Изотопы кислорода и водорода природных вод СССР
Методическое пособие - Геодезия и Геология
Другие методички по предмету Геодезия и Геология
?оды в пластовых условиях. Иначе говоря, отношение D/H как бы более надежно сохраняет информацию об исходной природе воды и условиях ее формирования, особенно в таких случаях, когда речь идет, например, о захороненных иловых водах древнего морского седиментационного бассейна, перекрытого мощными региональными водоупорами и т. д. Поведение изотопов кислорода иное. Нахождение воды в пластовых условиях способствует изотопно-обменным равновесиям, поскольку имеют место повышенная температура, высокая концентрация кислородсодержащих соединений, как правило, выше кларковой, и высокое содержание тяжелых изотопов кислорода в осадочных вмещающих породах (от +6 до +26‰). Поэтому при постоянном и длительном контакте с ними молекулы воды обогащаются тяжелыми изотопами, а вмещающие породы и растворенные вещества обедняются, хотя равновесие в системе вода - порода даже за геологическое время может не установиться. Данное свойство изотопов кислорода воды, по существу, является критерием застойности пластовых вод или в более общем случае, как отмечается в работе [32], показателем глубинности подземных вод.
Вместе с тем, несмотря на некоторые различия в поведении изотопов водорода и кислорода, при выяснении их природы и эволюции формирования необходимо проводить совместное изотопное водородно-кислородное изучение подземных вод. Оно существенно дополняет и усиливает поэлементную информацию и дает возможность более разносторонней трактовки данных. Разумеется, интерпретация материалов становится обстоятельней, они дополняются данными по геологии, гидрогеологии, гидрохимии, тектонике региона и т. п.
В пределах изученных бассейнов подземные воды нефтяных месторождений зон замедленного и весьма замедленного водообмена, как правило, характеризуются повышенными значениями концентраций дейтерия и кислорода-18 по сравнению с водами поверхностного формирования. Контурные и внутриконтурные воды нефтегазовых залежей в свою очередь несколько обогащены тяжелыми изотопами водорода и кислорода относительно вод приконтурных и нормального фона. Отношение D/H и 18О/16О в этих водах в большинстве НГБ отвечает изотопному составу океанических и морских вод, что позволяет считать их ископаемыми метаморфизованными водами первичного морского генезиса.
Вычисленные значения вклада ннфильтрационной составляющей в талассогенные седиментационные воды различных водоносных комплексов и в целом по бассейнам, приведенные в табл. 19, 22-24, 27, показывают, что они могут колебаться от 0 до 100%. При вычислении вклада метеоинфильтрогенных вод за эталон сравнения принимались изотопный состав современных метеорных вод данного бассейна и средняя проба воды океанов. Минимальные значения ннфильтрационной составляющей приурочены преимущественно к минерализованным водам повышенной концентрации и отмечаются, как правило, в контурных водах залежей нефти и газа. Обнаруженное явление может быть объяснено большей степенью закрытости контура залежей за геологическое время их существования и соответственно меньшей вероятностью разбавления седиментогенных талассогенных вод метеоинфильтрогенными. Это позволяет проводить систематическую оценку по изотопным данным доли седиментогенной составляющей относительно уровня и для подземных вод регионального нормального фона и использовать найденные характеристики в качестве одного из показателей перспектив нефтегазоносности разведочных площадей и локальных структур.
Анализ распределения дейтерия и кислорода-18 в водах изученных осадочных бассейнов по стратиграфическому разрезу (табл. 28, рис. 28) показал, что для наиболее молодых четвертично-палеогеновых отложений всех бассейнов характерны низкие концентрации дейтерия и кислорода-18, обусловленные метеоинфильтрогенной природой этих вод. К ним же примыкают и одновозрастные меловые отложения, за исключением меловых Западно-Сибирского и Каракумского бассейнов, где эти значения резко занижены и соответственно расширена общая амплитуда колебаний изотопов. В целом (рис. 28) наблюдается отчетливая зависимость изменения содержания изотопов водорода и кислорода по стратиграфическому разрезу. Так, начиная с юры, карбона, перми и отчасти триаса исследованные образцы обогащены дейтерием и кислородом-18. Юрские отложения Каракумского бассейна и девонские меж- и подсолевые отложения Припятского прогиба и Волгоградского Поволжья характеризуются наиболее высокими значениями . В то же время отложения девонского возраста Днепровско-Донецкой впадины обеднены изотопами водорода и кислорода, что может быть объяснено притоком древних инфильтрационных вод, приходящихся на периоды континентальных перерывов [54, с. 216]. Кембрийские отложения Ангаро-Ленского бассейна имеют близкие значения и к девонским, но несколько обеднены тяжелыми изотопами.
Таблица 28
Распределение дейтерия и кислорода-18 в подземных водах из отложений разного возраста и состава артезианских бассейнов СССР
Геологический возрастБассейнЧисло определенийАмплида колебаний,‰Средние значения,‰ Q,p,NПрипятский,Днепровско-Донецкий,Каракумский,Волго-Уральский,Терско-Каспийский,Западно-Туркменский,Западно-Сибирский45-134
-18,9
+4,2-84-11,8KКаракумский,Терско-Каспийский, Западно- Сибирский48-93
-14,6
+6,1-57-7,4JКаракумский, Терско- Каспийский38-87
-8,4
+6,2-38-2,0PДнепровско-Донецкий, Волго- Уральский13-120
-11,3
+4,9-53-8,2CДнепровско- Донецкий,Волго- Уральский60-76
-8,7
0,0-34-3,7DПрипятский,