Билет 4. 2. Р-Т аномалии в разрезе НГБ.

Тепловой режим коры обусловливается происходящими в недрах Земли процессами, генерирующими тепло. Важнейшие из них - ядерные реакции и гравитационная дифференциация вещества. Предполагается, что при избирательном выплавлении в мантии

образуется материал пониженной плотности, который стремится продвинуться вверх. Те структуры, к корням которых поступает относительно легкое вещество, несущее с собой дополнительные порции тепла,характеризуются более высокими значениями теплового потока. Наиболее низкие значения теплового потока отмечаются в областях древней тектонической стабилизации, а высокие значения связаны с рифтовыми зонами, с глубоководными котловинами окраинных и внутренних морей. Интенсивность теплового потока изменяется во времени в связи со сменой тектонического режима. Выход тепла, генерируемого в недрах, осуществляется двумя путями: кондуктивным - через теплопроводность горных пород, и конвективным - через флюиды. Повышение температуры с глубиной идет с разной скоростью, что выражается геотермическим градиентом. Среднестатическое значение градиента 3°С/100 м, но в активных тектонических зонах (например, передовые хребты Кавказа в районе Грозного, некоторые районы Калифорнии) может достигать (8-12)°С/100 м. В особых условиях рифтовых зон градиент еще выше. По величинам геотермического градиента можно судить о распределении кондуктивного теплового потока. Геотермическая обстановка обусловливается и составом пород. Выделяются более и менее тепло проводящие (даже теплоизолирующие) толщи. Мощные глинистые толщи плохо проводят теплоту, в них значение геотермического градиента достигает 4,7°С/100 м (отложения юры платформенной части Туркмении). Галогенные толщи являются хорошими проводниками теплоты и способствуют выхолаживанию недр, градиент в них составляет 0,2-1,6°С/100 м. Конвективный теплоперенос в значительной мере обусловлен динамикой водных масс. В артезианских бассейнах относительная доля участия подземных вод в перераспределении тепла уменьшается по мере перехода от зоны свободного в зону весьма затрудненного водообмена. В центральных погруженных частях артезианских бассейнов роль вод в переносе тепла сильно снижается, тепловое режим здесь определяется другими факторами. На территориях, примыкающих к областям современного питания подземных вод, происходит региональное охлаждение недр. Зоны разгрузки гидротерм выделяются как повышенные тепловые аномалии. Повышение температуры имеет большое значение для процессов минералообразования, так как возрастает активность водных растворов, их растворяющая способность. Кварц, практически нерастворимый в воде при обычных температурах, при 300вС (и повышенном давлении) растворяется в количестве

2,45 мг/л, растворимость аморфного кремнезема еще выше - при 100°С - 380 мг/л. По правилу Освальда, повышение температуры на 10°С увеличивает скорость реакций вдвое. Возрастание температуры имеет огромное значение и для преобразования OB, в частности

углистого. Поскольку угли фиксируют максимальную достигнутую температуру, они являются "максимальным геологическим термометром". Давление, как температура, играет важную, но двоякую роль. При горно-геологических расчетах учитывают два вида давления -

гидростатическое и геостатическое (литостатическое). Первое предусматривает неразрывность водной фазы в породах ("водного столба") и приближенно рассчитывается на основе глубины залегания. При расчете геостатического или горного давления кроме толщины слоев (глубины залегания) учитывается-и их плотность, т. е. давление массы самих пород. Чтобы перейти от гидростатического к литостатическому давлению, нужно умножить первую величину на осредненную плотность (можно делать поинтервально). В общем случае производится умножение на 2,3. Кроме вертикальной нагрузки в сложноскладчатых областях необходимо учитывать и боковое (тангенциальное) давление.Это делается по результатам сравнения конкретных петрографических особенностей и интенсивности преобразований одинаковых или близких по типу пород. Давление флюидов в конкретном пласте называется пластовым. В водоносных пластах, сообщающихся с поверхностью, оно соответствует

гидростатическому. В зонах затрудненного водообмена за счет Уплотнения (снижения пористости) и выделения флюидов, отток которых затруднен, пластовое давление превышает гидростатическое. Возникает аномально высокое пластовое давление (АВПД). Это весьма

обычно для пластов, представляющих закрытые замкнутые системы в условиях отжима вод из пород (элизионный режим). АВПД может превышать гидростатическое давление в 2 раза и более. Это явление создает большие сложности при горных и буровых работах. Давление

на глубине может быть также и ниже гидростатического, это может случиться при разуплотнении пород, увеличении пористости или трещиноватости. Увеличение давления приводит к возникновению в глинах сланцеватости. При геостатическом давлении примерно 15 МПа глинистые частицы преобретают вторичную параллельно-оптическую ориентировку.

Билет 12. 1. Формирование коллекторов при перекристаллизации, доломитизации и под давлением. Перекристаллизация - это переход мелкокристаллических минеральных агрегатов в более крупнокристаллические. В широком смысле под перекристаллизацией подразумевается любое изменение морфологии и характера кристаллических индивидуумов с сохранением того же минерального вида; она может сопровождаться как увеличением, так и уменьшением зерен, а также изменением их габитуса. Перекристаллизация, сопровождающаяся увеличением размеров зерен, в кристаллографии носит название собирательной перекристаллизации. В геолого-петрографической литературе перекристаллизацией называют лишь процессы, приводящие к увеличению размеров кристаллов, в отличие от грануляции, вызывающей распад крупных кристаллов на более мелкие. Под раскристаллизацией понимается превращение аморфного вещества в кристаллическое. Процессы перекристаллизации особенно четко можно проследить на изменении структуры карбонатов. Седиментогенные и диагенетические карбонаты, как правило, пелитоморфные, либо микрозернистые, оолитовые, сгустковые. В катагенезе размеры кристаллов средние и крупные, сгустки и оолиты замещаются агрегатами таких кристаллов. При грануляции, по периферии обломочных зерен кварца возникают тончайшие каемки, в пределах которых монокристаллический кварц гранулирован. Подобные каемки можно наблюдать и в зернах микроклина. Ширина их составляет 0,02-0,03 мм. Микроклин каемок, в отличие от прекрасно выраженной двойниковой решетки кристалла, распадается на агрегаты, зерна неправильных лапчатых очертаний, лишенных двойниковой структуры.

Доломитизация является одним из ведущих факторов при формировании коллекторов. На образование доломита влияет соотношение в воде магния и кальция и общая величина солености. При более высокой концентрации солей требуется и большее количество растворенного магния. В процессе диагенеза доломит возникает за счет своих предшественников (магнезиальный кальцит). Первичная диагенетическая доломитизация не имеет существенного значения для формирования коллекторских свойств. Метасоматическая доломитизация в катагенезе более важна для преобразования коллекторов. Для доломитообразования необходимо поступление магния. Источники его могут быть различны. Одним из главных являются рассолы, связанные с соленосными толщами. При катагенетических процессах в условиях повышенных температур растворы теряют свой магний, обменивая его на кальций вмещающих пород. При этом происходит уменьшение объема, занятого доломитом, по отношению к объему кальцита. При катагенетической доломитизации особенно заметно увеличение пористости, так как процесс идет в породе с жестким скелетом, которая трудно поддается уплотнению. Общий объем породы сохраняется, а пустотность в ней за счет доломитизации повышается.Увеличение давления приводит к возникновению в глинах сланцеватости. При геостатическом давлении 15 МПа глинистые частицы преобретают вторичную параллельно-оптическую ориентировку. По объемной плотности глин можно судить о глубине их погружения и давлении, которое они испытали (если глины образовались в мелководном шельфовом бассейне,т.к в глубоководных илах, диагенез затягивается). Т.о. глины можно рассматривать как "максимальный геологический манометр", но только лишь при условии их относительной мелководности, а также при том, что на всю мощность толщи глины представлены однородными минеральными разностями. Так как глинистые минералы подвержены трансформации, то к определению глубин по плотности глин, следует учитывать их преобразования. При изучении уплотнения глин - в общем случае глины содержат относительно повышенное количество OB. Оно так же, как минеральное, а часто в еще большей степени подвержено термическому влиянию. Происходит термолиз, деструкция, образуется много жидких продуктов и газов. Давление в пустотах (внутрипоровое) повышается, для дальнейших преобразований необходим уход образовавшихся продуктов. В мощных глинистых толщах он сильно затруднен, вследствие этого все процессы могут затягиваться. Однако в случае сброса излишних веществ (трещина, разлом) и скачкообразного снижения давления происходит также скачкообразное преобразование пород - быстрое выпадение карбонатов и пр.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: