Особливості катагенезу в осадових басейнах, що містять галогенні формації
Проаналізовано розвиток поглядів на катагенетичні перетворення порід осадових басейнів, що містять галогенні формації, та виокремлення галокатагенезу як окремого типу катагенезу. Розглянуто вплив гідрогеологічних чинників та літолого-мінерального складу порід на перебіг та результати галокатаген...
Saved in:
| Published in: | Збірник наукових праць Інституту геологічних наук НАН України |
|---|---|
| Date: | 2010 |
| Main Author: | |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Інститут геологічних наук НАН України
2010
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/59397 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Особливості катагенезу в осадових басейнах, що містять галогенні формації / С.М. Стадніченко // Зб. наук. пр. Інституту геологічних наук НАН України. — 2010. — Вип. 3. — С. 99-110. — Бібліогр.: 48 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-59397 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Стадніченко, С.М. 2014-04-08T06:41:18Z 2014-04-08T06:41:18Z 2010 Особливості катагенезу в осадових басейнах, що містять галогенні формації / С.М. Стадніченко // Зб. наук. пр. Інституту геологічних наук НАН України. — 2010. — Вип. 3. — С. 99-110. — Бібліогр.: 48 назв. — укр. XXXX-0025 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/59397 552.53:(553.776:556.314.6)](477) Проаналізовано розвиток поглядів на катагенетичні перетворення порід осадових басейнів, що містять галогенні формації, та виокремлення галокатагенезу як окремого типу катагенезу. Розглянуто вплив гідрогеологічних чинників та літолого-мінерального складу порід на перебіг та результати галокатагенезу. Описано мінеральні продукти галокатагенезу (новоутворення доломіту, ангідриту та галіту), виявлені у відкладах нижньої пермі південно-східної частини Дніпровсько-Донецької западини. Показано теоретичне (як окремого різновиду катагенетичних перетворень) і практичне значення процесів галокатагенезу (зміна колекторських властивостей порід, формування високомінералізова-них металоносних розсолів) та ін. Проанализировано развитие взглядов на катагенетические преобразования пород осадочных бассейнов, содержащих галогенные формации, и выделение галокатагенеза как отдельного типа катагенеза. Рассмотрено влияние гидро геологических факторов и литолого-минерального состава пород на ход и результаты галокатагенеза. Описаны минеральные продукты галокатагенеза (новообразования доломита, ангидрита и галита), обнаруженные в отложениях нижней перми юго-восточной части Днепровско-Донецкой впадины. Показано теоретическое (как отдельной разновидности катагенетических преобразований) и практическое значение процессов галокатагенеза (изменение коллекторских свойств пород, формирования високоминерализованных металлоносных рассолов) и др. Progress of the views about rock catagenesis conversions of the sedimentary basins which contain salt formations and galocatagenesis defines as a different type of the catagenesis has been analyzed. The impact of the hydrogeological factors and lithology-mineralogical rocks compound at the galocatagenesis process and results have been examined. The galocatagenesis mineral products (neogenic dolomite, anhydrite and halite) located in the lower Permian sediments of the south-western part of the Dnipro-Donets basin have been described. The theoretical (as a different type of the catagenetic conversions) and practical importance of the galocatagenesis processes has been showed. uk Інститут геологічних наук НАН України Збірник наукових праць Інституту геологічних наук НАН України Регіональні проблеми літології Особливості катагенезу в осадових басейнах, що містять галогенні формації The catagenesis peculiarities of the sedimentary basins which contain salt formations Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Особливості катагенезу в осадових басейнах, що містять галогенні формації |
| spellingShingle |
Особливості катагенезу в осадових басейнах, що містять галогенні формації Стадніченко, С.М. Регіональні проблеми літології |
| title_short |
Особливості катагенезу в осадових басейнах, що містять галогенні формації |
| title_full |
Особливості катагенезу в осадових басейнах, що містять галогенні формації |
| title_fullStr |
Особливості катагенезу в осадових басейнах, що містять галогенні формації |
| title_full_unstemmed |
Особливості катагенезу в осадових басейнах, що містять галогенні формації |
| title_sort |
особливості катагенезу в осадових басейнах, що містять галогенні формації |
| author |
Стадніченко, С.М. |
| author_facet |
Стадніченко, С.М. |
| topic |
Регіональні проблеми літології |
| topic_facet |
Регіональні проблеми літології |
| publishDate |
2010 |
| language |
Ukrainian |
| container_title |
Збірник наукових праць Інституту геологічних наук НАН України |
| publisher |
Інститут геологічних наук НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
The catagenesis peculiarities of the sedimentary basins which contain salt formations |
| description |
Проаналізовано розвиток поглядів на катагенетичні перетворення порід осадових басейнів, що містять галогенні
формації, та виокремлення галокатагенезу як окремого типу катагенезу. Розглянуто вплив гідрогеологічних чинників
та літолого-мінерального складу порід на перебіг та результати галокатагенезу. Описано мінеральні продукти галокатагенезу (новоутворення доломіту, ангідриту та галіту), виявлені у відкладах нижньої пермі південно-східної частини
Дніпровсько-Донецької западини. Показано теоретичне (як окремого різновиду катагенетичних перетворень) і практичне значення процесів галокатагенезу (зміна колекторських властивостей порід, формування високомінералізова-них металоносних розсолів) та ін.
Проанализировано развитие взглядов на катагенетические преобразования пород осадочных бассейнов, содержащих галогенные формации, и выделение галокатагенеза как отдельного типа катагенеза. Рассмотрено влияние
гидро геологических факторов и литолого-минерального состава пород на ход и результаты галокатагенеза. Описаны
минеральные продукты галокатагенеза (новообразования доломита, ангидрита и галита), обнаруженные в отложениях
нижней перми юго-восточной части Днепровско-Донецкой впадины. Показано теоретическое (как отдельной разновидности катагенетических преобразований) и практическое значение процессов галокатагенеза (изменение коллекторских свойств пород, формирования високоминерализованных металлоносных рассолов) и др.
Progress of the views about rock catagenesis conversions of the sedimentary basins which contain salt formations and
galocatagenesis defines as a different type of the catagenesis has been analyzed. The impact of the hydrogeological
factors and lithology-mineralogical rocks compound at the galocatagenesis process and results have been examined. The
galocatagenesis mineral products (neogenic dolomite, anhydrite and halite) located in the lower Permian sediments of the
south-western part of the Dnipro-Donets basin have been described. The theoretical (as a different type of the catagenetic
conversions) and practical importance of the galocatagenesis processes has been showed.
|
| issn |
XXXX-0025 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/59397 |
| citation_txt |
Особливості катагенезу в осадових басейнах, що містять галогенні формації / С.М. Стадніченко // Зб. наук. пр. Інституту геологічних наук НАН України. — 2010. — Вип. 3. — С. 99-110. — Бібліогр.: 48 назв. — укр. |
| work_keys_str_mv |
AT stadníčenkosm osoblivostíkatagenezuvosadovihbaseinahŝomístâtʹgalogenníformacíí AT stadníčenkosm thecatagenesispeculiaritiesofthesedimentarybasinswhichcontainsaltformations |
| first_indexed |
2025-11-25T23:25:56Z |
| last_indexed |
2025-11-25T23:25:56Z |
| _version_ |
1850580049162403840 |
| fulltext |
Збірник наукових праць інституту геологічних наук нан україни. вип. 3. 2010 99
РЕГІОНАЛЬНІ ПРОБЛЕМИ ЛІТОЛОГІЇ /
РЕГИОНАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ЛИТОЛОГИИ
© С.М. Стадніченко, 2010
УДК 552.53:(553.776:556.314.6)](477)
С.М. Стадніченко
ОСОбливОСті катагенезу в ОСадОвих баСейнах, щО МіСтять галОгенні фОрМації
S.M. Stadnichenko
The caTageneSiS peculiariTieS of The SediMenTary baSinS which conTain SalT
forMaTionS
Проаналізовано розвиток поглядів на катагенетичні перетворення порід осадових басейнів, що містять галогенні
формації, та виокремлення галокатагенезу як окремого типу катагенезу. Розглянуто вплив гідрогеологічних чинників
та літолого-мінерального складу порід на перебіг та результати галокатагенезу. Описано мінеральні продукти гало-
катагенезу (новоутворення доломіту, ангідриту та галіту), виявлені у відкладах нижньої пермі південно-східної частини
Дніпровсько-Донецької западини. Показано теоретичне (як окремого різновиду катагенетичних перетворень) і прак-
тичне значення процесів галокатагенезу (зміна колекторських властивостей порід, формування високомінералізова-
них металоносних розсолів) та ін.
Ключові слова: галокатагенез, галогенна формація, розсіл, мінеральні новоутворення.
Проанализировано развитие взглядов на катагенетические преобразования пород осадочных бассейнов, содер-
жащих галогенные формации, и выделение галокатагенеза как отдельного типа катагенеза. Рассмотрено влияние
гидро геологических факторов и литолого-минерального состава пород на ход и результаты галокатагенеза. Описаны
минеральные продукты галокатагенеза (новообразования доломита, ангидрита и галита), обнаруженные в отложениях
нижней перми юго-восточной части Днепровско-Донецкой впадины. Показано теоретическое (как отдельной разно-
видности катагенетических преобразований) и практическое значение процессов галокатагенеза (изменение коллек-
торских свойств пород, формирования високоминерализованных металлоносных рассолов) и др.
Ключевые слова: галокатагенез, галогенная формация, рассол, минеральные новообразования.
Progress of the views about rock catagenesis conversions of the sedimentary basins which contain salt formations and
galocatagenesis defines as a different type of the catagenesis has been analyzed. The impact of the hydrogeological
factors and lithology-mineralogical rocks compound at the galocatagenesis process and results have been examined. The
galocatagenesis mineral products (neogenic dolomite, anhydrite and halite) located in the lower Permian sediments of the
south-western part of the Dnipro-Donets basin have been described. The theoretical (as a different type of the catagenetic
conversions) and practical importance of the galocatagenesis processes has been showed.
Keywords: galocatagenesis, salt formation, brine, neogenic minerals.
ВСТУП
Наявність потужних соленосних товщ у розрізі
осадових басейнів призводить до формуван-
ня підземних вод і розсолів, принципово від-
мінних за хімічним складом і мінералізацією.
Тому катагенез* порід осадових басейнів, що
містять галогенні товщі, може бути зрозумілий
тільки з врахуванням їх впливу або, за терміно-
логією В.І. Вернадського, динамічної рівноваги
розсоли–евапорити.
Вже понад століття проводяться досліджен-
ня окремих аспектів взаємодії в системі вода–
порода вченими: літологами — А.Є. Ферс-
маном, М.М. Страховим, Л.В. Пустоваловим,
М.В. Логвиненко, А.В. Копеліовичем, В.М. Холо-
довим, О.В. Япаскуртом, А.О. Махначем, гідро-
геологами — А.Є. Бабинцем, Є.В. Посоховим,
Б.І. Куделіним С.Л. Шварцевим В.В. Колодієм,
Є.В. Піннекером, Д.П. Шваєм, М.Г. Валяшком,
К.М. Варавою, Г.В. Богомоловим, геологами-
нафтовиками — М.Б. Вассоевичем, О.Ю. Лукі-
ним, А.Е. Конторовичем, С.Г. Неручевим та ін.
Проте фахівці неодноразово вказували на не-
обхідність застосування комплексного підходу
до вирішення цієї проблеми.
Враховуючи специфічний характер проце-
сів взаємодії в системі вода–порода басей-
нів із потужними товщами галогенних порід,
широкі масштаби розвитку, велике практичне
(із галогенними формаціями генетично і пара-
генетично пов’язані родовища вуглеводнів,
безпосередньо сировина кам’яної, калійної
*Катагенез (термін, що походить від грец. «ката» — вниз) трактується як стадія речовинно-структурних перетворень, що
відбуваються вже у власне осадовій породі при підвищеному тиску 10–200 МПа і температурі приблизно 25-200° С
(±25° С) за наявності і активної участі підземних вод та (або) порових розчинів (Логвиненко, Орлова, 1987; Тимофєєв,
1994; Япаскурт, 1999, 2004, 2005, 2008).
ColleCtion of sCientifiC works of the iGs nAs of UkrAine. Vol. 3. 2010100
С.М. СТАдНІчЕНкО
солей і бішофіту, самородної сірки та ін.) і тео-
ретичне значення, їх було виділено в особливу
групу постдіагенетичних перетворень. Згідно із
даними А.О. Махнача (1981, 1989, 2000), ката-
генетичні зміни, що відбуваються під впливом
надходження розсолів різного генезису в між-
та підсольову систему вода–порода, об’єднано
поняттям «галокатагенез» [9]. В.М. Холодов [17]
виділив даний тип катагенезу як «розсольно-
гравітаційний» для осадових басейнів інфіль-
траційного типу. О.В. Япаскурт [11] виділяє
гравітаційно-розсольний підтип катагенезу в
рамках інфільтраційного типу катагенезу як
процес перетворення порід під впливом інфіль-
трації розсолів вилуговування.
Галокатагенез є багатофакторним процесом,
який відбувається в багатокомпонентній систе-
мі вода–порода–газ. Фактори: геодинамічна
обстановка, що зумовлює р,t-умови; літолого-
мінеральний, хімічний склад порід; гідрогеоло-
гічні умови; геологічний час. Геодинамічна об-
становка є одним із найважливіших факторів,
що визначає гідродинамічний режим регіону:
напрямок, швидкість і характер руху підземних
вод і безпосередньо впливає на перебіг та ре-
зультати процесів взаємодії в системі вода–
порода.
Метою даної роботи є постановка проблеми
та обґрунтування актуальності досліджень про-
цесів галокатагенезу в осадових басейнах, що
містять галогенні формації.
Вирішувались такі задачі: 1) аналіз літолого-
мінералогічних, гідрогеохімічних та гідродина-
мічних факторів галокатагенезу; 2) характе-
ристика мінеральних продуктів галокатагенезу;
3) практичні аспекти — aналіз впливу галоката-
генетичних перетворень на колекторські влас-
тивості нафтогазоносних порід, формування
родовищ промислових йод-бромних, поліме-
тальних вод та ін.
Дослідження цього типу катагенезу є актуаль-
ним для України, де, як відомо, є чотири осадо-
вих басейни з потужними галогенними фор-
маціями: Передкарпатський, Закарпатський,
Переддобрудзький та Дніпровсько-Донецький.
Вивчення процесів взаємодії в системі
вода–порода, що зумовлена надходженням у
між- та підсольові комплекси розсолів, поділя-
ється на дослідження механізмів аутигенного
мінералоутворення та зміни (метаморфізації*)
хімічного складу розсолів.
ЛІТОЛОГО-МІНЕРАЛОГІЧНІ ТА ГІДРОГЕОЛОГІЧНІ
ЧИННИКИ ГАЛОКАТАГЕНЕЗУ
Вивченню питання генезису, динаміки і фор-
мування хімічного складу підземних вод ба-
сейнів з потужними товщами галогенних
формацій присвячено роботи А.Є. Бабинця,
Є.В. Посохова, Б.І. Куделіна С.Л. Шварцева,
В.В. Колодія, Є.В. Піннекера, Д.П. Швая, М.Г. Ва-
ляшка, К.М. Варави, Г.В. Богомолова, В.І. Ляль-
ка, К.І. Макова, Л.К. Гуцала, Ю.С. Застежка,
В.А. Кривошеї, Е.Е. Лондона, А.Ф. Романюка,
В.А. Терещенка, О.А. Махнача та ін.
Як відомо, розробляється три концепції
гене зису підземних вод — седиментаційна, ін-
фільтраційна та ювенільна [1]. Проте у зв’язку
із наявністю в розрізі басейну осадконакопи-
чення галогенних формацій розроблено гіпо-
тези формування розсолів, що поділяються
на такі групи: магматогенна (ювенільних вод);
седиментогенна (нерозбавленої ропи басейнів
седиментації); седиментогенно-інфільтрогенна
(метаморфізованих вод різного генезису) та ін-
фільтрогенна [3, 6, 44].
Басейни з галогенними формаціями (суль-
фатними, галітовими, калійними) містять під-
земні води широкого діапазону мінералізації
— розсоли натрієвого, кальцієвого і рідше маг-
нієвого складу (під терміном «розсоли» в даній
роботі розуміються води із мінералізацією по-
над 35 г/л, за А.І. Дзенс-Литовським, І.К. Зай-
цевим, М.Г. Валяшком, Є.В. Піннекером) [3].
Ювенільна гіпотеза не пояснює деяких геохі-
мічних особливостей та закономірностей поши-
рення розсолів, тому за генезисом виділяють:
— Води вилуговування (формуються в ре-
зультаті вилуговування (розчинення) галоген-
них мінералів інфільтрогенними водами) — при
загальній мінералізації менше 320 г/л роз соли
мають зазвичай хлоридний натрієвий склад
(характеризуються низькими концентраціями
кальцію, магнію, стронцію, калію, літію, брому
та йоду, концентрація сульфату-іону звичай-
но досить висока); коли вилуговуються калійні
солі, різко зростає концентрація калію і брому.
— Седиментогенні води (води басейнів
седи ментації) і води змішаного генетичного
типу (в яких седиментогенні води певною мірою
заміщені давніми інфільтрогенними водами і
метаморфізовані в результаті їх взаємодії з вмі-
щуючими породами) — при мінералізації понад
320 г/л мають хлоридний натрій-кальцієвий,
*Метаморфізація розсолів — сукупність геохімічних процесів, що відбуваються з розсолами після їх захоронення у
вміщуючих породах (Крайнов, Швець 1992).
Збірник наукових праць інституту геологічних наук нан україни. вип. 3. 2010 101
ОСОБЛИвОСТІ кАТАГЕНЕзу в ОСАдОвИх БАСЕйНАх, щО МІСТяТЬ ГАЛОГЕННІ фОРМАцІЇ
кальцієвий або магнієвий склад. Через висо-
кий ступінь мінералізації, що перевищує роз-
чинність NaCl у воді, ці розсоли називають кон-
центрованими [12]. В підвищених кількостях
вони містять калій, бром, стронцій, сірководень,
а також літій, барій, бор та інші елементи, мало
сульфатів [1, 3, 6, 12].
Концентровані хлоридно-кальцієві розсоли
широко розповсюджені в палеозойських від-
кладах Прип’ятсько-Дніпровсько-Донецького
авлакогену, кембрійських породах Сибірської
платформи, відкладах девону Північноамери-
канської платформи та ін. [1, 3, 10, 12, 34].
Встановлено геохімічні критерії, що дозво-
ляють відокремити розсоли седиментогенні
від розсолів вилуговування, а також перехідні
між ними розсоли змішаного генетичного типу.
В якості основного критерію генетичного роз-
поділу розсолів зазвичай використовується
залежність між rNa/rCl та Cl/Br коефіцієнтами,
що відображає природні процеси концентрації
морської води в сучасних лагунах і процеси ви-
луговування солей. Наприклад, високомінера-
лізовані Ca-CI розсоли поширені в під сольовій
товщі пермського басейну Західного Техасу
і Оклахоми, (rNa/rCl<0,8; M>300г/л), тоді як
Na-CI розсоли вилуговування (rNa/rCl>0,9;
M<290г/л) виявлені в надсольовій зоні та
глибокозалягаючому водоносному горизонті
товщі Вольфкампіан [23, 43].
Розсоли цих типів суттєво відрізняються не
тільки за хімічним складом, а й за місцем поши-
рення в розрізі басейну. В осадових басейнах,
що містять галогенні формації, виділяють надсо-
льову (навколосольову), між- і підсольову зони
катагенетичних перетворень. У над- і навколо-
сольовій зонах осадових басейнів залягають
розсоли вилуговування [2, 10, 11]. В під- і між-
сольовій зонах поширені седиментогенні роз-
соли та розсоли змішаного типу [2, 10, 17]. Під
регіонально витриманими гіпсо-ангідритовими
формаціями звичайно залягають седименто-
генні розсоли з мінералізацією 140–280 г/л,
під галогенними формаціями, представленими
кам’яною і калійно-магнезіальними солями, а
також між цими формаціями і в середині них —
розсоли із мінералізацією 280–600 г/л.
Основними механізмами надходження роз-
солів у під- і міжгалогенні товщі є струменеве
гравітаційне просочування важких розсолів
вниз, а більш легких вод уверх (по порах, трі-
щинах, розломах і зонах бокових контактів со-
ляних куполів), а також відтискання міжкрис-
тальної ропи, що може видалятися із соляних
відкладів, в результаті їх ущільнення (за елізій-
ним механізмом). При відтисканні, на відміну
від гравітаційного стікання, можливе не тільки
вертикальне низхідне стікання розсолів, а й ла-
теральний рух під галопелітовими прошарками
як безпосередньо по соляних пластах, так і по
внутрішньо сольових карбонатних і піщаних пач-
ках. Ще одним механізмом поповнення ресур-
сів розсолів, що мігрують в порово-тріщинному
просторі порід між- і підсоленосних зон, є мігра-
ція ропи рідких і газово-рідких включень в гало-
генних мінералах [2, 10, 33].
Перерозподіл маси та розчиненої речовини
розсолів здійснюється шляхом гравітаційного
переміщення та дифузії, відбувається змішу-
вання розсолів різних стадій генерації між со-
бою, а також із первинними маточними водами
і дегідратаційними водами (катагенетичних пе-
ретворень глинистих мінералів та реакції пере-
ходу гіпс–ангідрит) [22]. Ці процеси направлені
на зміну хімічного складу та мінералізації під-
земних вод, що призводить до формування ви-
сокомінералізованих хлоркальцієвих розсолів.
Галогенні формації містять кальцієві кар-
бонати й ангідрит; коли з ними контактують
розсоли, гранично насичені NaCl (мінераліза-
ція 320 г/л), створюються умови для нагрома-
дження і концентрації СаСl
2
— солі з найбільш
високою розчинністю. Розсіл перетворюється
спочатку в хлоридний натрієвий → натрієвий →
кальцієво-натрієвий, а потім у хлоридний каль-
цієвий. Джерелом кальцію є карбонати, але
провідне значення має перехід кальцію з ангі-
дритів (Шварцев, 1975). Перехід кальцію мож-
ливий також з теригенних порід, наприклад при
альбітизації плагіоклазів [5].
Сульфати виводяться із розчину у формі гіп-
су, а магній — у формі доломіту, що призводить
до відносної концентрації хлоридів кальцію.
На можливість катагенетичного походження
доломіту у зв’язку з формуванням хлоркальці-
євих вод вказували В.І. Гуревич, А.І. Осипова,
Ю.С. Кормілець, А.О. Махнач та інші вчені. При-
чиною підвищеного вмісту кальцію може бути
і катіонний обмін. При наявності в породах ін-
ших сульфатних мінералів рідка фаза збагачує-
ться стронцієм, барієм та іншими елементами.
Обов’язковими умовами концентрації роз солів
вважаються тривалість процесу в масштабі
геологічного часу, відновна обстановка і термо-
динамічні умови, властиві зоні досить утрудне-
ного водообміну [14, 28].
ColleCtion of sCientifiC works of the iGs nAs of UkrAine. Vol. 3. 2010102
С.М. СТАдНІчЕНкО
Інший склад порід необхідний для утворення
хлоридних магнієвих розсолів. Ці розсоли зви-
чайно не контактують із кальційвмісними поро-
дами, а пов’язані з товщами кам’яної і калійної
солей. Висока концентрація хлориду магнію
зобов’язана не стільки маточній ропі, скільки
процесам вилуговування карналіту дегідрата-
ційними та інфільтрогенними водами [12, 31].
Звідси стає зрозумілим приуроченість хлорид-
них магнієвих розсолів до калійних родовищ
(Передуралля, Німеччина, басейн Atalante в
Середземному морі та ін.) і, як правило, відсут-
ність їх в карбонатних і ангідритових товщах.
Аналогічним чином відбувається й збагачення
розсолів калієм. Високі його вмісти в розсолах
виявляються тільки там, де в геологічному роз-
різі поширені калійні солі.
Так, на незначній по площі території
Mediterranean Ridge (Східно-Середземно-
морського валу) виявлено три придонні озера
розсолів: Urania, Atalante і Discovery [31]. Роз-
соли даних озер сформувалися внаслідок під-
водного розчинення месинських евапоритів
(що виходять на поверню дна моря чи близько
до неї), наявність яких підтверджена сейсмічни-
ми даними. Різниця хімічного складу розсолів
даних озер пояснюється розчиненням різних
шарів розрізу месинських евапоритів. Підводне
розчинення месинських евапоритів відбуваєть-
ся в умовах потужних син- та постмесинських
тектонічних деформацій та в місцях, де постме-
синські відклади мають незначну потужність.
Накопичення розчинених солей (розсолів) мож-
ливе за умови існування закритої депресії, в ін-
шому випадку придонні потоки розбавляють та
переносять розсоли, що перешкоджає їх нако-
пиченню. Поверхня поділу морської води та роз-
солу досить чітка, проте вона залягає на різних
глибинах у басейні Urania (3455 м) та Atalante
(3344 м), які розташовані на відстані кількох кі-
лометрів (рис. 1). Покрівля месинських евапо-
ритів знаходиться вище поверхні розсольного
озера південно-східної частини басейну Urania
і нижче поверхні розсолу басейну Atalante. Два
розсольних озера являють собою дві різні гід-
рогеологічні системи і відрізняються за хіміч-
ним складом. Розсоли озера Atalante суттєво
насичені калієм, що, ймовірно, пов’язано із
хлоридами калію, які є характерними для най-
вищих шарів евапоритової товщі. Вміст хлору в
розсолах басейну Urania становить 120 г/л, тоді
як у Середземному морі — 22 г/л. Розсоли ба-
Рис. 1. Сейсмічний профіль дна Середземного моря (території басейнів Urania та Atalante) [31]
Збірник наукових праць інституту геологічних наук нан україни. вип. 3. 2010 103
ОСОБЛИвОСТІ кАТАГЕНЕзу в ОСАдОвИх БАСЕйНАх, щО МІСТяТЬ ГАЛОГЕННІ фОРМАцІЇ
сейну Discovery мають найвищу мінералізацію,
будь-коли виявлену в морському середовищі —
вміст хлору становить 260 г/л. Вони сформува-
лись в результаті розчинення бішофіту.
На надходження багатьох елементів (не тіль-
ки Ca, Mg, K, а й Br, B, Li та ін.) з порід вказує по-
дібність мікрокомпонентного складу розсолів
і галогенних формацій. Незначні концентрації
йоду в розсолах легко пояснюються низьким
його вмістом у породах. Переходу елементів із
солей у розчин на значних глибинах сприяє мо-
лекулярна дифузія; при цьому підвищення тем-
ператури і тиску може призвести до вибірково-
го розчинення окремих елементів у кількостях,
набагато більших, ніж утримується в ропі [2, 3,
6, 7, 12, 15, 17, 40, 46, 48]. Бром, відповідно до
його розподілу в галоїдних солях (галіті, сильві-
ні і карналіті) здатний переходити в рідку фазу
в значних кількостях. Певною мірою бром зви-
чайно успадкований від маточної ропи. Однак у
набагато більших кількостях він може надходи-
ти з мінералів солей. Варто враховувати, що зі
збільшенням температури й тиску розчинність
сполук брому сильно зростає [19].
Аналізи хімічного та ізотопного складу під-
земних вод силур-девонських відкладів басей-
ну Іллінойс (США) вказують на певні геологічні
процеси, що призвели до наявного складу роз-
солів [43]. В результаті метаморфізації хімічно-
го складу седиментогенні розсоли з підвищеним
вмістом К і Mg перетворилися на Na-Ca-Cl. Спо-
стерігається зменшення вмісту Na i K внаслідок
взаємодії з глинистими мінералами, насичення
Ca і втрата Mg в результаті доломітизації кар-
бонатів, підвищенні концентрації Sr внаслі-
док пере кристалізації CaCO
3
та доломітизації.
Ізотопні аналізи стронцію вказують на його
надходження в результаті катагенетичних пе-
ретворень розсолів та 87Sr — насичених нафто-
вих флюїдів, що, ймовірно, мігрували в силур-
девонські карбонати із вапняків New Albany.
Співвідношення ізотопів кисню вказують також
на надходження в розсоли метеорних вод. Та-
ким чином, розсоли басейну Іллінойс є розсо-
лами змішаного типу, що утворилися внаслідок
метаморфізації маточних розсолів, надходжен-
ня метеорних вод та нафтових флюїдів.
Вплив геодинамічної обстановки на
гідродинаміку
Описані процеси формування хімічного складу
розсолів та механізми їх надходження в суміж-
ні товщі залежать від геодинамічної обстанов-
ки, що визначає р,t-умови і гідродинамічний
режим регіону.
Відповідно до останніх досліджень
J.K. Warren, С.Б. Шехунова та ін. [13, 20, 47]
серед басейнів, що містять потужні галогенні
товщі, розрізняють: осадові басейни рифтів;
пасивних, активних та конвергентних окраїн
континентів; пост-орогенного занурення; акти-
візації платформ і накладених синекліз.
В таблиці наведено приклади впливу геоди-
намічної обстановки і роль галогенних відкла-
дів у формуванні хімічного складу та поширенні
розсолів ряду осадових басейнів.
Таким чином, потужні галогенні товщі у роз-
різі басейну седиментації: суттєво впливають
на хімічний склад підземних вод (загальну мі-
нералізацію та концентрації макро- і мікроеле-
ментів); можуть відігравати роль непроникно-
го екрану, що спрямовує потік тепла і флюїдів
на підсоленосні відклади; є джерелом флюїдів
(седиметогенних розсолів, маточної ропи); слу-
гують шляхами надходження глибинних флюї-
дів (зони бокових контактів солянокупольних
структур) у вищезалягаючі товщі; призводять до
формування високомінералізованих розсолів
і осадження з них аутигенного ангідриту, гіпсу,
доломіту, галіту та ін.
Процеси взаємодії в розглянутій системі
вода–порода призводять до формування роз-
солів специфічного хімічного складу і виклика-
ють катагенетичні перетворення порід в агре-
сивній (нерівноважній) щодо вміщуючих порід
обстановці.
МІНЕРАЛЬНІ ПРОДУКТИ ГАЛОКАТАГЕНЕЗУ
Процеси, об’єднанні поняттям «галокатаге-
нез» призводять до утворення доломіту, гіпсу,
ан гідриту, галіту та деяких інших мінералів в
між- та підсоленосних зонах. З тією або іншою
детальністю вони охарактеризовані, напри-
клад, у відкладах кембрію і протерозою Іркут-
ського амфітеатру, ордовику формації Вінніпег
(Канада), силуру формації Саліна (США), девону
Прип’ятського прогину, пермі, девону і карбону
Дніпровсько-Донецької западини (ДДЗ), карбо-
ну і пермі Прикаспійської западини, тріасу на
півночі ФРН, келовею–оксфорду на сході Турк-
менії, палеогену Передкарпатського прогину,
неогену Польщі та багатьох інших [11]. На рис. 2
представлено електронномікроскопічні знімки
новоутворень доломіту, ангідриту, бариту та га-
літу, виявлені в породах теригенної червоноко-
лірної формації нижньої пермі південно-східної
ColleCtion of sCientifiC works of the iGs nAs of UkrAine. Vol. 3. 2010104
С.М. СТАдНІчЕНкО
Тип осадового
басейну
Розташування джере-
ла розсолу, його вік
Роль галогенних відкладів
Осадові басейни
рифтів (pull-apart,
continrntal rift)
Мертве море, Серед-
ній Схід; міоцен
Галогенні відклади є джерелом високої мінералізації розсолів, що призво-
дить до їх перенасичення і аутигенного мінералоутворення
Розчинення галіту Мертвого моря є джерелом розсолів для водоносних
горизонтів навіть на відстані понад 100 км від рифту.
Розчинення галогенних відкладів міоценового віку та пов’язана з ним
міграція розсолів активізує зони доломітизації в суміжних карбонатних
водоносних горизонтах крейдового віку [29, 41]
Прип’ятський прогин;
девон
Галогенні відклади є джерелом флюїду та вторинного мінералоутворення
В галогенних товщах Прип’ятського прогину широко представлені кам’яна
і калійно-магнезіальні (сильвін, карналіт) солі. Їх осадження було можливе
із ропи з мінералізацією 280–450 г/л.
Надходження маточної ропи в під- та міжсоленосні товщі обумовило утво-
рення основних мінеральних продуктів галокатагенезу, включаючи галіт
[10]
Дніпровсько-
Донецька западина;
девон
Галогенні відклади є джерелом високої мінералізації розсолів, а зони бо-
кових контактів соляних куполів слугують шляхами надходження глибинних
флюїдів
Підземні води девонських відкладів розміщуються в зоні утрудненого
водообміну. Ступінь метаморфізації цих вод завжди значно вищий, ніж
у водах, поширених на ділянках соляних штоків, які порушують природне
залягання порід, змінюючи гідрогеологічні умови (Ісачківська, Роменська,
Слов’янська, Калайдинцівська, Олишівська структури). На Зачепилівській
солянокупольній ділянці виявлено йод-бромні води із аномально високим
вмістом йоду (50,8–146,5 мг/л), стронцію (500 мг/л) і бору (260 мг/л), що
сформувалися внаслідок вертикальної міграції глибинних флюїдів по зо-
нах тектонічних порушень із підсольових девонських відкладів [19, 20]
Осадові басейни
пасивних окра-
їн континентів
(passive margin
burial, passive
margin basins,
marginal sag
basins)
Ліонська затока,
Франція; міоцен
Галогенна товща відіграє роль непроникного екрану, що залишається не-
порушеним завдяки пасивному тектонічному режиму занурення басейну
Стратиформна пізньоміоценова галогенна товща представляє собою
потужний екран, що змінює напрямок циркуляції вод і потоку тепла на під-
сольові відклади [25]
Gulf Cost Мексикан-
ська затока; юра
Галогенні відклади є джерелом високої мінералізації розсолів
У відкладах міо-плейстоцену біля соляного діапіру виявлена циркуляція ви-
сокомінералізованих розсолів вилуговування, що сформувалися внаслідок
розчинення галогенних порід [26, 27]
Західна частина West
Hackberry Dome,
узбережжя затоки
Луізіана; юра
Галогенні відклади є джерелом високої мінералізації розсолів, що призво-
дить до їх перенасичення і аутигенного мінералоутворення
Навколосольові води спричинили катагенетичні перетворення відкладів,
суміжних із соляним штоком. Потік високомінералізованих розсолів вилу-
говування, направлений на суміжні відклади слугував джерелом сульфатів
кальцію. Бурінням виявлено прошарок з аутигенним кальцит-піритовим
цементом в міоценових пісковиках, суміжних із штоком на глибинах 1,4-
2,1 км на площі 1,5×1,5 км [33]
Окраїнні карбонати
басейну Кеннінг, Ав-
стралія; девон
Галогенні відклади є джерелом високої мінералізації розсолів, що призво-
дить до їх перенасичення і аутигенного мінералоутворення
Розсоли з високим вмістом хлоридів металів утворилися внаслідок роз-
чинення галогенних відкладів силуру в центрі басейну. Розсоли рухаються
по розломах простягання до окраїн басейну, що призводить до осадження
доломіту [46, 48]
Осадові басейни
конвергентних
окраїн (collision
margin burial,
margin cratonic
basins, foreland
basins)
Басейни Urania,
Atalante і
Discovery,Середземне
море; міоцен
Галогенні відклади є джерелом високої мінералізації розсолів
Розсоли донних «озер» сформувалися внаслідок підводного розчинення
месинських евапоритів (що виходять на поверхню дна моря чи близько до
неї), наявність яких підтверджена сейсмічними даними [31]
Передкарпатський
прогин; міоцен
Внаслідок розчинення галогенних товщ формуються розсоли вилуговуван-
ня із високим вмістом брому, йоду, бору і літію, приурочені до палеозой-
ських та юрських відкладів (ділянки Мединичі, Коханівка та Уріж) [19]
Піренеї, Південна
Франція та Північна
Іспанія; тріас
Глибинні пластові розсоли, що сформувалися внаслідок вилуговування
тріасових галогенних товщ по тріщинах та поверхнях тектонічних порушень
надходили до кристалічного фундаменту Піренеїв під час герцинського
орогенезу [24, 32, 45]
Таблиця. Вплив геодинамічної обстановки і роль галогенних відкладів у формуванні хімічного складу та
циркуляції розсолів деяких осадових басейнів
Збірник наукових праць інституту геологічних наук нан україни. вип. 3. 2010 105
ОСОБЛИвОСТІ кАТАГЕНЕзу в ОСАдОвИх БАСЕйНАх, щО МІСТяТЬ ГАЛОГЕННІ фОРМАцІЇ
Осадові басейни
конвергентних
окраїн (collision
margin burial,
margin cratonic
basins, foreland
basins)
Фомація Слейв Поінт,
Канада; девон
Галогенні відклади є джерелом седиментогенних розсолів
Пізньокембрійське стиснення, пов’язане із орогенезом, призвело до ви-
тіснення басейнових розсолів через карбонати південної частини Скеляс-
тих гір і сформувало формацію доломітів осадження Прескуіле [35, 36]
Розлом Тімор,
північний-захід Ав-
стралії; силур
Галогенні відклади є джерелом седиментогенних розсолів
Джерелом розсолів мезозойських вуглеводневих пасток слугують палео-
зойські евапорити. До активізації потоку розсолів призвела короткочасна
інверсія в міо-плейстоцені і пов’язаний із нею розвиток розломів, ви-
кликаний колізією Австралійської плити та південно-східної Азії, внаслідок
чого гарячі високомінералізовані розсоли глибинних галогенних товщ
мігрували по розломах у верхні горизонти [30, 37]
Пост орогенного
занурення (post
orogenic burial)
Басейн Ебро, Іспанія;
тріас
Галогенні відклади є джерелом високої мінералізації розсолів
За даними палеогідрологічних реконструкцій встановлено, що джерелом
розсолів соляних озер басейну Ебро в міоцені слугували тріасові ева-
порити Iberian range західної окраїни басейну. Вилуговування тріасових
галогенних відкладів відбувалося внаслідок глибинної циркуляції метео-
рних вод по розломах ущільнення окраїни басейну [39]
Пермський басейн
(Anadarko, Midland
та Palo Duro Basins),
Західний Tехас і
Oклахома; Формація
Сан Андрес, перм
Розчинення галогенних товщ в пост-орогенній континентальній обстанов-
ці слугує джерелом розсолів для нижчезалягаючих напірних водоносних
горизонтів. Розсоли Na-Cl складу, що залягають неглибоко від поверхні
в підсольових відкладах (пісковиках) вздовж окраїн басейнів Anadarko,
Midland та Palo Duro, перетворилися на високомінералізовані внаслідок
розчинення галіту глибоко циркулюючими метеорними водами. Ці басейни
складають частину Пермського басейну Західного Техасу і Оклахоми [23,
43]
Басейн Альберта,
Канада; девон
Приповерхневі розсоли вилуговування, що сформувалися внаслідок
розчинення галогенних відкладів басейну змішуються із меншмінералізо-
ваними глибокоциркулюючими метеорними водами напірних водоносних
горизонтів. В розрізі басейну є два типи розсолів: «важких розсолів», які
є седиментогенними (залишковими) евапоритовими розсолами, та «легкі
розсоли», що, ймовірно, сформувалися внаслідок розбавлення важких
розсолів в результаті глибинної циркуляції метеорних вод. Поверхня роз-
ділу між даними розсолами обумовлена неоднорідністю проникності порід
водоносного горизонту, та коливанням п’єзометричних рівнів [34]
Активізації плат-
форм, активних
окраїн, накла-
дених синекліз
(interior sag basins,
interior cratonic,
intracratonic)
Дніпровсько-
Донецька западина;
перм
Галогенні відклади є джерелом високої мінералізації та підвищених кон-
центрацій мікроелементів розсолів, що призводить до їх перенасичення і
аутигенного мінералоутворення
У водоносному горизонті, приуроченому до нижньопермських теригенних
підсоленосних відкладів, виявлено високомінралізовані розсоли хлор-
кальцієвого складу із високим ступенем метаморфізації і підвищеним
вмістом мікрокомпонентів. На хімічний склад розсолів суттєво впливають
галогенні відклади, що найбільш проявляється в південно-східній час-
тині западини (наприклад, Шебелинська структура — мінералізація вод
сягає 314 г/л). Також виявлені новоутворення доломіту, ангідриту, бариту
та галіту в породах теригенної червоноколірної формації нижньої пермі
південно-східної частини ДДЗ (Кобзівська, Мар’янівська, Північноволвен-
ківська площі) [19-21]
Алжірська Сахара;
тріас
Галогенні відклади є джерелом флюїду та вторинного мінералоутворення
В результаті надходження ропи галогенних товщ до нижчезалягаючих
горизонтів формуються метаморфізовані хлоркальцієві розсоли. Доведено
взаємозв’язок ступеня метаморфізованості розсолів з характером ката-
генетичних перетворень вміщуючих порід і їхньою карбонатно-сульфатною
мінералізацією (мінеральні новоутворення: кальцит, доломіт, гіпс, ангідрит,
барит), що вплинуло на колекторські властивості піщано-алевролітових
відкладів тріасового комплексу [13]
Переддобрудзський
крайовий прогин; юра
В зоні утрудненого водообміну виявлено розсоли хлор-натрієвого складу,
що, ймовірно, є седиментогенними водами басейну осадконакопичення
[19, 20]
Продовження таблиці
ColleCtion of sCientifiC works of the iGs nAs of UkrAine. Vol. 3. 2010106
С.М. СТАдНІчЕНкО
частини ДДЗ (Кобзівська, Мар’янівська, Північ-
новолвенківська площі).
В багатьох регіонах встановлено генетичний
зв’язок між доломітизацією карбонатних від-
кладів і вищезалягаючими галогенними товща-
ми. Доломіт виповнює каверни, пори і тріщини
— складає агрегати ромбо- і субромбоедричних
кристалів у порожнинах порід, часто не зачіпаю-
чи матриці, представленої недоломітизованим
глинистим матеріалом. Локалізація доломіту в
постлітифікаційних порожнинах, досконалість і
відносно крупний розмір кристалів не залиша-
ють сумніву у катагенетичному характері міне-
ралу (рис. 2, а).
На зв’язок катагенетичної доломітизації
з розсолами нерідко вказує тенденція збіль-
шення ступеня доломітизації під- і міжсольових
порід у міру наближення до перекриваючих
соленосних формацій. Така тенденція виявле-
на в девонських відкладах Прип’ятського про-
гину, юрських басейну Мексіканської затоки,
силурійських басейну Мічіган [10, 12]. Процес
доломітизації полягає в обміні магнію розчину
на кальцій вапняку (метасоматичне заміщення
кальциту доломітом за реакціями Гайдингера
і Маріньяка) [13]. Наприклад, внаслідок роз-
чинення солей силуру в центрі басейну Кен-
нінг, Австралія, формуються розсоли з високим
вмістом хлоридів металів. Розсоли рухаються
по розломах простягання до окраїн басейну, що
призводить до виповнення пустот аутигенним
доломітом [46].
Аутигенний кальцит-піритовий цемент вияв-
лено в міоценових пісковиках [33], суміж-
них із соляним штоком (західна частина West
Hackberry Dome, побережжя затоки Луізіана
на глибинах 1,4–2,1 км на площі 1,5×1,5 км.
Навколосольові води спричинили галокатаге-
нетичні перетворення відкладів, суміжних із
соляним штоком. Результати дослідження ізо-
топного складу Sr, C та S цементів вказують на
те, що Са та S отримані внаслідок розчинення
ангідритового покриву соляного штоку, а кар-
бонат — частково внаслідок термохімічного
окиснення метану, а також сульфатредукції при
температурі 70° С.
Механізм формування іншого широко роз-
повсюдженого галокатагенетичного мінералу
ангідриту розглянемо на прикладі Південно-
го пермського басейну Північного моря (пло-
ща Leman), де галокатагенетичний сульфат-
ний (ангідритовий) цемент в значній кількості
вияв лено в пісковиках формації Ротлігенд [44].
Крупнозернистий ангідритовий цемент випо-
внює у великих кількостях розломи на глибині
3,5–4 км.
У під- і міжсоленосних відкладах існує два
способи кристалізації катагенетичних сульфат-
них мінералів: пасивне виповнення пустотного
простору (цементація) і метасоматичне замі-
щення карбонатної породи (рис. 2, в, г). Сульфа-
ти, що утворюються більш поширеним першим
способом, представлені ангідритом і гіпсом.
Другий спосіб властивий, як правило, ангідриту.
У підсольовому тріасовому комплексі Алжір-
ської Сахари розповсюджені високомінералі-
зовані (300–400 г/л) хлоркальцієві розсоли,
походження яких пов’язане із надходженням
ропи з вищезалягаючих галогенних товщ. Про-
цеси вторинної доломітизації кальцитового
цементу і карбонатних порід відбувалися за
реакцією Гайдингера з випадінням галоката-
генетичних сульфатних мінералів, що призве-
ло до погіршення початкових колекторських
властивостей тріасових піщано-алевритових
відкладів. У міру збільшення ступеня метамор-
фізації вод від району Рурд Нус до Гассі-Туіль,
Хассі-Туарегу та до Незлі Північ (з півдня на
північ) у породах-колекторах тріасу цемент,
переважно глинисто-кременистий змінюється
ангидритово-доломітовим [13].
Основною причиною кристалізації катагене-
тичного гіпсу в середовищі розсолів (вилугову-
вання) є ефект складного впливу концентрації
хлористого натрію, що змінюється при розчи-
ненні галогенних порід, на розчинність суль-
фату кальцію. Поява останнього в розсолах
вилуговування зумовлена тим, що в над- і нав-
колосоляних зонах розчиняються як хлоридні,
так і сульфатні шари. При цьому розчиненню
ангідритових порід передує їх перетворення в
гіпс, чому сприяє більша розчинність ангідриту,
ніж гіпсу, при невисоких (до 42° С) температу-
рах [10].
Важливим мінеральним продуктом галокага-
генезу в між- і підсоленосних зонах є галіт (рис.
2, д, е). Він широко представлений у під- і міжсо-
льових комплексах Прип’ятсько-Дніпровсько-
Донецького авлакогену, Іркутського амфітеатру,
Мічіганської западини, ряду басейнів Північно-
Західної Європи [10, 17, 47].
Кристали й агрегати галіту заліковують ка-
верни, пори, тектонічні тріщини, стилолітові
шви в карбонатних і карбонатно-глинистих по-
родах, формують порові цементи, виповнюють
тріщини спайності в уламкових зернах піско-
Збірник наукових праць інституту геологічних наук нан україни. вип. 3. 2010 107
ОСОБЛИвОСТІ кАТАГЕНЕзу в ОСАдОвИх БАСЕйНАх, щО МІСТяТЬ ГАЛОГЕННІ фОРМАцІЇ
Рис. 2. Електронномікроскопічні знімки аутигенних галокатагенетичних мінералів, виявлених в нижньо-
пермських підсольових червоноколірних теригенних відкладах південно-східної частини ДДЗ
а — кристали доломіту, св. Kобзівська-50, гл. 3219–3222 м; б — барит, св. Північноволвенківська-54, гл. 1433–1442,
в — зерна ангідриту і галіту, що заповнюють тріщину в глинистій матриці, св. Kобзівська-50, гл. 3210–3219 м; г — збіль-
шений фрагмент знімка в (кристали ангідриту); д — аутигенний галіт, св. Північноволвенківська-54, гл. 1485–1493;
е — кристали аутигенного галіту, що заповнюють пустотний простір, св. Мар’янівська-50, гл. 3887–3899 м
ColleCtion of sCientifiC works of the iGs nAs of UkrAine. Vol. 3. 2010108
С.М. СТАдНІчЕНкО
виків і гравелітів. У карбонатних відкладах
розмір галітових новоутворень сягає 4–6 см,
у теригенних галітовий цемент сягає 20–30%
маси породи. Геологічною основою механіз-
му формування катагенетичного галіту в під- і
міжгалогенних комплексах слугує міграція ма-
точних ропних розсолів, насичених або майже
насичених по NaCI. Це відбувається тільки в тих
осадово-породних басейнах, де в галогенних
товщах наявні хлоридні солі. Кристалізація галі-
ту в порах, кавернах і тріщинах порід, що підсти-
лають галогенні формації, можлива при змішу-
ванні розсолів різного ступеня метаморфізації,
що послідовно до них надходять.
Формування вторинного галіту в між- і під-
сольових відкладах може бути викликане флук-
туаціями пластових температур, а також різким
падінням пластового тиску при тектонічних ру-
хах у зонах розломів [10, 26, 33].
ПРАКТИЧНЕ ЗНАЧЕННЯ ГАЛОКАТАГЕНЕЗУ
Розсоли галогенних формацій суттєво вплива-
ють на зміну колекторських властивостей порід
нафтогазоносних басейнів [6–9]. Основними
мінеральними продуктами галокатагенезу є
новоутворення доломіту, гіпсу, ангідриту, галі-
ту та деяких інших мінералів (як, наприклад, у
породах теригенної червоноколірної картами-
ської формації нижньої пермі південно-східної
частини ДДЗ, під- і міжсоленосних відкладах
девону Прип’ятської западини, підсольовому
тріасовому комплексі Алжірської Сахари) [10,
13, 21]. Метасоматична доломітизація сприяє
зменшенню пористості; мінералоутворення в
пустотному просторі призводить до зниження
ємнісних характеристик; ангідрит (рідше целес-
тин, барит) виповнює каверни, пори і тектонічні
тріщини; галіт — найбільш пізній із мінералів,
що виповнюють пустотний простір, зазвичай
заліковує порожнини, виповнені кристалами
доломіту і ангідриту, включає більш ранні, рідше
утворені одночасно з ним ангідритові пластин-
ки. В інших випадках не виключено одночасне
утворення цих мінералів чи більш пізнє фор-
мування доломіту. Співвідношення аутигенних
мінералів віддзеркалюють багатоактний харак-
тер надходження сильномінералізованих роз-
солів різного хімічного складу в під- і міжсоле-
носні зони та складність процесів їх взаємодії з
породами цих зон [9, 13, 42].
Взаємодія в системі вода–порода, зумов-
лена надходженням у підсольові комплекси
розсолів, безпосередньо пов’язана із форму-
ванням високомінералізованих металоносних
вод (Fe, Mn, Pb, Zn, Сu, Ag, Li, Ba, Sr, Cs, Br, J,
Se та ін.) [2, 3, 6, 7, 12, 15, 17, 40, 46, 48]. Зба-
гачення розсолів металами обумовлено їх над-
звичайною агресивністю, що особливо прояв-
ляється при підвищених температурах і тисках
зони утрудненого водообміну. В деяких випад-
ках червоноколірні теригенні породи стають
потужними колекторами металів і при катаге-
нетичній взаємодії із розсолами здатні сильно
збагачувати останні елементами-домішками. В
присутності хлоридів лужних металів багато руд-
них компонентів виявляють здатність до комп-
лексоутворення та утворюють добре розчинні
сполуки типу Na
3
MeCl
6
чи NaMeCl
4
. Тобто при
галокатагенезі формуються металоносні рудні
розсоли — має місце «розсольний рудогенез».
Надалі у випадку активізації платформи такі ру-
доносні розсоли можуть по розломах надходи-
ти з нижнього структурного поверху у верхній і
при наявності сірководню формувати жильні і
страти формні родовища кольорових і рідкісних
металів, а також калійних солей і самородної
сірки [17, 18, 46, 48].
Бром, відповідно до його розподілу в галоген-
них породах (галіті, сильвіні, карналіті), здатен
переходити в рідку фазу в значних кількостях
за умови перекристалізації галогенних порід. У
межах ДДЗ йод-бромні розсоли приурочені до
девонських, кам’яновугільних і нижньоперм-
ських відкладів (Північноголубівська, Шебелин-
ська, Балаклейська, Північноволвенківська,
Полтавська, Олексіївська та інші структури). В
йод-бромних водах Передкарпатського про-
гину, що тяжіють до палеозойських та юрських
відкладів, виявлено значні кількості бору і літію
(ділянки Мединичі, Коханівка та Уріж) [19].
ВИСНОВКИ
Галокатагенез в осадових басейнах, що містять
галогенні формації, є складним багатофактор-
ним процесом, який протікає в багатокомпо-
нентній системі вода (флюїд)–порода–газ–
(органічна речовина).
Вивчення процесів взаємодії в даній системі
вода–порода поділяється на дослідження меха-
нізмів аутигенного мінералоутворення та зміни
(метаморфізації) хімічного складу розсолів.
Показано, що потужні галогенні товщі у роз-
різі басейну седиментації суттєво впливають
на хімічний склад підземних вод (загальну мі-
нералізацію, концентрації мікро- та макроеле-
ментів); можуть відігравати роль непроникного
Збірник наукових праць інституту геологічних наук нан україни. вип. 3. 2010 109
ОСОБЛИвОСТІ кАТАГЕНЕзу в ОСАдОвИх БАСЕйНАх, щО МІСТяТЬ ГАЛОГЕННІ фОРМАцІЇ
екрану, що спрямовує потік тепла і флюїдів на
підсоленосні віклади; є джерелом флюїдів (се-
диметогенних розсолів, маточної ропи); слугу-
ють шляхами надходження глибинних флюїдів
(зони бокових контактів солянокупольних струк-
тур); призводять до формування високомінера-
лізованих розсолів і хімічного осадження з них
аутигенних мінералів. Проведено узагальнення
досліджень генезису розсолів, розглянуто гіпо-
тези формування і метаморфізації їх хімічного
складу та шляхів надходження в під- і міжгало-
генні відклади.
Розсоли галогенних формацій суттєво впли-
вають на зміну колекторських властивостей
порід нафтогазоносних басейнів. Основними
мінеральними продуктами галокатагенезу є до-
ломіт, гіпс, ангідрит, галіт, барит та ін. Співвід-
ношення аутигенних мінералів віддзеркалюють
багатоактний характер надходження сильномі-
нералізованих розсолів різного хімічного скла-
ду в під- і міжсоленосні зони та складність про-
цесів їх взаємодії з породами цих зон.
Також із процесами взаємодії в системі
вода–порода, зумовленої надходженням в під-
сольові комплекси розсолів безпосередньо
повязано формування високомінералізованих
металоносних вод (Fe, Mn, Pb, Zn, Сu, Ag, Li, Ba,
Sr, Cs, Br, J та ін.) — має місце «розсольний рудо-
генез».
Таким чином, вивчення процесів галоката-
генезу має не тільки теоретичне (як окремого
різновиду катагенетичних перетворень), але і
практичне значення.
Дослідження цього типу катагенезу є актуаль-
ним для України, де, як відомо, є чотири осадо-
вих басейни з потужними товщами галогенних
формацій: Передкарпатський, Закарпатський,
Переддобрудзький та Дніпровсько-Донецький.
Бабинец А.Е.1. Подземные воды юго-запада Русской
платформы. — Киев: Изд-во АН УССР, 1961. — 377 с.
Валяшко М.Г., Поливанова А.И.2. Пути формирования
рассолов и их перемещение в осадочной толще // Тр.
Науч.-техн. совещ. по гидрогеологии и инж. геологии.
— 1968. Вып. 2. — С. 177–188.
Варава К.Н., Вовк И.Ф., Негода Г.Н.3. Формирование
подземных вод Днепровско-Донецкого бассейна. —
Киев: Наук. думка, 1977. — 160 с.
Дюнин В.И.4. Гидрогеодинамика глубоких горизонтов
нефтегазоносных бассейнов. — М.: Науч. мир, 2000.
— 472 с.
Коллекторские5. свойства пород на больших глубина /
Под ред. Б.К. Прошлакова, В.Н. Холодова. — М.: На-
ука, 1985. — 256 с.
Колодий В.В.6. Подземные воды нефтегазоносных про-
винций и их роль в миграции и акумуляции нефти ( на
примере Юга Советского Союза). — Киев: Наук. дум-
ка, 1983. — 248 с.
Кудельський А.В., Шиманович В.М., Махнач А.А.7.
Структура подземных рассолов и процессы накопле-
ния химических элементов // Геология и геохимия
соленосных формаций Украины. – Киев: Наук. Думка,
1977. — С. 112–121.
Лукин А.Е.8. Генетические типы вторичных преобразо-
ваний и нефтегазонакопление в авлакогенных бас-
сейнах / АН УССР. Ин-т геол. наук. — Препр. — Киев,
1989. — 52 с.
Махнач А.А.9. Галокатагенез — специфическая сово-
купность наложенных постдиагенетических процес-
сов // Изв. АН СССР. Сер. геол. — 1981. — № 10. —
С. 141–145.
Махнач А.А.10. Стадиальный анализ литогенеза: Учеб.
пособие. — Минск: Изд-во БГУ, 2000. — 255 с.
Осадочные11. бассейны: методика изучения, строение и
эволюция / Под ред. Ю.Г.Леонова, Ю.А. Воложа. — М.:
Науч. мир, 2004. — 526 с.
Пиннекер Е.В.12. Основные гипотезы формирования
состава концентрированных рассолов // Основы ги-
дрогеологии. Гидрогеохимия. — Новосибирск: Наука,
1982. — С. 202–205.
Порошин В.Д.13. О катагенетических преобразованиях
пород подсолевой толщи (триас Алжирской Сахары)
// Литология и полез. ископаемые. — 1997. — №2.
— С. 212–216.
Посохов Е.В.14. Химическая эволюция гидросферы. —
Л.: Гидрометиздат, 1981. — 286 с.
Сливко Е.С., Петриченко О.И.15. Акцессорный литий, ру-
бидий и цезий в соленосных отложениях Украины. —
Киев: Наук. думка, 1967. — 154 с.
Смирнов С.И.16. Происхождение солености подземных
вод седиментационных бассейнов. — М.: Недра,
1971. — 216 с.
Холодов В.Н.17. Новое в познании катагенеза. Сообщ. 1.
Инфильтрационный и гравитационно-рассольный ка-
тагенез // Литология и полез. ископаемые. — 1982.
— № 3. — С. 3–22.
Хрущев Д.П., Байбаков С.А., Галай С.А. и др.18. Рудо-
образование, связанное с некоторыми осадочными и
наложенными процессами в соленосных бассейнах.
— Киев, 1979. — 56 с.
Шестопалов В.М., Негода Г.М., Моісеєва Н.П.19. Форму-
вання мінеральних вод України. — К.: Наук. думка,
2009. — 312 с.
Шехунова С.Б.20. Геодинамічні аспекти типізації літоге-
незу соленосних формацій // Геол. журн. — 2009. —
№ 4. — С. 99–106.
Шехунова С.Б., Шевченко О.А.21. Особливості катагене-
зу порід теригенної червоноколірної (картамиської)
формації нижньої пермі (південно-східна частина
Дніпровсько-Донецької западини) // Зб. наук. пр.
Ін-ту геол. наук НАН України. — 2009. — Вип. 2. —
С. 170–184.
Япаскурт О.В.22. Аспекты теории постседиментацион-
ного литогенеза // Литосфера. — 2005. — № 3, —
С. 3–30.
Bein A., Dutton A.R.23. Origin, distribution and movement
of brine in the Permian Basin (USA) — A model for
displacement of connate brine // Goelog. Society of
Amer. Bulletin. — 1993. — Vol. 105. — P. 695–707.
Bitzer K., Trav24. é A., Carmona J.M. et al. Floid flow in
foreland basins during emplacement of thrust sheets:
ColleCtion of sCientifiC works of the iGs nAs of UkrAine. Vol. 3. 2010110
С.М. СТАдНІчЕНкО
modelling the south-Pirenean Ainsa basin // Bull. Soc.
Geol. France. — 1998. — Vol. 169. — P. 627–634.
Burrus J., Audebert F.25. Thermal and compaction
processes in a young rifted basin containing evaporites;
Gulf of Lions, France // American Assotiation Petroleum
Geologists. — 1990. — Vol. 74. — P. 1420–1440.
Cassidy D.P., Ranganathan V.26. Groundwater Upwelling,
Near Bay St. Elaine Salt Dome in the Southeastern
Louisiana, as Inffered from Fluid Property Variations //
Bull. American Assotiation of Petroleum Geologists. —
1992. — Vol. 76. — P. 1560–1568.
Dworkin S.I., Land L.S.27. Petrographic and geochemical
constraints on the formation and diagenesis of anhydrite
cements, Smackover sandstones, Gulf of Mexico //
J. Sedimemtary Research, Section A: Sedimemtary
Petrology and Processes. — 1996. — Vol. 64. —
P. 339–348.
Gavrieli I., Yechieli Y., Halicz L. et al.28. The sulfur system
in anoxic subsurface brines and its implication in brine
evolutionary pathways: the Ca-Cl brines in the Dead Sea
area // Earth and Planetary Science Letters. — 2001. —
Vol. 186. — P. 199–213.
Gvirtzman H., Stanislavsky E.29. Paleohydrology of
hydrocarbon maturation, migration and accumulation in
the Dead Sea Rift // Basin Research. — 2000. — Vol. 2.
— P. 79–93.
Llsk M., Faiz M.M., Bekele E.B. et al.30. Transient fluid flow
in the Timor Sea, Australia: implications for prediction
of fault seal integrity // J. Geochemical Exploration. —
2000. — Vol. 69. — P. 607–613.
Maria Bianca Cita.31. Exhumation of Messinian evaporites
in the deep-sea and creation of deep anoxic brine-filled
collapsed basins // Sedimentary Geology. — 2006. —
Vol. 188–189. — P. 357–378.
McCaig A.M., Tritlla J., Banks D.32. Fluid mixing and recycling
during Pyrenean thrusting: Evidence from fluid inclusion
halogen rations // Geochimica et cosmochimica acta.
— 2000. — Vol. 64. — P. 3395–3412.
McManus K.M., Hanor J.S.33. Diagenetic evidence for
massive evaporite dissolution, fluid flow, and mass
transfer in the Louisiana Gulf Coast // Geology. — 1993.
— Vol. 21. — P. 727–730.
Michael K., Michael H.J., Bachu S.34. New insights into the
origin and migration of brines in Deep Devonian aquifers,
Alberta, Canada // J. Geochemical Exploration. — 2003.
— Vol. 80. — P. 193–219.
Morrow D.W., Zhao M., Stasiuk L.D.35. The gas-bearing
Devonian Presqu’ile Dolomite of the Cordova embayment
region of British Columbia, Canada: Dolomitization
and the stratigraphic template // Bulletin American
Association of Petroleum Geologists. — 2002. — Vol.
86. — P. 1609–1638.
Nesbitt B.E., Muehlenbachs K.36. Paleohydrology of the
Canadian Rockies and origins of brines, Pb-Zn deposits
and dolomitization in the Western Canada Sedimentary
Basin // Geology. — 1994. — Vol. 22. — P. 243–246.
O’Brien G.W., Lisk M., Duddy I.R. et al.37. Plate convergence,
foreland development and falt reactivation: primary
controls on brine migration, thermal histories and trap
breach in the Timor Sea, Australia // Marine & Petroleum
Geology. — 1999. — Vol. 16. — P. 533–560.
Oliver J.38. Fluids expelled tectonically from orogenic
belts; their role in hydrocarbon migration and other
geologic phenomena // Geology. — 1986. — Vol. 14. —
P. 99–102.
Salvany J.M., Munos A., Perez A.39. Nonmarine evaporitic
sedimentation and associated diagenetic processes
of the south-western margin of the Ebro Basin (lower
Miocene), Spain // J. Sedimemtary Research, Section
A: Sedimemtary Petrology and Processes. — 1994. —
Vol. 64. — P. 190–203.
Spotl C., Longstaffe F.J., Ramseyer K. et al.40. Fluid-
rock reactions in an evaporitic mélange, Permian
Haselgebirge, Austrian Alps // Sedimemtology. — 1998.
— Vol. 45. — P. 1019–1044.
Stanislavsky E., Gvirtzman H.41. Basin-scale migration of
continental-rift brines: Paleohydrogic modeling of the
Dead Sea basin // Geology. — 1999. — Vol. 27. —
P. 791–794.
Stueber A.M., Saller A.H., Ishida H.42. Origin, migration and
mixing the brines in the Permian Basin:geochemical
evidence from the eastern Central Basin Platform,
Texas // American Association of Petroleum Geologists
Bulletin. — 1998. — Vol. 82. — P. 1652–1672.
Stueber A.M., Walter L.M.43. Origin and chemical evlution
of formation waters from Sillurian-Devonian strata in the
Illinois basin, USA // Geochimica et cosmochimica acta.
— 1991. — Vol. 55. — P. 309–323.
Sullivan M.D., Haszeldine R.S. et al.44. Late anhydrite
cements mark basin inversion; isotopic and formation
water evidence, Rotliegend Sandstone, North Sea //
Marine and Petroleum Geology. — 1994. — Vol. 11. —
P. 46–54.
Trave A., Calvet F., Sans M. et al.45. Fluid history related to the
Alpine compression at the margin of the south-Pyrenean
Foreland basin: the El Guix anticline // Tectonophysics.
— 2000. — Vol. 321. — P. 73–102.
Wallace M.W.46. origin of dolomitization on the Barbwire
terrace, Canning Basin, Western Ausrtralia //
Sedimemtology. — 1990. — Vol. 37. — P. 105–122.
Warren J.K.47. Evaporites, brines and base metals: brines,
flow and “the evporite that was” // Australian Journal of
Earth Sciences. — 1997. — Vol. 44. — P. 149–183.
Warren J.K., Kempton R.H.48. Evaporite Sedimrntology and
the Origin of Evaporite-Associated Mississippi Valley-
type Sulfides in the Cadjebut Mine Area, Lennard Shelf,
Canning Basin, Western Australia., in I.P. Montanez,
J.M. Gregg, and K.L. Selton. Eds. Basinwide diagenetic
patterns: Integrated petrologic, geochemical and
hydrologic considerations // Tulsa OK. SEMP Spesial
Publication. — 1997. — Vol. 57. — P. 183–205.
Інституту геологічних наук НАН України, Київ
E-mail: stadnik_sm@ukr.net
Рецензент – канд. геол.-мінерал. наук С.Б. Шехунова
|