WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 ||

В зоне диагенеза и в верхней зоне катагенеза, от поверхности осадка на дне палеоводоёма и до глубины 2 км, в составе газовой фазы будут повсеместно преобладать СО2 и Н2S, возможно присутствие газообразных углеводородов. В илах оба газа имеют биохимическое происхождение, но ниже все большую роль начинают играть абиогенные СОи Н2 S, причем к нижней границе зоны в районах, где глинистая покрышка недостаточно проницаема, домирирует СО2, возникшая за счет рассеянных карбонатов. В жидкой фазе отжимаются Н2О и битумоиды. Термобарические параметры, в которых формируются газоводные растворы этой зоны, достигают 100-120°С и 420-500 атм. В породахколлекторах, а также зонах повышенной трещиноватости из растворов осаждаются сульфиды и карбонаты.

При большем погружении нефтематеринских толщ на глубины от 2 до 4 км, ведущим процессом становится отторжение из РОВ жидкой нефти, растворенных в воде углеводородов, газообразных углеводородов. Область, в которой реализуются процессы формирования битумно-нефтяных скоплений, ограничивают температуры от 120 до 200°С и давления от 500 до 1000 атм. Главным геохимическим процессом является эмиграция углеводородов в пласты-коллекторы, разломы и формирование в них залежей нефти и газа.

На глубинах от 4 до 5 км протекают процессы гидрослюдизации глин и дегидратации. Примерно в этом же интервале из РОВ формируются газообразные углеводороды, а также СО2 и Н2S. Эта стадия осуществляется при температурах 200-250°С и давлениях 1000-1200 атм.

Наконец, на глубинах 5-7 км пласты сильно преобразованных и измененных глин вновь становятся поставщиками СО2, Н2S, SiО2, отчасти газообразных углеводородов.

Приведенная выше зональность генерации газоводных растворов в осадочнопородных бассейнах элизионной группы не имеет четкой глубинной привязки; мощность различных зон находится в тесной связи с термической характеристикой конкретных регионов и плотностью пород, слагающих их разрезы. Интенсивность тех или иных преобразований, а иногда и их глубина зависят также от проницаемости глинистых покрышек, от первичного литолого-фациального состава осадочных пород. Так, формирование преимущественно монтмориллонитовых глин на катагенетической стадии порообразования будет стимулировать интенсивные процессы дегидратации; присутствие в разрезе глин, содержащих рассеянные карбонаты или сульфиды, будет способствовать интенсивному развитию углекисло-сероводородных явлений. Генерации разнообразных газов способствует преобразования органического вещества. Если в разрезах присутствуют горючие сланцы и породы, обогащенные седиментогенным органическим веществом в количестве Сорг > 1 %, то при их катагенезе на глубинах от 2 до 6 км согласно представлениям многих геологов генерируется нефть и газ. Такие отложения называют нефтематеринскими.

Формирование термальных растворов в ряде случаев может привести к мобилизации рудных компонентов из вмещающих глинистых пород и переотложению в пластыколлекторы и зоны повышенной трещиноватости. Этот механизм особенно типичен для тех компонентов, которые растворяются при избытке СО2 или Н2О и выпадают из растворов при их дефиците. Такими элементами являются, например, Fe и Mn; первый легко мигрирует в виде бикарбоната двухвалентного железа и осаждается при потере СО2, тогда как второй хорошо растворим в сероводородной обстановке.

Минерализованные воды и рассолы натриевого и кальциевого типов, относящиеся к захороненным вместе с осадками седиментационным морским водам, могут нагреваться в платформенных областях до 150-200°С. Они являются хорошими растворителями для многих элементов (Fe, Mn, Ni, Cu, Pb, Zn, Sr, Li, Cs, Au, Ag и др.). Металлоносные хлоридные термальные рассолы встречаются в современных артезианских бассейнах на глубинах 3-5 км и по составу могут соответствовать вулканогенным гидротермальным растворам..

В случае накопления больших масс монтмориллонитовых глин в аридных условиях и в континентальной окислительной обстановке, высвобождающиеся растворы могли быть окислительными (по ряду элементов, в частности Cu), пресными и гидрокарбонатными. Такие воды должны были опреснять минерализованные захороненные воды, что способствовало растворению, переносу ряда микроэлементов (J, B, Br, F, As, U, Sb и Hg).

В зонах глубокого катагенеза и газонефтеобразования могли формироваться рассолы, обогащенные металл-органическими соединениями. Так например, известны хорошо растворимые уран- и золотогуминовые комплексы, металл-хелатные, углеводородно-газортутные соединения и др. В местах интенсивного окисления, перепада рН, снижения давления и температуры они могут распадаться и формировать битумнометаллическое оруденение. Широко известны урано-битумные руды, ванадиеносные битумы, золотосодержащее керогеноподобное органическое вещество. В битумах отмечены концентрации U, Mo, V, Cr, Hg, Se, Pb, As, Cu, Ni, TR, крупные скопления галенита, сфалерита, марказита и киновари.

4. ПРИМЕРЫ МЕСТОРОЖДЕНИЙ Месторождения, генезис которых связан с постседиментационными преобразованиями (мобилизацией, перераспределением, концентрацией) первично осадочного вещества, можно разделить на объекты, связанные с грунтовыми водами, осадочнодиагенетические и осадочно-катагенетические.

Месторождения, связанные с грунтовыми водами. С деятельностью грунтовых вод связывают образование месторождений меди, редких земель, урана, легированных железных руд, марганца, бокситов, каолина, магнезита, талька, малахита, бирюзы, хризопраза и других полезных ископаемых. Во многих учебниках эти месторождения рассматриваются как образования линейных кор выветривания или инфильтрационные.

Главными факторами такого рудообразования являются:

• наличие крупных источников полезных компонентов в области питания грунтовых вод; развитие жаркого гумидного климата;

• интенсивное химическое выветривание и поступление больших масс полезных компонентов в грунтовые воды;

• медленные положительные конседиментационные движения крупных стабильных блоков земной коры, определяющие постоянное понижение уровня грунтовых вод;

• значительный объем грунтовых вод;

• большая протяженность и высокая контрастность геохимических барьерных условий.

Осадочно-диагенетические месторождения. Примером крупномасштабного осадочно-диагенетического рудообразования могут служить медные рудные тела Удоканского месторождения, локализованные в раннепротерозойской молассоидной толще.

Здесь согласные с вмещающими осадочными горизонтами рудные тела, повторяют размещение рукавов подводной дельты и располагаются в заливно-лагунных отложениях.

Осадочно-катагенетические месторождения. В качестве примера можно привести месторождения углеводородов (нефтегазоносные бассейны:Волго-Уральский, Днепрово-Донецкий, Северо-Каспийский, Западно-Сибирский, Ферганский, Азово-Кубанский, Сахалинский и др.), Джесказганское месторождение медистых песчаников (Казахстан), полиметаллические руды Мирлимсайского месторождения (Казахстан) и рудного района Миссури (США), сидеритовые руды Бакальской группы и Саткинское магнезитовое месторождение (Ю. Урал), золоторудное месторождение Кумтор (Киргизия), месторождения самородной серы, барита (в Уральской и Новоземельской провинциях), Суранское месторождение флюорита (Ю. Урал).

Генетические модели этих месторождений основывались на расчете баланса рудного вещества во вмещающих осадочных толщах и рудных телах. Наиболее наглядно это показали Н.П.Ермолаев с соавторамии (1994) для месторождения золота Кумтор.

На Кумторском месторождении протяженное золотое оруденение контролируется системой продольных нарушений в толще черных сланцев венда, развитых на периферии жесткого кристаллического массива рифейских вулканитов и метаморфитов. Выделяется два морфологических типа руд.

1. Субпластовые метасоматиты, развитые по простиранию черносланцевой толщи на многие сотни метров - километр, а по крупным продольным разломам - с перерывами на 10 км. Средние содержания Au в этих рудах - 4,26 г/т. Переходы промышленно интересных концентраций в нерудные породы неконтрастны. Минеральный состав руд:

кварц, альбит, пирит, реликтовые и переотложенные высокоуглеродистое вещество, небольшое количество ферродоломита. Температуры образования руд (около 300°С) соответствуют условиям глубокого катагенеза и начального регионального метаморфизма.

2. Штокверковые руды - контрастные, развиваются по метасоматитам. Содержания золота от 3-4 до 25 г/т. Состав руд: высокоуглеродистое вещество разрушается, но за его счет кристаллизуется большое количество анкерита и доломита. Отлагаются сульфа ты бария, стронция. В группе рудных минералов кроме пирита - теллуриды Au, Ag, Ni;

самородное золото и серебро, сульфиды Cu, Pb, гематит. Температуры образования минералов (260-180° С) - характеризуют обстановку поздней герцинской тектономагматической активизации.

Формирование оруденения первого морфологического типа связывается с первично осадочным накоплением золота в углеродистых породах и концентрацией его в черносланцевой толще за счет процессов катагенеза и начального регионального метаморфизма. Для доказательства этой гипотезы авторами проведен расчет баланса вещества для системы порода - рудная зона. Расчет показал, что при катагенезе пород (окварцевание которых освобождает Au) образуется рудный флюид, который разгружается под карбонатными (терригенно-карбонатными) экранами. Там, где таких перекрывающих пород нет, несмотря на высокие геохимические фоны благородных элементов, Au не концентрируется.

Приводятся следующие данные. На флангах рудного поля геохимический фон Au - 7,36-7,86 10-6 %; а в центральном (высокоуглеродистом) блоке, содержащем субпластовые рудные метасоматиты, - 1,3 10-6 %, т.е. в шесть раз ниже, чем на флангах. Эти фоновые значения в 10-40 раз превышают кларк золота в глинах и сланцах. В алевролитах фланга с альбит-серицит-графитовой составляющей связано 95% Au породы. В той же ассоциации в центральном блоке - только 65 %. Значит, в ходе замещения силикатов кварцем золото освобождалось и переходило в геохимическую миграцию.

В процессах окварцевания кристаллизуется большое количество пирита - главного концентратора рудного золота. В качестве источника тепла и металлоносного флюида («мобилизатора») рассматриваются крупные объемы осадков, вовлеченных в глубокий катагенез и начальный метаморфизм. Расчеты показывают, что для формирования 1 т руды со средним содержанием 4,3 г/т требуется переработать 25,6 м3 алевролита. Следовательно, для формирования 163 млн. т такой руды необходимы окварцевание и фельдшпатизация сланцев объемом 4,17 км3. Проведенные расчеты подтверждаются реальной обстановкой на месторождении.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Приведенные примеры показывают, что осадочно-катагенетические элизионные и инфильтрационные месторождения имеют важное промышленное значение. Этому способствует их большеобъемность, простая морфология рудных тел (пласты, линзы), часто небольшая глубина залегания. Эти месторождения имеют определяющее экономическое значение в энергетике и водоснабжении. Более половины мировых запасов свинца и около 40 % цинка, связывается с осадочно-катагенетическим генезисом. Инфильтрационные месторождения урана составляют около 50 % мировых запасов.

Несмотря на многие дискуссионные аспекты их генезиса, большинством исследователей доказывается, что при формировании данного типа месторождений используется собственный потенциал осадочно-породного бассейна – флюидный, вещественный и энергетический.

Литература 1. Анфимов Л.В. Литогенез в рифейских осадочных толщах Башкирского мегантиклинория (Ю. Урал). Екатеринбург: Изд-во УО РАН. 1997. С.174-274.

2. Вассоевич Н.Б. Теория осадочно-миграционного происхождения нефти (исторический обзор и современное состояние) // Изв. АН СССР. Сер. геол. 1967. № 11. С. 135156.

3. Хаин В.Е., Соколов Б.А. Роль флюидодинамики в развитии нефтегазоносных бассейнов // Вестник МГУ. Сер. геол. 1994. № 5. С. 3 –12.

4. Грановский А.Г., Грановская Н.В. Термобарогеохимический анализ процессов катагенеза среднерифейских отложений Башкирского мегантиклинория // Закономерности строения осадочных толщ: Материалы третьего Уральского литологического совещания. Екатеринбург: Изд-во УГГГА, 1998. С. 105 - 108.

5. Коссовская А.Г., Шутов В.Д. Типы регионального эпигенеза и их связь с тектонической обстановкой на материках и в океанах // Геотектоника. 1976. № 2. С. 15-30.

6. Кочергин А.В.,.Грановский А.Г., Шефер В.А.,.Грановская Н.В.,.Мельников Ф.П. Термобарогеохимические условия катагенетических преобразований силурийских отложений Зилаирского синклинория и генезис Янгиюльского полиметаллического рудопроявления // Вестн. Моск.Ун-та.Сер.4.Геология. 1998, № 6. С. 62-65.

7. Курило М.В. Стадиальные минералого-геохимические изменения в породах угленосной формации Донбасса // Литология и полезные ископаемые. 1993. № 2. С. 44-55.

8. Логвиненко Н.В., Шванов В.Н. К характеристике границы между осадочными и метаморфическими породами // Изв. АН СССР. Сер геол. № 3. 1973. С. 36-45.

9. Пиотровкий А.М. Влияние генетических особенностей на формирование физикомеханических свойств пород среднего карбона Донецкого бассейна // Вест. МГУ. Сер.

геол. 1984. № 2. С. 37-52.

10. Старостин В.И., Игнатов П.А. Геология полезных ископаемых: учебник. – М.: Изд-во МГУ, 1997. С. 177-184, 232-251.

11. Тимофеев П.П., Косовская А.Г., Шутов В.Д., Боголюбова Л.И., Дриц В.А. Новое в учении о стадиях осадочного породообразования // Литология и полезные ископаемые.

1974. № 3. С.58-82.

12. Хаин В.Е., Соколов Б.А. Рифтогенез и нефтегазоносность: основные проблемы// Геол. журнал. 1991. № 5. С. 3-16.

13. Холодов В.Н. Новое в познании катагенеза // Литология и полезные ископаемые.

1982. № 3. С. 3-22.

14. Холодов В.Н. Постседиментационные преобразования в элизионных бассейнах (на примере Восточного Предкавказья). М: Наука. 1983. С.3-7, 82-119.

15. Япаскурт О.В. О взаимоотношениях катагенеза и начального метаморфизма // Вест. МГУ. Сер.геол.. 1981. № 5. С. 33-38.

Pages:     | 1 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.