Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Полиметаллическая минерализация и её взаимосвязь со скоплениями углеводородов на примере отдельных районов Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции

ВАК РФ 25.00.11, Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения

Автореферат диссертации по теме "Полиметаллическая минерализация и её взаимосвязь со скоплениями углеводородов на примере отдельных районов Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции"

На правах рукописи

БЕРГ НАДЕЖДА ВИТАЛЬЕВНА

ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКАЯ МИНЕРАЛИЗАЦИЯ И ЕЁ ВЗАИМОСВЯЗЬ СО СКОПЛЕНИЯМИ УГЛЕВОДОРОДОВ НА ПРИМЕРЕ ОТДЕЛЬНЫХ РАЙОНОВ ТИМАНО-ПЕЧОРСКОЙ НЕФТЕГАЗОНОСНОЙ ПРОВИНЦИИ

Специальность 25.00.11 -Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения

17 ОКТ 2013

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

005535388

Ухта, 2013

005535388

Работа выполнена на кафедре минералогии, геологии и геохимии федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Ухтинский государственный технический университет»

Научный руководитель: доктор геолого-минералогических наук, профессор Копейкин Валерий Александрович Ухтинский государственный технический университет

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук, профессор Мальков Борис Андреевич,

Коми государственный педагогический институт

кандидат геолого-минералогических наук, Седаева Куляш Мусабековна,

Геологический факультет МГУ имени М.В. Ломоносова;

Ведущая организация: Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского Российской академии наук (ГЕОХИ РАН) г. Москва.

Защита состоится 12 ноября 2013 г. в 10.00 в ауд. 218 на заседании Диссертационного совета Д 004.008.01 в Федеральном государственном учреждении науки Институте геологии Коми научного центра Уральского отделения РАН по адресу: 167982, г. Сыктывкар, ул. Первомайская, 54.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук.

Автореферат разослан 12 октября 2013 года.

Отзывы в двух экземплярах, заверенные печатью учреждения, просим направлять по адресу:, 167982, ГСП-2, г. Сыктывкар, ул. Первомайская, 54. ИГ Коми НЦ УрО РАН Факс: 8(8212)240970; e-mail: rakin@geo.komisc.ru

Ученый секретарь

Диссертационного совета д. г. - м. н. ^акин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность данной работы заключается в том, что все известные в Ухтинском районе рудопроявления характеризовались низкой степенью изученности и неясными перспективами. Оруденение выявлено в районе с развитой инфраструктурой, каковыми являются Ухтинский и Сосногорский районы, что, с одной стороны, делает вложения в поиски и разведку данного вида сырья для этих районов минимальными. С другой стороны, возможность использования простаивающих в настоящее время производственных мощностей г. Ухты, создаваемого в пос. Яреге горнообогатительного комбината (ГОКа) по добыче титана, возможность использования вмещающих оруденение пород в качестве сырья на предприятиях строительного комплекса г. Ухта и добыча попутных редких элементов, делают себестоимость добычи данного вида сырья низкой, а Ухтинский район весьма привлекательным для вложения инвестиций в горнодобывающую промышленность.

Цель работы. Определение геолого-генетического типа полиметаллической минерализации Южного Тимана и выделение перспективных участков для постановки поисково-оценочных работ.

Основвые задачи исследований:

• изучение вещественного состава сульфидной минерализации осадочного чехла;

• изучение вещественного состава вмещающих пород и их петрографических особенностей;

• исследование микрокомпонентного состава коренных пород и подземных вод территории, для установления возможных поисковых признаков данного типа оруденения;

• определение условий локализации оруденения;

• определение вероятного геолого-генетического типа оруденения;

• определение для территории возможной пространственной и парагенетической связи образования сульфидной минерализации и углеводородов, связанной с миграцией высокоминерализованных растворов Тимано-Печорского нефтегазоносного бассейна (НГБ) и их разгрузкой в пределах северо-восточного склона Тиманской антеклизы.

Методика исследовании включала:

- сбор, анализ и обобщение информации по теме диссертации;

- минералого-петрографический анализ пород и руд;

-анализ пространственных и парагенетических связей полиметаллической минерализации со скоплениями углеводородов;

-полуколичественный спектральный и химический анализы, их обработка и интерпретация;

- рентгенострукгурный анализ;

-микрозондовый анализ.

Фактический материал отбирался автором в процессе послойного описания и опробования керна скважины 15К (рудопроявление «Курские Дачи») и непосредственного изучения обнажений Ухтинской структуры. Пройдены маршруты по руч. Ниаёль, р. Чибью, выполнено опробование стенок карьеров «Лесник» и «Ярега». Кроме того, каменный, аналитический и фактический материал был предоставлен ООО «Геолог-1», ООО «Геотех-2», А.Ю. Русиновым и М.В. Мезриной. Всего отобрано около 500 проб.

Основные защищаемые положения:

1. По основным критериям (рудным формациям, размещению рудных интервалов, околорудным изменениям, минеральному составу, условиям образования и локализации) ору-денение Южного Тимана аналогично стратиформным свинцово-цинковым месторождениям миссисипского типа.

2. В пределах Ухтинской площади выделено четыре перспективных участка для постановки поисково-оценочных работ на данный тип оруденения.

3. Оруденение пространственно совмещено со скоплениями углеводородов и генетически связанно с миграцией горячих нефтеметаллоносных рассолов ТПП.

Новизна настоящей работы:

1. В результате проведенных работ впервые дана минералого-петрографическая характеристика вмещающих сульфидную минерализацию отложений. Изучены условия её локализации в разрезе осадочного чехла.

2. Выделен новый для Южного Тимана тип полиметаллического оруденения — мисси-сипский.

3. Установлено пространственное совмещение изученной сульфидной минерализации со скоплениями углеводородов в пределах Тимана-Печорской нефтегазоносной провинции (ТПП).

Практическая значимость данной работы заключается в выявлении по комплексу поисковых критериев и признаков рудопроявлений (месторождений) нового формационного типа - миссиссипского, и скоплений углеводородов в радиусе 25-50 км от одного из крупнейших промышленных центров Республики Коми г. Ухты, а также в пределах других участков Ухта-Ижемского вала и Омра-Сойвинского поднятия. Другим важным аспектом изучения взаимосвязи сульфидной минерализации и скоплений углеводородов являлась возможность переинтерпретации результатов ГИС ряда старых скважин, которые ликвидировались без опробования, несмотря на явные признаки нефте- и газопроявлений, т. к. присутствие сульфидной минерализации принималось за минерализованную воду.

Апробация работы. Основные материалы и положения диссертации представлялись и докладывались на VII- XI международных молодежных конференциях «Севергеоэкотех» (Ухта, 2006-2010 г.); на Всероссийской конференции - конкурсе студентов выпускного курса, (Санкт-Петербург, 2009 г.); на Международном форуме-конкурсе молодых ученых «Про-бемы недропользования» (Санкт-Петербург, 2009 г.); на V Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодые — наукам о Земле» (Москва, 2010 г.); на Научно-технической конференции (Ухта, 2010 г.); на конференции «Особенности развития условиях формирования нефтегазового сервиса» (Москва, 2010 г.); на Всероссийском литологическом совещании с международным участием «Рифы и карбонатные псефи-толиты» (Сыктывкар, 2010 г.); на Международной научной конференции, XI Съезде РМО «Современная минералогия: от теории к практике» (Санкт-Петербург, 2010 г.); на Научной Всероссийской конференции с международным участием «Новые горизонты в изучение процессов магмо - и рудообразования» (Москва 2010 г.); на Всероссийском литологическом совещании с международным участием «Минералы-индикаторы литогенеза» (Сыктывкар, 2011 г.), на Всероссийском конкурсе научно-исследовательских работ аспирантов в области наук о Земле (Томск 2012 г.). Основные результаты исследования отражены в 17-ти публикациях автора (из них 3 - в изданиях, рекомендованных ВАК).

Благодарности. Автор выражает благодарность М.Н. Пасынкову, В.А. Лебедеву, Г.П. Огородниковой, В.Н. Афанасенко, A.B. Бармину, Н.В. Куделиной, С.М. Езерскому, О.В. Любчик, М.В. Мезриной, А.Ю. Русинову, П.П.Тарасову, И.Х. Мингалиевой, С.А. Школьник, А.Б. Макееву, Б.А.Макееву, Т.П. Майоровой, В.Н. Филипову, В.Д. Тихомировой, О.С. Кочеткову, В.А. Копейкину, Б.П. Богданову, М.И.Фомину, Н.С. Сиваш, руководству компаний ООО «Геолог-1», ООО «Геотех-2», ООО «Нефтегазпромтех», ООО «Север-геофизика», ОАО «Лукойл Коми», Институту геологии Коми НЦ УрО РАН.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во Введении обосновывается актуальность, определяются объект и предмет исследования, его цель и задачи, указываются методы исследования, источники материала, раскрывается научная новизна, практическая значимость диссертации, формулируются основные положения, выносимые на защиту, даются сведения об апробации работы.

Первая глава «Обзор и анализ раннее проведенных работ» посвящена истории изучения рудоностности и металлогении Тимана, истории связи процессов нафтидогенеза,

нефтегазонакопления и гидротермального рудогенеза, а также содержит геологическую характеристику района исследования.

Вначале рассмотрена история изучения рудоносности и металлогении Тимана, которая связана с именитыми геологами и подробно освещена в работах Ю. П. Ивенсена, О. С. Кочеткова, В. Г. Черного, М. Я. Попова, В. Г. Колокольцева, М. М. Ермолаева и др.

Проблема взаимосвязи рудных и нефтегазовых месторождений интересует геологов с начала XX века и изучалась большим количеством иностранных и российских ученых, среди которых следует отметить работы Д. И. Горжевского, А. А. Карцева, Д. И. Павлова, Г В. Ручкина, А. И. Донца и др., где обобщены все ранее известные сведения по данной проблеме и предложены генетические модели формирования оруденения, новые методы его прогноза и поисков, которые широко использовались автором в настоящей работе.

В геологическом строении территории принимают участие образования верхнего протерозоя, слагающие фундамент, и отложения фанерозоя, слагающие платформенный чехол. Верхний протерозой сложен терригенными, большей частью флишоидными образованиями, слабо дислоцированными, метаморфизованными в зеленосланцевой фации регионального метаморфизма и прорванные гранитами. Отложения платформенного чехла в пределах Ухта-Ижемского вала, непосредственного района исследований, представлены нормально-морскими (песчано-карбонатно-глинистой, кремнисто-карбонатно-сланцевой, карбонатной) формациями среднего и верхнего (последний преобладает) девона, включающими покровы базальтов, дайки и силлы долеритов. Омра-Сойвинское поднятие примыкает к Ухта -Ижемскому валу с востока и сложено ордовикскими, силурийскими, девонскими карбонат-но-терригенными и преимущественно карбонатными образованиями каменноугольной системы.

Во второй главе «Характеристика сульфидной минерализации» приводится краткая характеристика рудопроявлений, рассматриваются сингенетическая и эпигенетическая сульфидная минерализация Южного Тимана, вмещающие её породы.

В пределах Ухтинской складки и Омра-Сойвинского поднятия выявлено четыре ру-допроявления «Курские Дачи», «Ниайль», «Бельгоп», «Омра-Вож» и ряд пунктов минерализации по берегам рек Ухта, Чуть, Ярега, Лыаель, Ниаель.

Минерализация рудопроявлений вкрапленная, прожилково-вкрапленная, иногда в виде сплошных масс рудных минералов и кальцита в породе и по трещинам, в виде выполнения пор и пустот. Трещины выполнены: пирит, марказит —» сфалерит —> кальцит —» битумы. При этом наблюдалась смена окраски сфалерита от чисто черной через коричневую и красно-оранжевую до фиолетово-сиреневой и далее до желтоватой и бесцветной. Бесцветные разности сменяются кальцитом. На изученной территории установлены жилы выполнения и

замещения. На отдельных участках жильные образования формируют достаточно протяженные жильные поля. Минеральное выполнение жил представлено, в основном, кальцитом, реже кварцем и халцедоном, иногда опалом, флюоритом, баритом; рудное — пиритом, марказитом, гематитом, сфалеритом, галенитом, халькопиритом, арсенопиритом, самородным серебром.

По заключению д.г.-м.н. А.Б. Макеева составы сфалерита Ухтинской площади типо-морфны для гидротермальных низкотемпературных (200-350°С) полиметаллических месторождений стратиформного типа, для которых характерен парагенезис с пиритом и галенитом.

По данным химического анализа в незначительных количествах в сфалерите присутствует изоморфный марганец до 0,14%, железо до 1,57%, кадмий до 0,71%. В сфалеритах северной части Ухтинской складки отмечено преобладание кадмия, в южной части - германия. Химический состав пиритов однородный, отвечает идеальной формуле РеЭг.

Кроме того, в пределах рудопроявления «Курские Дачи» в доломитах и известняках Верхне-Чутинского рифогенного массива установлены глины, напоминающие зону лито-маржа, где по результатам рентгенно-структурного анализа установлены: сфалерит, галенит, гётит, лимонит, пирит, кварц, полевые шпаты (ортоклаз, анортит), слюда, хлорит, каолинит, кальцит, доломит, криптомелан, пиролюзит (рис. 1).

I

гесиКа

I I 20 Си Ка

1)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 2) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

29 Си Ка

I гесиКа

3) О 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 0 10 20 30 40 50 60 70 80

Рис. 1. Рентгеннограмма минералов из зоны литомаржа: 1) сфалерит, пирит, слюда, кварц; 2) полевой шпат, хлорит, каолинит, слюда, кварц; 3) пиролюзит, криптомелан; из материала жил: 4) пирит, сфалерит, кальцит, кварц.

Сингенетическая минерализация, по данным ряда исследователей, в том числе автора, формировалась при разгрузке металлоносных растворов на дно водного бассейна. Представ-

лена она локальным обогащением сульфидами контактов свит, послойным обогащением известняков сульфидами в виде конкреций, либо в виде тонкого переслаивания чистых прослойков сульфидов с битуминозными сланцами, иногда тонко рассеянным халькопиритом в таких же сланцах. Местами в глинах, кроме традиционных пирита и марказита, установлен сфалерит.

Вмещающими породами для сульфидной минерализации являются карбонатные образования доманиковой и сирачойской свит. Петрографической особенностью пород доманиковой свиты являются участки измененных до песчаниковидного состояния известняков, мощностью до 10-12 метров, которые пространственно и, по-видимому, генетически связаны с проявлениями эпигенетической минерализации. Места выхода таких образований на склонах коренных берегов рек Ухта, Чуть, Ярега трассируются геохимическими аномалиями полиметаллической специализации и шлиховыми потоками с содержанием сфалерита до 16%, галенита до 9%, смитсонита до 75% от веса тяжелой фракции, халькопирита и золота десятки знаков.

В третьей главе «Сульфидная минерализация миссисипского типа на Южном Ти-мане» выделены основные прогнозно-поисковые признаки минерализации, приведены данные по геохимической специализации пород Ухтинской площади и отображению орудене-ния в геофизических полях.

Сравнительная характеристика сульфидной минерализации Юж. Тимана и месторождений миссисипского типа дается на основе геолого-генетических моделей, разработанных Ручкиным Г. В. и Донцом А. И. (2002).

Полиметаллическая минерализация на Тимане проявлена широко как по площади, так и по разрезу: от силура на Сев. Тимане до среднего карбона на Омра-Сойвинском поднятии. Аналогичное распределение оруденения по возрастной шкале с постепенным омоложением вмещающих пород (от кембрия-силура на севере до перми на юге) характерно для месторождений Мидконтинента. Максимальной интенсивностью металлонакопления для месторождений миссисипского типа характеризуются три возрастных периода - вендско-кембрийский, девонский и каменноугольный, к которым принадлежит основная часть минерализации Южного Тимана. Рудоносные формации и субформации принадлежат группе карбонатных, терригенно-карбонатных формаций. Околорудные изменения, как и в породах, вмещающих минерализацию миссисипского типа, представлены, главным образом, доломитизацией известняков, перекристаллизацией доломитов, реже окварцеванием рудовмещаю-щих карбонатных пород. Минерализация подобного типа характеризуется простым минеральным составом руд: главные минералы — пирит, галенит, сфалерит, барит; второстепенные — халькопирит, марказит, борнит, флюорит, арсенопирит. Подобные минералы выявле-

ны в пределах оруденения Южного Тимана. Рудные районы Верхнемиссисипской долины, Юго-Восточного Миссури, Три-Стейт, Иллинойс-Кентукки приурочены к крупным поднятиям фундамента (купола Висконсин, Озарк, Хикс и др.), которые расположены в краевых частях нефтегазоносных бассейнов (НГБ) Мичиган, Иллинойс, Аркома и др (Рудные месторождения США, 1972 г.), аналогично на Тимане минерализация приурочена к склонам положительных структур Н-Ш порядка.

Все рудопроявления и пункты минерализации рассматриваемой территории пространственно приурочены к участкам пересечения разрывных нарушений северо-западного и северо-восточного простирания, т. е. к наиболее проницаемым участкам территории, в то время как размещение оруденения контролируется пликативными структурами. Так на рудопро-явлении «Ниаель» минерализация локализована в сероцветных известняках, слагающих ядра и крылья синклинальных складок. В ядрах антиклинальных складок, сложенных ржаво-бурыми предрифовыми брекчиями, (калькаренитами) присутствует только окисленный пирит, реже небольшие, вытянутые по напластованию конкреции неизмененного пирита. В этих брекчиях по данным Сиваш Н.С., Русинова А.Ю. (2008 г.) отмечается характерная клиновидная отдельность, ориентированная под углом 30°-40° к плоскости напластования, что, как и окраска пород, характерно для месторождений миссисипского типа (формация Бонн-Терр, Рудные месторождения США, 1972 г.). Для рудопроявления «Ниаель» отмечается пространственное совмещение точек, в которых установлено оруденение, с осями положительных магнитных аномалий и участками повышенной естественной радиоактивности пород, которые, по мнению автора, трассируют участки прорыва на современный эрозионный срез горячих металлоносных растворов по зонам повышенной трещиноватости. Оси выделенных здесь магнитных аномалий по данным Сиваш Н.С., Русинова А.Ю. (2008 г.) имеют простирание 20°-40°, 305-320 и 320°-340°, реже субмеридиональное; рудные трещины рудопроявления «Ниаель» имеют простирания 70° и 340°. Аналогичные системы трещин: 347°, 293° и 25° контролируют оруденение одного из районов Верхнемиссисипской долины. Таким образом, условия образования и локализации оруденения на Юж. Тимане соответствуют месторождениям миссисипского типа Мидконтинента.

Геохимическая характеристика изученной площади приведена по результатам поисков по первичным ореолам (в основном керн поисковых и картировочных скважин), донного и гидрохимического опробования.

Для анализа распределения микрокомпонентов в породах юго-восточной периклинали Ухтинской складки автором были подвергнуты статистической обработке результаты полуколичественного спектрального анализа керна скважин (Дворецкий И.И., 1976 г.), пробуренных южнее границы листа Р-39-У1 - всего 1700 проб. Определялись: местный геохимиче-

ский фон для всей территории, средние значения микрокомпонентов в выборках, коэффициенты аномальности средние и максимально аномальные для выборки. Основной показатель этого поля - геохимическая специализация литокомплексов вычислялся автором по методике A.B. Бармина (Ухтинская ГРЭ) на основе статистических данных путем построения рядов элементов, разбросанных от их среднего уровня концентрации для всех литокомплексов к положительным и отрицательным областям. Полученные ряды (табл. 1) определяют избыточные элементы (числитель) в конкретном литокомплексе, а также элементы, находящиеся в дефиците (знаменатель).

Табл. 1. Формулы геохимической специализации коренных пород юго-восточной пе-

рикпинали Ухтинской складки по данным бурения

Возраст Порода Формулы геохимической специализации

Каменоугольная система С Без разделения Мп 1,47 (Cr, Ва)0,98 • TÍO,95 ■ Sr0,91 • V0.87 ■ PbO,81 ■ Ni0,77 • Ве0,7 ■ Ga0,61

Ижемская свита ад г Без разделения Col,38

У0,86 • СZr. УЬ)0,84 • Ba0,75 ■ Sr0,74 • PbO,72 ■ N¡0,7 • 740,6 • Cu0,52

Ухтинская свита 03иЬ Известняки Bel,74

У0.94 ■ (Yb.Co)0,9 • TÍO,98 ■ (V,Ba)0,88 • PbO,87 ■ B0.75 • CrO,68 • N¡0,67 ■ Be0,63 ■ Sc0,62 • ZrO.S

Доломиты SrO, 56

yO,94-ScO,92- (V,Pb)0,89 TiO.86- (B,Zr)0,79- Co0,77 Cr0,71 • (Yb,Be)0,61 ■ Ba0,6 • Ni0,59

Мергели Ce 15,8 • Nb4.88 • 5cl,17 ■ 81,14 • Zr0,83 • Ba0,73 ■ Be0,72 • SrO,52

Mo0,85 • Co0,56

Терригенные породы Cel8,5 • Lain ■ N¡>2,03 • Znl,72 ■ Col,22 • Bl,02 • Y0.5

-

Гипсы и ангидриты -

(Ti,Zr)0,98 ■ Ca0,96 • PbO,93 ■ Ba0,86 ■ MnO,73

Сирачойская свита ОзЭгс Известняки -

Ce 1,65 • ¿a 1,06 • Mo0,98 • V0,9 ■ P0.86 • N¡>0,79 • 5c0,75 ■ У0.74 • YbOJ ■ TÍO,66 • Co0,63 • Cu0,6 • Cr0,59 ■ B0,55

Мергели Nb3,13 • Co0,56

Теригенные породы ■А^З.О ■ Znl,83 • Sn0,87 ■ У0.54

Ветласянская свита ЭзУ1 Известняки Zrl,35 ■ P0.78 ■ Cr0,63

У0.99 • B0.64 • N¡0,5

Мергели Ní)4,15 • Zn4,05 • (ta, Zr) 1,9 • Mo 1,83 • Crl,64 • Scl.ll • P1.02 ■ PbO,85 • Со0,82 • V0,76 • N¡0,73 • SrO,65 ■ Ba0,63B0,62 • BeO,S7 • Sn0,56

-

Глина Ín9,83 • N¡9,2 • Gel,24 ■ />41,43 ■ Crl,02 ■ Zr0,84 • n0,75 • V0,6

Cal,22 • la0,72 • ВО,63 • P0,59 • Be0,5

Лыаельская свита Оз11 Глины ¿al,81 • Я 1,44 ■ B0,96 • Ag0,6í • Ä0.58 • SrO,57 • PbO,54 • Cr0,5

-

Мергели Ge3,55 • Sn2,15 • Mo2,05 ■ V0.7S • />¿>0,74 • Ca0,72 • Sr0,63 ■ B0,6 ■ N¡0,51

-

Глинистые известняки И2.57 ■ Mo2,04

P5,49 • JcO,95 • У0,75 ■ У0.67 ■ У¡>0,64 • Cr0,61

Известняки Cd4,68

K0.79 ■ <Yb. Со)0.72 • П0.7 ■ PO,66 ■ V0.62 • (Zn,5c)0,54

Доманиковая свита Из<]т Доломиты AgU.O • Cdl5,67

Co0,89 • Cr0,85 • ПО,82 • ZrO,78 • Ca0,68 • Sc0,62 • Ba0,5

Известняки 5¡>28,7 • Ag2,96 • Cdl,48 • Afo0,76 ■ SrO,56

Zn0,8 • Co0,7 ■ B0.64 ■ Í,a0,57 • ПО,55 • (Yb.Ba)0,52 • /0,51

Продолжение табл. 1.

Глинистые известняки Мо6,95 ■ Srl,04

Со0,87 ■ (Мп, Ва10,81 • ВО,72 ■ Сг0,71 • ггО.66

Мергели Р5,49 • МЫ,25 В 1,6 • Мо0,79 • Си0,65 ■ Ca0.Se

-

Глина NЬ2,2S ■ В1.16 ■ 5с0,93 • К0,76 ■ Ве0,73 • Са0,6 • ГО,52

-

Саргаевский горизонт устья-регская свита Глина Се3,49 ■ В1Д4 ■ N¡0,61 • 5с0,56

Мо0,84

Мергели Се16,86 • 5п9,71 • РЗ.ЗЗ • В1.6 ■ Си0,8 • РЬ0,75 • Ва0,73 ■ N00,62

5с0,74 • Сг0,5

Глинистые известняки ВО,82 • 5сО,8

2п0,65 ■ Со0,55

Известняки 5с0,9 • ВО,59 • Сг0,56 ■ Во0,51

РЬ0,5

Песчаники и алевролиты Ад 1,63 • Л0.81 ■ КЬ0,78 • К0.61 ■ ПО,53

MoO.84-SnO.S9

Тиманская свита Г>3№1 Без разделения Се5,58 ■ У 1,47 • УЬ0,94 • гп0,91 ■ ПО,69 ■ MnO.68ScO.66

Р0,6 ■ СоО.51

Джъерская свита 03<12 Глины ,415,9 • 2л1,45 • ¿¡1,37 • Ве1,36 • П.04 ■ 5п0,95 • ЛЮ.87 • №0,69 ■ КО,68 • Си0,63 •Со0.58-(Ва,Мо)0,52

-

Песчаники и алевролит ¿¡16,6 ■ Л$8,98 • (гп. К) 1,65 ■ УЫ.О ■ 2п0,93 • (2г.У)0,62 ■ Р0.6 ■ ТЮ,59 ■ Со0,57 ■ Си 0,53

СМ,7

Живетский ярус Теригенные отложения ¿¡14,38 • ¿а4,57 • Л!3,27 • Г2.27 ■ ybl.15Zrl.ie ■ ПО,75

N¡0,67 • ВО,53

Конгломераты ¿а3,83 • гг1,16

N¡0,9 ■ Со0,82 • РМ,81 ■ Ве0,76 ■ Сг0,63 ■ КО,62

Кора выветривания N¿9,97 • У2.27 • ¿а1,9 • КМ.42 ■ Ва0,91 • 5с0,5

N¡0,6

Рифей Я сланцы ,418,2 ■ 7п9,58 • Vl.eS • РЬ 1,28 • ¿а1,4 • Со1.1 ■ Мо1,01 • КО,96 • Ва0,8 • СгЮ,76

Р0.54

Ряд элементов: Мп, №, Со, Т1, V, 7л, Си, РЬ, Са, Ве, Б г, Ва, (встречаемость на уровне

95-100%) в тех или иных сочетаниях входят в формулы геохимической специализации большинства литокомплекеов. В целом, изученная территория имеет явно выраженную цинковую специализацию - на рудопроявлениях, пунктах минерализации, в шлиховых потоках и потоках рассеяния резко преобладает цинк, для которого намечается сильная, на уровне 0,7-0,95, корреляционная связь с кадмием.

Сульфидная минерализация изученной территории сопровождается геохимическими и шлиховыми потоками, а также геофизическими аномалиями. Геофизические аномалии изученной территории представлены положительными линейными магнитными аномалиями различной интенсивности, морфологии и ориентировки (рис. 2).

Часть из них совпадает с участками повышенной естественной радиоактивности пород сирачойской и доманиковой свит, которые в свою очередь, совмещены с зонами потери корреляции («слепыми зонами») по данным сейсморазведочных работ. Зоны потери корреляции интерпретируются как зоны дробления, повышенной трещиноватости, сцементированные жильными (или рудными) минералами (рудопроявление «Курские Дачи»).

Мозазойская эратема

С Каменноугольная система,

ОзиЬ-Цд Оззгс О-VI

ЬзЛй Оз»т+и)а|

Девонская система., Верхний отдел. Ухтинская ижемская свиты. Девонская система. Верхний отдел. Сирачойская свита. Девонская система. Верхний отдел. Ветлосянская свита. Девонская система. Верхний отдел. Доманниковая свита, Девонская система. Верхний отдел. "Гимакская + Усгъярегская свиты..

Контуры нефтяных и газовых месторождений и их номера:

1 Мрсгсше

2 Чибыоскос

? I (ижне-Чугимские

4 Запилт-Угдошетсое

5 Вврхно-Чутинское в Крохальскоа

7 Севсро-Крохальское

Разрывные нарушения:

1 (уикты минералп мшш

Шлиховые пробы с %-ым содержанием сфалерита и гшнша ИЬжхоиые погоки сфалерита Геохимические потоки Си, 7.п. РЬ

Оси положительных шпштямх аиамалнй

Участки повышенной ссгсстиснпоК ра.шоакчикиоеж пород

Населенные пункты Гидрографи • Ухта Города , ( ^ О Водный Поселки /••• •

Условные обозначения:

Рис. 2. Прогнозная карта с геофизическими и геохимическими аномалиями (Использованы материалы геологического доизучения масштаба 1:200 ООО, лист Р-39-У1. ООО "Геолог-1", 2004 г.)

При заверке магнитных аномалий, совмещенных с аномалией цинка по результатам донного опробования, на ручье Лев. Ниаёль было выявлено проявление цинковых руд «Ниайль» (сфалерит, пирит, марказит, реже халькопирит) в известняках сирачойской свиты. Эти линейные положительные магнитные аномалии по данным Сиваш Н.С., Русинова А.Ю. (2008 г.) на междуречье рек Пожняёль и Лыаёль занимают площадь 6 х 14 км. Подобное соотношение аномалий прослеживается в субмеридианальном направлении к югу от устья р. Лыабль на 8-10 км и является, по мнению автора, прямым поисковым признаком присутствия полиметаллического оруденения далее к югу (рис. 2). Подобного рода аномалии с широким развитием сульфидной минерализации (на рисунке отмечены зеленым контуром) прослеживаются в среднем течении р. Чуть (рис. 2), в пределах рудопроявления «Курские Дачи» и «Бельгоп». Выделенные участки рекомендованы к постановке поисково-оценочных работ.

В четвертой главе «Взаимосвязь сульфидной минерализации со скоплениями углеводородов» рассмотрена пространственная взаимосвязь и возможность генетической связи минерализации со скоплениями углеводородов.

На Южном Тимане наблюдается пространственная взаимосвязь между проявлениями сульфидной минерализации и скоплениями углеводородов. На территории Чибьюского, Ярегского, Нижне-Чутинского нефтяных месторождений, в породах которых развита обильная сульфидная минерализация, установлены шлиховые и геохимический потоки колчедан-но-полиметаллического характера. Непосредственно при изучении вмещающих сульфидную минерализацию пород были встречены примазки битума, обломки битума в составе легкой фракции практически по всему разрезу сирачойской свиты, а породы доманиковой свиты зачастую полностью пропитаны битуминозным веществом.

Анализ результатов бурения на бокситы в пределах Ухтинской складки (бурение без промывки, с полным отбором керна) показал, что сульфидная минерализация, в том числе вместе с углеводородами, присутствует на различных стратиграфических уровнях вплоть до фундамента (рис. 3). В то время как сульфидная минерализация встречена в большинстве скважин, проявления нефти и газа установлены только для северо-восточного склона Ухтинской складки, либо (редко) в скважинах, пробуренных в зонах разломов северо-восточного простирания. В целом, сульфидная минерализация занимает по отношению к проявлениям УВ более высокое гипсометрическое положение. Отмечаются случаи совместного нахождения сульфидов и УВ в отложениях доманиковой свиты (скв. 2026, 2027), в базальтах и туфах (скв. 2048,2050), в фундаменте.

Озйт

Рис. 3. Схема встречаемости сульфидной минерализации и углеводородов в скважинах Ухтинской площади. (Использовались данные отчета о поисковых работах по оценке бокситоносности кор выветривания на площади Ухтинской антиклинали 1978 г.)

□ стратиграфические горизонты, в которых встречена сульфидная минерализация

£ нефтепроявпения

г—* стратиграфические горизонты, в которых Д) встречена сульфидная минерализация с нефте и газопроявлениями

О газопроявления

По данным Ручкина Г.В., Донца А.И. (2002 г.) рудообразующие флюиды стратиформ-ных полиметаллических месторождений близки по составу водам зон затрудненного водообмена НРБ. Представлены воды хлоридными натриево-кальциевыми растворами достаточно широкого диапазона температур (100-140°С), высокой общей минерализацией (до 270 г/кг) и концентрацией РЬ и Ъп до 200 мг/кг. По данным Данилевского С.А. и др. (2003 г.) сходные по составу растворы с общей минерализацией 230-270 г/л (в отдельных пробах 310408 г/л) и температурой 84,6-116,6°С на глубинах 4500-5860 м установлены на Вуктыльском и других месторождениях Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции (ТПП). Таким образом, воды ТПП обладают параметрами, характерными для рудообразующих флюидов и могут выступать в качестве агентов мобилизации и транспортировки металлов в растворах.

По данным Данилевского С. А. и др (2003 г.) аномально высокие давления, создаваемые элизией и (или) поступлением растворов из нижележащих образований осадочного чехла и фундамента по системам разрывных нарушений, либо в результате естественного гид-

роразрыва пласта, явились основным источником энергии для перемещения рудоносных растворов из наиболее погруженных частей НГБ в направлении Тимана и Омра-Сойвинского поднятия. Для Южного Тимана и южной части примыкающей к нему Ижма-Печорской впадины (синеклизы), на механизм действия элизионной гидродинамической системы накладываются термогидродинамические (термоконвекционные) флюидные системы, связанные с присутствием в фундаменте гранитов с повышенными содержаниями радиоактивных элементов (рис. 4). Термоконвекционные флюидные системы функционируют за счет тепла, выделяемого при их распаде. Дополнительными источниками рудного вещества являлись, по-видимому, вулканогенные образования и сингенетическая минерализация осадочного чехла.

н.и 1 - глины, аргиллиты, алевролиты (во-доупоры); 2 - песчаники (коллекторы); 3 - известняки; 4 - рифогенные известняки и доломиты; 5 - кремнисто-битуминозные известняки (фтаниты); 6 - породы фундамента; 7 - граниты; 8 - зона повышенной трещиноватости (зона полной потери корреляции); 9 -разломы; 10 - уровни проявления цинковой минерализации; 11-12 - направления движения вод: 11 - элизионной флюидной системы; 12-

рг=г| / |——]2 ГТЛ.? ЕЭ-' ЕЕЭ-5 ЕЭ'1 ШЗ" Е2И<» термогидродинамической (конвек-

Г^ПУ НН/о Г===У/ Г=1/2 ГЛ/^

тивной системы); 13 - направление движения теплового потока.

Рис. 4. Литолого-геологический разрез по профилю 196-99 с возможной схемой движения подземных вод на рудопроявлении "Курские Дачи", построенный по модели Ручкина Г.В., Донца А.И. (2002 г.) для месторождений миссисипского типа.

Заключение

1. Исследуемая территория расположена на северо-восточном склоне Ухта-Ижемского вала Тиманской антиклизы, в пределах которого встречена сульфидная минерализация без видимой связи с магматическими образованиями.

2. Сульфидная, в том числе полиметаллическая минерализация, пользуется широким распространением в осадочном чехле. Локализована она преимущественно в карбонатных формациях, характеризующихся высокими фильтрационно-емкостными свойствами.

3. Минерализация контролируется зонами пересечения разрывных нарушений северо-западного, северо-восточного простирания. В пределах рудопроявлений минерализация контролируется синклинальными структурами и приурочена к их бортам, а также к участкам межплоскостных срывов.

4. Для оруденения прослеживается пространственная связь со скоплениями углеводородов. Присутствие рудной минерализации отмечается на территории нефтяных и газовых месторождений и непосредственно в продуктивных пластах.

5. Воды Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции обладают параметрами, характерными для рудообразующих флюидов и могут выступать в качестве агентов мобилизации и транспортировки металлов в растворах. Поступление рудных компонентов и необходимые температуры обеспечивались гидродинамически сосредоточенными потоками рудоносных флюидов по зонам секущих разломов, которые наряду с флюидоносными комплексами играли роль растворособирающих, транзитных и рудоконтролирующих структур.

6. По основным признакам (рудным формациям, размещению рудных интервалов, околорудным изменениям, минеральному составу, условиям образования и локализации) оруденение Южного Тимана следует отнести к стратиформным свинцово-цинковым месторождениям миссисипского типа.

7. По результатам исследований удалось расширить территорию предполагаемого оруденения на рудопроявлениях «Ниаёль» и «Курские Дачи», «Бельгоп» и выделить еще один перспективный участок в среднем течении р. Чуть.

8. Выделение оруденения миссисипского типа позволяет рекомендовать территорию Ухтинской складки (установленные в её пределах перспективные участки) и Омра-Сойвинского поднятия к постановке поисково-оценочных работ. Учитывая преимущественно прожилково-вкрапленный тип оруденения и высокое содержание пирита, марказита (минералов с электронной проводимостью) предполагается использовать для выявления подобных рудных тел кроме АГСМ-съемки электроразведку в модификации ВЭЗ-ВП.

Основные положения диссертации отражены в следующих публикациях автора:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ:

1. Берг Н.В., Сиваш Н.С., Богданов Б.П. Взаимосвязь сульфидной минерализации и скоплений углеводородов на примере отдельных районов Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции // Нефтегазовая геология. Теория и практика. - 2012. - Т.7. - №3. -http://www.ngtp.ru/rub/4/49 2012.pdf

2. Берг Н.В., Богданов Б.П., Сиваш Н.С. Стратиформная свинцово-цинковая минерализация в карбонатах Южного Тимана // Отечественная геология. №1. - 2013. С. 30-35

3. Копейкин В.А., Берг Н.В., Сиваш Н.С. Парагенезис цинка и кадмия на примере свин-цово-цинковой минерализации Южного Тимана // Известия вузов. Нефть и газ. №1 - 2013. С. 16-22.

Статьи и материалы докладов, опубликованные в сборниках научных трудов и материалах научно-практических конференций:

4. Худякова Н.В., Потапова М.А. Первая находка секреций полиминерального состава в известняках ветласянской свиты на Южном Тимане / VII Международная молодежная научная конференция «Севергеоэкотех - 2006». Ухта: УГТУ, 2006. С. 284-287.

5. Худакова Н.В. Минералого-петрографическая характеристика рудопроявления «Курские Дачи» / VIII Международной молодежная научная конференция «Севергеоэкотех -2007». Ухта: УГТУ, 2007. С. 311-313.

6. Худякова Н.В. Петрография и минералогия сирачойской свиты верховья реки Чуть / Н.В Худякова/ IX Международная молодежная научная конференция «Севергеоэкотех -2008». Ухта: УГТУ, 2008. С. 324-326.

7. Берг Н.В., Мезрина М.В. Полиминеральные проявления в карбонатных отложениях сирачойской и доманиковой свит северо-западной периклинали Ухтинской складки / X Международная молодежная научная конференция «Севергеоэкотех - 2009». Ухта: УГТУ,

2009. С. 277-282

8. Берг Н.В. Геохимические условия образование цинковых минералов и стратиформ-ный тип полиметаллической минерализации / XI Международная молодежная научная конференция «Севергеоэкотех-2010». Ухта: УГТУ, 2010. С. 188-191.

9. Берг Н.В. Пространственная взаимосвязь промышленного скопления углеводородов и рудной минерализации на Ухтинской площади / V Международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодые — наукам о Земле». — М.: Изд-во РГТУ,

2010. С. 88.

10. Сиваш Н.С., Берг Н.В. Жильные образования осадочного чехла Ухтинской площади/ Научно-техническая конференция. Ухта: УГТУ, 2010. С. 123-126.

11. Сиваш Н.С., Берг Н.В. Миссисипский тип полиметаллического оруденения в карбонатах Ухтинской площади / Научно-техническая конференция. Ухта: УГТУ, 2010. С. 135— 139.

12. Сиваш Н.С., Берг Н.В. Колчеданно-полиметаллическая минерализация в рифах Ухтинского района / Рифы и карбонатные псефитолиты. Сыктывкар: Геопринт, 2010. С. 166168.

13. Сиваш Н.С., Берг Н.В. Минералогия полиметаллических рудопроявлений Ухтинской площади / Международная научная конференция XI Съезд РМО «Современная минералогия: от теории к практике». - СПб: Издательство РМО, 2010. С. 19-21.

14. Сиваш Н.С., Берг Н.В. Оруденение миссисипского типа: поисковые критерии, поисковые признаки / Научная Всероссийская конференция с международным участием «Новые

горизонты в изучение процессов магмо- и рудообразования». М: ИГЕМ РАН, 2010. С. 205207.

15. Сиваш Н.С., Берг Н.В. Сингенетичная минерализация, как признак полиметаллического оруденения / Всероссийское литологическое совещание с международным участием «Минеральные индикаторы литогенеза». Сыктывкар: Геопринт, 2011. С. 306-308.

16. Берг Н.В., Сиваш Н.С. Минералогическая характеристика минерализации Южного Тимана / Современные проблемы теоретической, экспериментальной и прикладной минералогии (Юшкинские чтения-2013): Материалы минералогического семинара с международным участием. Сыктывкар: ИГ Коми НЦ УрО РАН, 2013. С. 68-69.

17. Берг Н.В. Новый формационный тип полиметаллической минерализации — миссиси-пский в отложениях осадочного чехла Южного Тимана / Современные проблемы теоретической, экспериментальной и прикладной минералогии (Юшкинские чтения-2013): Материалы минералогического семинара с международным участием. Сыктывкар: ИГ Коми НЦ УрО РАН, 2013. С. 70-72.

Отпечатано в типографии Ухтинского государственного технического университета Республика Коми, г. Ухта, ул. Октябрьская, 13. Подписано в печать 13.09.2013 г. Тираж 100 экз. Заявка № 4051.

Текст научной работыДиссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Берг, Надежда Витальевна, Ухта

УХТИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫЙ ФАКУЛЬТЕТ КАФЕДРА МИНЕРАЛОГИИ И ГЕОЛОГИИ, ГЕОХИМИИ

На правах рукописи

БЕРГ Надеиеда Витальевна

ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКАЯ МИНЕРАЛИЗАЦИЯ И ЕЁ ВЗАИМОСВЯЗЬ СО СКОПЛЕНИЯМИ УГЛЕВОДОРОДОВ НА ПРИМЕРЕ ОТДЕЛЬНЫХ РАЙОНОВ ТИМАНО-ПЕЧОРСКОЙ НЕФТЕГАЗОНОСНОЙ

ПРОВИНЦИИ

Специальность:

25.00.11 - Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых,

минерагения Диссертация

на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических О наук

СО оо СО -

00 я

см

СЭ ^ Научный руководитель -

(VI £ д.г.-м.н., проф. Копейкин В.А.

Ухта 2013

Оглавление

стр.

ВВЕДЕНИЕ............................................................................................. 4

ГЛАВА 1. ОБЗОР И АНАЛИЗ РАННЕЕ ПРОВЕДЕННЫХ РАБОТ.......................9

1.1. История вопроса....................................................................9

1.1.1. История освоения Тимана.................................................9

1.1.2. Взаимосвязь рудных и углеводородных месторождений............15

1.2. Геологическая характеристика района исследования.......................18

1.2.1. Стратиграфия.................................................................18

1.2.2. Магматизм....................................................................29

1.2.3. Тектоника..................................................................... 30

ГЛАВА 2. ХАРАКТЕРИСТИКА СУЛЬФИДНОЙ МИНЕРАЛИЗАЦИИ.................35

2.1. Фактический материал.............................................................38

2.2. Краткая характеристика рудопроявлений.....................................41

2.2.1. Рудопроявление «Курские Дачи»........................................ 41

2.2.2. Рудопроявление «Ниаёль».................................................52

2.2.3. Рудопроявление «Бельгоп»................................................59

2.2.4. Рудопроявление «Омра-Вож»............................................ 61

2.3. Описание и характеристика минерализации.................................62

2.3.1. Сингенетическая сульфидная минерализация.........................62

2.3.2. Эпигенетические образования...........................................68

2.3.2.1. Характеристика секущих жил...................................68

2.3.2.2. Характеристика согласных жил.................................71

2.3.2.3. Минералогия жильных образований...........................73

ГЛАВА 3. СУЛЬФИДНАЯ МИНЕРАЛИЗАЦИЯ МИССИСИПСКОГО ТИПА НА ЮЖНОМ ТИМАНЕ...................................................................................... 82

3.1. Основные прогнозно-поисковые признаки минерализации миссисипского типа..................................................................................82

3.2. Отражение минерализации в геофизических полях............................. 91

3.3. Геохимические специализация пород Ухтинской складки................ 94

3.3.1. Парагенезис кадмия и цинка...............................................105

3.4. Несульфидная свинцово-цинковая минерализация..........................109

ГЛАВА 4. ВЗАИМОСВЯЗЬ СУЛЬФИДНОЙ МИНЕРАЛИЗАЦИИ СО СКОПЛЕНИЯМИ УГЛЕВОДОРОДОВ...........................................................118

4.1. Пространственная взаимосвязь сульфидной минерализации со скоплениями углеводородов.........................................................................119

4.2. Формирование рудообразующих систем.......................................123

4.3. Условия формирования рудоносных рассолов...............................126

4.4. Условия локализации оруденения................................................128

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.......................................................................................134

Список литературы....................................................................................136

ВВЕДЕНИЕ

Рудоносность и металлогения Тимана исследованы достаточно широко, в то время как территория Южного Тимана, который изначально рассматривался только как нефтедобывающий регион, осталась в этом плане практически не изученной. Новые аспекты в изучении генезиса полиметаллических месторождений (подробнее см. гл. III и IV) и уменьшение их запасов позволяют поставить вопрос о поисках новых видов сырья на уже освоенных территориях. К таким видам сырья можно отнести рассматриваемый в данной работе новый для Южного Тимана тип полиметаллического оруденения -миссисипский. Месторождения данного типа обычно локализованы в платформенных отложениях без видимой связи с магматическими образованиями и обладают значительными запасами. Возможность формирования полиметаллического оруденения для таких регионов, как Южный Тиман, ранее не рассматривалась в связи с существующими представлениями об их геологическом строении и взглядами на образование подобного типа полезных ископаемых, а именно: отсутствие в осадочном чехле интрузий кислого состава.

В географическом плане изученная территория расположена в пределах центральной части Республики Коми (PK), на северо-восточном склоне Тиманского кряжа, административно входит в состав Ухтинского, Сосногорского, частично Троицко-Печорского районов. Рельеф территории холмисто-равнинный, гидросеть принадлежит бассейну р. Печора, растительность и животный мир типично таежные.

В экономическом отношении Ухтинский и Сосногорский районы являются наиболее развитыми в Республике Коми. Основу экономики района составляют нефтедобывающая, нефтеперерабатывающая, газоперерабатывающая, лесная и деревообрабатывающая промышленности; развита также строительная индустрия, подсобное значение имеет сельское хозяйство. С центральной частью России районы соединены железной и автомобильной дорогами, вдоль которых располагаются линии электропередач и нефтегазопроводы; с поселками городского типа, входящими в их состав, соединены автомобильными дорогами с асфальтовым покрытием.

По сложности геологического строения район относится к III категории. Обнаженность района слабая (5-7%), что создает дополнительные трудности в его изучении [127].

Объектом исследований являлись северо-восточный склон Южного Тимана (его наиболее приподнятая часть - Ухтинская антиклинальная структура) и Омра-Сойвинское поднятие. На исследуемой территории установлены рудопроявления («Ниаёль», «Бельгоп», «Курские Дачи», «Омра-Вож»), пункты минерализации, геохимические потоки полиметаллической специализации, шлиховые потоки сфалерита (с содержаниями до 16%) и галенита (до 9%), пространственно совмещенные со скоплениями углеводородов.

Предметом исследования являлась сульфидная минерализация, локализованная в осадочном чехле, и её взаимосвязь со скоплениями углеводородов.

Актуальность данной работы заключается в том, что все известные в Ухтинском районе рудопроявления характеризовались низкой степенью изученности и неясными перспективами. Оруденение выявлено в районе с развитой инфраструктурой, каковыми являются Ухтинский и Сосногорский районы, что, с одной стороны, делает вложения в поиски и разведку данного вида сырья для этих районов минимальными. С другой стороны, возможность использования простаивающих в настоящее время производственных мощностей г. Ухты, создаваемого в пос. Яреге горнообогатительного комбината (ГОКа) по добыче титана, возможность использования вмещающих оруденение пород в качестве сырья на предприятиях строительного комплекса г. Ухта и добыча попутных редких элементов, делают себестоимость добычи данного вида сырья низкой, а Ухтинский район весьма привлекательным для вложения инвестиций в горнодобывающую промышленность.

Цель работы. Определение геолого-генетического типа полиметаллической минерализации Южного Тимана и выделение перспективных участков для постановки поисково-оценочных работ.

Основные задачи исследований:

• изучение вещественного состава сульфидной минерализации осадочного чехла;

• изучение вещественного состава вмещающих пород и их петрографических особенностей;

• исследование микрокомпонентного состава коренных пород и подземных вод территории, для установления возможных поисковых признаков данного типа оруденения;

• определение условий локализации оруденения;

• определение вероятного геолого-генетического типа оруденения;

• определение для территории возможной пространственной и парагенетической связи образования сульфидной минерализации и углеводородов, связанной с миграцией высокоминерализованных растворов Тимано-Печорского нефтегазоносного бассейна (НГБ) и их разгрузкой в пределах северо-восточного склона Тиманской антеклизы.

Методика исследования включала:

- анализ, обобщение информации по теме диссертации;

- минералого-петрографический анализ пород и руд;

-анализ пространственных и парагенетических связей полиметаллической минерализации со скоплением углеводородов;

-полуколичественный спектральный и химическии анализы, их обработка и интерпретация;

- рентгеноструктурный анализ;

-микрозондовый анализ.

Минералогический и петрографический анализы выполнены автором в лаборатории Ухтинского государственного технического университета. Химические и спектральные анализы сульфидной минерализации, вмещающих пород и подземных вод выполнены в лаборатории ООО «Геолог-1». Рентгеноструктурные и микрозондовые анализы выполнены в лаборатории Института геологии Коми НЦ УрО РАН.

Фактический материал отбирался автором в процессе послойного описания и опробования керна скважины 15К (рудопроявление «Курские Дачи») и непосредственного изучения обнажений Ухтинской структуры. Пройдены маршруты на руч. Ниаёль, р. Чибью, р. Ухта, выполнено опробование стенок карьеров «Лесник» и «Ярега». Кроме того, каменный, аналитический и фактический материал был предоставлен ООО «Геолог-1», ООО «Геотех-2», А.Ю. Русиновым и М.В. Мезриной. Всего отобрано около 500 проб. Новизна настоящей работы:

1. В результате проведенных работ впервые дана минералого-петрографическая характеристика вмещающих сульфидную минерализацию отложений. Изучены условия её локализации в разрезе осадочного чехла.

2. Выделен новый для Южного Тимана тип полиметаллического оруденения — миссисипский.

3. Установлено пространственное совмещение изученной сульфидной минерализации со скоплениями углеводородов в пределах Тимана-Печорской нефтегазоносной провинции (ТПП).

Практическая значимость данной работы заключается в выявлении по комплексу поисковых критериев и признаков рудопроявлений (месторождений) нового формационного типа - миссиссипского, и скоплений углеводородов в радиусе 25-50 км от одного из крупнейших промышленных центров Республики Коми г. Ухты, а также в пределах других участков Ухта-Ижемского вала и Омра-Сойвинского поднятия. Другим важным аспектом изучения взаимосвязи сульфидной минерализации и скоплений углеводородов являлась возможность переинтерпретации результатов ГИС ряда старых скважин, которые ликвидировались без опробования, несмотря на явные признаки нефте- и газопроявлений, т. к. присутствие сульфидной минерализации принималось за минерализованную воду.

Апробация работы. Основные материалы и положения диссертации представлялись и докладывались на VII- XI международных молодежных конференциях «Севергеоэкотех» (Ухта, 2006-2010 г.); на Всероссийской конференции - конкурсе студентов выпускного курса, (Санкт-Петербург, 2009 г.); на Международном форуме-конкурсе молодых ученых «Пробемы недропользования» (Санкт-Петербург, 2009 г.); на V Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодые - наукам о Земле» (Москва, 2010 г.); на Научно-технической конференции (Ухта, 2010 г.); на конференции «Особенности развития условиях формирования нефтегазового сервиса» (Москва, 2010 г.); на Всероссийском литологическом совещании с международным участием «Рифы и карбонатные псефитолиты» (Сыктывкар, 2010 г.); на Международной научной конференции, XI Съезде РМО «Современная минералогия: от теории к практике» (Санкт-Петербург, 2010 г.); на Научной Всероссийской конференции с международным участием «Новые горизонты в изучение процессов магмо - и рудообразования» (Москва 2010 г.); на Всероссийском литологическом совещании с международным участием «Минералы-индикаторы литогенеза» (Сыктывкар, 2011 г.), на Всероссийском конкурсе научно-исследовательских работ аспирантов в области наук о Земле (Томск 2012 г.).

I

Благодарности. Автор выражает благодарность руководству ООО «Геолог-1» в лице генерального директора М.Н. Пасынкова, главного геолога В.А. Лебедева и

главного гидрогеолога Г.П. Огородниковой, а также сотрудникам ООО «Геолог-1», В.Н. Афанасенко, A.B. Бармину, Н.В. Куделиной за предоставленный каменный, фактический, аналитический материалы, консультации и помощь при работе над диссертацией.

За предоставленный каменный и аналитический материал автор признателен руководству ООО «Геотех-2» в лице генерального директора С.М. Езерского и начальника контрольно-интерпретационной партии О.В. Любчик; руководству ОАО «Лукойл-Коми» и ООО «Нефтегазпромтех»; а также выпускникам Ухтинского государственного технического университета М.В. Мезриной и А.Ю. Русинову

За предоставленный материал и помощь в его интерпретации автор выражает благодарность руководству ООО «Севергеофизика» в лице главного геолога П.П. Тарасова, а также сотрудникам И.Х. Мингалиевой и С.А. Школьник

За помощь в выполнении рентгеноструктурного и микрозондового анализов автор признателен руководству Института геологии Коми научного центра УрО РАН, а также его сотрудникам Т.П. Майоровой, В.Н. Филипову, В.Д. Тихомировой, к. г.-м. н. Б.А. Макееву и д. г.-м. н А.Б. Макееву.

За содействие и помощь при работе над диссертацией автор благодарен докторам геолого-минералогических наук В.А. Копейкину и О.С. Кочеткову, кандидату геолого-минералогических наук Б.П. Богданову, зав. Музея им. Кремса М.И. Фомину

Автор высоко оценивает содействие, помощь при работе над диссертацией, благодарен за плодотворные дискуссии и проведение совместных полевых работ доценту кафедры минералогии, петрологии, геологии и геохимии Ухтинского государственного технического университета Н.С. Сиваш.

ГЛАВА 1. ОБЗОР И АНАЛИЗ РАННЕЕ ПРОВЕДЕННЫХ РАБОТ

1.1. История вопроса

Подробно история изучения рудоносности и металлогении Тимана рассмотрена в работах Ю.П. Ивенсена [25], О.С. Кочеткова [109], М.Я. Попова [111], В.Г. Колокольцева [108], Е.П. Колониченко [32] и др.; на их основе дана краткая характеристика истории освоения Тимана.

1.1.1. История освоения Тимана

О присутствии нефти на р. Ухта известно с XV века. С этого же времени известно Цилемское месторождение меди, из руд которого чеканились первые русские деньги (Двинская летопись). Открытие здесь нефтяных и газовых месторождений предопределило будущее республики как нефтедобывающей территории.

С середины XIX века начались первые геологические исследования Тимана, и связаны они с такими именами, как А. Шренк (1855 г.), А. Кейзерлинг, П. Крузенштерн (1846 г. и 1876 г.), A.A. Штукенберг (1874 г.), Ф.Н. Чернышев (1889 г.), Л.И. Лутугин (1890 г.). Далее последовали экспедиции А.П. Павлова и A.A. Чернова (1902 и 1904 гг.), П.И. Полевого (1907 г.), А.Н. Замятина (1909-1910 гг.), В.И. Стукачева (1910-1913 гг.) и др., которые дали первое представление о геологическом строении и полезных ископаемых Республики Коми.

В это время были изучены некоторые из рудопроявлений. В основном это выходы железных руд (И.И. Лепехин, 1877 г.) и железистые песчаники (Н.П. Барбот-де-Марни, 1864 г.).

В этот период были предприняты попытки поисков промышленной нефти на р. Ухта, и связаны они с именами A.M. Галина, Б.И. фон Вангель, Ю.А. Воронова, А.И. Абаковского, А.Г. Гансберга и др. Однако эти исследования успехом не увенчались.

Интерес к поискам нефти на р. Ухта и наличие в минерализованных водах скв. 1-Казенная радиоактивных элементов, определенных A.A. Черепенниковым (1926 г.), обусловили направление в район специализированной геологической экспедиции. С этого момента (1929 г.) начинается систематическое изучение территории республики.

Поисковые и разведочные работы на изученной территории были сосредоточены в южной части листа P-39-VI юго-восточной части Ухта-Ижемского вала и ориентированы на нефть и радиоактивную воду.

Проведенными работами были открыты Верхне-Чутинское газовое и Ярегское нефтяное месторождения, начата эксплуатация Чибьюского нефтяного месторождения, организован Водный Промысел, открыто Седьельское газовое месторождение, на базе которого впоследствии был создан первый в СССР газовый промысел.

Богатый фактический материал, полученный в результате поискового и разведочного бурения, обрабатывался большим коллективом геологов. Были составлены: геологическая карта масштаба 1:200 ООО южной половины листа P-39-VI (1930 г.), на основании фактического материала и маршрутных исследований в 1932 г. H.H. Тихоновичем, A.A. Аносовым и Б.Р. Компанийцем составлена карта масштаба 1:500 000 [105]. В промысловых отчетах впервые отмечалось присутствие рудных минералов (халькопирита, сфалерита, галенита, пирита) в составе пород фундамента и осадочного чехла.

Присутствие свинцового блеска в трещинах фундамента отмечалось для северозападной периклинали Ухтинской структуры по данным Стрижова, 1935 г. (скв. 7, гл. 292,2 м). Сульфидная минерализация, представленная сфалеритом, галенитом, халькопиритом в ассоциации с марказитом и (или) пиритом описана А.Е. Ферсманом в образованиях фундамента среди минералов, выполняющих трещины (было изучено -15 000 трещин) [116].

Исследованиями A.A. Чернова, К.Д. Клыкова, A.M. Московско