ЗОНЫ КАТАГЕННОЙ РАЗГРУЗКИ ПОДЗЕМНЫХ ВОД НЕФТЕГАЗОНОСНЫХ БАССЕЙНОВ И ОСАДОЧНЫЙ РУДОГЕНЕЗ

Д. И. Павлов, (Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН) А. А. Карцев (Государственная Академия нефти и газа имени И.М.Губкина)

«Геология рудных месторождений»,  1995,  том 37, № 2, с. 122-131

Площади, где происходит разгрузка подземных вод нефтегазоносных бассейнов (НГБ), получили название зон катагенной разгрузки. Объемы таких вод — катагенных и вытесняемых ими на пути к разгрузке седиментогенных - огромны. Разгрузка обычно носит характер импульсных прорывов.

Продемонстрирована приуроченность к зонам открытой катагенной разгрузки подземных вод НГБ ряда крупных и весьма крупных осадочных месторождений железа и марганца. Различия в металлогении этих зон обусловлены главным образом различными условиями восходящей миграции подземных вод. При отсутствии на путях миграции условий для масштабного образования эпигенетической вкрапленности минералов железа (сульфиды, карбонаты) в зонах катагенной разгрузки формируются осадочные месторождения железа, часто сопровождаемые рудами марганца, не имеющими самостоятельного значения. Зоны катагенной разгрузки связаны в таких случаях с глубокопроникающими дизъюнктивными структурами, расположенными преимущественно в краевых частях НГБ.

На примере крупнейших в мировом масштабе осадочных месторождений марганца Южно-Украинского бассейна показано, что при наличии в бортовых частях НГБ протяженных пологих моноклинальных склонов восходящие по их проницаемым уровням растворы могут быть практически полностью освобождены от железа в результате образования эпигенетической вкрапленности его минералов. Рудолокализующие зоны катагенной разгрузки связаны в этих случаях с обводненными эрозионными пересечениями таких уровней вблизи их выхода на поверхность. При этом дальность латеральной миграции восходящих растворов за границы НГБ может достигать первых сотен километров.

Месторождения оолитовых руд железа разделены на две группы, различные по источнику рудообразующих растворов и металла в них: катагенно-осадочные, сформированные восходящими подземными водами НГБ (Западно-Сибирские, Керченско-Таманские, Приаральские и др.), и традиционные гипергенные, сформированные нисходящими поверхностными и грунтовыми водами, переотлагавшими металл кор выветривания (Орско-Халиловские, Малкинское и др.). Площади распространения и запасы металла катагенно-осадочных месторождений оолитовых руд железа в десятки - сотни и более раз больше, чем гипергенных. Лишь доказательство принадлежности руд к гипергенной группе может свидетельствовать о былом развитии процессов латеритного выветривания. При разработке генетических моделей, критериев поиска и прогноза месторождений, обнаруживающих парагенетические связи с залежами углеводородов, необходимо учитывать факторы, определяющие образование и размещение зон катагенной разгрузки подземных вод НГБ. Локализация в них месторождений полезных ископаемых не исчерпывается ситуациями открытой субаквальной разгрузки и формирования осадочных месторождений железа и марганца.

ВВЕДЕНИЕ

Понятие "катагенно-миграционная аконсервационная зона" (или "зона катагенной разгрузки") подземных вод нефтегазоносных бассейнов (НГБ) было предложено нами ("Парагенезис...", 1990) в связи с анализом металлогении таких бассейнов. Существовавшее ранее единое наименование "аконсервационная зона" (Оленин, 1977) объединяло те площади НГБ, где происходила деструкция углеводородных скоплений. Показано, что именно на этих площадях локализован ряд крупных свинцово-цинковых месторождений стратиформного типа (Павлов, 1985; Горжевский, Павлов, 1989).

Ввиду разнородности палеогидрогеологических факторов, ведущих к возникновению аконсервационных зон, мы разделили эти зоны на два типа - гипергенный и катагенно-миграционный. Первый из них обусловлен нарушением экранов и проникновением в углеводородные залежи обогащенных кислородом поверхностных вод, второй - непосредственной утечкой углеводородных флюидов из залежей. То есть в гипергенном типе аконсервационных зон деструкция углеводородных скоплений связана с нисходящим инфильтрационным питанием нефтегазоносных резервуаров, в катагенно-миграционном типе - с их восходящей разгрузкой и значительно более растянутой во времени миграцией огромных объемов подземных вод. В результате в обоих случаях происходит "порча" углеводородных залежей, часто сопровождаемая перерождением их нефтяной составляющей в скопления твердых битумов. В связи с этим В.Б. Олениным было предложено исключать выделенные им аконсервационные зоны при нефтегеологическом районировании из площадей НГБ ввиду их бесперспективности. Вскоре после этого было показано, что на площадях ряда аконсервационных зон имеются сохранившиеся углеводородные залежи (Морозов, 1989). Это быстро обнаружившееся несоответствие объясняется сложностью палеогидро-геологической обстановки в аконсервационных зонах. Соотношения в них напоров нисходящих и восходящих вод могут настолько варьировать в ходе геологического развития, что оба типа аконсервационных зон могут сменять друг друга в пределах одного и того же относительно проницаемого участка земной коры. При этом в тех же пределах могут оставаться как бы запечатанные объемы пород.

Сложность палеогидрогеологических обстановок в аконсервационных зонах определяется и принципиальным несоответствием динамики, объемов, температур, составов, металлоносности и прочее упоминаемых нисходящих и восходящих вод. Различия геохимических обстановок в аконсервационных зонах обоих типов приводят к различным металлогеническим следствиям. В задачи настоящей статьи не входит рассмотрение вопросов металлогении, связанной со скрытой катагенной разгрузкой. Специального внимания требует и металлогения локализованных в аконсервационных зонах скоплений твердых битумов (Гольдберг, 1990; Горжевский и др., 1994). Ограничиваясь заявленной в заглавии статьи темой, необходимо напомнить, что:

1. Глубинный интервал развития катагенных водогенерирующих процессов совпадает с таковым главной зоны нефтеобразования; в общем случае это 2-4 км. Главными нефте- (и растворо-) производящими толщами осадочных бассейнов являются катагенетически преобразуемые глинистые толщи (Вассоевич и др., 1975).

2. Объемы  новообразованных  катагенных вод могут значительно превышать имеющиеся поровые объемы водоотводящих проницаемых толщ, что может приводить к созданию экс-фильтрационных геогидродинамических систем, энергетически существенно более мощных, чем элизионные, определяемые простым гравитационным отжатием поровых вод (Бурштар, Назаров, 1975).

3. Длительность существования катагенных геогидродинамических систем измеряется десятками миллионов лет. Однако процесс их разгрузки носит в основном характер импульсных прорывов, а не постепенного высачивания; при возрастании теплового потока, возобновлениях тектонической активности и прогибания он может многократно возобновляться (Бурштар, Назаров, 1975; Карцев и др., 1986).

4. Необеспеченность разгрузки катагенных растворов (как и вытесняемых ими на пути к ней пластовых вод) подавляет нефтепродуцирующие процессы (Карцев и др., 1986). Тем самым наличие где-либо углеводородных скоплений можно рассматривать как свидетельство достаточной полноты прохождения водогенерирующих преобразований в погруженных на соответствующие глубины глинистых толщах.

5. Подземные воды НГБ металлоносны; важные факторы концентрирования ими металлов - термальность,  благоприятные  особенности  состава (наличие растворенного органического вещества, хлоридов, углекислоты), развитие на путях фильтрации взаимодействий раствор-порода.

Совокупность этих обстоятельств достаточно известна ("Парагенезис...", 1990). Уже простая ее констатация объясняет неизбежность формирования в зонах открытой катагенной разгрузки подземных вод НГБ осадочных оруденений. Разумеется, для его осуществления необходимо наличие благоприятных геолого-геохимических условий.

На примерах осадочных месторождений железа и марганца мы покажем значимость зон катагенной разгрузки в локализации крупных рудных скоплений, а также разницу для металлогении осадочных бассейнов между зонами открытой катагенной разгрузки, связанной с глубокопроникающими дизъюнктивными структурами (месторождения железа) и с эрозионными пересечениями протяженных моноклинальных склонов в бортовых частях НГБ (месторождения марганца).

ЗОНЫ КАТАГЕННОЙ РАЗГРУЗКИ И ОСАДОЧНЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ ЖЕЛЕЗА

Согласно традиционным представлениям, осадочные руды железа (в том числе оолитовые морские и континентальные), образованы за счет переотложения железа поверхностными и грунтовыми водами из кор выветривания. Во многих случаях эта связь бесспорна как и предшествовавшее извлечение и транспортировка металла из подвергавшихся латеритному выветриванию горных пород.

Однако Ф.В. Чухров (1974) пришел к выводу, что эта возможность реализуется лишь в корах выветривания серпентинитов, часто отсутствующих на территориях вероятных питающих провинций.

В этой связи Д.И. Павлов и Е.С. Постельников (1980) в качестве источника железа Ангаро-Питского бассейна гематитовых руд проанализировали более глубокие уровни разреза, чем те, на которых залегают эти руды, и пришли к заключению, что железо, вероятно, переотложено восходящими водами сопредельного Ангаро-Питского прогиба, считавшегося потенциально нефтегазоносным. Руды локализованы в палеодельтах рек - наиболее глубоко врезанных элементах рельефа прибрежной зоны морского бассейна, вдоль которой протягивалась Ишимбинская шовная зона - главный дренирующий элемент подземных вод этого прогиба. Во время отложения руд в основании трансгрессивно залегающей и формировавшейся в условиях пульсационного тектонического режима нижнеангарской свиты (поздний рифей) несомненно большое участие в составе подземных вод катагенной составляющей, обеспечивавшей их значительные напоры. То есть во время отложения руд вдоль Ишимбин-ской шовной зоны протягивалась зона катагенной разгрузки, где и локализованы руды.

Повышенная нарушенность рудоносной западной периферии Ангаро-Питского прогиба в эпохи максимальной тектонической активности в свое время привела к выводу, что эта территория не перспективна на нефть и газ. Однако бурение на восточной периферии прогиба, где пологозалегающие рифейские отложения перекрыты региональным водоупором солей нижнего кембрия, вскрыло крупные нефтегазовые залежи (Конторович и др., 1988). Поскольку запасы одного лишь Нижнеангарского месторождения железных руд превышают 1 млрд. т, крупные нефтегазовые залежи здесь ассоциированы с крупными осадочными железорудными залежами.

Связь осадочного железооруденения с восходящей разгрузкой подземных вод НГБ была подтверждена на примерах крупнейших бассейнов оолитовых руд железа - Западно-Сибирском, Керченско-Таманском (Павлов, 1989), Приаральском (Липаева, Павлов, 1986). Их формирование - такой же естественный результат эволюции осадочных бассейнов, как и месторождений углеводородного сырья, с которыми рудные залежи связаны парагенетически (Pavlov, 1990; "Парагенезис...", 1990).

Западно-Сибирский бассейн оолитовых руд железа почти целиком расположен в пределах одноименной нефтегазоносной провинции. Его руды слагают четыре горизонта, приуроченные к прибрежно-морским фациям отложений верхнемелового-палеогенового комплекса и формировавшиеся в условиях смены трансгрессий и регрессий ("Железорудные...", 1981). Специалисты по нефти рассматривают этот комплекс как региональную покрышку, под которой сосредоточены основные запасы нефти и газа. Есть залежи и внутри этой покрышки, образованные за счет переформирования залежей более глубоких уровней разреза ("Катагенез...", 1981).

Главные нефтепроизводящие толщи региона - юрские и нижнемеловые; процессы генерации ими углеводородов начались в мелу и не завершились в настоящее время. На схеме, где генерационные возможности юрских толщ сопоставлены с размещением железных руд провинции (Павлов, 1989, фиг. 1), видно, что рудоносная площадь вытянута вдоль внешней границы контура проявления в этих толщах главной фазы нефтеобразования не менее чем на 1200 км. Поскольку генерационные возможности каких-либо нефтепродуцирующих уровней оцениваются на основе учета мощностей перекрывающих их отложений, а пластовая фильтрация подземных вод к участкам гидродинамических минимумов - зонам разгрузки - происходит в перпендикулярном их изопахитам направлении, можно констатировать, что рудоносная площадь расположена фронтально по отношению к региональному потоку восходящих вод. Последний дренировался зонами дизъюнктивных дислокаций, протягивавшимися во времена максимального тектонического неспокойствия (смена трансгрессий и регрессий) вдоль окраины континента, где и отлагались руды. Геологическая позиция главных рудоносных площадей - Бакчарской и Колпашевской - определяется не только такой приуроченностью, но и расположением над крупным конседиментационным Парабель-Майзасским поднятием, что рассматривается в качестве типовой ситуации для формирования зон разгрузки подземных вод НГБ (Карцев, 1979). Сам факт их массовой разгрузки фиксирован полнотой реализации в регионе процессов нефтегазонакопления.

Керченско-Таманские месторождения оолитовых руд железа локализованы, как и нефтегазовые залежи, в ближайшей периферии наиболее прогнутых участков Индоло-Кубанского прогиба. Здесь же широко проявлен грязевой вулканизм. Общая мощность осадочных отложений таких участков превышает 12 км. Периферия менее прогнутых участков прогиба четко оконтурена полосой бедных руд и единичными проявлениями нефти и газа. В главных по распространенности так называемых табачных рудах месторождений С.И. Ципурским и Е.В. Голубовской (1990) установлено широкое развитие весьма неустойчивого в условиях поверхности триоктаэдрического смектита, содержащего закисное железо и отложенное в межслоевых промежутках органическое вещество. Присутствие таких руд не только в брахисинклиналях, но и в грязевулканических структурах, рассматривается как подтверждение связи рудоносных растворов с процессами нефтегазообразования (Павлов, 1989). Причем промышленные запасы руд локализованы в той части ареала их распространения, которая примыкает к участкам наибольших мощностей нефтепродуцирующей майкопской толщи олигоцена - раннего миоцена и наиболее благоприятна для массовой разгрузки подземных вод, так как здесь максимальны и их напорные градиенты и региональные уклоны бортовой части прогиба, вдоль которой протягивалась система нарушений.

Приаральские месторождения приурочены к речным долинам и континентальным водоемам олигоцена. В рудах часто проявлена косая слоистость и другие признаки осадочного отложения и неоднократного перемыва. Анализ возможных источников сноса с попыткой количественной оценки привноса железа поверхностными водотоками показал их явную недостаточность для формирования руд. Палеогидрогеологические построения, проведенные на время их отложения, позволили установить, что ареал распространения гряд ожелезненных трубообразных песчаников, описанных ранее А.В. Липаевой (1982) в качестве возможных каналов разгрузки металлоносных растворов, соответствует области гидродинамического минимума сопредельного газоносного прогиба, т.е. области возможной разгрузки его подземных вод (Липаева, Павлов, 1986). Анализ космоснимков подтвердил, что участки развития гряд ожелезненных песчаников отвечают узлам пересечения субмеридиональных разломов с системой глубинных субширотных нарушений, т.е. характеризуются повышенной проницаемостью (Сапожникова, Липаева, 1989). Восходящий характер разгрузки металлоносных вод региона был подтвержден с помощью анализа трубообразных и полосчатых текстур его высокожелезистых образований, а также выделением своеобразных "автохтонных" железистых даек, возрастной диапазон формирования которых перекрывается с таковым оолитовых железных руд (Каледа, Липаева, 1992).

На фигуре приведена схема площадей распространения оолитовых руд железа бывшего СССР, пространственно ассоциирующих с НГБ[1]. Помимо упомянутых выше месторождений и бассейнов, на ней оказались весьма крупные месторождения Тургайского прогиба - Аятское и Лисаковское с запасами каждого более 10 млрд. т., а также слабо изученные Илекские и Прииртышские месторождения, приуроченные к внутренним частям или ближайшей периферии НГБ.

Руды месторождения Лисаковское приурочены к речной долине среднего олигоцена, протягивающейся с запада на восток вкрест простирания нефтегазоносного (Жолтаев, Парагульгов, 1993) Тургайского прогиба. Залежи оолитовых руд месторождения распространяются более чем на 100 км ниже по течению палеореки от зоны ограничивающих прогиб глубинных разломов. Выше по ее течению (т.е. непосредственно на территории палеозойского обрамления - возможной питающей провинции) руд нет. По-видимому, в среднем олигоцене упомянутая зона глубинных разломов представляла собой зону катагенной разгрузки. Причем реализация ее рудопродуцирующих возможностей могла быть осуществлена только в субаквальных условиях, как это и происходило в речном русле. Местами в нем можно наблюдать выходы "железных труб", напоминающих Приаральские. Тем не менее в возможных питающих провинциях месторождений Аятское и Лисаковское (и среди упоминаемых месторождений только в них) известны магматические породы с сохранившимися остатками железоносных кор выветривания, которые могли бы служить реальными источниками металла для их формирования. Таким образом, только рассмотренные ранее примеры позволяют говорить о приуроченности крупных месторождений и бассейнов осадочных руд железа к зонам катагенной разгрузки подземных вод НГБ, связанной с их дренированием глубокопроникающими дизъюнктивными структурами.

По аналогии с давно укоренившимся наименованием "вулканогенно-осадочные месторождения", отражающим как осадочный способ отложения рудного вещества, так и восходящий характер рудообразующих растворов (эманации), было предложено именовать такие месторождения "катагенно-осадочные" (Павлов, 1995). Граница этих двух во многом родственных понятий достаточно расплывчата: вулканогенные растворы обычно содержат катагенную составляющую, генерация которой существенно стимулируется сопровождающим развитие вулканизма возрастанием теплового потока. Однако несомненно, что на одном из полюсов возможных соотношений вулканогенных и катагенных осадочных месторождений располагаются такие, чьи восходящие из недр зоны катагенеза рудообразующие растворы сформированы под влиянием теплового поля Земли без какого бы то ни было участия вулканических процессов[2]. Именно таковы месторождения железа всех рассмотренных выше бассейнов, в том числе уникального в мировом масштабе по запасам накопленного металла Западно-Сибирского.

Площади распространения оолитовых железных руд бывшего СССР, пространственно ассоциирующие с нефтегазоносными бассейнами ("Карта экзогенной...", 1987; "Нефтегазоносные провинции...", 1983).

1 - площади распространения оолитовых железных руд (месторождения, бассейны): 1 - Керченско-Таманский, 2 - Илекские, 3 - Приаральский, 4 - Аятское, 5 -Лисаковское, 6 - Прииртышский, 7 - Западно-Сибирский, 8 - Ангаро-Питский; 2 - нефтегазоносные бассейны: I - Индоло-Кубанский, II - Прикаспийский, III - Северо-Устюртский, IV - Западно-Сибирский, V - Тургайский, VI - Ангаро-Питский.

Все это позволило подразделить месторождения оолитовых железных руд на две принципиально различных по источнику рудообразующих растворов и металла в них совокупности: традиционные гипергенные и формирующиеся в зонах катагенной разгрузки НГБ катагенно-осадочные[3]. Среди гипергенных можно назвать такие известные месторождения как Малкинское и Орско-Халиловские с запасами десятки - первые сотни млн. т., сформированные нисходящими (поверхностные плюс грунтовые) водами за счет переотложения ими металла кор выветривания ультраосновных пород и серпентинитов. К ним же принадлежат богатые залежи Курской Магнитной Аномалии, сформированные по железистым кварцитам.

Главные отличия катагенно-осадочных месторождений оолитовых руд железа от гипергенных - в десятки - сотни и более раз большие площади распространения и запасы металла при практическом отсутствии в рудах примесей никеля, хрома и кобальта, извлекаемых в случае гипергенных месторождений из первично магматических пород, подвергавшихся латеритному выветриванию.

ЗОНЫ КАТАГЕННОЙ РАЗГРУЗКИ И ОСАДОЧНЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ МАРГАНЦА

Для катагенно-осадочных месторождений железных руд достаточно характерно как наличие обогащенных марганцем участков, так и пространственная ассоциированность с находящимися вне контура их распространения и менее значительными накоплениями руд марганца.

Марганецсодержащие "икряные" руды Керченско-Таманских месторождений локализованы в той части рудоносного обрамления Индоло-Кубанского прогиба, которая наиболее тектонически нарушена и примыкает к участкам наибольших мощностей нефтепродуцирующей майкопской толщи, т.е. наиболее благоприятна для массовой катагенной разгрузки подземных вод.

По заключению А.У. Литвиненко (1967), привнос железа и марганца в бассейн осадконакопления не был равномерным. Лишь в отдельные моменты он усиливался и приобретал черты незавершенного или резко выраженного рудного процесса, что хорошо соответствует импульсному характеру разгрузки подземных вод НГБ. На Ангаро-Питских месторождениях марганцеворудные залежи как бы ограничивают залежи руд железа со стороны нефтегазопродуцирующего прогиба. Во всех таких случаях марганец не был разделен с железом на путях фильтрации растворов к зонам катагенной разгрузки, связанной с дизъюнктивными дислокациями и грязевулканическими каналами. В результате марганцевая минерализация количественно подчинена железорудной и самостоятельного значения не имеет.

Классический пример самостоятельного осадочного марганцевого оруденения - месторождения Южно-Украинского бассейна, одного из крупнейших в мире. Роль в их формировании восходящей разгрузки подземных вод расположенной более чем в 100 км к югу Причерноморско-Крымской нефтегазоносной области (НГО) обоснована в работах (Павлов, 1989; Павлов, Домбровская, 1993). Согласно этим обоснованиям, ко времени отложения руд (начало олигоцена) высокие напорные градиенты подземных вод НГО были направлены в сторону рудоносной площади. Разделяющая их полого воздымающаяся к северу моноклиналь опущенного края Восточно-Европейской платформы сочленена с НГО по флексуре и с ней гидродинамически неразобщена[4]. Существенно песчанистые слои рудного и ряда подрудных уровней принадлежат к флюидопроводникам, надрудные глины - к флюидоупорам. В направлении на юг мощность тех и других возрастает, на север - уменьшается вплоть до полного исчезновения на обращенной к НГО стороне Украинского кристаллического щита. Именно в таких ситуациях - при выходе нефтегазоводоносных комплексов на поверхность (дневную или поверхность несогласия с перекрывающими более молодыми отложениями) и возникают зоны катагенной разгрузки, связанные с протяженными пологими моноклинальными склонами -бортами НГБ ("Парагенезис...", 1990).

В рассматриваемом случае рудовмещающий уровень был на склоне кристаллического щита местами пересечен глубоковрезанными элементами эрозионного рельефа, куда в олигоцене заходило, образуя обширные мелководные заливы, море (Фуртес, 1977). В них в результате катагенной разгрузки и поступали практически безжелезистые марганценосные растворы. Железо должно было начать из них высаживаться в виде сульфидов уже в ближайшей периферии НГО, где развиваются бактериальные сульфатредуцирующие процессы. Попутное следствие - генерация углекислоты. Она же является побочным продуктом процессов бактериального окисления углеводородов нефтяного ряда, сохранившихся на дальнейших путях миграции к очагам разгрузки. Значимость этих процессов для интенсивного осаждения и переосаждения карбонатов за контуром нефтеносных полей известна (Холодов, Шмариович, 1992).

Действительно, в легендах всех листов Государственной геологической карты масштаба 1 : 200 000, перекрывающих широкую полосу между рудоносной площадью и НГО, для пород позднего мела - палеогена отмечены эпигенетические выделения сидерита и пространственно тяготеющих к НГО сульфидов железа. Показано, что с приближением к рудному полю сидерит сменяется олигонитом и манганосидеритом, к НГО - кальцитом. Все это позволило продолжить хорошо известную для рудного поля зональность за его пределы - вплоть до Причерноморско-Крымской НГО (Павлов, Домбровская, 1993). Таким образом, эпигенетические преобразования проницаемых пород опущенного края платформы и отложение руд, скорее всего, имеют общую природу, какой и являлась восходящая фильтрация подземных вод НГО к зонам катагенной разгрузки на склонах Украинского кристаллического щита.

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Приведенные материалы позволяют заключить, что в зонах катагенной разгрузки подземных вод НГБ локализован ряд крупных и весьма крупных осадочных накоплений железа и марганца (в аспекте статьи, скорее генетическом, чем утилитарном, нас больше интересуют запасы металла, а не руд высоких кондиций). Для оценки масштабов железонакопления в зонах' катагенной разгрузки подчеркнем, что по массе металла (сотни млрд. т) оолитовые руды Западно-Сибирского бассейна превышают все известные железистые кварциты Европейской части России (десятки млрд. т). Более того, последние вполне сопоставимы с одним лишь Бакчарским месторождением Западной Сибири (более 20 млрд. т). Таким образом, традиционные представления об особой исключительности масштабов железонакопления,

связанного с докембрийскими железисто-кремнистыми формациями, не так уж безусловны. Сходное мнение было высказано ранее Б.М. Михайловым.

Поскольку разгрузка подземных вод НГБ носит в основном импульсный характер, понятна дискретность проявлений осадочного оруденения в разрезах. Наиболее ощутимые импульсы разгрузки приурочены к временам максимального тектонического неспокойства, что соответствует обычной приуроченности крупных рудных скоплений к основаниям трансгрессивных циклов.

Дискретность проявлений осадочных руд в разрезе нередко сказывается в их повторяемости ("многоэтажное™"). Так, в рудах Западной Сибири четыре полноправных уровня, верхний из которых даже расположен внутри регионального водоупора. Однако, как упоминалось выше, внутри него в линзах возможных коллекторов локализован ряд залежей нефти во вторичном залегании, что фиксирует реализованную возможность локальных преодолений данного водоупора жидкими телами.

Интересно отметить, что неоднократность проявлений рудообразующих импульсов практически не сказывается на минеральном составе несульфидных железных руд. Этим они резко отличаются от руд стратиформных свинцово-цинковых месторождений, на которых отложенный в условиях сероводородного заражения первичный осадок сульфидов железа часто замещается сульфидами свинца и цинка, что не требует при-вноса серы.

В марганцевых рудах Южно-Украинских месторождений постседиментационные преобразования проявлены достаточно широко, что, в частности, позволило Г.И. Князеву и Е.С. Шевченко (1975) говорить о полностью эпигенетическом характере оруденения. Со своей стороны отметим, что многие признаки эпигенетичности первично-седиментационных руд должны были проявляться в условиях продолжавшегося после перекрытия рудовмещающего уровня водоупором подтока рудоносных растворов. С их пластовой фильтрацией хорошо согласуется формирование конкреционных рудных обособлений. Для условий открытой разгрузки в прибрежных участках акваторий характерны имеющиеся желваковые образования со сгустковым механизмом коагуляции гелей. Длительность и масштабность диагенетической переработки первично-седиментационных руд Южно-Украинских месторождений марганца подтверждается работами Н.М. Страхова и ученых его школы и хорошо согласуется слительностью связанных с нефтегазообразованием водогенерирующих процессов.

Зоны катагенной разгрузки нередко бывают пространственно разобщены с НГБ. Так, в статье М.К. Калинко (1984) специально рассмотрены перспективы прилегающих к НГБ территорий на твердые битумы. Показано, что при наличии на таких территориях протяженных пологих моноклинальных склонов нефть при нарушении покрышек получала возможность миграции на первые сотни километров. В местах выхода проницаемых пластов на поверхность нефть окислялась, образуя скопления твердых битумов. Разница с рассмотренной ситуацией формирования рудообразующих растворов Южно-Украинских месторождений марганца лишь в том, на какой стадии развития находился НГБ - деструкции (покрышки нарушены, мигрирует нефть), или формирования (мигрируют сопутствующие процессам нефтеобразования подземные воды[5]. Напомним, что закупорка их разгрузки прекратила бы и эти процессы.

Правомочна еще одна аналогия, прямо касающаяся условий формирования особо крупных месторождений марганца и твердых битумов: стабильность моноклинальных склонов, определявшая длительную устойчивость путей миграции и сохранение очагов разгрузки. Именно таковы обстоятельства формирования не только Южно-Украинских месторождений марганца, но и крупнейших в мире залежей твердых битумов Атабаски в Канаде (Аксенов и др., 1986).

Катагенная разгрузка подземных вод НГБ может происходить не только в виде импульсных прорывов, стимулируемых возрастанием сейсмотектонической и/или тепловой активности, и не только в ярко выраженных зонах катагенной разгрузки. Речь идет о возможностях геологически длительного их высачивания в прибортовых частях НГБ, за счет чего должно происходить (разумеется, при наличии благоприятных геохимических и прочих предпосылок) формирование микрорудных фракций - "первой ступени" на пути возможного длительного становления кондиционных рудных месторождений, осуществляемого как в ходе гипергенных преобразований (марганец), так и погружения на глубины зоны катагенеза (свинец и цинк).

Действительно, при ревизии и переопробовании керна и шлама многочисленных нефтепоисковых скважин в Западном Казахстане были выявлены содержания свинца, цинка, марганца,  молибдена, кадмия и др. металлов, в десятки - сотни раз превышающие кларковые. В связи с этим было предложено рассматривать нефтегазоносные бассейны как потенциально рудные (Савадский, 1977). В горизонтах, обогащенных находящимся в окисной и карбонатной формах марганцем, его содержания составляют 5 - 10%. Особенно перспективны палеоберега морей, речные палеодельты и русла (Савадский и др., 1983), т.е. те участки периферии НГБ, где существовали наиболее благоприятные условия для высачивания катагенных растворов.

Проведенное разграничение месторождений оолитовых руд железа на гипергенные и катагенно-осадочные не позволяет рассматривать простое наличие где-либо таких руд как свидетельство былого развития процессов латеритного выветривания и генетически связанных с ними месторождений полезных ископаемых (например, бокситов), не позволяет делать выводы о былом господстве здесь обеспечивавших такое выветривание климатических условий[6]. Это же разграничение заставляет говорить о совершенно разных критериях поиска и прогноза для месторождений той и другой принадлежности. При этом несомненно, что в случае катагенно-осадочных месторождений такие критерии должны учитывать факторы, определяющие формирование катагенной составляющей, состав и разгрузку подземных вод НГБ. Как было показано ранее, из них наиболее существенны: сейсмотектонический и геотермический режимы развития региона, включая прилегающие впадины; мощность пород, перекрывающих потенциально водопродуцирующие в условиях катагенеза глины; состав пород разреза. Тем самым процессы формирования рудообразующих растворов типично осадочных месторождений оолитовых руд железа оказываются сопоставимыми с таковыми месторождений других типов, также обнаруживающих парагенетические связи с залежами углеводородов - например, стратиформных месторождений свинца, цинка и меди (Павлов, 1991; Павлов и др., 1991). Следует согласиться с необходимостью расширения их круга, включающего и нерудные полезные ископаемые (Рундквист, 1992). Не вызывает сомнений и то, что решение проблем металлогении осадочных бассейнов требует применения методов палеогидрогеологического анализа (Басков, 1993).

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект 93-05-14595).

 



1Присутствие среди них гематитовых руд Ангаро-Питского бассейна носит условный характер, хотя они и содержат мелкооолитовые разности.

2Выделяя близкое предлагаемому понятие "термально-осадочных" месторождений, формируемых вадозными водами, нагретыми в тепловом поле Земли, Ф.В. Чухров (1975) подчеркивал, что даже наличие в осадках вулканогенного материала не доказывает происхождения их рудного вещества из магмы вулканов.

3 В первом варианте такого разделения речь шла о гипергенных и литогенных месторождениях (Pavlov, 1992).

4 A.M. Серегин с соавторами (1977) включают опущенный край платформы в площадь НГО (по их терминологии -НГБ).

5Залежи твердых битумов могут быть сформированы и в этом случае - как результат миграции с такими водами нефтяных углеводородов, миновавших стадию нефтяной залежи (Аксенов и др., 1986).

6 Доказательство принадлежности оолитовых руд железа к гипергенным дает право на такие выводы.