Опубліковано

ГЛИНИСТІ МІНЕРАЛИ ЕОЦЕНОВОЇ КАМ’ЯНОЇ СОЛІ ФОРМАЦІЇ БАХАДАР ХЕЛЬ, ПАКИСТАН

Головна > Архів > № 1 (182) 2020 > 87-100


Geology & Geochemistry of Combustible Minerals No. 1 (182) 2020, 87-100.

https://doi.org/10.15407/ggcm2020.01.087

Ярослава ЯРЕМЧУК, Сергій ВОВНЮК

Інститут геології і геохімії горючих копалин НАН України, Львів, Україна, е-mail: slava.yaremchuk@gmail.com

Мохамед ТАРІК

Белуджистанський університет інформаційних технологій, інженерії та менеджменту, відділ нафтової та газової інженерії, Кетта, Пакистан

Анотація

За даними досліджень пелітової фракції водонерозчинного залишку 10 взірців еоценової кам’яної солі формації Бахадар Хель (Пакистан) визначено, що асоціація глинистих мінералів містить набухаючий хлорит, хлорит-монтморилоніт, гідрослюду і каолініт; у трьох пробах діагностовано хлорит. Неглинисті мінерали представлені кварцом, доломітом, рідше – магнезитом; одна проба містить домішки обох карбонатів. Набухаючий хлорит, хлорит і змішаношаруваті утворення є триоктаедричними, а гідрослюда й каолініт – діоктаедричні. Усі визначені глинисті мінерали, за винятком каолініту, є аутигенними.

Присутність набухаючого хлориту в еоценовій кам’яній солі вірогідно зумовлена зміною концентрації розсолів басейну на фоні складних геологічних процесів цієї епохи (зміна клімату від термального максимуму до глобального похолодання, зміна циркуляції океанічної води, зміна ізотопного складу карбонатів).

Ми вважаємо, що асоціація глинистих мінералів еоценової кам’яної солі (враховуючи особливості її складу та присутність набухаючого хлориту) формувалася в період сульфатного хімічного типу океанічної води. Це також підтверджують знахідки набухаючого хлориту в тріасових евапоритах (кам’яна сіль Західно-Мароканського басейну, мергель Мідленду), що, як відомо, відкладалися із сульфатної океанічної води. Присутність каолініту майже у всіх досліджених пробах спричинена його найбільшим нагромадженням в осадових відкладах цього часового відтинку – теригенний каолініт у великій кількості надходив із суходолу та не встигав перетворюватися навіть в умовах галітової стадії евапоритового процесу.

Ключові слова

глинисті мінерали, набухаючий хлорит, кам’яна сіль, еоцен, формація Бахадар Хель, Пакистан.

Використані літературні джерела

Билонижка, П. М. (1973). Некоторые особенности минерального состава глин нижнемоласовых отложений Прикарпатья. В Вопросы литологии и петрографии (Кн. 2, с. 113–120). Львов: Издательство Львовского университета.

Бриндли, Г. В. (1965). Хлоритовые минералы. В Г. Браун (ред.), Рентгеновские методы изучения и структура глинистых минералов. (В. А. Дриц и др., пер. с англ.; В. А. Франк-Каменецкий, ред.) (с. 284–344). Москва: Мир.

Гаврилов, Ю. О., Щербинина, Е. А. (2004). Глобальное биосферное событие на границе палеоцена и эоцена. В Ю. О. Гаврилов, М. Д. Хуторской (ред.), Современные проблемы геологии (с. 493–531). Москва: Наука.

Ковалевич, В. М., Вовнюк, С. В. (2010). Вековые вариации химизма морских эвапоритовых бассейнов и вод Мирового океана. Геология и полезные ископаемые Мирового океана, 4, 50–64.

Коссовская, А. Г., Дриц, В. А. (1975). Кристаллохимия диоктаэдрических слюд, хлоритов и корренситов как индикаторов геологических обстановок. В Кристаллохимия минералов и геологические проблемы (с. 60–69). Москва: Наука.

Крупская, В. В., Крылов, А. А., Соколов, В. Н. (2011). Глинистые минералы как индикаторы условий осадконакопления на рубежах мел-палеоцен-эоцен на хребте Ломоносова (Северный ледовитый океан). Проблемы Арктики и Антарктики, 2 (88), 23–35.

Милло, Ж. (1968). Геология глин (выветривание, седиментология, геохимия). (М.Е. Каплан, пер. с франц.). Ленинград: Недра.

Пастухова, М. В. (1965). К познанию аутигенных силикатных и алюмосиликатных минералов в соленосных породах. Литология и полезные ископаемые, 3, 78–90.

Соколова, Т. Н. (1982). Аутигенное силикатное минералообразование ранних стадий осолонения. Москва: Наука.

Страхов, Н. М. (1962). Основы теории литогенеза. Т. 3. Закономерности состава и размещения аридных отложений. Москва: АН СССР.

Франк-Каменецкий, В. А. (ред.). (1983). Рентгенография основных типов породообразующих минералов (слоистые и каркасные силикаты). Ленинград: Недра.

Франк-Каменецкий, В. А., Котов, Н. В., Гойло, Э. Л. (1983). Трансформационные преобразования слоистых силикатов. Ленинград: Недра.

Яремчук, Я. В. (2010). Глинисті мінерали евапоритів фанерозою та їхня залежність від стадії згущення розсолів і хімічного типу океанічної води. Збірник наукових праць Інституту геологічних наук НАН України, 3, 138–146. doi.org/10.30836/igs.2522-9753.2010.147301

Bain, D. C., & Russell, J. D. (1981). Swelling minerals in a basalt and its weathering products from Morvern, Scotland: II. Swelling chlorite. Clay Miner., 16 (2), 203–212. doi.org/10.1180/claymin.1981.016.2.08

Brindley, G. W. (1961). Chlorite minerals. In G. Brown (ed.), The X-ray identification and crystal structures of clay minerals (pp. 242–296). The Mineralogical Society, London.

Carroll, D. (1970). Clay Minerals: A Guide to Their X-ray Identification (Special Paper 126). Boulder, Colorado: Geological Society of America.

Hardie, L. A. (1996). Secular variation in seawater chemistry: An explanation for the coupled secular variation in the mineralogies of marine limestones and potash evaporites over the past 600 m. y. Geology, 24, 279–283.

Holland, H. D. (2003). The geologic history of seawater. Treatise on Geochemistry, 6, 583–625.

Honeyborne, D. B. (1951). The clay minerals in the Keuper marl. Clay min. Bull., 1 (5), 150–157.

Horita, J., Zimmermann, H., & Holland, H. D. (2002). Chemical evolution of seawater during the Phanerozoic: Implications from the record of marine evaporites. Geochim. Cosmochim. Acta, 66, 3733–3756.

Jaumé, S. C., & Lillie, R. J. (1988). Mechanics of the Salt Range-Potwar Plateau, Pakistan: A fold-and-thrust belt underlain by evaporites. Tectonics, 7, 57–71.

Kazmi, A. H., & Jan, M. Q. (1997). Geology and Tectonics of Pakistan. Nazimabad; Karachi: Graphic Publishers.

Khrushcheva, M. O., & Nebera, T. S. (2019). Swelling clay minerals of bottom sediments of Uskol lake (Republic of Khakassia). IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 319, Article 012010. doi:10.1088/1755-1315/319/1/012010

Kovalevych, V. M., Peryt, T. M., & Petrychenko, O. I. (1998). Secular variation in seawater chemistry during the Phanerozoic as indicated by brine inclusions in halite. The Journal of Geology, 106 (6), 695–712.

Lowenstein, T. K., Timofeeff, M. N., Brennan, S. T. et al. (2001). Oscillations in Phanerozoic seawater chemistry: evidence from fluid inclusions. Science, 294, 1086–1088.

Lucas, J. (1962). La transformation des mineraux argileux dans la sedimentation. Etudes sur les argiles du Trias. Mem. Serv. Carte Geol. Als. et Lorraine, 20.

Meissner, C. R., Master J. M., Rashid, M. A., & Hussain, M. (1974). Stratigraphy of the Kohat Quadrangle, Pakistan. Geological survey professional paper, 716-D. Washington: U.S. Govt. Print. Off.

Moore, D. M., & Reynolds, R. C. Jr. (1997). X-Ray Diffraction and the Identification and Analysis of Clay Minerals. Oxford; New York: Oxford University Press.

Premovi, P. I., Todorovi, B. Z., & Stankovi, M. N. (2008). Cretaceous-Paleogene boundary (KPB) Fish Clay at Hjerup (Stevns Klint, Denmark): Ni, Co, and Zn of the black marl. Geologica Acta, 6 (4), 369–382.

Shah, S. M. I. (ed.). (1977). Memoirs of the geological survey of Pakistan. Vol. 12. Stratigraphy of Pakistan. Quetta

Suchecki, R. K., Perry, E. A., & Hubert, J. F. (1977). Clay Petrology of Cambro-Ordovician Continental Margin, Cow Head Klippe, Western Newfoundland. Clays and Clay Minerals, 25, 163–170. doi.org/10.1346/CCMN.1977.0250301

Velde, B. (1977). A proposed phase diagram for illite, expanding chlorite, corrensite and illite-montmorillonite mixed layered minerals. Clays and Clay Minerals, 25, 264–270.

Weaver, C. E., & Beck, K. C. (Eds.). (1977). Developments in Sedimentology. Vol. 22. Miocene of the S.E. United States: A Model for Chemical Sedimentation in a Peri-Marine Environment. New York: Elsevier.

Zachos, J., Pagani, M., Sloan, L., Thomas, E., Billups, K. (2001). Trends, Rhythms, and Aberrations in Global Climate 65 Ma to Present. Science, 292 (5517), 686–693. doi.org/10.1126/science.1059412

Опубліковано

ГЕОХІМІЧНІ КРИТЕРІЇ ЗВ’ЯЗКУ ЕВАПОРИТОВИХ І ОСАДОВИХ ФОРМАЦІЙ ФАНЕРОЗОЮ ТА ПОКЛАДІВ ВУГЛЕВОДНІВ (НА ПРИКЛАДІ НАФТОГАЗОНОСНИХ БАСЕЙНІВ ЦЕНТРАЛЬНОЇ І СХІДНОЇ ЄВРОПИ)

Головна > Архів > № 3-4 (172–173) 2017 > 56-75


Geology & Geochemistry of Combustible Minerals No. 3-4 (172-173) 2017, 56-75.

Сергій ВОВНЮК, Анатолій ГАЛАМАЙ, Софія ГРИНІВ, Ігор ДУДОК, Софія МАКСИМУК, Андрій ПОБЕРЕЖСЬКИЙ, Дарія СИДОР, Ярослава ЯРЕМЧУК

Інститут геології і геохімії горючих копалин НАН України, Львів, е-mail: igggk@mail.lviv.ua

Анотація

За результатами геохімічних, мінералого-петрографічних та термобарогеохімічних досліджень евапоритових і теригенних відкладів фанерозою визначено геохімічні критерії зв’язку евапоритових і осадових формацій та покладів вуглеводнів. Проведено вивчення включень з вуглеводневою фазою у галіті різновікових галогенних відкладів; з’ясовано особливості розподілу вуглеводневих газів у приповерхневих відкладах, у місцях поширення евапоритів, та їхній зв’язок з потенційними скупченнями вуглеводнів на глибині; досліджено взаємодію органічної речовини з глинистими мінералами на прикладі евапоритових та теригенних відкладів Карпатського регіону; вивчено геохімію процесів прожилкового мінералогенезу структурно-фаціальних зон Східних Карпат у зв’язку з нафтогазоносністю. Наявність кульок бітуму (або краплинок нафти і кірочок твердого бітуму) та висока газонасиченість і підвищений вміст метану та інших вуглеводневих газів у включеннях у галіті, а також аномальні концентрації вуглеводневих газів у приповерхневих відкладах осадових товщ можуть слугувати критеріями наявності покладів вуглеводнів на глибині.

Захоплення глинистими мінералами, зокрема монтморилонітом, органічних сполук (у тому числі вуглеводневих газів) міжшаровими проміжками, впливає на газопродуктивність низькопроникних глинистих товщ, що необхідно враховувати при пошуках цих корисних копалин.  Мінералого-геохімічні дослідження жильних утворень осадових комплексів Східних Карпат свідчать, що найбільш  нафтогазоперспективними  є Кросненська та Дуклянська зони, а також піднасув Мармароського кристалічного масиву на осадові комплекси Складчастих Карпат.

Ключові слова

осадові формації, евапорити, фанерозой, вуглеводні, включення у галіті, геохімічні аномалії, глинисті мінерали, жильні утворення.

Використані літературні джерела

Борковський О. О. Досвід застосування геохімічних методів пошуків вуглеводнів у Карпатському регіоні // Стан, проблеми і перспективи розвитку нафтогазового комплексу Західного регіону України : тези доп. наук.-практ. конф. (Львів, 28–30 берез. 1995 р.). – Львів, 1995. – С. 51–52.

Высоцкий Э. А., Гарецкий Р. Г., Кислик В. З. Калиеносные бассейны мира. – Минск: Наука и техника, 1988. – 387 с.

Галамай А. Р. Фізико-хімічні умови осадження та постседиментаційної перекристалізації баденських солей українського Передкарпраття // Геологія і геохімія горючих копалин. – 2010. –  № 2. – С. 64–77.

Григорчук К. Роль мінералів класу силікатів у формуванні потенціалу газоносних «сланців» // Фундаментальне значення і прикладна роль геологічної освіти і науки : тези доп. Міжнар. наук. конф., присвяченої 70-річчю геологічного факультету ЛНУ ім. І. Франка (Львів, 7–9 жовт. 2015 р.). – Львів, 2015. – С. 66–67.

Григорчук К. Г., Сеньковський Ю. М. Дискретне формування резервуарів «сланцевого» газу в ексфільтраційному катагенезі // Геодинаміка – 2013. – № 1. – С. 61–67.

Грим Р. Е. Минералогия глин / под ред. В. А. Франк-Каменецкого. – М. : ИЛ, 1959. – 454 с.

Гуминовые вещества в составе палыгорскитового органо-минерального комплекса из ископаемой почвы верхнего карбона южного Подмосковья / Т. В. Алексеева, Б. П. Кабанов, Б. Н. Золотарева, А. О. Алексеев, В. П. Алексеева // ДАН. – 2009. – 425 (2). – С. 265–270.

Девид Д. Статистический анализ данных в геологии : в 2 т. – М. : Недра, 1990. – 742 с.

Дудок І. В. Морфогенетичні типи вуглеводневих включень у «мармароських діамантах» Східних Карпат // Геологія і геохімія горючих копалин. – 20111. – № 3–4 (156–157). – С. 96–111.

Дудок І. Послідовність формування вуглеводневих включень у «мармароських діамантах» Східних Карпат // Проблеми геології і геохімії горючих копалин : тези доп. Міжнар. наук. конф., присвяченої 60-річчю Інституту геології і геохімії горючих копалин НАН України (Львів, 28–30 верес., 2011 р.). – Геологія і геохімія горючих копалин. – 20112. – № 1–2 (154–155). – С. 54–56.

Дудок І. В., Вовнюк С. В. Геохімія ізотопів вуглецю і кисню у жильних утвореннях флішу Українських Карпат // Геологія і геохімія горючих копалин. – 2000. – № 4. – С. 30–37.

Жарков М. А. Палеозойские соленосные формации Мира. – М. : Недра, 1974. – 392 с.

Келеберда В. С. Геохімічні пошуки нафти і газу. Історичний аспект. – Харків, 2001. – 46 с.

Кітик В. І., Петриченко О. Й. Використання включень у мінералах для з’ясування умов формування нафтогазових родовищ // Вісник АН УРСР. – 1978. – № 1. – С. 55–60.

Клубова Т. Т. Глинистые минералы и их роль в генезисе, миграции и аккумуляции нефти. – М. : Недра, 1973. – 255 с.

Ковалевич В. М., Сидор Д. В. Микровключенные углеводороды в каменной соли Соликамской впадины и их генетическая информативность // Геологія і геохімія горючих копалин. – 1992. – №1 (78). – С. 89–95.

Крупський Ю. З. Геодинамічні умови формування і нафтогазоносність Карпатського та Волино-Подільського регіонів України. – К. : УкрДГРІ, 2001. – 144 с.

Куковский Е. Г. Особенности строения и физико-химические свойства глинистых минералов. – Киев : Наук. думка, 1966. − 132 с.

Литвинюк С. Ф. Геохімічні ореоли у солях над покладами вуглеводнів (за результатами досліджень включень у галіті) // Геологія і геохімія горючих копалин. – 2007. – № 4. – С. 95–111.

Максимук С. В. Особливості відображення флюїдонасиченості горизонтів Вишнянської площі Зовнішньої зони Передкарпатського прогину в геохімічних полях приповерхневих відкладів // Геологія і геохімія горючих копалин. – 2012. – № 3–4 (160–161). – С. 109–117.

Максимук С. В. Вуглеводневі гази приповерхневих відкладів Ліпчанської площі Закарпатського прогину // Геологія і геохімія горючих копалин. – 2013. – № 3–4 (164–165). – С. 62–73.

Максимук С. В., Бодлак П. М. Досвід застосування геохімічних методів під час комплексних розшукових робіт на нафту і газ у Карпатському регіоні // Фундаментальне значення і прикладна роль геологічної освіти і науки : тези доп. Міжнар. наук. конф., присвяченої 70-річчю геологічного факультету ЛНУ ім. І. Франка (Львів, 7–9 жовт. 2015 р.). – Львів, 2015. – С. 151–152.

Органические компоненты глино-металло-органического комплекса почв лесостепи (теоретические и экспериментальные аспекты изучения) / А. А. Шинкарев, К. Г. Гиниятуллин, Л. В. Мельников, Г. А. Кринари, С. Г. Гневашев. – Казань : Казан. гос. ун-т, 2007. – 248 с.

Петриченко О. И. Атлас микровключений в минералах галогенных пород. – Киев : Наук. думка, 1977. – 182 с.

Петухов А. В., Ванюшин В. А., Сиротюк В. А. Комплексный анализ данных геохимических поисков месторождений нефти и газа. – М. : Недра, 1981. – 262 с.

Поливцев А. В.,  Поморцев Г. П., Борковский А. А. Газогеохимические поиски полезных ископаемых в Карпатском регионе. – Киев : Наук. думка, 1990. – 196 с.

Сидор Д. Термобарогеохімічні умови формування галогенних відкладів (нижньопермський Солікамський басейн) // Мінерал. зб. – 2013. – № 63. – Вип. 2. – С. 14–32.

Соколов В. А. Геохимия газов земной коры и атмосферы. – М. : Недра, 1966. – 301 с.

Хіміко-палеогеографічні індикатори прогнозу покладів вуглеводнів та корисних копалин відкладів континентальних окраїн (за результатами мінералого-геохімічних досліджень сульфатно-карбонатних і соленосних товщ фанерозою Центральної та Східної Європи) / В. Ковалевич, І. Дудок, А. Побережський, С. Вовнюк, А. Галамай, С. Гринів, С. Литвинюк, Д. Сидор, Я. Яремчук // Геологія і геохімія горючих копалин. – 2012. – № 3–4 (160–161). – С. 66–81.

Шаркина Э. В. Строение и свойства органоминеральных соединений. − Киев : Наук. думка, 1976. − 91 с.

Яремчук Я. В., Гринів С. П. Вплив органічної речовини на склад та генезу глинистих мінералів відкладів кам’яної солі Карпатського регіону // Геологія і геохімія горючих копалин. – 2013. – № 1–2 (162–163). – С. 60–70.

Cygan R. T., Guggenheim S., van Groos A. F. K. Molecular models for the intercalation of methane hydrate complexes in montmorillonite clay // J. Phys. Chem. B. − 2004. − 108 (39). − P. 15141−15149.

Geochemical aureoles around oil and gas accumulations in the Zechstein (Upper Permian) of Poland: analysis of fluid inclusions in halite and bitumens in rock salt / V. Kovalevych T. M. Peryt, S. Shanina, D. Więcław, S. Lytvyniuk // Journ. of Petroleum Geology. – 2008. – Vol. 31. – N 3. – P. 245–262.

Geological setting and petroleum occurrence of the Starunia area, fore-Carpathian region, Ukraine / Y. V. Koltun, I. V. Dudok, M. J. Kotarba, О. М. Adamenko, М. І. Pavlyuk, W. Burzewski, O. R. Stelmakh  // Polish and Ukrainian geological studies (2004–2005) at Starunia – the area of discoveries of woolly rhinocrroses / M. J. Kotarba (Ed.). – Warszawa ; Krakow: Pol. Geol. Inst. and “Geosphere” Society, 2005. – P. 61–78.

Inkluzje fluidalne w halicie oraz bituminy w solach ewaporatów mioceńskich ukraińskiego Przedkarpacia jako wskaźnik występowania nagromadzeń węglowodorów w niżej leżących utworach / D. Więcław, S. Lytvyniuk, V. Kovalevych, T. M. Peryt // Przegl. Geol. – 2008. – Vol. 56. – N 9. – S. 837–841.

Jarmolowicz-Szulc K., Dudok I. The importance of vein minerals for reconstruction of the diagenetic and catagenetic processes in the carpathian flych // Biul. Panstw. Inst. Geol. – 2001. – Vol. 396. –– P. 73–74.

Jarmolowicz-Szulc K., Dudok I. Migration of paleofluids in the contact zone between the Dukla and Silesian units, Western Carpathians – avidence from fluid inclusions and stable isotopes in quartz and calcite // Geol. Quart. – 2005. – N 49 (3). – P. 291–304.

Koster van Groos A. F., Guggenheim S. The stability of methane hydrate intercalates of montmorillonite and nontronite: Implications for carbon storage in ocean-floor environments // Am. Mineral. – 2009. – N 94. – Р. 372–379.

Lagaly G., Ogawa M., Dékány I. Clay Mineral Organic Interactions // Handbook of Clay Science / F. Bergaya, B. K. G.Theng, G. Lagaly (Eds.) – Amsterdam : Elsevier, 2006. – P. 309–378.

Moore D. M., Reynolds Jr. R. C. X-ray Diffraction and the Identification and Analysis of Clay Minerals. Oxford New York : OXFORD UNIVERSITY PRESS, 1997. – 376 p.

Odriozola G., Aguilar J. F., Lopez-Lemus J. Na-montmorillonite hydrates under ethane rich reservoirs: NPzzT and mu PzzT simulations // J. Chem. Phys. – 2004. – Vol. 121 (9). – P. 4266−4275.

Organic geochemical study and genetic correlation of natural gas, oil and Menilite source rocks  in the San and Stryi rivers doab (Polish and Ukrainian Carpathians) / M. J. Kotarba, D. Wieclaw, Y. V. Koltun, J. Kusmierek, L. Marynowski, I. V.  Dudok// Organic Geochemistry. – 2008. – N 38. – P. 1431–1456.

Organic geochemical study and genetic correlations between source rocks and hydrocarbons from surface seeps and deep accumulations in the Starunia area, fore-Carpathian region, Ukraine / M. J. Kotarba, D. Wieclaw, Y. V. Koltun, M. D. Lewan, L. Marynowski, I. V. Dudok// Polish and Ukrainian geological studies (2004–2005) at Starunia – the area of discoveries of woolly rhinocrroses / M. J. Kotarba (Ed.). – Warszawa ; Krakow: Pol. Geol. Inst. and “Geosphere” Society, 2005. – P. 125–146.

Park S. H., Sposito G. Do montmorillonite surfaces promote methane hydrate formation? Monte Carlo and molecular dynamics simulations // J. Phys. Chem. B. − 2003. − Vol. 107 (10). − P. 2281−2290.

Rajkiran R. T., Kartic C. K. Upendra Natarajan Synthesis and characterization of novel organo-montmorillonites // Applied Clay Sci. – 2008. – Vol. 38. – P. 203–208.

Shaіdetska V. S. The geochemіstry of Neogene evaporіtes of Transcarpathіan trough іn Ukraіne // Slovak Geol. Mag. – 1997. – Vol. 3 (3). – P. 193–200.

Warren J. K. Evaporites: Sediments, Resources and Hydrocarbons. – Berlin-Heidelberg : Springer, 2006. – 1035 p.