Основы криогенеза литосферы - Романовский Н.Н.
ISBN 5—211—02379—X
Скачать (прямая ссылка):
Гидрогеохимическая вертикальная зональность является характерной особенностью АБ платформенного типа, влияющей на строение криолитозоны в разрезе. В вертикальном разрезе бассейнов выделяются следующие гидрогеохимические зоны: 1) пресных вод с минерализацией до 1 г/л преимущественно гидрокарбонатных кальциевых и натриевых; 2) солоноватых вод (1—10 г/л) переменного и сложного кати-онного и анионного состава, для которых характерно наличие сульфат-иона; 3) соленых вод (более 10 г/л); 4) рассолов (более 50 г/л). Для последних характерно преобладание хлорид-ных вод, натриевых и калиевых, а для глубоких частей структур — кальциевых и магниевых.
Мощности вертикальных гидрогеохимических зон неодинаковы в АБ молодых и древних платформ, сложенных к тому же породами разного генезиса и состава. Минимальная мощность 150—200 м верхней зоны пресных вод характерна для Тунгусского, Лено-Ангарского, Котуйского и Оленекского АБ Восточно-Сибирской артезианской области. Для них же характерна наибольшая мощность зоны соленых вод и рассолов, верхняя поверхность которой залегает на глубине 250—300 м от поверхности плато и до 50—100 м в днищах долин рек. Про
253
стирается эта зона до фундамента, составляя несколько километров. Зона солоноватых вод прерывиста по мощности и по латерали. Она достигает максимальных величин (100—150 м) под междуречьями, выклиниваясь к долинам рек.
Наибольшие мощности зоны пресных вод составляют в Якутском АБ (400—500 м) и в Западно-Сибирской артезианской области. Исключение составляет находящийся на ее севере Карский АБ, территория которого затапливалась в позднем кайнозое водами морских трансгрессий Полярного бассейна. Засоленность отложений глинистого состава, наличие солоноватых и соленых вод в водоносных коллекторах — характерная черта гидрогеологических структур равнинных территорий, открытых в сторону Северного Ледовитого океана.
Мощность зоны пресных вод возрастает с приближением к «областям питания АБ платформ, как внешним, так и внутренним, т. е. соответственно к горному обрамлению и платформенным ГМ. Она сокращается в центральных частях бассейнов. Связано это с уменьшением интенсивности водообмена от периферии к центру артезианских структур. Так, наибольшие зоны пресных вод в Якутском АБ характерны для Алданского крыла, где питание и сток осуществляются с Алданского ГМ прерывистого неглубокого промерзания. Северное, Анабарское, крыло Якутского АБ, как и сам Анабарский массив, глубоко проморожены. И тем не менее пресные трещинные льды в разрезе чехла встречаются до глубины 400—500 м. Это свидетельствует о былом активном водообмене, происходившем до начала сплошного глубокого промерзания этих структур. На этом этапе воды, стекавшие со стороны массива, промыли засоленные палеозойские породы, слагающие чехол платформы. Для этих пород в сопредельных частях бассейна характерно не только наличие соленых вод, но и прослоев галита, сильвенита, гипса и ангидрита.
Многолетний криогенез, т. е. глубокое охлаждение и промерзание пород осадочно-вулкаиогенного чехла, содержащих воды различной солености и состава, ведет к следующим крио-гидрогеологическим последствиям. Породы зоны пресных вод промерзают, образуя различное криогенное строение пород в массивах, о котором сказано ниже. При этом промерзание гидрокарбонатных кальциевых вод сопровождается выпадением из раствора СаСОз, опреснением льда и кальцитизацией пород. Породы зоны солоноватых вод и верхней части подзоны соленых в зависимости от концентрации и состава солей, а также глу-•бины охлаждения также преобразуется криогенезом. Общим является промерзание части гравитационных вод и переход их в опресненный лед при сохранении в растворе большей части солей и увеличении его минерализации. Этот процесс называется криогенным, концентрированием. В результате его в слоистых толщах пород артезианского чехла возникают линзы соленых вод, окруженные опресненным текстурообразующим льдом
254
в трещинах, кавернах и порах пород. При промерзании отрицательно температурные воды в линзах приобретают криогенный напор. В результате они частично отжимаются в другие межмерзлотные и подмерзлотные коллекторы. При понижении пластовых температур до —80C происходит выпадение в осадок мирабилита (Na2SO4-IOH2O) и сульфатизация пород. Наличие этого минерала на стенках трещин свидетельствует о понижении температуры на соответствующих глубинах до указанного выше значения. Повышение пластовой температуры приводит к растворению соленой водой опресненного текстурооб-разующего льда и к падению напора в межмерзлотных или внутримерзлотных линзах. Оттаивание подземных льдов в толще пород сопровождается появлением опресненных вод — криогенным опреснением, а также положительных гидрогеохимических аномалий на месте линз и подмерзлотных слоев, содержащих криопэги. Охлаждение сильно соленых вод и рассолов в разрезе АБ обычно не ведет к гидрогеохимическим криогенным преобразованиям.
Многолетний криогенез чехла АБ приводит к формированию' различных типов разрезов криолитозоны, названных С. М. Фо-тиевым (1976) «криогенными толщами».
