсолевых отложениях минерализация рассолов колеблется от 0,35 до 320 г/л, среди них появляются холодные гидрокарбонатнокальциевые воды; отмечается опресняющая деятельность инфильтрационных вадозных вод. Такое своеобразное распределение современных рассолов по отношению к солеродной материнской толще подчеркивает одну особенность Припятской элизионной системы: как справедливо подчеркивали А.Е. Ходьков, А.И. Дзенс Литовский, М.Г. Валяшко и др. и обосновал А.С. Махнач (1989), седиментоген* ные рассолы, главную массу которых составляет рапа бассейнов и растворенные соли, отжимаются преимущественно в нижележащие осадочные толщи девона, а также латерально. Здесь наряду с высокими поровыми давлениями большую роль играет гравитационное стекание рассолов, динамика которого хорошо отражает* ся в форме потоков (см. рис. 8 а). Отжимание рассолов вверх от соляного интервала в Припятской впадине встречало ряд преград: вес самих рассолов, наличие непроницаемых пластов и ряд других факторов. В полном соответствии с локализацией рассолов располагаются зоны вто* ричных, катагенетических преобразований девонских отложений. Как это пока* зал А.С. Махнач (Махнач, 1989, 2000; Махнач и др., 2001, 2007), максимально ин* тенсивные катагенетические преобразования девонских отложений отмечаются в подсолевых и межсолевых толщах. Здесь широко проявляется катагенетическая доломитизация пород, формирование эпигенетических ангидритов и галитов. Доломитизация выражается в неравномернопятнистом распределении до ломита в карбонатных породах, замещении девонских раковин, существенном уменьшении количества доломита от подошвы соляных скоплений в глубь под* солевого разреза, тесной связи доломитности с наиболее проницаемыми разнос* тями карбонатных пород. Таблица5. Катагенетические преобразования наиболее распространенных минералов солеродных отложений Минералы Температура, °C Вторичные преобразования Бишофит MgCl2 · 6H2O Астраханит Na2Mg[SO4] · 4H2O Карналлит MgCl2 · KCl · 6H2O Мирабилит Na2SO4 · H2O Сильвин KСl Полигалит K2MgCa2[SO4] · 2H2O Эпсомит Mg[SO4] · 7H2O Гидрогалит NaCl · 2H2O Галит NaCl Гипс CaSO4 · 2H2O 120 > 30 100—130 80—90 220 700—750 Неустойчив, расплавляется на воздухе Левеит Na2Mg[SO4] · 2—2,5H2O Расплавляется на воздухе, образуя рассол, состоящий из H2O, KСl, MgCl2 Тенардит Na2SO4 выделяет 55 % H2O Гипс, ангидрит и примеси Гексогидрит Mg[SO4] · 6H2O Кизерит Mg[SO4] · H2O Галит NaCl и вода Полугидрат Алебастр (растворимый ангидрит) $ CaSO4 ангидрит 28 ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2013. № 3 В.Н. Холодов Катагенетический ангидрит заполняет пустоты и трещины в породах, образует пойкилитовый цемент песчаников, формирует гнезда и желваки. Иногда вместе с ангидритом встречаются скопления барита и целестина. Очень характерно присутствие эпигенетического галита; он залечивает поры и каверны, распространен в тектонических трещинах. Рис. 8. Поведение рассолов в подсолевых отложениях и строение Роменского соляного диапи* ра: а — схема гравитационного стекания рассолов в подсолевых толщах [Поливанова, 1977] (а—е — разные стадии деформации эвапоритовых систем): 1 — подошва солеродного пласта, 2 — опускающийся рассол, 3 — экранирующий пласт; б — геологический разрез Роменской солянокуполной структуры [Косыгин, 1946]: 1 — четвертичные пески и суглинники, 2 — па* леоген (пески и известняки), 3 — верхний мел (карбонатные породы), 4 — верхняя юра (пес* чаноглинистые породы), 5 — верхний карбон (пестроцветные песчаноглинистые породы), 6 — средний карбон (известняки, угленосная свита), 7 — нижний карбон (известняки, про* слои аргиллитов), 8 — девон (кварцевые песчаники, аргиллиты, известняки), 9 — соленосная толща, 10 — брекчии. 29ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2013. № 3 Типы элизионных систем и связанные с ними месторождения полезных ископаемых В собственно соленосных комплексах отчетливо видны следы уплотнения, перекристаллизации солей (особенно галита) и позднего выпадения солей из рассолов. Весьма характерны трещины гидроразрыва, заполненные волокнис* тым галитом, секущие напластование соленосных отложений. Их причудливые формы иногда напоминают кластические дайки; однако, как правило, они не вы* ходят за пределы соленосных пластов. Любопытно, однако, что наряду с рассолообразующими процессами в дево* нских толщах Припятского прогиба отмечаются также трансформации глинис* тых минералов, сходные с установленными нами ранее в пределах Предкавказья. Действительно, в работах А.А. Махнача с соавторами (2001, 2007) было по* казано, что пористость глинистых пород в межсолевых толщах заметно сокра* щается; в интервале 1500—2500 м она оценивается в 9.8 %, на глубинах 2500— 3500 — 1.8 %, а на глубине 3500 м — 0.5 %. Отчетливо виден переход размокаю* щих глин в аргиллиты. Такая трансформация глинистых минералов подтверж* дается рентгеновскими исследованиями; в интервале 3000—3900 м появляется удлиненнопластинчатая аутигенная гидрослюда, образующая в результате из менения смешаннослойных смектитгидрослюдистых фаз. Ее количество с глу биной возрастает. Нельзя также не упомянуть, что наблюдения над отражательной способ* ностью витринита в глинистых толщах девона позволили А.А. Махначу связать интервал предполагаемой гидрослюдизации с переходом от протокатагенеза (ПК) к мезокатагенезу (МК1, МК2, МК3). В одной из работ (Махнач и др., 2001) упомянуто также о том, что в межсоле* вых толщах девона наряду с гидрослюдизацией смектитов развиваются процессы иллитизации каолинита. К сожалению, количественная оценка этих явлений в формировании сверх* высоких поровых давлений остается не учтенной. Вряд ли, впрочем, она может оказаться значительной. В целом поровые давления, возникающие при погруже* нии девонских солеродных отложений в глубь стратисферы, можно выразить формулой: Рэл = Рус + Рс + Рдегс + Рдегк, где Рус — давление, связанное с уменьше* нием пор солей; Рс — давление, обусловленное дегидратацией минералов соля* ной массы; Рдегс — давление, возникающее за счет дегидратации смектита; Рдегк — давление, возникающее за счет дегидратации каолинита. Существенно иначе выглядит геохимическая зональность и распределение солей в расположенной юговосточнее ДнепровоДонецкой впадине (ДДВ). Здесь высокоминерализованные рассолы захватывают и верхнюю часть де* вонских отложений языками, внедряясь в красноцветные толщи, поднимаясь к кровле девона по зонам трещиноватости и нередко образуя самоизливающиеся горячие источники. Соляные пласты, нормально залегающие в Припятской впадине, здесь ос* ложняются многочисленными диапирами, внедряющимися в осадочные толщи, протыкающими их и нередко выходящими на дневную поверхность. Такие соляные столбы особенно типичны для областей краевых разломов, тогда как в централь* ной части ДДВ наблюдается относительно пологое залегание солей. Для диапировых образований соли характерна удлиненная форма, вытянутая вдоль оси впадины, и четкая приуроченность к тектоническим линиям, что генети* чески связывает их с погребенными линейными антиклиналями (Косыгин, 1950). 30 ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2013. № 3 В.Н. Холодов Корни соляных диапиров в ДДВ уходят на глубины 4—5 и даже 7—8 км; в Большом Донбассе высота соляных штоков достигает даже 10—11 км. По морфо* логии и тектоническому строению диапиры довольно разнообразны. Одни из них залегают на большой глубине и только приподнимают вышележащие поро* ды, другие — их протыкают и выходят на дневную поверхность. По форме среди соляных диапиров выделяются гребни, линзы, столбовидные и грибовидные штоки (Червинская и др., 1966). На территории ДДВ и Большого Донбасса на* считывают более 200 диапировых проявлений; наиболее крупные из них (до 40 поднятий), образующие целые пояса структур, показаны на рис. 9. Хорошим примером крупного соляного штока может служить Роменское со* лянокупольное поднятие, строение которого показано на рис. 8 б. Оно было опи* сано в работах У.Н. Питковской, Ю.А. Косыгина, Е.О. Новича, И.С. Усенко и Л.Г. Бернадской, А.А. Иванова, И.Ф. Левицкого и др. Свод соляного массива в плане имеет форму овала, вытянутого почти в широтном направлении, при дли* не осей 5,5 и 1,6—1,8 км. Крылья структуры падают круто, причем в верхней части она расширяется и по северному краю образует карниз шириной 250—300 м. На участках, прилегающих к скважине, мощность материнской соленосной толщи колеблется от долей до 25—30 м; она сложена каменной солью, доломита* Рис. 9. Закономерности распространения соляных куполов в ДнепровоДонецкой впадине и на прилегающих площадях Большого Донбасса (Балуховский, 1958): 1 — соляные купола и штоки, 2 — структуры, возможно осложненные солью, 3 — валообразные поднятия соляной породы, 4 — структуры невыявленной природы, 5 — кольцевые антиклинали, 6 — область со лянокупольной тектоники, 7 — предполагаемое восточное продолжение области соляноку* польной тектоники, 8 — Старый Донбасс, 9 — Черниговский вал, 10 — краевые разломы, 11 — северная и южная границы распространения каменноугольных отложений, 12 — линейные антиклинали Старого Донбасса 31ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2013. № 3 Типы элизионных систем и связанные с ними месторождения полезных ископаемых ми, ангидритами, мергелями и глинами. Внутри штока ангидритдоломитовые и терригенные породы часто раздроблены и превращены в брекчию. На вершине соляного диапира располагается гипсангидритовый покров, состоящий из глыб ангидрита и гипса, сцементированных глиной и мергелем. Его мощность достигает 50 м, но местами он полностью отсутствует. Венчает кеп* рок (шляпу диапира) глыбовая брекчия мощностью до 200 м; в ней встречаются глыбы диабаза. Если нижняя часть кепрока скорее всего возникла при растворе* нии пород растущего купола в зоне активного гидродинамического водообмена, то брекчия верхней части, по мнению Ю.А. Косыгина (1950), образовалась в ре* зультате перемыва поднятия водами верхнемеловых и палеогеновых морей. В целом очевидно, что рост соляных диапиров осуществлялся в течение дли* тельного отрезка геологического времени и представляет собой сложный геоло* гический процесс. Большинство исследователей, изучавших соляную тектонику ДДВ, считает, что начало образования диапиров относится к концу карбона, хо* тя Л.Ф. Лунгерсгаузен (1941) связывает их с меловым временем, а А.М. Куциба (1939) — с девонкарбоновым. По данным В.Я. Клименко (1957, 1958) заметное усиление роста соляных ди апиров в ДДВ происходило в меловое и палеогеновое время. На этом этапе соля* ные штоки нередко образовывали острова, возвышающиеся над уровнем мело* вых и палеогеновых морей. Крупные продольные разломы в северовосточной и югозападной частях ДДВ в девонкарбоновых толщах, контролирующие диапиры, отражаются в виде флексур или диапировых складок. Именно с ними связаны не только соляные ку пола и штоки, но и разнообразные месторождения нефти и газа. В пределах ДДВ промышленная нефтегазоносность установлена в девоне и карбоне многих диапировых складок (Чернухинское, Радченковское, Колайдин* ское месторождения нефти); в вышележащих толщах карбона, перми, триаса и, отчасти, юры известны промышленные залежи углеводородных газов (Машев* ское, Елизаветинское, Литвиновское месторождения). Необходимо также отметить, что соляные поднятия и штоки в ДДА на днев* ной поверхности очень часто сопровождаются восходящими источниками рас* сольных термальных вод хлориднонатриевого состава с минерализацией, дости гающей 200—270 г/л, и разнообразными нефтегазопроявлениями (Басков, 1983). Механизм образования соляных куполов и штоков в различных районах ми* ра рассматривался в работах Н.С. Шатского, В.И. Лучицкого, Ю.А. Косыгина, В.Г. Бондарчука, И.Е. Слензак, В.Я. Клименко, С.В. Шумилина, Г.А. Беленицкой, Б.И. Долишнего, G. Klapp, C. Romein, S.S. Harrison, G.M. Lees, L.J. Nettleton, D.S. Barton, F.M. Van Tuyl и многих других геологов. К сожалению, по ряду объективных причин не было проведено детальных литологоминералогических исследований интересующих нас соляных образо ваний. Поэтому предлагается лишь самая общая геологическая модель их воз* никновения. Суть ее следующая. Соляная масса эвапоритовых толщ, особенно при нали* чии в них подземных вод (рассолов), представляет собой пластическое образо* вание. Повышение геостатического давления и температуры при погружении в глубь стратисферы и образование жесткого перекрытия из уплотненных осадочных пород создают условия для начального этапа диапирообразования; возникают 32 ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2013. № 3 В.Н. Холодов аномально высокие пластовые давления и существенно увеличивается пластич* ность соляных масс. «Спусковым крючком» начала движения масс пластичных солей могут, по* видимому, являться процессы формирования тектонических разломов, образую* щих высокопроницаемые зоны, вертикальные движения тектонических блоков фундамента, складкообразование и особенно образование флексур и синклина* лей, а также сейсмические толчки, активизирующие перемещение пластичной со* ли. В сущности, процессы формирования соляных штоков и столбов во многом сходны с образованием и развитием грязевых вулканов. Детали соляного диапи* ризма различными исследователями трактуются поразному. Так, например, критическое давление, при котором соль начинает течь, меня ется от 160 до 8300 кг/см2, хотя чаще всего указывают на значение 150—160 кг/см2. Мощность перекрывающих отложений, при которой начинается пластичес* кое течение, оценивается в пределах от 1000 до 4470 м, хотя наиболее вероятной представляется величина, вычисленная Ван Тайлем (Van Tuyl, 1930) — 3500 м, что соответствует давлению 805 кг/см2. Очевидно, что величина нагрузки на залежи солей сама по себе не является пер* вопричиной движения и образования соляных инъекций, она лишь подготавливает материал к пластическим деформациям. Как отмечал Н.М. Страхов (1947), перете* кание пластического материала и возникновение тангенциальных (и вертикальных) тектонических напряжений приводит к внедрению соляных масс в вышележащие отложения. При этом, так же как и во время грязевулканических процессов, рассо* лы, вода и полужидкая диапировая масса проникают в наиболее проницаемые и ос* лабленные участки в перекрывающих толщах осадочных пород. Следует отметить, что проявления соляной тектоники на дневной поверх* ности морфологически чрезвычайно сходны с проявлениями грязевого вулка* низма, на что обратил внимание еще Ю.А. Косыгин (1950, 1952). Таблица 6. Распределение тяжелых металлов в рассолах (мг/л) Элементы Сибирская платформа, Иркутский амфитеатр, кембрийверхний, протерозой [Пиннекер, 1966] Русская платформа, Припятский прогиб, девон [Кудельский и др., 1985] Туранская платформа, [Лебедев, Никитина, 1983] Западная периклиналь поднятия от до сред нее кларк конце* нтрации от до среднее кларк конце* нтрации от до сред* нее кларк конце* нтра* ции Mn Fe Cu Pb Zn Cr Ni Общая минера* лизация, г/л 0,2 0,08 0,6 0,6 0,2 0,1 н.о. 2000 2800 29 84 28 4,5 н.о 300 220 6 23 7 1,6 0,01 150000 22000 2000 833333 700 32000 5 44,61 736,13 0,76 2,65 15,12 0,81 1,36 435,03 2179,37 1,09 3,13 35,26 1,23 6,31 195,42 1453,43 0,86 2,89 24,97 1,16 5,01 97710 145334 253 96333 2497 23200 2505 0,09 0,07 0,08 сл. сл. н.о. 0,27 13,60 17,30 1,32 5,78 2,70 н.о. 1,20 6,85 8,69 0,70 2,89 1,35 н.о. 0,74 3425 869 233 96333 35 н.о. 2000 36—600 334,08—366,95 142,6—370,7 33ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2013. № 3 Типы элизионных систем и связанные с ними месторождения полезных ископаемых Действительно, соляные диапиры на дневной поверхности, так же как грязе* вые вулканы, образуют холмы, столбы и другие формы рельефа. Нередко с вер* шин таких поднятий сползают «соляные языки», они бывают окружены кольце* выми провалами и сопровождаются источниками высокоминерализованных го* рячих рассолов. Более подробно это сходство соляной тектоники и грязевого вул* канизма рассмотрено нами в других работах (Холодов, 2011, 2012). О металлогении районов развития «эвапоритового» элизионного процесса Среди месторождений полезных ископаемых, распространенных в регионах развития «эвапоритового» элизионного процесса, четко выделяются три группы: 1) месторождения и рудопроявления, отчетливо связанные с горячи* ми рассолами и солянокуполными структурами; 2) месторождения, контролируе* мые трещинами и разломами; 3) стратиформные залежи сульфидов Cu—Pb—Zn. Месторождения, генетически связанные с солянокупольными структурами сформировались на основе элизионного развития девонских солеродных толщ Припятской и ДнепровоДонецкой впадин. При этом следует иметь в виду, что многие рассолы при нагревании и взаимодействии с вмещающими осадочными толщами извлекают из терригенных обломков и глинистых минералов большое количество тяжелых металлов. Это хорошо подтверждается анализом табл. 6, где сопоставляются концентарции тяжелых металлов в рассолах различных регионов мира. Из приведенных в таблице данных следует, что содержания Mn, Fe, Cu, Pb, Zn, Cr, Ni в рассолах в десятки и сотни тысяч раз превышают их содержания в морской воде. Особенно интенсивно в них накапливаются марганец, железо и свинец, кларк концентрации которых колеблется в пределах 20000—850000. Более молодые по возрасту рассолы Челекена и Красноморского рифта также обогащены тажелыми металлами, хотя концентрации их несколько уступают концентрациям Челекен, миоценплиоцен Красноморский рифт, плиоценчетвертичные отложения [Эмери и др., 1974; Бутузова, 1998] Среднее кларковое содержание элементов в морской воде [Голдберг, 1963] Юговосточное крыло Впадина АтлантисII Впадина Дискавери от до сред нее кларк конце* нтра* ции от до сред* нее кларк конце* нтра* ции от до сред* нее кларк конце* нтра* ции 2,39 0,33 1,33 0,25 2,36 н.о. <0,3 48,50 27,73 8,34 7,70 5,0 н.о. 2,30 23,85 14,03 4,83 3,98 3,68 н.о. 1,0 11925 1409 1610 132666 368 н.о. 5,0 80 0,2 0,2 0,01 0,3 н.о. 0,003 80 80 0,3 0,6 0,6 н.о. 0,003 80 39,5 0,25 0,29 0,45 н.о. 0,003 40000 3950 83,3 9667 45 н.о. 0,15 29 0,04 0,005 0,005 ? н.о. н.о. 67 4,2 0,22 0,22 ? н.о. н.о. 50 3 0,1 0,2 0,8 н.о. 0,3 25000 300 33,3 6667 80 н.о. 150 0,002 0,01 0,003 0,00003 0,01 0,00005 0,002 239,6—273,4 257,76 257,37 34 ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2013. № 3 В.Н. Холодов Рис. 10. Закономерности залегания уранобитумных руд Адамовки: а — схематическая карта района месторождения [Ермаков и др., 1968]. 1 — брекчии соляного штока, 2 — галогеннокар* бонатный комплекс нижней перми, 3—5 — континентальные отложения пермотриаса (3 — нижний красноцветный горизонт, 4 — средний пестроцветный горизонт, 5 — верхний сероцвет ный горизонт), 6—7 — послетриасовые морские отложения (6 — глинистая серия, 7 — карбо* натная серия), 8 — флексуры, 9 — сбросы, 10 — надвиг, 11 — линия пересечения надвига с кров* лей нижнего красноцветного горизонта, 12 — зона проявления уранобитумного оруденения; б — зональность эпигенетических изменений в рудоносных толщах пермотриаса (фрагмент разреза) [Комарова, 1980]. I — нижний красноцветный горизонт; II — средний пестроцвет* ный горизонт; III — верхний сероцветный горизонт. 1 — галогеннокарбонатные отложения, 35ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2013. № 3 Типы элизионных систем и связанные с ними месторождения полезных ископаемых рассолов древних платформенных образований. Следует также подчеркнуть, что при поступлении в область повышенных температур и давлений рассолы стано вятся особенно агрессивными и способны извлекать из содержащих их пород не* которые элементы избирательно. Так, например, в опытах Н.И. Хитарова (1961) при взаимодействии хлоридных рассолов с рудоносными породами при Т = 400— 600 °С и Р = 20—30 МПа был получен раствор, содержащий 3—5 г/л свинца. Весь* ма характерно, что в присутствии хлоридов металлы рассолов обнаруживают склонность к комплексообразованию и образуют миграционноспособные соеди* нения типа Na3MeCl6 или NaMeCl4. Любопытно также, что сходным образом ве* дет себя ртуть, легко формирующая хлоридные комплексы. Другая и не менее важная причина формирования металлоносных рассолов — слабая химическая дифференцированность аридных формаций, на которую уже давно обратили внимание литологи. Как показано, например, в работах Н.М. Стра* хова (1962) и В.Д. Шутова (1972, 1975), для терригенных отложений аридных зон характерны граувакки, т.е. песчаники, в которых преобладают полимиктовые об* ломки материнских пород, где обычно концентрируются химические элементы, типичные для данной петрографической провинции. Так, например, граувакки Приуралья (Россия) обычно обогащены Cu и Sr (Коссовская, Шутов, 1971), крас* ноцветные толщи ТяньШаня содержат значительные количества свинца и меди (Лурье, 1963; Неймышев, 1967); граувакки Вайоминга (США) обогащены U, Th, Co, Cr, V, Ni и др. металлами (Vine, Tourtelot, 1973). Не вызывает сомнения, что контакт этих полимиктовых отложений с агрес сивными высокоминерализованными рассолами на всех стадиях галогенеза и при высоких температурах должен приводить к их разрушению и обогащению жидкой фазы растворенными металлами. Напомним также, что, как правило, рассолы, связанные с солеродными тол* щами, погруженными на большие глубины, по господствующим в них темпера* турам мало отличаются от типичных гидротерм. Распределение рудной минерализации, связанной с солянокупольными диа* пирами в пределах ДДВ, исследовали Д.П. Хрущев (1980), А.А. Гойжевский с со* авторами (1984), Д.П. Хрущев и Г.С. Компанец (1988), В.А. Шумлянский и др. (1990), Е.А. Басков и др. (1993). Д.П. Хрущевым (1980) была описана рудная минерализация, проявившаяся в 23х соляных поднятиях; позднее Д.П. Хрущевым и Г.С. Компанец (1988) были 2 — каменная соль соляного штока, 3 — диапировая брекчия, 4 — границы стратиграфических комплексов, 5 — разрывные нарушения, 6 — границы зон эпигенетических изменений, 7 — неизменные пестроцветные терригенные породы, 8—10 — эпигенетические изменения (8 — первая стадия, образование зеленых гидрослюд и сидерита (окраска пород сиреневая и зеле новатобелесая), 9 — каолинизация (обеление пород), 10 — локальная карбонатизация (бес сульфидная)), 11 — образования халцедона и кварца в ассоциации с дисульфидами железа (вторая стадия), 12 — отложение кальцита в ассоциации с пиритом (третья стадия), 13—15 — четвертая стадия (13 — образование тонкокристаллических выделений дисульфидов железа, 14 — развитие хромсодержащих глинистых минералов, 15 — образование скоплений твердых черных нерастворимых битумов, содержащих U, Mo, Re и др.), 16—17 — послеурановые ста* дии — прожилковые и гнездовидновкрапленные выделения (16 — киноварь, 17 — пирит, га ленит, сфалерит), 18—19 — ореолы растворимых цветных битумов (18 — твердых и вязких, 19 — жидких) 36 ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2013. № 3 В.Н. Холодов исследованы закономерности локализации оруденения еще в 11ти соляноку польных районах. Весь изученный материал позволил выделить три геохимичес* кие ассоциации: 1) Fe, Cu, Pb, Zn, Co, Ni, Au, U, Ce, F, La; 2) Hg, Cu, Zn, Pb, As, Ni, Co, Bi, Mo; 3) Pb, Zn, Cu, Hg, Co, Ni, Mo, V, La, Au, F. Этими авторами было показано, что ртутнополиметаллическая флюорит редкоземельная минерализация обычно локализуется в центральных частях грабена ДДВ, тогда как полиметаллическая тяготеет к краевым зонам. В качестве примера месторождения, связанного с солянокупольной структу* рой, можно привести Адамовку — месторождение урана и полиметаллов, разведан* ное в юговосточной части Бахмутской котловины ДДВ, детально исследованное И.Д. Ермаковым с соавторами (1968) и описанное в работе Г.В. Комаровой (1980). Месторождение локализовано в отложениях верхней перми и триаса. Оно рас положено между двумя брахиантиклиналями, разделенными флексурой; последняя прорвана соляным штоком девонской соли (рис. 10 а). Уранполиметаллическое оруденение в плане образует полосу, контролируемую сбросом; это тектоническое нарушение отражает внедрение в складчатые толщи соляных масс штока. Район развития тектонических нарушений, вокруг которого реализовались различные стадии рудного процесса, изображен на рис. 10 б. Весь рудный про цесс включает три дорудных стадии — развитие обеления пород за счет выноса железа, каолинитизации и окремнения; рудный этап, связанный с внедрением и фиксацией ураноносных битумов с примесью сульфидов железа и молибдена (с рением); и завершающий этап беретизации смектитов, обусловленный поступле* нием хрома. К постурановой стадии относится также образование киновари, прожилки которой местами секут уранобитумные скопления. Характеризуя источники оруденения, авторы высказывают предположение, что все металлы извлекались из девонских отложений и вовлекались в движение рассолов, которые, как мы видим, определялись элизионными движениями со лей и связанных с ними рассолов. Жильные, заведомо связанные с тектоническими разломами, рудопроявления и месторождения широко развиты в разных частях ДДВ и прилегающих регионов. Так, например, А.С. Махнач и др. (2007) отмечают, что в межсолевых и под* солевых карбонатных породах девона Березинской и РечицкоШатилковской ступеней Припятской впадины характерно широкое развитие концентраций пи рита, сфалерита и халькопирита, нередко с доломитом, ангидритом, баритом, флюоритом, кварцем и галитом. Эта ассоциация присутствует в разных стратиг* рафических интервалах девона, носит «сквозной» характер. В работе (Басков и др., 1993) утверждается, что в пределах Старобельско* Миллеровской антиклинали, прилегающей к Северодонецкому надвигу, бурени* ем было обнаружено большое количество свинцовоцинковых рудопроявлений в нижне и среднекарбоновых известняках и доломитах. Минерализация была ус* тановлена на площади в несколько десятков км2 скважинами. Полиметалличес* кое оруденение в виде прожилкововкрапленных тел, местами в виде линзовид ных залежей, пространственно связано с эпигенетическими доломитами. Среди рудных минералов обнаружены пирит, сфалерит, галенит, марказит, арсенопи* рит; в жильных образованиях — барит, флюорит, киноварь. Ф.Ф. Таранушич (2003), исследовавший распределение элементовпримесей в карбоновых углях Большого Донбасса с помощью кластерного анализа, пока 37ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2013. № 3 Типы элизионных систем и связанные с ними месторождения полезных ископаемых зал, что на фоне глобальных геохимических полей, в общих чертах совпадающих со складчатым строением региона, обнаруживаются локальные аномалии Pb, Zn, Mo, W, Hg и др. металлов, отчетливо тяготеющих к пересечениям разломов. В целом, не остается сомнений в том, что в пределах ПрипятскоДонского авлакогена, с одной стороны, четко проявился элизионный рудогенез, тесно свя занный с формированием и развитием соляных диапиров, а с другой — протекал «наложенный» эксфильтрационный, собственно гидротермальный процесс, раз* витие которого было тесно связано с разломной тектоникой, а его «спусковым крючком» являлось отражение магматической и вулканогенногидротермальной деятельности фундамента платформы. Научиться идентифицировать и различать эти два разные по своей природе явления — главная задача российских и украинских металлогенистов. К сожале нию, это задача будущего. В заключение следует отметить, что в районах Припятской котловины и на территории Большого Донбасса известны стратиформные месторождения меди, свинца и цинка (Бахмутская, КальмиусТорецкая котловины) и киновари (Никито вский район Большого Донбасса). Одни исследователи считают их типично оса* дочными образованиями, другие — гидротермальными. Возможно, что их возник* новение также имеет прямое отношение к элизионным явлениям этого региона. Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ, проект № 12�05�00246. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ Балуховский Н.Ф. Тектоника юговосточной части ДнепровоДонецкой впадины и ее связь с тектоникой Донбасса // Геология СССР. Т. V. Украинская и Молдавская ССР. Ч. III. Гео* логическое описание платформенной части. М.: ГОНТИ, 1958. С. 871—882. Басков Е.А. Основы палеогидрогеологии рудных месторождений. Л.: Наука, 1983. 263 с. Басков Е.А., Вересов С.А., Учителева Л.Г. и др. Гидрогеохимия и палеогидрогеология типовых структурных металлогенических зон. СПб.: Наука, 1993. 252 с. Белоконь В.Г., Вырвич Г.П., Носова И.К. и др. Донецкий каменноугольный бассейн // Петроло* гия палеозойских углей СССР. М.: Недра, 1975. С. 85—110. Бондарчук В.Г. Нарис тектонiчкої будови територii Українскої РСР // Геологiчний журнал АН УРСР. 1955. Т. XV. Вып. 3. С. 30—56. Бобровник Д.П. Петрография осадовопродуктивноi товщi карбону ЛьвiвськоВолинського вугiльного басейну. Львiв: Вища шк., Видво при Львiв унтi, 1960. 123 с. Бутузова Г.Ю. Гидротермальноосадочное рудообразование в рифтовой зоне Красного моря. М.: ГЕОС, 1998. 312 с. Валяшко М.Г. Генезис рассолов осадочной оболочки // Химия земной коры. Т. I. М.: Издво АН СССР, 1963. С. 253—278. Вассоевич Н.Б. О терминологии, применяемой для обозначения стадий и этапов литогенеза // Геология и геохимия. 1957. Вып. I (VII). С. 156—176 Вернадский В.И. Избранные сочинения. Т. I. М.: Издво АН СССР, 1954. 695 с. Волков В.Н. О возможном сокращении мощностей пластов в ряду торфантрацит // Сов. гео* логия. 1964. № 5. С. 85—97 Волков В.Н. Генетические основы морфологии угольных пластов / Автореф. дисс. доктора ге* ол.мин. наук. Л.: Принт ЛГУ, 1971. 42 с. Гойжевский А.А., Скаржинский В.И., Шумлянский В.А. и др. Металлогения фанерозоя платфор менной части Украины. Киев: Наукова думка, 1984. 204 с. Григорьев С.М. О процессах образования и свойствах горючих ископаемых. М.: Издво АН СССР, 1954. 395 с. 38 ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2013. № 3 В.Н. Холодов Губкин И.М., Федоров С.Ф. Грязевые вулканы Советского Союза и их связь с нефтяными место рождениями КрымоКавказской геологической провинции. М.: Издво АН СССР, 1937. 270 с. Дир У.А., Хауи Р.А., Зусман Д. Породообразующие минералы. Т. 3. М.: Мир, 1966. 317 с. Дриц В.А., Коссовская А.Г. Глинистые минералы: смектиты, смешанослойные образования. М.: Наука, 1990. 213 с. Ермаков И.Д., Иванов Д.Н., Комарова Г.В. и др. Геохимические и минералогогеохимические особенности уранобитумных месторождений в красноцветных толщах // Геология и воп* росы генезиса эндогенных урановых месторождений. М.: Наука, 1968. С. 125—200. Жемчужников Ю.А. Общая геология ископаемых углей. М.: ОНТИ, 1948. 68 с. Зарицкий П.В. О возможности использования конкреций для определения сокращения мощ* ности исходного вещества каменного угля // Докл. АН СССР. Сер. геол. 1965. Т. 164. № 3. С. 668—669. Зарицкий П.В. О сокращении мощности исходного вещества каменного угля // Стратиграфия карбона и геология угольных формаций СССР. М.: Издво АН СССР, 1975. С. 193—198. Зарицкий П.В. Конкреции и значение их изучения при решении вопросов угольной геологии и литологии. Харьков: Издво ХГЦ, 1985. 176 с. Иванов А.А., Воронова М.Л. Галогенные формации. М.: Недра, 1972. 328 с. Клименко В.Я. Структура ДнепровоДонецкой впадины. Условия ее формирования и закономер ность размещения в ней месторождений нефти и газа. Киев: Издво АН УССР, 1957. 103 с. Клименко В.Я. Тектоника ДнепровоДонецкой впадины // Геология СССР. Т. V. Украинская и Молдавская ССР. Ч. I. Геологическое описание платформенной части. М.: ГОНТИ, 1958. С. 848—965. Комарова Г.В. Месторождения, образованные восходящими жильными водами // Гидрогенные месторождения урана. М.: Атомиздат, 1980. С. 230—248. Коссовская А.Г., Шутов В.Д. Проблемы эпигенеза // Эпигенез и его минеральные индикаторы. М.: Наука, 1971. С. 934. Косыгин Ю.А. Соляная тектоника платформенных областей. М.: Гостоптехиздат, 1950. 228 с. Косыгин Ю.А. Основы тектоники нефтеносных областей. М.: ГОНТИ, 1952. 510 с. Кудельский А.В., Шиманович В.М., Махнач А.А. Гидрогеология и рассолы Припятского нефтега зоносного бассейна. Минск: Наука и техника, 1985. 223 с. Кудряшов Е.В. Геологический очерк грязевого вулкана Шуго (Кубань) // Результаты исследова* ния грязевых вулканов КрымоКавказской провинции. Л., М.: Издво АН СССР, 1939. С. 45—57. Куциба А.М. Материалы по геологии Исачковского соляного купола // Труды науч. конф. Ки* ев: Издво АН УССР, 1939. С. 15—28. Лебедев Л.М., Никитина И.Б. Челекенская рудообразующая система. М.: Наука, 1983. 239 с. Логвиненко Н.В. Постдиагенетические изменения осадочных пород. Л.: Наука, 1968. 92 с. Логвиненко Н.В., Карпова Г.В. Стадии изменений каменноугольных отложений Большого Дон басса // Осадконакопление и угольные пласты карбона СССР. М.: Наука, 1968. С. 115—208. Логвиненко Н.В., Карпова Г.В. Стадии изменений каменноугольных отложений Большого Дон* басса // Осадконакопление и угольные пласты карбона СССР. М.: Наука, 1971. С. 211—220. Лунгерсгаузен Л.Ф. К вопросу о тектонике Украины // Матер. по нефтеносности ДнепровоДо нецкой впадины. Вып. I. Киев: Издво АН УССР, 1941. С. 28—63. Лурье А.М. Закономерности распределения свинцовоцинковой минерализации в междуречье ГаваКассау. М.: Издво АН СССР, 1963. 147 с. Лучинкин А.Г. Кластические дайки песчаноглинистых отложений среднего карбона Северной антиклинали Донбасса // Тектоника и стратиграфия. Киев. 1978. № 5. С. 46—47. Луцик П.П. Влияние геологических факторов на горные работы в условиях глубоких шахт Дон басса // Геология угольных месторождений (Мат. Всес. совещания по твердым горючим ископаемым). М.: Наука, 1971. Т. II. С. 160—175. Матвеев А.К. Основы закономерности распространения углей в СССР и практическое обосно* вание закономерностей изменения их свойств // Тр. ИГН АН СССР. 1947. Вып. 90. 389 с. Махнач А.А. О природе катагенетической доломитизации межсолевых девонских отложений севера Припятской впадины // Докл. АН БССР. 1977. Т. XXI. № 5. С. 447—449. 39ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2013. № 3 Типы элизионных систем и связанные с ними месторождения полезных ископаемых Махнач А.А. Постседиментационные изменения межсолевых девонских отложений Припяско* го прогиба. Минск: Наука и техника, 1980. 198 с. Махнач А.А. Галокатагенез — специфическая совокупность наложенных постседиментацион* ных процессов // Изв. АН СССР. Сер. геол. 1981. № 10. С. 141—145. Махнач А.А. Катагенез и подземные воды. Минск: Наука и техника, 1989. 315 с. Махнач А.А. Стадийный анализ литогенеза. Минск: Издво БГУ, 2000. 255 с. Махнач А.А., Шиманович В.М., Лебедев Л.Д. Йодобромные рассолы Припятского прогиба (объ* ем и масса растворенных компонентов) // Докл. АН БССР. 1981. Т. 25. № 7. С. 630—632. Махнач А.А., Гулис Л.Ф., Махнач Н.А. и др. Постседиментационные изменения отложений плат* форменного чехла // Геология Белоруссии. Минск: Издво АН Беларуси, 2001. С. 678—688. Махнач А.А., Михайлов Н.Д., Шиманович В.М. и др. Девонские отложения // Постседиментаци онные изменения отложений платформенного чехла Белоруссии. Минск: Белорусская наука, 2007. С. 68—191. Михалев А.К. Схема механизма образования главного антиклинория Донецкого бассейна // Ге* ология угольных месторождений. М.: Наука, 1974. Т. 2. С. 32—41. Неймышев М.В. Геохимические ассоциации элементовпримесей в некоторых горизонтах кай нозойской пестроцветной формации ТяньШаня // Рассеянные элементы в осадочных формациях ТяньШаня. Фрунзе: ИЛИМ, 1967. С. 332—340. Орлов О.М. О природе кластических даек в угленосной свите среднего карбона югозапад ной части Донбасса // Вестник ХГУ. 1977. № 162. С. 16—22. Пиннекер Е.В. Рассолы АнгароЛенского артезианского бассейна. М.: Наука, 1966. 332 с. Поливанова А.И. Рассолы солеродных бассейнов и подземные рассолы районов соленакопле ния. Т. I. Новосибирск: Наука, 1977. С. 185—192. Погребицкий Е.О. Геологическая история Донецкого бассейна как один из факторов метамор* физма углей // Труды VII сессии межд. геол. конгресса. Т. I. М.: ГОНТИ, 1939. С. 64—89. Прокопов К.А. Усложнения в антиклиналях Керченского полуострова // Тр. ГГРУ. 1931. Вып. 38. С. 37—83. Рухин Л.Б. Основы литологии. Л., М.: ГОНТИ, 1953. 656 с. Соколов Б.А., Холодов В.Н. Флюидогенфлюидодинамика осадочных бассейнов — новое нап равление в геологии // Отечественная геология. 1993. № 11. С. 64—75. Страхов Н.М. Очерки геологии кунгура Ишимбаевского нефтеносного района // Бюлл. МОИП. Ч. I. Стратиграфия и тектоника. 1947. 144 с. Страхов Н.М. Основы теории литогенеза. Т. III. М.: Издво АН СССР, 1962. 550 с. Таранушич Ф.Ф. Элементыпримеси в углях Восточного Донбасса // Литология и полез. иско* паемые. 2003. № 1. С. 97—103. Успенский В.А. Введение в геохимию нефти. М.: Недра, 1970. 309 с. Федоров С.Ф. Грязевые вулканы КрымоКавказской геологической провинции и диапиризм // Результаты исследований грязевых вылканов КрымоКавказской геол. провинции. М., Л.: Издво АН СССР.1939. С. 5—44. Хитаров Н.И. Вопросы формирования гидротермальных растворов // Тр. Лаборатории вулка нологии АН СССР. 1961. Вып. 19. С. 34—44. Холодов В.Н. Постседиментационные преобразования в элизионных бассейнах (на примере Восточного Предкавказья). М.: Наука, 1983. 150 с. Холодов В.Н. Роль регионального катагенеза в формировании термальных газоводных раство* ров (к теории стратиформного рудообразования) // Генезис редкометальных и свинцово* цинковых стратиформных месторождений. М.: Наука, 1986. С. 6—28. Холодов В.Н. О роли песчаного диапиризма в трактовке генезиса грязевых вулканов // Литоло* гия и полез. ископаемые. 1987. № 4. С. 12—28. Холодов В.Н. Стратисфера как возможный источник гидротермальных растворов // Природа. 1994. № 4. Холодов В.Н. К проблеме генезиса полезных ископаемых элизионных впадин. Сообщение 1. ЮжноКаспийский элизионный бассейн // Литология и полез. ископаемые. 1990. № 6. С. 3—25. Холодов В.Н. К проблеме генезиса полезных ископаемых элизионных впадин. Сообщение 2. ЧелекенБаядагская элизионная система // Литология и полез. ископаемые. 1994. № 2. С. 104—123. 40 ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2013. № 3 В.Н. Холодов Холодов В.Н. Модель элизионной рудообразующей системы и некоторые проблемы гидротер* мальноосадочного рудообразования // Редкометальноурановое рудообразование в оса* дочных породах. М.: Наука, 1995. С. 10—31. Холодов В.Н. Физикохимическая наследственность в процессах осадочного породообразова ния в свете современных данных // Вестник ОГГГГН РАН. 1998. № 1. С. 153—175. Холодов В.Н. Грязевые вулканы: закономерности размещения и генезис. Сообщение 1. Грязе* вулканические провинции и морфология грязевых вулканов // Литология и полез. иско* паемые. 2002. № 3. С. 227—243. Холодов В.Н. Грязевые вулканы: закономерности размещения и генезис. Сообщение 2. Геолого* геохимические особенности и модель фомирования // Литология и полез. ископаемые. 2002. № 4. С. 339—358. Холодов В.Н. Эпигенетическое рудообразование и «закон» физикохимической наследствен ности // Современные проблемы геологии. М.: Наука, 2004. С. 500—537. Холодов В.Н. Геохимия осадочного процесса М.: ГЕОС, 2006. 608 с. Холодов В.Н. Осадочные бассейны; закономерности их формирования и принципы классифи* кации. Сообщение 2. Осадочные породные бассейны // Литология и полез. ископаемые. 2010. № 3. С. 1—41. Холодов В.Н. Элизионные системы ДнепровоДонецкого авлакогена. Сообщение 1. Геологи ческое строение авлакогена и катагенетические процессы Предкавказья и Большого Дон* басса // Литология и полез. ископаемые. 2010. № 6. С. 52—84. Холодов В.Н. Элизионные системы ДнепровоДонецкого авлакогена. Сообщение 2. Катагене тические процессы ДнепровоДонецкой и Припяской впадин и некоторые особенности металлогении авлакогена // Литология и полез. ископаемые. 2011. № 1. Холодов В.Н. Элизионные процессы и соляная тектоника. Сообщение 1—2 // Литология и полез. ископаемые. 2013. № 4. С. 300—340. Холодов В.Н. Закономерности размещения и условия образования соляных диапиров и грязе вых вулканов // Литология и полез. ископаемые. 2013. № 5. Холодов В.Н., Дементьева О.Ф., Петрова Р.Н. Проблема формирования вторичной пористости в песчаных коллекторах элизионных бассейнов // Коллекторские свойства на больших глубинах. М.: Наука, 1985. С. 19—25. Холодов В.Н., Шмаритович Е.М. Рудогенерирующие процессы элизионных и инфильтрацион* ных систем // Геология рудных месторождений. 1992. № 1. С. 3—32. Холодов В.Н., Недумов Р.И. Зона катагенетической гидрослюдизации глин — арена интенсив* ного перераспределения химических элементов. Сообщение 1. Геологолитологические особенности и механизм формирования элизионных систем Восточного Предкавказья // Литология и полез. ископаемые. 2001. № 6. С. 563—582. Холодов В.Н., Недумов Р.И. Зона катагенетической гидрослюдизации глин — арена интенсив ного перераспределения химических элементов. Сообщение 2. Минералогогеохимичес кие особенности зоны катагенетической гидрослюдизации // Литология и полез. ископа* емые. 2001. № 6. С. 582—610. Хотьков А.Е. Геологическая роль процессов подземного выщеличивания галогенных пород. Вып. 35. Л.: Тр. ВНИИГ, 1956. С. 422—451. Хрущев Д.П. Литология и геохимия галогенных формаций Предкарпаского прогиба. Киев: На* укова думка, 1980. 313 с. Хрущев Д.П., Компанец Г.С. Литология галогенных и красноцветных формаций Предкарпатья. Киев: Наукова думка, 1988. 193 с. Червинская М.В., Забелло Е.Д., Смекалкина Л.В. и др. Типы соляных диапиров и их роль в форми* ровании локальных структур ДДВ // Матлы симпозиума «Условия образования и особен ности нефтегазоносности солянокупольных структур». Киев: Наукова думка, 1966. С. 24—36. Черноусов Я.М. Структурногенетические закономерности мезозойского угленакопления на восточном склоне Северного и Южного Урала / Автореф. дисс. доктора геол.мин. наук. Л.: Ротапринт ЛГУ, 1955. 38 с. Черноусов Я.М. Курс общей геологии угольных месторождений. М.: ГОНТИ, 1962. 295 с. Шварц Х., Лауппер Г. Об обугливании сена до образования углей в природе. М.: Издво ГОН ТИ, 1930. 78 с. 41ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2013. № 3 Типы элизионных систем и связанные с ними месторождения полезных ископаемых Широков А.З. Формы складчатых и разрывных месторождений Донбасса // Изв. Днепропетро* вского горн. инта. 1958. № 6. С. 128—143. Шнюков Е.Ф., Науменко П.И., Лебедев Ю.С. и др. Грязевой вулканизм и рудопроявление. Киев: Наукова думка, 1971. 332 с. Шнюков Е.Ф., Собольский Ю.В., Игнатенко Г.И. и др. Грязевые вулканы КурченскоТаманской области (атлас). Киев: Наукова думка, 1986. 149 с. Шумлянский В.А., Деревская Е.И., Дубарь Т.В. и др. Рудообразование в условиях катагенеза и ме* тагенеза // Геологический журнал. Киев, 1990. № 2. С. 33—44. Шутов В.Д. Граувакки. М.: Наука, 1972. 345 с. Шутов В.Д. Минеральные парагенезы граувакковых комплексов. М.: Наука, 1975. 110 с. Шутов В.Д., Дриц В.А., Сахаров Б.А. Динамика преобразования монтмориллонита в гидрослю* ду при региональном эпигенезе // Эпигенез и его минеральные индикаторы. М.: Наука, 1971. С. 54—62. Эмери К., Хант Дж., Кейс Э. Общий обзор проблемы термальных рассолов и рудных осадков Красного моря // Современное гидротермальное рудоотложение. М.: Мир, 1974. С. 7—26. Falini F. On the formation of coal deposits of lakustrine origin // Bull. Geol. Soc. America. 1965. V. 76. № 12. P. 1317—1346. Mott R. The Origine and composition of coals // Full. in science and practice. 1943. V. 22. № 1. P. 20—26. Van Tuyl F.M. Contribution to SaltDome Problem // Bull. Am. Assoc. Petrol. Geol. 1930. V. 14. P. 1041—1047. Vine J.D., Tourtelot E.B. Geochemistry of Lower Eocene Sandstone in the Rocky Mountain Region // Geol. Surv. Prof. Paper. 1973. V. 784. P. 36. Статья поступила 13.02.2013 В.Н. Холодов ТИПИ ЕЛІЗІЙНИХ СИСТЕМ І ПОВ’ЯЗАНІ З НИМИ РОДОВИЩА КОРИСНИХ КОПАЛИН У статті розглядаються елізійні процеси, пов’язані з катагенетичними перетвореннями плас тичних осадових порід в умовах замкнених фізикохімічних систем. Виділяються три типи елізійних перетворень, що відповідають ущільненню глин, вуглів та евапоритів; аналізуються механізми їх трансформації. Ключові слова: родовища, корисні копалини, стратисфера, елізійні системи, діапіри, грязьові вулкани. V.N. Holodov TYPES OF ELISION SYSTEMS AND MINERAL DEPOSITS RELATED TO THEM In the article the elision processes associated with the transformation of plastic catagenetic sedimentary rocks in a closed physical and chemical systems. There are three types of elision transformations respond ing compaction of clay, coal and evaporites. The mechanisms of their transformation are analyzed. Keywords: deposits, mineral resources, stratisphere, elision systems, diapir, mud volcanоes.

Типы элизионных систем и связанные с ними месторождения полезных ископаемых

Репозитарії

Схожі ресурси