О некоторых гидродинамических закономерностях мезозойских отложений центральных и западных районов туранской плиты

Н. В. Роговская,  Л. Г. Соколовский

Советская  геология, № 8, 1972.

Региональная динамика подземных вод глубоких структурных горизонтов играет большую роль как при оценке запасов минеральных, промышленных, лечебных и термальных вод, так и при оценке слабо изученных территорий в отношении их нефтегазоносности.

Вместе с тем представления о региональной динамике пластовых вод глубоких горизонтов нередко характеризуются элементом условности и большим числом различных допущений.

Очень часто региональные гидродинамические построения, выполненные разными авторами для одной территории и на основании одинакового фактического материала, все же оказываются противоречивыми. Так, например, Волго-Уральскую область можно отнести к числу наиболее полно изученных. Однако существует несколько различных представлений о направлениях движения подземных вод в этом регионе.

В связи с этим считаем целесообразным рассмотреть наиболее спорные вопросы региональных гидродинамических построений на примере анализа материалов пьезометрических измерений глубоких горизонтов мезозойских отложений территории Туранской плиты[1].

Подобная работа в нашем представлении в какой-то мере может внести скромный

вклад в решение спорного, но чрезвычайно актуального вопроса.

В строении Туранской плиты выделяется три структурных этажа:

первый - допермский, образующий ее фундамент, второй - пермо-триасовый, являющийся промежуточным, и третий, включающий отложения от юрских до антропогеновых.

Фундамент платформы сложен интенсивно метаморфизованнымии дислоцированными породами докембрия и палеозоя, которые выходят на поверхность (возвышенности Центральных Кызылкумов, Султан-Уиздаг) и вскрыты скважинами в южном Приаралье (Айбугирский выступ), в Приамударьинском районе (Мешекли, Фараб), в Центральных Каракумах, в Прикарабогазье [I]. По данным В. С. Князева и др. (1963 г.), изверженные породы фундамента на основании определения абсолютного возраста относятся к ордовику, девону и карбону. В отмеченных пунктах глубины залегания фундамента от 800—1000 м (Прикарабогазье, Приаралье) до 1600—1800 м (Центральные Каракумы) и 1000—3500 м (Приамударьинский район). По материалам геофизических исследований максимальная глубина залегания фундамента в Мургабской впадине и Предкопетдагском прогибе до 8000— 10000 м.

В границах Туранской плиты наиболее полная информация о пластовых водах имеется по территории полуострова Мангышлак, Бухаро-Каршинскому, Приамударьинскому, Прнмургабскому районам и Центральным Каракумам. О водах глубоких горизонтов других площадей можно судить только по результатам опробования отдельных скважин. Исследованные скважины расположены преимущественно в границах тектонических структур (сводов, валов, перемычек и т. п.). Подземные воды зон глубоких прогибов и, как правило, относительно мелких межструктурных понижений не изучены. Здесь воды и вмещающие их породы находятся под воздействием совершенно иных термодинамических факторов, что вносит в региональные гидродинамические обобщения большой элемент условности, который усугубляется невыдержанностью по простиранию водоносных комплексов[2] осадочного чехла. Так, например, в Сырдарьинском районе мезозойские отложения содержат пять водоносных комплексов напорных вод: 1) в трещинной зоне палеозойского фундамента; 2) юрский; 3) нижнемеловой; 4) сено-манский; 5) турон-сенонский [2]. Воды палеозойского фундамента изучены на периферии платформы и в зонах поднятий на территории Кызылкумов. Юрский песчано-глинистый комплекс, исключая Южное Приаралье, не имеет сплошного распространения, и обычно на палеозойских породах залегают отложения нижнего мела, развитые также не повсеместно. В южном Приаралье они представлены альбским, а в Арысской впадине - неоком-аптским горизонтами; глубины залегания изменяются от 100 м (в зонах поднятий) до 800—1000 м (во впадинах). Мощность сеноманского комплекса колеблется от 100 до 350м, турон-сенонского от 200 до 400 м. Наиболее мощными водоупорами служат глинистые толщи палеоген-миоцена и нижнего турона.        

В Бухаро-Каршинском районе выделяются четыре водоносных комплекса:

1) юрский, 2) неоком-нижнеальбский, 3) верхнеальб-сеноманский, 4) турон-палеоценовый. Юрский водоносный комплекс сложен известняками и песчаниками при средней мощности около 240 м; неоком-нижнеальбский - песчаниками, алевролитами с глинистыми прослоями, реже конгломератами и известняками мощностью от 300 до 400 м; верхнеальб-сеноманский- песчаниками, алевролитами, глинами, мощностью от 250 до 300 м; турон-палеоценовый комплекс представлен песчаниками и известняками, разделенными глинистыми пачками значительной мощности. Водоупорами здесь служат гипсы, ангидриты, глины юрского возраста (50—150 м), глины нижнего альба (80—100 м) и турона (до 80 м).

На территории среднего течения р. Амударьи в отложениях юры четко выделяются два водоносных комплекса: нижне-среднеюрский (терригенный) и верхнеюрский (карбонатный), а также отмечается общее увеличение мощности и глубин залегания всех отмеченных выше водоносных комплексов. Значительно увеличивается мощность соляно-ангидритовой водоупорной толщи (до 350 и более метров).

В Центральных и Заунгузских Каракумах, на Красноводском полуострове в разрезе мезозоя четко выделяются только два водоносных комплекса: юрско-аптский и альб-туронский, разобщенные маломощной пачкой альбских глин.

На территории полуострова Мангышлак толща мезозойских отложений разделяется на юрский (аален-батский), неокомский и альб-туронский водоносные комплексы. Юрский - представлен толщей ритмично чередующихся песчаных, алевролитовых и глинистых пород мощностью более 1000 м (глинистые пачки по мощности и простиранию не выдержаны); неокомский - сложен преимущественно алевролитами мощностью до 70-100 м; альб-туронский- состоит из чередующихся песчано-алевролитовых и глинистых отложений мощностью до 700 м. Водоупорами являются глины, мергеля оксфорда и верхов келловея мощностью до 200 м; глины апта мощностью до 75 м; толща мергелей, глин и мергелей сантона-дания-палеогена мощностью до 400 м.

В Питнякском районе выделяются три водоносных комплекса:

1) келловей-аптский - песчаники, алевролиты мощностью около 350 м;

2) альб-сеноманский - песчаники, пески и глины мощностью до 500 м;

3) турон-палеоценовый - песчаники мощностью до 150 м. Водоупорами служат глины нижнего альба и нижнего турона, мощность которых соответственно составляет 80 и 100 м.

В Северном Приаралье и Северном Устюрте мезозойские отложения могут быть разделены на: 1) юрский; 2) неоком-сеноманский и 3) сантон-маастрихтский водоносные комплексы, мощностью соответственно до 300, 600 и 350 м. Первый водоносный комплекс представлен алевролитами и мелкозернистыми песчаниками, второй - рыхлыми песчаниками, алевролитами, разнозернистыми песками; третий - песчаниками и трещиноватыми мергелями. Водоупорными толщами являются глины турона - коньяка и палеоцена мощностью соответственно до 170 и 80 м.

Почти на всей территории Туранской плиты (исключая ее периферийные части) отложения мезозоя залегают на больших глубинах и перекрыты глинистой толщей палеогена, которая в восточной и северо-восточной частях региона характеризуется широко развитыми водоносными горизонтами с напорными водами.

Из описания видно, что на территории рассматриваемого региона вследствие значительной литологической изменчивости водовмещающих толщ невозможно выделить единый водоносный комплекс, не говоря уже о едином горизонте, которые можно было бы использовать для региональных гидродинамических построений. Вместе с тем известно большое количество работ, посвященных динамике вод глубоких горизонтов: В. Н. Корценштейн [10], Л. Е. Михайлов [14], И. С. Пашковский, И. В. Кушниров (1965 г.), В. В. Печерников (1965 г.), В. В. Пе-черников, С. Н. Титкова [18], по Бухаро-Каршинской области; Л. Г. Соколовский и Л. Л. Ланге [22] по платформенной части Туркменской ССР: В. Н. Корценштейн (1967 г.), Л. И. Морозов [15] по Мангышлаку; И. Б. Дальян и др. [4] по Северному Приаралью и Северному Мангышлаку; Я. А. Ходжакулиев [24] по Северо-Западному Узбекистану и Северо-Восточной Туркмении, где водоносные толщи выделены по стратиграфическому признаку. Материалы пьезометрических измерений в указанных работах обработаны по методике А. И. Силина-Бекчурина (1958 г.) или в соответствии с рекомендациями В. Н. Корценштейна (1961 г.). Основные выводы по содержанию работ приведенных авторов можно подразделить на три группы:

1) гидродинамические условия мезозойской толщи полностью обусловливаются влиянием горно-складчатого обрамления и выходами мезозойских отложений, где происходит, современная аккумуляция атмосферных осадков, т. е. система артезианских бассейнов характеризуется инфильтрационным этапом развития [4, 8, 9, 10. 24];

2) глубокие горизонты мезозоя (юра, нижний мел) имеют седиментационный, а более молодые горизонты - инфильтрационный этап развития [14, 18]; 3) гидродинамические условия мезозойских отложений находятся вне какой-либо активной связи с современными областями аккумуляции атмосферных осадков. Дальний транзит пластовых вод глубоких горизонтов сомнителен [12, 22].

С целью выявления общих региональных гидродинамических закономерностей по рассматриваемой территории построена серия схем для основных стратиграфических комплексов, которые только весьма условно можно именовать водоносными. К ним относятся: 1) нижне-среднеюрский, 2) верхнеюрский, 3) неоком-аптский, 4) альб-сеноманский, 5) верхнемеловой.

 Подобное допущение вносит определенный элемент условности в достоверность выполняемых построений. Однако подобный прием не представляет исключения из общего правила региональных гидродинамических обобщений, которые проводятся по глубоким горизонтам в границах крупных геологоструктурных областей.

Характерной чертой гидрохимической зональности рассматриваемой части геологического разреза на площади Туранской плиты является почти повсеместное возрастание минерализации вод с увеличением глубины залегания горизонта. Однако это происходит до определенной глубины, ниже которой минерализация изменяется уже в узком интервале. Воды относительно низкой минерализации (до 3-10 г/м) развиты только в альб-сеноманском комплексе Бухаро-Каршинского района, а также в северной части рассматриваемой территории вблизи участков обнажения пород этого возраста, в других районах минерализация вод данного комплекса обычно превышает 50 г/л. В остальных комплексах на глубине более 1500 м обычно развиты рассолы с минерализацией выше 100 г/л. По каждому водоносному комплексу выбирались скважины, характеризующие самую нижнюю его часть и те интервалы опробования, которым соответствуют наиболее высокие абсолютные отметки статических уровней по данной разведочной площади или скважине. Резкое отличие минерализации вод каждого из комплексов на территории региона делает необходимым использование специальных расчетов. С этой целью имеющиеся материалы были обработаны по формулам С. С. Бондаренко [3] и В. В. Корценштейна (1961 г.) и для каждого комплекса были сопоставлены две схемы, которые в основном выявляют одни и те же закономерности изменения напоров[3] пластовых вод мезозойских отложений на территории Туранской плиты.

В водоносном комплексе нижней-средней юры наибольшие величины напоров соответствуют структурным поднятиям, находящимся вблизи зоны Предъюжногиссарского прогиба (Сары-Таш, Южный Мубарек, Коджи-Кудук) и тяготеющим к Ассаке-Ауданскому (Шахпахты, Кой-Кырлан) и Южно-Мангышлакскому прогибам (Жетыбай). Эти закономерности свойственны также верхнеюрскому и неоком-аптскому водоносным комплексам (рис. 1). В верхнеюрском комплексе имеет место некоторое увеличение напоров на поднятиях, линейно вытянутых в центральной части Бухарской и Чарджоуской ступеней вкрест их простирания. В неокомском водоносном комплексе на южном склоне Центрально-Каракумского свода появляется относительно небольшая широтно вытянутая зона низких напоров (Атасары-Коюн). В центральной части свода существует локальная отрицательная аномалия (Дарваза).

В альб-сеноманском водоносном комплексе (рис. 2) наибольшие напоры свойственны юго-восточной части Бухарской и Чарджоуской ступеней (с уменьшением во все стороны в том числе и по направлению к горным сооружениям), северной части Мургабской впадины и южному склону Карабогазского свода. Уменьшение напоров прослеживается к северу и югу от горного Мангышлака, где отложения альб-сеноманского возраста выходят на поверхность, а также к югу от отрогов Мугоджар.

Рис. 1. Схематическая гидрогеологическая карта неоком-аптского водоносного комплекса Туранской плиты

/—линии равных значений приведенных напоров;

2—то же, недостаточно уверенно

3 — скважины, по которым использованы материалы пьезометрических измерений;

4—участки обнаженности неоком-аптских отложений;

5 — то же, отложений древнее неоком-аптских.

Соответственно характеру изменения напоров изменяются и величины их градиентов, наибольшие значения которых отмечаются в южной части Чарджоуской и Бухарской ступеней, северной части Мургабской впадины, на южных склонах Центрально-Каракумского и Карабогазского сводов, на периферии Южно-Мангышлакского прогиба.

Таким образом, гидродинамическая структура Туранской плиты характеризуется наличием нескольких зон высоких напоров, соответствующих структурным поднятиям, находящихся у границ предгорных прогибов или крупных платформенных впадин. В границах положительных тектонических элементов величины напоров изменяются обычно незначительно. В северной части региона в альб-сеноманском комплексе напор уменьшается в направлении его погружения. В юго-восточной части Бухарской и Чарджоуской ступеней напоры в нем снижаются и в сторону горных хребтов.

Северо-западнее отмеченных зон высоких напоров в границах Чарджоуской и Бухарской ступеней происходит плавное их уменьшение. Отмеченные факторы частично или полностью уже констатировались рядом авторов [24] и объяснялись движением пластовых вод со стороны Гиссарского хребта, который является областью питания и создания напоров (В. Н. Корценштейн, 1962 г.).

Однако приведенные закономерности могут быть рассмотрены и с другой точки зрения.

Рис. 2. Схематическая гидрогеологическая карта альб-сеноманского водоносного комплекса Туранской плиты

/—3 — см. усл. обозн. к рис. 1; 4 — участки обнаженности альб-сеноманских отложений; 5 — то же, отложений древнее альб-сеноманских.

Ранее высказывалось предположение о гидравлической разобщенности юрского и неоком-аптского комплексов на территории Бухарской ступени и Гиссарского хребта [14, 20]; подобное явление характерно для мезозойских отложений в Копетдаге и Предкопетдагском прогибе [13, 20, 21]. Эти предположения, основанные на косвенных доказательствах, не подтверждаются достаточно убедительно и приводимыми в настоящей статье схемами. Исключением может быть только падение напоров в сторону Гиссарского хребта в юго-восточной части Бухарской и Чарджоуской ступеней, а также относительно низкие величины напоров вод мезозойских отложений в Копетдаге и южном склоне Центрально-Каракумского свода в сравнении с таковыми в северных частях Туранской плиты.

В числе доказательств полного отсутствия или весьма ограниченного влияния горных хребтов на гидрогеологические условия глубоких горизонтов рассматриваемых районов Туранской плиты приводились следующие.

1. В горных районах, пограничных с Туранской плитой, существуют условия, неблагоприятные для современной инфильтрации атмосферных осадков в связи с широким распространением практически безводных толщ сенона-дания-палеогена. Помимо этого здесь выпадает весьма ограниченное количество атмосферных осадков (до 350 мм/год), а поверхностный сток относительно велик.

2. Известняковые толщи неокома и юры, которыми сложены многие хребты, содержат значительные скопления маломинерализованных вод только в зонах крупных разрывных нарушений. При этом воды современной инфильтрации даже в зонах мощных региональных разломов редко проникают на глубины более 600—800 м. По материалам П. И. Калугина [5], М. Р. Милькиса [13], А. В. Кудельского (1964 г.), Л. Г. Соколовского и др. [21] зоны разломов Копетдага и Большого Балхана на глубине около 1000 м характеризуются условиями затрудненного и весьма затрудненного водообмена. Следовательно, движение инфильтрационных вод через глубокие горизонты горных районов в сторону предгорных прогибов невозможно.

3. Обводненные горизонты горных районов по зонам разломов, отделяющих их от предгорных прогибов, «подпираются» мощными глинистыми толщами. Вследствие этого Предгиссарский, Предбалханский и Предкопетдагский региональные разломы играют роль гигантских естественных барражей. По зонам отмеченных разломов и происходит разгрузка инфильтрационных вод [5]. Расчетами доказано, что в Копетдаге расход поверхностных водотоков и источников соответствует ориентировочному объему инфильтрации атмосферных осадков [6, 13].

Иные гидродинамические условия характерны для альб-сеноманского комплекса в периферийных частях рассматриваемой территории. Представляется, что в северной и северо-западной ее частях (Горный Мангышлак, отроги Мугоджар) вследствие благоприятных климатических условий и морфоструктурных особенностей альб-сеноманский комплекс испытывает значительное влияние областей современной инфильтрации. Здесь выпадает больше атмосферных осадков, выше фильтрационные свойства обнажающихся на дневной поверхности пород, рельеф менее расчленен, что затрудняет поверхностный сток. Это подтверждается существованием в районе Горного Мангышлака поля относительно опресненных вод (до 3—10 г/л), прослеживаемого на расстоянии около 30 км в северном и южном направлениях от участков обнаженности альб-сеноманских отложений. В Северном Приаралье возрастание минерализации происходит к юго-западу от Мугоджар. Увеличение минерализации сопровождается падением напоров. Следует отметить, что поле опресненных вод существует и вблизи (30—100 км) отрогов Гиссарского хребта. Однако в этом случае направление изменения минерализации и напоров не совпадают.

Мы склоняемся к выводу, что геологоструктурные особенности Туранской плиты исключают возможность дальнего транзита пластовых вод отмеченных комплексов (сотни, десятки сотен километров).

Как уже отмечалось, условия обводненности мезозойских отложений в разных частях региона резко отличны, и водоносные комплексы с высокой обводненностью по простиранию замещаются практически безводными толщами. Вертикальный переток воды в зонах замещений мало вероятен. Зоны фациальных замещений, как правило, соответствуют зонам региональных разломов. Наиболее мощная из них протягивается через всю Туранскую плиту от Урала до Оманского полуострова и совпадает с зоной Урало-Оманского линеамента (по В. Е. Хаину, 1963 г.). Здесь происходит изменение обводненности почти всех комплексов. Слабо обводненные в восточных районах отложения от неокомских до туронских включительно характеризуются на западе довольно высокими фильтрационными свойствами. Наоборот, относительно высоко обводненные на востоке отложения сенона - палеогена замещаются водоупорной толщей.

Резкая изменчивость коллекторских свойств отмечается и на площади относительно небольших районов. Это характерно для отложений неокома в Центральных Каракумах и на Красноводском полуострове, верхнего мела-в приграничных с Гиссаром районах, юры и нижнего мела- в Приаралье и в районе  п-ова  Мангышлак.

Наряду с зонами фациальных замещений экранизирующую роль могут играть также соляные купола. Зона соляных куполов установлена несколько западнее среднего течения р. Амударьи на протяжении более 200 км. Здесь юрские соли обнажаются или залегают вблизи дневной поверхности, что препятствует фронтальному движению вод меловых отложений. Геолого-тектонические условия района благоприятны для формирования диапиров на достаточно большой территории.

 В ряде случаев, когда по плоскостям смещения контактируют обводненные и практически безводные породы, зоны разломов играют роль экрана.

Наиболее полно изучена область Предкопетдагского разлома в Центральном Копетдаге, где обводненная толща известняков юры-неокома «подперта» барьером глинисто-мергелистых пород верхнего мела-юры, мощностью до 4500 м [21]. По-видимому, роль экрана в аналогичных условиях играют и мощные зоны Предтяньшаньского-Гиссарского, а также Предбалханского разломов. Экранами могут служить и зоны более мелких разломов, например, Узун-Кудукского сбро-со-сдвига в юго-западных отрогах Гиссарского хребта или разломов Южного Мангышлака, ограничивающие Беке-Башкудукский вал с юга. Вероятно, именно экранирующей ролью разломов и определяется весьма ограниченная площадь распространения вод низкой минерализации в отложениях альба-сеномана вблизи Горного Мангышлака. Подобная роль разломов отмечена И. Б. Дальяном в Северо-Западном Приаралье [4].

Все имеющиеся материалы характеризуют гидродинамические условия Туранской плиты в пределах положительных геоструктурных форм, которые разделены синклиналями и прогибами. Амплитуда глубин залегания одновозрастных водоносных комплексов в указанных положительных и отрицательных структурных элементах достигает сотен и тысяч метров. Например, кровля меловых отложений на Центрально-Каракумском своде залегает на глубине около 200 м, а в осевой части Предкопетдагского прогиба более 4500 м. Еще большая разность отметок одноименных комплексов наблюдается в пределах Амударьинского вала и Мургабской впадины. Для больших глубин прогибов и впадин характерны повышенная температура, высокое пластовое давление и ухудшение фильтрационных свойств пород. Тем самым Предкопетдагский, Заунгузский, Дарьялык-Дауданский, Южно-Мангышлакский и другие прогибы как бы изолируют в гидродинамическом отношении разделенные ими системы поднятий.

Отсутствие дальнего латерального движения пластовых вод подтверждается и другими показателями. Мы отмечали, что наиболее высокие градиенты напоров наблюдаются на участках, тяготеющих к прогибам и крупным впадинам: Примургабская, Кушкинская зоны поднятий, южная часть Амударьинской и Бухарской ступени и др. Высоким градиентам должны были бы соответствовать и высокие скорости движения подземных вод. Вместе с тем здесь открыты месторождения нефти и газа (Шехетли, Марыйское, Саман-Тепе, Кари-Чоп, .Мангышлак и др.), сохранение которых возможно только в условиях застойного режима. В этих районах, вероятно, имеет место гидравлическая разобщенность одновозрастных горизонтов в контурах пограничных друг с другом поднятий.

Таким образом, латеральное движение подземных вод глубоких горизонтов, по-видимому, возможно только в границах отдельных тектонических элементов, характеризующихся как выдержанностью этих горизонтов по площади, так и отсутствием зон разрывных нарушений, играющих роль естественных барражей.

Рассмотрим факторы, которые могут определять гидродинамические условия недр. К их числу можно прежде всего отнести процессы отжатия поровых вод при уплотнении глинистых толщ, возникающие в результате отрицательных тектонических движений. Действительно, во многих районах уменьшению напоров соответствует увеличение песчаных разностей в разрезе водовмещающих пород. Так, например, напоры в границах Чарджоуской ступени во всех изученных комплексах в общем уменьшаются с юго-востока на северо-запад. В том же направлении довольно значительно изменяется отношение глинистых пород к песчаным в неоком-аптском и альб-сеноманском комплексах. В неоком-аптском комплексе это отношение изменяется от 2,5 до 0,42, а в альб-сеноманском от 3,0 до 1,8 [22]. В этом же направлении изменяются глубины залегания комплексов.

Возрастает число глинистых разностей в этих комплексах и в зонах погружения Центрально-Каракумского, Карабогазского сводов, а также Центрально-Мангышлакской зоны поднятий.

Одновременно с увеличением глинистых разностей в водоносных комплексах увеличиваются также мощности подстилающих и перекрывающих их глинистых толщ. Наиболее мощные водоупорные горизонты глин установлены в зонах, тяготеющих к предгорным прогибам.

Подобные закономерности позволяют отвести процессам уплотнения глинистых толщ большую роль в качестве источника пластовой энергии. Однако, как известно, на глубинах свыше 2500 м уплотнение глинистых пород практически прекращается [16, 17, 25]. К тому же очень часто мощные толщи осадочного чехла сложены практически неуплотняющимися известняками и песчаниками юры, конгломератами пермо-триаса и т. д. В этих условиях известные высокие и аномально высокие напоры на больших глубинах, по-видимому, связаны с процессами метаморфизации и дегидратации глубоко погружающихся пород переходного структурного этажа, при которых выделяются огромные массы воды [19].

Благоприятные условия для подобных процессов существуют в зонах глубоких предгорных и внутриплатформенных прогибов. Здесь по материалам геофизических исследований мощность пород промежуточного структурного этажа исчисляется тысячами метров. Большие глубины его залегания в условиях молодой платформы определяют не только высокое геостатическое давление, но и высокие пластовые температуры. Представляется, что наиболее активно отмеченные процессы протекают в пределах Амударьинской впадины, Предкопетдагского, Заунгузского, Южно-Мангышлакского прогибов.

Массы воды, освобождающиеся при метаморфизации и дегидратации пород, при благоприятных условиях стремятся в верхние горизонты земной коры. При этом характер вертикального перемещения вод по-видимому, определяется не только их объемом, но также числом, мощностью и проницаемостью безводных или слабо обводненных толщ в разрезе. Наиболее благоприятные условия для перетока в верхние горизонты создаются на участках резкого уменьшения мощностей глинистых отложений или их полного выклинивания, или же крупных относительно «гидрогеологически раскрытых» зон разломов.

В районах, где в разрезе осадочного чехла широко распространены мощные толщи глинистых пород, препятствующие скрытой разгрузке вод глубоких структурных горизонтов, создаются высокие и аномально высокие напоры (впадины, прогибы, склоны крупных сводов); в тех же районах, где в разрезе осадочного чехла глинистые толщи отсутствуют или мощность их относительно невелика, величины напоров уменьшаются, возникают пьезоминимумы.

Таким образом, при слабой интенсивности или полном отсутствии процессов уплотнения глинистых толщ площадную связь величин напоров с общей мощностью глинистых толщ в разрезе можно рассматривать как косвенную характеристику активности скрытой вертикальной разгрузки подземных вод глубоких структурных горизонтов.

Не исключено, что различия термодинамических условий недр при благоприятных обстоятельствах могут вызвать латеральную миграцию вод из погруженных зон структурных элементов.

На территории Туранской плиты существует большое число областей открытой разгрузки вод отложений мезозоя - Питняк, бессточные впадины Карашор, Казахлы, Сарыкамыш и др. Основываясь на материалах, отражающих гидрогеохимическую зональность и геотермические условия недр этих районов, можно считать, что открытая разгрузка вод глубоких структурных горизонтов здесь полностью отсутствует, а восходящие потоки связаны с относительно неглубоко залегающими горизонтами.

Представляется, что при гидравлической изоляции глубоких горизонтов молодой платформы от пограничных горно-складчатых сооружений динамика вод в них определяется несколькими факторами. В зависимости от литологии осадочного чехла, направленности и интенсивности тектонических движений роль их может проявляться в разной степени. В более молодых горизонтах, по-видимому, дополнительно сказывается влияние поверхностных факторов.

При восходящих движениях земной коры разность напоров в гидравлически изолированных блоках одного структурного элемента может быть обусловлена также перемещением того или иного пластового резервуара на новые гипсометрические уровни [23]. В этом случае напоры в разных блоках могут изменяться весьма мозаично. Возможно, именно это определяет характер изменения напоров на отдельных близко расположенных структурных поднятиях Центрально-Каракумского свода и Мангышлакского антиклинория.

Изложенное показывает, что обобщение материалов пьезометрических исследований глубоких горизонтов по территории крупного региона связано с очень большим числом допущений, что определяет значительную меру их условности. При низком качестве первичного материала и отсутствии надежных методов его обработки, учитывающих как особенности условий залегания и движения вод на больших глубинах, в обстановке высоких температур и давлений, так и характер изменения коллекторских свойств водовмещающих пород по площади региона, полученные данные, по-видимому, отражают только гидродинамический потенциал—«гидродинамический фактор» глубоких горизонтов. Изменение величины его по площади региона еще не является доказательством направления движения подземных вод.

Вместе с тем важность и актуальность изучения динамики вод глубоких и сверхглубоких горизонтов несомненны. В этой связи целесообразно:

- резкое повышение качества гидрогеологических исследований  в поисково-разведочных скважинах на нефть и газ. Существующие же нормы исследований не позволяют получить достаточно достоверную информацию. Характерно, что при увеличении глубины залегания горизонта надежность получаемой информации резко ухудшается;

- наличие качественно оборудованных режимных скважин вблизи контуров разрабатываемых нефтяных и газовых месторождений, а также на «пустых» структурах. Крайне желательна организация хотя бы ограниченного числа режимных скважин в зонах синклинальных погружений. Материалы режимных наблюдений должны быть основой составляемых гидродинамических схем;      

- тщательное изучение характера изменения напоров при разработке нефтегазовых месторождений, в том числе и при заводнении законтурных скважин. Анализ этих исследований должен объективно отразить скорость и направление движения вод в условиях каждого месторождения;

- региональные обобщения должны, прежде всего, исходить из выявленных закономерностей движения подземных вод в границах нефтегазовых месторождений или их групп. При этом в полной мере должны учитываться геологические и гидрогеологические особенности отдельных областей региона, т. е. условия обводненности разреза осадочного чехла, гидрогеохимическая и гидротермическая зональность, структурная поверхность комплексов и горизонтов, характер изменения :фильтрационных свойств водовмещающих пород по площади и особенно в зонах региональных разломов или фациальных замещениях и т. п. Сопоставление же пьезометров одиночных скважин, находящихся в различных геоструктурных зонах, нередко приводит к субъективным выводам;

- применяемые при региональных гидродинамических построениях методы и формулы должны не только наиболее полно учитывать естественные условия залегания подземных вод в обстановке высоких температур и давлений, но и подтверждаться лабораторными экспериментальными исследованиями.

* * *

1. Региональные гидродинамические построения, выполненные по глубоким горизонтам на территории крупных областей, характеризуются значительной условностью. Выявленные закономерности изменения напоров еще не являются доказательством направления движения подземных вод.

2. Глубокие горизонты (юра, неоком, апт) рассматриваемых районов  Туранской плиты гидравлически изолированы от современных областей аккумуляции атмосферных осадков; движение подземных вод на расстояние в сотни, десятки сотен километров в условиях изучаемой территории невозможно.

3. Гидродинамическая структура Туранской плиты характеризуется наличием нескольких зон высоких напоров в районах, пограничных с предгорными прогибами или крупными платформенными впадинами.

4. В условиях молодой платформы напоры могут контролироваться несколькими        факторами: процессами уплотнения глинистых толщ, процессами метаморфизации и дегидратизации пород промежуточного структурного этажа на больших глубинах в обстановке высоких температур и давлений, интенсивностью скрытой вертикальной разгрузки подземных вод.

5. Региональные гидродинамические построения должны основываться на выявленных закономерностях движения подземных вод в контурах разрабатываемых наиболее полно изученных месторождений нефти и газа. Эти исследования необходимо сопровождать детальным изучением литологии, фильтрационных свойств, термических условий, пространственного распространения основных водоносных комплексов и горизонтов.

СПИСОК  ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Аржевский Г. А. и др. Закономерности размещения и условия формирования залежей нефти и газа Средней Азии.— "Труды Всесоюз. науч.-исслед. геол.-развед. нефт. ин-та». 1969, вып. 86.
  2. Ахмедсафин У. М., Цифельсон Б. С. Артезианские воды меловых отложений Восточных Кызыл-Кумов и Арысского прогиба и перспективы их использования.— «Вестник АН Каз.ССР», 1965, № 6.
  3. Бондаренко С. С. О динамике подземных вод Западно-Сибирского Артезианского бассейна.- Известия вузов, «Геология и разведка», № 4, 1961.
  4. Дальян И. Б. и др. Особенности формирования палеогеновых газовых залежей Базайского месторождения и перспективы газоносности Северо-Западного Приаралья.- «Вестник АН Каз. ССР», 1969, № 7.
  5. Калугин П. И. Диагональные разрывы Копет-Дага.— «Труды  Туркм. геол. управл.». Ашхабад, 1945.
  6. Калугина О. Я. К вопросу о водном балансе и подземном стоке Центрального Копет-Дага.- «Мат-лы юбил. науч-техн. геол. службы ТССР». Ашхабад, 1969.
  7. Князев В. С., Шнип О. А. Магматические породы фундамента Туранской плиты.—«Советская геология», 1970, № 5.
  8. Корценштейн В. Н. Гидрогеология газоносных провинций Центрального Предкавказья. М., Гостоптехиздат, 1960.
  9. Корценштейн В. Н. Методика гидрогеологических исследований нефтегазоносных районов. М., Гостоптехиздат, 1963.
  10. Корценштейн В. Н. Гидрогеология Бухаро-Хивинской газонефтеносной области. М., «Недра», 1964.
  11. Кудельский А. В. Особенности гидрогеологии горных стран на примере-Западного Копет-Дага». - Труды Гос. произв. геол. ком. ТССР», 1964, вып. 2.
  12. Кушниров И. В., Пашковский И. С. К вопросу о современном естественном состоянии Бухаро-Хивинской газонефтеносной области.— «Труды Среднеаз. науч.-исслед. ин-та природного газа», Ташкент. 1965.
  13. Милькис М. Р. Особенности гидрогеологии мальм-неокомской толщи Центрального Копет-Дага.—«Труды Гос. произв. геол. ком. ТССР», 1964, вып. 2.
  14. Михаилов Л. Е. Подземные воды Бухаро-Каршинской нефтегазоносной области.— «Труды Всесоюз. науч.-исслед. ин-та геологии», 1962, вып. 12.
  15. Морозов Л. И. Гидрогеология и гидрохимия мезозоя Южного Мангышлака в связи с оценкой перспектив нефтегазоносности.- В кн.: Геологическое строение и нефтегазоносность эпигерцинской платформы юга СССР. М., «Наука». 1966.
  16. Мухин Ю. В. О гидрогеологической роли глинистых отложений.- В кн. Вопросы геохимии нефтегазоносных областей. Гос. изд-во научн.-техн. информ. 1962.
  17. Нестеров И. И. Уплотнение глинистых пород.- «Советская геология»,. 1965, № 12.
  18. Печерников В. В., Титкова С. Н. Общая гидрогеологическая характеристика мезозойских отложений Северного борта Хивинско-Мургабской впадины в связи с размещением зон нефтегазонакоплеиия». В кн.: Гидрогеологические и палео-гидрогеологические обстановки нефтегазоносных областей. М., «Наука», 1968.
  19. Сауков А. А. Несколько замечаний о гидротермальных растворах и гидротермальных месторождениях.— «Труды Ин-та геол. рудн. м-ний», вып. 46, АН СССР. 1960.
  20. Семенович В. В., Соколовский Л. Г. О зональности пластовых вод Туркмении.— «Известия АН ТССР», 1964, № 6.
  21. Соколовский Л. Г.,  Давыдов И. Я. Некоторые особенности Каракумского артезианского бассейна.—«Известия АН ТССР». 1963, № 1, Сер. физ.-техн., хим. и  геол. наук.
  22. Соколовский Л. Г., Ланге Л. Л. О динамике пластовых вод отложений мезозоя платформенной части Туркменской ССР.— «Труды Гос. произв. геол. ком. ТСС",  1964, вып. 2, Ашхабад,
  23. Тхостов Б. А. Начальные пластовые давления в нефтяных и газовых месторождениях. М., Гостоптехиздат, 1960.
  24. Ходжакулиев Я. А. Каракумская и Амударьинская нефтегазоносные области. Гидрогеология. Ашхабад, «Туркменистан», 1966.
  25. Уэллер Дж. М. Уплотнение осадков.—«Пробл. нефт. геол. в освещении зарубежных ученых». М., Гостоптехиздат, 1961.

Авторы: 

Тематические разделы: