Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Современные представления о тектонике, стратиграфии и нефтегазоносности района работ
1.1.. Тектоническое строение : 9
1.2. Стратиграфия . 16
1.3. Нефтегазоносность 30
Глава 2. Литолого-петрографическая характеристика главней ших типов пород '. 41
2.1. Позднепалеозойские отложения ' 44
2.2. Триасовые отложения 64
Глава 3. Глинистые минералы.
3.1. История изучения глинистых минералов 105
3.2. Методика исследования 108
3.3. Типы глинистых минералов 112
3.4. Состав и кристаллохимическая характеристика диокта-
эдрических глинистых минералов 135
Глава 4 Основные закономерности распространения и эволюции глинистых минералов .
4.1.. Позднепалеозойские отложения 168
4..2.. Триасовые отложения 179
Глава 5. Влияние глинистых минералов на коллекторские и
изолирующие свойства пород ! '. г. '.201
Заключение 217
Литература
Введение к работе
Одной из основных задач геолого-разведочных работ в Якутской АССР является ускорение поисков и разведки новых месторождений нефти и газа. В настоящее время на территории Вилюйской синекли-зы открыт ряд газовых и газоконденсатних месторождений, приуроченных к вулканогенно-осадочным образованиям пермского и триасового воз'раста. В связи с этим детальное изучение вещественного состава этих отложений имеет большое практическое значение. В данной работе основное внимание было уделено изучению глинистых минералов продуктивных пермо-триасовых отложений. Это вызвано тем, что глинистые минералы в силу своего специфического строения широко используются для получения разнообразной геологической информации. Кристаллохимическое строение глинистых минералов
отражает условия образования вмещающих их пород, причем кристал-лохимические особенности одних и тех же минералов не идентичны в различных геологических обстановках. Кроме этого, глинистые минералы чутко реагируют на изменения условий своего существования и поэтому по ним можно проследить постседиментационную эволюцию изучаемых отложений. Все это важно знать для решения многих вопросов нефтегазовой геологии: влияния состава ассоциаций глинистых минералов на коллекторские и изолирующие свойства пород, влияния состава бурового раствора на проницаемость призабойной зоны скважин, прогнозирования особенностей разработки месторождений, оценки перспектив нефтегазоносности и т.д.
Целью работы является изучение глинистых минералов продуктивных пермо-триасовых отложений Лено-Вилюйской нефтегазоносной области, их генезиса, особенностей кристаллохимичес-кого строения, постседиментационной эволюции и пространственного размещения как основы для прогнозирования коллекторских и
- 4 -изолирующих свойств»
Основные задачи исследования:
Изучение особенностей минерального и петрохимического состава основных типов пород пермо-триасовых отложений Лено-Вилюйской нефтегазоносной области.
Выявление ассоциаций глинистых минералов и закономерностей их
распределения по площади и разрезу.
Определение кристаллохимического строения глинистых минералов и влияния на него среды осадконакопления.
Установление генезиса глинистых минералов и их постседимента-ционной эволюции.
Выявление зависимости между составом глинистых минералов и коллекторскими и изолирующими свойствами пород.
Изучение глинистых минералов проводилось с применением комплекса современных физических методов, но основным методом исследования являлся рентгенодифрактометрическии в сочетании с методами химического анализа. Было изучено 3000 образцов глинистых фракций. Много внимания уделялось разработке приемов выделения мономинеральных фракций для их детального изучения и последующей возможности расчета кристаллохимических формул, для решения ряда вопросов привлекалась просвечивающая и сканирующая электронная микроскопия.
Новизна данной работы заключается в том, что впервые проведено детальное изучение глинистых минералов продуктивных пермо-триасовых отложений Лено-Вилюйской нефтегазоносной области. В работе раскрыты новые стороны аутигенного минералообразования в вул-каногенно-осадочном литогенезе, расширены знания о кристаллохимии глинистых минералов и физико-химических условиях их существования. Впервые для данного района определен и изучен ряд триок-таэдрических глинистых минералов. Показано пространственное рас-
- 5 -пространение глинистых минералов. Доказано их аутигенное образование за счет вулканогенного материала. Выявлено значение фациаль-ных условий для образования различных типов монтмориллонитов. Прослежена постседиментационная эволюция глинистых минералов, для ведущих минералов, находящихся на разных стадиях катагенетических изменений, рассчитаны кристаллохимические формулы. Выявлены средние глубины нахождения коллекторов с различным типом глинистого цемента. Показана разная степень сохранности разбухающих глинистых минералов в песчаных и глинистых толщах на одних и тех же глубинах. Рассмотрены коллекторские и изолирующие свойства пород в зависимости от состава глинистых минералов*.
Результаты работы были доложены на конференции молодых ученых (г.Якутск, 1974 г.), на I конференции ВостСибНИИГГиМСа (г.Иркутск,
г.), на Республиканской геологической конференции (г.Якутск,
г.), на 2-ой и 3-ей Всесоюзных конференциях "Коллекторы нефти и газа на больших глубинах" (г.Москва, 1978 г., 1983 г.).
Настоящая работа выполнена в лаборатории литологии нефтегазоносных отложений Института геологии ЯФ СО АН СССР. Вопросы, решаемые в работе, являются составной частью исследований Института геологии ЯФ СО АН СССР по теме "Геологические критерии прогноза нефтегазоносности верхнедокембрийских и фанерозойских отложений Западной Якутии" (1980-1984 г.г., государственный регистрационный $'81103991), которая соответствует заданиям 05.03.Н9 и 05.03.HI0 Координационного плана ГКНТ при СМ СССР на І98І-І985г.г.
В основу данной работы положены результаты многолетних исследований, проводившихся автором в Институте геологии ЯФ СО АН СССР с 1970 г. Объектом исследования являлись продуктивные пермо-триа-совые отложения Лено-Вилюйской нефтегазоносной области. На территории Вилюйской синеклизы и Предверхоянского прогиба эти отложения изучались по керну глубоких скважин, а на территории Верхоянс-
кой складчатой зоны - по естественным обнажениям в бассейнах рек Бегиджан, Тамара, Муни, Сынча, Лямпеска и др. (рис!. I). Лабораторные исследования включали петрографическое изучение пород в шлифах с подсчетом породообразующих минералов, рентгенодифрактометри-ческий анализ глинистых фракций (30UU), химический анализ пород (445), химический анализ глинистых фракций (226), термический анализ глинистых фракций (75), определение физических свойств пород (по 592 образцам).
Химико-аналитические исследования проведены Г.Н.Охлопковой, Е.М.Изотовой, Л.М.Егоровой, Л.Н.Цабул, Д.А.Кулагиной, М.А.Слепцо-зой, Е.Б.Галайской (ИГ ЯФ СО АН), Н.Д.Тихоньких, Е.И.Шевцовой, Л.А.Азиковой, Г.Ф.Помазовой (ЦЛ ПГО "Якутскгеология"). Глинистые фракции выделялись М.П.Корниловой. Электронномикроскопическое изучение (на просвет) глинистых минералов проводилось ЛЛКНики-шовой. Рентгенометрическое определение глинистых минералов выполнено автором. Термический анализ - Г.ТЛатросовой. Данные по физическим свойствам пород получены в ПГО "Ленанефгегазгеология". При описании типов пород были использованы результаты по подсчетам породообразующих минералов в шлифах, полученные А.К.Коробицыным и В.Ю.Ивенсеным.
При проведении исследований использовались результаты, полученные сотрудниками ПГО "Ленанефтегазгеология", ПГО "Якутскгеология", НПГО "Аэрогеология", ВНИГРИ, МИНХ и ЇЇІ, СНИИГГиМС, ИГ ЯФ СО АН и других организаций. За время работы автор принял участие в написании нескольких отчетов. Среди них "Изучение состава глинистого цемента продуктивных горизонтов Хапчагайского газоносного и прилегающих районов для выработки рекомендаций по вскрытию и опробований" и "Разработка критериев прогноза коллекторских и изолирующих свойств глубокозалегающих отложений верхнего палеозоя и нижнего мезозоя Вилюйской синеклизы и прилегающих районов Пред-
_ 7 -
верхоянского прогиба". По теме диссертации опубликовано 20 работ.
Диссертация состоит из введения, 5 глав текста, заключения, содержит 128 страниц машинописного текста, 59 рисунков, 28 таблиц и список литературы из 98 наименований.
Работа выполнена под руководством доктора геолого-минералогических наук, профессора Т.А.Лапинской.
В процессе работы постоянное внимание и помощь оказывали А.В. Коробицын, В.Н.Коробицына, А.Ф.Сафронов, В.Ю.Ивенсен. Техническое оформление работы помогли осуществить М.П.Корнилова, Д.Г.Дьяконов, TJB-. Кисе лева.
Своему руководителю и всем этим лицам автор выражает свою искреннюю признательность.
Рис. I, Обзорная карта района работ.
разведочные площади, из скважин которых отобраны образцы.
естественные обнажения.
Разведочные площади: I. Северо-Линденская, 2. Хоргочумская, 3. Западно-Тюнгская, 4. Среднетюнгская, 5. Андылахская, б, Южно-Сагытайская, 7. Балагачинская, 8. Хоромская, 9. Быраканская, 10. Средневи-люйская, II. Толонская, 12. Дкекимдинская, 13. Уорангская, 14. Хатырык-Хомская, 15, Китчанская, 16. Соболохская, 18. Нед-желинская, 19. Бадаранская, 20. Хайалахская.
Стратиграфия
В составе осадочного чехла Вилюйской синеклизы участвуют отложения палеозоя и мезозоя. Основная информация о строении разреза получена по материалам глубокого бурения.
Пермская система (Р)
Отложения пермского возраста широко развиты на территории Вилюйской синеклизы. Они вскрыты бурением на ряде площадей Хапчагай-ского мегавала и на целой серии локальных структур вдоль бортовых частей синеклизы. Максимальный по мощности разрез этих отложений вскрыт на Мастахском и Средневилюйском месторождениях, приуроченных к сводовой части Хапчагайского мегавала.
Трудность стратиграфического расчленения пермских отложений за ключается в том, что они не содержат фаунистических остатков. Попытки расчленить их и скоррелировать с разрезами Верхоянского ме-га:.нтиклинория, которые с палеонтологической точки зрения изучены довольно хорошо, носят пока условный характер. А.В.Коробицын (197 пробовал сопоставить по петрографическому составу обломочной части пород разрезы скважин № 19 и № 20 Средневилюйской площади с разрезом западного склона Куранахского антиклинория.. По его мнению, здесь на глубине 3800 м вскрыты нижнепермские отложения. Ана которые, логичный вывод сделали и В.А.Андрианова и Е.К.Петрова (1972) кроме петрографических данных, использовали также результаты изучения спорово-пыльцевых комплексов.
В последние годы был разработан ряд стратиграфических схем на основании комплексного изучения пермских отложений. В 1979 году на Новосибирском стратиграфическом совещании принята схема И.И., Голубевой, В.В.Граусман, С.В.Мейена и Е.К.Петровой (0 стратиграфическом..., 1980), которая и использована в данной работе. Несмотря на имеющиеся достижения в изучении спорово-пыльцевых комплексов и флористических остатков, авторами принятой схемы отмечается недостаточность имеющихся данных для выделения таких стратиграфических единиц, как свита, и поэтому выделяется ряд толщ, которые прослеживаются в разрезах скважин на ряде площадей. Стратотипы толщ установлены в скважине № 22 на Средневилюйской площади.
Нижняя толща, мохсоголохская, на основании определения спорово-пыльцевых комплексов и сравнения их с комплексами Кузнецкого бассейна отнесена к переходным слоям нижней и верхней перми. Спорово-пыльцевые комплексы изучались Е.К.Петровой, Т.Е.Михайловой и В.Н. Вахриной. Мохсоголохская толща представлена мощными слоями песчаников и пачками чередования алевролитов и аргиллитов, к которым изредка приурочены пласты угля. Мощность отдельных пластов угля достигает 1-2 м. Песчаники сероцветные, алевролиты и аргиллиты имеют более темную окраску. Песчаники в основном мелко- и средне-зернистые. Текстуры песчаных пород массивные и лишь в алевролитах и аргиллитах наблюдается мелкая пологоволнистая и горизонтальная слоистость. Вскрытая мощность мохсоголохской толщи на Средне-вилюйской площади составляет около 240 м. К югу синеклизы мощность толщи уменьшается до 230-153 м. На северо-западе на Среднетюнгской площади мощность толщи резко меняется: от 326 м на своде до 164 на западной периклинали.
Выше по разрезу выделяется хомустахская толща. Характер границы с мохсоголохской толщей неясен. Благодаря определениям флоры, которые сделал С.В.Мейен, возраст толщи относится к низам верхнего отдела перми. Литологически хомустахская толща резко отличается от мохсоголохской. Она представлена темно-серыми алевролитами и аргиллитами с прослоями более светлых мелкозернистых песчаников и крупнозернистых алевролитов. Изредка встречаются тонкие прослои известковистых разностей пород. В разрезе толщи насчитывается от 8 до 20 пластов угля мощностью 0,5-4 м. Общая мощность свиты в центральной части синеклизы около 400 м, к бортам мощность сокращается до 180 м.
Выше по разрезу литологический состав позднепермских отложений неоднороден по площади синеклизы, поэтому на разных участках выделяются толщи со своими специфическими чертами, формирование которых охватывало, по-видимому, разные по длительности временные интервалы.
В центральной части синеклизы выделяется харыйасская толща. Характерным для нее является отсутствие пластов угля сколько-нибудь существенной мощности. Она представлена переслаиванием мощных пластов серых песчаников с менее мощными пластами алевролитов и аргиллитов и пачками их переслаивания. В основании толщи в скв. № 22 Средневилюйской площади отмечается прослой конгломерата мощностью до 0,25 м, состоящего из гальки кварца, кремней и аргиллитов темно-серого цвета. Связующая масса песчаная. В породах толщи много остатков флоры, которая по определениям С.В.Мейена уверенно указывает на позднепермский возраст отложений. Несмотря на отсутствие пластов угля, в породах толщи постоянно присутствует обугленный растительный материал, который в алеврито-глинистых породах распределен равномерно, а в песчаных породах приурочен к плоскостям слоистости, подчеркивая мелкую косую и косоволнистую текстуру этих пород. Общая мощность толщи 350-420 м.
Триасовые отложения
Триасовые отложения рассматриваемой территории разделены Б.П. Семеновым и В.Ю.Ивенсеном (1970) на две формации, которые резко отличаются вещественным составом. В нижнюю формацию включены отложения неджелинскои, таганджинскои и мономскои свит нижнего триаса. В верхнюю - отложения тулурской свиты на территории синекли-зы и отложения среднего и позднего триаса на территории Предвер-хоянского краевого прогиба и западного склона Верхоянья. Нижняя формация характеризуется значительным содержанием вулканогенно-обломочного материала основного состава, поэтому она была названа "вулканогенно-глинистой пестроцветной". Верхняя - "олигомиктовая алеврито-песчаная" формация не содержит существенных количеств вулканогенного материала и имеет преимущественно кварцевый состав обломочной части терригенных пород. Ниже более подробно освещены петрографические особенности нижнетриасовых пород, поскольку именно они являются основными объектами поисково-разведочных работ на нефть и газ. Отсутствие выдержанных экранирующих толщ в средне-позднетриасовых отложениях делает их малоперспективными, несмотря на присутствие в них хороших коллекторов.
Конгломераты и брекчии имеют небольшое распространение и образуют маломощные (0,1-0,3 м) прослои и линзы. Связующая масса песчаная. Обломочный материал представлен слегка окатанными, уп-лоченными гальками алевролитов, аргиллитов, реже кварца и кремней. Довольно часто эти гальки окрашены в буро-красный цвет и заключены в зеленовато-серую связующую массу.
Наиболее часто прослои брекчий встречаются в верхней песчаной толще таганджинскои свиты и в песчаной толще сыгынканской свиты нижнего триаса, которая по принятой ПГО "Ленанефтегазгеология" стратификации разреза включается в тулурскую свиту. На Хапча-гайском мегавале в сводах антиклинальных структур отмечается увеличение числа прослоев брекчий и увеличение зернистости связующего материала при общем сокращении мощности свит. Эти признаки В.П.Семенов (1970) считает свидетельством конседиментационного развития локальных структур.
Песчаники широко распространены в таганджинской и тулурскол свитах. Они представлены средне- и мелкозернистыми разностями. Крупнозернистые песчаники встречаются эпизодически, в основном в самой верхней части таганджинской и тулурской свит. Окраска песчаников обычно серо-зеленая, реже буроватая. Б известковистых разностях - светло-серая с сиреневым оттенком. Сортировка обломочного материала хорошая, но окатанность плохая.
По петрографическому составу обломочной части песчаники нижнего триаса (рис. 14) попадают на классификационной диаграмме В.Д. Шутова на поля собственно граувакк, полевошпатово-кварцевых и кварц-полевошпатовых граувакк, граувакковых аркозов и мезомиктово-кварцевых песчаников. Следует отметить, что на диаграмме нанесены данные подсчетов для всех пород, включая и туфы. Для разграничения пород на терригенные и вулканогенно-обломочные необходимы подсчеты соотношений обломочной части. Ранее. из-за полимиктового состава обломочной части считали, что состав пород унаследован от верхнего палеозоя. Однако, дальнейшие исследования показали, что граувакковая компонента имеет совершенно определенный основной состав. Если снять влияние этого материала, то становится ясно, что собственно терригенный материал имеет существенно кварцевый состав. Это указывает на то, что его источником являлись породы, подвергнувшиеся значительному химическому выветриванию. Таким образом, незрелый полимиктовый материал позднепалеозойских отложений сменился кварцевым. Можно предположить, что это обстоятельство обусловлено значительным перерывом на рубеже перми и триаса.
К песчаникам, по-видимому, можно относить породы, которые на классификационной диаграмме попадают в поля мезомиктовых кварцевых и граувакковых аркозов. Полевошпат-кварцевые граувакки и кварц-полевошпатовые граувакки соответствуют туффитам, причем блике к вершине граувакк располагаются ортотуффиты, а правее попадают разности, которые следует относить к паратуффитам. Такой формальный подход не учитывает природу глинистой составляющей,но иначе поступить нельзя, так как вся классификация вулканогенно-обломочных пород построена на определении генезиса компоненты,пре обладающей в составе породы. При этом, речь идет только об обломочной части.
Исходя из сказанного выше, к песчаникам относятся породы, содержащие от 26% до 65% кварца, от 25% до 45% полевых шпатов, от 15% до 30% обломков пород.
Кварц представлен округлыми и угловато-округлыми зернами, изредка встречаются резко угловатые обломки. Полевые шпаты, в отличие от верхнепалеозойских отложений, представлены в основном плагиоклазами. Это также свидетельствует о том, что источник обломочного материала в триасе был принципиально другим. Зерна полевых шпатов имеют преимущественно угловатую форму, довольно часто встречаются таблитчатые обломки, не несущие никаких следов ока-танности. Полевые шпаты имеют довольно свежий облик.
Обломки пород представлены в разной степени раскристаллизован-ными основными эффузивами. Реже отмечаются обломки кислых и средних эффузивов, кремней. Форма обломков пород основного состава округлая, округло-овальная, характерная для окатанного пироклас-тического материала.
Цемент песчаников поровый, порово-пленочный, в глинистых и из-вестковистых разностях - базальный и порово-базальный. По составу цемент преимущественно глинистый. Преобладающими минералами являются монтмориллонит, хлорит, гидрослюда, каолинит и смешан:.ослой-ные минералы. Наиболее полно ассоциация глинистых минералов представлена на Хапчагайском мегавале. В погруженных частях синеклизы и на территории Предверхоянского прогиба состав упрощается и она состоит в основном из гидрослюды и хлорита. Гидрослюда всегда содержит небольшое количество разбухающих пакетов. В некоторых песчаниках глинистые минералы представлены одним каолинитом. Примером могут быть некоторые песчаники продуктивного горизонта Tj-Iil на Средневилюйской площади. Здесь каолинит аутигенный и заполняет центральную часть порового пространства.
Вторичные преобразования песчаных пород триаса отличаются от преобразований верхнепалеозойских пород, причем отличия эти объясняются тем, что в триасовых породах присутствует значительное количество вулканогенного материала. Регенерационный кварцевый и полевошпатовый цемент распространены меньше. Вторичные регенера-ционные каемки встречаются редко. В условиях свободного порового пространства регенерационный кварц нарастает таким образом, чтя его зерна приобретают правильные кристаллографические формы (рис. 15). Максимальное развитие регенерационного цемента наблюдается в глубокопогруженных отложениях и на западном склоне Верхоянского антиклинория (рис. 16).
Типы глинистых минералов
Смешат:ослойные минералы типа гидрослюда-монтмориллонит на дифрактограмме определяются по интенсивному рефлексу в области 10-12$ в зависимости от количественного соотношения фаз. После насыщения этиленгликолем рефлекс смещается в область малых углов,но всегда будет меньше 16,8А. Прокаливание приводит к сокращению межплоскостного расстояния до 10$. Минералы не растворяются в соляной кислоте.
Хлорит характеризуется серией рефлексов, кратных 14$ (14,2; 7,1; 3,54; 2,84$). Прокаливание при Т=550 вызывает изменение первого структуры хлорита, вследствии чего интенсивность базального рефлекса резко возрастает, а другие рефлексы исчезают. При обработке соляной кислотой хлорит полностью разрушается. Разбухающий хлорит отличается от обычного хлорита интенсивным рефлексом первого порядка, который смещается до 16,8$ при насыщении образца этиленгликолем. Остальные рефлексы не меняют своего положения после насыщения. Обработка разбухающего хлорита хлористым магнием приводит к стабилизации решетки.
Разбухающий вермикулит на дифрактограмме ориентированного препарата дает интенсивный рефлекс около 14$. После прокаливания межплоскостное расстояние уменьшается до 10$. Минерал растворяется в соляной кислоте. После насыщения магнием теряет способность к набуханию.
Триоктаэдрические минералы дают серию смешан::ослойных минералов, объединенных А.Г.Коссовской под общим названием "корренси-ты" (1972). Это упорядоченное чередование триоктаэдрического монтмориллонита и разбухающего вермикулита, разбухающего вермикулита и разбухающего хлорита, хлорита и разбухающего хлорита.
Смешан::ослойные минералы типа триоктаэдрический монтморилло нит - разбухающий вермикулит на дифрактограмме ориентированного образца определяются по интенсивному рефлексу в области I4-A, который после насыщения этиленгликолем смещается в область 16,8А. После прокаливания межплоскостное расстояние уменьшается до Такое же поведение характерно и для триоктаэдрического монтмориллонита. Поэтому для точной диагностики смешанослойных минералов необходимо мэгнийзамещенную форму минерала насыщать глицерином. После такой обработки смешанослойные минералы типа триоктзэдри-ческий монтмориллонит-разбухающий вермикулит дают на дифрактограмме интенсивный рефлекс в области от 14 до 17 А.
Смешанослойные минералы типа разбухающий вермикулит-разбухающий хлорит в естественном состоянии имеют мекплоскостное рассто 0 яние порядка I4A, которое при насыщении образца этиленгликолем о увеличивается до 16,8А. После прокаливания эти смешанослойные минералы дают интенсивный рефлекс в области от 10 до I4A. После насыщения магнийзамещенной формы глицерином никаких изменений в дифракционной картине не наблюдается.
Смешанослойные минералы типа хлорит-разбухающий хлорит на дифрактограмме ориентированного образца определяются по интенсивному рефлексу в области I4A, который после насыщения этиленгликолем занимает промежуточное подозрение между 14 и 16,8А. При прокаливании все рефлексы исчезают, кроме первого. При насыщении глицерином магнийзамещенной формы дифракционная картина не меняется.
Типы глинистых минералов В пермо-триасовых отложениях Вилюйской синеклизы и центральной части Предверхоянского прогиба нами определен широкий спектр глинистых минералов: монтмориллонит, сапонит, хлорит, гидрослюда, разбухающий вермикулит, смешанослойные минералы типа монтмориллонит-гидрослюда с различным соотношением фаз и типа корренси
Эти минералы по способу заполнения октаэдров образуют две группы - диоктаэдрическую и триоктаэдрическую. К первой относятся монтмориллонит, гидрослюда, смешан ослоиные минералы типа монтмориллонит-гидрослюда, каолинит, а ко второй - сапонит, хлорит, разбухающий вермикулит, смешан;-.ослойные минералы типа корренсита.
В составе пород нижнего триаса присутствуют минералы и диокта-эдрические и триоктаэдрические, а в пермских породах ассоциация представлена диоктаэдрическими минералами. Из триоктаэдрических встречаются только хлорит и то в подчиненном количестве.
Глинистые минералы раннетриасовых отложений. Диоктаэдрическая серия. Монтмориллонит - самый распространенный минерал в раннетриасовых отложениях. Встречается во всех типах пород. На рис. 29 приведены типичные дифрактометрические кривые диоктаэдрического монтмориллонита. Образец Н-Ю-б отобран из керна скв. Ш 10 Неджелинской площади. Глубина отбора керна 24-73 м, что соответствует мономской свите. Глинистая фракция менее 0,001 мм представлена монтмориллонитом и хлоритом. Монтмориллонит на дифрактограмме ориентированного препарата дает интенсивный пик с d (ооі) 0» , который при насыщении образца этиленгликолем смещается до 16,8$. При обработке соляной кислотой монтмориллонит не разрушается, а при прокаливании его межплоскостное расстояние уменьшается до 9,5$. Интенсивная обработка монтмориллонита КОН (кипячение в течении нескольких часов він растворе щелочи) не привела к полному сокращению решетки минерала. У ориентированного образца межплоскостное расстояние стало 10,45, которое после насыщения этиленгликолем увеличилось до 14,6І. Насыщение образца хлористым литием привело к сокращению решетки до 9,5$. Это свидетельствует о том, что во фракции присутствует именно монтмориллонит.
На рис.30 приведены дифрактометрические кривые глинистой фракции менее 0,001 мм образца Срт-223-2717, отобранного из скв.223 . Среднетюнгской площади с глубины 2717 м, что соответствует таган-джинской свите. Основным компонентом является монтмориллонит. Поведение его при различных видах обработки аналогично поведению монтмориллонита из образца Н-Ю-б, кроме поведения после насыщения литием. Он сохранил способность к набуханию, следовательно, его надо относить к бейделлиту.
Триасовые отложения
В этом разделе рассматриваются состав и кристаллохимическое строение диоктаэдрических глинистых минералов (монтмориллонитов, смешанослойных и гидрослюд). Кристаллохимическое строение триок-таэдрических минералов исследовать не удалось в связи с отсутствием мономинеральных образцов.
Определение химического состава минералов производилось из фракций менее 0,001 мм, имеющих мономинеральный состав. В случае присутствия незначительной примеси триоктаэдрических минералов, они обрабатывались соляной кислотой. Триоктаэдрические минералы после такой обработки растворяются, а диоктаэдрические сохраняются, но из них вымываются межслоевые катионы. Поэтому данные о межслоевых катионах этих образцов не учитывались при обработке результатов. Расчет кристаллохимических формул минералов производился по катионному методу (Борнеман-Старынкевич, 1964). В случае присутствия во фракции карбонатных минералов производилось их исключение в соответствии с количеством выделившегося углекислого газа. Предполагалось также, что титан не входит в решетку глинистых минералов.
Изучение кристаллохимического строения глинистых минералов может дать ключ к решению многих геологических задач. Строение этих минералов таково, что они чутко реагируют на особенности среды формирования, а также относительно быстро изменяются при постсе-диментационной эволюции осадочных пород. Так А.Г.Коссовская и В.А.Дриц(1971) изучили кристаллохимию аутигенных гидрослюд и пришли к выводу:о том, что некоторые особенности (например, железис-тость) могут служить индикаторами условий осадконакопления. В.Д . Шутов (1975) подробно проанализировал данные, которые указывают на влияние условий седиментации и диагенеза на формирование решетки гидрослюд. Он считает, что первичная глинистая взвесь претерпевает "диагенетические трансформации" и мы, таким образом, в осадочных породах встречаем глинистые минералы, которые по существу являются аутигенными. Даже такой сторонник терригенного происхождения глинистых минералов, как Ч.Е.Уивер, в последней монографии (weaver ,Pollard , 1$73) также отмечает, что подавляющая часть слюдистого материала осадочных пород в процессе диагенеза претерпевает весьма большие изменения. Таким образом, взгляды Б.Д.Шутова и Ч.Е.Уивера практически совпадают. Кроме того, Ч.Е.Уивер считает гидрослюды нехарактерными минералами морских осадков и подчеркивает их аутигенное происхождение за счет трансформации монтмориллонита на стадиях диагенеза и катагенеза, а для континентальных отложения, по его мнению, гидрослюды являются типичными и формируются в результате разложения полевых шпатов. Индикатором этого является магнезиальность минералов.
Б результате изучения кристаллохимических особенностей диок-таэдрических монтмориллонитов В.А.Дриц и А.Г.Коссовская (1980) разработали их классификацию и сделали ряд генетических выводов. Именно с целью решения генетических вопросов нами были изучены диоктаэдрические монтмориллониты, смешанослойные минералы типа гидрослюда-монтмориллонит и гидрослюды из позднепалеозойских и триасовых отложений.
Монтмориллониты диоктаэдрического строения встречаются в туфах и туффитах разной гранулометрической размерности как в позднепалеозойских, так и в раннетриасовых отложениях. В настоящее время большинство литологов, занимающихся изучением глинистых минералов, считают, что монтмориллониты являются типичными аутигенными образованиями, которые формируются при изменении алюмосиликат-ного вулканогенного материала. Постоянная парагенетическая связь монтмориллонитов Вилюйской синеклизы с туфами позволила увязать их происхождение с распространенностью вулканогенного материала в породах (Ивенсен В.Ю., Ивенса Г.В., Семенов, 1972; Ивенсен Г.В., 1974). Тогда же изучение витрокластов из туффитов нижнего триаса (Ивенсен Г.В., Киселев, Константинов, 1974) позволило установить непосредственное замещение вулканического стекла монтмориллонитом, который идентичен монтмориллониту, выделенному из цемента (Ивенсен Г.В., 1975а). В глинистых породах аутигенное происхождение монтмориллонита доказывалось тем, что химической дифференциации вещества, которая проявляется при накоплении нормальных терри-генных осадков, в этих породах не наблюдалось и они по своему химическому составу наиболее близки к эффузивам нижнего триаса (Ивенсен В.Ю., Ивенсен Г.В., 1975а; 19756). С целью окончательного решения вопроса о генезисе монтмориллонитов было изучено их кристаллохимическое строение.
Все исследованные образцы разделили на три группы. В первую вошли минералы из позднепалеозойских вулканогенно-осадочных угленосных отложений (табл. I7J. Во вторую включены минералы, выделенные из глинистых и тонкообломочных туфов и туффитов нижнего триаса (табл. 18). В третью - монтмориллониты из мелкообломочных ор-тотуффитов и туфопесчаникрв мономской свиты нижнего триаса (табл. 19). Были также рассчитаны средние кристаллохимические формулы монтмориллонитов для трех фациальных типов отложений. В таблице 20 приведены средние значения структурных формул для всех монтмориллонитов из угленосных отложений (данные из табл. 17), а для монтмориллонитов из нижнего триаса средние значения рассчитывались только для минералов, которые были выделены из морских отложений мономской свиты.
