Механизм образования очагов газодинамических явлений в соляном пород

действием этого давления соляная толща была смята в линейные западновергентные складки (флексурные, флексуроподобные, продольного изги­ ба) и формировались разрывные дислокации (надвиг, листрический сброс, сдвиг) [14, с. 80]. При этом в представлениях авторов этой гипотезы листрические сбросы не являются структурами растяжения, т. е. нормальными сбросами. Листрические сбросы, по мнению д. г.-м. н. Н. М. Джиноридзе, образовались под действием поперечного сжатия, направленного снизу

5ЕМЕЗ*

Рис. 3.7. Положение основных разрывных структур в пределах центральной и южной частей Верхнекамского месторождения калийных солей [ 14]: 1 — контур калийной залежи; 2 — положение Усольского (У) надвига на кровле пласта Кр II, Соликамского (С) и Троицкого (Т) надвигов на кровле покрывающей каменной соли; 3 — сдвиг; 4 — сдвиго-надвиг; 5 — границы шахтных полей, солеразведоч­

ные скважины и их номера; 6 — линия геологического разреза

вверх и сверху вниз [14, с. 74]. При этом возникали сопряженные со сбро­ сом разрывы, сместители которых падают в обратном направлении. Сместитель листрического сброса погружается под углом более 45°, и данный сброс относится к обратному сбросу, отличительной чертой которого яв­ ляется движение обоих крыльев: нижнего — вверх, верхнего — вниз. При этом могут существовать обратные сбросы с более пологими сместителями. Время формирования этих дислокаций, по мнению авторов, было раз­ личным: первоначально образовывались флексуроподобные складки (поздняя пермь— триас), а затем— надвиги, листрические сбросы и сдви­ ги (триас — ранняя юра). Зоны разрыва и флексурных складок, находя­ щиеся в парагенетической связи, объединяются в единую зону разрывных и флексурно-складчатых дислокаций— РФСД [14, с. 20]. Линии субмери­ диональных надвигов, приведенные на рис. 3.7, следует рассматривать как оси зон РФСД. Зоны РФСД характеризуются проявлениями процессов динамометаморфизма и термодинамометаморфизма, являющимися след­ ствием тектоники сжатия. Авторы данной тектонической модели строе­ ния Верхнекамского месторождения калийных солей не отрицают воз­ можность миграции углеводородов из глубинных нефтеносных отложе­ ний по зонам надвигов, сдвигов и листрических разломов в соленосную толщу [14, с. 327].

В научных работах к. г.-м. н. А. К. Вишнякова развивается гипотеза сквозьсолевой миграции вод [94, 95, 141]. Суть этой гипотезы состоит в том, что в ходе тектонического развития Соликамской впадины над стыками блоков кристаллического фундамента в осадочном чехле пред­ полагается образование сквозных зон повышенной трещиноватости, пронизывающих и соляную залежь. По этим зонам в соляную залежь внедрялись подсолевые и надсолевые воды, которые, взаимодействуя с первичными калийными породами, образовывали зоны эпигенетиче­ ских изменений в галогенной толще. При этом автор этой гипотезы пред­ полагает возможность восходящей миграции углеводородов и газонасы­ щенных водных растворов по зонам повышенной трещиноватости в со­ ляную залежь. С зонами разломов и повышенной трещиноватости территориально совпадают газовые проявления в соляной толще, кото­ рые «.. .обычно группируются в участки и зоны, вытянутые вдоль разло­ мов или линейных мегатрещин земной поверхности. Статистический подсчет территориальной приуроченности газопроявлений показал, что 76 % их наблюдается в пределах шестикилометровой или разломной по­ лосы. Сопоставление структурной карты поверхности соляной залежи,

карты геоморфологических аномалий и карты газопроявлений выявило предпочтительное расположение мест газопроявлений на крыльях соля­ ных структур (58 %) и в пределах геоморфологических аномалий (52%)» [141, с. 107]. Считается, что газы, находящиеся в соленосной толще, являются вторичными и неоднократно перемещались внутри этой толщи. Для доказательства существования сквозных зон повышен­ ной трещиноватости к. г.-м. н. А. К. Вишняков использует следующие факты: расположение зон замещения цепочками, имеющими различное простирание; вскрытие некоторыми солеразведочными скважинами ано­ мально широкого стратиграфического интервала развития шпатового га­ лита; меньший абсолютный возраст некоторых разностей сильвина, чем геохронологические рубежи пермской системы; вторичные изменения пород, вмещающих некоторые полости-трещины; широкое развитие за­ леченных трещин; наличие трещин, заполненных жидкими углеводоро­ дами (нефтью). В целом гипотеза сквозной миграции вод обосновывает механизм формирования сквозьсолевых зон трещиноватости и возмож­ ность миграции по ним подсолевых флюидов, в том числе и газонасы­ щенных.

Существование путей восходящей миграции газонасыщенных вод­ ных растворов из подсолевых отложений в соленосную толщу подтвер­ ждается и результатами исследований д. г.-м. н. В. В. Филатова и д. г.-м. н. Г. Г. Кассина [135, с. 156-161]. Комплексный анализ гравимагнитных полей с учетом другой геологической информации позволил авто­ рам выявить в пределах Верхнекамского месторождения калийных солей три группы различных по масштабам проявления тектонических наруше­ ний: глубинные разломы, внутриблоковые разломы и зоны трещиновато­ сти [135, с. 156]. Крупные разломы, особенно глубинные, определяют строение не только фундамента, но и платформенного чехла. Они высту­ пают наиболее активными в тектоническом отношении элементами строе­ ния земной коры. Верхнекамское месторождение расположено в пределах Соликамской впадины Предуральского краевого прогиба, которая ограни­ чена следующими глубинными разломами: Красноуфимским, Запад­ но-Уральским и Предтиманским, являющимися одновременно границами более древних палеозойских впадин в том же прогибе. К глубинным ши­ ротным разломам авторы относят Дуринский разлом, с которым совпада­ ет в плане Дуринский прогиб по кровле солей. С меньшей долей уверенно­ сти к глубинным широтным разломам относится Боровицкий разлом. Ду-

ринский и Боровицкий разломы определены В. В. Филатовым и Г. Г. Кассиным как сдвиги: первый — левосторонним, второй — право­ сторонним. При этом указывается, что «.. .системы трещин отрыва и ско­ ла, увеличивая проницаемость среды, пронизывают всю толщу пород, во­ влекаемых в сдвиговый процесс. Для глубинных сдвигов зоны трещинова­ тости будут проникать на значительную глубину, уходя в дорифейский фундамент, поверхность которого в Соликамской впадине залегает на глу­ бине 5 км» [135, с. 157]. Этот вывод позволяет предполагать, что сквозная трещиноватость подсоляной и соляной толщ способствовала проникнове­ нию подсолевых вод в соляную залежь. Авторы этой работы считают, что все субмеридиональные разломы являются долгоживущими и тектониче­ ские движения по ним происходили в верхнепротерозойское, палеозой­ ское и, возможно, более позднее время.

Внутриблоковые разломы устанавливаются по результатам крупно­ масштабных геофизических съемок в пределах отдельных блоков земной коры, ограниченных глубинными разломами. Этим разломам соответст­ вуют аномалии, которые имеют малую интенсивность и определяются в основном структурно-фациальными неоднородностями в осадочном чехле [135, с. 158]. Внутриблоковые разломы образуют на Верхнекамском месторождении калийных солей своеобразную сеть и по направлению простирания делятся на меридиональные, широтные и диагональные (се­ веро-западного и северо-восточного направлений). Внутриблоковые раз­ ломы меридионального направления д. г.-м. н. В. В. Филатов и д. г.-м. н. Г. Г. Кассин относят к сбросо-взбросам, а некоторые, по наличию харак­ терной системы кулисообразных аномалий — к сбросо-сдвигам.

Зоны трещиноватости на Верхнекамском месторождении калийных солей выделены по данным гравиразведки. Для выделения зон трещино­ ватости (разуплотнения) использовался такой морфологический при­ знак, как появление в гравитационном поле отрицательных локальных аномалий интенсивностью в десятые доли мГала [135, с. 158]. В преде­ лах месторождения авторами этой работы выделено более сотни участ­ ков шириной в первые сотни метров и протяженностью 2-4 км.

Анализ разломной тектоники Верхнекамского месторождения ка­ лийных солей по геологическим данным, выполненный д. г.-м. н. Г. Г. Кассиным с соавторами, показал, что она проявляется в соляной толще по прямым и косвенным геологическим признакам [137, с. 158]. К прямым и косвенным геологическим признакам, по мнению авторов

этой работы, относятся: флексуры по продуктивным и вышележащим слоям; мелкая и крупная складчатость в продуктивных слоях; раздувы или пережимы отдельных слоев; изменение мощности слоев или их вы­ клинивание; изменение угла наклона породных слоев; понижение в рель­ ефе земной поверхности; изменение мощности четвертичных отложе­ ний. Результаты анализа разломной тектоники по геологическим дан­ ным свидетельствуют о том, что более 80 % аномальных зон, приведенных в работах д. г.-м. н. Н. М. Джиноридзе с соавторами, сов­ падают в плане с выделенными разломами [137, с. 158]. Здесь следует от­ метить, что д. г.-м. н. А. И. Кудряшов с соавторами к косвенным призна­ кам разломов в соляной толще Верхнекамского месторождения относят следующие: узкие «коридоры» отсутствия продуктивных пластов в пре­ делах общего контура развития калийной залежи; цепочки зон замеще­ ний каменной солью и локальных участков сильвинитизации карналлитовых пластов; четко выраженную параллельность границ литологиче­ ских разностей продуктивных пластов калийной залежи и оси разлома; коленообразные изгибы и «заливы» контуров продуктивных пластов ка­ лийной залежи в плане; нефтепроявления в солях; признаки, в основе ко­ торых лежат генетические соображения [138, с. 96].

На тектоническое строение Верхнекамского месторождения калий­ ных солей на протяжении многих десятков лет существовала точка зре­ ния, основанная на представлениях галокинеза и отвергающая существо­ вание разрывных дислокаций [142-145]. В настоящее время эта точка зрения не является доминирующей, и большинство исследователей при­ знает существование разрывной тектоники в условиях Верхнекамского месторождения калийных солей и, следовательно, существование путей восходящей миграции газонасыщенных водных растворов из подсоле­ вых отложений.

Миграция водных растворов в соленосной толще месторождения происходила в субвертикальном и латеральном направлениях. Путями миграции водных растворов служили такие крупные проводники, воз­ никшие в результате воздействия на соляные породы внешних сил, как трещины, а также трубчатые каналы.

Трещины в соляной толще могут быть подразделены на две большие группы: открытые (иногда сомкнутые) и залеченные (соляные жилы) [13, с. 173; 146]. Открытые трещины по отношению к слоистости пород и генезису могут быть разделены на согласные и секущие. Согласные

ной залежи. Простарание соляных жил — диагональное, что особенно характерно для крупных отрицательных структур месторождения. Сис­ темы залеченных трещин образуют сетки с самым разнообразным ри­ сунком. Наиболее крупные залеченные трещины встречаются в пласте МГ на положительных структурах месторождения. Соляные жилы обра­ зуются при выполнении трещин вторичными минералами. Основными минералами, выполняющими трещины и другие пустоты, являются: га­ лит, карналлит, сильвин, гипс, ангидрит и пирит [13, с. 177].

В соляной толще Верхнекамского месторождения выявлены трубча­ тые пустоты (каналы). Сечение каналов — овальное, реже — щелевид­ ное [13, с. 298-299]. На руднике СКПРУ-2 они приурочены к относи­ тельно мощным глинисто-ангидритовым прослоям пластов А-Кр I и Кр I-Kp II. Каналы встречаются как одиночные, так и группами по 2-3 штуки. Множество трубчатых каналов было вскрыто горными выра­ ботками на руднике БКПРУ-4. Каналы в плане разноорентарованы, од­ нако прослеживается некоторое тяготение их простирания к простира­ нию осей складок. Наличие перекристаллизованного пестрого сильвини­ та и небольших зон замещения вблизи каналов свидетельствует о том, что по последним двигались водные растворы. Природа каналов пока не ясна, но очевидно, они образовались из открытых трещин. При ведении горных работ вскрытие трубчатых пустот выработками неоднократно сопровождалось интенсивными газовыделениями. Довольно подробное описание полостей (пустот) в породах калийной залежи дано в работе к. г.-м. н. Б. М. Голубева [147]. Следует отметить, что в соляных породах флюидопроводники визуально обнаруживаются довольно редко. Былое существование флюидопроводников обнаруживается по присутствию пятен и цепочек крупных кристаллов молочно-белого сильвина в пест­ рых и красных сильвинитах, а также проявлению перекристаллизации в виде полосы, секущей пласт.

Проводниками водных растворов при их миграции служили также слои и прослойки соленосных глин, микротрещины и межзерновые гра' ницы [13, с. 296-300]. Относительно высокая проницаемость глин в тол­ ще Верхнекамского месторождения подтверждается часто наблюдемым истечением рассолов и увлажнением стенок горных выработок. Слои и прослойки соленосных глин — это множество тонких флюидопроРОДников, пронизывающих по латерали всю соляную толщу. ФлюидоПРОводниками другого порядка являются микротрещины и межзерновые