Гидрогеологическая история развития осадочных бассейнов
Лекция 7
Палеогидрогеология — отрасль геологических знаний, изучающих древние гидрогеологические условия и их развитие в течение геологического времени. Задачи палеогидрогеологии заключаются и реконструкции гидрогеологических условий минувших геологических эпох, изучении геологической деятельности литосферных вод, выявлении их роли в формировании, сохранении и разрушении различных полезных ископаемых.
В настоящее время палеогидрогеологические реконструкции используются при поисках месторождений металлических руд, пресныхи минерализованных вод, рассолов, а также скоплений УВ.
Изучение палеогидрогеологических условий, существовавших па различных этапах гидрогеологической истории осадочных бассейнов, позволяет воссоздать гидрогеодинамические, гидрогеохимические и гидрогеотермические условия, в которых происходили процессы нефтегазообразования, нефтегазонакопления и нефтегазоразрушения.
Палеогидрогеологические исследования базируются на представлении о тесной взаимосвязи геологических и гидрогеологических факторов и выявлении их роли в формировании водных растворов осадочных бассейнов земной коры. Исходным материалом для изучения ретроспективной роли геологических игидрогеологических факторов служат данные о геологическом строении исследуемого осадочного бассейна и прилегающих к нему идентичных бассейнов, кристаллических массивов или орогенных сооружений. Взаимовлияние этих геолого-гидрогеологических структур наблюдается в современных условиях и прослеживается в геологическом прошлом. Важное значение при палеогидрогеологических исследованиях имеет и анализ материалов по современной гидрогеологии, позволяющий судить о выявленных гидрогеохимических, гидрогеодинамических и гидрогеотермических закономерностях, которые являются следствием совокупности всех процессов, протекавших в различные периоды развития осадочного бассейна.
В этих процессах играет определенную роль ряд геологических факторов, среди которых доминирует тектонический фактор. Характер тектонических движений предопределяет пространственное распределение бассейнов седиментации и областей сноса в регионе, положение геоструктурных элементов различных порядка и знака, условия осадконакопления. Поэтому изучение направленности тектонических движений, периодичности и величины их амплитуды в течение геологического времени дает основание для выделения главнейших этапов развития осадочных бассейнов, с которыми тесно связаны и условия формирования подземныхвод в гидрогеологических структурах. К важным геологическим факторам относится и литологический. Литогенетические преобразования в осадочных породах бассейна оказывают существенное влияние на гидрогеологические процессы. В свою очередь гидрогеологические процессы проявляются на всех стадиях литогенеза и приводят к новообразованиям в породах. Изменения емкостиых и фильтрационных свойств как флюидопроводящих, так и флюидоупорных толщ в течение геологического времени, связанные с уплотнением осадков или их разуплотнением, влияют на условии миграции флюидов в водоносных комплексах. Рассмотренные факторы являются универсальными, роль других геологических факторов проявляется не во всех случаях. Анализ действия всех факторов в геологическом прошлом осадочного бассейна и изучений общих вопросов палеогидрогеологии (структурно-палеогидрогеологический анализ, по Е. А. Баскову) позволяет проводить детальные палеогидрогеологические реконструкции. Они подразделяются на палеогидрогеодинамические, палеогидрогеохимические и палеогидротермические.
В развитии гидрогеологических процессов в пределах комплекса осадков какого-либо района наблюдается определенная цикличность. Впервые в 1947 г. на это обратил внимание А. Н. Семихатов, который ввел в литературу понятие о гидрогеологических циклах. Позднее А. А. Карцевым, С.Б. Вагиным (1962) было уточнено понятие «гидрогеологический цикл» и обосновано выделение в цикле двух этапов: элизионного (седиментационного) и инфильтрационного.
Под гидрогеологическим циклом понимается период гидрогеологической истории водоносного комплекса или района, охватывающий элизионный и инфильтрационный этапы его развития. При этом элизионный этап гидрогеологического цикла — это отрезок гидрогеологической истории, начинающийся с осадконакопления и формирования пластовых вод в условиях уплотнения вмещающих и перекрывающих пород. Элизионный этап заканчивается с подъемом территории, регрессией и началом денудации пород. Под инфильтрационным этапом гидрогеологического цикла понимается отрезок гидрогеологической истории водоносного комплекса, на котором вследствие инверсий тектонических движений возникают условия, способствующий проникновению в него атмосферных и поверхностных вод. В зависимости от условий тектонического развития региона в гидрогеологической истории водоносных комплексов могут иметь место один или несколько гидрогеологических циклов. При палеогидрогеологических исследованиях нефтегазоносных бассейнов важное место занимает периодизация гидрогеологической истории, заключающаяся в выделении гидрогеологических циклов и этапов.
Исходным материалом для периодизации гидрогеологической истории служит сводный геологический разрез. В первом приближении время осадконакопления отвечает элизионным этапам, а перерывы в седиментации — инфильтрационным. Е. В. Пиннекер, кроме того, выделяет магматические этапы — отрезки времени проявления магматизма в гидрогеологической истории водоносного комплекса.
Большой объем информации для периодизации дают палеогеографические, литолого-фациальные, палеотектонические карты и графики, сведения о палеокарсте.
На основе геологического разреза и всей совокупности историко-геологических данных строится историко-гидрогеологический график (схема периодизации) для отдельного водоносного комплекса, района или для всего бассейна.
Периодизация гидрогеологической истории позволяет перейти к реконструкции гидрогеологических условий дифференцирования для отдельных (элизионных и инфильтрационных) этапов.