Радиология нефтегазоносных районов Западного Оренбуржья

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Оренбургский государственный университет

Д.Г. Тараборин В.Г. Гацков Т.Я. Демина

РАДИОЛОГИЯ НЕФТЕГАЗОНОСНЫХ РАЙОНОВ ЗАПАДНОГО ОРЕНБУРЖЬЯ

Оренбург 2003 УДК 621.039:622.276(470.56) ББК 31.4+65.304.13(235.55) 1

Т-19 Рецензент: доктор геолого-минералогических наук, профессор Л.З. Быховский ВИМС им. Н.М. Федоровского. МПР РФ, Москва

Тараборин Д.Г., Гацков В.Г., Демина Т.Я. Т-19 Радиология нефтегазоносных районов Западного Оренбуржья. – Оренбург, ИПК ГОУ ОГУ, 2003. – 160 с.

Радиационная безопасность в топливно-энергетическом комплексе России является актуальным направлением в деле обеспечения защиты населения и окружающей среды от радиоактивного загрязнения. В представленной работе рассматриваются особенности и условия формирования радиационной обстановки в районах размещения нефтяных и газовых месторождений юго-восточной части Волго-Уральской нефтегазоносной провинции, обосновываются принципы оценки степени ее опасности и дается прогноз возможных радиационных осложнений. Природное и техногенное развитие артезианских флюидных систем нефтегазоносных областей определяет формирование новых циклов миграции химических элементов, в том числе радионуклидов и сопровождается появлением природно-техногенных очагов радиационных осложнений. Впервые для нефтегазоносных районов на территории Оренбургской области проблема радиоактивного загрязнения на участках поисково-разведочных и нефтепромысловых работ представлена с позиций геохимии, гидрохимии естественных радионуклидов с привлечением сравнительно-литологического, исторического принципов на уровне развития флюидных нефтегазоносных систем. Работа будет полезна специалистам-нефтяникам, исследователямэкологам.

Т2

ББК 31.4+65.304.13(235.55)

ISBN Т.Я., 2003

© Тараборин Д.Г., Гацков В.Г., Демина © ОренбургНИПИнефть © Оренбургский государственный уни-

верситет © ИПК ГОУ ОГУ, 2003

3

Введение Широкое распространение радионуклидов естественного и искусственного происхождения в окружающем нас мире создает необходимость заниматься вопросами радиационной безопасности, учитывать ее в производственной и природоохранной деятельности. Радионуклиды - радиоактивные изотопы урана, тория, плутония, радона, радия, калия, стронция и других элементов, входя в состав пород, руд, минералов, соединений техногенного и естественного происхождения, являются источниками ионизирующего излучения, имеющего отрицательное влияние на биос и экосистемы [95,17, 95]. Радиогенная компонента, отражая радиоактивные свойства вещества Земли и природных продуктов радиоактивного распада, входит в комплекс воздействия конкретных природных и техногенных процессов на окружающую среду. Различного рода эффекты распада радиоактивных элементов, нестабильных изотопов подготавливают основу радиационного облика и ее радиологических обстановок. Сформировавшиеся в последние десятилетия разнообразные научные дисциплины, освещающие свой круг проблем радиации: радиогеология, радиогеохимия, радиохимия, радиобиология, радиационная медицина, стали составными частями радиоэкологии. Основная черта современных радиоэкологических исследований - переход от сбора фактов, данных, сведений к системному анализу и технологиям мониторинга. Каждое из перечисленных направлений радиоэкологии, используя свои подходы, методики решает не только междисциплинарные проблемы, но и самостоятельные приоритетные задачи. Существенное значение в радиогеологии приобретают вопросы взаимодействия геологических процессов и геоэкосистем, в том числе природноантропогенных с генерированием нарушений природного равновесия и формированием полей, участков аномальной радиоактивности. Одной из основополагающих задач радиоэкологических исследований является выделение и оконтуривание с использованием методики экологического картографирования площадей природных радиогеохимических аномалий, а также неблагоприятных для жизнедеятельности участков техногенного радиоактивного загрязнения с расшифровкой причин, факторов и способов их формирования. Решение проблем радиоэкологии включает значительный комплекс задач, в том числе: 4

- сбор имеющейся информации по различным видам радиационных полей, определяемых особенностями поведения радионуклидов; - изучение качественного и количественного состава радионуклидов, оценка интенсивности, характера ионизирующего излучения и его природы (гамма-излучения, поток альфа-частиц, бета-распад и пр.), выбор наиболее приемлемой и информативной для радиационного воздействия единицы измерения радиоактивности; - разработку и обоснование на основе всестороннего анализа всей полученной информации с учетом геолого-структурной и ландшафтногеохимических обстановок мероприятий и рекомендаций по рациональному природопользованию и природоохранной деятельности. При разработке проблем радиоэкологии для повышения эффективности исследований необходимо учитывать не только отрицательное воздействие радиации на экосистемы, но и дифференциацию состояния радиационной обстановки, различия природы радиационной опасности, ее качественную и количественную оценку, факторы, определяющие проявление и контролирующие уровень негативного воздействия. Поскольку в процессах техногенеза участвуют почти все элементы и их изотопы, в том числе радиоактивные, проблема воздействия антропогенных факторов на окружающую среду не только актуальна, но и требует углубленных исследований по многим направлениям. Одним из таких направлений является изучение роли различных, в той или иной степени замкнутых технологических циклов добычи и производства, переработки элементов, их соединений, минерального сырья, в создании радиационной обстановки и ее аномальных проявлений. В специальный раздел радиационно-экологических исследований выделились вопросы радиационной безопасности на нефтегазовых объектах топливно-энергетического комплекса. Важную роль при этом должны сыграть компетентные решения специализированных научно-технических задач в конкретных регионах. Подобные исследования включают изучение природных обстановок, геологических сред и их экосистем, нефтегазоносных провинций на разных иерархических уровнях – нефтегазоносная область, район, зона, месторождение в условиях антропогенного воздействия, освоения и использования верхней части литосферы, ее составляющих. 5

Изучаемая нефтегазоносная область – сложное природное образование, включающее районы, которые отличаются по геологическому строению, истории формирования, геодинамике, в том числе современной, ландшафтной, геоморфологической характеристике. Поэтому привлечение многосторонней информации по разным аспектам геологической, структурной, вещественной характеристике оцениваемых комплексов с использованием методов картографирования, с последующей интерпретацией и выработкой целесообразных полученной экологической модели технологических решений, сможет обеспечить достоверность радиоэкологической оценки. Совместное рассмотрение во взаимодействии, взаимосвязи геологических, гидрогеологических, техногенных, радиоэкологических компонентов разноранговых нефтегазоносных объектов составит основу выработки оптимальных представлений о радиационном состоянии окружающей среды. В настоящее время в связи с усилением роли природоохранной деятельности изучение радиационной обстановки и причин ее осложнения является составной частью нефтепромысловых работ во всех нефтегазоносных провинциях мира. Внимание к состоянию радиологии районов размещения нефтяных и нефтегазоносных объектов привлечено из-за появления на участках нефтедобычи радиоактивного техногенного загрязнения в связи с осаждением на внутренних стенках насосно-компрессорных труб, трубопроводов, емкостей и резервуаров солей тория, урана, радия, радиоактивных изотопов калия, стронция, генерирующих мощности экспозиционной дозы излучения (МЭД) до нескольких тысяч мкР/час. В частности, опубликована информация о радиоактивных осадках, установленых на технологическом оборудовании, на полях испарения и фильтрации при сбросе дебалансовых вод в нефтедобывающих районах Азербайджана, Ставрополья [74, 96, 123]. Приводятся сведения по объемной активности водонефтяной смеси (10 Бк/л по Ra226 и 14 Бк/л по Ra228), поступающей на поверхность и представляющей собой по сути жидкие радиоактивные отходы [55]. В сопредельных с Оренбуржьем нефтегеологических районах Волго-Уральской провинции (Татария, Башкирия, Пермская, Саратовская области) по данным Головной и базовой лаборатории радиационного контроля Минтопэнерго России на нефтепромысловых площадках установлены аномальные интенсивности гамма-излучения, в 60 раз превышающие фоновые. Намечена их связь с естественной радиоактивностью и рекомендовано проведение систематического радиационного контроля. 6

Энергоносители - сырая нефть, природный газ, газоконденсат, нефтегазопродукты и производственные отходы – пластовые воды, вмещающие породы, шламовые продукты, отнесены к числу объектов вероятного радиоактивного загрязнения [12]. К этой же группе принадлежат сами нефтегазодобывающие скважины, технологическое оборудование, хранилища нефти и газа. Интенсивное проведение геологоразведочных и эксплуатационных работ на нефть и газ в западной части Оренбургской области также сопровождается, в отдельных случаях, появлением радиоактивных загрязнений на нефтепромыслах, возникающих в связи с выносом в ходе технологического цикла радионуклидов из вмещающих пород с образованием на поверхности аномалий поля радиоактивности [23, 44, 85]. Результаты радиационного контроля той же Головной лаборатории Минтопэнерго, выполненного по редкой сети наблюдений, показали повышение удельных активностей нефти, пластовых вод на некоторых месторождениях. В частности, радиоактивное загрязнение оборудования (сотни мкР/час) отмечено на Зайкинском месторождении. Возможное негативное влияние с нарушением радиационной обстановки при добыче нефти, при вскрытии потенциально перспективных на нефть и газ структур буровыми скважинами, в свете требований природоохранного законодательства РФ [53, 54, 79, 105], обосновывает необходимость выявления характера и степени воздействия поисково-разведочного и эксплутационного циклов на радиогеоэкологию нефтегазоносных областей, районов, отслеживания радиологических параметров окружающей среды с последующим учетом их в хозяйственной деятельности. Поэтому постановка исследований по изучению причин осложнения радиационной обстановки, природной естественной радиоактивности для раскрытия основных черт радиогеологии нефтегазоносных районов представляется актуальной и своевременной задачей. Современные методы изучения радиационной обстановки включают выявление с помощью радиометрических, геохимических, гидрохимических исследований участков аномальной радиоактивности, их количественную и генетическую оценку. За этим следует учет таких аномальных участков в хозяйственной деятельности, при разработке планов природоохранных мероприятий и мероприятий по радиационной безопасности. Сюда же следует от7

нести периодическую ревизию имеющихся и вновь накопленных данных, в оптимальном варианте - проведение системного мониторинга. Общие правила сохранения природной среды и соблюдения безопасности человека отражены в Законе об охране окружающей природной среды, принятом 10.01.2002 г. Закон является головным законодательным актом прямого действия и обеспечивает научно обоснованное сочетание экологических и экономических интересов под приоритетом охраны здоровья человека. Непосредственно радиоэкологические акции, мероприятия регламентируются Федеральным законом "О радиационной безопасности населения" №3-ФЗ от 09.01.96 г. и должны соответствовать нормам радиационной безопасности (НРБ-99). В проведении радиоэкологических природоохранных мероприятий руководствуются рядом ГОСТов, нормирующих радиационную обстановку, установленными санитарным законодательством уровнями облучения персонала и населения. При этом учитываются многие факторы отрицательного воздействия радиации на экосистемы, разрабатывается план мероприятий, как по отслеживанию радиологических параметров окружающей среды, так и по использованию их в хозяйственной деятельности. Однако разработка экологических требований относительно источников вредного воздействия на природную среду и здоровье человека находится в стадии становления. Механизм исполнения требований, рекомендаций по соблюдению радиационной безопасности опирается на систему правил, сформулированных в законе об охране окружающей природной среды, и включает меры административно-правового воздействия на нарушителей экологоправовых предписаний. Последние регламентируют экономический механизм охраны окружающей природной среды, экологическую экспертизу, экологический контроль, полномочия по ограничению, приостановлению, вплоть до прекращения деятельности экологически вредных объектов, административную, уголовную ответственность, экологическое образование. Основные принципы природопользования и природоохранной деятельности обеспечивают рациональное использование природных ресурсов и предотвращение необратимых последствий для природной среды и здоровья человека. Обеспечение и реализация экологических предписаний (программ), соблюдение радиационной безопасности и нормирование ее качества относятся к категории основных задач в системе природоохранного законодательства. Федеральный закон о радиационной безопасности непосредственно регла8

ментирует все радиоэкологические мероприятия, их проведение с учетом норм радиационной безопасности (НРБ-99), ГОСТов, лимитирующих радиационную обстановку, санитарного законодательства. В более широком плане изучение радиационной обстановки при использовании экосистем без нанесения ущерба природе, природным ресурсам, находится в полном соответствии со всемирной стратегией защиты окружающей среды, изложенной в документах Международного Союза охраны природы и природных ресурсов (МСОП), поддержанной Программой ООН по окружающей среде. Представленная работа посвящена результатам изучения и характеристики радиационной обстановки районов размещения нефтяных, нефтегазовых месторождений юго-восточного замыкания Волго-Уральской антеклизы на территории Оренбургской области. В состав работ входило: выявление условий и закономерностей формирования радиационной обстановки, определение роли и характера участия в этих процессах радионуклидов естественного происхождения, выделение особенностей распределения радионуклидов в нефтегазоносных комплексах осадочного покрова, разработка критериев и факторов, определяющих радиологию нефтегазоносных объектов подобных областей и ее природу, обоснование принципов прогноза и прогнозирование радиационного состояния нефтегазоносных объектов. Постановка данных исследований вызвана необходимостью создания информационной базы для оценки радиационных условий при проведении поисково-разведочных и нефтепромысловых работ, для предвидения возможного радиоактивного загрязнения окружающей среды и выработки мероприятий по его предотвращению и устранению. Ориентируясь на перспективу развития представлений по радиоэкологии применительно к территориям деятельности предприятий, организаций топливно-энергетического комплекса, в качестве целевого назначения исследований принято изучение радиологических условий нефтегазоносных областей, непосредственно месторождений, нефтегазоносных структур с выявлением связей нефтегазоносности и радиоактивности естественной и техногенной природы для оценки состояния радиационной обстановки, степени радиационной опасности. Комплекс задач, решаемых при выполнении исследований, с учетом степени изученности проблемы в регионе, включал изучение основных черт 9

радиогеологии нефтегазоносных районов Западного Оренбуржья, в том числе: - характеристику различных показателей, параметров радиационной обстановки, естественной радиоактивности пород осадочного чехла, начиная от фоновых значений до аномального ионизирующего излучения; - изучение закономерностей глубинного распределения естественной радиоактивности; - статистическую обработку и анализ количественных показателей радиоактивности. Определение генетической природы повышенных содержаний радионуклидов в породах и породных комплексах при их корреляции со стратиграфическими уровнями размещения в разрезе и литологическими типами пород; - разработку методики исследования по радиологии нефтегазоносных областей и обоснование комплексного методического подхода к ее изучению с широким использованием геологической основы, разносторонних геологических материалов, характеризующих геологическое строение, тектонику, гидрогеологию, литолого-фациальные условия, естественно-исторические особенности формирования осадочного чехла, включающего нефтегазоносные комплексы и нефтевмещающие пласты; - выяснение взаимоотношений в системе нефть-газ-вода-радионуклиды, определение связей нефтегазоносности и радиоактивности с учетом геохимических свойств радионуклидов, водонефтяных смесей, нефтей с привлечением картографических построений; - выявление вероятности и оценка возможности загрязнения окружающей среды при поисково-разведочных работах на нефть и газ и при отработке нефтяных, нефтегазовых месторождений; - выработку критериев оценки степени радиационной опасности и факторов ее контролирующих; - определение потенциальной радиационной опасности, принципов ее районирования и районирование территории по степени ее проявления с составлением карты потенциальной радиационной опасности; - разработку, рекомендаций по радиационной безопасности и предотвращению радиоактивного загрязнения окружающей среды при нефтепромысловых и поисково-разведочных работах в нефтегазоносных районах. Основу представленной работы составил оригинальный материал ранее в свете решения вопросов радиологии нефтегазоносности изученного регио10

на не анализировавшийся. Результаты анализа этого материала и были использованы для получения базовых выводов по проблеме радиоактивностьнефтегазоносность. Впервые проблема радиоактивного загрязнения в регионе представлена с позиций геохимии, гидрохимии радионуклидов с привлечением сравнительно-литологического, исторического принципов анализа на уровне нефтегазоносных флюидных систем. Как нам представляется, путем анализа материалов и выполненного в ходе работ картирования удалось доказать взаимосвязь аномалий радиоактивности и геологических особенностей районов размещения нефтегазовых объектов, показать соотношение радиоактивных аномалий с уровнями размещения нефтяных залежей, охарактеризовать особенности аномальной радиоактивности в нефтяных районах и на конкретных месторождениях. Кроме того, намечена связь скоплений радионуклидов и масштабов нефтяных объектов, сделан вывод о вовлечении радионуклидов нефтегазоносных пластов, комплексов в техногенный цикл вследствие активизации флюидной системы на отрабатываемых объектах. Установленная при изучении проблемы эпигенетическая (наложенная) природа ряда скоплений радионуклидов и их приуроченность к литофациям проницаемых пород-коллекторов, вмещающих скопления нефти и газа, послужили аргументом в пользу вовлечения естественных радионуклидов (ЕРН) в процессы переотложения, накопления во флюидных водо-нефтяных системах с последующим участием в составе водогазонефтяных в технологическом цикле. Сформулировано положение об осложнении радиационной обстановки на нефтепромыслах в результате появления вновь образованных скоплений радиоактивного вещества при отработке месторождений за счет пластовых вод с углеводородной эмульсией и нефтей, содержащих радионуклиды. В качестве источника радионуклидов признаны породы нефтегазоносных комплексов, влияющие на состав флюидных систем артезианских бассейнов в течение длительного периода их становления и развития с использованием механизма извлечения радионуклидов из пород путем десорбции тонкодисперсной водной эмульсией с углеводородными фракциями. В работе используется тезис о связи радиационной обстановки не только с глубинной радиоактивностью, но и со степенью освоения месторождений и проведено на этой 11

основе районирование нефтяных, нефтегазовых объектов по состоянию радиационной опасности. В основу составления представленной работы положены результаты исследований авторов по проблемам радиогеологии, радиационноэкологической оценки окружающей среды в Оренбургской области [20-27, 41-45, 85, 86], анализ данных геолого-радиометрического изучения геологических сред региона на основе опыта, полученного при многолетнем изучении месторождений радиоактивного сырья [42]. Использованы сведения, накопленные при изучении территории по линии массовых поисков, каротажные материалы, данные по определению содержаний радионуклидов, картографические материалы по различным аспектам геолого-геофизического изучения юго-востока Волго-Уральской нефтегазоносной провинции. Решение теоретических и прикладных задач проведено с привлечением к анализу отчетных и опубликованных данных в соответствии с приведенным в работе списком литературы. Просмотрены и проанализированы сведения по радиометрической характеристике разреза по 4700 скважинам. Привлечены также уже имеющиеся фондовые и литературные материалы и данные по изучению радиационной обстановки на нефтепромыслах [48, 55, 67, 94,123]. Научные положения, обоснованные в работе, комплексный методический подход к изучению радиологии нефтегазоносных районов, выявленные закономерности взаимоотношений радиоактивности и нефтегазоносности позволили найти пути к решению ряда вопросов рационального и экологически безопасного природопользования. Практическая отдача и значение выполненных исследований связаны с выявлением закономерностей, факторов, причин, вызывающих осложнения радиационной обстановки в нефтегазоносных районах. Обоснование критериев определения степени радиационной опасности, выполненная оценка состояния радиологической обстановки в регионе и ее районирование, выданные рекомендации по контролю над радиационной обстановкой служат основой оптимизации природоохранной деятельности, помогут более безопасному ведению поисково-разведочных и нефтепромысловых работ. Отработанный при исследованиях комплексный методический подход дает возможность раскрыть основные черты радиологии районов размещения нефтяных и нефтегазовых месторождений, способствует более углубленному пониманию радиогеологии подобных регионов, позволяет более обоснованно проводить радиоэкологическое аудирование. 12

Работа будет полезна специалистам производственных и научноисследовательских организаций, занимающихся поисками, разведкой, отработкой месторождений нефти и газа, геологам и исследователям, работающим в нефтяной геологии, специалистам, решающим проблемы экологии и природопользования.

13

Глава 1 Краткая геолого-гидрогеологическая характеристика нефтегазоносных районов 1.1 Стратиграфия и литологический состав отложений осадочного чехла При характеристике стратиграфии и литологического состава отложений осадочного чехла использованы данные геологической съемки, опубликованные материалы С.П. Макаровой [65, 66], В.А. Горяинова [36], А.И. Жамойды [52]; решений межведомственных региональных совещаний [97, 98], М.М. Грачевского [37], Г.И. Алексеева, В.А. Лобова, М.И. Зайдельсона и др. [3]; сведения по стратиграфии, литологии М.Ф. Свищева [101], В.А. Клубова [60], Е.Е. Милановского [70]; П.И. Постоенко, А.С. Пантелеева, А.К. Беляева, И.К. Волжанина, А.Г. Соколова и других, изложенные в ежегодных выпусках сборников "Геология и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений Оренбургской области" [27-30], М.М. Алиева, Г.П. Батанова, Р.О. Хачатряна [4, 121], С.П. Максимова, В.А. Клубова и др. [67]. Учтены также представления по условиям формирования и развития осадочных комплексов В.Д. Наливкина, А.Б. Рыжова, В.Е. Хаина, Н.Н. Форша [72, 73], В.М. Познера [91]. В геологическом строении западной части Оренбургской области принимают участие верхнепротерозойские, палеозойские, мезозойские и кайнозойские осадочные образования, залегающие на метаморфических и магматических породах кристаллического фундамента архейскораннепротерозойского возраста. Мощность осадочного чехла закономерно возрастает с севера на юг от 1855 м до 6515 м и более. Стратиграфическое расчленение разреза показано на Сводной легенде к геологической карте дочетвертичных отложений Оренбургской области (рисунок 1).

Верхнепротерозойские отложения, представленные нижним, средним рифеем и верхним вендом, имеют распространение в пределах Серноводско– Абдулинской впадины, в Предуральском прогибе, на территории ВосточноОренбургского сводового поднятия и в Прикаспийской синеклизе. Они слагаются песчаниками с подчиненными прослоями гравелитов, конгломератов, алевролитов и аргиллитов. Наибольшая мощность отложений составляет 786823 м. 14

Отложения ордовикской системы вскрыты в районе Соль-Илецкого свода и прилегающей к нему западной части Предуральского краевого прогиба. В разрезе они представлены неоднородным чередованием песчаников, алевролитов, аргиллитов, редко известняков, доломитов, гравелитов. Наибольшая вскрытая мощность – 2025 м. Отложения силура вскрыты только в районе Предуральского прогиба и сложены неравномерным переслаиванием доломитов, аргиллитов, алевролитов, песчаников, известняков, редко мергелей. Максимальная мощность 120 м. Отложения девонской системы получили развитие на всей исследуемой территории. В разном стратиграфическом объеме выделяются все три отдела девона. В южных районах полностью или частично отсутствуют отложения эйфельского, живетского и франского ярусов. Нижний отдел, в объеме эмского яруса (такатинский и вязовский горизонты), развит в бортовой зоне Прикаспийской синеклизы, в южной части Восточно-Оренбургского сводового поднятия и в Предуральском краевом прогибе. Он выражен в карбонатно-терригенной фации и состоит из неоднородного чередования известняков, доломитов, песчаников, аргиллитов и алевролитов. Мощность изменяется от 5 до 405 м. На территории Оренбургского вала отложения нижнего девона отсутствуют. В составе среднего отдела выделяются эйфельский и живетский ярусы, имеющие распространение практически на всей территории за исключением северной части Соль-Илецкого сводового поднятия. Эйфельский ярус подразделяется на нижний (койвенский, бийский горизонты) и верхний (клинцовский, мосоловский, черноярский) подъярусы и сложен карбонатными, карбонатно-терригенными и терригенными комплексами, включающими известняки и доломиты различного литологофациального состава, кварцевые песчаники, алевролиты, аргиллиты. К живетскому ярусу относится старооскольский надгоризонт, в объеме которого выделяются воробьевский, ардатовский и муллинский горизонты. Отложения характеризуются разнообразием литологического состава. В соответствии с условиями образования выделяются терригенные, карбонатнотерригенные фациальные комплексы осадков, сложенные неравномерным переслаиванием известняков, алевролитов, кварцевых песчаников. Реже встречаются доломиты, прослои мергелей, аргиллитов. Общая мощность отложений изменяется от 27 до 324 м. 15

Верхний отдел выделяется в объеме франского и фаменского ярусов. Нижнефранские отложения представлены пашийским и кыновским горизонтами. Пашийский горизонт на большей части территории имеет терригенный состав с содержанием песчаников от 10 до 60 %. На юге и юговостоке преобладают алевролиты, аргиллиты с прослоями глинистых и битуминозных известняков. Кыновский горизонт выражен в карбонатнотерригенной или терригенно-карбонатной фациях и состоит из известняков, аргиллитов, алевролитов. Мощность нижнефранского подъяруса 7-190 м. Среднефранские саргаевско-доманиковые отложения, мощностью от 8 до 150 м, формировались в различных фациально-палеогеографических условиях. В северной и центральной частях территории, в связи с усилением морской трансгрессии, в разрезе преобладают кониконхиевые, радиоляриевые известняки с прослоями мергелей и горючих сланцев. Южнее развиты органогенные известняки, реже доломиты, аргиллиты и алевролиты, характерные для фаций мелководного морского бассейна. Верхнефранские отложения развиты широко и представлены известняками, доломитами с прослоями мергелей, горючих сланцев, аргиллитов и песчаников. Мощность изменяется в пределах 55-320 м. Фаменский ярус включает нерасчлененные отложения нижнего-среднего подъярусов и заволжского надгоризонта верхнего подъяруса. Отсутствие отложений установлено в сводовой части Оренбургского вала и южной части Предуральского краевого прогиба. Разрез сложен преимущественно однородной толщей карбонатных пород, редко с прослоями мергелей, песчаников, алевролитов и аргиллитов. Общая мощность варьирует от 29 до 410 м. Отложения каменноугольной системы установлены в разном объеме и подразделяются на нижний, средний и верхний отделы. Нижний отдел включает турнейский, визейский и серпуховский ярусы. Отложения турнейского яруса на большей части территории выражены в мелководной карбонатной фации и представлены органогенно-комковатыми известняками с прослоями вторичных доломитов. Мощность яруса колеблется от 47 до 393 м. Визейский ярус подразделяется на кожимский и окский надгоризонты. Отложения кожимского надгоризонта (косьвинский, радаевский, бобриковсий горизонты) сложены терригенными, карбонатно-терригенными и терригенно-карбонатными комплексами. Отложения радаевского и бобриковского горизонтов развиты повсеместно, а косьвинского в основном в районе 16

Муханово-Ероховского прогиба. На севере области преобладают алевролиты с прослоями аргиллитов, к югу и востоку происходит нарастание карбонатности разреза и увеличение мощности. В бобриковское время в пределах Муханово-Ероховского прогиба отмечается наибольшее развитие песчаников. Содержание известняков постепенно увеличивается в южном и восточном направлениях от прогиба. Общая мощность изменяется от 7 до 536 м. Окский надгоризонт выделяется в объеме тульского, алексинского, михайловского и веневского горизонтов. В тульское время на большей части территории формировались известняки с подчиненными прослоями вторичных доломитов. Отложения алексинского, михайловского и веневского горизонтов из-за слабой палеонтологической охарактеризованности в большинстве случаев не расчленяются. Они распространены повсеместно, но иногда не в полном объеме за счет отсутствия верхней части веневского горизонта. В алексинско-михайловское время в морских условиях происходило накопление карбонатных пород – известняков пелитоморфно-микрозернистых и органогеннодетритовых, реже доломитов. В веневское время в разрезе появляются прослои сульфатов. Общая мощность отложений равна 243-427 м. Отложения серпуховского яруса подразделяются на тарусский, стешевский, протвинский, запалтюбинский и вознесенский горизонты. На большей части территории они развиты в объеме первых трех горизонтов и лишь в районе северного борта Прикаспийской синеклизы имеют наибольшую полноту. Общая мощность составляет 58-309 м. Разрез сложен в основном биоморфно-детритовыми известняками с редкими прослоями вторичных доломитов. В районе Бузулукской впадины наблюдается переслаивание доломитов, сульфатов, редко известняков. В основании залегает глинисто-карбонатная "покровская" пачка, формирование которой обусловлено оживлением эрозионной деятельности в начале серпуховского века. Содержание сульфатов в Бузулукской впадине неравномерное – от 10 до 40 % в краевых частях и до 80 % в центральной зоне. Средний отдел представлен башкирским и московским ярусами. Отложения башкирского яруса развиты не повсеместно и в разном объеме, мощность изменяется от 15 до 280 м. Выделяются краснополянский, прикамский, черемшанский и мелекесский горизонты. В большинстве районов стратиграфический объем яруса неполный, выпадают разные части разреза вплоть до полного отсутствия его в южных районах. Отложения формировались в крайне мелководных условиях и выражены однородной толщей 17

светло-серых, почти белых, часто оолитовых известняков с прослоями доломитов. В составе московского яруса выделяется верейский, каширский, подольский и мячковский горизонты. В московский век осадконакопление происходило в условиях мелководного морского бассейна. Почти повсеместно разрезы характеризуются стратиграфической полнотой и представлены чередованием известняков и доломитов, в нижней части с прослоями мергелей, аргиллитов, редко песчаников. Только верейский горизонт в районе Бузулукской впадины имеет терригенный состав и сложен переслаиванием песчаников, алевролитов, аргиллитов. Общая мощность отложений изменяется от 5 до 500 м. Верхнекаменноугольные отложения установлены в объеме касимовского и гжельского ярусов. Мощность их колеблется от 5 до 390 м, наибольшая выявлена в районе Бузулукской впадины. Касимовский ярус установлен в полном стратиграфическом объеме и имеет преимущественно карбонатный состав. Мощность яруса изменяется в пределах 32-137 м. Отложения гжельского яруса на большей части территории представлены карбонатными породами. В крайних западных районах в средней части разреза имеются прослои вторичных доломитов, сульфатов и аргиллитов. В Предуральском краевом прогибе и в пределах северного борта Прикаспийской синеклизы отложения представлены только верхней частью и выражены относительно глубоководной фацией – известняками шламовомелкодетритовыми, глинистыми, битуминозными. Общая мощность равна 59-215 м. Пермская система включает нижний и верхний отделы. Нижнепермские отложения развиты почти повсеместно и подразделяются на ассельский, сакмарский, артинский и кунгурский ярусы. В составе ассельского яруса выделяются карбонатный (мелководный и глубоководный) и рифогенный типы разрезов. В бортовых зонах Предуральского краевого прогиба и Прикаспийской синеклизы в его составе преобладают известняки биогермные, биоморфно-детритовые и вторичные доломиты [37]. Для Восточно-Оренбургского сводового поднятия и Соль-Илецкого свода характерен сокращенный разрез, обычно присутствуют нижняя и частично средняя биостратиграфические зоны. Мощность отложений от 24 до 442 м. 18

Сакмарский ярус включает отложения аналогичные ассельским, с той разницей, что в районе Бузулукской впадины и на севере области наряду с известняками и доломитами присутствуют прослои сульфатов. На западном борту Предуральского краевого прогиба биогермные образования не обнаружены. Мощность изменяется от 32 до 690 м. Литолого-фациальные особенности отложений артинского яруса также в значительной степени аналогичны ассельским. Зона развития органогенных построек в основном соответствует ассельскому ярусу, несколько расширяясь к западу в районе Предуральского краевого прогиба. На остальной территории области отложения мелководные, карбонатного состава. Мощность артинского яруса на территории исследований изменяется от 15 до 440 м. Отложения кунгурского яруса распространены почти на всей территории области за исключением северо-западных районов и подразделяется на филипповский и иренский горизонты. Мощность отложений возрастает в южном и восточном направлениях и колеблется от 0 м в северной до 1000 м в южной и восточной частях. Первичное стратиграфическое залегание кунгурских отложений из-за активного проявления соляной тектоники наблюдается лишь в пределах юго-восточного склона Волго-Уральской антеклизы. Состав отложений изменчив. Филипповский горизонт представлен ангидритоводоломитовой толщей, иренский – преимущественно галогенными породами с подчиненными прослоями доломитов и ангидритов. Удельный вес каменной соли и ангидритов в разрезе возрастает по мере движения на юг и юго-восток [6]. Верхнепермские отложения широко распространены на территории области и расчленяются на уфимский, казанский и татарский ярусы. Отложения уфимского яруса сложены континентальными терригенными, сульфатно-терригенными комплексам и представлены песчаниками, песками, алевролитами, глинами, линзами конгломератов, иногда с маломощными прослоями мергелей, доломитов, ангидритов и загипсованных известняков. Включают соликамскую и шешминскую свиты. Мощность от первых десятков метров до 300 м. Отложения казанского яруса подразделяются на калиновскую, гидрохимическую и сосновскую свиты. Литологический состав нижнеказанского подъяруса (калиновская свита) меняется с запада на восток, от преимущественно карбонатного – до карбонатно-глинистого и глинисто-песчаного. Верхнеказанский подъярус представлен гидрохимической и сосновской сви19

тами. Отложения гидрохимической свиты сложены в основном ангидритами и каменной солью, в северных районах – доломитами с тонкими прослоями песчаников. Сосновская свита представлена доломитами и ангидритами с редкими прослоями песчаников, глин, известняков и мергелей. В различных частях описываемого района соотношение этих разностей меняется. Суммарная мощность отложений достигает 500 метров и более. Отложения татарского яруса подразделяются на два подъяруса. Нижнетатарский подъярус представлен сокской, большекинельской и аманакской свитами. Сокская свита сложена пестроцветными алевролитами, известняками и мергелями с прослоями глин и песчаников. В составе большекинельской свиты преобладают красноцветные глины и песчаники с прослоями мергелей, известняков и доломитов. Аманакская свита состоит из известняков, мергелей, глин, алевролитов. Мощность отложений нижнетатарского подъяруса изменяется от 140 до 380 м. В составе верхнетатарского подъяруса выделяются малокинельская и кутулукская свиты. Первая представлена песками, глинами, алевролитами, глинистыми известняками, вторая – озерными глинами и алевролитами, косослоистыми песчаниками с линзами конгломератов. Мощность отложений верхнетатарского подъяруса 130-270 м. Мезозойские отложения широко развиты в переходной зоне от ВолгоУральской антеклизы к Прикаспийской синеклизе и Предуральскому прогибу. Представлены отложениями триасовой, юрской, меловой систем. Нижний отдел триаса подразделяется на бузулукскую, копанскую, старицкую и кзылсайскую свиты. В условиях устойчивого континентального режима происходило накопление пестроцветных терригенных формаций. Отложения состоят из гравийно-песчано-галечных осадков конусов выноса, русловых и дельтовых песчаников с линзами конгломератов, глин, песчанистых алевролитов. Отложения среднего отдела (донгузская, букобайская свиты) сложены континентальными косослоистыми породами от глин до конгломератов. Верхний отдел (сурокайская свита) представлен глинами с прослоями алевролитов и песчаников. Общая мощность отложений триаса колеблется от первых десятков метров до 800 м и более. Отложения юрской системы приурочены к южной части площади и представлены нижним, верхним и средним отделами. Нерасчлененные нижний и средний отделы сложены песками, галечниками, алевролитами и гли20

нами с прослоями бурых углей в среднем отделе. Мощность этих отложений 100-150 м. Верхний отдел (оксфордский, киммериджский и волжский ярусы) – это осадки морского происхождения – песчаники и глины, с вкраплениями глауконитового песка, с желваками фосфоритов, с включениями многочисленной фауны. Мощность этого комплекса пород составляет 35-50 м. Отложения меловой системы выходят на дневную поверхность в северной прибортовой зоне Прикаспийской синеклизы и в Предуральском прогибе. Нижний отдел расчленен на валанжинский, готеривский, барремский, аптский, альбский ярусы и сложен кварцево-глауконитовыми песками с галькой фосфоритов, зелеными глинами с прослоями мергелей, в верхней части – углистыми глинами. Верхний отдел (сеноманский, туронский, коньякский. сантонский, кампанский, маастрихтский ярусы) представлен в нижней части песками и песчаниками с желваками фосфоритов, в верхней – слюдистыми глинами, белыми мергелями и писчим мелом. Общая мощность меловых отложений достигает 560 м. Кайнозойские отложения включают накопления палеогена, неогена, антропогена. Отложения палеогена имеют ограниченное распространение и сохранились лишь в виде останцов на некоторых водоразделах, в основном, за пределами площади исследований. Отложения неогеновой системы представлены миоценом и плиоценом. Миоценовые отложения распространены в основном на востоке описываемой территории и сложены глинами, песками с гравием, галькой и линзами песчаника. Отложения акчагыльского яруса плиоцена, континентальные и морские, выполняют древние глубокие эрозионные ложбины и широко распространены по долинам рек и оврагам. Это почти исключительно терригенные отложения – глины, алевролиты, пески, песчаники, гравий и галечники с обугленными органическими остатками. Максимальная мощность достигает 212 м. Апшеронские аллювиальные и аллювиально-озерные отложения распространены по палеодолинам рек и чаще всего пространственно совпадают с зонами развития акчагыльских отложений. В нижней части разреза они сло21

жены русловыми песками и галечниками, в верхней – озерноаллювиальными глинами и суглинками с линзами песков и галечников. Мощность изменяется от 5 до 30 м. Четвертичные отложения в пределах описываемой территории развиты широко. Они принимают участие в строении водораздельных пространств, их склонов, а также слагают террасовый и пойменный комплексы. В генетическом отношении подразделяются на элювиальные, пролювиальноделювиальные, аллювиальные, и эоловые, а в возрастном – на средне-, позднечетвертичные и современные. Отдельные подразделения имеют фаунистическое обоснование. Элювиальные и делювиальные накопления представлены, в основном, суглинками и супесями с примесью гравийно-галечного материала. Аллювиальные комплексы осадков слагают первую и вторую надпойменные террасы, высокую и низкую поймы, а также погребенные террасы среднечетвертичного возраста и широко развиты по долинам рек. В их составе выделяются глины, суглинки и супеси с линзами песков; пески, песчаники с редкой галькой и гравием, прослоями бурых глин; гравийно-галечные накопления. Эоловые отложения широко развиты в долинах рек Боровка и Урал, в правобережье реки Самара и левобережье реки Ток. Эоловый генезис этих отложений определяется характерными формами бугристых песков, которые в настоящее время перевеваются или частично закреплены растительностью. Высота отдельных бугров достигает 5–6 и более метров. Общая мощность четвертичных отложений колеблется в широком диапазоне – от первых метров, до 80-100 м.

22

1.2 Структурно-тектоническая обстановка Представления по тектонике даны с использованием известных схем районирования и разработок по территории в целом и по отдельным фрагментам Оренбургской части Волгло-Уральской антеклизы – М.Д. Тесаловского, Е.И. Токмачева, В.П. Ведениной, Б.П. Чегодаева и др. [34], Ю.В. Новицкого и др. [76, 77], И.А. Денцкевича, А.П. Казыгашева и др. [46, 47], Р.О. Хачатряна, В.И. Громека и др. [122]. Учтены также данные последних обобщающих работ В.Е. Хаина, Н.В. Короновского, Н.А. Ясаманова [120], Е.Е. Милановского [70], П.И. Постоенко, О.А. Хоментовской, А.Е. Баженова, Ю.С. Горюнова, В.И. Навальневой, А.Г. Галимова, изложенные в сборниках научных трудов ОНАКО, "ОренбургНИПИнефть", "Оренбургнефть" (1998, 1999, 2001 гг.) [28-30]. Использованы также данные по результатам структурного бурения в пределах нефтегазоносных площадей с последующим изучением радиоактивности разреза осадочных комплексов покрова. Исследуемый регион занимает юго-восточную часть ВосточноЕвропейской платформы и располагается в пределах трех крупных надпорядковых структур: Волго-Уральской антеклизы, Прикаспийской синеклизы и Предуральского краевого прогиба (рисунок 2). Проблема формирования и развития структур региона широко и на современном уровне освещена в геологической литературе с раскрытием особенностей глубинного строения, геодинамических обстановок формирования, эволюции рудных формаций и металлогении, в том числе с применением положений тектоники плит (И.М. Жуков, 1988). Кристаллический фундамент, сложенный, в основном, архейским и нижнепротерозойским комплексами гнейсов и гранито-гнейсов различного состава, имеет блоковое строение. Юго-восточный склон Волго-Уральской антеклизы разделен Серноводско-Абдулинским и Урало-Сакмарским авлакогенами на Татарский, Жигулевско-Оренбургский и Соль-Илецкий своды. Наиболее высокое гипсометрическое положение занимает южное окончание Татарского свода, где кристаллический фундамент залегает на глубинах от 1,6 до 2,0 км. На юге Татарский свод ограничен СерноводскоАбдулинским авлакогеном, заполненным рифей-вендскими отложениями, глубина залегания фундамента в пределах которого по геофизическим дан23

ным достигает 6 км. В районе северного и южного бортов авлакогена отмечаются гравитационные ступени, соответствующие разрывным нарушениям. К югу от авлакогена расположен обширный Жигулевско-Оренбургский свод.

Рисунок 2 - Структурно-тектоническая схема осадочного чехла (по Р.О. Хачатряну, В.И. Громека, И.А. Денцкевичу)

24

Его поверхность погружается в южном и восточном направлениях от 1651 до 3784 и 3447 м. К востоку от Жигулевско-Оренбургского свода выделяется погруженный блок, заполненный отложениями рифей-венда. Некоторые ис25

следователи называют его юго-восточным краевым блоком ЖигулевскоОренбургского свода [27]. К югу от Жигулевско-Оренбургского свода расположена Бузулукская впадина, раскрывающаяся в глубоко погруженную Прикаспийскую синеклизу. В крайней юго-восточной части Волго-Уральской антеклизы выделяется Соль-Илецкий свод, имеющий клиновидную форму с расширением на восток. Поверхность кристаллического фундамента каждого из перечисленных выше структурных элементов имеет свои особенности и характеризуется сложным строением с широким развитием тектонических нарушений. В пределах южного окончания Татарского свода выделяются Домосейкинский и Пашкинский выступы, разделенные небольшим прогибом. Жигулевско-Оренбургский свод осложнен грядами-останцами субширотного простирания: Кирюшкинско-Глазовской, Жуковско-Донской, ГремяченскоОльховской, Спиридоновско-Пойменной. В пределах юго-восточного краевого блока по результатам геофизических исследований выделяется ряд выступов: Шарлыкский, Донецко-Сыртовский и др. Отличительной чертой строения поверхности кристаллического фундамента Бузулукской впадины является его расчлененность на ряд протяженных ступеней, разделенных разломами (Гаршинская, Зайкинская, Росташинская, Вишневская, Талово-Долинная). Амплитуды смещения по разломам достигают 400 м и более.Соль-Илецкий свод располагается в крайней юговосточной части Волго-Уральской антеклизы и морфологически представляет собой клиновидный блок, ограниченный на востоке Предуральским прогибом, на юго-западе – Прикаспийской синеклизой. На севере свод ограничен Уральско-Оренбургским авлакогеном. Строение фундамента этого района изучено только геофизическими исследованиями, данные которых часто противоречивы. В целом наблюдается погружение поверхности фундамента, осложненного тектоническими нарушениями, в южном направлении до глубин 6000-7000 м. Прикаспийская синеклиза по поверхности кристаллического фундамента характеризуется блоковым строением. В зоне бортового сочленения юговосточного склона Волго-Уральской антеклизы и Прикаспийской синеклизы Ю.В. Новицким (1985) выделена горстообразная пограничная структура – Северо-Каспийский горст. Структура включает зону с сетью субширотных, субмеридиональных разрывных нарушений с отчетливо проявленными горизонтальными смещениями. Зона совпадает с Токаревско-Илекским регио26

нальным разломом и проявляется уступом фундамента. В пределах пограничной зоны глубина залегания фундамента меняется от 3,5-7,5 км до 8-10 км. Предуральский краевой прогиб в морфологическом отношении представляет собой вытянутую в субмеридиональном направлении линейную зону значительного погружения земной коры. На севере Оренбургской области фундамент прогиба уступами, а на юге по разломам погружается от бортовых зон к центральной части. В осадочном чехле юго-восточного склона Волго-Уральской антеклизы выделяются следующие структуры первого порядка: южный склон Татарского свода (ЮСТС), Бузулукская впадина (БВ), Восточно-Оренбургское сводовое поднятие (ВОСП) и Соль-Илецкий свод (СИС) (рисунок 2). Установлено различие структурных планов фундамента и чехла в зависимости от охвата конкретной структурой покрова гетерогенных фрагментов фундамента, например различие строения северной и южной частей Бузулукской впадины, компенсация в визийской время Мухановско-Ероховского прогиба, развитие соляно-куполной тектоники в соленосно-гипсоносных толщах Перми. Южный склон Татарского свода выражен во всех горизонтах осадочного чехла и характеризуется постепенным увеличением мощности додевонских, каменноугольных и пермских отложений в юго-западном направлении. Региональный наклон изменяется соответственно от 10-20 до 2-7 м/км и осложняется структурами II и III порядков. В северной части южного склона Татарского свода выделяются Байтуганский и Туймазино-Бавлинский валы, а в южной – Большекинельский вал. Эти структуры II порядка приурочены к тектоническим нарушениям и в свою очередь осложняются локальными нефтегазоносными структурами, образующими линейные структурные зоны: Домосейкинскую, Исайкинскую, Саврушинскую, СевероБольшекинельскую. В восточной части в девонских отложениях отмечаются грабенообразные прогибы северо-восточного простирания: Шалтинский и Пономаревско-Алябьевский. Последний пересекает Большекинельский вал, разделяя его на два блока. В целом, в пределах южного склона Татарского свода наблюдается соответствие структурных планов маркирующих горизонтов осадочного чехла. Лишь в северной его части по кровле ассельского яруса выявлено большое количество глубоких замкнутых прогибов карстогенного происхождения, которые отсутствуют в вышележащих отложениях. 27

Бузулукская впадина представляет собой сложную отрицательную структуру, западная часть которой заходит на территорию Самарской области. Наблюдается резкое различие в тектоническом строении ее северной и южной частей. Связано это прежде всего с тем, что северная часть Бузулукской впадины расположена в пределах Жигулевско-Оренбургского свода по фундаменту, южной части впадины в фундаменте соответствует одноименная отрицательная структура. По отложениям терригенного девона северный склон Бузулукской впадины характеризуется крутым погружением (10-17 м/км), на фоне которого выделяются небольшие по размерам Воинская, Садкинская, Кирюшкинская, Осиновская и др. структуры. Южнее оконтуриваются Самаркинский (Могутовская, Гремячевская, Твердиловская структуры) и Долматово-Воронцовский (Воронцовская структура) валы. В юговосточной части прослеживается Ольховская структурная зона, контролируемая серией тектонических нарушений (Ольховская, Смоляная, Кодяковская, Красная и др. структуры). Южное погружение Бузулукской впадины по отложениям терригенного девона характеризуется наличием четко выраженных протяженных широтных структурных зон, контролируемых высокоамплитудными тектоническими нарушениями (Гаршинско-Ефимовская, Зайкинско-Росташинская, Акъярско-Лебяжинская и др.). В северной части Бузулукской впадины по кровле турнейского яруса четко оконтуривается Муханово-Ероховский некомпенсированный прогиб (МЕП), являющийся составной частью Камско-Кинельской системы прогибов. Характерным для Муханово-Ероховского прогиба является резкое уменьшение мощностей и изменение фациального состава карбонатных пород верхнего девона и турнейского яруса, а также распространение больших (до 400 м) мощностей терригенных отложений нижнего карбона. Ложе прогиба образуют франско-турнейские отложения. По этим горизонтам он имеет ассиметричную форму с более крутым южным бортом и относительно пологим – северным. В строении Муханово-Ероховского прогиба выделяются: центральная депрессионная, внутренняя прибортовая и внешние прибортовые зоны. Центральная зона осложнена Самаркинским и ДолматовскоВоронцовским валами; во внутренней прибортовой зоне выделяются отдельные поднятия: Жуковское, Городецкое, Петро-Херсонецкое и др.; в пределах внешнего борта четко прослеживаются Бобровская, Покровско-Сорочинская и Боровско-Залесская зоны поднятий. 28

К югу от Муханово-Ероховского прогиба кровля отложений нижнего карбона постепенно погружается в сторону Прикаспийской синеклизы. Региональный наклон составляет 17,8 м/км. На фоне этого погружения выделяются слабо выраженные флексуры, соответствующие в плане тектоническим нарушениям в девоне, и ряд приуроченных к ним малоамплитудных структур. Структурные планы вышележащих отложений карбона и нижней перми в основном совпадают с турнейским. Отличие заключается в отсутствии четких контуров Муханово-Ероховского прогиба, полная компенсация которого осадками произошла в визейское время. В верхнепермских отложениях прогиб отражается слабо выраженными Сухореченской и Боровской депрессиями [27]. В целом отложения верхнего карбона и нижней перми моноклинально погружаются в сторону Прикаспийской синеклизы. Локальные структуры, картируемые на фоне этого погружения, имеют небольшие амплитуды и размеры. Исключение составляет зона сочленения Бузулукской впадины с Прикаспийской синеклизой, где выделяется надверейский карбонатный уступ, осложненный цепочкой структур рифогенного генезиса. В южных районах Бузулукской впадины в кунгурском ярусе присутствуют мощные слои каменной соли, с пластическими деформациями которой связаны проявления соляной тектоники. Здесь выделяются две зоны: пассивной и активной солянокупольной тектоники. Первая характеризуется развитием локальных структур небольшой амплитуды (10-50 м), которые чаше всего имеют изометричную форму. Вторая приурочена к зоне сочленения Бузулукской впадины и Прикаспийской синеклизы и характеризуется более интенсивными проявлениями соляной тектоники. Здесь локальные структуры объединяются в структурные зоны – соляные антиклинали, протягивающиеся вдоль бортового уступа, возрастает амплитуда соляных структур. Важным тектоническим элементом верхнепермского структурного плана является нижнеказанский некомпенсированный прогиб. Прогиб отчетливо выделяется в мощностях калиновской свиты и занимает большую часть изученной территории, захватывая помимо Бузулукской впадины западные районы Восточно-Оренбургского сводового поднятия и южную часть южного склона Татарского свода. В отложениях залегающих выше гидрохимической свиты, нижнеказанский прогиб почти не отражается. В структурных планах мезозойских и палеогеновых отложений наиболее четко проявляется Токаревский региональный сброс, который прослеживает29

ся на протяжении более чем 200 км. Сброс наклонен к югу под углом 50–60° и имеет амплитуду на западе около 600 м, на востоке – 200 м. Кроме того мезозойские отложения в южной части Бузулукской впадины нарушены системами одновозрастных грабенов (Старобелогорской, Чаганской, Михайловско-Дубоворощинской). Восточно-Оренбургское сводовое поднятие представляет собой обширную положительную структуру, вытянутую в субмеридиональном направлении почти на 400 км. Восточно-Оренбургский свод характеризуется развитием на его территории малоамплитудных поднятий и неантиклинальных ловушек в девоне и карбоне. В целом отмечается плавное погружение основных опорных горизонтов и сокращение мощности осадочного чехла в южном направлении. Девонский структурный план осложнен большим количеством малоамплитудных тектонических нарушений. Приоритетным здесь являлось горизонтальное смещение блоков. С линейными дислокациями часто связаны девонские грабенообразные прогибы и горстовидные поднятия, контролирующие цепочки продуктивных структур. Северо-восточное простирание разломов в южной части свода сменяется на субширотное. По своей направленности, амплитудам, строению примыкающих блоков они составляют единую систему с нарушениями южного погружения Бузулукской впадины. Локальные структуры Восточно-Оренбургского сводового поднятия отличаются малыми амплитудами и значительными смещениями структурных планов по разным маркирующим горизонтам. В северной части выделяется Алябьевско-Романовская зона поднятий. В центральной и северо-восточной – Колганская, Ишимбайско-Соболевская. Южнее закартированы Кариновская, Дачно-Репинская, Ольшанская и др. локальные структуры, не укладывающиеся в четко выраженные структурные зоны. На юге выделяется ДонецкоСыртовская структурная зона широтного простирания. В отложениях верхнего девона в пределах Восточно-Оренбургского сводового поднятия установлена внутриформационная структура – Колгано-Борисовская аккумулятивная впадина, заполненная терригенными отложениями верхнефрансконижнефаменского возраста. С пластическими деформациями соляных пород связаны кунгурский структурный план и верхнепермские структуры, протягивающиеся вдоль восточной и южной границы Восточно-Оренбургского сводового поднятия. Эти структуры образуют Салмышский вал, прослеживающийся с севера на 30

юг более чем на 110 км. Отмечается виргация вала на несколько ветвей, представляющих собой зоны поднятий: Верхнекаргалинская, Среднекаргалинская, Каргалинская, Янгизская, Шестимировская, Юштарская. Соль-Илецкий свод имеет очертания клина, ограниченного на востоке Предуральским краевым прогибом, на юге и юго-западе – Прикаспийской синеклизой. По опорным горизонтам осадочного чехла наблюдается общий региональный наклон в южном направлении при интенсивности погружения поверхности подсолевых отложений до 15-20 м/км. Северный борт СольИлецкого свода осложняется крупнейшим Оренбургским валом, представляющим собой единую структуру, морфология и размеры которой имеют наиболее контрастное выражение по кровле артинского яруса. По замыкающей изогипсе минус 1750 м протяженность вала равна 107,5 км, ширина в центральной части 18-22 км, амплитуда по северному крылу достигает 530 м. К югу от Оренбургского вала поверхность подсолевых карбонатных отложений ступенчато погружается в Прикаспийскую синеклизу. По данным бурения и сейсмических исследований четко выделяются Иртек-Илецкая и Илекско-Яйсанская флексуры субширотного и юго-восточного простирания. Амплитуда крутого погружения пород достигает 500 м. По подсолевым отложениям в пределах Соль-Илецкого свода выделены Красноярско-Комаровская, Каменно-Копанская, Дмитровская зоны поднятий и ряд локальных структур. В районе бортового уступа Прикаспийской синеклизы сейсмическими исследованиями закартированы Песчаная, Восточно-Песчаная и другие органогенные постройки. Кунгурский структурный этаж Соль-Илецкого свода также характеризуется широким проявлением солянокупольной тектоники. Прикаспийская синеклиза в осадочном чехле представляет собой крупнейшую отрицательную структуру Восточно-Европейской платформы. На западе ее граница проходит по надверейскому бортовому уступу, на востоке – по Илекско-Яйсанской флексуре. В зоне сочленения структур ВолгоУральской антеклизы и Прикаспийской впадины выделена горстообразная пограничная структура – Северо-Каспийский горст (Новицкий Ю.В. и др., 1990). Структура включает зону с развитой сетью субмеридиональных и субширотных разрывных нарушений с отчетливо проявленными субгоризонтальными смещениями. Зона совпадает с Токаревско-Илекским региональным разломом и проявляется уступом фундамента. Северная бортовая зона характеризуется развитием рифовых массивов барьерного типа ассельского, иногда артипского возраста с крутыми южными и пологими с северными 31

крыльями (Б.А. Соловьев и др., 1988). С разломами субмеридионального простирания предположительно связана система флексурообразных изгибов, расчленяющая блоки горстообразной структуры на ряд ступеней (Давыдовско-Ливкинская, Росташинская и др.). В границах Оренбургской области тектоническое строение подсолевого структурного яруса Прикаспийской синеклизы изучено сейсморазведкой по данным которой здесь выявлен целый ряд нефтегазоперспективных структур: Барханная, Буранная, Хобдинская, Восточно-Хобдинская, Вершиновская, Каинсайская и др. Соленосный структурный ярус характеризуется здесь уже полномасштабными проявлениями соляной тектоники. Вдоль бортового уступа развиты линейно вытянутые соляные антиклинали: Линевская, Базыровская, Изобильненская, Малохобдинская. Южнее расположены крупные соляные купола. Целый ряд структур различного генезиса закартирован и в надсолевом структурном комплексе: Джерексайская, Ульгинская, ЮжноЛиневская и др. На территории Оренбургской области в Прикаспийской синеклизе не открыто месторождений нефти и газа однако перспективы ее оцениваются достаточно высоко. Предуральский краевой прогиб шириной 50-100 км прослеживается вдоль западного склона Урала. Это вытянутая в субмеридиональном направлении линейная зона асимметричного строения, сливающаяся на юге с Прикаспийской синеклизой. Данные по глубинному строению этой мегаструктуры базируются, в основном, на результатах геофизических исследований. Поверхность докембрийского фундамента находится на глубинах от 4 км (на севере) до 10-12 км на юге. На севере фундамент уступами, а на юге по разломам погружается от бортов прогиба к центральной части. Наиболее погруженными являются Прикаспийский и Урало-Илекский блоки. Прогиб подразделяется на три структурных зоны: западную, центральную и восточную, тектоника которых во многом определяется пограничным характером структуры, поведением галогенно-сульфатной толщи кунгура и движениями блоков фундамента, ограниченных субмеридиональными и субширотными разломами. Площадь исследований захватывает западную и частично осевую зону. В западной зоне, контактирующей со структурами Русской платформы, развиты куполовидные поднятия, брахиантиклинальные складки, соляные антиклинали, осложненные диапировыми ядрами, депрессионные понижения, различные диапировые формы соленосно-гипсоносной толщи. Здесь же, 32

отделяя прогиб от Русской платформы, располагается сформированная в ранней перми гряда рифовых известняков. Пермские отложения, уменьшаясь в мощности, на западе сливаются с пермскими отложениями русской платформы. Центральная зона прогиба отличается отсутствием линейности структур, характерной для восточной зоны. Для нее типичны диапировые антиклинали, брахиантиклинали, часто осложненные разрывными нарушениями с образованием в сводовой части так называемых "дизъюнктивных мульд" [34]. Наблюдаются срывы крыльев антиклиналей (чаще восточные) и асимметрия кунгурских штоков. В области контакта с Западно-Уральской внешней зоной складчатости (восточная зона прогиба) наблюдается флексурообразное погружение сакмаро-артинских отложений под углом 70о. Эта структурная граница не имеет четко выраженного линейного строения. Она распадается на серию блоков сложных очертаний, контролирующих складкоподобные структуры пермских и триас-юрских отложений.

33

1.3 Гидрогеологическая характеристика разреза Согласно схеме гидрогеологического районирования, составленной ВСЕГИНГЕО [Л.А. Островский и др., 1988, 1983], рассматриваемая территория входит в состав Восточно-Русского, Предуральского и Прикаспийского сложных артезианских бассейнов первого порядка (рисунок 3). В качестве гидрогеологических структур более низкого порядка в первом из них выделяются Камско-Вятский и Сыртовский, во втором – Южно-Предуральский, в третьем – Эмбенский бассейны подземных вод второго порядка. В границах исследуемой территории бассейны второго порядка в свою очередь подразделяются на Бугульминский, Обще-Сыртовский, Восточно-Сыртовский, Первомайский, Бело-Уральский, Илекско-Уральский, Нижнеилекский бассейны напорных и субнапорных вод третьего порядка, выделяющиеся только в зоне активного водообмена. Кристаллический фундамент в пределах рассматриваемой территории перекрыт мощным чехлом палеозойских и мезозойско-кайнозойских образований, в толще которых с точки зрения развития и формирования подземных вод выделяются три структурных этажа: среднедевонско-артинский (подсолевой), кунгурский (солевой), верхнепермско-четвертичный (надсолевой) [33]. В связи с особенностями геологического строения, литологофациальным своеобразием водовмещающих пород, глубиной их залегания, температурой, пластовым давлением, в вертикальном разрезе указанных структурных этажей выделяются (сверху-вниз) гидродинамические зоны активного, замедленного и весьма замедленного водообмена (рисунок 4). По вертикали гидрогеологического разреза указанным гидрогеологическим зонам соответствуют крупные гидрохимические зоны. Границы между зонами проводятся по смене условий питания, движения, разгрузки, гидродинамических параметров, гидрохимического облика подземных вод, литологических особенностей пород водоносных горизонтов. Основное воздействие от объектов разработки месторождений, а также от наиболее распространенных типов техногенных систем, таких как водохозяйственная и сельскохозяйственная, испытывает на себе зона активного водообмена, в которой аккумулируется большая часть ресурсов пресных подземных вод, используемых для питьевого водоснабжения. Формирование их происходит под преобладающим влиянием физико-географических факто34

ров, среди которых ведущую роль играют рельеф, климат, а также литологический состав пород и их ионно-солевой комплекс [27].

Рисунок 3 - Схема гидрогеологического районирования (по данным Л.А. Островского, 1988) Регионы-надпорядковые единицы (системы безнапорных и.напорных вод): Ш Восточно-Европейский; XI Тимано-Уральский. Провинции-бассейн подземных вод I порядка (сложные бассейны безнапорных и напорных вод): Ш-3 Восточно-Русский; Ш-7 Предуральский; Ш-8 Прикаспийский. Подпровинции - бассейны подземных вод II порядка (бассейны напорных и субнапорных вод): III-3B Сыртовский; Ш-3 Г Камско-Вятский; Ш-7Б ЮжноПредуральский; Ш-8Б Эмбенский.

35

Области - бассейны подземных вод III порядка (группы бассейнов регионального стока безнапорносубнапорных вод): Ш-ЗВ-1 Обще-Сыртовский; Ш-ЗВ-2 Восточно-Сыртовский; Ш-ЗВ-4 Первомайский; Ш-ЗГ-6 Бугульминский; Ш-7Б-2 Бело-Уральский; Ш-7Б-3 Илекско-Уральский; Ш-8Б-1 Акбалагайский; Ш-8Б-2 Нижнеилексий.

36

37

Мощность зоны активного водообмена в значительной мере зависит от глубины вреза и густоты речной сети и ориентировочно соответствует базису дренирования р. Урал. В ней формируются пресные (до 1 г/дм3) гидрокарбонатные воды с преобладанием кальция, иногда магния и натрия. Значительно реже в этой зоне в областях питания, где имеют распространение галогенносульфатные породы, а также в областях транзита водоносных горизонтов и комплексов, встречаются слабо солоноватые воды (1-3 г/дм3) с повышенным содержанием сульфатов, хлоридов [18, 100]. Но техногенному воздействию подвержены и подземные воды замедленного и весьма замедленного водообмена. Вмещающие породы зоны замедленного водообмена отличаются меньшей водообильностью, подземные воды – большей напорностью по сравнению с этими параметрами зоны активного водообмена. Они содержат сильно солоноватые и соленые воды с минерализацией 3-10 г/дм3 и 10-35 г/дм3. Доминирующее положение в химическом составе занимают сульфатные, сульфатно-хлоридные, хлоридные, натриево-кальциевые, магниево-кальциевые, кальциево-натриевые, натриевые воды. Влияние внешних физико-географических факторов на формирование подземных вод второй зоны заметно ослабевает. Большее значение здесь приобретают геологические факторы, среди которых главенствуют процессы вымывания водорастворимых солей и подтоки соленых вод из отложений сосновской и гидрохимической свит верхнеказанского подъяруса. Преобладающая часть осадочной толщи, в первую очередь продуктивные на нефть и газ горизонты, соответствует зоне весьма замедленного водообмена. Вследствие господствующего влияния высоких температур, пластовых давлений, обменных процессов, биохимических реакций и др., в нижней зоне формируются соленые воды и рассолы с минерализацией 35-350 г/дм3 и более, обогащенные ценными микрокомпонентами нередко в промышленных концентрациях. Преобладающий химсостав подземных вод в третьей зоне хлоридный натриевый. В соленосных верхнеказанских и кунгурских отложениях развиты хлоридные магниево-натриевые, натриево-магниевые и магниевые воды. В водоносных терригенно-карбонатных комплексах верхней перми распространены преимущественно хлоридные натриевые воды. Воды каменноугольных и девонских отложений по химическому составу и минерализации являются в основном хлоридными натриевыми рассолами. Терригенные верхне-среднедевонские отложения насыщены хлоридными кальциево-натриевыми рассолами. 38

Границы между гидродинамическими зонами по вертикали и горизонтали гидрогеологического разреза занимают различное положение по глубине, проходят по разновозрастным гидрогеологическим подразделениям и являются как бы "скользящими". Зону активного водообмена слагают геологические образования от верхнеказанского до четвертичного возраста. Они залегают со слабым наклоном на юг, юго-запад, что определяет смену в этом направлении древних водоносных комплексов более молодыми. В зону активного водообмена входят области питания водоносных комплексов, охватывающие площади выходов водовмещающих пород на дневную поверхность, либо участки, перекрытые более молодыми образованиями до глубины порядка 70-150 м. Зону замедленного водообмена представляют погруженные части разреза выше указанных отложений, за исключением неогеновых и четвертичных образований по всей рассматриваемой территории и верхнеказанских пород южнее долины р. Бол. Кинель. Подошва зоны замедленного водообмена соответствует глубине появления рассолов с минерализацией более 35 г/дм3, прослеживается преимущественно по кровле сосновской или гидрохимической свит, залегает на глубине от 0,2 до 0,7 км в направлении с северовостока на юго-запад. В связи с широким развитием солянокупольной тектоники на юге рассматриваемой территории кровля рассолов поднимается до глубин 0,3-0,5 км и перемещается в татарские и триасовые отложения. Зона весьма замедленного водообмена соответствует развитию мощных толщ карбонатных, реже терригенных и сульфатно-галогенных пород казанского и уфимского ярусов верхней перми, нижнепермского, каменноугольного и девонского возраста. Эти породы залегают глубоко, заключенные в них водоносные горизонты и комплексы являются закрытыми и достаточно изолированными от проникновения с поверхности инфильтрационных вод. Химический состав соленых вод и рассолов в пермских, каменноугольных, девонских отложениях сильно отличается по генезису. Солевой состав вод пермских отложений формировался при активном участии сульфатных и галогенных пород. В каменноугольных породах на процесс формирование оказали влияние континентальные перерывы в осадконакоплении, в девонских – образование рассолов происходило путем постепенной метаморфизации вод при нормальном гидрохимическом разрезе. Стратиграфический диапазон гидрогеологических подразделений, выделяемых для оценки радиационного состояния окружающей среды на изучае39

мой территории, определен с учетом целей, задач выполняемой работы, а также дифференциации гидрогеологических условий по вертикали разреза. По условиям накопления, движения и разгрузки с учетом литологостратиграфической, структурной принадлежности водоносных горизонтов, комплексов, на территории нефтедобывающих районов Западного Оренбуржья выделяется значительное число гидрогеологических подразделений [98, 129]. При гидрогеологической стратификации на основании того, что многие из этих подразделений имеют территориальную приуроченность к определенным гидрогеологическим бассейнам, значительное сходство по степени и характеру обводненности пород и особенностям формирования химического состава подземных вод проведена их генерализация [129]. На основании этих принципов в разрезе осадочного чехла выделен водоносный горизонт четвертичного аллювия (аQ) и нижеприведенные водоносные комплексы: юрский терригенный (J), триасовый терригенный (Т), татарский карбонатно-терригенный (Р2t), верхнеказанский терригеннокарбонатно-сульфатно-галогенный (P2kz2), нижне-казанско-уфимский терригенно-карбонатный (P2u+kz1), артинско-ассельский карбонатно-сульфатный (Р1a-ar), гжельско-московский карбонатный комплекс (C2m-C3q), башкирсковизейский карбонатный комплекс (С1v-C2b), турнейско-верхнефранский карбонатный комплекс (D3f2-C1t), нижнефранско-эйфельский терригенный комплекс (D2ef-D3f1). В гидрогеологическом разрезе присутствуют также локально водоупорные (слабоводоносные), в основном водоупорные комплексы – терригенный плиоценовый (N2) и меловой карбонатно-терригенный (К), а также водоупорная локально-водоносная кунгурская сульфатно-галогенная серия (Р1k).

40

1.4 Нефтегазоносность и нефтегеологическое районирование Нефтегазоносность в регионе отличается присутствием значительного числа выявленных (235), в различной степени изученных, подготовленных и находящихся в эксплуатации месторождений нефти, газа, газоконденсата, а также 156 неразведанных нефтегазоперспективных зон и структур. Последние включают 850 млн.тонн прогнозируемых запасов нефти (Р.А. Храмов, 1999). При нефтегеологическом районировании принята схема [27, 46, 121], согласно которой в пределах Оренбургской части Волго-Уральской нефтегазоносной провинции выделяются Татарская, Средневолжская, УфимоОренбургская и Южно-Предуральская нефтегазоносные области (НГО). В свою очередь Средневолжская НГО подразделяется на МухановоЕроховский и Южно-Бузулукский нефтегеологические районы (НГР), Уфимо-Оренбургская НГО – на Восточно-Оренбургский и Соль-Илецкий НГР. Нефтегеологические районы соответствуют охарактеризованным выше тектоническим структурам. Высокопродуктивный нефтегазоносный район приурочен к замыканию Татарского свода на контакте с Восточно-Оренбургским структурным выступом – месторождения Ефремо-Зыковское, Самодуровское и др. Значительная часть промышленной нефтегазоносности сосредоточена в Бузулукской впадине и в различных фрагментах Восточно-Оренбургского поднятия, зачастую контролируясь локальными положительного знака структурами и их погружениями – Пилюгинско-Ивановским, ЗападноБузулукским, Поволоцко-Сыртовским, Камелек-Чеганским выступами, Покровско-Сорочинским поднятием сложного строения. Несоизмеримое по размеру с прочими выступами, занимающее своеобразную промежуточную позицию Соль-Илецкое поднятие в зоне сопряжения надпорядковых структур – (Юго-восточное замыкание Русской платформы, Прикаспийская впадина, Предуральский прогиб) образует относительно самостоятельное, в основном нефтегазоносное, подразделение с уникальным Оренбургским газоконденсатным месторождением в пределах Оренбургского вала. На территории Предуральского краевого прогиба размещены небольшие нефтегазовые, Рождественское, Теректинское и Староключевское месторож41

дения, тяготеющие к восточному, юго-восточному погружению СольИлецкого выступа. Здесь же имеется ряд продуктивных скважин, ликвидированных по техническим и геологическим причинам (Оренбургская, Буртинская и др.). Таким образом, выделенные на территории наиболее крупные структуры, такие как Южный склон Татарского свода, Бузулукская впадина, СольИлецкое сводовое поднятие и Восточно-Оренбургский структурный выступ, имеющие гетерогенное строение, дифференцируются на ряд структурных форм с различной нефтегазоносностью. При этом граничные элементы структур разного порядка зачастую контролируют максимум нефтегазоносности. Такова, например, граница татарского свода и Бузулукской впадины. К Краевым частям этих структур тяготеет размещение основных ресурсов Татарского свода: Султангулово - Заглядинское, Тарханское нефтегазовые месторождения, Красноярское, Карповское месторождения нефти. В единую с этими объектами линейную зону входят ряд мелких нефтегазовых (Краснооктябрьское и пр.) и нефтяных (Суховское и др.) месторождений, расположенных по северо-восточному погружению Пилюгинско-Ивановского выступа в составе Бузулукской впадины. На распространение нефтегазоносности в регионе существенное влияние оказывают структурные и литолого-фациальные обстановки, обеспечивающие наличие пластов-коллекторов, покрышек и ловушек, разнообразие гоно-геологических условий, единых укрупненных зон, объединяющих несколько объектов (Конновско-Ростошинская, Бобровско-Покровская, Гаршинская и др.) и контролируемых общим разломом, флексурой, горстом, грабеном, областью размыва, линией выклинивания проницаемых фаций и другими элементами. В связи со спецификой проводимых исследований и ввиду необходимости выявления связи радиоактивности с нефтегазоносностью, нефтегазоносными комплексами, пластами, ниже описывается нефтегазоносность разреза, в основном, в районах проявления глубинной аномальной радиоактивности. На основе региональной и межрайонной корреляции разрезов с применением литолого-фациального, стратиграфического, циклостратиграфического методов, с привлечением данных по нефтегазоносности палеозойский осадочный покров рассматриваемой части Волго-Уральской антеклизы подразделен на нефтегазоносные комплексы. 42

На исследуемой территории месторождения нефти и газа сконцентрированы в следующих нефтегазоносных комплексах: эйфельско-франском терригенно-карбонатном; франско-турнейском преимущественно карбонатном; визейском терригенном; окско-башкирском карбонатном; верейском терригенном; средне-верхнекаменноугольном карбонатном; нижнепермском карбонатном; верхнепермском карбонатно-терригенном [27, 111]. Используя геологические модели, отстроенные на основе детальной внутрипластовой корреляции проницаемых слоев, в строении нефтегазоносных комплексов выделены продуктивные пласты, составляющие определенную часть разреза нефтеносного горизонта и сложенные пористыми, трещиновато-пористыми породами-коллекторами. При этом для характеристики нефтеносности использовалась номенклатура продуктивных пластов, принятая в Оренбургской области, разработанная комплексной лабораторией ВОИГиРГИ и тематической партией ОАО "Оренбургнефть" (см. рисунок 1). Эйфельско-франский терригенно-карбонатный комплекс включает карбонатные пласты бийского горизонта эйфельского яруса среднего девона; афонинского, ардатовского, муллинского горизонтов живетского яруса среднего девона, а также терригенные пласты афонинского, воробьевского, ардатовского, пашийского и кыновского горизонтов живетского яруса и нижнефранского подъяруса верхнего девона. Пласты ДVI-2 и ДVI-1 связаны с карбонатными отложениями бийского горизонта и распространены в южной части Восточно-Оренбургского сводового поднятия (Капитоновское, Дачно-Репинское месторождения) и восточной части Бузулукской впадины (Ольховское, Пойменное, Смоляное, Красное, Кодяковское месторождения). Максимальные дебиты получены на Красном и Ольховском месторождениях. Пласты ДV-3, ДV-2, ДV-1, ДV-0 приурочены к отложениям афонинского горизонта эйфельского яруса. Пласт ДV-3 расположен в подошве афонинского горизонта и имеет различную литологическую характеристику. На Гаршинской и Швейцарской площадях он представлен песчаниками и продуктивен на Гаршинском месторождении. Пласт ДV-3, представленный карбонатными породами, развит в восточных районах Бузулукской впадины и продуктивен на Ольховском, Смоляном месторождениях. Пласты ДV-2 и ДV-1 широко распространены на площади исследований, особенно в юго-западной части Бузулукской впадины, где открыты наиболее 43

крупные месторождения (Зайкинское, Росташинское, Гаршинское и др.). Пласты представлены известняками пористо-кавернозными, биогермными, строматопоровыми. Наилучшими коллекторскими свойствами обладают породы пласта ДV-2. Максимальные притоки нефти и газа из этого пласта получены на Зайкинском месторождении. В восточной части Бузулукской впадины и в пределах Восточно-Оренбургского сводового поднятия пласт ДV-2 продуктивен на Ольховском, Пойменном, Кодяковском и ДонецкоСыртовском месторождениях. Пласт ДV-1 имеет более ограниченное распространение, максимальная мощность пласта (8 м) отмечена на Зайкинском месторождении, здесь же получены наибольшие притоки нефти и газа. Кроме того, пласт ДV-1 продуктивен на Смоляном, Загорско-Лебяжинском, Колганском, Дачно-Репинском и Ольшанском месторождениях. Максимальные притоки нефти с газом получены на Загорском месторождении. Пласт ДV-0 выделен в самой верхней части афонинского горизонта только на Зайкинском месторождении, где из него получены промышленные притоки нефти и газа. Пласты ДIV-2, ДIV-1 приурочены к нижней песчано-алевролитовой пачке воробьевского горизонта и наиболее широко распространены в Бузулукской впадине. Пласты продуктивны на Зайкинском, Вишневском, Давыдовском, Долинном и др. месторождениях. Максимальные дебиты получены на Зайкинском месторождении. Пласты ДIII-2 и ДIII-1 приурочены к нижней терригенной части ардатовского горизонта. Коллекторы пластов отличаются от пластов воробьевского горизонта лучшей сортировкой и более мелкозернистым составом песчаных пород. Оба пласта присутствуют только в южной части Бузулукской впадины. Максимальные притоки нефти получены на Гаршинском, Зайкинском, Росташинском и Вишневском месторождениях. Пласт ДIII-1 распространен более широко. Помимо западных районов Бузулукской впадины, промышленные притоки из этого пласта получены на Ольховской, Пойменной, Колганской, Дачно-Репинской и Донецкой площадях. На южном склоне Татарского свода залежь нефти в пласте ДIII была встречена на Домосейкинском месторождении. Пласт ДIII-0 имеет ограниченное развитие и приурочен к карбонатным прослоям ардатовского горизонта. Притоки нефти из него получены на Красном месторождении. 44

Пласт ДII муллинского горизонта имеет локальное распространение и сложен известняками кавернозно-пористыми, залегающими в верхней и средней частях горизонта. Пласт продуктивен на Преображенском и Красном месторождениях. Пласты ДI и Д0 выделяются в разрезе пашийского горизонта и представлены хорошо отсортированными песчаниками. Залежи нефти в пластах пашийского горизонта установлены во всех НГР. На южном склоне Татарского свода они встречены на Красноярском, Пономаревском, Самодуровском, Султангулово-Заглядинском и др. месторождениях. В Муханово-Ероховском прогибе залежи в пашийских отложениях открыты на Воробъевском, Никифоровском, Рябиновом, Якутинском и др. месторождениях. В восточной части Бузулукской впадины залежи пластов ДI и Д0 продуктивны на ЗагорскоЛебяжинском и Исаковском месторождениях. Севернее промышленные притоки получены на Пойменном, Смоляном, Кодяковском, Красном месторождениях. В южной части установлены две залежи на Западно-Швейцарском и Ташлинском месторождениях. Франско-турнейский комплекс включает карбонатные пласты верхнефранского подъяруса (ДФР-2, ДФР-1, ДФР), фаменского яруса (ДФIII, ДФII, ДФI, Зл, ЗлI, ЗлII), турнейского яруса (Т3, Т2, Т1) и терригенные пласты фаменского яруса (ДКТ-3, ДКТ-2, ДКТ-1). Пласты ДФР-2, ДФР-1, ДФР продуктивны в Муханово-Ероховском прогибе (Красное, Смоляное месторождения), в пределах южного погружения Бузулукской впадины (Загорско-Лебяжинское месторождение), и на ВосточноОренбургском сводовом поднятии (Дачно-Репинское, Ольшанское, Рыбкинское месторождения). Пласты-коллекторы представлены известняками органогенно-полидетритовыми, биогермными с прослоями кавернозно-пористых доломитов. Пласты ДФIII, ДФII, фаменского яруса представлены органогенными известняками, часто глинистыми и битуминозно-глинистыми. Продуктивны на южном склоне Татарского свода (Байтуганское, Пономаревское, Сокское, и др. месторождения), в Муханово-Ероховском прогибе (Красное и Смоляное месторождения). Продуктивные пласты ЗлI, ЗлII и ДФI заволжского горизонта представлены известняками органогенными, участками глинистыми и доломитизированными и приурочены к южному склону Татарского свода (Сокское, Самодуровское, Пашкинское и др. месторождения). 45

Продуктивные пласты Т3, Т2, Т1 сложены известняками с прослоями глинистых и битуминозных известняков и доломитов. Отмечается линзовидное переслаивание пористых и плотных пород, причем их количество, мощность и соотношение часто меняется. Особенно это характерно для пласта Т1, где пористые породы местами охватывают почти всю мощность, а иногда присутствуют в виде отдельных тонких прослоев. Пласт Т3 имеет ограниченное распространение (Гаршинское месторождение). Пласты Т2, ТI выявлены во всех нефтегеологических районах. Наибольшее распространение пластов Т1 и Т2 наблюдается в пределах Муханово-Ероховского прогиба (БобровскоПокровско-Сорочинская структурная зона). Пласт Т1 является одним из основных продуктивных пластов на месторождениях южного склона Татарского свода и в пределах Муханово-Ероховского прогиба. Во франско-турнейском комплексе отдельной группой выделяются терригенные пласты связанные с колганской толщей фаменского возраста, которая имеет локальное распространение в Колганско-Борисовской впадине на юге Восточно-Оренбургского сводового поднятия. Продуктивные пласты ДКТ-3, ДКТ-2, ДКТ-1 сложены в основном плохо отсортированными песчаниками с примесью алевритового материала и залегают в кровельной части толщи. Промышленная нефтеносность установлена на Донецко-Сыртовском, ДачноРепинском и др. месторождениях. Визейский комплекс представлен продуктивными пластами бобриковского (Б2) и тульского (Тл) горизонтов. Пласт Б2 бобриковского горизонта имеет повсеместное распространение, сложен песчаниками с прослоями алевролитов. На южном склоне Татарского свода, в Муханово-Ероховском прогибе является одним из основных продуктивных пластов, где с ним связаны многочисленные месторождения (Байтуганское, Сокское, Красноярское, Южно-Аксютинское, Тананыкское, Воробьевское и др.). В Бузулукской впадине пласт продуктивен на Гаршинском, Ефимовском, Вишневском месторождениях. Пласт Тл тульского горизонта продуктивен на трех месторождениях: Бобровском (Савельевский купол), Докучаевском, Руслановском. Пласт приурочен к кровле "тульской плиты" и представлен известняками и тонкозернистыми доломитами. Окско-башкирский карбонатный комплекс включает продуктивные пласты О4-О1 окского надгоризонта, Сп серпуховского яруса и А4 башкирского яруса. 46

Пласты О4-О1 имеют широкое распространение в пределах БобровскоПокровско-Сорочинской зоны поднятий, где с ними связан ряд месторождений (Бобровское, Сорочинско-Никольское, Кодяковское и др.). Пласты О4-О1 состоят из сульфатно-карбонатных отложений, расположенных в кровле надгоризонта. Пласт Сп серпуховского яруса продуктивен на Байтуганском месторождении и представлен карбонатами. Пласт коллектор А4 имеет региональное развитие на территории Оренбургской области, и представлен органогенно-обломочными карбонатными породами. Наиболее крупные залежи нефти в пласте А4 открыты в пределах Бобровско-Покровско-Сорочинской зоны. Помимо этого промышленные притоки нефти получены на Южно-Аксютинском, Гаршинском, Чкаловском, Рождественском месторождениях. Газовые залежи в башкирском ярусе открыты на Оренбургском, Северо-Копанском и других месторождениях. Верейский терригенный комплекс представлен пластами А3, А2, А1. Пласты-коллекторы сложены песчаниками и приурочены к центральной части и южной бортовой зоне МЕП. Продуктивны пласты на Герасимовском, Родинском, Покровском, Баклановском и др. месторождениях. Средне-верхнекаменноугольный карбонатный комплекс представлен продуктивными пластами каширского (Ао), подольского (Пд), и мячковского (Мч) горизонтов. Пласты-коллекторы представлены известняками органогенно-детритовыми, биоморфными, фораминиферово-криноидными и доломитами сульфатизированными, неравномерно пористыми. Промышленно нефтеносный пласт А0 продуктивным является на Покровском и Герасимовском месторождениях. Пласт неоднородный, характеризуется чередованием плотных и пористых карбонатных пород. Дебиты нефти небольшие. Пласт Пд промышленно-нефтеносным является на Красноярском (ЮСТС), Пронькинском (МЕП) и Землянском (ВОСВ) месторождениях. Нижнепермский карбонатный комплекс на территории исследований объединяет залежи нефти и газа кунгурского (пласты РI,II,III), артинского (РIV, РV) и сакмарского (РVI, РVII) ярусов. Пласты-коллекторы представлены известняками и доломитами. Пласты РVII и РVI продуктивны на СултангуловоЗаглядинском, Оренбургском месторождениях. Пласты РV и РIV развиты на территории к югу от Большекинельского вала и являются основными продуктивными пластами нижнепермского комплекса. К ним приурочено боль47

шое количество залежей промышленного и непромышленного значения. Наиболее крупные из них открыты на Аксютинском и Покровском месторождениях (МЕП), Оренбургском газоконденсатном месторождении. Пласт РIII продуктивен в пределах Бобровско-Покровско-Сорочинской зоны, пласты РII и РI развиты в северной части Бузулукской впадины (Кирюшкинское, Могутовское, Пилюгинское месторождения). Кроме этого, филипповский горизонт кунгурского яруса продуктивен на Оренбургском газоконденсатном месторождении. Нефтяные и газовые залежи этого комплекса к настоящему времени в основном выработаны или законсервированы. Верхнепермский комплекс содержит пласты-коллекторы У2, У1 в уфимском и КС в казанском ярусах. Пласты У2, У1 уфимского яруса вмещают в основном газовые залежи и распространены в южной части ЮСТС (Султангулово-Заглядинское, Тарханское и др. месторождения) и в МЕП (Покровское, Пронькинское и др.). Пласт КС продуктивен в северной бортовой зоне, примыкающей к Большекинельскому валу. В настоящее время многие месторождения выработаны.

48

Глава 2 Комплексная методика исследований радиационной обстановки Радиационная безопасность и ее обеспечение на объектах и территориях нефтегазовых комплексов в силу своей актуальности в последние десятилетия привлекает особое внимание, в том числе на территории России. Основным содержанием работ по радиоэкологии нефтегазоносных объектов является контроль за уровнем радиоактивности, замеры параметров радиации и выработка рекомендаций по безопасному ведению работ. Обычно проведение подобных исследований ограничивается решением прикладных задач, таких как определение уровня риска, изучение радиоактивных осадков на оборудовании, радиационно-гигиеническая оценка условий труда и жизни населения различных объектов, аппаратурное обеспечение радиационного контроля, захоронение радиоактивных отходов. Этому посвящена основная часть публикаций, имеющихся в литературе (Н.А. Белюсенко и др., 1997, 1999; Н.П. Лаверов и др, 1994; С.А. Захарчук, И.А. Крампит, 1998; И.В. Павлов, 1999). На примере ряда регионов (Прикаспийского, Саратовского, Ставропольского и др.) проведены работы и опубликованы данные по изучению техногенного радиоактивного загрязнения территорий нефтепромыслов (Ш.Ф. Тахаутдинов, Б.А. Сизов и др., 1995; П.П. Дубинчин и др., 1998). Сформулированы и основы радиогеологии – науки, изучающей распределение радиоактивных изотопов в земной коре с использованием их свойств для исследования природных процессов. Теоретические основы проблем радиоэкологии в связи с естественными радионуклидами в земной коре разрабатывались А.И. Перельманом [89], А.А.Смысловым, М.Г. Харламовым [104], В.И. Барановым, Н.А. Титаевой [7] и другими. На уровне решения прикладных задач находятся и исследования радиационной обстановки на нефтепромыслах. Вопросы радиогеологии, геологические, естественно-исторические причины, углубленная расшифровка природы, источников создания аномальных радиационных условий при этом достаточно глубоко не рассматривались. На территории Оренбургской области на нефтепромыслах к началу наших работ были отдельные наблюдения над радиационными параметрами, определения по линии Минтопэнерго содержаний тория, урана, радия в нефтях, пластовых, дренажных водах отдельных объектов. Впервые работы по 49

системному, целенаправленному изучению радиоэкологии нефтегазоносных районов западной части Оренбургской области были начаты в рамках реализации объекта "Радиационно-экологическая оценка окружающей природной среды в Оренбургской области" (Гацков В.Г., Тараборин Д.Г. и др.). Основным направлением методологии проводимых работ стало радиогеологическое на основе комплексного методического подхода с широким использованием геологической основы и разносторонних геологических материалов. Изучены основные параметры, черты радиационной обстановки от фоновой радиоактивности пород до выявления вероятности и оценки возможной степени загрязнения радионуклидами окружающей среды. Связь нефтегазоносности и радиоактивности рассмотрена в привязке к картографическим построениям. Подобный подход в радиогеоэкологических исследованиях нефтегазоносных областей до сих пор не использовался и мало освещался в геологической литературе. Поэтому выводы, заключения относительно источников, причин, факторов возникновения загрязнения за счет естественных радионуклидов в условиях освоения нефтегазоносных областей являются в значительной степени новыми. Комплексная методика изучения радиационной обстановки (таблица 1) включает проведение исследований по четырем основным направлениям: информационному, радиологическому, геологическому и картографическому, предусматривающим использование геолого-геофизических и геохимических данных, характеризующих геологические, тектонические, литологофациальные, естественно-исторические и палеогеологические особенности формирования осадочного чехла, вмещающего нефтегазоносные комплексы и пласты с участками, интервалами естественной аномальной радиоактивности [23, 41, 42, 44].

50

Таблица 1 - Методика изучения естественной радиоактивности нефтегазоносных районов Направление работ 1 Информационное

Радиологическое

Виды работ 2 1. Сбор, обобщение, анализ материалов. 2. Разработка номенклатуры параметров для систематизации объектов. 3. Подбор литературы по проблеме. 1. Изучение радиоактивности горных пород, вод, нефтей. 2. Изучение радиоактивности нефтегазоносных комплексов, продуктивных горизонтов, залежей.

Методы изучения Объемы работ 3 1. Составление каталогов аномальной радиоактивности. 2. Составление кадастра аномальных скважин и радиоактивных интервалов. 1. Просмотр гамма-каротажа скважин, выделение фоновых и аномальных значений. 2. Интерпретация аномальных интервалов с введением поправок. 3. Радиометрический промер керна. 4. Определение содержания радионуклидов, радиохимия, РСА.

4 1. Каталог на 295 объектов. 2. Кадастр 4700 скважин.

1. 4700 скважин. 2. 295 интервалов. 3. 5 тыс. пог. м. 4. Анализ 250 проб на уран, радий, торий.

51

Геологическое

Картографическое

52

1. Построение схем сопоставления разрезов по скважинам. 2. Геологическая интерпретация геофизических данных. 3. Литологофациальные построения по стратиграфическим срезам-уровням с данными по радиоактивности. Оконтуривание полей аномальной радиоактивности методом интерполяции. 4. Систематизация данных по изучению системы нефтегазоносностьрадиоактивность. Обработка результатов с применение методов математической статистики, компьютерных технологий (программы Microsoft Excel, Microsoft Grapx). 1. Картографические 1. Применение компьютерных построения по всем технологий в пронаправлениям для грамма ArcView уточнения факторов контроля повышенной версии 3.2. 2. Сканирование радиоактивности. на сканере Vidar с оптическим раз2. Определение крите- решением от 100 риев районированного до 300 dip и на 1. Уточнение стратиграфического расчленения разреза. 2. Составление геологоструктурной и нефтегеологической основы. 3. Изучение радиоактивности формационных, фациальных комплексов, региональных, локальных структур. 4. Привязка и прослеживание аномальных интервалов по площади. 5. Генетическая интерпретация аномальной радиоактивности. 6. Изучение естественной радиоактивности и ее соотношений с нефтяными объектами.

1. Уточненная стратиграфическая колонка. 2. Корреляционные геофизические разрезы по отдельным структурам, месторождениям. 3. Карта естественной аномальной радиоактивности масштаба 1:500000. Карта радиоактивности масштаба 1:200000. 4. Карта нефтегазоносности радиоактивности осадочных комплексов нефтяных месторожПостроение дений. графиков, гистограмм, таблиц, карт изоконцентраций. Результирующая карта районирования по степени радиационной опасности масштаба 1:500000.

подхода к оценке степени радиационной опасности.

сканере HewlettPackard 4P. 3. Трассировка в программе MapEdit с привязкой к географическим координатам. 4. Перевод растрового изображения в формате tif или jpg в графическую базу данных в формате ArcView.

53

2.1 Информационное направление При создании информационного направления методики проведены сбор, систематизация и анализ материалов по геологии, тектонике, гидрогеологии, нефтегазоносности региона, выборка данных по радиометрической изученности территории, учет сведений по радиоактивности пород, вод, нефтей, полученных в ходе предшествующих геологосъемочных, нефтегазопоисковых, нефтеразведочных, эксплутационных, специальных работ с составлением кадастров, каталогов и картографическим отображением полученных результатов. Были использованы материалы по радиоактивности, выявленной и изученной на территории западной части Оренбургской области, имеющиеся в территориальных геологических фондах, фондах ОАО "Оренбургнефть", ОАО "ОренбургНИПИнефть" и др. организаций. Значительную часть информации по проблеме составили систематизация и анализ материалов по результатам проведения массовых поисков [38], данные по комплексу применяющихся при этих работах радиометрических исследований: гамма-каротажу скважин, радиометрическому промеру керна, радиометрическим, химикоаналитическим лабораторным исследованиям проб и образцов. В вышеупомянутых материалах учтено в общей сложности почти 11 млн. погонных м гамма-каротажа по 348 объектам поисковых и разведочных работ. Собран и проанализирован литературный материал по геологии, нефтегазоносности, радиогеологии региона, по методике интерпретации геофизических данных, оценке генетической природы аномальной радиоактивности и состоянии радиологической обстановки [56, 102, 108], использованы собственные исследования авторов по изучению радиоактивности породных комплексов. При анализе материалов учтены геологические, палеогеографические, литолого-фациальные, структурные, геоморфологические, тектонические карты разных масштабов, карты размещения нефтегазоносных объектов, карты радиометрической изученности, схемы структурноформационного, структурно-тектонического районирования. Основное внимание уделено вопросам выявления связи нефтегазоносности и радиоактивности. Для понимания закономерностей распределения участков аномальной радиоактивности в качестве основы была использована карта с указанием положения надпорядковых структурнотектонических подразделений, границ подразделений 54

I порядка и их дифференциацией на более дробные фрагменты, показаны додевонские грабенообразные прогибы, зоны поднятий, основные элементы нефтегеологического районирования, нефтяные, газовые и газоконденсатные месторождения (рисунок 2).

55

2.2 Радиологическое направление В рамках радиологического направления оценивалась радиоактивность различных сред с подразделением ее на фоновую и аномальную. Определялась радиоактивность пород, вод, нефтей, использовались данные массовых поисков, применения наземных радиометрических, радиогидрогеологических, газовых методов, гамма-каротаж скважин, радиометрические промеры керна, проб. Ведущим методом был гамма-метод, то-есть регистрация гаммаизлучения природных объектов. Основными гамма-излучателями являются изотопы урана, тория и продукты их распада. При этом существенная часть фиксируемого гамма-поля определяется продуктами распада элементов радиевой группы. Собственно уран и торий не дают высоких интенсивностей излучения. Известно, что по гамма излучению один процент природного калия эквивалентен примерно 2×10-4% равновесного урана, а один грамм тория - эквивалентен 0,47 г урана в равновесии с продуктами распада. Наиболее информативной для оценки радиоактивного воздействия на окружающую среду является суммарная интенсивность гамма-излучения, тем более, что именно эта компонента радиоактивности составляет основной массив данных по радиологии (из-за применения радиометров, количественно оценивающих гамма-излучение). Установлено, что обычно этим методом фиксируются скопления радионуклидов в толще пород на глубину порядка 1 м, хотя из-за образования ореолов рассеяния она может быть больше. Более информативно в отношении глубинной зараженности пород и вод радионуклидами определение содержаний радона и гелия эманационным и атмогеохимическим (газовым) методами из-за высокой подвижности газов. Радиогидрогеологические данные входят составной частью в общую характеристику радиационной обстановки. Уран, торий, радон, радий могут присутствовать в водах, дренирующих породы с повышенной радиоактивностью, в том числе с образованием радиоактивных, радиогидрогеохимических аномалий. В работе учтены и использованы данные по радиогидрогеохимии поверхностных, грунтовых, подземных вод. Глубинная природная радиоактивность горных пород в естественном залегании оценивалась, в значительной мере по величине гамма-излучения, фиксируемого при каротаже скважин. Что связано со спецификой глубокого бурения на нефть и газ при ограниченных объемах выхода керна. 56

Общий фон радиоактивности по скважине принимался во внимание при выделении аномальных интервалов. Его превышение в два раза и более при существовании четкого пика-выступа на кривой гамма-каротажа положено в основу обособления такого интервала в качестве аномального. При этом учитывались известные в литературе данные [7, 109] по фоновой радиоактивности литологических типов пород, присутствующих в разрезах скважин. Большинство пород нефтяных и газовых месторождений обладает относительно низкой радиоактивностью, это–- хемогенные породы (исключая обогащенные калием), чистые (неглинистые) кварцевые пески и песчаники, известняки, доломиты. Исключение составляют полимиктовые пески и песчаники, обогащенные калием, битуминозные породы и карбонаты с современными процессами доломитизации, в которых возможно вместе с магнием привнесение Ra и многократное увеличение активности породы. Высокая активность характерна также для калиевых солей, глин, средняя активность – у глинистых разностей песчано-алевритовых пород, мергелей, глинистых известняков и доломитов. Естественный фон радиоактивности пород использовался не только для выделения аномального интервала, но и для характеристики литологического состава пластов по содержанию глинистого вещества, напрямую связанного с радиоактивностью [16, 109]. Интерпретация кривых гамма-каротажа в целях характеристики радиоактивности разреза проводилась с учетом особенностей применяемой аппаратуры, скорости выполнения каротажа, постоянной времени, диаметра скважины по кавернометрии, состояния затрубного пространства, заполнения скважины водой, буровым раствором, суммарной толщины материала обсадных труб, толщины цементного кольца. За конечный диаметр скважины принимался диаметр внутренней обсадной колонны. Определялся нормальный фон пород по скважине. В зависимости от вида каротажа (с одной группой счетчиков или с двумя) вводилась соответствующая поправка. Кажущаяся мощность аномального интервала рассчитывалась способом ½ J max, основанным на зависимости ширины аномалии от мощности аномального (рудного) пересечения. Истинное значение мощности (h) определялось с помощью соответствующих номограмм, приведенных в инструкции (Инструкция по гамма-каротажу скважин при массовых поисках урана, стр. 60), на которых учтены диаметр скважины в мм и плотность пород в г/см3. 57

При определении значений истинной мощности учитывалась скорость подъема скважинного прибора при выполнении гамма-каротажа, и скорость интегрирования τ (тау), определяющая величину Vτ м/ч·с., от которой зависит возможность пропуска аномальных интервалов при каротаже. По найденному значению Vτ и истинной мощности h ист. рассчитывалось значение истинной интенсивности с помощью соответствующих номограмм и поправок за поглощение материалом обсадных труб, затрубного пространства и бурового раствора. В целом интенсивность излучения соответствует формуле: J ист. х 100 J исравл. = (100-Пж)(100-Пц)(100-Пбур) где: Пж, Пц и Пбур – соответственно поглощение гамма излучения железом обсадных труб, цементом затрубного пространства и буровым раствором. При пересчете интенсивности гамма-излучения, полученной с учетом поправок (J исправл.) на среднее процентное содержание радиоактивных элементов в пласте в эквиваленте к урану использовался пересчетный коэффициент К0, имеющий диапазон колебаний от 95 до 250 мкР/час на 0,01 % Uэкв. Величина пересчетного коэффициента К0 зависит от типа детектора гамма-излучения, марки скважинного прибора, наличия свинцового экрана на детекторе, а также от вещественного состава вмещающих пород и руд [56]. Для более достоверного выделения интервалов аномальной радиоактивности с определением интенсивности ионизирующего излучения составлена специальная таблица характеристики радиометрических параметров по нескольким представительным разрезам (таблица 2). Это эмпирические данные позволяющие использовать геофизические параметры при выделении аномальных интервалов. При интерпретации геофизических данных по интервалам аномальной радиоактивности для определения возможной связи ее с нефтегазоносностью использованы характерные для нефтегазоносных и нефтеносных пород повышение значений сопротивлений и понижение потенциалов собственной поляризации, а также намеченное по результатам нейтронного гамма-каротажа возрастание пористости (уменьшение плотности при литологической однородности, устанавливаемой по кривым КС и ПС). Резкое увеличение сопротивления в слое песков, песчаников – указывает на возможную нефтегазоносность пластов [108]. Изучение собранных на58

ми разрезов скважин позволило учесть 295 аномальных интервалов, в том числе 119 новых, ранее неучтенных, по 97 скважинам [24]. Результатом обобщения и исходным материалом для последующего анализа стало составление каталога аномальных участков разного ранга. Размещение глубинной и наземной радиоактивности, генетическая природа скоплений радионуклидов, их параметры, стратиграфическая и географическая привязки учтены в каталоге в качестве основных показателей. Геолого-структурная позиция объекта и краткая характеристика с указанием стратиграфического интервала разреза, литологического типа и состава породы, вмещающей аномальный интервал, необходимы как исходный материал не только для выводов о генетической природе скоплений радионуклидов, но и для суждения о возможностях его влияния на осложнение радиационной обстановки. Для каждого аномального интервала показан диапазон глубин и дана характеристика радиоактивности, в первую очередь показана интенсивность гамма-излучения, а также содержания радионуклидов, если они определялись. Специальные графы отведены для регистрации присутствия в радиоактивном интервале признаков нефти, битумов, газоносности. Характеристика аномальной радиоактивности района приведен с учетом наземной радиометрической обстановки. Размещение аномальной радиоактивности проанализировано на геолого-структурной основе, определены генетическая природа скоплений радионуклидов, их содержания, интенсивность, масштабы проявления на площади.

59

Таблица 2 - Геолого-геофизическая характеристика интервалов аномальной радиоактивности № № п/п

Аномалия, площадь

1

2

3

4

5

1

Редкодубовская

406

2970,52971,5

АRPR1-2

2

Редкодубовская

407

2900,02901,0

АRPR1-2

3

Смоляная

513

3550,03551,0

D2ef

4

Переволоцкая

90

3498,03499,0

D3f2-

5

Гаршинская

6

Гаршинская

№№ Интервал скв. глубин, м

Возраст

1

3

АкНГК, тивность, имп/мин мкР/ч (усл. ед.) 6 7 30900 64 (3,9 усл. ед.) 38800 52 (4,2 усл. ед.)

Примечание

8

9

250

Максимальная

120

Высокая

50

2.9 усл. ед.

30

Низкая

61

5,7 усл. ед.

20

Максимальная

50

–

65

Высокая

294

2804,02805,0

С1s

90

288

2694,02694,3

С1s

116

7

Гаршинская

295

2711,52712,0

С1s

43

8

Гаршинская

290

2713,52714,4

С1s

57

60

КС, ом/ ПС м

5400 (3,6 усл. ед.) 10420 (4,1 усл. ед.) 14400 (2,9 усл. ед.) 6940 (2,8 усл. ед.)

45

Высокая

45

Высокая

10 НГК - максимальное, КС среднее НГК - максимальное, КС среднее НГК - максимальное, КС низкое НГК - максимальное, КС низкое КС - ниже среднего, НГК - выше среднего НГК - выше среднего НГК - среднее, КС - ниже среднего НГК – ниже среднего, КС низкое

Литологическая характеристика 11 Гранито-гнейсы Гранито-гнейсы Песчаник глинистый Песчаник мелкозернистый Известняк Известняк Известняк Известняк трещиноватый

9

10

Гаршинская

Зоринская

707

800

11

Зоринская

808

12

Зоринская

812

Продолжение Таблицы 2 1 2 3 13

Росташинская

183

2688,02689,0 2922,32922,6 2929,42929,7 2932,82932,2 2933,62934,1 3000,23000,4 3011,93012,2 3017,03017,4 3020,63020,9 3046,83047,0 3030,03033,0 2989,52990,5 4 2915,52916,0

С1s

С1s

104

126 70 154 114 142 89 79 98 335

13720 (2,7 усл. ед.)

75

Высокая

35000 (6 усл. ед.)

55 50 55 90 18 55 105 100 20

Ниже средней Ниже средней Ниже средней Ниже средней Максимальная Выше средней Средняя Ниже средней Минимальная

2300028730 (3,85,1 усл. ед.)

С1s

36

1,6 усл. ед.

75

Максимальная

С1s

63

3,1 усл. ед.

40

Максимальная

5

6

8

9

С1s

115

7 25800 (5,0 усл. ед.)

30

Средняя

НГК - среднее, КС - ниже среднего НГК - максимальные значения, КС минимальное = 12 КС максимальное = 110

Известняк

Сульфаты с прослоями доломитов и известняков

"Покровская пачка"

Песчаник, аргиллит

НГК - низкое, КС - среднее НГК - высокое, КС - ниже среднего

Известняк трещиноватый

10 НГК - максимальное, КС среднее

Известняк глинистый 11 Доломит 61

14

Росташинская

15

Росташинская

61

19100 (3,9 усл ед.)

53

18720 (3,6 усл. ед.)

28

Минимальная

НГК - выше среднего, КС низкое

Известняк

25

Средняя

НГК - высокое, КС - среднее

Известняк

179

3023,03023,5

176

2973,72974,7

16

Росташинская

172

2922,52923,5

С1s

50

6600

48

Ниже средней

13

Бузулукская

419

3161,53162,5

С1s

119

Менее 0,6 усл. ед.

45

Максимальная

14

Конновская

11

2918,02919,0

С1s

64

11200 (4,2 усл. ед.)

40

Ниже средней

15

Конновская

25

3004,53005,5

С1s

46

2,3 усл. ед.

8

Средняя

16

Репинская

276

2359,02360,5

С2

52

7600

20

–

17

Репинская

284

2405,02411,0

С2

50

3,9 усл. ед.

65

–

574

2171,82172,2 2179,92180,2

244 397

16700 и 18370 (3,0 и 3,3 усл.ед.)

50 15

18

62

Зайкинская

С1s С1s

С3 С3

Высокая

НГК - выше среднего, КС низкое НГК - минимальное - "покровская пачка" НГК - максимальное, КС низкое НГК - низкое, КС – минимальное НГК - максимальное, КС максимальное НГК - максимальное, КС максимальное НГК - максимальное, КС ниже среднего

Известняк глинистый Песчаник Доломит Известняк трещиноватый Известняки органогенные Известняки органогенные Известняк глинистый

19

Широкодольская

20

Чаганская

21

Зайкинская

22

Самодуровская

281

1952,01953,0

602

2134,02134,5 2139,52140,5

1988,51012 1990,5

С3

Р1а

Р1s

50 91 81 250

146

456,0460,0

23

Самодуровская

148

244,0245,0

Р2u

150

24

Тарханская

132

386,4386,7

Р2u

>300

25

Самодуровская

146

176,0178,0

Р2kz

30

Р1k

1

42

4,2 усл. ед. 20475 и 18900 (3,8/3,6 усл. ед.) 14690 (2,6 усл. ед.) 33900 (5.2 усл. ед.) 6960 (1,8 усл. ед.) 4530 (1,5 усл. ед.) 9440 (1,6 усл. ед.)

–

НГК - высокое, КС - ниже среднего

Доломит

–

НГК - максимальное, КС среднее

Известняк с прослоями ангидритов

–

НГК - максимальное. КС ниже среднего

Доломит засульфаченный

Средняя

НГК - высокое, КС - среднее

Прослой калийных солей в ангидритах

140

Высокая

НГК - максимальная, КС выше среднего

Мергель плотный

6

–

НГК - среднее, КС - низкое

Алевролит глинистый

13

Средняя

НГК - среднее, КС - низкое

Песчаник

25 6 7 20 85

63

2.3 Геологическое направление Геологическое направление методики включало привязку выявленных аномальных интервалов к геолого-структурным обстановкам территории с учетом строения, состава и обусловленных ими параметров основных маркирующих горизонтов, а также особенностей физических свойств горных пород, слагающих разрез осадочного чехла. При реализации этого направления применялись геологические карты, имеющиеся структурные построения, схемы тектонического районирования. Проанализированы данные по стратиграфическому расчленению осадочного покрова, выбрана схема с детальной стратификацией нефтепродуктивных толщ девона, карбона, перми. Уточнялась стратиграфическая привязка интервалов аномальной радиоактивности путем построения вспомогательных схем сопоставления разрезов поискового и разведочного бурения (рисунки 5-9). Разрезы изучались выборочно по отдельным структурам с хорошо выраженной аномальной радиоактивностью, а затем учитывались при составлении сводной схемы сопоставления аномальных интервалов по региону в целом. Из-за специфики бурения на нефть и газ, малых объемов отбора керна, геологическое направление вплотную сопряжено с интерпретацией геофизических данных, что потребовало привлечь материалы по изучению физических свойств горных пород [108, 109]. В первую очередь привлечены параметры удельного электрического сопротивления (метод "КС"), зависящего от минерального состава, структуры и текстуры пород. Величина потенциала собственной поляризации (данные метода "ПС") в комплексе с параметрами удельного электрического сопротивления применялись для расчленения разрезов, изучения литологии, выделения тонкодисперсных пород и пород-коллекторов, определения реперов при корреляции, для стратификации аномальных интервалов [34, 108]. Результаты нейтронного гамма-каротажа применялись для суждения о пористости пород в различных интервалах разреза, так как интенсивность вторичного излучения в литологически однородных по плотности частях разреза находится в прямой зависимости от пористости. При выделении по геофизическим данным основных стратиграфических подразделений в основу положено сочетание, комплексное применение геофизических параметров разреза, включая радиоактивность. 64

Так наиболее четко на электрокаротажных кривых фиксируется нижняя граница серпуховского яруса. Как известно в подошве горизонта залегает карбонатно-терригенная "покровская пачка", представленная чередованием доломитов, мергелей, аргиллитов, песчаников. Она характеризуется резким отрицательным минимумом по кривой "КС", высоким положительным значением потенциала собственной поляризации "ПС". Кроме этого, "покровская пачка" отбивается и по резкому минимальному значению кажущейся пористости пород, выявляемой по результатам нейтронного гамма-каротажа.

65

66

67

68

69

70

При выделении отложений башкирского яруса использованы повышенные значения кажущихся электросопротивлений и более низкие значения естественной радиоактивности по сравнению с вышележащими отложениями верейского горизонта. Верхняя граница мячковского горизонта наиболее уверенно отбивается по отрицательной аномалии на кривой "ПС" (мячковский репер), соответствующей горизонту мощностью 12-15 м в верхней части мячковского разреза. К этому же интервалу обычно приурочены относительно высокие кажущиеся электросопротивления. На диаграммах гамма-каротажа в данном интервале отмечается резкое понижение значений естественной радиоактивности пород. Мячковский репер "ПС" является основным маркирующим горизонтом в северной части исследуемой площади. Выделение отложений касимовского и гжельского ярусов в разрезе верхнего карбона в скважинах затруднительно из-за отсутствия четко выраженных особенностей в характере каротажных кривых. Однако разрез верхнего карбона в целом на каротажных диаграммах имеет ряд особенностей. Это повышенные значения кажущихся электросопротивлений и естественной радиоактивности. В средней части разреза по данным гамма-каротажа четко выделяется аномальный интервал повышенной радиоактивности (27 мкР/час и выше), сложенный трещиноватыми известняками и доломитами. Эта аномалия прослеживается во многих пробуренных скважинах и является хорошим критерием при корреляции глубинных разрезов (рисунок 5). Чуть ниже в разрезе верхнего карбона прослеживается репер С3"а", выраженный на каротажных диаграммах положительной двухвершинной аномалией на кривой "ПС" и пиком повышенных значений на кривой гамма-каротажа. Хорошим маркером в разрезе палеозоя является кровля ассельского яруса нижней перми, где отмечается смена окремнелых доломитов на ангидриты тастубского горизонта, что влечет за собой увеличение кажущихся сопротивлений. Верхняя граница тастубского горизонта проводится по смене сульфатных пород на карбонатные. На каротажных диаграммах этой границе соответствует резкий спад кажущихся электросопротивлений и повышение гамма-активности (рисунок 6). В рамках комплексирования радиологического и геологического направлений характеристика и анализ аномальной радиоактивности проведены на геолого-структурной, литолого-стратиграфической основе. Данные по аномальной радиоактивности обрабатывались в соответствии с методами математической статистики и анализировались с составлением таб71

лиц, графиков, гистограмм, в том числе с использованием компьютерных технологий (программы Microsoft Excel, Microsoft Graph). Выборки для математической обработки составлялись на основе дифференциации по приуроченности радиоактивных интервалов к определенному стратиграфическому уровню, по диапазону интенсивности гамма-излучения, по распределению в структурах, структурных зонах и нефтегазоносных районах, по глубинам залегания. Таким образом, наметилось несколько типов выборок. Их сопоставление и анализ позволили выявить ряд закономерностей в размещении естественной радиоактивности, факторах ее контроля, что в совокупности с теоретическими положениями о поведении радионуклидов в природных процессах использовано при их генетической интерпретации и оценке экологической обстановки. Существенное значение при типизации придавалось наличию, либо отсутствию литологофациального контроля, проницаемости, органического вещества, наложенных катагенетических изменений, в том числе выщелачивания и перекристаллизации гипсоносных карбонатных и сцементированных карбонатным материалом песчаных пород. Нормально-осадочные и седиментационно-диагенетические аккумуляции выделены по четко выраженной литолого-фациальной приуроченности к обогащенным углистой, битумной органикой накоплениям озер, болот, старичнопойменным, иловым морским, преимущественно глинисто-алевролитовым. Для них характерна относительно слабая радиоактивность при малой контрастности интенсивности излучения. Эпигенетические инфильтрационные, переотложенные типы диагностировались по приуроченности к проницаемым горизонтам, участкам разреза, к контактам литологически различных толщ, по сопутствующим изменениям, относительно контрастному проявлению радиоактивности. При выделении вторичных наложенных концентраций придавалось существенное значение фактору структурного контроля, локальной приуроченности аномальной радиоактивности к зонам трещиноватости, выщелачивания при отсутствии фациально-литологического контроля. Особое внимание при разработке методики уделено связи нефтегазоносности и радиоактивности, с учетом геохимических свойств радионуклидов, нефтей, водонефтяных смесей с применением картографических построений. Для выявления связи радиоактивности осадочных пород и нефтегазоносности проведена специальная систематизация данных по месторождениям с указанием тектонической позиции, нефтегазоносного комплекса, продуктивно72

го пласта, глубин залегания нефтяных залежей и интервалов аномальной радиоактивности, запасов нефти, степени их выработанности и состояния освоения месторождения (подготовлено к разработке, эксплуатируется и т. д.) с указанием длительности эксплуатации. До составления данной работы такой подход к радиогеологии изучения нефтегазоносных областей практически отсутствовал. Данные о радиационных осложнениях на месторождениях, нефтегазоносных структурах освещались, но без привязки к естественной истории пород и вод, без специального изучения глубинной радиоактивности и ее связи с нефтегазоносностью. При изложении материала по аномальным объектам разного генезиса приведены в виде графиков статистически обработанные данные по интенсивности гамма-излучения и диапазоном ее изменения, показана частота встречаемости в регионе скоплений радионуклидов разного генетического типа, разной стратиграфической, литолого-фациальной и структурной приуроченности.

73

2.4 Картографическое направление В качестве результирующих материалов по всему Оренбургскому региону составлены карты распределения аномальной радиоактивности масштаба 1:500000, карты-врезки более крупного масштаба (1:200000) по отдельным зонам, структурам. Карта размещения наземных и глубинных аномалий естественной радиоактивности территории западной части Оренбургской области на геологической основе содержит все скважины с повышенной радиоактивностью, дифференцированные по интенсивности гамма-активности. При вынесении участков скоплений радионуклидов помимо этого отражены: – масштабы аномальной радиоактивности (аномалия, проявление) в виде условных знаков разной размерности; – распределение аномалий естественной радиоактивности по глубинам залегания; – генетический тип аномальных скоплений радионуклидов. На карте показаны аккумуляции нормально-осадочные, седиментационнодиагенетические, эпигенетические экзогенные, включая гипергенный и грунтово-инфильтрационный типы для отложений мезозойско-кайнозойского осадочного чехла. В породах палеозойского покрова тот же седиментационнодиагенетический тип нормально-осадочного генезиса и два генетических типа эпигенетических наложенных аккумуляций – эпигенетический переотложенный и урано-битумный. Для выделения и оконтуривания полей аномальной радиоактивности составлялись карты-врезки по отдельным структурам в более крупном масштабе 1:200000. На врезках выносились интервалы повышенной радиоактивности, указывались глубины залегания, стратиграфическая принадлежность и интенсивность гамма-излучения в мкР/час. Затем аномальные участки, аномальные поля оконтуривались методом экстраполяции. Данные картографические построения (карта аномалий радиоактивности и врезки) дали возможность выявить и уточнить факторы контроля аномальной радиоактивности, определить критерии размещения полей, зон с повышенной радиоактивностью и подойти к составлению карты потенциальной радиационной опасности. 74

Карта районирования территории по степени радиационной опасности составлялась с использованием данных нефтегеологического и тектонического районирования, с вынесением на картографическую основу нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений, с показом степени их освоенности с указанием – разрабатываемых месторождений, подготовленных к разработке, разведываемых и находящихся в стадии опоискования (бурения), а также отработанных. Нефтегазоносность территории как одна из составляющих картографической основы оценивалась с позиций связи с аномальной радиоактивностью. При оценке этой связи привлекались данные по содержаниям урана, радия в сырых нефтях, пластовой воде и другие материалы. Радиационная обстановка обозначена в виде участков повышенной радиационной опасности различного уровня, отражающих возможность формирования природно-техногенных очагов радиоактивного загрязнения. Принимая во внимание появление в законтурных водах, включающихся в технологический цикл при разработке месторождений нефти, повышенных содержаний радионуклидов в случае присутствия в разрезах продуктивных водоносных комплексов аномальной радиоактивности, в качестве районов наиболее высокой степени радиационной опасности выделены участки разрабатываемых месторождений. Радиационно-опасными II категории обозначены разведываемые месторождения также в контуре полей аномальной радиоактивности и месторождения, подготовленные к разработке. Районы размещения перспективных на нефть и газ структур, подготовленных к глубокому бурению и находящихся в бурении, расположенные и примыкающие к районам глубинной аномальной радиоактивности в продуктивных и надпродуктивных толщах отнесены к потенциально опасным по радиационной обстановке.

75

Глава 3 Радиоактивность осадочного чехла нефтегазоносных районов Существующие разработки по изучению радионуклидов в земной коре в свете проблем радиоэкологии (А.А.Смыслов, М.Г.Харламов, 1992; С.В.Клубов, 1996; Л.Л.Прозоров и др., 1999) включили результаты радиогеохимического картирования на территории России и в других странах мира. С информацией о распределении и миграции радионуклидов в породах, почвах, в водах и существенной гетерогенности в их распределении в разных геологических средах, остановках тесно сопряженная проблема формирования радиационных осложнений. Естественные радионуклиды вносят наиболее весомый вклад в радиологические условия, характерные для природных и техногенных объектов. По данным различных авторов они продуцируют до 90% радиоактивного излучения. Представления о природной радиационной обстановке, об излагаемых фоновых содержаниях радионуклидов, не осложненной первичной естественной радиоактивности, кладутся в основу суждения о наличии и уровне возможной радиационной опасности. Основная доля α − , β − и γ - излучения горных пород связана с радиоактивным распадом элементов семейства урана (U-238), актиноурана (U-235), тория (Th-232), радиоактивного изотопа К-40. Радиоактивный газ радон (Rn-222) и его короткоживущие продукты распада – Р0-218, Pb-214; Bi-214, наиболее существенно влияют на радиоактивность среды. Особое внимание предлагается уделить нормированию в природных средах не только таких радионуклидов как изотопы U-238, торий – 230, 232, радия – 226, 228, актиния – 227, но и свинца210, полония-210, протактиния-231, техногенных изотопов плутония – 238, 239, 240, америция – 241, радия – 224, 223, тория – 228 (А.Е.Бахур, 1998). Имеющийся материал, проанализированный на данный момент, показывает наличие в регионе двух видов радиоактивности – поверхностной и глубинной. Скорей всего они имеют различное происхождение, собственные факторы контроля, и закономерности размещения. Поверхностный комплекс пород – отложения татарского, казанского ярусов верхней перми, нижнего, верхнего триаса, юрской, меловой, палеогеновой, неогеновой систем и антропогена отличается дифференцированностью значений естественной фоновой радиоактивности. 76

Радиоактивность пород зоны аэрации и донных осадков в районах развития русловой и балочно-овражной сети является существенной составляющей облика радиоактивности пород поверхностной части осадочного покрова. Для платформенной части территории, охватывающей сводовые структуры Восточно-Европейской материковой платформы, примыкающий к ней с востока Предуральский прогиб и северное крыло Прикаспийской впадины данная компонента природной радиоактивности наиболее характерна (Т.Я.Демина и др., 2000г.). Это сопряжение нескольких орографических областей – возвышенностей Общего Сырта, понижений Прикаспийской низменности. Совокупность типов рельефа представляет собой сочетание денудационных и аккумулятивных равнин, мелкосопочника при многообразии современных геологических процессов, связанных с деятельностью подземных и поверхностных вод, с гравитационными явлениями уплотнения и перераспределения рыхлых продуктов выветривания, в том числе за счет деятельности многочисленных постоянных и временных водотоков. Районы с близкларковым содержанием естественных радионуклидов составляют значительную часть территории Западного Оренбуржья. Природная глубинная радиоактивность пород разреза, вскрытого скважинами, показывает состояние радиационных условий, радиационного фона пород в естественном залегании на глубине и характерные различия в содержаниях радионуклидов, свойственных разным породам, литолого-фациальным и стратиграфическим комплексам.

77

3.1 Общая характеристика фоновой радиоактивности разреза В общем виде характеристика радиоактивности осадочного чехла западной части Оренбургской области, применительно к ныне действующей стратиграфической схеме, проведена по наиболее характерным для горных пород значениям мощности экспозиционной дозы (МЭД) гамма-излучения, зарегистрированным при гамма-каротаже глубоких скважин, а также при лабораторным изучении проб химико-аналитическими методами и геофизическими промерами. В разрезе по данным полевого и лабораторного изучения керна, анализа материалов методов геофизических исследований скважин (ГИС) выделены отличающиеся по радиоактивности разновидности и типы пород. Основной объем материалов гамма-каротажа, использованный в процессе исследований, получен с помощью аппаратуры ДРСТ-3 с детектором гамма-излучения из двух кристаллов йодистого натрия. Анализ данных по фоновой радиоактивности показывает, что независимо от возраста горных пород наблюдается определенная их последовательность по возрастанию радиоактивности: каменные соли, ангидриты, известняки, песчаники, алевролиты, аргиллиты (глины), калийные соли, что согласуется с содержанием радиоактивных элементов в подобных породах в земной коре в целом [16, 102, 107]. Повышенное гамма-излучение калийных солей обусловлено радиоактивным изотопом К-40, радиоактивность остальных пород зависит, прежде всего, от содержания урана, тория и изотопов их радиоактивных семейств. Глинистые разновидности горных пород обладают большей радиоактивностью, чем их "чистые" разности. Выявленные в скважинах многочисленные аномалии радиоактивности со значениями МЭД гамма-излучения в десятки и сотни мкР/час включены в материалы радиометрической изученности и рассмотрены в специальных разделах. Поскольку горные породы располагаются в разрезе в различных соотношениях и объемах, общая радиационная картина по нему достаточно дифференцирована, а применительно к отдельным стратиграфическим подразделениям или их группам, может обладать определенными индивидуальными чертами. Эти индивидуальные особенности широко используются для стратиграфического расчленения разрезов горных пород и учтены при выделении аномальной радиоактивности. 78

Комплекс метаморфических и магматических пород фундамента по данным гамма-каротажа характеризуется значениями МЭД от 6-13 мкР/час (кристаллические сланцы) до 30-40 мкР/час (гнейсы, граниты). Более дифференцированно проявлена фоновая радиоактивность осадочного чехла. Для разреза верхнепротерозойских терригенных образований характерна радиоактивность 12-23 мкР/час, поскольку исходным материалом для них служили обладающие повышенной радиоактивностью породы фундамента. Отложения ордовикской системы отличаются различной радиоактивностью: от 2,5 до 5 мкР/час для песчаников, и от 6-7 до 12-14 мкР/час для алевролитов и аргиллитов. Отложения силура вскрыты редкой сетью скважин и в неполном объеме. Интенсивность гамма-излучения в пределах терригенной части разреза 8-10 мкР/час. Нижнедевонские образования характеризуются значениями МЭД гаммаизлучения либо 4-5 мкР/час (карбонатный тип разреза), либо 4-16 мкР/час (терригенно-карбонатный, карбонатно-терригенный типы). В подошвенной части выделяется пласт железо-кремниевых пород с повышенной радиоактивностью (до 35 мкР/час). В разрезе эйфельского яруса распределение радиоактивности обусловлено литологическим типом пород. Терригенная часть разреза, крепкие пестроцветные кварцевые песчаники, глины и алевролиты (койвенский горизонт), характеризуется интенсивностью гамма-излучения 8-12 мкР/час. На большей части территории разрез бийского горизонта – афонинского надгоризонта в основном карбонатный, терригенно-карбонатный, отличающийся низкой радиоактивностью – до 4-6 мкР/час. Повышения МЭД гаммаизлучения до 14-17 мкР/час связаны с аргиллитами и с включениями черного глинистого материала, присутствующего в карбонатных породах. В песчаниках в ряде случаев отмечено наличие циркона, минералов титана, железа. Отдельные их горизонты также выделяются по радиоактивности на фоне карбонатных пород. В комплексе осадков живетского яруса среднего девона наименьшая радиоактивность отмечается для известняков (4-5 мкР/час) и песчаников (46мкР/час). Фон гамма-излучения алевролитов и аргиллитов составляет 8-12 мкР/час. Максимальная интенсивность гамма–излучения в 15 мкР/час установлена в глинах плотных, чешуйчатых, иногда пиритизированных. Повышение 79

уровня радиоактивности до 12 мкР/час выявлено также в песчаниках разнозернистых, тонкозернистых с признаками нефтенасыщения и в известняках слабо глинистых, слагающих отдельные слои. Терригенно-карбонатная толща франского яруса верхнего девона отличается несколько более высокой фоновой радиоактивностью по сравнению с отложениями среднего девона. В глинах мощность излучения от 4 до 11 мкР/час с повышениями в отдельных слоях до 26 мкР/час. В песчаниках интенсивность гамма-излучения оценивается в 6-7 мкР/час, возрастая в песчаниках пашийского горизонта с битумной пропиткой до 18 мкР/час. В карбонатных пачках известняков, иногда окремнелых, глинистых радиоактивность от 3-4 до 10 мкР/час. Известняки и доломиты фаменского яруса с прослоями глин, ангидритов отличаются довольно равномерной фоновой радиоактивностью 5-7 мкР/час. Отмечается повышение интенсивности излучения в отдельных слоях, линзах до 16 мкР/час. Отражая дифференцированный характер распределения радионуклидов в разрезе осадочного чехла, терригенные, терригенно-карбонатные, карбонатные и гипсоносные толщи каменноугольных отложений имеют фон радиоактивности 4-5 и 6-11 мкР/час с отдельными уровнями интенсивности излучения, приближающейся к аномальной. Известняки турнейского яруса, содержащие нефтеносные пласты, в том числе с промышленными скоплениями нефти, отличаются повышениями гамма-активности до 18 мкР/час при фоновых значениях 4-6 мкР/час. Мергели в составе толщи имеют интенсивность излучения 6-8 мкР/час, в отдельных прослоях до 20 мкР/час. Песчаники и глины турнейского яруса имеют сходную радиоактивность (6-8 мкР/час в песчаниках, 6-11 мкР/час в глинах). Верхний предел интенсивности излучения у глин выше чем у песчаников и составляет 26 мкР/час (22 мкР/час у песчаников). Терригенно-карбонатная толща визейского яруса с преобладанием в разрезе карбонатной составляющей включает слаборадиоактивные известняки и доломиты – 4-5 мкР/час до 8-9 мкР/час. Несколько выше радиоактивность алевролитов и песчаников с мощностью гамма-излучения от 6-11 до 16 мкР/час. Отложения серпуховского яруса, представленные переслаиванием известняков и доломитов с прослоями ангидритов обладают относительно монотонными содержаниями радионуклидов, обеспечивающими создание фоновой радиоактивности от 3-5 до 6 мкР/час. Еще меньшей радиоактивностью обладают 80

сульфаты – 2-3 мкР/час. Вместе с тем, в разрезе отмечаются маломощные интервалы с интенсивностью гамма-излучения 10-15 мкР/час, связанные с черным глинистым материалом, битумным веществом отмечаемым в керне карбонатных пород. В отложениях башкирского яруса, включающих разнообразные известняки с промышленной нефтеносностью, доломитизированные, перекристаллизованные, пористые, органогенные и кавернозные, при низком радиоактивном фоне (3-6 мкР/час) отмечаются участки, слои с интенсивностью гамма-излучения до 18 мкР/час. Доломиты при подчиненной роли в разрезе характеризуются одинаковым с известняками фоном радиоактивности (3-7 мкР/час), но более низкими значениями максимальной МЭД излучения до 16 мкР/час. Наибольшую фоновую радиоактивность в разрезе имеют глины – 8-13 мкР/час. Линзы ангидритов отличаются наиболее низкими значениями средней (4-6 мкР/час) и максимальной радиоактивности – 10 мкР/час. Породы московского яруса, среди которых преобладают карбонатные разности – известняки и доломиты с прослоями аргиллитов, песчаников, дифференцированы по интенсивности гамма-излучения. Наиболее радиоактивными являются аргиллиты со средней радиоактивностью 8-12 до 25 мкР/час. Минимальную интенсивность излучения имеют известняки 4-5 до14 мкР/час. Доломиты более радиоактивны по сравнению с известняками. Для них установлены средние значения интенсивности излучения 6-10 мкР/час при максимуме 20 мкР/час. Песчаники в среднем имеют интенсивность 6-9 мкР/час, в отдельных случаях – 16 мкР/час. Известняки, доломитизированные известняки, доломиты верхнего карбона характеризуются максимальными для карбонатных толщ девона и карбона значениями интенсивности радиоактивного излучения. Доломиты при средних значениях МЭД в 10-16 мкР/час включают аномальные пересечения с активностями, достигающими 40 мкР/час. Аномальной также является максимальная радиоактивность известняков в 28 мкР/час при фоновых значениях 8-12 мкР/час. Повышенную радиоактивность и «глубоководные», окремнелые, прослоями глинистые, битуминозные и пиритизированные. Разрез ассельских, сакмарских, артинских отложений нижней перми классифицируется как сульфатно-карбонатный, обладает низкой радиоактивностью с повышениями до 15 мкР/час в отдельных интервалах.

81

Органогенно-обломочные, хемогенные известняки и доломиты ассельского яруса отличаются в нижней части радиоактивностью 4-8 мкР/час, в верхней части несколько выше – 7-12 мкР/час (туфовидные доломиты). Карбонатные, карбонатно-гипсоносные отложения сакмарского, артинского ярусов нижней перми характеризуются практически полным отсутствием влияния литологии на интенсивность типичного для них гамма-излучения. Ангидриты, доломиты, известняки обладают одинаковыми показателями по средней интенсивности излучения – 5-9 мкР/час при незначительных колебаниях максимальных значений от 12 до 15 мкР/час. Отложения кунгурского яруса, (филипповский горизонт) с преобладанием в разрезе доломитов при подчиненной роли известняков, мергелей, глин, гипсов, ангидритов дифференцированы по максимальной интенсивности гаммаизлучения в зависимости от литологического типа породы. Аномальные значения в 31 мкР/час выявлены в слоях ангидритов при средних показателях 4-8 мкР/час. Такой же фон (4-6 мкР/час) и менее значимый максимум гаммаизлучения 16 мкР/час установлены в пластах, сложенных мергелями. В карбонатной части разреза фон радиоактивности меняется значительно от 6 до 14 мкР/час с максимумом в доломитах – 27 мкР/час. В разрезе иренского горизонта наименее радиоактивны каменные соли (2-3 мкР/час), ангидриты (3-4 мкР/час). Более высокими значениями (5-6 мкР/час) выделяются прослои доломитов. В верхней части иренского горизонта по данным гамма-каротажа залегают пропластки калийных солей мощностью в первые десятки см, обладающие радиоактивностью до 35 мкР/час. Терригенные и терригенно-сульфатные отложения уфимского яруса отличаются существенными колебаниями радиоактивности. Максимальные интенсивности характерны для глин 8-12 до 18 мкР/час. Далее следуют песчаники, радиоактивность которых оценивается 6-8 до 16 мкР/час. Мергели, известняки, доломиты, ангидриты имеют сходные значения средней интенсивности гаммаизлучения от 4-6, 4-8 мкР/час до 14 мкР/час. Разрез казанских отложений по радиоактивности достаточно дифференцирован. Разнообразный комплекс пород в составе калиновской свиты нижнеказанского подъяруса резко различен по интенсивности гамма-излучения. Терригенный комплекс песчаников, глин, алевролитов характеризуется ее повышенными значениями. В глинах и песчаниках она примерно равна и составляет 1420 мкР/час при максимальной интенсивности до 30 мкР/час. Алевролиты при меньших средних значениях МЭД гамма-излучения в 10-14 мкР/час имеют 82

примерно одинаковую с песчаниками максимальную интенсивность излучения. Доломиты, известняки при сходных фоновых интенсивностях (5-7 у доломитов, 4-6 мкР/час у известняков) характеризуются разными максимальными значениями: 18 мкР/час – в доломитах, 14 мкР/час – в известняках. В породах гидрохимической свиты верхнеказанского подъяруса радиоактивность выражена слабо. Ангидриты и доломиты имеют низкий фон (2-3 мкР/час – ангидриты и 4-6 мкР/час – доломиты). Максимальные значения основных литологических типов пород аналогичны и равны 8 мкР/час. В сосновской свите отмечается дифференцированная картина значений МЭД. Выделяются по радиоактивности глины (максимальная МЭД равна 30 мкР/час) и песчаники (24 мкР/час) при средних значениях интенсивности излучения 7-12 и 6-9 мкР/час соответственно. Доломиты не отличаются аномальной радиоактивностью, но средние значения 6-9 мкР/час несколько выше характерных для данного типа пород. Пестроцветная терригенно-карбонатная толща со слоями сульфатов сокской свиты отличается многообразием литологических типов пород с различной радиоактивностью. Терригенная часть разреза – песчаники, алевролиты, глины при одинаковых средних значениях интенсивности излучения в диапазоне 6-10 мкР/час имеют различный максимум гамма-активности. У песчаников – это аномальные значения в 30 мкР/час, у глин 23 мкР/час, у алевролитов 18 мкР/час. Карбонатный разрез с прослоями гипсов характеризуется малоконтрастными интенсивностями излучения при небольшом разбросе средних и максимальных значений. Так доломиты и известняки характеризуются величиной средней интенсивности в 4-7 и 4-8 мкР/час при максимуме в 10 мкР/час. Минимальная радиоактивность, как и на других уровнях разреза, установлена в гипсах: от 2-3 мкР/час до 6 мкР/час. Отложения большекинельской и аманакской свит нижнетатарского подъяруса, с преобладанием в разрезе глин и алевролитов при подчиненной роли песчаников, известняков, мергелей, дифференцированы по интенсивности гамма-излучения. Глины отличаются повышениями гамма-активности до 21 мкР/час при фоновых значениях 8-13 мкР/час. Известняки в составе толщи имеют интенсивность излучения 6-8 мкР/час. Песчаники и мергели имеют сходную радиоактивность (6-10 мкР/час в песчаниках, 6-8 мкР/час в мергелях). Отложения малокинельской и кутулукской свит верхнетатарского подъяруса – глины, алевролиты, глинистые песчаники, известняки, характеризуются значениями гамма-активности от 3 до 10 мкР/час. Аномальные интенсивности 83

здесь не установлены, хотя отмечено характерное для литолого-фациальных комплексов иных стратиграфических подразделений возрастание интенсивности излучения в глинах до 18 мкР/час. В целом для татарского яруса характерна относительно повышенная фоновая радиоактивность на уровне 9-11 мкР/час. Терригенный комплекс песчаников с линзами конгломератов, глинистых песчаников, алевролитов и глин в составе нижнего триаса характеризуется невысокими значениями средней интенсивности гамма-излучения. В песках, песчаниках и конгломератах она примерно равна и составляет 6-11 мкР/час, в глинах несколько выше – 8-14 мкР/час. Максимум гамма-активности изменяется от 14 мкР/час у песков и песчаников и до 32 мкР/час у глин. Нерасчлененные нижне-среднеюрские отложения сложены песками, песчаниками с глауконитом, алевролитами и глинами. Радиоактивность алевролитов, песков и песчаников изменяется от 5 до 12 мкР/час, составляя в среднем 8 мкР/час. В глинах с обугленной органикой гамма-активность увеличивается до 18-20 мкР/час. Еще более высокие значения 18 мкР/час зарегистрированы в глауконитовых песчаниках. Разрез верхнеюрских отложений характеризуется более широким диапазоном интенсивностей гамма-излучения от 4-15 до 28 мкР/час и выше. Мергели, песчаники, глины, горючие сланцы в составе толщи имеют интенсивность излучения 8-14 мкР/час, в отдельных прослоях - до 20 мкР/час Максимальное значение мощности дозы гамма-излучения соответствует прослою конгломерата, состоящего из гальки глауконито-песчанистого фосфорита, залегающего в подошве нижневолжского яруса ("фосфоритовая плита"). Естественная радиоактивность "фосфоритовой плиты" изменяется в пределах от 25 до 30 мкР/час, в ряде случаев до 48 мкР/час. Пласт фосфоритоносных конгломератов имеет мощность 0,3-0,5 м, прослежен в зоне перехода от юго-восточного склона Волго-Уральской антеклизы в Прикаспийскую впадину в виде полосы шириной 2533 км и протяженностью до 250 км. Повышенной фоновой радиоактивностью выделяются глауконитовые пески, битуминозные глины. Как обычно, менее радиоактивны известняки. Наибольшая радиоактивность меловых отложений также связана с фосфоритовыми конгломератами в разрезах валанжинского, барремского, альбского, сеноманского, туронского ярусов. Как правило, фосфоритовые горизонты являются базальными. В сравнении с "фосфоритовой плитой" они не обладают столь значительным площадным распространением, "выпадают" из разреза, характеризуются меньшей радиоактивностью (в среднем 20 мкР/час). Как и в 84

предыдущем случае, в разрезе меловых отложений присутствуют кварцглауконитовые пески (песчаники), черные глины. Наименьшей радиоактивностью среди меловых пород обладает писчий мел. Палеогеновые пески, песчаники, глины, опоки отмечаются только в пределах северного борта Прикаспийской впадины. По радиоактивности они не отличаются от подобных пород других возрастов. В строении акчагыльского яруса неогеновой системы принимают участие пески, глины серые с обуглившейся органикой, с прослоями гравелитов и галечников в основании. Максимальная интенсивность гамма–излучения в 32 мкР/час установлена в углистых глинах. Повышение уровня радиоактивности до 21 мкР/час выявлено также в песчаниках с обуглившимися растительными остатками. В целом для разреза радиоактивный фон измеряется значениями 412 мкР/час. Пески, галечники, суглинки, глины апшеронского яруса неогена, а также четвертичной системы отличаются незначительными колебаниями интенсивности гамма-излучения и имеют характерную для них невысокую радиоактивность. Значения ее изменяются для глин и суглинков от 6 до 11 мкР/час, для песков в пределах 6-8 мкР/час. Лессовидные суглинки, широко распространенные в районе, имеют радиоактивность 7-13 мкР/час, причем наиболее низкая она в нижней части суглинков и постепенно повышается вверх по разрезу. Таким образом, разрез осадочного чехла исследуемой территории по фоновой радиоактивности достаточно дифференцирован, отличается различием в интенсивности гамма-излучения при переходе от терригенно-карбонатного комплекса девона-карбона к терригенно-карбонатным, терригенным, соленосно-гипсоносным пермским толщам. В нем имеются горизонты, прослои, включения пород и минералов, обладающих относительно повышенной и, как будет показано далее, аномальной радиоактивностью. Отметим, что породы осадочного чехла имеют относительно равномерную фоновую радиоактивность при монотонном литолого-генетическом облике осадков и изменчивую при литологической неоднородности породных комплексов. В целом разрез осадочного чехла по фоновой радиоактивности неоднороден. В нем имеются горизонты, прослои пород, обладающие относительно повышенным радиационным фоном. Это отложения раннего девона, верхнефранкского подъяруса позднего девона, позднего карбона, кунгурского яруса ранней перми, калиновской, сосновской свит казанского яруса, поздней юры, раннего мела, акчагыльского яруса неогена. 85

Интервалы повышения фоновой радиоактивности могут быть связаны, прежде всего, с глинами аргиллитами, по своей природе более радиоактивными в сравнении с галогенными, карбонатными породами, кварцевыми песчаниками. Четко выделяются по радиоактивности фосфоритоносные песчаники и конгломераты верхней юры - нижнего мела. При оценке ряда аномалий радиоактивности, выявленных в глубоких скважинах, установлена их связь с присутсвием в породе твердых битумов, углефицированных растительных остатков. Обогащение упомянутых пород радионуклидами могло явиться следствием сорбционных процессов, а также образованием устойчивых соединений радионуклидов в условиях изменившихся термодинамических параметров, в первую очередь давления, окислительновосстановительного потенциала, условий кислотности-щелочности. В породах терригенных комплексов, в алевролитах, песчаниках, помимо того, установлено присутствие зерен радиоактивного циркона, обладающих повышенной радиоактивностью минералов титана и железа. Нельзя исключить привнос радиоактивных элементов в породы вследствие низкотемпературного гидротермального процесса, перемещения нагретых минеральных вод. Конкретные примеры такой связи рассматриваются далее при описании аномальной радиоактивности.

86

3.2 Радиоактивность водоносных комплексов покрова Содержание, распределение и форма нахождения радионуклидов в горных породах являются важными факторами, определяющими обогащение вод этими элементами. Наиболее изучен среди радиоактивных компонентов природных вод уран, его изотопы, растворимость которого определяется рядом параметров физико-химического состояния [2, 49, 89]. Наиболее благоприятны для транспортировки, перемещения урана воды, имеющие кислую и щелочную реакции. В частности, на обогащение вод ураном существенное влияние оказывает их анионный состав. Наиболее агрессивны по отношению к урану гидрокарбонатные воды, обеспечивающие возможность образования и существования растворимых гидрокарбонатных комплексов. Сульфаты и хлориды при реакции среды близкой к нейтральной не оказывают заметного влияния на интенсивность растворения урана. Воздействие катионного состава вод на растворимость урана отчетливо проявлено в гидрокарбонатных водах с образованием его растворимых соединений при участии натрия, кальция и магния. Общеизвестна корреляция содержаний урана с величиной общей минерализации [40, 64, 118]. Газовый состав вод существенно влияет на образование и сохранность растворимых соединений. Способствует растворению и транспортировке урана наличие в водах свободного кислорода и углекислоты, в то время как метан, азот и другие природные газы в значительной степени понижают его миграционную способность. В зоне весьма замедленного водообмена в бескислородной обстановке при наличии органического вещества, сероводорода уран находится в четырехвалентном состоянии, образует труднорастворимые соединения и практически неподвижен. Таким образом, во многих типах вод в определении миграционных возможностей урана большую роль играет величина окислительновосстановительного потенциала, определяющего его валентное состояние, а, следовательно, появление или отсутствие растворимых форм [31]. В общем виде, факторами, определяющими подвижность урана в подземных водах являются химический состав, гидродинамика, окислительновосстановительный потенциал и кислотно-щелочная реакция среды. В зоне активного водообмена в слабоминерализованных водах близких к нейтральным уран находится в виде гидратированного иона уранила [(UО2)2+×(Н2О)2+] или молекул UО3×Н2О, UО3×2Н2О, которые способны образовывать коллоидные растворы; в гидрокарбонатных водах, растворах – в форме двухвалентного иона 87

уранила и его комплексов (UО2)2+, [UО2(СО3)3]4- и др. [32, 88]. В водах, содержащих органические кислоты, уран находится и мигрирует в сложных органоминеральных соединениях, устойчивых в слабокислой и слабощелочной средах. Важным фактором образования и концентрации урана, его изотопов, частично других радионуклидов являются процессы их осаждения из вод. При движении подземных вод инфильтрационном, диффузионном, в результате эволюции их состава по латерали и в разрезе происходит изменение гидрохимических, гидродинамических и других условий, что сказывается на содержании урана, его изотопов и продуктов распада в подземных водах. При изменении кислотно-щелочных условий среды начинается разрушение коллоидных систем, гидроксиды, оксиды кремнезема, железа, алюминия коагулируют, адсорбируя и осаждая уран. В восстановительной обстановке уран переходит в четырехвалентное состояние, образует труднорастворимые соединения и выпадает в осадок [90]. Метаморфизация, дегазация, смешение вод различного химического состава приводит к значительным изменениям содержания радионуклидов в водах [18]. Количество радионуклидов, в том числе урана в природных водах связано со степенью обогащенности водовмещающих пород радиоактивными элементами и зависит от геохимической обстановки, в которой они формируются под воздействием вышеуказанных факторов. Важным этапом гидрогеохимии урана являются процессы, определяющие его вывод из состава подземных вод. Так при изменении кислотно-щелочных условий среды коллоиды кремнезема, железа, алюминия начинают коагулировать, адсорбировать и осаждать уран. В восстановительной обстановке растворимые формы шестивалентного урана разрушаются при восстановлении последнего до четырехвалентного, соединения которого труднорастворимы и выпадает в осадок. Большую роль при этом играет органическое вещество, являясь поставщиком восстановительных компонентов (в том числе для действия микрофлоры) и адсорбентом соединений урана. Уран выводится из раствора метаморфизованными продуктами нефти с образованием ураноносных битумов. Метаморфизация, дегазация, смещение вод разного химического состава приводят к значительному изменению содержания урана в водах. Концентрации урана в природных водах рассматривались различными авторами [99, 110, 117, 118]. По В.С. Самариной [99] к фоновым содержаниям урана в природных водах отнесены значения от n×10-7 до n×10-5 г/дм3, что несколько выше по сравнению с данными А.Н. Токарева (таблица 3). 88

По содержанию урана природные воды Д.С. Николаевым подразделены на несколько классов (таблица 4).

Таблица 3 - Содержание урана в природных водах по А.Н.Токареву. 1975 г. Тип вод Поверхностные

Осадочных пород

Природная обстановка океаны и моря озера реки зона интенсивного водообмена зона затрудненного водообмена зона весьма затрудненного водообмена

Содержание урана, в г/дм3 минимальное максимальное среднее -8 -6 3,6·10 2,5·10 2·10-6 2·10-7 4·10-2 5·10-6 2·10-8 5·10-5 8·10-7 2·20-7

5·10-4

5·10-6

1·10-7

5·10-5

1·10-6

2·10-8

6·10-6

2·10-7

Таблица 4 - Классификация концентраций урана в воде Класс

Концентрация урана

Содержание, г/дм3

1 2 3 4 5

Низкая Нормальная Повышенная Высокая Очень высокая

< 10-7 10-7- 4×10-6 4×10-6 -10-5 10-5 -3 ×10-4 > 3 ×10-4

Допустимое содержание урана в питьевых водах регламентируется СанПиН 2.1.4.559-96 и составляет 0,1 Бк/л (общая α-радиоактивность), 1,0 Бк/л (общая β-радиоактивность). В пределах рассматриваемой территории содержание урана в подземных водах изучалось, в основном, по линии массовых поисков и сопровождало все этапы гидрогеологических работ. Наиболее представительные материалы получены в отчетах при гидрогеологических съемка масштаба 1:200000. Радиационная характеристика пород и подземных вод по результатам гидрогеологических съемок с показом фоновых и аномальных содержаний приводится в таблице 4. Содержание урана в поверхностных водах в 1994-1998 годах изучалось также специализированным геологическим предприятием ГП "Зеленогорскгео89

логия" при составлении карт распределения концентраций элементов в поверхностном стоке территории Оренбургской области [124]. При проведении указанных видов работ дана общая радиационная характеристика подземных и поверхностных вод по содержанию урана в водах, определены фоновые и аномальные концентрации. Радиоактивность подземных вод глубоких горизонтов в пределах рассматриваемой территории изучена слабо. Водоносный четвертичный аллювиальный горизонт развит в пойменных и террасовых образованиях долин крупных рек. Литологический состав аллювия, его мощность, обводненность и другие гидрогеологические характеристики невыдержанны как в целом по исследуемой территории, так и в пределах одних и тех же долин. Водовмещающие породы перекрыты одновозрастными суглинками, супесями, глинами и песками. Качественный состав вод пестрый. Преобладают пресные гидрокарбонатные, кальциево-натриевые воды с минерализацией до 1 г/дм3. На локальных участках, а иногда и в отдельных долинах за счет гидравлической взаимосвязи с подстилающими водоносными комплексами формируются слабо солоноватые с минерализацией 1-2,3 г/дм3 сульфатные, сульфатно-хлоридные кальциевые, кальциево-натриевые воды. Активная реакция в большинстве случаев слабощелочная или нейтральная. Содержание урана в воде варьирует в широких пределах от (1,0-9,7)×10-8 до 2,2×10-5 г/дм3 (таблица 5). Фоновые значения ограничиваются величинами (6,5-9,8)×10-7 – (1,0-6,5)×10-6 г/дм3. В долинах рек Бол. Уран, Гусиха, Чаган, Чебенька в пробах воды обнаружены аномальные концентрации урана в воде, равные (1,0-2,2)×10-5 г/дм3. Питание подземных вод четвертичных аллювиальных отложений осуществляется за счет атмосферных осадков, поверхностных вод во время весеннего паводка, разгрузки подземных вод коренных отложений в основном путем дренирования руслами рек. Водоупорный локально-слабоводоносный (водоносный) плиоценовочетвертичный терригенный комплекс выполняет палеодолины крупных рек района, наиболее широко развит на юге исследуемой территории. В его строении участвуют акчагыльские, реже апшеронские и четвертичные глины с линзами и прослоями песков, слабых песчаников, галечников. На правобережье Урала в районе водораздела рек Иртек и Чаган прослеживается резкое увеличение количества и мощности песчаных прослоев, благодаря чему здесь формируется выдержанный по площади водоносный комплекс. На остальной терри90

тории в разрезе плиоцена преобладают глины, а характер распространения вод становится спорадическим. Водовмещающие породы залегают чаще всего на глубине 30-50 м при диапазоне 3-91,2 м. Кровля их перекрыта одновозрастными, реже четвертичными глинами и суглинками, подошва располагается на осадках различного литологического состава от мелового до пермского возраста. Качественный состав вод разнообразен. Пресные воды доминируют в центральной части территории, слабосолоноватые (1-3 г/дм3) на юге и юго-западе, сильносолоноватые (>3 г/дм3) встречаются редко на юге, юго-востоке и югозападе. Воды гидрокарбонатные натриевые. Часто формируются хлоридногидрокарбонатные и сульфатно-гидрокарбонатные пестрые по катионам воды. В подземных водах неоген-четвертичных отложений содержание урана колеблются от (1,0-8,7) ×10-8 до (1,0-8,1)×10-6 г/дм3, при фоновом количестве (4,19,9)×10-7 – (1,0-4,8)×10-6 г/дм3. Аномальные значения не установлены. Таблица 5 – Радиогидрохимические данные по водоносным комплексам Западного Оренбуржья (по А.А.Донецковой, Н.С.Донецкову) Индекс гидрогеологическо-го подразделения

КоличеДиапазон содержаний урана, г/дм3 ство опколичество водопунктов Фоновое сорободержание ван-ных 3 не об-8 -7 -6 -5 урана, г/дм водоn × 10 n × 10 n × 10 n × 10 наруж. пунктов

аQ

971

101

N2

171

12

K

94

2

J

311

52

T

772

165

P2t

713

10

P2kz2

726

-

P2u-kz1

59

-

1,0-9,7 55 1,0-8,7 12 9,7 2 1,0-9,9 25 1,0-9,6 23 3,0-9,8 70 3,0 30 -

1,0-9,8 531 1,0-9,9 95 1,0-9,1 75 1,0-9,7 196 1,0-9,6 410 1,1-9,9 400 1,0-9,9 393 3,6-9,9 16

0,3-9,0 280 1,0-8,1 52 1,0-6,5 15 1,0-8,45 38 1,0-9,6 171 1,0-10,0 227 1,0-8,8 298 1,0-4,2 43

1,0-2,2 (6,5-9,8)10-7 4 (1,0-6,5)10-6 (4,1-9,9)10-7 (1,0-4,8)10-6 -

(1,4-9,1)10-7

-

(3,2-9,7)10-7

1,17-2,0 3 1,4-4,8 6 1,0-2,2 5

(1,0-9,6)10-7

-

(5,1-9,9)10-7 (1,0-7,8)10-6 (1,0-9,9)10-7 (1,0-8,8)10-6 (5,8-9,8)10-7 (1,0-4,2)10-6 91

Водоупорный локально-водоносный (слабоводоносный) меловой карбонатно-терригенный комплекс развит ограниченно. Разобщенные участки выходов его на дневную поверхность закартированы южнее долины р. Бузулук. В составе комплекса объединены терригенные песчано-глинистые осадки нижнего отдела меловой системы и ограниченно развитые карбонатно-терригенные и мергелисто-глинистые верхнего. Преобладают глины, в толще которых прослеживаются линзы и прослои песков, песчаников, алевролитов, реже мергелей, известняков, мела. Это определяет спорадический характер распространения вод в меловой толще. Водовмещающие породы обводнены слабо и неравномерно, воды напорные, водообмен затруднен, минерализация повышена. Водовмещающие пески и песчаники, мощностью 20-40 м до 65 м, перекрыты одновозрастными либо плиоценовыми и четвертичными глинами. Благодаря мульдообразному залеганию и наличию в разрезе водоупорных пород подземные воды повсеместно напорные. Минерализация по площади меняется без определенной последовательности, по разрезу сверху вниз возрастает. На Урало-Чаганском водоразделе минерализация вод колеблется от 0,3 до 4,1 г/дм3 при наиболее часто встречающихся значениях 0,3-0,7 г/дм3. По химическому составу пресные воды гидрокарбонатные кальциевые, натриевые. Слабосолоноватые – смешаны по анионам, в катионной части с преобладанием кальция и натрия. Содержание урана в воде по 90 пробам фоновое и варьирует в пределах 9,7×10-8 – 6,5×10-6, составляя в среднем (1,4-9,1) ×10-7 (фон). Водоносный юрский терригенный комплекс развит в наиболее приподнятых частях водораздельных пространств рек Самара, Бузулук, Чаган, Илек. Выдержанный водоносный горизонт приурочен к низам разреза, где его мощность составляет 0,5-75 м (15 м средняя). Водоносные породы представлены песками, песчаниками, галечниками, трещиноватыми алевролитами. Водоупорное перекрытие в большинстве случаев отсутствует, либо представлено одновозрастными глинами мощностью до 20-30 метров, редко более. Снизу комплекс подстилается песчано-глинистыми триасовыми образованиями. В юрской толще формируются воды со свободным гидродинамическим режимом, реже напорные. Их химический состав неоднороден. Наряду с пресными гидрокарбонатными водами в составе юрского водоносного комплекса установлены слабосолоноватые воды с минерализацией до 3 г/дм3, местами до 9,8 г/дм3 сульфатно-гидрокарбонатного, сульфатно-хлоридного состава. Повы92

шение минерализации происходит главным образом за счет разгрузки из нижележащих водоносных комплексов. Содержание урана в большинстве проанализированных проб находится в пределах фона (3,2-9,7) ×10-7 г/дм3. Повышение фона до 8,45×10-6 г/дм3 наблюдается редко. Столь же редки пониженные до n×10-8 г/дм3 значения. Питание подземных вод осуществляется в основном за счет инфильтрации атмосферных осадков и восходящей фильтрации подземных вод из нижележащих отложений. Разгрузка происходит в виде речного и родникового стока. Водоносный триасовый терригенный комплекс развит в Урало-Самарском, Урало-Илекском междуречье, в Предуральском прогибе. В центральных частях водоразделов он перекрыт юрскими, на локальных участках - неогеновыми и четвертичными образованиями, на остальной территории выходит на дневную поверхность. Воды триасового комплекса большей частью слабонапорные, по величине минерализации пресные (0,3-0,7 г/дм3), редко до 1 г/дм3. Химический состав гидрокарбонатный, на отдельных участках гидрокарбонатно-сульфатный и хлоридный. Среди катионов доминирует натрий, реже магний. С погружением вмещающих пород под толщу юрских отложений минерализация вод возрастает до 4,7 г/дм3. Состав вод меняется на гидрокарбонатно-хлоридный, сульфатно-хлоридный, реже сульфатный и хлоридный натриевый, натриевомагниевый. Активная реакция вод чаще всего слабощелочная (рН = 9,1), реже слабокислая (рН = 6,4-6,8). Радиоактивность в подземных водах низкая. Фоновые концентрации ограничены значениями (1,0-9,6) ×10-7 г/дм3. Содержания урана в воде (1,0-9,6) ×106 г/дм3 соответсвуют повышенному фону, в то время как в вышеописанных гидрогеологических подразделениях указанные цифры наряду с другими характеризуют средний уровень фона. Удовлетворительная радиогидрогеологическая ситуация ухудшается в единичных случаях, когда содержание урана поднимается до (1,17-2,0) ×10-5 г/дм3. Пополнение ресурсов водоносного комплекса производится главным образом за счет инфильтрации атмосферных осадков. Водоносный татарский карбонатно-терригенный комплекс занимает значительные площади в пределах Бугульминского и Восточно-Сыртовского бассейнов подземных вод. В междуречье Большой Кинель–Малый Уран он представлен в основном верхнетатарскими осадками, на остальной территории нижнетатарскими. Отличительной чертой образований татарского яруса явля93

ется непостоянство их состава в горизонтальном и вертикальном направлениях при преобладающем развитии аргиллитов и алевролитов в верхней части разреза и большей роли песчаников, прослоев известняков, мергелей, доломитов в нижней. Нижняя часть разреза слабо загипсована. Водосодержащими служат песчаники, трещиноватые алевролиты, прослои известняков, разделенные плотными разностями аргиллитов и алевролитов. В верхней части разреза татарских отложений формируются преимущественно пресные воды с минерализацией до 1 г/дм3. В долине реки Бол. Кинель преобладают воды гидрокарбонатного, гидрокарбонатно-сульфатного кальциевого, натриево-кальциевого состава, в междуречье Ток-Самара – гидрокарбонатного, гидрокарбонатно-хлоридного натриевого состава. Слабо солоноватые воды с минерализацией до 3 г/дм3 сульфатного кальциевого, кальциевомагниевого или смешанного по катионам состава картируются в долине р. Большой Кинель и ее притоков, на правом склоне долины р. Самары. Сильносолоноватые воды с минерализацией до 4,9 г/дм3 сульфатно-хлоридные натриевые, формируются на левых склонах долин рек Бол. Кинель, Мал. Кинель, Самара за счет гидравлической взаимосвязи с подстилающими верхнеказанскими отложениями. Реакция среды чаще всего нейтральная или слабощелочная. Фоновая радиоактивность подземных вод характеризуется значениями n×10-7– (1,1-7,8)×10-6 г/дм3. Однако отмечается большой удельный вес проб (32 %) с содержанием урана n×10-6 г/дм3. Это позволяет считать фон повышенным, что составляет в рамках аномального поля особенность татарского водоносного комплекса. В пяти водопунктах установлено аномальное количество урана в воде, равное (1,4-4,3)×10-5 г/дм3 до 4,81×10-5 г/дм3 . При оценке фоновой радиоактивности, особенностей ее формирования необходимо учесть, что питание водоносного комплекса осуществляется не только за счет инфильтрации атмосферных осадков, но и гидравлической связи с подземными водами нижележащих отложений. Водоносный верхнеказанский терригенно-карбонатный комплекс повсеместно распространен на территории западной части области. В зоне активного водообмена на дневную поверхность комплекс выходит широкой полосой вдоль северо-восточной границы территории вплоть до р. Большой Юшатырь. Для вод данного водоносного комплекса при погружении под татарские отложения характерно быстрое нарастание минерализации до 3 г/дм3 и более. В составе комплекса участвуют карбонатные и терригенные породы, представленные известняками, доломитами, мергелями, песчаниками, алевролитами, аргил94

литами. Особенности строения разреза остаются такими же как в предыдущем водоносном комплексе, но увеличивается удельный вес карбонатных разностей, резко возрастает загипсованность пород. Преобладающая минерализация подземных вод комплекса до 1,0 г/дм3. Солоноватые воды с минерализацией до 3, редко до 5 г/дм3 встречаются в долинах рек Сок, Бол. Кинель, Дема, Салмыш и др. По химическому составу пресные воды чаще всего гидрокарбонатные, сульфатно-гидрокарбонатные кальциевые; слабосолоноватые – сульфатные, гидрокарбонатно-сульфатные кальциевые, кальциево-натриевые, кальциево-магниевые; сильносолоноватые – хлоридно-сульфатные кальциево-натриевые. Реакция водной среды близка к нейтральной. На представительном по объему и качеству материале показано, что фоновая активность подземных вод характеризуется повышением удельного веса проб с содержанием урана n×10-6 г/дм3 (таблица 5). Концентрация урана в подземных водах составила (1,0-9,9)×10-7- (1,0-8,8)×10-6 г/дм3. Выявлены водопункты с аномальной для комплекса концентрацией урана в воде, равной (1,0-2,2) ×10-5 г/дм3. Водоносный нижнеказанско-уфимский терригенно-карбонатный комплекс имеет повсеместное развитие, объединяет отложения калиновской свиты нижнеказанского подъяруса и уфимского яруса, выходит на дневную поверхность на локальных участках на северо-востоке, востоке рассматриваемой территории. В составе отложений калиновской свиты преобладает переслаивание известняков и глин мощностью 10-250 м. В уфимском ярусе доминируют алевролиты, песчаники, глины, доломиты, мергели с прослоями гипсов и ангидритов. Последние встречаются в нижней части гидрогеологического разреза. В нижнеказанско-уфимском водоносном комплексе формируются различные по химическому составу и величине минерализации воды. В области питания комплекса распространены гидрокарбонатно-сульфатные, сульфатные и сульфатно-хлоридные воды различного катионного состава и минерализации (до 1,0 и 1-10 г/дм3). В подавляющем большинстве опробованных водопунктов фоновое содержание урана в водах комплекса варьирует от (5,8-9,8) ×10-7 до (1,0-4,2) ×10-6 г/дм3. Анализ радиогеохимической характеристики вод и фоновой радиоактивности водовмещающих пород водоносных комплексов региона позволил наметить их довольно тесную корреляцию. Так, более высокая радиоактивность верхне95

казанских водоносных отложений, по сравнению с таковыми в составе татарского водоносного комплекса, сказывается на фоновой характеристике радиоактивности вод, в которых существенно, до 55 % по сравнению с 32 % соответственно, возрастает удельный вес проб с содержаниями урана в n × 10-6 г/дм3. Выше охарактеризованные водоносные комплексы изучены в зонах активного и в меньшей степени замедленного водообмена. Радиоактивность подземных вод глубоких горизонтов каменноугольных и девонских толщ в условиях затрудненного и весьма затрудненного водообмена изучены слабо. Есть указания на присутствие в водах нижнефранско-эйфельского терригенного комплекса и в локально-водоносной (слабоводоносной) кунгурской серии урана в количестве n × 10-6 - n × 10-5 г/дм3, то есть в целом на порядок больше, чем в выше залегающих казанском, татарском и мезозойско-кайнозойских комплексах. Изучение радиогидрогеологических условий поверхностных вод [124] показало пестроту их состава и варьирование содержаний урана в пределах менее 2 × 10-5 мг/дм3 – 4,47 × 10-2 мг/дм3 при среднем значении, равном 3,02 × 10-3 мг/дм3, что примерно соответствует его кларковому содержанию в водах материкового стока – 0,4 × 10-3 мг/дм3. По данным В.А. Болсуна и др. распределение фоновых содержаний урана в жидкой фазе поверхностного стока имеет закономерный характер и, в определенной мере, отражает радиометрическую и радиогидрогеохимическую обстановки областей формирования поверхностного стока. По распределению фоновых значений содержаний урана в поверхностных водах высказывается предположение о связи их с фоновой радиоактивностью верхнего породного слоя и радиоактивностью дренируемых при становлении наземного стока подземных вод. В.А. Чувилин, В.М. Болсун, оценивая наличие поверхностных гидрохимических аномалий с содержаниями урана от 10,06 до 44,7 × 10-3 мг/дм3, рассматривают их как результат процесса геологического развития территории, включая седиментогенное накопление осадочного материала. Не исключается участие в возникновении аномальных гидрохимических зон вдоль рек Большой Кинель, Ток, Малый Уран продуктов отработки нефтяных месторождений.

96

3.3 Глубинная аномальная радиоактивность естественного происхождения При радиометрическом изучении территории в породах различного стратиграфического уровня установлено 262 участка аномального концентрирования радионуклидов рудного масштаба. Часть из них выявлена в верхнем породном слое, на поверхности, либо в близповерхностном (до 20-ти метров) залегании. Большинство же участков аномального концентрирования связано с проявлением глубинной радиоактивности и представлено интервалами (295 интервалов) повышенной интенсивности гамма-излучения, локализованными на различных глубинах от 25 до 4612 м [24, 25]. Поверхностные участки радиационных осложнений – это аномалии, группы аномалий и проявления урановой минерализации, приуроченные к фосфоритоносным отложениям юры, мела, к прослоям серых мелкозернистых песчаников с сульфидами и обуглероженной органикой большекинельской свиты татарского яруса, медистым песчаникам и аргиллитам казанского яруса, темносерым углистым глинам неогена, ожелезненным пескам антропогена. Основные скопления радионуклидов характерны для пород осадочного чехла, вскрытых скважинами различного назначения. Они установлены во всех стратиграфических подразделениях разреза от нижнего девона до антропогена. В четырех случаях интервалы аномальной радиоактивности выявлены в породах кристаллического фундамента, в связи с погребенными корами выветривания по гранито-гнейсам. Анализ аномальной радиоактивности осадочного чехла показывает неравномерность ее распределения в разрезе, различие в интенсивности излучения, глубинах локализации аномальных интервалов и их стратиграфической приуроченности (таблица 6, рисунок 10). Максимальное число уровней концентрирования радионуклидов установлено в отложениях верхнего карбона и нижней перми (таблица 6, рисунок 10). Самостоятельные максимумы радиоактивности приурочены к отложениям нижнего карбона и акчагыльского яруса неогена. В подразделениях девона верхней перми наименьшее количество аномальных интервалов отмечено в отложениях средней части каменноугольного разреза. В мезозойскокайнозойской осадочной толще по числу аномальных скоплений выделяются накопления неогена, и в меньшей мере – отложения юры. 97

Таблица 6 – Распределение уровней аномальной радиоактивности в разрезе осадочного покрова. Возраст Количество участков аномальной радиоактивности

АrPR1 5

D C1

C2

C3

P1

P2

T

J

K

N

Q

1 4

13

43

56

28

4

11

3

29

1

42

Терригенные, карбонатные и карбонатно-терригенные комплексы девона, сформированные в различных фациальных условиях глубоководного и мелководного морского бассейнов, вмещают 8 участков аномального концентрирования в отложениях среднего (эйфельский ярус) и верхнего (верхнефранский подъярус) отделов. Мощности эффективной дозы излучения измеряются в 24114 мкР/час и приурочены исключительно к песчано-глинистым и гравелитовым пластам. Общее количество аномальных интервалов по 14 скважинам – 15, максимальные активности характерны для аргиллитов, алевролитов, песчаников эйфельского яруса. Глубины их размещения находятся в диапазоне глубины от 2248 м (аномалия "Абдулинская", ЮСТС) до 3649 м (Шуваловская площадь, ВОСП). Половина аномальных разрезов имеет многоуровенное (от 2-х до 4-х) распределение слоев с повышенными концентрациями радионуклидов. Неравномерность распределения аномальной радиоактивности в отложениях каменноугольной системы имеет циклический характер: первый максимум, отражающий число аномалий в нижнекаменноугольной толще, через минимум в отложениях среднего отдела сменяется заметным увеличением количества аномалий в верхнем карбоне (рисунок 10). Отложения каменноугольной системы в отличие от девонской толщи большей частью представлены мелководными карбонатными фациями, с подчиненным развитием терригенных комплексов в московском ярусе среднего карбона, алевролитов, аргиллитов в составе бобриковского и радаевского горизонтов нижнего отдела. Наименее продуктивные в отношении радиоактивности отложения среднего отдела сформированы в объеме башкирского яруса в наиболее мелководных условиях с накоплением толщи светлых, почти не содержащих органического материала известняков, при изменчивости обстановки осадконакопления. Наряду с преобладанием карбонатных осадков, для толщи 98

Количество аномалий

карбона, в отличие от девонской, характерно проявление слоев сульфатов, а для гжельского яруса верхнего карбона – битуминозных шламово-мелкодетритовых известняков [92]. 60 50 40 30 20 10 0 КФ

D

С1

С2

С3

Р1

Р2

Т

J

К

N

Q

Возраст

Рисунок 10 – Характеристика аномальной радиоактивности разреза Общее число участков повышенных радиоактивностей, выявленных в отложениях каменноугольной системы – 98, из них в накоплениях нижнего и верхнего отделов 42 и 43 участка соответственно. В известняково-доломитовых осадках серпуховского яруса нижнего отдела каменноугольной системы установлены многоуровенные радиоактивные аномальные интервалы по 39 скважинам. Повышение МЭД от 36 до 640 мкР/час отмечено на глубинах от 1148 м до 3163 м (площади Байтуганская и Бузулукская, соответственно). В карбонатных, терригенно-карбонатных отложениях окского надгоризонта визейского яруса аномальные скоплениями радионуклидов отличаются - 3 интервала с интенсивностью излучения от 90 до 135 мкР/час. Одно аномальное пересечение интенсивностью в 170 мкР/час выявлено в нефтеносных известняках турнейского яруса. В карбонатных отложениях среднего отдела каменноугольной системы установлены аномальные радиоактивности, имеющие интенсивность излучения от 50 до 430 мкР/час. Более высокий уровень МЭД, до 400-700 мкр/час, характерен для отложений верхнего отдела каменноугольной системы при возрастании числа аномальных пересечений. В целом в отложениях каменноугольной системы максимальным является не только количество аномалий и аномальных интервалов, но и интенсивность гамма-излучения, в том числе 400-700 мкр/час. 99

К отложениям верхнего и нижнего отделов пермской системы приурочено значительное число участков аномальной радиоактивности – 84 (рисунок 10, таблица 6). Аномальная радиоактивность нижнепермских отложений (ангидрито-галогенные и карбонатные слои и толщи) выявлена в 22-х интервалах, локализованных в карбонатных породах ассельского яруса; в 16-ти интервалах – в карбонатах, ангидритах сакмарского яруса, в 30-ти интервалах аномальной радиоактивности – в соленосно-гипсоносных отложениях иренского горизонта кунгурского яруса. В отложениях верхнего отдела пермской системы аномальная радиоактивность и надкларковые скопления урана выявлены по всем подразделениям разреза. В осадках терригенно-карбонатных фаций уфимского яруса уровни аномальной радиоактивности размещаются на глубинах от 176,0 до 395,4 м. Интенсивность излучения при этом варьирует от 23 до 660 мкР/час, содержания урана – от 0,002 до 0,029 %. В терригенно-карбонатных и гидрохимических осадках казанского яруса выявлено послойное концентрирование радионуклидов при радиоактивности от 32 до 379 мкР/час и содержанях урана от 1×10-3 до 0,013 % установлено в 13-ти интервалах. Глубины залегания уровней аномального концентрирования от 30,0 до 674,5 м. Карбонатно-терригенные и преимущественно терригенные с линзами конгломератов отложения татарского яруса включают незначительное количество интервалов с радиоактивностью от 25 до 140 мкР/час. Содержание урана в песчано-глинистых отложениях повышено на 2 порядка относительно кларка и составляет от 0,01 до 0,026 %. Глубины залегания скоплений радионуклидов незначительны – от 41 до 110,8 м. Толща терригенных песчано-глинистых пестроцветных отложений нижнего отдела триасовой системы имеет единичные участки аномальной радиоактивности. Собственно глубинная естественная радиоактивность – это 3 интервала интенсивностью 30, 52 и 62 мкР/час. Глубина локализации от 62 до 242,0 м. Точечная активность в 195 мкР/час на Алексеевской площади имеет близповерхностное залегание. Континентальные и морские терригенные фосфоритоносные отложения верхнего и среднего отделов юрской системы включают 11 интервалов аномальной радиоактивности и надкларковой ураноносности. Активности невысокие от 28 до 80 мкР/час при содержаниях урана от 0,003 до 0,01 %. Глубины небольшие – от 9 до 50 м, залегание близповерхностное. 100

Толща фосфоритоносных осадков с прослоями углистых глин нижнего отдела меловой системы не отличаются заметной радиоактивностью. Условия залегания меловой толщи на изученной территории приповерхностные. Характерно незначительное проявление повышенной радиоактивности. Это залегающие на глубинах 14,8-30,1 м три аномальных интервала в 65-120 мкР/час, при содержании урана 5×10-3 %. В составе молодого мезозойско-кайнозойского чехла накопления акчагыльского яруса верхнего плиоцена (N23aк) являются стратиграфическим подразделением, обладающим заметной аномальной радиоактивностью. Здесь отслежено 30 интервалов с интенсивностью гамма-излучения от 35 до 100 мкР/час и выше. Содержание урана тысячные доли процента до 0,01 %. Так же, как и другие послепалеозойские накопления, терригенные осадки акчагыла, как правило содержащие углистую органику, образуют верхний слой чехла территории. Глубины размещения интервалов радиоактивности 13-52,8 м, лишь часть из них находится ниже зоны аэрации, то есть могут быть отнесены к категории интервалов естественной глубинной радиоактивности. Важным показателем общей радиоактивности региона является распределение радиоактивных аномалий, отличающихся по интенсивности гаммаизлучения, в разрезе осадочного чехла районов нефтегазоносных структур. Статистическая обработка и анализ данных, позволили выявить ряд особенностей в распределении аномальной радиоактивности. Наиболее распространена аномальная радиоактивность 50-100 мкР/час. Эти аномалии составляют, 52 % от числа всех аномальных интервалов (рисунок 11). На втором месте по частоте встречаемости находятся аномалии естественной радиоактивности менее 50 мкР/час и от 100 до 200 мкР/час (23 и 16 %, соответственно). Гамма-излучение свыше 200 мкР/час составляет 9 % от общего количества аномалий с преобладанием интенсивности гамма-излучения более 300 мкР/час (65 % от общего количества радиоактивных скоплений с интенсивностью более 200 мкР/час).

101

Количество аномалий

180 150 120 90 60 30 0 Менее 50

50-100

100-200

200-300

Более 300

Интенсивность, мкР/ч

Рисунок 11 – Распределение в разрезе радиоактивных аномалий по интенсивности гамма-излучения

Количество аномалий

Стратиграфическая приуроченность интервалов с повышенной радиоактивностью дополняет характеристику глубинной природной радиоактивности пород нефтегазоносных районов (рисунки 11-15). Наиболее продуктивные в отношении радионуклидов стратиграфические подразделения карбона почти на всех аномальных участках, за исключением серпуховского яруса, не содержат значений с интенсивностью гамма-излучения менее 50 мкР/час (таблица 2, рисунок 12). Столь же насыщенные радиоактивными аномалиями отложения нижней и верхней перми включают основную массу этих малоконтрастных интервалов – 27 из 68, или порядка 40 % (рисунок 12). 18

15

15

13 11

12

9

9

9 6

5

5

3

1

0

0

0

0

0 N2a

K1

J3

T

P2

P1k

P1a-s

C3

C2b-m

C1s

C1v-t D2-D3

Возраст

Рисунок 12 – Распределение в разрезе радиоактивных аномалий интенсивностью менее 50 мкР/час 102

Отложения девонской, юрской систем и акчагыльского яруса плиоцена включают почти все оставшееся количество радиоактивных аномалий интенсивностью менее 50 мкР/час. При этом в юрских отложениях выявлено 13 %, в акчагыльском ярусе – 7 %, в отложениях среднего - верхнего девона порядка 16 % всех интервалов радиоактивности интенсивностью менее 50 мкР/час. В эту же группу входят единичные аномалии, установленные в разрезе антропогена и нижнего триаса. Радиоактивность интенсивностью 50-100 мкР/час характерна для значительной части аномалий в разрезе отложений осадочного чехла (рисунки 11,14). Самое существенное их количество приурочено к отложениям каменноугольной системы – 44 % всех аномалий данной группы. Наиболее продуктивными в группе являются осадки верхнего карбона – 31 аномалия (46 %). Затем следуют отложения нижнего отдела каменноугольной системы – 26 аномалий (39 %). К максимальному по числу участков с высокими концентрациями радионуклидов диапазона 50-100 мкР/час стратиграфическому подразделению палеозойского разреза – отложениям пермской системы, приурочено 49 аномалий, или 32 % их общего количества. В пределах же пермской части разреза аномальные радиоактивности от 50 до 100 мкР/час локализованы преимущественно в осадках нижней перми, составляя порядка 75 % от общего числа аномалий радиоактивности естественного происхождения в отложениях пермской системы. Осадки триаса, юры, нижнего мела, среднего и верхнего девона включают лишь единичные интервалы аномального концентрирования с интенсивностью 50-100 мкР/час: от одного на уровне нижнего мела, по 2 в накоплениях верхней юры и нижнего триаса, 3 – в разрезе средне-верхнедевонской толщи (рисунок 13).

Количество аномалий

35 30 25 20 15 10 5 0 N2a

K1

J3

T1

P2

P1k

P1a-s

C3

C2bm

C1s

C1v-t D2-D3 ARPR

Возраст 103

Рисунок 13 - Распределение в разрезе радиоактивных аномалий интенсивностью от 50 до 100 мкР/ч

Количество аномалий

Угленосные сероцветные песчано-глинистые осадки акчагыльского яруса верхнего плиоцена, имеющие сходную с нижним карбоном общую аномальную радиоактивность, включают 24 аномалии с интенсивностью 50-100 мкР/час (16 % от общего количества аномалий данной интенсивности). Выявленные в пределах нефтегазоносных районов 4 интервала надкларковых скоплений радионуклидов в архейско-протерозойских комплексах пород по интенсивности гамма-излучения принадлежат к рассматриваемой группе в 50-100 мкР/час (рисунок 13). Сходная картина распределения в разрезе радиоактивных аномалий прослеживается и для диапазона интенсивности гамма-излучения в 100-200 мкР/час (рисунок 14). Основными стратиграфическими уровнями размещения интервалов высокой радиоактивности остаются различные подразделения каменноугольной системы. Активности от 100 до 200 мкР/час установлены в 29 разрезах скважин, что составляет 60 % от общего числа аномалий данного диапазона интенсивности. Наиболее продуктивны при этом отложения нижнего и верхнего отделов – по 12 аномалий или по 46 % в объеме общего числа аномалий в каменноугольном разрезе. Так же, как для интенсивности гамма-излучения от 50 до 100 мкР/час (10 аномалий или 15 %), в отложениях башкирского и московского ярусов среднего карбона выявлена 15 12 9 6 3 0 N2a

K1

J3

T1

P2

P1k P1a-s

C3

C2bm

C1s C1v-t D2D3

ARPR

Возраст

Рисунок 14 - Распределение в разрезе радиоактивных аномалий интенсивностью от 100 до 200 мкР/ч 104

аномальная радиоактивность, но в меньшем количестве пересечений – 2 аномалии или 8 % от общего количества аномалий интенсивностью 100-200 мкР/час в разрезе каменноугольной толщи. Отложения пермской системы включают 14 интервалов глубинной надфоновой радиоактивности в 100-200 мкР/час, что составляет 29 % от общего количества аномалий рассматриваемого диапазона интенсивности. Большинство из них (10 аномалий) размещены в отложениях ассельского, сакмарского и кунгурского ярусов нижней перми. В верхнепермских отложениях отмечено 4 аномальных участка. Скопления радионуклидов, имеющие интенсивность излучения от 100 до 200 мкР/час в отложениях среднего и верхнего девона установлены в единичном интервале. В эпипалеозойских отложениях они выявлены только на 3-х стратиграфических уровнях – в триасе, в нижнем мелу и в акчагыльском ярусе верхнего плиоцена. Таким образом, диапазон уровня радиоактивности интенсивностью от 100 до 200 мкР/час в мезо-кайнозойской толще составляет лишь 8 % от общего числа интервалов такой гамма-активности. Радиоактивность от 200 до 300 мкР/час (рисунок 15) известна начиная с отложений серпуховского яруса нижнего карбона до верхней перми включительно. В вышележащих накоплениях триаса - антропогена радиоактивность такой интенсивности отсутствует. Наиболее высокие значения аномальной интенсивности гамма-поля приурочены к отложениям верхнего карбона, встречены в серпуховских накоплениях нижнего карбона и полностью отсутствуют в осадках среднего отдела каменноугольной системы. Общее количество аномалий с радиоактивностью 200300 мкР/час – 9 или около 3-х процентов от общего числа всех известных на изучаемой территории аномальных интервалов. По три подобных аномальных интервала установлено в верхнекаменноугольных отложениях и в разрезе серпуховского яруса, остальные в осадках пермской системы.

105

Количество аномалий

4 3 2 1 0 N2a

K1

J3

T1

P2

P1k

P1a-s

C3

C2bm

C1s

C1v-t D2-D3 ARPR

Возраст

Рисунок 15 - Распределение в разрезе радиоактивных аномалий интенсивностью от 200 до 300 мкР/ч

Количество аномалий

Наиболее контрастные радиоактивные аномалии (более 300 мкР/час), распространенные в различных стратиграфических подразделениях разреза осадочного чехла, повторяют закономерность, установленную для диапазона интенсивностей 100-200 и 200-300 мкР/час (рисунок 16). 10 8 6 4 2 0 N2a

K1

J3

T1

P2

P1k P1a-s

C3

C2bm

C1s C1v-t D2D3

ARPR

Возраст

Рисунок 16 – Распределение в разрезе радиоактивных аномалий интенсивностью более 300 мкР/час Особенно четко характер распространенности аномалий по разрезу совпадает с таковым для диапазона 200-300 мкР/час (рисунки 15, 16). Верхняя часть разреза рыхлых отложений от триаса до антропогена не имеет радиоактивности более 300 мкР/час. Отсутствует она и в отложениях визейского и турнейского ярусов нижнего карбона. Максимум встречаемости приурочен к верхнекаменноугольной толще – здесь локализовано 41% аномальных пересечений. В среднем карбоне, кунгурском, сакмарско-ассельском ярусах нижней перми имеется 106

по одному аномальному интервалу, в серпуховском ярусе нижнего карбона выявлено 4 четыре участка повышенной радиоактивности (24%) и 3 аномалии в отложениях верхней перми. Отметим, что радиоактивность, характерная для данного диапазона составляют порядка 7 % от общего числа, уровней повышенной радиации, установленного в разрезах скважин на исследуемой территории. Содержания урана в образцах пород из радиоактивных интервалов по данным химических, радиохимических и радиометрических лабораторных исследований изменяются от 0,010 до 0,203 %. По результатам интерпретации данных гамма-каротажа содержание радиоактивных элементов в аномальных интервалах составляет 0,016-0,06 % в эквиваленте к урану. В ряде случаев равновесие сдвинуто в сторону радия. Вскрытие пород с повышенными концентрациями радионуклидов и вынос последних на поверхность в составе буровых шламов, растворов в процессе проведения поисково-разведочных работ приводит к осложнению радиационной обстановки и формированию локального очага загрязнения.

107

3.4 Литолого-фациальные условия размещения глубинной аномальной радиоактивности и ее генетические особенности Изучение литолого-фациальных особенностей осадочного покрова позволяет применить их для выявления факторов, способствующих образованию аномальных скоплений радионуклидов, условий их локализации, для интерпретации генетической природы. В ходе исследований установлено, что скопления радионуклидов в отложениях осадочного чехла гетерогенны по своей природе. Изменения же литолого-фациальной обстановки на площади и ее характерные особенности в нефтегазоносных районах, в определенной мере, контролируют их размещение и обусловливают само появление аномальной радиоактивности различного генезиса [27]. Анализ данных по радиоактивности акчагыльских отложений показывает дифференцированное распределение аномалий по отдельным геотектоническим районам территории (рисунок 17 «а»). Наибольшее число аномалий сосредоточено в пределах Соль-Илецкого выступа. Их количество на территории Предуральского прогиба и Бузулукской впадины примерно совпадают. Наблюдается довольно плавное уменьшение аномальных надкларковых концентраций радионуклидов в разрезе акчагыла от района Соль-Илецкого выступа к району Бузулукской впадины и к Предуральскому прогибу. Распределение аномалий по литолого-фациальным комплексам (рисунок 17 «б») показывает приуроченность части выявленных в отложениях акчагыльского яруса скоплений радионуклидов (44 %) к темно-серым, черным угленосным озерно-болотным глинам, содержащим видимый углистый детрит. Несодержащие видимой органики темно-серые глины, являющиеся озерными осадками застойного типа, также обладают заметной аномальной радиоактивностью, вмещая четверть всех аномалий, из числа приуроченных к отложениям акчагыла. Глины с прослоями песчаников, накопления аллювиально-озерных равнин, краевых частей озер и русел, характерные для Предуральского прогиба и для районов с повышенной радиоактивностью в Бузулукской впадине, вмещают 22 % аномалий. Один малоконтрастный интервал с МЭД в 50 мкР/час приурочен к русловым галечникам в районе Соль-Илецкого свода. Он находится в контуре Оренбургского газоконденсатного месторождения, что допускает возможность восходящего поступления в неогеновый комплекс газообразных 108

60

а

50 40 30

50

Частость, %

Частость, %

углеводородов и осаждение в водоносных горизонтах радионуклидов (урана и др.) на восстановительном геохимическом барьере [25].

б

40

30

20 20

10 10

0 Предуральский прогиб

СольИлецкий свод

Бузулукская впадина

0 Угленосные глины

Глины серые

Глины, песчаники

Галечники

Рисунок 17 - Распределение аномальной радиоактивности в отложениях акчагыльского яруса неогена, по макроструктурам (а) и типам пород (б).

100

мкР/час

Частость, %

Непосредственно в фациальных комплексах акчагыльского яруса в районах размещения осадков с повышенной радиоактивностью наблюдается определенное соотношение между частотой распределения аномальных интервалов и их интенсивностью (рисунки 18, «а», «б»). Максимум распространенности скоплений радионуклидов в пределах Соль-Илецкого выступа падает на темносерые, озерно-болотные, пойменные глины с обугленной растительной органикой. Наиболее высокой радиоактивностью отличаются темно-серые глины, также вмещающие значительноеа(порядка 40 %) количество аномалий. б

80

100 80 60

60

40

40

20

20

0

0 Углистые глины

Глины +песчании

Углистые глины

Глины + песчаники

Рисунок 18 - Предуральский прогиб. Распределение радиоактивных аномалий по частости (а) и интенсивности гаммаизлучения (б) в породных комплексах отложений акчагыльского яруса верхнего плиоцена.

109

Такие соотношения при отсутствии проницаемости пород данного фациального комплекса – признак сингенетичности происхождения выявленных аккумуляций. Соотношение распространенности аномальной радиоактивности в глинах и глинисто-песчанистых осадках в Предуральском прогибе (рисунки 18, «а», «б») может свидетельствовать в пользу эпигенетической наложенной природы аномальной радиоактивности. Значительная частота встречаемости аномалий в пачках глинистых осадков с прослоями песков (прибрежные накопления озер и прирусловые осадки) сочетается здесь с невысокими интенсивностями гамма-излучения, что характерно для более поздних наложенных образований грунтовоинфильтрационного типа [112]. Картина распределения аномальной радиоактивности по литогенетическим типам пород в Бузулукской впадине подтверждает заключение о нормальноосадочном происхождении части природных скоплений радионуклидов, приуроченных к углистым озерно-болотным глинам (25 % аномалий). Остальные аномальные интервалы установлены в пачке серых глин с прослоями песков и песчаников, что в условиях обводненности разреза допускает эпигенетический привнос и перераспределение урана, его изотопов и продуктов распада. Отложения раннего мела распространены на юге территории и включают литогенетические комплексы прибрежных накоплений мелкого моря, известково-глинистых (мергели) и терригенных, терригенно-карбонатных фаций с базальными горизонтами, содержащими желваки, стяжения фосфорита. Повышенная радиоактивность представлена единичными интервалами и приурочена к песчаникам серым, мелкозернистым, в том числе к пластам песчаников с фосфоритами в районе Соль-Илецкого свода. Отражая седиментационно-диагенетический характер части надфоновой радиоактивности, максимальной интенсивностью излучения обладают мелководно-морские пески со стяжениями фосфатного материала. Именно с фосфоритами связаны повышенные концентрации урана и редких металлов. Основными носителями аномальной радиоактивности являются серые мелкозернистые песчаники, не содержащие фосфоритов (66 % аномалий от общего числа аномалий в отложениях нижнего мела) при пониженных относительно песчаников с фосфоритами содержаниях радионуклидов (рисунок 19). Это допускает,

110

а

60 45 30 15

б

120 мкР/час

Частость, %

150

75

90 60 30

0

0 Песчаник серый

Песчаник с фосфоритом

Песчаник серый

Песчаник с фосфоритом

Рисунок 19 - Соль-Илецкий свод. Распределение радиоактивных аномалий по частости (а) и интенсивности излучения (б) в отложениях нижнего мела. при условии миграции вод, наложенный эпигенетический, возможно инфильтрационный характер природы аномальной радиоактивности [125]. На территории Бузулукской впадины в отложениях юрской системы, представленных песчано-глинистыми морскими фациями, аномальная радиоактивность по скважинам установлена в терригенных пачках осадков средней и верхней юры. Глинистые накопления иловой зоны, фосфоритоносные и с углистой органикой, имеют равную степень аномальной радиоактивности (частость по 42 %). В меньшей степени аномальная радиоактивность проявлена в прибрежных песчаных осадках с фосфоритовыми стяжениями. Однако именно в таких песках выявлена наибольшая интенсивность радиоактивного излучения, возможно имеющая наложенный характер. Радиоактивность углистых и фосфоритоносных глин седиментационно-диагенетического происхождения, уступает по интенсивности пескам (рисунок 20). Рассматривая распределение интервалов со скоплениями радионуклидов в песчано-глинистых терригенных отложениях континентальных дельт, дельтовых озер, пролювиальных конусов выноса (бузулукская свита) и в зеленоватосерых аллювиально-озерных песках, песчаниках с прослоями красноцветных алевролитов, конгломератов (кзылсайская свита), слагающих толщи нижнего триаса, отметим заметное различие в интенсивности проявления радиоактивности по геотектоническим районам. Максимальные содержания радионуклидов с интенсивностью гамма-излучения в 195 мкР/час установлены в районе Восточно-Оренбургского сводового поднятия (аномалия Алексеевская). В ГаршинскоЕфимовской структурной зоне те же отложения имеют аномалии в 52-62 мкР/час. И, наконец, в северной части Бузулукской впадины надкларковый уровень радионуклидов проявлен интенсивностью в 30 мкР/час.

111

Частость, %

мкР/час

75 60 45

50 40 30

30

20

15

10

0 Глины с углистой органикой

Песчаник с Глины с фосфоритом фосфоритом

0 Глины с углистой органикой

Песчаник с Глины с фосфоритом фосфоритом

Рисунок 20 - Бузулукская впадина. Распределение радиоактивных аномалий по частости (а) и интенсивности излучения (б) в юрских отложениях. В отложениях пермской системы аномальная радиоактивность выявлена в 4-х структурных зонах: на Восточно-Оренбургском сводовом поднятии, в ряде скважин по южному погружению Татарского свода, в пределах Соль-Илецкого выступа, в Боровско-Залесской зоне на сопряжении структур Татарского свода и Бузулукской впадины. Осложнения радиационного поля в верхнепермских отложениях западной части Оренбургской области распределены неравномерно. Аномальная радиоактивность в разрезах скважин приурочена к терригенным, терригеннокарбонатным образованиям – глинам, алевролитам, песчаникам, мергелям, известнякам и солям, накопившимся в условиях краевых частей морского бассейна и прибрежных равнин. Превращение морского бассейна в осолоняющуюся лагуну предопределило появление в разрезе соленосно-гипсоносных слоев. Частота встречаемости аномальных интервалов и интенсивность излучения, выявленные в верхнепермской толще в пределах конкретных структурных подразделений, показаны на рисунке 21. На рисунке видно, что аномальная радиоактивность наиболее характерна для южного склона Татарского свода. Здесь отмечена наиболее высокая интенсивность гамма-активности и частота встречаемости аномалий. Меньшая радиоактивность разреза отложений верхней перми установлена в районах Соль-Илецкого свода и Боровско-Залесской зоны поднятий. Сравнительно невысоким уровнем интенсивности гамма-излучения отличается и ВОСП.

112

мкР/час

Частость, %

60 50

240 200

40

160

30

120

20

80

10

40

0

0 1

2

3

4

1

2

3

4

Рисунок 21 – Районированное распределение радиоактивных аномалий в отложениях верхней перми 1. Восточно-Оренбургское сводовое поднятие. 2. СольИлецкий свод. 3. Боровско-Залесская зона поднятий. 4. Южный склон Татарского свода. На рисунке видно, что аномальная радиоактивность наиболее характерна для южного склона Татарского свода. Здесь отмечены наиболее высокая интенсивность гамма-активности и частота встречаемости аномалий. Меньшая радиоактивность разреза отложений верхней перми установлена в районах СольИлецкого свода и Боровско-Залесской зоны поднятий. Сравнительно невысоким уровнем интенсивности гамма-излучения отличается и ВОСП. На территории Восточно-Оренбургского сводового поднятия все аномальные пересечения с надфоновыми концентрациями радионуклидов размещаются в разрезе отложений верхнеказанского подъяруса. Они приурочены к пестроцветным мергелям, глинисто-известковистым породам, глинам, возникшим в мелководном морском бассейне, к песчано-глинистым осадкам прибрежной равнины с линзами торфоперегнойного материала, накопившегося на заболоченных участках этой равнины. Наиболее высокая интенсивность гамма-излучения отмечена в слоях пестроцветных мергелей (рисунок 22). Глинисто-известковистые породы – карбонатные сероцветные глины, мергели имеют меньшую радиоактивность но наиболее высокую частоту встречаемости аномалий. Наименьшие по интенсивности повышенные радиоактивности в 40-42 мкР/час приурочены к песчаноглинистым осадкам прибрежной равнины. В этом фациальном комплексе радиоактивность выше 50 мкР/час выявлена лишь в слое торфоперегнойного материала. Все рассмотренные аномалии радиационного поля в песчаноглинистых и терригенно-карбонатных образованиях позднеказанского возраста

113

60

мкР/час

Частость, %

не имеют признаков наложенного перераспределения и относятся к категории нормально-осадочных.

45

80 60

30

40

15

20

0

0

Мергели серые, красые

Глинистоизв естков ые породы

Песчаноглинистые породы

Мергели Глинистосерые, красые известковые породы

Песчаноглинистые породы

Рисунок 22 - Восточно-Оренбургское сводовое поднятие. Распределение радиоактивных аномалий в породных комплексах отложений верхней перми. В пределах южного склона Татарского свода позднепермские отложения вмещают аномальные пересечения в осадках уфимского, казанского и татарского ярусов. В осадках казанского яруса скопления, приуроченые к битуминозным прослоям в морских карбонатных накоплениях нижней части толщи отложений яруса. Имеют предположительно урано-битумную природу. Повышенной радиоактивностью обладают также глинизированные соли лагунных накоплений гидрохимической свиты с максимальной для толщи казанского яруса интенсивностью гамма-излучения в 379 мкР/час. Генезис скоплений радионуклидов в составе гидрохимических осадков нормально-осадочный при предположительно калиевой природе радиоактивности. Отложения уфимского яруса на южном склоне Татарского свода характеризуются большим разнообразием литолого-фациальных обстановок, контролирующих аномальную радиоактивность. Уфимские накопления включают основную часть известных в отложениях верхней перми участков концентрирования радионуклидов (рисунок 23). По частоте встречаемости участков скопления радионуклидов они в несколько раз превышают этот же показатель для казанского яруса. По интенсивности излучения радиоактивные интервалы в разрезе уфимского яруса уступают таковым в разрезе казанского яруса, что обусловлено присутствием в составе последнего осадков гидрохимической свиты с максимальной для верхнепермских пород радиоактивностью. Литолого-фациальная характеристика аномальных разрезов показывает наиболее высокий радиоактивный фон в терригенных литофациях наземной 114

мкР/час

Частость, %

равнины, которые слагают значительную часть разреза уфимского яруса. Интенсивность гамма-излучения в песчано-глинистых осадках меняется существенно – от 23 до 660 мкР/час, составляя в среднем 218 мкР/час, что показывает на изменчивость фациальных обстановок и возможное перераспределение урана и других радионуклидов в связи с проявлением наложенных процессов. Генезис этой группы аномалий седиментационно-диагенетический и эпигенетический инфильтрационный. 80 60

500 400 300

40

200

20

100 0

0

Казанский ярус

Уфимский ярус

Татарский ярус

Казанский ярус

Уфимский ярус

Татарский ярус

Рисунок 23 - Южный склон Татарского свода. Стратиграфические уровни распределения радиоактивных аномалий в отложениях верхней перми. Осадки прибрежно-морских литогенетических типов отличаются сходным с континентальными терригенными накоплениями количеством аномальных интервалов, но с меньшей интенсивностью гамма-излучения, в среднем 133 мкР/час, при колебаниях от 68 до 150 мкР/час. Генезис скоплений радионуклидов нормально-осадочный, седиментационно-диагенетический и уранобитумный. В разрезе отложений татарского яруса преобладают песчано-глинистые терригенные накопления аллювиально-озерных фаций – пески, глины, алевролиты. Аномальная радиоактивность интенсивностью от 25 до 150 мкР/час имеет седиментационно-диагенетическое и, возможно, в песчаных слоях, эпигенетическое происхождение. Боровско-Залесская зона поднятий не отличается заметной радиоактивностью как по числу выявленных участков с повышенным фоном радиоактивности, так и по интенсивности гамма-излучения. На территории Соль-Илецкого свода отложения верхнего отдела пермской системы имеют частость появления аномалий в разрезах скважин несколько выше, чем в Боровско-Залесской зоне, 115

но по интенсивности гамма-излучения находятся примерно на одном с этой зоной уровне (рисунок 21). Нижнепермские отложения обладают большей аномальной радиоактивностью по сравнению с верхним отделом. В целом, в данном стратиграфическом комплексе установлено максимальное количество участков концентрирования радионуклидов среди формаций осадочного покрова (23 % всех выявленных радиоактивных аномалий). Участки накопления радионуклидов отмечены во всех стратиграфических подразделениях и фациальных комплексах пород нижнепермской толщи, размещаются во многих структурно-тектонических зонах западной части Оренбургской области. Отдельные аномалии и аномальные поля, многоуровенные интервалы скопленй радионуклидов размещены в пределах южного склона Татарского свода, на Восточно-Оренбургском сводовом поднятии, в Бузулукской впадине – по ее южному погружению, а также в структурных зонах II порядка – в Зайкинско-Росташинской, Гаршинско-Ефимовской. Литолого-фациальные обстановки ранней перми на большей части территории характеризуют мелководные морские условия при широком развитии терригенно-карбонатных, карбонатных, органогенно-полидетритовых пород. Эти обстановки в разной степени контролируют проявление аномальной радиоактивности. Относительно самостоятельное положение по литологическим типам пород, природе радиоактивности в разрезе нижнепермской толщи занимает иренский горизонт кунгурского яруса. Галогенные породы с подчиненными слоями доломитов преобладают в разрезе иренского горизонта на территории Восточно-Оренбургского сводового поднятия и в Бузулукской впадине, причем их мощность возрастает с севера на юг. Галогенные фации солеродного бассейна, в качестве основного горизонта, с повышенной радиоактивностью вмещают почти все аномалии с интенсивностью от 38 до 80 мкР/час в Бузулукской впадине. С приуроченностью максимального числа аномальных интервалов к калийным солям и соленосным пачкам здесь связана высокая частота встречаемости участков скоплений радионуклидов (рисунок 24). Другие структурные подразделения – Восточно-Оренбургское сводовое поднятие и Прикаспийская синеклиза, характеризуются заметно меньшим числом аномалий, но близким по интенсивности гамма-излучения, проявлением радиоактивности. Скопления радионуклидов установлены здесь в гипсоносносоленосных галогенных фациях в пачках переслаивания ангидритов и солей. Их формирование также связано с породообразованием в осолоняющемся лагун116

80 мкР/час

Частость, %

ном бассейне, с периодически возобновляющейся связью с морем. Для южного склона Татарского свода, с которым связано 22 % радиоактивных аномалий, характерно значительное повышение интенсивности гамма-излучения (в среднем 165 мкР/час).

60

200 160 120

40

80 20 40 0 1

2

3

4

0 1

2

3

4

Рисунок 24 – Районированное распределение радиоактивных аномалий в отложениях иренского горизонта нижней перми: 1. Южный склон Татарского свода. 2. Бузулукская впадина. 3. Восточ но-Оренбургское сводовое поднятие. 4. Прикаспийская синеклиза. На рисунке 25 показаны закономерности изменения частоты встречаемости аномалий и интенсивности гамма-излучения в зависимости от литологических особенностей аномального интервала. Повышенная радиоактивность солей (51 мкР/час) отражает обогащенность радиоактивным калием в период осадкообразования. Наиболее высокой степенью стерильности отличаются ангидриты. Их радиоактивность возрастает в пачках ангидритов с прослоями солей и карбонатов. Доломиты, известняки в составе иренского горизонта отличаются контрастностью в проявлении повышенной радиоактивности. Она отмечается редко, но может достигать 372 мкР/час (аномалия Заглядинская), что указывает на эпигенетическую природу радионуклидов, дающих такое излучение.

117

Частость, %

мкР/час

400 320 240

75 60 45

160

30

80

15

0

0

1

2

3

4

5

1

2

3

4

5

Рисунок 25 - Распределение радиоактивных аномалий в породных комплексах в отложениях иренского горизонта нижней перми: 1. Соли. 2. Ангидриты. 3. Ангидриты с прослоями солей. 4. Ангидриты с прослоями карбонатов. 5. Карбонаты. Отложения сакмарского, ассельского ярусов отличаются повышенной радиоактивностью литогенетических типов пород, составляющих полифациальную толщу морских накоплений. Мелководные, преимущественно биогермные, органогенные известняки, сульфатно-карбонатные слои прибрежно-морских также мелководных накоплений в разрезах ряда скважин включают интервалы интенсивности гамма-излучения от 30 до 308 мкР/час. Участки с аномальной радиоактивностью размещаются по южному склону Татарского свода и в Бузулукской впадине, где они сосредоточены в Зайкинско-Росташинской, Гаршинско-Ефимовской структурных зонах. Повышенные значения радиоактивности наиболее характерны для южного склона Татарского свода. Здесь зафиксировано около 80 % всех выявленных в сакмарско-ассельской толще радиоактивных аномалий при средней интенсивности гамма-излучения в 102 мкР/час и при дифференциации значений радиоактивности по литогенетическим комплесам. Известняки, доломиты иногда с прослоями ангидритов, накопившиеся в условиях мелководного осолоняющегося морского бассейна, в пределах южного склона Татарского свода и северной части Бузулукской впадины включают 63 % всех аномальных интервалов (рисунок 26). Их интенсивность меняется от 50 до 308 мкР/час (тастубский горизонт сакмарского яруса, Раздольная площадь). Седиментационно-диагенетическая природа радиоактивности обусловлена присутствием в составе гипсоносных слоев целестина и барита, а также калийсодержащих солей. Действие испарительных процессов, вызвавших повышение солености, могло привести к увеличению концентраций в морской 118

воде различных элементов, в том числе и радионуклидов с последующим их осаждением [2, 9, 14]. мкР/час

Частость, %

80 60

160 120

40

80

20

40

0

0 1

2

3

1

2

3

Рисунок 26 - Южный склон Татарского свода. Распределение радиоактивных аномалий в породных комплексах отложений сакмарского и ассельского ярусов нижней перми: 1. Известняки, доломиты гипсоносные. 2. Доломиты, известняки с битумом. 3. Известняки органогеннообломочные. Минимальной аномальной радиоактивностью и частотой встречаемости отличаются доломиты, известняки, содержащие примесь битумов. Радиоактивность связана с присутствием урана в битуме в концентрациях до 0,21 % по результатам химического анализа. Невысокая интенсивность излучения от 28 до 96 мкР/час, при значительном (до 0,21 %) содержании урана указывает на низкий коэффициент радиоактивного равновесия. Это говорит в пользу эпигенетичности скоплений урана в битуминозных известняках. Аномалии отнесены нами к урано-битумному типу. Органогенно-обломочные известняки, которые являются шельфовыми образованиями, включают несколько большее число аномалий (21 %, рисунок ). Они характеризуются интенсивностью гамма-излучения от 58 до 156 мкР/час, в среднем 88 мкР/час. Для органогенных известняков, имеющих довольно высокую проницаемость, не исключается эпигенетическое происхождение повышенных концентраций радионуклидов. Аномальная радиоактивность сакмарско-ассельских отложений в Бузулукской впадине проявлена слабее, чем на территории южного склона Татарского свода, как по частоте встречаемости, так и по интенсивности гамма-излучения (в среднем 70 мкР/час). Отмечается дифференцированность в распределении радиоактивных аномалий в Бузулукской впадине. Примерно половина из них сосредоточена в Зайкинско-Росташинской структурной зоне. 119

Максимальная активность в 250 мкР/час приурочена к карбонатным фациям сакмарского морского бассейна. Глинистые известняки, известняки с прослоями ангидритов отличаются более низкой аномальной радиоактивностью (47-91мкР/час). При относительно низкой аномальной радиоактивности глинистые известняки включают большую часть аномальных пересечений, известных в Бузулукской впадине (55 %). Скопления радионуклидов имеют в них седиментационно-диагенетическое происхождение. Учитывая уранофобность карбонатных фаций, природа высокой аномальной радиоактивности карбонатных пород, скорее всего наложенная, эпигенетическая. Наиболее продуктивные в отношении аномальной радиоактивности отложения каменноугольной системы содержат аномальные интервалы преимущественно в толще карбонатных фаций однотипно развивающегося морского бассейна. Позднекаменноугольные отложения, представленные мелководноморскими фациями, иногда осолоняющегося бассейна с образованием ангидритов, с локально проявленной сульфатизацией, характеризуются аномальной радиоактивностью почти исключительно на территории южного склона Татарского свода, где оконтурены многочисленные аномальные участки. Кроме этого, по южному погружению Бузулукской впадины установлены единичные аномальные пересечения. В пределах южного склона Татарского свода отмечаются следующие литолого-фациальные типы пород с повышенной радиоактивностью: - известняки, доломиты с гнездами, иногда прослоями ангидритов – накопления мелководного слабо осолоняющегося морского бассейна; - известняки органогенно-детритовые прибойно-обломочной и иловокристаллизационной зон, с битуминозным веществом, иногда трещиноватые, с прожилками кальцита, доломитизированные известняки с битумом. Имеют явные признаки наложенных изменений в виде выщелачивания, битуминизации, перераспределения карбонатного материала [92]. В Бузулукской впадине аномальная радиоактивность отмечается в слоях глинистых известняков и доломитов, слагающих разрезы ее южного погружения. Это фации относительно удаленной от берега части морского бассейна со слабо повышенной соленостью. Анализ распределения повышенных скоплений радионуклидов показал локализацию основного числа аномалий (68 %) в сульфатизированных слоях карбонатных пород, их приуроченность к фациям мелководного морского бассейна 120

100

Частость, %

Частость, %

в стадии осолонения. Интенсивность излучения этих аномалий 52-413 мкР/час, в среднем 119 мкР/час. Известняки, доломиты органогенно-детритовые с признаками наложенных процессов выщелачивания, перекристаллизации и содержащие битумные вещества характеризуются высокой радиоактивностью при интенсивности излучения – от 62 до 740 мкР/час, в среднем 181 мкР/час. Вариационные кривые (рисунки 27, 28) в обоих литогенетических типах сходны. Это, по-видимому, отражает примерно одинаковое значение радионуклидов эпигенетического переотложенного и конкретно урано-битумного типов в формировании аномальной радиоактивности. а б

80 60

100 80 60

40

40

20

20

0 50-200 200-350 350-500 500-650 650-800 мкР/час

0 50-200 200-350 350-500 500-650 650-800 мкР/час

Рисунок 27 - Распределение интенсивностей излучения в битуминозных карбонатных (а) и в гипсоносных карбонатных толщах (б). Аномальная радиоактивность в отложениях среднего отдела каменноугольной системы установлена на севере территории (южный склон Татарского свода) в разрезах мячковского горизонта московского яруса. Это известняки и доломиты мелкого моря, на отдельных участках испытавшего слабое осолонение. Доломиты, известняки содержат гнезда глин, ангидритов. Аномальные радиоактивности варьируют от 51 до 430 мкР/час. Максимальная радиоактивность (430 мкР/час) приурочена к трещиноватым известнякам с примазками темного вещества, либо (140 мкР/час) к кавернозным известнякам с гнездами ангидритов. Природа аномальной радиоактивности седиментационнодиагенетическая, в отдельных пересечениях допускается эпигенетическое происхождение. Преобладают аномалии в известняках, доломитах, представленных фациями мелкого моря (порядка 64 % всех аномалий) при средней интенсивности гамма-излучения 116 мкР/час. В шельфовых доломитах, известняках кавернозных, с гнездами ангидритов и глин средняя радиоактивность 94 мкР/час. 121

Аномальная радиоактивность в разрезах, вскрытых скважинами, расположенными на Восточно-Оренбургском сводовом поднятии (район ДачноРепинского месторождения) приурочена к органогенным, органогеннообломочным, оолитовым известнякам с прослоями доломитов в составе башкирского яруса. Фациально это мелководные накопления шельфовой зоны. Количество аномальных интервалов незначительно, интенсивность излучения 5062 мкР/час. По происхождению надкларковые скопления радионуклидов относятся к седиментационно-диагенетическому типу. По условиям размещения радиоактивных аномалий в нижнекаменноугольной части разреза чехла изученная территория неоднородна. Аномальные интервалы в скважинах сосредоточены по южному склону Татарского свода и в различных районах Бузулукской впадины. Повышенные интенсивности гаммаизлучения выявлены в отложениях серпуховского, визейского и турнейского ярусов. Значительная группа аномалий в отложениях серпуховского яруса (88 %) сосредоточена в структурных зонах южного погружения Бузулукской впадины. Остальные размещены в Боровско-Залесской структурной зоне поднятий. Намечается приуроченность скоплений радионуклидов к накоплениям осолоняющейся лагуны с неравномерным содержанием сульфатов и зоны мелководного шельфа. В Бузулукской впадине устанавливается дифференцированность размещения аномальных пересечений, контролируемая структурными зонами II порядка. При этом не отмечено существенных различий в литогенетическом комплексе пород, имеющих аномальную радиоактивность. В составе комплексов выделяются вмещающие аномальные интервалы темно-серые доломиты с прослоями ангидритов, переслаивание доломитов и известняков, сульфатизированные доломиты, известняки с прослоями доломитов. В Зайкинско-Росташинской зоне по южному погружению Бузулукской впадины в аномальном разрезе верхней части серпуховского яруса преобладают лагунные сульфаты с прослоями доломитов. Здесь же в нижней части серпуховского яруса скопления радионуклидов, с довольно высокой для литофаций осадков этого яруса интенсивностью излучения в 208 мкР/час, приурочены к глинистым известнякам, доломитам со значительной примесью терригенного материала ("покровская пачка"). Колебания в интенсивности гамма-излучения в литофациях серпуховского яруса Бузулукской впадины заметные – от 36 до 640 мкР/час. 122

75

мкР/час

Частость, %

Анализ соотношений частости распределения интервалов аномальной радиоактивности и их интенсивности в мкР/час по литолого-фациальным типам (рисунок 28) не выявляет корреляции между этими двумя показателями. Хотя значительное число аномалий приурочено к карбонатному разрезу серпуховского яруса без слоев сульфатов, присущая им интенсивность гамма-излучения минимальная (83 мкР/час в среднем, при колебаниях от 33 до 233 мкР/час). Часто встречающиеся в гипсоносных пачках с прослоями известняков, доломитов мелководной зоны шельфа аномалии (частость 35 %) отличаются наиболее высокой интенсивностью гамма-излучения – от 89 до 335 мкР/час, в среднем 134 мкР/час. 60 45

200 160 120

30

80

15

40

0 1

2

3

0 1

2

3

Рисунок 28 - Распределение радиоактивных аномалий в породных комплексах отложений серпуховского яруса нижнего карбона: 1. Доломиты, известняки, прослои ангидритов. 2. Ангидриты, прослои известняков. 3. Доломиты, известняки. Высокорадиоактивные породы карбонатной толщи зачастую подвергнуты выщелачиванию, в них проявлена пористость и отмечаются прослои органогенно-детритовых известняков. Приуроченность аномалий к проницаемым горизонтам и участкам разреза не исключают эпигенетического перераспределения радионуклидов при наличии седиментационно-диагенетических концентраций, в том числе в составе гипсоносных толщ. Стабильно высокая радиоактивность от 58 до 360-640 мкР/час, в среднем 223 мкР/час отмечается в серых, темно-серых кавернозных трещиноватых доломитах с содержанием битумного вещества Боровско-Залесской зоны поднятий. Природа радиоактивности эпигенетическая, урано-битумная. Радиоактивность литофаций визейского яруса (окский надгоризонт) характерна для центральной части Бузулукской впадины. Накопления морского бассейна с нормальной соленостью включают прибрежно-морские терригенные фации аргиллитов, алевролитов, песчаников. По мере удаления от береговой линии сменяются преимущественно карбонатным разрезом, без сульфатов, с прослоями глин. К ним приурочены аномальные радиоактивности в 130-135 123

мкР/час (песчано-глинистые фации) и 90 мкР/час в карбонатных накоплениях (известняки пелитоморфно-мелкозернистые, а также шламовомелкодетритовые). Природа аномалий нормально-осадочная, в карбонатном комплексе, возможно, эпигенетическая. В этой же части Бузулукской впадины надфоновая радиоактивность до 170 мкР/час (аномалия Воробьевская) выявлена в нижележащих отложениях турнейского яруса. Высокорадиоактивными являются известняки пелитаморфные, органогенные, накопившиеся в относительно глубоководной зоне морского бассейна нормальной солености. Терригенные осадки, грубозернистые, неравномернозернистые – гравийнопесчаные фации прибрежной зоны верхнедевонского морского бассейна отличаются аномальной радиоактивностью в юго-восточной части изученной территории. Все установленные в фаменском ярусе верхнего девона аномалии сосредоточены на Восточно-Оренбургском сводовом поднятии. Колганская терригенная толща в районе Восточно-Оренбургского поднятия примыкает к области сноса, подступающей со стороны Соль-Илецкого девонского палеоподнятия. Аномальные участки характеризуются незначительной активностью гамма-излучения от 24 до 61 мкР/час, в среднем 39 мкР/час. Низкие, относительно монотонные по интенсивности излучения повышенные активности, приуроченность к терригенным отложениям допускают седиментационнодиагенетический генезис скоплений радионуклидов. Не исключена возможность их выщелачивания фильтрующимися водами. Накопления эйфельского яруса среднего девона так же, как и колганская толща, отличаются аномальной радиоактивностью, выявленной в слоях песчаников, алевролитов, аргиллитов койвенского и бийского горизонтов. Аномалии установлены в скважинах на территории Бузулукской впадины (29 %), Восточно-Оренбургского сводового поднятия (43 %) и южного склона Татарского свода в нижней части прибрежных и мелководно-морских накоплений (14 %). Кварцевые разнозернистые прибрежно-морские песчаники, алевролиты, каолинитовые аргиллиты имеют радиоактивность от 30 до 114 мкР/час, в среднем 57 мкР/час. Максимальная для отложений эйфельского яруса радиоактивность установлена в мелководной терригенной фации бийского горизонта (Бузулукская впадина, Ленинградская площадь), представленной песчаниками, алевролитами. Повышенная радиоактивность выявлена также в архейско-протерозойских комплексах фундамента в Боровско-Залесской зоне и Зайкинско-Росташинской 124

зоне Бузулукской впадины, где в разрезе чехла отсутствуют отложения от кембрия до силура. Интенсивность излученя от 52 до 76 мкР/час отмечена в гранитогнейсах, выветрелых биотитовых плагиогранитах и мигматитах. Их приуроченность к поверхности фундамента при длительном перерыве раннепалеозойского осадконакопления связана с образованием аномальных скоплений радионуклидов при процессах гипергенного перераспределения и корообразования. В результате проведенных исследований установлена дифференцированность размещения глубинной аномальной радиоактивности на территории западной части Оренбургской области, контролируемая не только известными районированными подразделениями (Бузулукская впадина, южный склон Татарского свода, Восточно-Оренбургское сводовое поднятие), но и структурами более низкого порядка, осложняющими строение данных районированных зон. Изучение распределения аномальной радиоактивности в разрезах осадочного чехла показало ее зависимость от литолого-фациальной характеристики, состава литогенетического комплекса пород и генетических особенностей процессов образования скоплений радионуклидов. Часть скоплений радионуклидов имеет отчетливый литолого-фациальный контроль (темно-серые, черные озерно-болотные застойного типа осадки акчагыльского яруса плиоцена; прибрежно-морские фосфоритоносные фации нижнего мела, юрской системы; терригенные гравийно-песчаные фации верхнего девона) и является седиментационно-диагенетической. К этому же типу принадлежит значительная часть аномалий в соленосно-гипсоносных толщах – галогенных фациях солеродных морских бассейнов (нижняя, верхняя пермь). При этом повышенная радиоактивность каменных и калийных солей, ангидритов, гипсов, сульфатизированных карбонатных пород с включениями калийной и каменной соли отражает их обогащенность радиоактивными изотопами калия, стронция, возможно цезия в период осадкообразования. Источником радионуклидов седиментационно-диагенетического типа являются радиоактивные компоненты, выносимые из области сноса в виде взвесей (среднее содержание урана = 1,5×10-4 %) и в растворенной форме (среднее 5,5×10-7 г/л, по В.И. Данчеву, А.И. Перельману и др., 1980). Известно [49, 69, 74], что наиболее распространенными формами миграции урана в экзогенных условиях являются уранил-карбонатные и уранил-гуматные комплексы, меньшее значение имеют гидроксил-уранильный и ограниченное – уранилсульфатный комплексы при энергичной водной миграции и весьма слабой биогенной. При этом осадки, а затем осадочные породы в определенных геологи125

ческих, геохимических, фациальных условиях поглощают радионуклиды, то есть выступают в качестве аккумулирующей среды. Активную роль в таких событиях играют сорбционные процессы, в частности процессы образования ураноорганических комплексов, а также окислительно-восстановительные реакции, изменение условий кислотности-щелочности и действие гравитационного фактора. Отсюда разнообразие продуктивных в отношении радионуклидов литогенетических компонентов осадочных толщ и их сочетаний в конкретных регионах. При формировании седиментационно-диагенетических аккумуляций сорбционные явления, начинаясь непосредственно при осадконакоплении, продолжаются, сочетаясь с окислительно-восстановительными реакциями в диагенезе с образованием первичных минералов, содержащих уран и другие радионуклиды – глауконита, фосфорита, гидроксидов алюминия, глинистых минералов, углефицированной растительной органики и тонкорассеянного битуминозного вещества [106]. Повышенные концентрации урана и продуктов его распада, возникшие за счет сорбционных процессов и образования урансодержащих комплексов, могут быть подвергнуты воздействию органического вещества и продуктов его разложения (СО2, NH4, H2S, H2, CH4) с закреплением радионуклидов в породе в виде самостоятельных тонкорассеянных минеральных новообразований (уранинит, настуран, коффинит и др.). Такого рода аккумуляции известны как в морских, так и в континентальных отложениях. В континентальных отложениях, формирующихся в субаэральных условиях, продолжающих существовать и в стадию уплотнения осадков и превращения их в породу, могут образоваться аномальные скопления, относимые к экзодиагенетическому типу – в пестроцветных и красноцветных толщах перми, триаса, юры, неогена. Экзодиагенез по М.С. Шевцову – это диагенез в субаэральных условиях. Такие скопления продуцируются кислородными урансодержащими водами приповерхностного залегания (грунтовыми, речными), взаимодействующими с осадками, содержащими восстановительный материал (органические остатки любого происхождения). В разрезе осадочных толщ экзодиагенетические скопления приурочиваются к контакту сероцветных и красноцветных, пестроцветных пород, либо к пестроцветным слоям с гнездообразным дискретным распределением восстановительных условий. Концентрации радионуклидов седиментационно-диагенетического типа установлены на большей части исследуемой территории, включая Предуральский прогиб, Восточно-Оренбургское сводовое поднятие, Бузулукскую впадину 126

и южный склон Татарского свода. Это районы с широким развитием осадочных формационных и фациальных комплексов, обычно содержащих органическое вещество гумусового или нефтяного рядов. Общее число седиментационнодиагенетических аномалий 93, что в общем балансе участков надкларковых скоплений радионуклидов составляет 32 %. Зачастую породы, включающие скопления радионуклидов отличаются присутствием органического вещества, сульфидов, в первую очередь пирита. Это серые, темно-серые, черные глины с обилием углефицированной органики. Другие литолого-фациальные разновидности с аномальной радиоактивностью седиментационно-диагенетического типа – фосфоритоносные пески с глауконитом, угленосные глины, угли в составе верхнеюрских песчаноглинистых толщ и кварцево-глауконитовые пески, песчаники с желваками фосфоритов в отложениях верхнего мела. Аномальные и фоновые аккумуляции радионуклидов выше рассмотренных генетических типов могут быть подвержены действию наложенных эпигенетических процессов – гипергенных (поверхностное окисление и выветривание) и катагенетических – за счет движения вод, водно-газовых смесей, флюидов по проницаемым пластам, зонам трещиноватости, разуплотнения, выщелачивания с изменением состава вод, нефтей, водо-нефтяных и газовых смесей. В результате происходит перераспределение имеющихся концентраций, в том числе рассеянных фоновых, с образованием эпигенетических скоплений, отличающихся более локальным развитием и более высокими содержаниями. Так формируются зоны, поля, интервалы обогащения радионуклидами эпигенетического переотложенного типа [39, 62, 126], в том числе в области водонефтяных контактов. Это могут быть образования инфильтрационные грунтовые или пластовые в зависимости от категории, характера движения и состава вод (грунтовые или пластовые). Но для выделения изменений под действием экзогенных грунтовых или пластовых вод, для их разграничения и точной идентификации необходим дополнительный комплекс сведений, который можно получить лишь в результате специальных исследований. Поэтому более правильно на данном этапе изучения оставить за ними термин эпигенетические переотложенные, если неясен тип инфильтрации, или грунтово-инфильтрационные, когда грунтовый тип вод не вызывает сомнения. Основная черта эпигенетических переотложенных или грунтовоинфильтрационных концентраций радионуклидов – их образование в результа127

те привноса, перемещения радиоактивного вещества подземными водами в породах любого происхождения, обладающих проницаемостью, с осаждением под действием ряда факторов [32, 127]. Среди последних существенное значение имеют окислительно-восстановительные, кислотно-щелочные условия, изменение которых в относительно локальных зонах, (геохимический барьер), приводит к резкому изменению интенсивности миграции, к разрушению растворенных в воде ионов, комплексов радиоактивных и других элементов с переходом их в твердую фазу. Геохимические барьеры в случае образования концентраций эпигенетических инфильтрационных, в основном, физикохимические – восстановительный, глеевый, кислотно-щелочной, сорбционный либо биохимический. Наиболее существенным физико-химическим фактором миграции и осаждения при этом являются окислительно-восстановительные условия, которые напрямую связаны с восстановительной емкостью пород и, в первую очередь, с присутствием в их составе органического вещества. Под влиянием продуктов разложения органического вещества активно протекают окислительно-восстановительные минералообразующие процессы с восстановлением растворимых высоковалентных форм элементов с переменной валентностью (уран, селен, сера, ванадий, рений и др.) и переходом их в низковалентные нерастворимые формы (сульфиды, оксиды и др.) [88, 118]. Кроме того, органическое вещество торфа, лигнита, некоторых углей является высокоактивным природным сорбентом, способным поглощать радионуклиды, растворенные в водах [87]. Взаимодействие вод и пород с образованием зон выщелачивания и аккумулирования лежит в основе возникновения геохимического барьера радионуклидов и других элементов. При этом формируются разные геохимические типы концентраций, реализующиеся в различных геологических условиях, в различных вещественных и формационных средах, но обязательно несущие следы наложенных катагенетических изменений – окисления, оглеения, обеления, сульфидизации и др. При многообразии факторов, определяющих образование аномальных скоплений радионуклидов эпигенетических типов, обязательно наличие проницаемых пород, обеспечивающих формирование водоносного горизонта и возможность движения вод, дренирующих данный горизонт. Аномалии, отнесенные к категории инфильтрационных, контролируются на площади работ пластами, толщами проницаемых песчаных, песчано-глинистых, гравийных накоплений в отложениях юры, верхней перми, нижнего карбона, неогена, в аллювиально128

Частость,%

делювиальных отложениях и конгломератах четвертичного возраста. Эти же аномалии приурочены к горизонтам трещиноватых кавернозных известняков нижней перми, нижнего-верхнего карбона, девона. Часто зоны повышенной проницаемости, обеспечивающие движение вод с окислением вмещающих пород, приурочены к контакту литологически отличающихся толщ. В целом можно отметить заметный вклад скоплений радионуклидов переотложенного эпигенетического и грунтово-инфильтрационного типов в радиологию региона (рисунок 29). 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0

45 31

14 6

1

2

3

4

Рисунок 29 – Генетические типы скоплений радионуклидов и их удельный вес в общем балансе радиоактивности. Типы концентраций: 1 – седиментационно-диагенетческая 2 – эпигенетческий переотложенный 3 – грунтово-инфильтрационный 4 – урано-битумный К числу эпигенетических аккумуляций относится и урано-битумный тип с образованием ураноносных битумов за счет фоновых сингенетических концентраций при наличии битумных веществ нефтяного ряда. В качестве источника урана и других радионуклидов принимаются пластовые воды осадочных толщ и компонентный состав водовмещающих пород. Не исключаем и привнос радионуклидов гидротермальными растворами с одновременным радиохимическим и температурным воздействием на нефть, способствующим полимеризации углеводородов.

129

Чаще всего урано-битумные скопления возникают при минералообразовании в зонах дробления с системой мелких трещин растяжения среди терригенно-карбонатных, карбонатных отложений. Обычно ураноносные битумы черные, черно-коричневые, плотные из группы керитов-антраксолитов, асфальтитов образуются из прошедших глубинную циркуляцию подогретых восходящих водных растворов, содержащих выщелоченные из вмещающих, подстилающих пород органические соединения, уран, радий и ряд металлов [13, 35]. Как правило, урано-битумные аккумуляции формируются в раскрывающихся нефтегазоносных структурах, выведенных в зону водообмена повышенной динамики. В таких условиях битумоидные вещества могут быть подвергнуты окислению, меняют свой состав, приближаясь к битумным веществам гумусового ряда с одновременным повышением их способности концентрировать уран, радий и другие радионуклиды. Превращение фракций нефти в полужидкие и твердые битумы в зонах разуплотнения может происходить в бескислородной обстановке благодаря жизнедеятельности анаэробных бактерий (например сульфатредуцирующих с образованием сероводорода) при одновременном присутствии углеводородов и пластовых вод. Обогащение битумов радионуклидами происходит в песчаных (поровых) и в трещинных коллекторах. В последних ураноносные битумы обычно выполняют тонкие трещины, каверны, мелкие пустоты, подтверждая эпигенетическую природу этих образований. Формы нахождения радионуклидов в битумах различны – от уранорганических соединений до свободных тонкодисперсных минеральных форм. Ураносодержащий битум придает породам темно-серую, коричнево-серую, черную окраску, а их разрушение может сопровождаться появлением гнезд, пятен, полос обеленных пород с каолинитом и гидрослюдой. В заключение отметим, что установленные в регионе процессы образования надфоновых концентраций радионуклидов относятся к экзогенной группе. Аномальная радиоактивность осадочного чехла имеет различное происхождение (рисунок 29). Часть скоплений радионуклидов имеет отчетливый литологофациальный контроль и является седиментационно-диагенетической. Образование многих участков аномального радиационного фона в осадочном чехле сопряжено с проявлением наложенных процессов перераспределения радионуклидов и их концентрирования. Отражая продуктивность на нефтегазоносность изученной территории, возникают концентрации урано-битумного типа. Процессы фильтрации углеводородов и вод сопровождаются перераспределением радионуклидов седиментационного типа с последующим обогащением 130

ими отдельных участков в пластах пористых проницаемых песчаников, органогенных, органогенно-детритовых, шламовых, выщелоченных, кавернозных карбонатных пород. Эпигенетические скопления радионуклидов и, частично, седиментационно-диагенетические могут стать источником осложнения радиационной обстановки на действующих нефтепромыслах и на нефтеносных, нефтегазоносных структурах при проведении геологоразведочных работ.

131

Глава 4 Основные закономерности связи нефтегазоносности и радиоактивности Проблема радиоактивного загрязнения районов нефтегазодобычи и проведения геолого-разведочных работ на нефтяных и нефтегазовых структурах является актуальной и практически значимой задачей. Она непосредственно связана с естественной глубинной радиоактивностью [27, 25, 85, 86] в различных средах. Выполненный нами анализ позволил выявить некоторые закономерности проявления аномальной радиоактивности, осложняющией радиационную обстановку на нефтяных, нефтегазовых месторождениях и в районах их размещения, а также наметить основные черты ее поведения в связи с нефтегазоносностью. Закономерности взаимоотношений аномальной естественной радиоактивности и нефтегазоносности изучались нами по 2-м направлениям: локальному – исследовались соотношения радиоактивности и нефтегазоносности, битуминозности в разрезе нефтегазовых залежей, нефтепродуктивных горизонтов, и региональному – анализировалось размещение нарушений радиационной обстановки в объеме продуктивной толщи по отношению к продуктивным нефтяным, нефтегазоносным структурам. В региональном плане аномальная радиоактивность рассматривалась относительно элементов структурно-тектонического, нефтегеологического районирования разного уровня и относительно площадей месторождений. По локальному направлению изучалось взаимное положение в разрезе интервалов аномальной радиоактивности и нефтеносных пластов, горизонтов, вмещающих залежи углеводородов. Определялись и учитывались прямые признаки нефтеносности аномальных интервалов в виде битуминозности отдельных слоев, пропитки нефтью, присутствия битумных веществ в пустотах, трещинах, сутуро-стиллолитовых швах. При таком подходе использовались данные нефтегеологического районирования, данные по нефтеносности различных структур, продуктивности нефтеносных горизонтов месторождений (таблица 7). Учтены сведения о числе уровней размещения залежей нефти, литолого-петрографическом составе нефтевмещающих толщ и горизонтов.

132

Общность основных черт тектонического строения и распределения нефтегазоносности, положенная в основу нефтегеологического районирования, определила особенности состава осадочного покрова, его геохимии, гидрогеологии, сказалась на радиоактивности и нефтеносности и их соотношениях. Намечается определенная дифференцированность в размещении аномалий и проявлений радиоактивности в связи с особенностями структурно-тектонических условий и нефтегазоносности.

133

Таблица 7 - Характеристика нефтегазоносности и радиоактивности осадочных комплексов некоторых нефтяных месторождений Западного Оренбуржья

Тектони№ ческая № приуроп/п чен-ность

Наименование ме- Нефтегазоносный комплекс сторождения

1 2 3 4 Татарская нефтегазоносная область ФранскоЮжный турнейский Висклон Та- Байту1 зейский тарского ганское Окскосвода башкирский

2

3

134

Сокское

Черновское

Эйфельскофранский Франскотурнейский Визейский Франскотурнейский

Запасы Индекс нефти, т. проГлубина т. дукзалеСтепень тивногания, м вырабого платанста ности, % 5 6 7

Т1 Б1+Б2 Сп, А4

1250 1203 820, 800

Д1 Т1, Зл Б2

1870 1250, 1400 1247

Т1

1340

Состояние мес- Характеристика аномальной радиоактивности разреза торожде-ния 8

9

10499 56,4 %

Эксплуатируется с 1949 г.

3350 0,15 %

Эксплуатируется с 1995 г.

Глубина залегания 1148-1150, 496-498, 597 м. Интенсивность 220, 400, 84 мкР/час. Возраст С1s, С2m, С3 Глубина залегания 398, 500 м. Интенсив-ность 102 и 96 мкР/час. Возраст С3 и Р1s. Доломиты трещиноватые с примазками глин, доломиты сульфатизированные

1000

Подготовлено к разработке

Глубина залегания 620, 580650, 399-450 м. Интенсивность 430, 57-300, 58-126 мкР/час. Возраст С2m, С3, Р1a

4

5

6

7

Пашкинское

Кирсановское

Красноярское

Тарханское

Франскотурнейский

Франскотурнейский Эйфельскофранский Франскотурнейский Визейский Средневерхнекаменноугольный Эйфельскофранский Франскотурнейский Визейский Верхнепермский газ

Зл, Т1

1575, 1485

Т1

1340

Д1 Т1 Б2

2300 1680 1650

Пд

Д0+Д1 Т1 Б2 V2, V1

1000

2335 1700 1680 255

2700 .

2100 .

Подготовлено к разработке Подготовлено к разработке

Глубина залегания 797, 745, 450-491, 110 м. Интенсивность 79, 52, 308, 140 мкР/час. Возраст С2m, С3, Р1s, Р2t. В районе месторождения на глубине 555-707 м – интенсивность от 93 до 160 мкР/час в отложениях С3

24163 88,8 %

Эксплуатируется с 1942 г.

В глинизированных солях P2kz2 на глубине 304-305 м интенсивность 379 мкР/час

13463 84,7%

Эксплуатируется с 1959 г.

Радиоактивные аномалии на глубине от 346 до 843 м в отложениях С3, Р1а, Р1к, Р2u. Интенсивность от 56 до 393 мкР/час. Доло-миты, алевролиты, песчаники, ангидриты

135

Продолжение таблицы 7 1 2 3 8

Пономарев-ское

4 Эйфельскофранский

5 ДV, Д0+Д1

ФранскоДФII-1 турнейский Эйфельскофранский Д1 Южный СултанФранскоТ1 склон турнейский ВигуловоБ2 9 ТатарЗаглядин- зейский НижРVI-PVII ского непермский – ское У2-У1 свода газ Верхнепермский – газ ЭйфельскоД0+Д1 франский ДФII, СамодуФранскоЗл1, 10 ров-ское турнейский Зл2, Т1 Б2 Визейский Муханово-Ероховский нефтегазоносный район БоровЮжноВизейский скоБ2 11 Залесская АксюОкскоА4 зона тинское башкирский поднятий

136

6 2320 2220 1954 2300 16501778 1630, 1763 640 262 2223 1942, 1882, 1852, 1760 1752

2120 1633

7 9604 71,0 %

8 Эксплуатируется с 1967 г.

9 На глубине 178-245 м в отложениях Р2u от 30 до 150 мкР/час. Р1k – на глубине 460 м, интенсивность 42 мкР/час

23762 73,6 %

Эксплуатируется с 1943 г.

Радиоактивные аномалии интенсивностью 125, 135, 56-100 мкР/час, на глубине 768, 135, 520-650 м – в отложениях С3, Р1k, Р1а. На контакте Р2u и Р2kz ( глубина 346 м) – содержание урана 0,0014 %

9954 52,7 %

Эксплуатируется с 1976 г.

В отложениях С2m, интервал 1487-1488,5 м- 64 мкР/час. В 4х скважинах в отложениях Р2u, в интервале 290-345 м – от 23 до 80 мкР/час – мергели, глины, песчаники

518 4,6 %

Эксплуатируется с 1996 г.

Доломиты, известняки С1s. В интервале 1775-1838 м на нескольких уровнях интенсивность гамма- излучения от 58 до 360-640 мкР/час

Новобарское

12

13

14

15

16

МухановоТвердиЕроховлов-ское ский прогиб Бобровская зона поднятий

Юговосточная часть МухановоЕроховского прогиба

Эйфельскофранский Эйфельскофранский Франскотурнейский Визейский Окскобашкирский

Тананыкское

Франскотурнейский Визейский

Воробьевское

Эйфельскофранский Франскотурнейский Визейский Эйфельскофранский

Красное

Франскотурнейский Визейский

Д0+Д1

ДIV Т1 Б2 А4

Т1 и Т2 Б2 Д0+Д1 Т1 Б2-1, Б22

ДV, ДIII, ДII, Д1 ДФР, ДФ Б2

2799

3410 2830 2460 1825

2818, 2855 2789 3580 2605 2565 3490, 3405, 3320, 3295 3245, 2736 2416

156

7241

7892 47,2 %

2154 1,4 %

1369 3,4 %

Законсервировано

Гранито-гнейсы фундамента. В 2-х скв. на глубине 2900 и 2970 м интенсивность 52 и 64 мкР/час

В разведке

В законтурной части месторождения в скв. 128 на глубине 3426-3430 м радиоактивные аномалии интенсивностью 87114 мкР/час. Приурочены к песчаникам D2ef1

Эксплуатируется с 1979 г. Эксплуатируется с 1981 г. Эксплуатируется с 1994 г.

Аномалия "Тананыкская" в отложениях С1v (окский надгоризонт). На глубине 2805-2811 м интенсивность 130 и 135 мкР/час Аномалия "Воробьевская" в отложениях С1t. На глубине 2698-2700 м – 170 мкР/час. Известняки с выпотами нефти Песчаники, алевролиты койвенского горизонта D2ef1. На глубине 3550 м интенсивность 50 мкР/час

137

Продолжение таблицы 7 1 2 3

17

Юговосточная часть МухановоЕроховского прогиба

4 Эйфельскофранский

Кодяковское

Франскотурнейский Визейский Окскобашкирский

5 ДV, ДIV, ДIII, Д1 ДФ, Зл, Т1, Т2 Б2 О4а

Восточно-Оренбургский нефтегазоносный район ДV-1, ЭйфельскоДV-2, франский ВосточноДIII ОренДонецкоДКТ-2, 3 Франско18 бургское СыртовТ1, Т0 турнейский сводовое ское Р1, Р2, поднятие Р3 Нижнепермский (газ) ДV-1, Эйфельскофранский ДV-2 ВосточноДIII, ОренДачноФранскоДФР, 19 бургское Репинтурнейский ДКТ-1, 2, сводовое ское ДКТ 3-5 поднятие НижнепермРIV, PV ский (газ) 138

6 3575, 3535, 3505, 3415 2760, 2650, 2550, 2503 2463 2250 3852, 3829, 3653, 3776 3446, 3501 3101 3740, 3745, 3715, 3535 3344, 3330, 3325 1730

7

8

9

3766 20,8 %

Эксплуатируется с 1982 г.

Аномалия "Малаховская"в отложениях С1v (окский надгоризонт). На глубине 2420,5-2421 м в известняках, доломитах с прослоями темно-серых глин – 90 мкР/час.

10786 1,5 %

Эксплуатируется с 1990 г.

В 6-ти скважинах в контуре месторождения в интервале 3502-3654 м интенсивность от 24 до 36 мкР/час. Аномалии приурочены к гравелитам, песчаникам, алевролитам колганской толщи (D3f).

4395 4,2 %

Эксплуатируется c 1994

В 2-х скважинах в отложениях С2b (органогенно-детритовые известняки) выявлена аномальная радиоактивность интенсивностью 50 и 62 мкР/час на глубинах 2359-2360 и 2405-2411 м

Николаев-ское

20

Эйфельскофранский

Д0+Д1

2910

Законсервировано

В песчаниках койвенского горизонта D2ef1 на глубине 30763121 м – от 30 до 42 мкР/ч.

15969 16,2 %

Эксплуатируется с 1979.

11 скважин с аномальной радиоактивностью в контуре месторождения. В отложениях С1s на глубинах от 2690 до 2805 м интенсивность 36-223 мкР/час. В карбо-натных породах Р1s на глубине 1662 м – 70 мкР/час. В песчаноглинистых отложени-ях Т1 на глубине 241 м – 52 мкР/час.

2064 8,5 %

Эксплуатируется с 1993 г.

Рядом с месторождением в доломитах С3 на глубине 19521953 м – 50 мкР/час

33488 20,4 %

Эксплуатируется с 1989 г.

8 скважин в контуре месторождения. В известняках, доломитах серпуховского яруса (С1s) на глубинах от 2860 до 3013 м – интенсивность от 33 до 118 мкР/час

410

Южно-Бузулукский нефтегазоносный район Эйфельскофранский

21

ГаршинскоЕфимовская зона поднятий

Гаршинское

Визейский Окскобашкирский

Широкодольское

22

франскотурнейский

ЭйфельскоФранский Визейский

23

ЗайкинскоРосташинская зона поднятий

ЭйфельскоРостафранский Вишин-ское зейский

ДV-2, ДV-3, ДIV, ДIII Т2, Т3-1, Т3-2, Т1 Б2 А4-1, А4-2

4284, 4260, 4175, 4095 3274, 3250, 3215, 3182 3120, 3118 2476, 2438

ДIV, ДIII-1, ДIII-2 Б2

4250, 4199, 4120 3155

ДV, ДIV, ДIII-1, ДIII-2 Б2

4450, 4330, 4234, 4210 3342

139

Продолжение таблицы 7 1 2 3

24

25

ЗайкинскоРосташинская зона поднятий ЗайкинскоРосташинская зона поднятий

Зоринское

Зайкинское

4

5

6

Эйфельскофранский

ДV-1,ДV2, ДIV, ДIII ДIV

4535, 4510, 4396, 4405439 6

(газ - конденсат) → Эйфельскофранский (газ - конденсат) →

26

Конновское

Эйфельскофранский

27

ВосточноЗайкинское

Эйфельскофранский (газ конденсат) →

140

ДV-0, 1, 2 ДIII, ДIII-1 ДIV-1, ДIV-2

4500, 4460, 4290, 4272, 4428, 4392

ДV-2, ДIV-1, 2, 3 ДIII-2

4480 4340 4290

ДIII ДIV-1, ДIV-2

4270 4330, 4356

7

1900 т. т.

8 Эксплуатируется

11245 33 %

Эксплуатируется с 1987 г.

5365 3,1 %

Эксплуатируется с 1993 г. Законссервировано

9 Скв. 800 в контуре месторождения. В отложениях С1s – 9 интервалов на глубине 29223047 м, интенсивность от 70 до 335 мкР/час – в доломитах и ангидритах 7 скважин в контуре месторождения. Глубина залегания аномалий 3008-3130, 2171-2194, 1990 м. Интенсивность 46-208, 65-397, 250 мкР/час. Возраст С1s, С3, Р1s. Известняки пористые, прослои ангидритов 4 скважины в контуре месторождения. Известняки, доломиты С1s. На глубине от 2917 до 2974 м – 53-115 мкР/час. Рядом в AR-PR на глубине 4612 м – 63 мкР/час, в биотитовых плагиогранитах Скв. 602 в контуре месторождения. Известняки с прослоями ангидритов, Р1а. На глубине 2134-2140 м – 91 и 81 мкР/час

28

29

30

Южное погружение Бузулукской впадины

Новособолевское

Эйфельскофранский

Устрялов-ское

Эйфельскофранский Визейский

Вишневское

Эйфельскофранский (газ конденсат) →

ДV-2

ДIV Б2 ДIV, ДIII ДV-1, 2, ДIV

4560

4227 3485 4380, 4185 4240

438 5,9 %

142

795 2,3 %

Эксплуатируется с 1989 г. В разведке Эксплуатируется с 1994 г.

Скв. 179 в контуре месторождения. В известняках С1s на глубине 2927 и 3023 м – интенсивность 50 и 65 мкР/час Скв. 419 в контуре месторождения. В доломитах темносерых С1s на глубине 3161,53162,9 м – 119 мкР/час Две скважины в контуре месторождения. В кровле фундамента на глубине 4389 и 4461 м интенсивность гаммаизлучения 76 и 82 мкР/час

141

Изучая литолого-фациальные особенности и литогенетические типы интервалов размещения аномальной радиоактивности, можно наметить определенную зависимость последних от литолого-фациальной обстановки. Седиментационно-диагенетическая природа целого ряда интервалов с повышенной интенсивностью излучения этого не исключает. Но относительно малая изменчивость преимущественно морских накоплений горизонтов и толщ с аномальной радиоактивностью при локальности аномалий указывает на наличие других факторов, приведших к неравномерности размещения на территории рассматриваемой части Волго-уральского нефтегазового облака общего радиационного поля. Основные закономерности связи нефтегазоносности и радиоактивности выражены в трансформации глубинных радиоактивных аномалий в поля, фиксируемые многочисленными скважинными пересечениями, приуроченными к залежам нефтяных и газовых месторождений. В разрезе нефтегазоносных комплексов аномалии располагаются в нефтеносных пластах и в зонах водонефтяного контакта, иногда смещаясь в надпродуктивные, подпродуктивные пласты и толщи [22, 85]. Картированием установлено, что аномальные активности группируются в поля, зоны, области, тяготеющие к конкретным структурам II и III порядков. Нефтегеологические районы, контролирующиеся структурными планами территории, также по-разному проявляют себя в отношении радиоактивности. Для наглядности охарактеризуем размещение аномальной радиоактивности и нефтяных, нефтегазовых объектов по структурным подразделениям чехла. В пределах южного склона Татарского свода выделены Северо-Кинельская и Большекинельская зоны нефтегазонакопления (Денцкевич и др., 1998). Зоны входят в состав Татарской нефтегазоносной области. Многопластовые залежи нефти установлены в отложениях эйфельско-франского (пласты ДVII, Д0, Д1), франско-турнейского (ДФ-II, Зл1, Зл2, Т1), визейского (Б1+Б2), окско-башкирского (Сп, А4), средне-верхнекаменноугольного (пласт Пд) комплексов. Этот район контролирует значительное количество радиоактивных аномалий в разрезах скважин (рисунок 30). Контроль участков аномальной радиоактивности структурными элементами Татарского свода проявляется отчетливо, однако зачастую поля, участки с надкларковыми скоплениями радионуклидов не совпадают в плане и в разрезе с контурами месторождений, залежами и продуктивными пластами. Тем не менее, наблюдается перекрытие в плане полей аномальной радиоактивности и нефтегазоносных структур (рисунки 31,32). Северо-Кинельская зона нефтегазонакопления включает Байтуганское, Сокское, Черновское, Пашкинское месторождения, в разрезе которых устанавливаются интервалы аномальной радиоактивности (рисунок 31). 142

Байтуганское месторождение находится в эксплуатации. Основной нефтеносный пласт входит в состав карбонатной толщи турнейского яруса нижнего карбона (Т1). Нефтеносными являются терригенные пласты Б1 и Б2 бобриковского горизонта. Глубины залегания подошвы пластов 1250 и 1203 м. Нефтяные залежи размещаются также в окско-башкирском комплексе на глубинах 820 и 800 м.

143

Рисунок 30 – Карта размещения радиоактивных аномалий на геологической основе (по Д.Г. Тараборину) Масштаб 1:500000 Условные обозначения на следующей странице 144

В контуре месторождения установлено присутствие аномальной радиоактивности. Радиоактивность, превышающая предельно допустимую норму, выявлена на глубине 1148-1150 м в темно-серых доломитах серпуховского яруса 145

нижнего карбона. По трем пересечениям здесь установлена интенсивность гамма-излучения в 84, 235 и 400 мкР/час – в отложениях московского яруса среднего карбона, на глубине 597 м, в осадках верхнего карбона на глубинах 575 и 496 м. Во всех скважинах скопления радионуклидов приурочены к серым, темно-серым известнякам, доломитам, доломитизированным известнякам трещиноватым с сутуро-стилолитовыми швами. При этом максимальная активность в 234 и 400 мкР/час имеет непосредственную связь с эпигенетическими битумами нефтяного ряда (налеты, примазки по сутуро-стилолитовым швам, пропитка). Соотношения аномалий с уровнями размещения нефтяных залежей различны, но, как правило, они не совпадают с глубиной залегания нефтяных залежей. Интервалы с интенсивностью 234, 400 мкР/час находятся на более высоком уровне по сравнению с положением залежей во всех продуктивных пластах. Аномалия в карбонатных отложениях серпуховского яруса (220 мкР/час) превышает на 100 м по глубине залегания основной продуктивный пласт месторождения Т1, локализованный в малопористых карбонатных накоплениях турнейского яруса, и на 50 м - продуктивные пласты бобриковского горизонта. Аномальная интенсивность гамма-излучения (Сходненско-Шенталинская группа аномалий) характерна для Сокского нефтяного месторождения рассматриваемого района, располагаясь непосредственно в его контуре. Продуктивными комплексами на месторождении является терригенно-карбонатный эйфелько-франский, карбонатный франско-турнейский и терригенно-карбонатный визейский. Глубина залегания продуктивных пластов – 1870 м (Д1, пашийский горизонт), 1125, 1400 м (Т1, ЗЛ) и 1247 м (Б2). Повышения радиоактивности в 96 мкР/час установлены в сульфатизированных карбонатных породах сакмарского яруса нижней перми на глубине 398 м. Причем породы локального аномального пересечения по бета-промеру содержат уран в количестве 0,053%, что, при низком коэффициенте радиоактивного равновесия, допускает наложенный характер этой радиоактивности. В серых известняках, доломитах трещиноватых с примазками глин, возможно битумов, в отложениях верхнего карбона (скв. 564) выявлена интенсивность излучения в 102 мкР/час на глубине 500 м. Все аномальные интервалы размещены выше уровня продуктивных нефтеносных пластов. Черновское месторождение нефти содержит нефтяные запасы в карбонатных отложениях франско-турнейского литолого-фациального комплекса. Пласт-коллектор Т1 сложен детритовыми комковатыми известняками, подвергшимися в разной степени перекристаллизации и доломитизации, с тонкими прослоями карбонатов, глинистых и глинисто-битуминозных пород. Залежи соответствуют уровню в 1340 м. Радиоактивные аномалии установлены по нескольким скважинам непосредственно в контуре месторождения (таблица 8). Многоуровневая гаммаактивность приурочена к органогенно-обломочным, иногда пористым известнякам с линзами глин ассельского яруса нижней перми. Интенсивность излуче146

ния от 58 до 126 мкР/час в интервале 399-450 м. По остальным скважинам в контуре месторождения аномалии приурочены к карбонатным отложениям московского яруса среднего карбона и позднекаменноугольным накоплением. В трещиноватых известняках московского яруса с примазками глин активность в 430 мкР/час расположена на глубине 620 м. Серые, темно-серые трещиноватые с битумами известняки, доломиты верхнего карбона содержат радиоактивные интервалы в 190, 57-300 мкР/час на глубинах 580-650 м.

147

148

Уровни размещения промышленной нефтеносности и аномальной радиоактивности в разрезе разобщены и смещены значительно выше залежей нефти. Приуроченность скоплений радионуклидов к пластам органогенно-детритовых с низким фоном радиоактивности или трещиноватых пород допускает их перераспределение с концентрированием при условии движения растворов, водонефтяных смесей. Пашкинское месторождение содержит в области размещения залежей нефти надкларковые скопления радионуклидов (аномалия Кандызская). На месторождении в составе франско-турнейского комплекса присутствуют продуктивные пласты ЗЛ и Т1. Пласт ЗЛ сложен серыми органогенными сгустково-комковатыми известняками перекристаллизованными, кавернозными, пористыми с прослоями битуминозных глинистых пород в пачке осадков, перекрывающих пласт-коллектор. Горизонт Т1 аналогичен таковому на Черновском месторождении. Глубины залегания залежей нефти 1575, 1585 м. Радиоактивные интервалы с интенсивностью гамма-излучения 50 мкР/час и выше выявлены в разрезе нижней (сакмарский ярус), верхней (татарский ярус) перми, в отложениях среднего и верхнего карбона (таблицы 7,8). Каменноугольные отложения по скважинам 719 и 720 включают аномалии интенсивностью 79 и 52 мкР/час на глубинах 797 и 745 м соответственно в трещиноватых известняках и доломитах. Карбонатные отложения с прослоями сульфатов в разрезе сакмарского яруса имеют в интервале 450 – 491 м интенсивность излучения до 364 мкР/час. В песчано-глинистых отложениях татарского яруса гамма-активность в 140 мкР/час выявлена на глубине 110 м. В разрезах аномального поля Пашкинского месторождения и Раздольной площади скопления радионуклидов разобщены с залежами нефти, размещаясь значительно выше. Здесь так же, как и на других месторождениях северной группы, концентрирование радионуклидов наблюдается в пластах проницаемых трещиноватых известняков (С2m, С3, Р1), песчаных пород (Р2t). Домосейкинское месторождение вмещает небольшие запасы нефти в пашийском (глубина 1783 м) и ардатовском (1862 м) горизонтах эйфельскофранского нефтегазоносного комплекса. Повышения радиоактивности в контуре месторождения характеризуется максимальным значением гамма-излучения в 740 мкР/час и приурочено к отложениям верхнего карбона. Породы аномального интервала на глубине 555 м представлены серыми, темносерыми доломитами и известняками. Высокая интенсивность гамма-излучения не исключает присутствия в разрезе битумного вещества и эпигенетической природы выявленной аномалии. Диковская структура, перспективная на нефть и подготовленная к проведению глубокого бурения, обладает аномальной радиоактивностью в 160 мкР/час в отложениях верхнего карбона. В пределах Большекинельской зоны нефтегазонакопления по южному склону Татарского свода размещаются Тарханское, Султангулово149

Заглядинское, Пономаревское, Самодуровское и Красноярское месторождения, к которым приурочены поля аномалий радиоактивности и отдельные аномальные пересечения (рисунок 32). Тарханское месторождение нефти, находящееся в разработке характеризуется заметным развитием в разрезе осадочного чехла аномальной радиоактивности по скважинам (таблицы 7,8), 5 из которых размещены непосредственно в контуре месторождения, две – вблизи контура. Здесь выделены аномалии Тарханская, Тарханская II, Заглядинская и Тарханское проявление.

150

151

Промышленно нефтеносными являются терригенные отложения бобриковского горизонта - пласта Б2, карбонатный пласт Т1 кизеловского горизонта и терригенные пласты Д0+Д1 эйфельско-франского терригенно-карбонатного комплекса. Глубины залегания продуктивных пластов на месторождении – 2335, 1700 и 1680 м. Выявлены газовые залежи в толще терригенных с прослоями сульфатов отложений уфимского яруса верхней перми на глубине 255 м. Аномальная радиоактивность приурочена к разрезам ассельского (Р1а), кунгурского (Р1k) ярусов нижней перми, а также к карбонатным отложениям верхнего карбона (таблица 8). Таблица 8 - Соотношение в разрезе радиоактивных аномалий и продуктивных пластов Продуктивный пласт Аномальный интервал № МесторождеСтратиграСтратигра- Актив№ ние Символ фи-ческий фический ность, п/п индекс индекс мкР/час 1 2 3 4 5 6 Татарская НГО С1t, С1v, Т1, Б1+Б2, 1 Байтуганское С1s 220 Сп, А4 С1s, С2b Д1, Зл, D3f2, D3fm3, 2 Сокское С3, Р1s 102-96 Т1, Б2 С1t, С1v 3 Черновское Т1 С1t С2m, С3, 58-430 Р1а C2m, C3, 4 Пашкинское Зл, Т1 D3fm3, С1t 52-308 Р1s, Р2t Д1, Т1, Б2, Д3f2, С1t, С1v, 5 Красноярское 379 Р2kz2 Пд С2m Д0+Д1, Т1, Б2, D3f2, С1t, С1v, 6 Тарханское С3, Р1a, Р1k 56-393 V2, V1 Р2 D2ef, D3f2, ПономаревДV, Д0+Д1 7 Р1k, Р2u 30-150 ДФII D3fm3 ское СултангулоД1, Т1, Б2, D3f2, C1t, C1v, РVI-PVII, V28 воC3, Р1а, Р1k 56-135 Р1a, Р1s, Р2u Заглядинское V1 D3f2, D3fm, CамодуровД0+Д1, ДФII, D3fm3, C1t, 9 23-80 C2m, Р2u Зл, Т1, Б2 ское C1v Муханово-Ероховский НГР Южно10 Б2, А4 С1v, С2b C1s 58-640 Аксютинское 11 Новобарское Д0+Д1 D2žv AR-PR1-2 52-64 D2žv, C1t, ТвердиловДIV, Т1, Б2, А4 D2ef1 12 87-114 С1v, С2b ское 13 Тананыкское Т1, Т2, Б2 С1t, C1v C1v 130-135 152

14

Воробьевское

15

Красное

16

Кодяковское

Д0+Д1, Т1, Б2 ДV, ДIII, ДII, ДI, ДФР, ДФ, Б2 ДVI, ДV, ДIV, ДIII, ДI, ДФ, Зл, Т1, Т2, Б2, О4а

Продолжение таблицы 8 1 2

D3f2, С1t, С1v D2ef2, D2žv, D3f2, D3fm, C1v

170

D2ef1

50

D2ef1, D2žv, D3fm2, D3fm3, D2ef1, C1v C1t, C1v, C1v

3

4

Восточно-Оренбургский НГР ДV-1, ДV-2, ДIII ДонецкоD2ef1, D2žv, 17 ДКТ-2, 3, Т1, Т0 Сыртовское D3f3, C1t, P1k Р1, Р2, Р3

36, 90

5

6

D3f3

23-36

C2b

50-62

D3f2

D2ef1

30-42

D2ef1, D2žv, С1t, С1v, С2b

Р1s, С1s

36-223

C3

50

18

ДачноРепинское

ДV-1, ДV-2, ДIII, ДФР, ДКТ- D2ef1, D2žv, D3f3, P1ar 1, 2, ДКТ 3-5РIV, PV

19

Николаевское

Д0+Д1

Южно-Бузулукский НГР ДV-2, ДV-3, ДIV, ДIII, Т3, 20 Гаршинское Т2, Т1, Б2, А41, А4-2

С1t

21

Широкодольское

ДIV, ДIII-1, ДIII- D2gv, D2žv, Б2 С1v 2,

22

Росташинское

ДV, ДIV, ДIII-1, ДIII-2, Б2

D2ef1, D2žv, С1v

С1s

33-118

23

Зоринское

ДV-1,ДV-2, ДIV, D2ef1, D2žv ДIII,

С1s

70-335

С1s, С3, Р1s

46-250

С1s

53-115

24

Зайкинское

ДV-0, 1, 2, ДIV-1, ДIV-2, ДIII, ДIII- D2ef1, D2žv 1

25

Конновское

ДV-2,ДIV-1, 2, 3, ДIII-2

D2ef1, D2žv

153

26

ВосточноЗайкинское

ДIV-1, ДIV-2, ДIII

D2žv

Р1a

81-91

27

Новособолевское

ДV-2

D2ef1

C1s

50-65

28

Устряловское

ДIV, Б2

D2žv, С1v

С1s

119

29

Вишневское

D2žv, D2ef1,

АR-PR1-2

76-82

ДIV, ДIII, ДV-1, 2

* Подчеркнут стратиграфический индекс аномального интервала, совпадающего с нефтепродуктивным пластом В верхнекаменноугольных известняках, доломитах интенсивность излучения в 145 мкР/час установлена на глубине 843 м. В известняках, доломитах ассельского возраста с прослоями сульфатов в кровле на глубине 647 м выявлен радиоактивный интервал в 56 мкР/час. Несколько аномальных интервалов с интенсивностью излучения 230, 154 и 372 мкР/час приурочено к сульфатнокарбонатным отложениям кунгура. Максимальная активность в 372 мкР/час, которой по интерпретации соответствует содержание урана 0,051 %, приурочена к слою карбонатных пород, не содержащих ангидрита. Карбонатно-терригенные породы уфимского яруса – доломиты, алевролиты, песчаники с прослоями углистого вещества и глинистые известняки с битумом содержат интервалы повышенной радиоактивности на глубине 386 и 393 м соответственно. В глинистых известняках аномалия характеризуется интенсивностью в 393 мкР/час (0,029 % урана). В песчаниках с прослоями углистой растительной органики интенсивность гамма-излучения 214 мкР/час, при содержании урана 0,012 % при заметной роли радия в балансе радионуклидов. Вся аномальная радиоактивность на Тарханском месторождении сосредоточена в верхней части разреза до глубины 843 м и разобщена в разрезе с уровнями залегания продуктивных нефтяных пластов. Радиоактивные аномалии в отложениях уфимского яруса приурочены к периферийным краевым частям газовых залежей. Султангулово-Заглядинское месторождение нефти имеет многоуровенное размещение нефтепродуктивных пластов и сложное строение. Залежи нефти размещаются в тех же, что и на Тарханском месторождении, пластах – Б2, Т1, в пласте Д1, сложенном светло-серыми мелкозернистыми песчаниками (пашийский горизонт, Д3f). Глубина залегания продуктивных пластов 2300 м, 1763, 154

1778 м, 1630, 1650 м. В отложениях сакмарского (глубина 640 м) и уфимского (глубина 262 м) ярусов локализованы газонасыщенные пласты песчаников. Аномальная радиоактивность на месторождении характерна для отложений сакмарского яруса нижней перми (96 мкР/час, глубина 520-523 м; 100 мкР/час, глубина 598-601 м). В разрезе ассельского яруса, сложенного доломитами и ангидритами, аномальная радиоактивность имеет повышенную интенсивность излучения 111 мкР/час (глубина 541-543 м). Среди известняков, доломитов, содержащих битуминозные прослои в отложениях кунгурского яруса, выявлены повышенные до 135 мкР/час интенсивности гамма-излучения на глубине 368 м. Аномальную радиоактивность до 125 мкР/час проявляют известняки, доломиты позднекаменноугольного возраста. Соотношения аномальных интервалов с нефтепродуктивными пластами аналогичны таковым для Тарханского месторождения нефти. Красноярское месторождение имеет непростое строение, осложняясь мозаично расположенными куполовидными структурами. Продуктивными являются эйфельско-франский (пласт Д1), франско-турнейский (пласт Т1), визейский (Б2) и среднекаменноугольный (подольский горизонт, пласт Пд) комплексы. Пласт Д1 сложен мелкозернистыми песчаниками пашийского горизонта и включает залежи нефти на глубине 2300 м. В отложениях пласта Т1 тульского горизонта – плотных карбонатах с прослоями пористых биогермных известняков, нефтяные залежи залегают на глубине 1680 м. Терригенные отложения продуктивного пласта Б2 бобриковского горизонта содержат промышленные скопления нефти на глубинах порядка 1650 м. И, наконец, в отложениях подольского горизонта – микрозернистых и органогенно-обломочных известняках, продуктивным на нефть уровнем являются глубины порядка 1000 м. По имеющимся данным аномальная радиоактивность проявлена в глинизированных солях гидрохимической свиты (Р2kz2) на глубине 304-305 м с интенсивностью гамма-излучения в 379 мкР/час Самодуровское месторождение с промышленной нефтеносностью в пластах Д0+Д1 пашийского горизонта, ДФII фаменского яруса, Зл1, Зл2 заволжского горизонта, Т1 турнейского яруса, Б2 бобриковского горизонта локализовано в эйфельско-франском, франско-турнейском и визейском комплексах. Терригенные отложения пласта Д0+Д1 вмещают промышленную нефть на глубине 2223 м. В карбонатных отложениях пласта ДФ глубина залегания залежей нефти 1942 м. Выше на глубинах 1882 и1850 м находятся залежи Зл1 и Зл2 155

также в карбонатных породах. Пласт Т1, представленный сгустковокомковатыми, водораслево-фораминиферовыми известняками с промышленной нефтеносностью на уровне 1760 м. И, наконец, в терригенном пласте Б2, залежи нефти располагаются на глубине 1752 м. Радиоактивность данного многопластового месторождения выражена отчетливо. В контуре промышленной нефтеносности располагается несколько скважин с аномальными интервалами. Нижний уровень радиоактивного излучения с активностью в 64 мкР/час расположен в пористых карбонатных породах московского яруса среднего карбона в интервале 1487-1488,5 м и связан с эпигенетическими концентрациями. Отдельные интервалы аномальной радиоактивности приурочены к карбонатно-терригенным (мергели, песчанки) и песчано-глинистым отложениям уфимского яруса верхней перми. Радиоактивность с интенсивностью излучения 23-80 мкР/час, в одном случае 150 мкР/час установлена в интервалах 290-342 м. Надкларковые скопления радионуклидов иногда имеют признаки перераспределения и могут считаться эпигенетическими. Пономаревское месторождение включает нефтяные пласты эйфельскофранского и франско-турнейского нефтегазоносных комплексов. Продуктивные пласты Д0 + Д1 (пашийский горизонт) вмещают нефтяные залежи на глубине 2220 м. В продуктивном пласте фаменского яруса – детритово-комковатых известняках пласта ДФII-1, залежи нефти выявлены на глубине 1954 м, а пласт ДVII – малопродуктивен, разрабатывается единичными скважинами. Аномальная радиоактивность на месторождении связана со слоями мергелей, песчаников с обломками обугленной древесины уфимского яруса верхней перми. Интенсивность гамма-излучения от 30 до 150 мкР/час установлена на глубинах 178-245 м. Повышения радиоактивности в 42 мкР/час встречены в кунгурской толще. Отметим, что в месторождениях нефти Большекинельской зоны дислокаций аномальная радиоактивность установлена на многих разрабатываемых месторождениях, но проявлена на более верхних уровнях по сравнению с продуктивными горизонтами разреза. Как правило, это различные ярусы пермской системы – ассельский, сакмарский, уфимский, в меньшей мере казанский, кунгурский. Интервалы с повышенной и высокой интенсивностью гаммаизлучения локализованы преимущественно в глинисто-песчаных проницаемых отложениях (40 % всех аномальных интервалов). В карбонатных отложениях, известняках, доломитах, в том числе с битумной пропиткой в отдельных участках, сосредоточено 25 % аномалий. Порядка 35 % интервалов с повышенной 156

радиоактивностью, в том числе с интенсивностью гамма-излучения 393 мкР/час, локализовано в сульфатно-карбонатных отложениях кунгурского яруса. Муханово-Ероховский нефтегазоносный район и его структурные зоны с нефтяными месторождениями в некоторых участках характеризуется аномальной радиоактивностью. Вблизи сопряжения с вышерассмотренной Большекинельской зоной дислокаций располагается Боровско-Залесская зона поднятий, осложняющая северный борт Бузулукской впадины. В пределах описываемой зоны аномалии радиоактивности установлены в контуре Южно-Аксютинского и Новобарского нефтяных месторождений. На Южно-Аксютинском месторождении нефтеносность связана с визейским и окско-башкирским нефтегазоносными комплексами. В составе визейского комплекса выделен продуктивный пласт Б2 бобриковского горизонта, сложенный пористыми песчаниками с залежами нефти на уровне 2120 м. Другой нефтевмещающий горизонт А4 приурочен к карбонатным отложениям окско-башкирской толщи, содержит нефть на глубине 1633 м. Аномальная радиоактивность известна по двум скважинам в доломитах, известняках, с признаками битумов, с прослоями ангидритов серпуховского яруса нижнего карбона (таблица 7). Многоуровенная повышенная радиоактивность установлена в интервале 1775-1838 м с интенсивностью гамма-излучения от 58 до 360-640 мкР/час (аномалия "Редкодубовская I"). Суммарная мощность радиоактивных интервалов превышает 6 м. Наличие высококонтрастных аномалий в условиях проявленной битуминозности свидетельствует в пользу урано-битумного типа эпигенетичности скоплений радионуклидов и возможной связи с битумами. Аномальная радиоактивность на Южно-Аксютинском месторождении располагается в горизонтах пород, между нефтепродуктивными пластами, не совмещаясь с ними, либо совмещаясь частично в своде структуры. В пределах Новобарского законсервированного месторождения отмечается присутствие в фундаменте в биотитовых плагиогранитах, выветрелых плагиогранитах и в гранито-гнейсах радиоактивных интервалов с интенсивностью от 52 до 76 мкР/час. Аномалии размещены в кровле допалеозойского фундамента на глубинах 2900-2970 м, и связаны, скорее всего, с гипергенным перераспределением радионуклидов в коре выветривания. Бобровская и Покровско-Сорочинская зоны поднятий по южному погружению северного борта Бузулукской впадины (внешняя бортовая зона Мухано157

во-Ероховского прогиба) контролируют Бобровско-Покровско-Сорочинскую группу месторождений. Тананыкское месторождение нефти размещается в пределах Бобровской зоны с локализацией нефтяных залежей во франско-турнейском и визейском нефтеносных комплексах. Продуктивными являются пласты Т1 и Т2 в карбонатных породах турнейского яруса и пласт Б2 в терригенных пористых песчаных отложениях бобриковского горизонта визейского комплекса. Нефтеносные залежи пластов Т1 и Т2 располагаются на уровнях 2818 и 2855 м, пласт Б2 имеет глубину залегания 2789 м. Аномалия Тананыкская, выявленная в законтурной скважине 174 характеризуется интенсивностью излучения от 130 до 135 мкР/час. Активность установлена на глубинах 2805 и 2811 м в алевролитах и песчаниках окского надгоризонта визейского яруса нижнего карбона, представленного в этом районе терригенными фациями (таблица 7). Пласты с аномальными активностями залегают над продуктивным горизонтом Б2, практически перекрывая его. Для месторождения характерна близкая совмещенность в разрезе залежей нефти и радиоактивности. Воробьевское месторождение расположено в южной части МухановоЕроховского прогиба. Нефтеносными являются те же комплексы, что и на Тананыкском месторождении, а также дополнительно эйфельско-франский. Продуктивны пласты Д0 и Д1 (глубина вскрытия 3580 м), пласт Т1 (2605 м) и пласты Б2-1, Б2-2 с залеганием нефтяных залежей на уровне 2565 м. Пласты Д0 и Д1 эйфельско-франского комплекса, в разрезе пашийского горизонта сложены песчаниками и крупнозернистыми алевролитами. Пласт Т1 франско-турнейского комплекса аналогичен таковому на Тананыкском месторождении. Пласт Б2 – песчаники с прослоями алевролитов бобриковского горизонта дифференцируется на месторождении на пласты Б2-1 и Б2-2. Радиоактивность Воробьевского месторождения отражена в выявленной аномалии "Воробьевская". Интенсивность радиоактивного излучения в 170 мкР/час установлена в известняках турнейского яруса нижнего карбона с выпотами нефти в интервале 2698-2700 м. По своему залеганию приближается к нефтепродуктивному горизонту Т1 и Б2-1. Кодяковское месторождение расположено в юго-восточной части Муханово-Ероховского прогиба. Имеет многоуровенный характер размещения нефтегазоносности. На Кодяковском месторождении нефтеносность связана с эйфельско-франским, франско-турнейским, визейским и окско-башкирским ком158

плексами. Промышленно нефтеносными являются пласты ДIV, ДV, ДIV, ДIII, Д2, Д1, а также ДФР, ДФ, Б2, О4а. Пласт ДV – биогермные известняки афонинского горизонта, содержит залежи нефти на глубине 3575 м, пласт ДIV воробьевского горизонта, в терригенных песчаниках различной зернистости - 3535 м. На глубинах 2760 и 2650 м. залегают пласты ДФ и Зл заволжского горизонта, сложенные известняками органогенными, сгустковато-комковатыми, мелкодетритовыми. Франско-турнейский нефтегазоносный комплекс включает продуктивные пласты Т1, Т2 турнейского яруса (кизеловский, черепетский горизонты), сложенные органогенно-детритовыми известняками с прослоями глинистых и битуминозно-глинистых карбонатов. Нефтяные залежи в этих пластах находятся на глубинах 2550 м (пласт Т1) и 2503 м (Т2). Визейский комплекс месторождения содержит терригенный песчаный пласт бобриковского горизонта Б2 с залежами нефти на глубине 2463 м. Залежи нефти пласта О4а.окско-башкирского комплекса расположены на глубине 2250 м. Пласт-коллектор сложен известняками органогенно-детритовыми и выщелоченными кавернозными доломитами. На Кодяковском месторождении в пределах контура нефтеносности выявлена аномалия "Малаховская" в известняках, доломитах с маломощными прослоями темно-серых глин интенсивностью 90 мкР/час в интервале глубин 2420,5-2421 м. Аномальная радиоактивность установлена в одном из пластов окского надгоризонта визейского яруса. Надгоризонт входит в состав окскобашкирского нефтеносного комплекса и является продуктивным на месторождении. Красное месторождение имеет столь же многоуровенную нефтеносность, как и месторождение Кодяковское, сходные глубины залегания нефтяных залежей и состав продуктивных на нефть пластов. В контуре месторождения в песчаниках, алевролитах койвенского горизонта Д2ef1 в нижней части девонского разреза, в толще, подстилающей основные продуктивные пласты, в интервале 3550-3551 м выявлена аномалия в 50 мкР/час. В пределах южного погружения Бузулукской впадины участки аномальной радиоактивности сосредоточены в пределах Гаршинско-Ефимовской и Зайкинско-Росташинской и Вишневской групп месторождений (рисунок 33). Месторождения приурочены к структурно-блоковым ступеням, которые контролиру159

ются разрывными нарушениями и соответствуют зонам поднятий в структуре осадочного чехла. Гаршинско-Ефимовская группа месторождений приурочена к одноименной структурной зоне поднятий. Включает Гаршинское, Ефимовское, в настоящее время объединенные, и Широкодольское месторождения нефти. Гаршинское многопластовое месторождение содержит промышленную нефть в пластах ДV-2, ДV-1, ДIV, ДIII афонинского, воробьевского и ардатовского горизонтов эйфельско-франского нефтеносного комплекса, в пластах Т2, Т3-1, Т3-2 турнейского яруса франско-турнейского комплекса, Б2 – бобриковского горизонта визейского комплекса и А4-2, А4-1 окско-башкирского нефтяного комплекса. Пласты Т2, Т3-1, Т3-2 слагаются карбонатными породами (органогенные известняки), пласт Б2 бобриковского горизонта – преимущественно песчаниками. Продуктивные нефтяные пласты в разрезе месторождения залегают на глубинах 3274, 3250, 3215, 3182 м (пласт Т), 3120 м (пласт Б2) и 2476, 2438м (пласт А4). Продуктивные пласты девона размещаются на глубинах свыше 4 тыс. метров: 4284, 4260, 4175 и 4095 м.

160

161

Аномальная радиоактивность проявлена на месторождении широко (11 скважин). Как правило, аномалии размещаются в контуре месторождения (рисунок 33). Основное количество аномальных интервалов приурочено к известнякам, доломитам, редко сульфатизированным, в отложениях серпуховского яруса нижнего карбона. Радиоактивность многоуровенная, интервалы с различной интенсивностью гамма-излучения от 57 до 223 мкР/час размещены в диапазоне глубин от 2805 м до 2680 м, в толще мощностью 125 м. Толща серпуховских отложений с аномалиями радиоактивности не совмещена с продуктивными на нефть горизонтами и разделяет пласты визейского и окско-башкирского комплексов. На Гаршинском месторождении аномальной радиоактивностью обладают карбонатные породы сакмарского яруса нижней перми (70 мкР/час, глубина 1669 м) и песчано-глинистые отложения нижнего триаса (52 мкР/час, глубина 241-252 м). В приконтурной зоне месторождения повышение интенсивности излучения до 59 мкР/час отмечено в темно-серых глинах акчагыльского яруса верхнего плиоцена. Повсеместно аномальная радиоактивность не совпадает с продуктивными горизонтами, проявлена в пачках пород, разделяющих нефтегазоносные комплексы (С1s), либо перекрывая их (Р1s, T1, N23a). Широкодольское месторождение нефти содержит нефтяные залежи в пластах ДIV, ДIII-I, ДIII-2 и Б2 эйфельско-франского и визейского комплексов. Терригенные пласты ДIV, ДIII-I, ДIII-2 (песчаники ардатовского горизонта) вмещают залежи нефти на глубине 4250, 4199 и 4120 м. Пласт Б2 песчаников бобрикрвского горизонта визейского яруса вмещает залежи нефти на глубине 3155 м. Непосредственно на месторождении аномальная радиоактивность отсутствует. В законтурной зоне в доломитах верхнего карбона на глубине 1952-1953 м есть аномалия интенсивностью 50 мкР/час. В целом площадь размещения нефтяных месторождений ГаршинскоЕфимовской группы и объем нефтегазоносной толщи отличаются по аномальной радиоактивности. Широко аномальная радиоактивность проявлена на наиболее крупном по запасам, по числу уровней нефтепродуктивности Гаршинском месторождении. Зайкинско-Росташинская группа месторождений размещается в структурах одноименной группы поднятий. В нее входят Конновское, Росташинское, Зайкинское, Восточно-Зайкинское, Новособолевское месторождения. Для группы характерна промышленная нефтеносность эйфельско-франского и визейского комплексов. 162

Росташинское месторождение. Продуктивные пласты эйфельскофранского комплекса ДV, ДIV, ДIII-I, ДIII-2 вскрыты на глубинах 4250, 4199, 4120 м соответственно. Терригенные, терригенно-карбонатные отложения афонинского, ардатовского, воробьевского горизонтов представлены песчаными, карбонатными породами, прослеженными в субширотном направлении в районе Зайкинского, Конновского, Росташинского и Восточно-Зайкинского месторождений. Пласт Б2 бобриковского горизонта вскрыт на глубине 3155 м и включает песчаные и алеврито-глинистые прослои. Продуктивный пласт ДV сложен карбонатными породами. Аномальная радиоактивность Росташинского месторождения достаточно представительна (рисунок 33). Восемь скважин в контуре месторождения в диапазоне глубин 3013-2860 м вскрыли интервалы с интенсивностью гаммаизлучения от 35 до 118 мкР/час в отложениях серпуховского яруса нижнего карбона. Аномалии в отложениях серпуховского яруса приурочены к карбонатной толще известняков, доломитов, расположенной выше продуктивного пласта Б2, венчающей разрез нефтеносных комплексов месторождения. Конновское месторождение непосредственно примыкает к Росташинскому. Терригенные отложения воробьевского горизонта пачками глин, аргиллитов разделяются на песчаные пласты ДIV-1, ДIV-2, ДIV-3 (4340 м). Продуктивный пласт ДIII-2 также песчаный, имеет глубину залегания порядка 4290 м. Поле аномальной радиоактивности на месторождении полностью перекрывает нефтеносную структуру и выходит на северо-запад в приконтурную зону (рисунок 33). Аномалии присутствуют на нескольких уровнях в известняках, доломитах серпуховского яруса нижнего карбона. Интенсивности излучения меняются от 49 до 115 мкР/час. Глубина залегания аномальных интервалов от 2917 до 2974 м. Расположены они выше нефтепродуктивных пластов. Новособолевское месторождение значительно уступает Конновскому и Росташинскому по масштабам. Основной нефтегазоносный пласт ДV-2 в карбонатных отложениях афонинского горизонта залегает на глубине 4560 м. Аномальная радиоактивность характерна для северо-западной части месторождения, примыкающей к зоне сочленения Конновского и Росташинского. Также как и в остальных структурах этого района, повышенная интенсивность ионизирующего излучения в 50-65 мкР/час установлена на глубинах 2927, 3023 м в известняках с прослоями доломитов серпуховского яруса нижнего карбона.

163

В Зайкинско-Зоринскую группу нефтегазоконденсатных месторождений с кулисообразно размещенными Зоринским и Зайкинским месторождениями, входит помимо уже указанных, Восточно-Зайкинское месторождение. Наиболее крупное Зайкинское месторождение включает продуктивные пласты эйфельско-франского комплекса ДV-0, ДV-1, ДV-2 афонинского горизонта, ДIV-1 и ДIV-2 воробъевского горизонта и два пласта в ардатовских слоях ДIII-2, ДIII-1. Пласты афонинского горизонта ДV имеют карбонатный состав и включают слои органогенных карбонатных пород при глубине залегания 4460, 4500 м, разделенные пачкой глинистых битуминозных пород. Пласты ДIV воробъевского горизонта в основном терригенные. К ним приурочены газоконденсатные залежи с глубиной залегания 4428, 4392 м. Терригенные отложения продуктивного пласта ДIII вскрыты на глубинах 4290, 4272 м. Карбонатные породы нарушены зонами трещиноватости, предположительно связаны с разрывами оперяющей сети основного разлома, ограничивающего Зайкинскую тектоническую ступень с юга. Часть продуктивных пластов, известных на Зайкинском месторождении, а именно ДIV-1, ДIV-2 воробъевского горизонта и ДIII ардатовских слоев, вмещают залежи на Восточно-Зайкинском месторождении. Аномальная радиоактивность естественного происхождения в разрезах скважин Зайкинского и Восточно-Зайкинского месторождений объединяется в единое поле субширотной ориентировки, продолжающееся на запад в сторону Устряловского месторождения. Аномалии, также как на месторождениях Конновско-Росташинского узла, сосредоточены в разрезе серпуховского яруса на глубинах 3008-3130 м. Интенсивность гамма-излучения от 46 до 208 мкР/час выявлена в пористых кавернозных известняках с прослоями ангидритов. В известняках глинистых битуминозных верхнего карбона на глубинах 2171, 2180 и 2194 м интенсивность излучения от 65 до 397 мкР/час. В карбонатных отложениях сакмарского яруса нижней перми на глубине 1988-1990 м гаммаактивность составляет 250 мкР/час. Законтурные скважины к западу от Зайкинского месторождения вскрыли аномальные по содержанию радионуклидов интервалы в карбонатных породах серпуховского яруса интенсивностью 50-61 и 113 мкР/час на глубинах 2992-3112 м соответственно. Надфоновая радиоактивность в 80 мкР/час установлена в разрезе ассельского яруса нижней перми на глубине 2147 м в пределах Восточно-Зайкинской перспективной структуры, подготовленной к глубокому бурению. 164

Зоринское месторождение расположено кулисообразно к северо-западу от Зайкинского месторождения. В эйфельско-франском нефтеносном комплексе на месторождении присутствуют продуктивные пласты ДV-1, ДV-2 афонинского горизонта (глубина 4510, 4535), ДIV воробьевского горизонта (глубина 4405 м) и ДIII ардатовских слоев (4396 м). В пласте ДIV локализованы газоконденсатные залежи. В северной части месторождения в разрезе серпуховского яруса выявлено девять интервалов аномальной радиоактивности мощностью от 0,3 до 0,5 м (суммарная мощность 3,0 м). Интенсивность излучения от 70 до 335 мкР/час на глубинах от 2922 до 3047 м. Надкларковые скопления радионуклидов обогащают карбонатно-терригенную "покровскую пачку" в нижней части серпуховских отложений (пять аномальных интервалов), остальные приурочены к верхней карбонатно-сульфатной части разреза. К северо-востоку от месторождения в законтурной зоне в темно-серых доломитах с прослоями ангидритов на глубинах 2900 и 3033 м МЭД составляет 63 и 36 мкР/час. Недалеко от Вишневского расположено находящееся в разведке Устряловское месторождение нефти, в контуре которого в темно-серых доломитах серпуховского яруса на глубине 3163 м выявлена аномалия в 119 мкР/час. Связь с нефтеносностью в разрезе отсутствует (таблица 8). Глубинная естественная радиоактивность Восточно-Оренбургского района выявлена и изучена на Дачно-Репинском, Донецко-Сыртовском и Николаевском месторождениях. Дачно-Репинское месторождение включает продуктивные пласты эфельско-франского, франско-турнейского, нижнепермского комплексов. Продуктивные пласты ДV-1, ДV-2 афонинского горизонта сложены кавернознопористыми известняками и содержат залежи нефти на глубинах 3740, 3745 м. Пласт ДIII ардатовского горизонта терригенный, песчаный залегает на глубине 3175 м. Пласт ДФР франско-турнейского нефтегазоносного комплекса включает доломиты пористые, в разной степени кавернозные. Вскрыт на глубинах порядка 3535 м. Продуктивные пласты ДКТ-1, ДКТ-2, ДКТ-3+4+5 месторождения сложены разнозернистыми песчаниками, вмещают нефтяные залежи на уровне 33253335 м. Нижнепермские пласты коллекторы РIV и РV содержат залежи нефти в слоях известняков с прослоями ангидритов, на глубине 1730м. В контуре месторождения две скважины вскрыли аномалии радиоактивности в органогенных известняках башкирского яруса среднего карбона. Гаммаактивность в 50 и 62 мкР/час выявлена на глубинах 2360 и 2311 м. 165

Донецко-Сыртовское месторождение. В формировании месторождения участвуют те же нефтяные комплексы, что и на Дачно-Репинском месторождении. В дополнении к продуктивным пластам здесь появляются пласты Т1 и Т0, турнейского яруса, сложенные органогенными известняками с прослоями глинистых пород. Продуктивные пласты ДV-1, ДV-2 афонинского горизонта, сложенного кавернозно-пористыми биогермными известняками, включают залежи нефти на глубинах 3859 и 3852 м. Терригенные отложения пласта ДIII ардатовского горизонта залегают на глубинах 3766 и 3653 м. Выше на глубинах 3501 и 3446 м в разнозернистых песчаниках колганской толщи (Д3f) находятся залежи пластов Дкт-2, 3. В контуре Донецко-Сыртовского месторождения присутствует несколько скважин с аномальной радиоактивностью. Все выявленные в них аномальные по радионуклидам интервалы приурочены к гравелитам, алевролитам, песчаникам колганской толщи верхнефранского подъяруса верхнего девона. Аномалии размещены на несколько разобщенных по глубине уровнях в диапазонах от 3485 до 3650 м. Интенсивность излучения невысокая – от 25 до 36 мкР/час, размах аномальных интервалов составляет от 1 до 4 м. В пределах Донецко-Сыртовского месторождения наблюдается связь промышленной нефтеносности и аномальной радиоактивности. Аномальные скважины в контуре месторождения характеризуются совмещением в разрезе интервалов радиоактивности с промышленными залежами нефти в объеме терригенных пластов-коллекторов колганской толщи (пласты Дкт-1, 2). Несмотря на низкую интенсивность выявленных аномалий такая связь может оказать негативное воздействие на радиационную обстановку в процессе разработки нефтяных месторождений. Николаевское месторождение нефти в данный момент законсервировано. Небольшие по запасам залежи нефти приурочены к терригенным пластамколлекторам пашийского горизонта (Д0+Д1) эйфельско-франского комплекса на глубине 2910 м. Аномальная радиоактивность установлена в терригенной толще койвенского горизонта эйфельского яруса среднего девона. В песчаниках, аргиллитах в интервале 3076-3121 м отмечены на нескольких уровнях активности гаммаизлучения от 30 до 42 мкР/час. Аномалии установлены на нижележащих по отношению к продуктивным нефтяным пластам уровнях разреза. 166

Частость, %

Представленный выше материал позволяет выявить закономерности в размещении глубинной повышенной радиоактивности естественного происхождения в разрезе чехла и на площади территории западной части Оренбургской области, а также наметить основные особенности ее взаимоотношений с нефтеносностью. Размещаясь неравномерно по разным стратиграфическим уровням в нефтегазоносных районах, аномальная радиоактивность установлена в 76 скважинах, расположенных в контуре нефтяных, нефтегазовых месторождений. Порядка 30 % аномалий и проявлений, часто имеющих многоуровневый характер, выявлено в разрезах таких скважин. При неравномерном размещении в различных стратиграфических комплексах, осложнения радиационного поля в нефтеносном разрезе на месторождениях тяготеют, в основном к отложениям каменноугольной системы. К различным горизонтам каменноугольных отложений приурочено 52 % всех известных в нефтепродуктивных толщах аномалий. По 60

52

50 40 30

26

20

11

10 0

4

5 AR-PR

D

C

Р

MZ

2 N2a

остальным стратиграфическим уровням в контуре нефтяных месторождений, за исключением отложений пермского возраста, размещаются единичные интервалы повышенной радиоактивности (рисунок 34). Рисунок 34 - Распределение радиоактивных аномалий в скважинах, вскрывших нефтепродуктивные горизонты, по стратиграфическим подразделениям осадочного чехла. Будучи приуроченными к карбонатным, терригенно-карбонатным толщам каменноугольной системы, многие радиоактивные аномалии выявлены в серых, темно-серых доломитах серпуховского яруса нижнего карбона. С карбонатными отложениями окского надгоризонта визейского яруса связаны аномальные скопления радионуклидов с интенсивностью до 223 мкР/час. В известняках турнейского яруса с признаками нефти выявлены аномалии, превышающие 150 мкР/час. В отложениях среднего карбона надфоновая радиоак167

тивность приурочена к толщам башкирского и московского ярусов, сложенных доломитами серыми, трещиноватыми, известняками органогенно-детритовыми с признаками битумов. Максимум аномальной радиоактивности, как по числу аномальных интервалов, так и по интенсивности (до 740 мкР/час в скв. 415 Секретарской площади), относится к доломитам, известнякам верхнего карбона. Большинство из них располагается в пределах южного склона Татарского свода и залегает на глубинах от 500 до 860 м. Единичные аномалии установлены в карбонатных отложениях гжельского яруса верхнего карбона (Зайкинская, Широкодольская площади). Заметной надфоновой радиоактивностью обладают мергели, песчаники с обломками обугленной древесины, песчано-глинистые отложения, реже глинисто-известковистые породы пермской системы. Глубинная естественная радиоактивность мезозойско-кайнозойского интервала разреза осадочного чехла на площадях развития нефтегазоносных структур имеет подчиненное значение. Согласно данным картирования (рисунки 31-33) в ряде нефтегазоносных районов и структур глубинные радиоактивные аномалии трансформируются в поля, опирающиеся на многочисленные скважинные пересечения. Наблюдается перекрытие в плане полей аномальной радиоактивности и нефтегазоносных структур. В целом изучение стратиграфических уровней размещения аномальной радиоактивности на нефтяных месторождениях дополняет выводы о взаимоотношениях радиоактивности и нефтеносности. В Татарской НГО по двум из 9 месторождений установлено совпадение уровней размещения аномальной радиоактивности и нефтегазоносности в отложениях сакмарского яруса нижней перми на Султангулово-Заглядинском и в отложениях серпуховского яруса нижнего карбона на Байтуганском месторождении. В Муханово-Ероховском НГР почти на всех месторождениях продуктивные пласты в эйфельском ярусе девона (койвенский, бийский горизонты), в турнейском и визейском (окский надгоризонт) ярусах нижнего карбона вмещают интервалы аномальной радиоактивности от 50 мкР/час и выше – до 117-170 мкР/час. В восточно-Оренбургском НГР непосредственно в контуре ДонецкоСыртовского месторождения, совмещаясь с пластом фаменского яруса верхнего 168

девона (колганская толща), размещается участок осложнения радиационного поля с аномалиями в 23-36 мкР/час. В Южно-Бузулукском НГР нефтеносные пласты и аномалии радиоактивности разобщены, смещаясь в надпродуктивные и подпродуктивные горизонты разреза. Литолого-фациальная обстановка формирования нефтегазоносных комплексов и продуктивных пластов не исключает изначального обогащения их радионуклидами. Отсутствие аномалий непосредственно в продуктивных пластах некоторых районов размещения нефтяных и газовых месторождений может быть показателем выщелачивания радионуклидов из пород нефтепродуктивных комплексов и горизонтов в процессе формирования водно-углеводородной флюидной системы в течение длительного геологического времени (порядка 300 млн. лет). На наш взгляд допустим вывод о наличии радиоактивности нефтей и пластовых вод нефтеносных комплексов при отсутствии таковой в породах. Высокая растворяющая и десорбционная способность эмульсионных смесей углеводородов и пластовой воды [8, 26] обеспечивает извлечение радионуклидов из пород, в том числе в пределах интервалов аномальной радиоактивности в процессе формирования флюидных систем нефтегазоносных районов и залежей нефти и газа. В последующем при бурении поисково-разведочных, эксплуатационных скважин и особенно при разработке месторождений система нефть-вода вовлекается в циркуляцию, в перемещение с попаданием пластовой воды, содержащей радионуклиды, воды нагнетательных скважин в нефть, а с ней на поверхность нефтепромыслов. Отметим также, что содержание и поведение радионуклидов в водах нефтегазоносных областей изучено в основном, применительно к урану. В западной части Оренбургской области поведение урана в подземных водах зоны активного водообмена подчиняются известным для нее гидрохимическим закономерностям, фоновые и аномальные количества соответсвуют общепринятым и в целом напрямую соотносятся с радиоактивностью пород. Содержания урана варьируют в интервале 1·10- 8 – 4,8·10-5 г/дм3, составляя в среднем (1,0-9,9·10-7)(1,0-8,8) ·10-6г/дм3 по А.А.Донецковой. Концентрации радионуклидов в артезианских водах глубоких горизонтов зоны затрудненного и весьма затрудненного водообмена в регионе практически не изучены. Предположительно, в нижнефранкско-эйфельском водоносном комплексе фоновый уран присутсвует в количестве n·10-6г/дм3, в слабоводоносной кунгур169

ской серии - n·10-6-n·10-5г/дм3, в преимущественно карбонатных артинскоассельском, гжельско-московском, башкирско-визейском, турнейско-7 3 верхнефранкском комплексах - n·10 г/дм . По распространенности радия в нефтегазоносных водоносных комплексах Западного Оренбуржья сведения весьма ограничены. Тем не менее известно (А.Н.Токарев, А.В.Щербаков, 1956), что радиевые воды характерны для нефтяных месторождений, имеют хлор-натриево-кальциевый состав, высокую минерализацию и повышенные содержания Br, J, H2S, NH4, а также тяжелых углеводородов. Радий выщелачивается такими водами из пород с нормальными близкларковым содержанием радионуклидов вследствие благоприятного химического состава вод, медленного их перемещения. Не исключается поступление радия в воды в результате катионного обмена с натрием, входящим в состав пород. Воды девонско-каменноугольного и раннепермского водоносных комплексов юго-восточной части Волго-Уральской антеклизы, как это впрочем характерно для всего Волго-Уральского нефтегазоносного бассейна, имеют преимущественно хлоридно-натриевый, в меньшей степени хлоридно-натриево-кальциевый состав с минерализацией 100-350 г/см3 и, находясь в зоне затрудненного водообмена, агрессивны относительно радия. Именно они активизируются на участках нефтедобычи, вовлекаются в технологический цикл и могут являться поставщиком радионуклидов, в том числе радия и его изотопов. Предложенный механизм участия естественных радионуклидов в создании радиационных осложнений на нефтепромыслах включает две основных составляющих – радионуклиды в составе пород и вод и техногенные факторы мобилизации носителей радионуклидов с поступлением пластовой воды, нефтяной эмульсии во фрагменты оборудования, нефтесборные коллекторы и на дневную поверхность. Технологический цикл бурения скважин разного назначения с изменением первоначального пластового, забойного и призабойного давлений, состава пластовой нефти с дифференциацией ее фракционного состава, смещением положения газоводонефтяного контакта в пределах месторождения, сказывается на извлечении радионуклидов из пород и их перемещении. Объемы влияния поисковоразведочной и эксплуатационной технологий, повидимому, значительны и включают систему водоносного комплекса в пределах конкретной нефтегазоносной структуры, а возможно и сопредельного пространства. Определенную роль при этом может играть скорость стока пластовых вод, приносящего углеводородные фракции продуктивных горизонтов (К.Б.Аширов, 1965), повыше170

ние температуры при закачке воды и др. факторы. По М.И.Зайдельсону скорость миграции вод может достигать 5-20 см/год, 50-200 км за 1 млн. лет Положение скоплений радиоактивных элементов в нефтегазоносных структурах могут контролироваться современным или существовавшими в период образования аномальных концентраций поверхностей раздела газа и воды или нефти и воды (водо-нефтегазовый водораздел). Оно может также контролироваться современной или древней зоной уровня колебаний грунтовых вод.

171

Глава 5 Возникновение аномальной радиационной обстановки, оценка и прогноз степени ее опасности Оценка состояния радиационной обстановки основана на анализе природной системы нефть–газ–вода–вмещающие породы, активизированной в процессе освоения нефтяных и газовых месторождений. Ее изучение на основе районированного подхода с учетом степени освоенности объектов позволяет прогнозировать выход естественных радионуклидов на поверхность в составе водо-нефтяных смесей, пластовых вод, буровых шламов с образованием природно-техногенных очагов радиоактивного загрязнения с выделением трех степеней потенциальной радиационной опасности [23-25, 43, 45]. Проблема изучения радиационной обстановки в областях проведения поисково-разведочных работ на нефть и газ, в районах действия нефтедобывающих предприятий тесно связана с геохимическими особенностями системы нефть – газ – вода – вещество вмещающих пород. При разработке нефтяных месторождений на дневную поверхность выносятся газы, воды различного состава, частицы горных пород, их взвеси, суспензии, битумы, компоненты нефтей. В число вредных соединений поступающих при разработке нефтяных месторождений по данным В.А. Успенского [119] входят Bа, V, S, Cd, Cо, As, Ni, Hg, Pb, Sr, Zn, а также радионуклиды. Известно, что нефть это сложная смесь жидких, жидкокристаллических, газообразных и твердых углеводородов с содержанием многих металлоорганических соединений. Нефть и природные газы, сопровождающие их минерализованные воды, металлоносны, реакционноспособны, взаимодействуют с вмещающими породами, вызывают явления метасоматоза, выщелачивания, образования карста и отлагают соединения разного состава в нефтепромысловом оборудовании. Так при разработке нефтяных и газовых месторождений в трубах бурового оборудования отлагаются сидерит, кальцит, галит, кварц, сера, флюорит, пирит, галенит, ангидрит, магнетит, барит и др. минералы [51]. В природной обстановке связь радионуклидов с нефтяными компонентами подтверждена, в частности, наличием скоплений радионуклидов уранобитумного генетического типа. Содержание урана на месторождениях, где он связан с органическим веществом, составляет от кларковых значений до десятков процентов [82, 87]. При наличии урано-битумных образований совместно с ураном в состав органического вещества могут входить и другие элементы, такие как Rа, Мо, V, Р, Hg, Sе, Ni, Cо, Аg, редкие земли. Органическое вещество, 172

в том числе содержащее радионуклиды, обладает высокой степенью геохимической подвижности, легко переходит в водные растворы, мигрирует в щелочных, нейтральных и кислых средах, образует с другими элементами, включая уран, радий, растворимые соединения. Поступление даже небольших количеств кислорода с водой, закачиваемой через нагнетательные скважины, либо присутствие кислорода в породах и водах в любой форме способствует окислению органического вещества, образованию продуктов его окисления и различных металлоорганических соединений, в виде которых могут перемещаться и радионуклиды. Углеводородные газы, мигрирующие вверх по разрезу (диффузия, стволы скважин, зоны трещиноватости) способствуют осаждению радионуклидов в верхних слоях осадочного покрова из вод любого происхождения с образованием также легкоподвижных скоплений за счет создания восстановительной обстановки. Формирование такого цикла миграции химических элементов происходит в результате природного и техногенного развития флюидной системы углеводороды-подземные воды. Появление градиентов гидростатического давления вызывает движение этой системы [1, 59]. Аномально высокие пластовые давления, возникающие в частности на забоях нагнетательных скважин, могут привести к поступлению нефтей, нефтяных вод и газов из глубоких горизонтов в вышележащие. Технологический цикл на разрабатываемых месторождениях в системе закачка-откачка вызывает оформление не только гидродинамического, но и своего рода геохимического миграционного потока элементов, включающего радионуклиды. На возможность выноса радионуклидов в результате действия такого цикла может оказать влияние и состав бурового раствора. Определенное значение будут иметь особенности водоносных комплексов, горизонтов и системы поддержания пластовых давлений. Так по характеру обводнения скважин Байтуганского месторождения, вскрывших нефть турнейского яруса, наблюдалось участие в обводненности не только закачной, но и собственной пластовой воды [68]. Причиной данного явления может быть либо наличие зон трещиноватости, либо погрешностей тампонажа. Закачиваемая вода поступает в нижнюю водонасыщенную часть продуктивного пласта, создавая область повышенного давления. Это способствует прорыву пластовой воды к забоям добывающих скважин. Сформировавшаяся и применяемая система заводнения скважин зачастую вызывает различие в пластовых давлениях разных частей залежей, что допускает локальные перемещения водно-углеводородной смеси в пределах горизонта, 173

приводя к перераспределению содержаний радионуклидов. При этом возможно поступление закачиваемой воды за пределы горизонта. Не исключаются перетоки и в другие пласты в случае негерметичности обсадных колонн, наличия естественных каналов гидрогеологической связи. Естественные радионуклиды нефти, пластовой воды, горных пород, слагающих разрез осадочного чехла, могут стать источником повышенных уровней мощности экспозиционной дозы излучения (МЭД), установленных на трубах, других фрагментах оборудования (например, Зайкинское месторождение Южно-Бузулукского НГР). Концентрации естественных радионуклидов, превышающие допустимые, были установлены в пробах нефти и воды Головной лабораторией радиационного контроля Минтопэнерго РФ при радиометрическом обследовании нефтепромыслов Оренбургской области [94]. При этом определялась удельная активность Rа226, Th232 (таблица 9). Наиболее высокая степень опасности по содержанию радионуклидов установлена у нефти Росташинского и Долговского месторождений, где удельные активности Rа226 и Тh232 превышают допустимые (НРБ-99, приложение II-2): Rа226 – в 41,8 раз (Росташинское) и в 51,3 раза (Долговское), Тh232 – в 17 раз (Росташинское) и 24,3 раза (Долговское). Пластовые и дренажные воды обследованных месторождений этими радионуклидами загрязнены в разной степени. Их удельная активность в Бк/кг по Тh232 превышает предельно допустимые значения в пластовых водах Росташинского месторождения в 9 раз, в дренажной воде Заглядино – в 2,8 раза, а Rа226 в пластовой воде Росташинского месторождения и в дренажной воде Заглядино – в 10,6 и 21,8 раза, соответственно. Одновременно, нефтепродуктивные пласты включают незначительное количество породных аномалий радионуклидов.

174

Таблица 9 - Результаты измерений удельной активности радионуклидов в нефтях, пластовых, дренажных водах разрабатываемых месторождений нефти

Месторождение Герасимовское Долговское Росташинское Росташинское Заглядино Покровка ЦДНГ-3

Компонент флюидной системы

Удельная активность радионуклидов, Бк/кг Радий-226 Торий-232 Актив- Допус- КоАктив- Допус- Коность, тимая эфф.п ность, тимая эфф. Бк/кг по ревы- Бк/кг по превыНРБ-99 шения НРБ-99 шения

Нефть

11,8

0,5

23,6

0,8

0,6

1,3

Нефть

26,7

0,5

51,3

14,6

0,6

24,3

Нефть

20,9

0,5

41,8

10,2

0,6

17

5,3

0,5

10,6

5,4

0,6

9

10,9

0,5

21,8

1,7

0,6

2,8

5,1

0,5

10,2

–

0,6

–

6,3

0,5

12,6

1,8

0,6

3

Вода пластовая Вода дренажная Вода нагнетаемая в пласт Соленая вода

Многолетний опыт нефтедобычи в мире свидетельствует о том, что происходит интенсивное загрязнение окружающей природной среды естественными радиоактивными элементами, содержащимися в горизонтах Земли [5, 114, 129]. Так, например, радий (Ra226) обнаружен во всех районах нефтедобычи США (от Аляски до Флориды). Радий поступает на поверхность Земли, будучи растворенным в воде, которая сопровождает нефть, и появляется в виде незначительной радиоактивности насосов, нефтепроводов, емкостей для хранения нефти. Более сильное загрязнение отмечается на юге США и вдоль Мексиканского залива, где в течение десятилетий нефтяные компании сливали миллионы галлонов воды в тысячи не показанных на картах водоемов до того, как закачать эту 175

воду обратно в глубинные горизонты, или избавиться от нее каким-либо другим способом. Имеющиеся в литературе данные по проблеме загрязнения радионуклидами нефтепромыслов в соседних нефтегазодобывающих районах – в Прикаспийской впадине, указывают на наличие повышенных количеств радионуклидов, в первую очередь Rа226, в пластовых водах нефтяных месторождений [48, 50]. Тонкодисперсная эмульсия углеводородной фракции в пластовых водах обогащается Rа226 за счет его десорбции из вмещающих пород. Этот механизм поступления, включая также растворение, можно отнести и к другим радионуклидам. Не исключается, что высокая растворяющая способность нефтяных вод водонапорных флюидных систем в процессе их формирования и последующего развития, привела к обеднению радионуклидами собственно нефтеносных пластов при сохранении и даже формировании аномальных скоплений в подстилающих и перекрывающих горизонтах разреза с последующим их вовлечением в техногенный нефтедобывающий цикл. В водах нефтяных месторождений радий всегда присутствует совместно со своим близким химическим аналогом – барием и они обычно находятся в растворенном состоянии. При повышении в воде содержания сульфат-ионов, происходит соосаждение радия и бария в виде радиобарита Ba(Ra)SO4. Повышение концентрации сульфат-ионов наблюдается при заводнении пластов как закачиваемыми, так и пластовыми водами. Когда воды с повышенным содержанием радия начинают поступать в скважины через интервалы перфорации или обтекать в процессе фильтрации стенки неперфорированной скважины, происходит выпадение радиобарита на поверхности цементного кольца скважины. При подъеме жидкости по стволу скважины радиоактивные соли осаждаются в узлах электроцентробежных насосов, в насосно-компрессорных трубах и поверхностных резервуарах [55]. Циркуляция пластовых вод в ходе нефтепромыслового цикла вызывает техногенное загрязнение естественными радионуклидами, вовлеченными в технологический цикл. Сброс нефтяных суспензий и пластовых вод, дренирующих толщи с повышенной радиоактивностью, приводит к повышению радиационного фона до 20-40 мкР/час с максимумами до 1000 мкР/час и более. Зараженность радионуклидами наполнителей фильтров, нефтешлама, отходов от чистки резервуаров и действующего оборудования в отдельных случаях достигает 3000 и 5600 мкР/час при общем нормальном фоне 8-12 мкР/час [48, 50]. Аномальная радиационная обстановка на нефтепромыслах может быть также связана с не176

контролируемыми ампульными источниками с искусственными радионуклидами, которые применяются в частности в уровнемерах на буферных емкостях. Аномальная радиоактивность районов размещения нефтяных и газовых месторождений является очевидным фактом [58, 130]. Имеется много теоретических разработок, которые показывают высокую подвижность радионуклидов в нефтяных водах, их способность к концентрированию, достаточно представительны материалы об участии радионуклидов в технологическом цикле по отработке нефтяных месторождений. Поэтому при проведении как поисковоразведочных, так и добычных работ на нефть и газ, необходимо разрабатывать и осуществлять меры радиационной безопасности. При оценке радиационной обстановки в районах ведения поисковоразведочных и нефтепромысловых работ на изученной нами территории учитывались не только наличие естественной аномальной радиоактивности пород, содержание радионуклидов в водах и нефти, но и степень освоенности месторождений, структур, в первую очередь на какой стадии технологического цикла: поиски – разведка – эксплуатационное бурение – отработка, находится данный объект [22]. Наиболее высокой степенью опасности характеризуется радиационная обстановка на месторождениях, находящихся в эксплуатации, где активизация флюидной системы нефть-газ-вода в процессе технологического цикла может способствовать выходу естественных радионуклидов на поверхность, перемещению, перераспределению радионуклидов с последующей концентрацией. Нефтепромыслы на месторождениях, эксплуатирующихся достаточно длительное время, более подвержены деформации радиационной обстановки. Вероятность радиационного загрязнения на отработанных месторождениях также достаточно высока. На поверхности земли и оборудовании промыслов могут возникнуть радиоактивные загрязнения различного уровня. Так на некоторых объектах нефтедобычи в Оренбургской области установлено вторичное радиоактивное загрязнение до 1000 мкР/час. Небольшие повышения уровня гаммаизлучения установлены на днищах нефтесборных емкостей. При этом наиболее важными факторами, негативно влияющими на радиационную обстановку, являются содержание естественных радионуклидов в нефти и пластовых водах, химический состав вод и степень обводненности [22, 68]. Различия в степени действия этих факторов будут сказываться на образовании трудно растворимых соединений с радионуклидами, загрязняющими оборудование и отходы нефтедобычи. 177

Выполненный нами анализ размещения глубинной аномальной радиоактивности позволил наметить ряд площадей и участков месторождений с различной степенью опасности радиационной обстановки [22]. Наиболее высокой степенью радиационной опасности отличаются разрабатываемые месторождения, находящиеся в контуре полей аномальной радиоактивности (таблица 10). В пределах южного склона Татарского свода (Татарская нефтегазоносная область) к этой группе отнесены центральная часть Байтуганского месторождения, северная часть Сокского, восточная часть Красноярского, северовосточное и юго-западное замыкание Султангулово-Заглядинского месторождения. Широкие поля аномалий радиоактивности на находящемся в эксплуатации с 1948 года Тарханском месторождении обосновывают наличие опасной радиологической обстановки на всей его площади. Восточная половина Самодуровского месторождения и западный фланг Пономаревского, совпадающие с полем аномальной радиоактивности, также выделены в единую площадь наиболее опасной радиационной обстановки (рисунок 35). Таблица 10 - Распределение объектов по степени радиационной опасности Месторождение, перспективная структура Байтуганское Сокское Пашкинское Черновское Домосейкинское Красноярское СултангуловоЗаглядинское Тарханское Самодуровское Пономаревское Диковская структура НовоСолалейкинская Южно178

Степень радиационной опасности РадиационноРадиационноПотенциально опасные I катеопасные II катего- опасные гории рии Татарская НГО + + + + + + + + + + + + Муханово-Ероховский НГР +

Аксютинское Новобарское Твердиловское Тананыкское Долговское Воробьевское Кодяковское Красное Гаршинское Широкодольское Росташинское Зоринское Зайкинское ВосточноЗайкинское Конновское Новособолевское Устряловское Вишневское ДонецкоСыртовское Дачно-Репинское Николаевское

+ + + + + + + Южно-Бузулукский НГР + + + + + + + + + + Восточно-Оренбургский НГР + +

+

Месторождения подготовленные к эксплуатации, на которых проведены пробные откачки, проведено эксплуатационное бурение, в том числе законсервированные в силу неблагоприятных на данном этапе технико-экономических показателей, а также находящиеся в разведке, в пределах полей аномальной радиоактивности отнесены к имеющим опасную радиационную обстановку II категории. Таковыми в Татарской нефтегазоносной области являются площади Черновского и Пашкинского месторождений. Третью группу объектов по состоянию радиационной обстановки, потенциально опасные участки, могут составить структуры, подготовленные к глубокому бурению, радиационные условия которых пока окончательно не выяснены, но на которых есть признаки аномальной глубинной радиоактивности. Сюда же можно отнести площади размещения нефтегазоносных объектов в разной степени освоенные, но не имеющие аномальных повышений радиоактивности. Тем не менее, и в этом случае не исключается проявление действия радиоактивных нефтегазоносных флюидов в ходе технологического цикла, в результате активизации флюидной системы. В третью группу выделены Диков179

ская, Новосалолейкинская структуры, подготовленные к глубокому бурению. К этой же группе объектов по состоянию радиационной обстановки можно отнести Домосейкинское месторождение с малыми запасами. Муханово-Ероховский нефтегазоносный район включает 6 площадей, имеющих наиболее высокую степень опасности радиационной обстановки. Это площади Южно-Аксютинского, Воробьевского, Кодяковского, Тананыкского, Долговского, Красного месторождений. К категории радиационно-опасных участков II категории в этом районе отнесены площади Новобарского законсервированного месторождения и Твердиловского месторождения, находящегося в разведке. Южно-Бузулукский и Восточно-Оренбургский нефтегазоносные районы более разнообразны по характеру радиационной обстановки в участках, зонах размещения нефтегазоносных объектов. Южно-Бузулукский район характеризуется широким развитием площадей с высокой степенью опасности радиационной обстановки. КонновскоРосташинское поле аномальной радиоактивности определяет опасную радиационную обстановку на Конновском и Росташинском разрабатываемых месторождениях. Аномальное поле Гаршинского месторождения делает опасной радиационную обстановку на Гаршинском месторождении. Площади Зоринского, Зайкинского и Вишневского месторождений также оцениваются как имеющие высокую степень радиационной опасности и отнесены к радиационно-опасным I категории (таблица 10). Восточно-Зайкинское законсервированное месторождение и находящееся в разведке Устряловское месторождение отнесены к радиационно-опасным площадям II категории. В Восточно-Оренбургском нефтегазоносном районе по развитию аномальной радиоактивности и степени освоенности месторождений и перспективных структур также выделены площади опасной радиоэкологической обстановки. К категории площадей с высокой степенью опасности радиационной обстановки отнесены южная половина района размещения нефтяных и газовых залежей Дачно-Репинского месторождения, Донецко-Сыртовское месторождение. Район Николаевского законсервированного месторождения, где аномальная радиоактивность территориально разобщена со скоплениями нефти, и установлена под нефтяными залежами, отнесен к площадям опасной радиационной обстановки II категории. 180

Дифференциация площадей нефтяных, газовых месторождений и нефтегазоносных структур по степени радиационной опасности определяет комплекс мероприятий по изучению, контролю и нормализации радиационноэкологической обстановки на объектах нефтепоисковых и нефтепромысловых работ, порядок их проведения и оценки. На площадях с опасной радиационной обстановкой необходимо проводить систематическое радиационное обследование для установления районов и масштабов радиоактивного загрязнения, осуществлять замеры дозы излучения, составлять и реализовывать планы мероприятий по нормализации радиационной обстановки, проводить контроль эффективности мероприятий. При этом устанавливаются пути попадания радионуклидов на дневную поверхность и уровни облучения. Такие работы в соответствии с "Рекомендациями по нормализации радиационно-экологической обстановки на объектах нефтегазодобычи топливно-энергетического комплекса России" [96] относятся к участкам действия радионуклидного фактора за счет присутствия в породах, водах, нефтях естественных радионуклидов. Этот же фактор влияет на радиационную обстановку районов других уровней радиационной опасности – II категории и потенциально-опасных. На них также необходимо вести изучение и контроль радиационного фона, прогнозировать возможные нарушения и деформации радиационной обстановки и готовить перспективные планы мероприятий, приемов, обеспечивающих безопасные технологии как разработки, для месторождений законсервированных, так и разведочного, особенно эксплуатационного бурения.

181

Глава 6 Рекомендации по изучению радиационной обстановки и прогнозу радиоактивного загрязнения окружающей природной среды Проблема загрязнения радионуклидами местности и оборудования на нефтепромыслах уже давно является актуальной и специально изучается во многих районах нефтедобычи. Сведения о высокой радиоактивности нефте-водяной смеси на участках действия нефтедобывающих предприятий, превышающей в 5-30 раз радиоактивность сбросовых вод АЭС [63, 80, 114], активизировали работу природоохранных служб. Радиационный контроль становится постоянной составляющей в работе нефтепромыслов. Имеющиеся данные о высокой радиоактивности трубопроводов, насосов воды, другого оборудования, отдельных участков местности в районах размещения нефтяных и газовых месторождений, обосновали необходимость разработки и внедрения мероприятий по радиационной безопасности. Проверка, проведенная Головной лабораторией радиационного контроля Минтопэнерго РФ в 1993 году, зафиксировала по относительно небольшому числу определений нормальную обстановку на нефтепромыслах объединения "Оренбургнефть", в отличие от таковой в нефтеносных районах Ставрополья [75]. Этот вывод не полностью согласуется с данными по содержанию Ra226, Th232 в нефтях, пластовой воде и в воде нагнетательных скважин, полученными в результате той же проверки, превышающими в 40-50 раз допустимую удельную активность, предусмотренную нормами радиационной безопасности (НРБ99). Радий-226 и продукты его распада относятся к группе наиболее токсичных радионуклидов и представляют большую опасность для здоровья и жизни человека, и оценка загрязнения этим элементом окружающей среды является необходимой задачей. Из зон локального накопления Ra226 может поступать в пищевые цепочки, а также подземные воды питьевого назначения, поэтому с целью выработки стратегии предотвращения негативного влияния Ra226 на здоровье жителей нефтегазодобывающих регионов необходимо обязательное определение изотопов радия в объектах окружающей среды в качестве составной части экологического мониторинга этих территорий. Попутные пластовые воды и нефть попадают на земную поверхность и на оборудование вне промыслового контура только при случайных проливах, при фонтанировании и в аварийных случаях. При этом какой либо массовый их сбор и хранение в виде жидких отходов невозможны. Поэтому при проливах 182

речь может идти только об обращении с конечным продуктом – твердыми отходами, образующимися при фильтрации или испарении воды или замазучивании почвы и оборудования [15]. Сброс технологических вод в недра наиболее эффективен для целей экологической безопасности и не имеет альтернативы (Самарина В.С., Гаев А.Я. и др., 1999). При этом важно наличие хорошего верхнего и нижнего водоупора, небольшие (не более 100 м) мощности проницаемого для закачки под давлением горизонта. Кроме того, значимыми будут и приемлемые параметры горизонтов, могущих служить хранилищем жидких отходов: коэффициенты пористости (~ 0,1-0,2), коэффициент фильтрации (≥ 0,5 м/сут.) и др. Для Западного Оренбуржья правомочны рекомендации о размещении жидких отходов под соленосно-гипсоносной толщей кунгурского яруса. Именно попутные пластовые, технологические воды являются носителями радионуклидов и их возвращение в недра – один из приемов борьбы с потенциальным радиоактивным заражением. При этом важно сохранить герметичность системы сбора, закачки попутных, сточных вод в условиях нефтедобычи. Методы обращения с жидкими отходами, образующимися после дезактивации промыслового оборудования или труб, зависят от технологии дезактивации, определяющей состав и объемы дезактивирующих сред технологических трактов и конструктивных особенностей дезактивирующих установок, и должны быть определены после разработки этих технологий в рамках проектов на упомянутые установки [80, 81]. Наличие данных о загрязнении оборудования на отдельных нефтепромыслах, а также особенности природной радиационной обстановки, позволяют считать, что на нефтепромыслах Оренбургской области требуется более детальное ее изучение [44]. Необходима достаточно представительная сеть опробования и проведение замеров интенсивности гамма-излучения с использованием современных приборов: гамма-дозиметров типа МКС-01-Р, ИМД-12, ДБГ-06Т, или индикаторов гамма-излучения СРП-68-01, СРП-88. Кроме того, радиационная безопасность на объектах нефтедобычи – это не только безопасность персонала, работающего там в данный момент. Скопления радионуклидов, вызывающих повышение МЭД, формируются постепенно, на протяжении длительного времени. На месторождениях, отличающихся аномальной глубинной естественной радиоактивностью, находящихся на начальных стадиях разработки, они могут пока не достигать предельных уровней, но 183

радионуклиды привносятся, накапливаются и в какой-то момент могут превысить предельно допустимые значения. Вскрытие пород с повышенной радиоактивностью и вынос их на поверхность земли в процессе проведения поисково-разведочных работ приводят к осложнению радиационной обстановки с образованием очагов природнотехногенного загрязнения. С целью предотвращения возможного радиоактивного заражения местности при бурении скважин необходимо предусмотреть следующие виды работ: 1. Сбор и отдельное складирование шлама с интервала, включающего аномальный горизонт, поинтервальное раскладывание его в столбик с указанием глубины. 2. Радиометрический промер шлама с помощью гамма-дозиметров типа МКС-01-Р, ИМД-12, ДБГ-06Т, или индикаторов гамма-излучения СРП-68-01, СРП-88. 3. При выявлении повышенного фона над естественным фоном местности в 2 раза и более шлам с повышенной интенсивностью опробовать и отослать на анализы (гамма-спектрометрия, хим-анализ U, Th, Ra, K), изотопный анализ радионуклидов. 4. После проходки предполагаемого аномального радиоактивного интервала обязателен текущий гамма-каротаж. 5. В случае подтверждения радиоактивной аномалии гамма-каротажем необходимо: - отобрать пробы грунтов боковым стреляющим грунтоносом на каротажном кабеле через 0,3 м по всей мощности аномального интервала, с последующим определением состава радионуклидов; - регулярно до забоя скважины проводить замеры радиоактивности шлама, выполнять периодический отбор проб бурового раствора с последующим анализом на содержание радионуклидов, на интенсивность гамма-излучения. Это позволит определить и количественно оценить степень влияния интервала с аномальной радиоактивностью на состояние растворов, смесей, нефтей, проходящих через оборудование при бурении и при эксплуатации. 6. В дальнейшем следить за качеством изоляции радиоактивного интервала от продуктивного нефтяного пласта. В настоящее время существует ряд нормативных документов, регламентирующих мероприятия по радиационной безопасности. Это методические ука184

зания по радиационному контролю на нефтегазовых промыслах, рекомендации по нормализации радиационно-экологической обстановки на объектах нефтегазодобычи топливно-энергетического комплекса России, справочная литература и нормы радиационной безопасности [17, 53, 78-80, 96, 105, 115, 128]. Для выполнения требований нормативных документов и для обеспечения радиационной безопасности необходимо уделить серьезное внимание не только выполнению радиационного контроля, но и изучению естественной радиоактивности, ее соотношений с нефтегазоносностью. В плане обеспечения мероприятий по требованиям нормативных документов необходимы: - периодический (не реже 1 раза в 6 месяцев) радиационный контроль на нефтепромыслах, для которых мощность дозы гамма-излучения на поверхности оборудования или труб превышает естественный фон местности не более чем в 3 раза; - спектрометрическое определение радионуклидного состава и удельной радиоактивности проб нефти, пластовой воды и грунта в местах появления нефти и воды на поверхности при ремонтных и демонтажных работах на скважинах; - определение не менее 2-х раз в год (в осенний и весенний периоды) содержаний радона-222 и его дочерних продуктов распада в воздухе полуподвальных и подвальных производственных помещений, связанных с ремонтом и хранением использованного на нефтепромыслах оборудования; - организация периодического системного контроля мощности дозы гаммаизлучения и поверхностного загрязнения бетта- и альфа-активными радионуклидами отработанного насосно-компрессорного оборудования и труб, с последующим отдельным складированием оборудования с высоким уровнем излучения (в 3 раза выше фона); - картографирование результатов радиационного контроля с вынесением точек отбора проб воды, грунта, воздуха, замеров и анализов. На выделенных в ходе работ по изучению ЕРН участках, площадях радиационно-опасных и потенциально радиационно-опасных при выполнении радиологического изучения необходима площадная наземная гамма-съемка масштаба 1:10000-1:5000 с выявлением участков с 3-х кратным фоном гаммаизлучения. Оптимальный вариант продолжения работ по изучению радиационной обстановки на нефтяных, нефтегазоносных структурах и месторождениях состоит 185

в комплексном использовании аэро-спектрометрической и наземной гаммасъемки. Аэро-спектрометрическая съемка масштаба 1:10000 рекомендуется на нефтепромыслах, разведываемых и опоисковывающихся структурах. В качестве носителя бортовой аппаратуры целесообразно, в соответствие с имеющимся опытом работ в соседней Прикаспийской нефтегазоносной провинции [48], использовать самолет АН-2 или вертолет МИ-8. Необходимо применять радиоэкологическую станцию СТК-19 с записью информации в цифровом виде на МЛ блока регистрации РЦМ и в аналоговом варианте на диаграммную ленту. Объем детекторов (NaJ) станции СТК – 48 л (8 БДС – по 6 л). Энергетическое разрешение по Cs137 – 13 %. Привязка точек измерений должна обеспечиваться спутниковой антенной. Станция СТК-19 регистрирует и записывает в 12 энергетических интервалах дифференциальных каналов (ДК) в диапазоне энергий 0,3-3 МэВ. Это позволяет получать информацию об естественных (U, Th, K) и искусственных (Cs137, Co60 и др.) радионуклидах. Уровень распределения радиоактивностей и содержаний радионуклидов отражается при аэрогамма-спектрометрической съемке в изолиниях. Затем идет проверка наземными работами природных ландшафтов путем измерений с СРП-68-01, СРП-88, дозиметром ДБГ-01Н, или др. При этом учитывается средний радиационный фон природных ландшафтов и соровых впадин, примыкающих к участкам нефтепромысловых работ и используемых для сбора нефтяных суспензий и пластовых вод. В соровых впадинах фон может быть повышен в 24 раза с отдельными аномалиями до 3000 мкР/час [48]. Маршрутную гамма-съемку территории следует проводить с одновременным использованием поисковых гамма-радиометров и дозиметров. Поисковые радиометры используются в режиме прослушивания звукового сигнала для обнаружения зон с повышенным гамма-фоном. При этом территория должна быть подвергнута, по возможности сплошному прослушиванию при перемещениях радиометра по прямолинейным или Z-образным маршрутам. Дозиметры используются для измерения МЭД внешнего гамма-излучения в контрольных точках по сетке, шаг которой определяется в зависимости от масштаба съемки и местных условий (но не более 200-250 м). Измерения проводятся на высоте 0,1 м над поверхностью грунта. Усредненное, характерное для данной территории числовое значение мощности экспозиционной дозы, обусловленной естественным фоном, уста186

навливается местными органами санэпиднадзора. Участки, на которых фактический уровень МЭД превышает обусловленный естественным гамма-фоном, рассматриваются как аномальные. В зонах выявленных аномалий гамма-фона интервалы между контрольными точками должны последовательно сокращаться, до размера, необходимого для оконтуривания зон с уровнем МЭД 30 мкР/час [61]. Уровень вмешательства более 30 мкР/час – это такой уровень радиационного воздействия, при превышении которого, согласно п. 4 приложения П-5 НРБ-99, требуется проведение защитных мероприятий с целью ограничения облучения населения. На таких участках для оценки величины годовой эффективной дозы должны быть определены удельные активности техногенных радионуклидов в почве и по согласованию с органами Госсанэпиднадзора решен вопрос о необходимости дополнительных исследований, или дезактивационных мероприятий. Масштабы и характер защитных мероприятий определяются с учетом интенсивности радиационного воздействия загрязнений на население. В качестве мер, предотвращающих радиоактивное загрязнение окружающей среды, необходимо выделить мероприятия по оптимизации отдельных элементов технологии поисков, разведки и добычи нефти и газа. При этом для осуществления контроля за загрязнениями окружающей природной среды, вызванными присутствием радионуклидов естественного происхождения, требуется иметь хорошо разработанную программу действий, включающую: проведение исследований по выявлению особенностей действия радиации; взятие образцов отложений на стенках труб, проб нефти, бурового раствора и воды; определение величины радиации в различных узлах оборудования, в скважинах на различной глубине и т. д. Необходима также разработка планов проведения работ, обеспечивающих безопасность деятельности персонала и включающих мероприятия по предотвращению попадания естественных радионуклидов в окружающую природную среду. Планы должны предусматривать периодическое проведение контроля, информирование персонала о радиационной обстановке в местах добычи нефти и газа, на участках скопления отходов, а также сообщать о мерах по обеспечению безопасности при обнаружении повышенной радиоактивности. Все операции по осуществлению РБ должны проводиться в соответствии с требованиями НРБ-99 и "Рекомендациями по нормализации радиационно-экологической обстановки на объектах нефтегазодобычи топливноэнергетического комплекса России" [96, 105]. 187

Для предупреждения или снижения интенсивности солеобразования на внутренних поверхностях технологического оборудования необходимо при промывке скважин и их глушении применять воду того горизонта, который эксплуатируется, или пресную воду. Такие же условия необходимо соблюдать в процессе промывки нефтесборных коллекторов. Нефтесборные коммуникации должны проектироваться с учетом возможностей их промывки без отключения эксплуатационных скважин. Для контроля радиоактивности на старых месторождениях рекомендуется систематический отбор проб воды по скважинам и нефтесборным коллекторам и их анализ на содержание радионуклидов. При недостаточной радиогидрохимической информации, получаемой в результате отбора проб, необходимо провести специальные работы для обеспечения контроля за состоянием транспортируемой жидкости на всем пути ее следования. Обязательным элементом ведения поисково-разведочных и эксплуатационных работ на нефть и газ должно стать изучение естественной радиоактивности, глубинной и наземной, как в подразделениях нефтегеологического районирования, так и непосредственно на перспективных и разрабатываемых объектах. В качестве дальнейших исследований рекомендуется также проведение системных в достаточно длительное время наблюдений на одном из разрабатываемых месторождений (локальный радиационно-экологический мониторинг). Объектом исследований может стать, к примеру, Росташинское нефтяное месторождение с широко проявленной в его пределах глубинной аномальной естественной радиоактивностью. На основе проведенных работ с учетом имеющихся материалов, наработок нами сформулированы определенные рекомендации для использования полученных разработок при проведении оценки состояния радиационной обстановки в плане общей характеристики воздействия окружающей среды с составлением ОВОС. В ходе этих исследований в содержании соответвующего раздела учитываются все аспекты методического подхода к изучению и представлению геоэкологической ситуации исследуемой территории - области, района, месторождения, структуры, либо их конкретных участков. Обязательным элементом анализа состояния окружающей среды, оценки характера и степени воздействия на него проектируемой, намечаемой деятельности является предварительная всесторонняя природно-климатическая характеристика района. 188

Используют

данные по климатическим, геоморфологическим, гидрологическим условиям, состоянию поверхностных вод, почвенно-растительного покрова, геологической среды с рассмотрением социально-экономической инфраструктуры территории. Воздействие объектов намечаемой деятельности на окружающую природную среду рассматриваемая с разных позиций на фоне исчерпывающей характеристики предусматриваемого комплекса техногенных действий на объекте и техногенных нагрузок уже имеющихся. В первую очередь учитываются основные технологические решения и создаваемые им техногенные нагрузки с анализом возможных источников и видов воздействия. Оценка воздействия намечаемых работ ведется с учетом всех компонентов окружающей природной среды, включая атмосферный воздух, поверхностные воды, геологическую среду, земельные ресурсы, растительность, животные мир и охраняемые природные территории. Необходимо также учитывать вероятные аварийные ситуации. Конечная цель анализа разработка и выдача рекомендаций по охране окружающей природной среды, в том числе поверхностных вод, геологической и других природных сред, а также прогноз изменения их состояния с оценкой экологических и экономических последствий намечаемой деятельности. Учитывая длительность проведения работ геолого-разведочного комплекса, особенности отработки месторождений, и то, что при этом происходит изменение гидродинамики, гидрохимии вод, вовлечение водно-газовых нефтяных смесей и пластовых вод в перемещение с извлечением радионуклидов из пород с перераспределением, наблюдение, отслеживание экологической ситуации в целом и радиационных условий в частности необходимо вести системно. Кроме того, обязателен учет и использование результатов предыдущих радиационно-экологических исследований.

189

Заключение Комплексный методический подход к изучению радиогеологии нефтегазоносных районов Западного Оренбуржья позволил дать характеристику наземной и глубинной радиоактивности, определить условия ее образования, рассмотреть с позиций связи с нефтегазоносностью, установить основные особенности радиационной обстановки на нефтегазоносных объектах, оценить степень ее опасности. Исследования проведены с широким использованием геологической основы, картографических построений, а изучение выше указанных закономерностей – с детальным учетом литолого-фациальной, литолого-генетической характеристики нефтегазоносных комплексов и продуктивных на нефть горизонтов. В результате выявлены черты общности контроля естественной радиоактивности и нефтегазоносности геолого-структурными подразделениями региона и едиными стратиграфическими, литогенетическими и литологофациальными подразделениями осадочного чехла. Установлено, что повышенная радиоактивность распределена в разрезе осадочного чехла дифференцированно, с различными интенсивностями излучения и глубинами локализации аномальных интервалов, хорошо согласуясь с условиями палеогеологического и палеогидрогеологического развития территории. На основании генетической интерпретации сделан вывод о том, что скопления радионуклидов в отложениях осадочного чехла гетерогенны по своей природе. Изменение литолого-фациальной обстановки на площади и ее характерные особенности в нефтегазоносных районах, их структурно-тектонические, палеогеологические, эволюционные условия контролируют размещение и обусловливают появление аномальной радиоактивности седиментационнодиагенетической и эпигенетической природы инфильтрационного и уранобитумного типов. Различные нефтегазоносные районы неоднозначны по масштабам и интенсивности проявления аномальной радиоактивности. Район южного погружения Бузулукской впадины, Северокинельская и Большекинельская структурные зоны южного склона Татарского свода отличаются существенно выраженной аномальной радиоактивностью разрезов чехла. Аномальная радиоактивность Мухано-Ероховского прогиба и Восточно-Оренбургского сводового поднятия значительно уступает другим нефтегеологическим районам и структурам изу190

ченной территории. Максимумы повышенной радиоактивности часто тяготеют к тектонически нарушенным узлам и зонам. Доказана четкая взаимосвязь размещения аномальной радиоактивности в нефтегазоносных районах с положением нефтегазоносных структур, их отдельных фрагментов и месторождений. Установлено, что значительная часть аномалий находится в контуре нефтяных залежей, либо непосредственно примыкает к месторождениям с перекрытием в плане полей аномальной радиоактивности и нефтегазоносных структур. Аномальные по интенсивности интервалы ионизирующего излучения в контуре нефтяных залежей смещены в надпродуктивные и подпродуктивные пласты и толщи. Однако на ряде месторождений (Байтуганское, СултангуловоЗаглядинское, Тананыкское, Воробьевское, Кодяковское, Донецко-Сыртовское) отмечается приуроченность аномальных радиоактивных интервалов непосредственно к продуктивным нефтяным пластам, либо к зоне водонефтяного контакта. Процессы формирования нефтегазоносных комплексов, включающих скопления нефти и газа, возникшие при масштабной миграции нефтегазовых компонентов в значительной по объему массе пластов-коллекторов, сопровождаются перераспределением радионуклидов. При этом происходит фиксация последних в виде малоустойчивых соединений, способных в последующем опять переходить в подвижное состояние. В частности, высокая радиоактивность каменноугольных комплексов, в которых сосредоточена большая часть аномалий ионизирующего излучения, в значительной степени может является следствием масштабной миграции углеводородов и формирования их водных эмульсий, растворяющих радионуклиды в период нефтегазонакопления. Процессы окисления и диссипации залежей углеводородов могут приводить [3] к миграции подвижных форм микроэлементов, включая радионуклиды в нефтях и в приконтурных водах к поверхности в потоке паров воды, углекислого газа, азота, углеводородов в ходе естественного процесса развития водонефтяной системы в масштабах геологического времени. Это один из путей возможного создания осложнений в радиационной обстановке. Интенсивное ведение поисковоразведочных и эксплуатационных работ на многих структурах может сказываться на геодинамическом режиме артезианских систем в целом в плане их активизации с усилением диссипации залежей углеводородов, изменения положения водонефтяных контактов в пределах крупной гидрогеологической области с нефтегазовыми резервуарами. 191

Глубинная аномальная естественная радиоактивность в районах размещения нефтяных и газовых месторождений, вовлекаясь в техногенный поисковоразведочный и технологический эксплуатационный цикл, оказывает непосредственное влияние на радиационную обстановку и может стать фактором, ее осложняющим. Вовлечение радиоактивных веществ в технологический цикл является следствием активизации подвижности водно-углеводородной системы на отрабатываемых или разведываемых месторождениях, а также геохимической активности по отношениям к радионуклидам эмульсионно-водных смесей, содержащих углеводороды. Эпигенетические, уже переотложенные, наложенные на породы скопления радионуклидов, в том числе урано-битумные, инфильтрационные являются источником радиоактивных веществ для поступающих в технологический цикл смесей, растворов. Установленное при исследованиях участие глубинной естественной радиоактивности в процессах переотложения и накопления радионуклидов во флюидных водонефтяных системах с последующим вовлечением естественных радионуклидов в технологический цикл и формированием природно-техногенных очагов радиоактивного загрязнения вносит вклад в решение ряда важных вопросов радиоэкологии нефтепромысловых районов. Особо отметим природнотехногенную природу очагов радиационных осложнений на нефтепромыслах, выделенную и обоснованную в работе [131] одного из авторов Д.Г.Тараборина. В качестве источника радионуклидов признаны породы и воды нефтегазоносных комплексов, влияющие на состав флюидных систем артезианских бассейнов в течение длительного времени их становления и развития с использованием механизма извлечения радионуклидов из пород путем десорбции тонкодисперсной водяной эмульсией с углеводородными фракциями. Районирование нефтегеологических подразделений по степени радиационной опасности требует сопоставления наземной и глубинной радиоактивности, так как они могут быть взаимосвязаны и являются основой осложнения радиационной обстановки. При этом выделение потенциально опасных участков с учетом радиоактивности разреза, закономерностей ее соотношения с нефтегазоносностью, а также факторов, определяющих вовлечение радионуклидов в технологический цикл, мы предлагаем проводить с учетом стадии освоения нефтегазовых месторождений. На эксплуатируемых месторождениях, где возникла связь поверхностных и глубинных обстановок, рекомендуются системные наблюдения за содержанием урана, его изотопов, продуктов распада и других радионуклидов в поверхностном слое, в нефтях, в законтурных водах и т. д. 192

и относить их при условии совмещения нефтеносности и аномальной естественной радиоактивности к районам радиационно опасным I категории. Как показали проведенные исследования и имеющиеся данные по другим нефтегазоносным провинциям, областям, районам, радиационная обстановка на участках размещения нефтепромыслов при наличии глубинной естественной радиоактивности нестабильна и состояние ее безопасности требует постоянного внимания и изучения. Необходимо обеспечить выполнение мероприятий долгосрочного плана с проведением специальных исследований и мониторинга по системному наблюдению радиационно-экологической обстановки с решением следующих задач: - создание базы данных по радиоактивному загрязнению оборудования, участвующего в технологическом цикле; - изучение природы радиоактивности на месторождениях; - внедрение дополнительных видов радиационного контроля: определение объемной активности радона и его дочерних продуктов в воздухе, определение радионуклидов в составе нефти, законтурных вод, артезианских вод нефтеносных комплексов, грунтов; учет индивидуальных доз облучения работников. - выяснение механизма миграции, перераспределения и осаждения радионуклидов в процессе разработки нефтяных месторождений. Выявленные закономерности связи нефтегазоносности и радиоактивности, рекомендации по изучению радиационной обстановки и предотвращению загрязнения окружающей среды используются при составлении экспертных заключений, программ, способствующих выбору экологически оптимальных методов поисков, разведки, добычи и транспортировки нефти и газа.

193

Список использованной литературы 1.

Абукова Л.А., Карцев А.А. Флюидные системы осадочных нефтегазоносных бассейнов // Отечественная геология, 1999. – № 2. С. 11-16.

2.

Алекин О.А. Основы гидрохимии. Л.: ГМИ, 1970.

3.

Алексеев Г.И., Лобов В.А., Зайдельсон М.И. и др. Геологическое строение и перспективы нефтегазоносности юго-восточных районов ВолгоУральской области: Тр. КНИИНП, вып. 5, 1960.

4.

Алиев М.М., Батанова Г.П., Хачатрян Р.О. и др. Девонские отложения Волго-Уральской нефтегазоносной провинции. М.: Недра, 1978.

5.

Анненков Б.Н. Радиация и радионуклиды в окружающей среде. М.: Росэкология, 1992.

6.

Аширов К.Б., Ефремов П.Е. О некоторых закономерностях накопления галогенных формаций и причина их дислокаций на примере Кунгурского солеродного бассейна юго-востока Русской платформы // В кн.: Геология нефтяных месторождений. Куйбышев, 1973, вып. 19.

7.

Баранов В.И., Титаева Н.А. Радиогеология. М.: Изд-во МГУ, 1973.

8.

Барс Е.А. Органическая гидрохимия нефтегазоносных бассейнов. М.: Недра, 1981.

9.

Батурин Г.Н. Уран в современном морском осадкообразовании. М.: Атомиздат, 1975.

10. Бахур А.Е. Методические особенности контроля радиоактивности природных

вод

// АНРИ. М., 1998. – № 4. С. 21-29. 11. Белюсенко Н.А., Соловьянов А.А. и др. Состояние и контроль радиационно-экологической безопасности в ТЭК России // Безопасность труда в промышленности, 1997. – № 3. С. 16-20. 12. Белюсенко Н.А., Трыков Л.А. и др. Концептуальное обоснование создания федеральной системы радиационно-экологической безопасности В ТЭК

России

// АНРИ. М., 1999. – № 1. С. 42-60. 13. Богданов Ю. В. и др. О соотношении син- и эпигенетического орудене194

ния в платформенных отложениях Бундельканда // Геология рудных месторождений, 1976. Т. XVIII, № 4. С. 55-65. 14. Бойцов В.Е. Геология месторождений урана. М.: Недра, 1989. 15. Быков В.Н., Кириллов В.А. Региональное недропользование: Энциклопедия (краткое издание) / Пермь, изд-во Перм. ун-та, 2001. 16. Войткевич. Г.В., Закруткин В.В. Основы геохимии. М.: Высшая школа, 1976. 17. Гаврилин Ю.И., Горбатенко С.А. и др. Основы радиационной безопасности. М.: ИздАТ, 1993. 18. Гаев А.Я. Гидрогеохимия Урала и вопросы охраны подземных вод. Свердловск: Изд-во Уральского университета, 1989. 364 с. 19. Гаев А.Я., Щугорев В.Д., Бутолин А.П. Подземные резервуары. Л.: Недра, 1986. 20. Гацков В.Г., Постоенко П.И., Жвалов А.П., Ильин А.В., Лукиных Э.Н., Тараборин Д.Г., Васильева И.Э. Оценка естественной радиоактивности земной поверхности на территориях нефтедобычи в Оренбургской области // Геология и эксплуатация нефтяных и газонефтяных месторождений Оренбургской области: Сб. науч. тр., вып. 2. Оренбург, 1999. С. 328-333. 21. Гацков В.Г., Постоенко П.И., Лукиных Э.Н., Тараборин Д.Г. Геохимическая компонента в оценке состояния природной среды на территориях деятельности предприятий ОАО "Оренбургнефть" // Геология и эксплуатация нефтяных и газонефтяных месторождений Оренбургской области: Сб. науч. тр., вып. 2. Оренбург, 1999. С. 337-345. 22. Гацков В.Г., Тараборин Д.Г. Оценка степени потенциальной радиационной опасности при разработке нефтяных месторождений // Сб. «Вопросы региональной геоэкологии и геологии» ГИ УрО РАН, МАНЭБ. Оренбург, 2002. С. 160-166. 23. Гацков В.Г., Тараборин Д.Г., Демина Т.Я. Методы радиационноэкологической оценки окружающей природной среды в нефтегазодобывающих районах: Тез. докл. VI Международной конференции "Экология и развитие северо-запада России". Санкт-Петербург, 2001. С 144145, 241-243. 195

24. Гацков В.Г., Тараборин Д.Г., Жвалов А.П. и др. Естественная радиоактивность в разрезах скважин на территории западной части Оренбургской области // Геология и эксплуатация нефтяных и газонефтяных месторождений Оренбургской области: Сб. науч. тр., вып. 2. Оренбург, 1999. С. 333-336. 25. Гацков В.Г., Тараборин Д.Г., Жвалов А.П. и др. Естественная радиоактивность в разрезах осадочного чехла нефтегазоносных районов Оренбургской

области

// Геология и эксплуатация нефтяных и газонефтяных месторождений Оренбургской области: Сб. науч. тр., вып. 3. Оренбург, 2001. С. 362368. 26. Гацков В.Г., Тараборин Д.Г., Тараборина Н.В. Литолого-фациальные обстановки и аномальная радиоактивность осадочных комплексов // Геология и эксплуатация нефтяных и газонефтяных месторождений Оренбургской области: Сб. науч. тр., вып. 3. Оренбург, 2001. С. 354359. 27. Геологическое строение и нефтегазоносность Оренбургской области / Под

ред.

д. г.-м. наук А.С. Пантелеева. Оренбург, 1997. 28. Геология и разработка нефтяных и газовых месторождений Оренбургской области: Сб. научных трудов, вып. 1 / Под ред. А.С. Пантелеева, Н.Ф. Козлова. Оренбург: Оренбургское книжное изд-во, 1998. 254 с. 29. Геология и эксплуатация нефтяных и газонефтяных месторождений Оренбургской области: Сб. научных трудов, вып. 2 / Под ред. А.С. Пантелеева, Н.Ф. Козлова. – Оренбург: Оренбургское книжное изд-во, 1999. 379 с. 30. Геология и эксплуатация нефтяных и газонефтяных месторождений Оренбургской области: Сб. научных трудов, вып. 3 / Под ред. А.С. Пантелеева, Н.Ф. Козлова. Оренбург: Оренбургское книжное изд-во, 2001. – 432 с. 31. Геохимия ландшафтов России и радиогеоэкология. /Авт.: А.И. Перельман, Е.Н. Борисенко, С.М. Кравченко и др // Геоэкология, 1996. – № 3. 32. Гидрогенные месторождения урана / Ред. А.И. Перельман. М.: Атомиз196

дат, 1980. 33. Гидрогеология СССР. Том XVIII. Оренбургская область. (Оренбургское гидрогеологическое управление) / Редактор Е.И. Токмачев. М.: Недра, 1972. 34. Горбушина Л.В. и др. Радиометрия и ядерная геофизика. М.: Недра, 1974. 35. Горжевский Д.И., Карцев А.А., Павлов Д.И., Голева Г.А. Парагенезис металлов и нефти в осадочных толщах нефтегазоносных районов. М.: Недра, 1990. 36. Горяинов В.А. Стратиграфия и условия осадконакопления пестроцветных отло-жений южной части Общего Сырта и Оренбургского Приуралья. Диссертация, 1958. 37. Грачевский М.М. О возможных рифах пермского возраста в прибортовой части Северного Прикаспия // Новости нефтяной техники, 1961. – № 11. 38. Гречкин Г.С. и др. Методические указания по применению и комплексированию методов массовых поисков месторождений урана. АлмаАта, 1975. 39. Данчев В.И. и др. Экзогенные месторождения урана. М.: Атомиздат, 1979. 40. Данчев В.И., Перельман А.И., Стрелянов Н.П. и др. Геология и генезис месторождений урана в осадочных и метаморфических толщах. М.: Недра, 1980. 41. Демина Т.Я., Гацков В.Г., Тараборин Д.Г. Основные направления решения проблем радиоэкологии: Тез. докл. Международной юбилейной научно-практической конференции ОГУ. Оренбург, 2001. С. 25-26. 42. Демина Т.Я., Гацков В.Г., Тараборин Д.Г. Принципы составления региональных программ по радиационной безопасности: Тез. докл. VI Международной конференции "Экология и развитие северо-запада России". Санкт-Петербург, 2001. C. 147-148. 43. Демина Т.Я., Нестеренко Ю.М., Тараборин Д.Г. Оптимизация природопользования и ландшафтно-геохимический процесс (на примере Оренбургской

области) 197

// Горное эхо. Вестн. ГИ УрО РАН. № 3, 1998. С. 8-12. 44. Демина Т.Я., Тараборин Г.В., Гацков В.Г., Тараборин Д.Г. Природная радиационная обстановка на территории Оренбургской области: Материалы Региональной выставки "Экотехнология-99". Оренбург, 1999. С. 71-73. 45. Демина Т.Я., Тараборин Г.В., Гацков В.Г., Тараборин Д.Г. Радиоэкология Оренбургского края // Водные ресурсы, геологическая среда и полезные ископаемые Южного Урала: Сб. статей. Оренбург, ОГУ, 2000. С. 124-130. 46. Денцкевич И.А. и др. Тектонические критерии для оценки перспективных направлений геологоразведочных работ в Оренбургской области. Оренбург, 1995. 47. Денцкевич И.А., Казыгашев А.П. и др. Перспективы поисковых работ в старых нефтедобывающих районах севера Оренбургской области // Геология и разработка нефтяных и газовых месторождений Оренбургской области: Сб. науч. тр., Оренбург, 1998. С. 28-31. 48. Дубинчин П.П. и др. Техногенные радиоактивные загрязнения территорий нефтепромыслов и методика их оперативного обследования (на примере Прикаспийского нефтяного региона) // Геология Казахстана. Алматы, 1998 – № 2. С. 103-106. 49. Евсеева Л.С., Перельман А.И. Геохимия урана в зоне гипергенеза. М.: Госатомиздат, 1962. 50. Ежова М.П., Ткаченко А.Е. Радиоэкологические исследования природных объектов на территории Ханты-Мансийского автономного округа // Экологические исследования и охрана недр. М., 1997. – № 2. С. 25-31. 51. Ершов В.В,, Потапов Е.С., Чесноков Б.В. Минеральный состав солевых отложений в нефтепромысловом оборудовании. Свердловск: Уо АНСССР, 1989. 52. Жамойда А.И. Решение Межведомственного регионального стратиграфического совещания по среднему и верхнему палеозою Русской платформы. Л., 1988. 53. Закон РСФСР "Об охране окружающей природной среды" № 2060 от 19.12.91 г. 198

54. Закон РФ «О радиационной безопасности населения» 55. Захарчук С.А., Крампит И.А., Мильчаков В.И. Радиоактивное загрязнение окружающей среды при нефтедобыче // АНРИ. М., 1998. – № 4 С. 18-20. 56. Инструкция по гамма-каротажу скважин при массовых поисках урана. Л.: ВСЕГЕИ, 1982. 57. Каждан А.Б., Соловьев Н.Н. Поиски и разведка месторождений редких и радиоактивных металлов. М.: Недра, 1982. 58. Карта радиационной обстановки на территории Европейской части СССР по состоянию на декабрь 1990г. М.: ГУГК, 1991. 59. Карцев А.А. Гидрогеология нефтяных и газовых месторождений. М.: Недра, 1972. 60. Клубов В.А., Нечитайло С.К. и др. Геологические закономерности размещения нефтяных и газовых месторождений Волго-Уральской области: Труды ВНИГНИ, 1968, вып. 17. 61. Красноштейн А.Е., Лысенко Д.И. Проблемы контроля и нормирования гамма-фона окружающей среды // Горное эхо. Вестн. ГИ УрО РАН. № 1 (4), 1999. С. 14-16. 62. Лаверов Н.П., Винокуров С.Ф. Условия формирования крупных полихронных месторождений урана (на примере Северной Австралии) // Итоги науки и техники, 1988. – Т. 21. 63. Лаверов Н.П., Омельяненко Б.И. и др. Геологические аспекты проблемы захоронения радиоактивных отходов // Геоэкология - Инж. Геол., 1994. – № 6. 64. Лопаткина А.П., Квашневская Н.В. и др. Геохимическое изучение твердого и жидкого стока малых рек с целью мелкомасштабного прогнозирования. В кн.: Литохимические поиски рудных месторождений. АлмаАта: Наука, 1972. 65. Макарова С.П. Геологическое строение девонских отложений Зайкинско-Гаршинской зоны нефтегазонакопления // Геология и разведка месторождений нефти и газа юго-востока Русской платформы: Тр. ВНИГНИ. М., 1990. 199

66. Макарова С.П. Новые данные по стратиграфии и литологии девонских отложений юга Оренбургской области // Геология и перспективы нефтегазоносности бортовых зон Прикаспийской впадины. М.: ВНИГНИ, 1983. – Вып. 248. 67. Максимов С.П., Клубов В.А. и др. Геология нефтяных и газовых месторождений Волго-Уральской нефтегазоносной провинции. М.: Недра, 1970. 68. Малиновский И.Н. и др. Особенности разработки залежи нефти пласта Т1 турнейского яруса Байтуганского месторождения // Геология и разработка нефтяных и газонефтяных месторождений Оренбургской области: Сб. науч. тр., вып. 1. Оренбург, 1998. С. 120-124. 69. Машковцев Г.А., Щеточкин В.Н., и др. Основные типы инфильтрационных уран-полиэлементных месторождений в осадочных породах // Сов. Геол., 1993. – № 5. 70. Милановский Е.Е. Геология России и ближнего зарубежья (Северной Евразии). М.: Изд-во МГУ, 1996. 71. Мирчинк М.Ф., Хачатрян Р.О., Громека В.И и др. Тектоника и зоны нефтегазо-накопления Камско-Кинельской системы прогибов. М.: Наука, 1965. 72. Наливкин В.Д., Ронов А.Б., Хаин В.Е. Общие закономерности развития русской платформы и ее геосинклинального обрамления // В кн.: История геологического развития Русской платформы и ее обрамления. М.: Недра, 1964. 73. Наливкин В.Д., Форш Н.Н. Пермская система // В кн.: История геологического развития Русской платформы и ее обрамления.

М.: Недра,

1964. 74. Наумов Г.Б., Миронова О.Ф. Физико-химический аспект миграции урана в литосфере // Химия урана. М.: Наука, 1989. 75. Никифоров Ю.А. Радиоактивное загрязнение окружающей среды при нефтедобыче на примере Ставропольских месторождений // Российский геофизический журнал, 1994. – № 3-4. С. 81-84. 200

76. Новицкий Ю.В. и др. Глубинное строение Бузулукской впадины и перспективы нефтегазоносности отложений среднего девона // Геология нефти и газа, 1985. №7. 77. Новицкий Ю.В. Северо-Каспийский горст // В кн.: Геология и разведка месторождений нефти и газа юго-востока Русской плиты. М.: НИГНИ, 1990. 78. Нормы радиационной безопасности (НРБ-96). Гигиенические нормативы ГН 2.6.1.054-96. М., 1996. 79. Нормы радиационной безопасности НРБ-76/87. М.: Энергоатомиздат, 1988. 80. Обращение с радиоактивными отходами на нефтегазовых промыслах России // Методические указания. М., 1995. 81. Основные задачи радиогеоэкологии в связи с захоронением радиоактивных отходов / Авт.: Лаверов Н.П., Канцель А.В. и др. // Атом. Энерг., 1991. – Т. 71. 82. Основные черты геохимии урана. /Под ред. А.П. Виноградова.

М.:

Наука, 1963. 83. Островский Л.А. и др. Перечень бассейнов подземных вод территории СССР для ведения Государственного водного кадастра. М., 1988. 84. Павлов И.В. Приоритетные задачи в области радиационной защиты населения // АНРИ. М., 1999. – № 1. С. 4-16. 85. Пантелеев А.С., Демина Т.Я., Гацков В.Г., Тараборин Д.Г., Лукиных Э.Н. и др. Радиоэкология нефтегазодобывающих районов Оренбуржья // Экология и развитие стран Балтийского региона: Науч. докл. 5-й Международной конференции. Кронштадт-Котка, 2000. С. 229-237. 86. Пантелеев А.С., Демина Т.Я., Гацков В.Г., Тараборин Д.Г., Лукиных Э.Н. и др. Радиоэкология нефтегазодобывающих районов Оренбуржья: Тез. докл. 5-й Международной конференции "Экология и развитие стран Балтийского региона". Кронштадт-Котка, 2000. С. 113-114. 87. Пеньков В.Ф., Успенский В.А. Генетические особенности углеродистых веществ 201

// Сов. Геол., 1993. – № 5 88. Перельман А.И. Геохимия эпигенетических процессов.

М.: Недра,

1968. 89. Перельман

А.И.

и

др.

Методология

составления

ландшафтно-

геохимических карт территорий, загрязненных радионуклидами // Геохимия, 1993 – № 7. 90. Перельман А.И., Левин В.Н. Геохимия ландшафта и проблемы генезиса, поисков и экологии месторождений урана // Геология рудных месторождений,

1999.

Т.

41

–

№ 1. С. 36-42. 91. Познер В.М. Каменноугольный период // В кн.: История геологического развития Русской платформы и ее обрамления. М.: Недра, 1964. 92. Политыкина М.А. и. др. О распределении битумов в каменноугольном разрезе Оренбургской области: Сборник материалов по геологии и полезным ископаемым Оренбургской области. Вып. 5. Челябинск, 1975. С. 21-26. 93. Проблемы радиогеологии. /Под ред. Н.П. Лаверова, Г.Б. Наумова. М.: Атомиздат, 1983. 94. Радиационный контроль и пробоотбор на нефтегазовых промыслах и тепловых электростанциях России // Методические указания. М., 1995. 95. Радиация. Дозы, эффекты, риск. М.: Мир, 1990. 96. Рекомендации по нормализации радиационно-экологической обстановки на объектах нефтегазодобычи топливно-энергетического комплекса России. М., 1994. 97. Решение межведомственного регионального стратиграфического совещания по среднему и верхнему палеозою Русской платформы // Девонская система. Л., 1990. 98. Решение межведомственного регионального стратиграфического совещания по среднему и верхнему палеозою Русской платформы // Каменноугольная система. Л.,1990. 99. Самарина В.С. Гидрогеохимия. Л., 1977. 100. Самарина В.С., Гаев А.Я. и др. Техногенная метаморфизация химического 202

состава

природных

вод

(на

примере

эколого-

гидрогеохимического

картирования

бассейна

р. Урал, Оренбургская область). Екатеринбург: изд-во УрО РАН, 1999. 101. Свищев М.Ф. Геологическое строение и нефтегазоносность Оренбургской области. Гостоптехиздат, 1961. 102. Смирнов А.А., Щербаков А.В. Методические указания по интерпретации и проверке радиогидрогеологических аномалий с целью поисков урановых месторождений. М.: Госгеолтехиздат, 1957. 103. Смирнов В.И. Геология полезных ископаемых. М.: Недра, 1968. 104. Смыслов А.А., Харламов М.Г. Естественные радионуклиды в земной коре и проблемы радиоэкологии // Советская геология, 1992 – № 4. С. 72-78. 105. СП 2.6.1. 758-99. Нормы радиационной безопасности (НРБ-99).

М.:

Центр санитарно-эпидемиологического нормирования, гигиенической сертификации и экспертизы Минздрава России, 1999 г. 106. Справочник геолога по поискам и разведке месторождений урана. / Под ред. Н.П. Лаверова. М.: Недра, 1989, 270 с. 107. Справочник. Вредные химические вещества. Радиоактивные вещества. Л.: Химия, 1990. 108. Справочник. Интерпретация результатов геофизических исследований нефтяных и газовых скважин. / Под редакцией Добрынина В.М. М.: Недра, 1988. 109. Справочное руководство по петрографии осадочных пород. /Том 1. Л.: Госгортехиздат, 1958. С. 130-190. 110. Старик И.Е., Щепотьева Е.С. Методы определения радиоактивности природных образований. М.-Л.: Госгеолтехиздат, 1964. 111. Сухаревич П.М., Чикин М.Н. и др. Нефтегазоносные комплексы Оренбургской области: Тр. Южн.-Урал. отделения ВНИГНИ. М., 1975. – Вып. 3. 112. Тараборин Г.В. Тараборин Д.Г. Литолого-фациальные и палеогеографические условия районов размещения экзогенных редкометальных месторождений урана Узбекистана // Узбекский геологический журнал, 203

1996. – № 2. С. 77-88. 113. Тараборин Д.Г., Демина Т.Я. Ландшафтно-геохимический процесс и его роль в создании экологической обстановки: Тез. докл. Российской научно-практической конференции "Природопользование-98".

Орен-

бург, 1998. С. 118-119. 114. Тахаутдинов Ш.Ф. и др. Проблема радиоактивных осадков на технологическом оборудовании // Безопасность труда в промышленности, 1995. – № 2. С. 36-39. 115. Типовое положение о службе радиационной безопасности предприятий топливно-энергетического комплекса Российской Федерации. М., 1995. 116. Титаева Н.А. Техногенная геохимия урана, тория и радия // Проблемы радиогеохимии и космологии. М.: Наука, 1991. 117. Токарев А.Н., Куцель Е.Н. и др. Радиогидрогеологический метод поисков месторождений урана. М.: Недра, 1975. 118. Токарев А.Н., Щербаков А.В. Радиогидрогеология. М.: Госгеолтехиздат, 1956. 119. Успенский В.А. Методы изучения природного ураноносного органического вещества // В кн.: Методы изучения урановых месторождений в осадочных и метаморфических толщах. М.: Недра, 1985. С. 248-268. 120. Хаин В.Е., Короновский Н.В. и др. Историческая геология. М.: Изд-во МГУ, 1997. 121. Хачатрян Р.О. Формации девона и карбона востока русской платформы. ДАН СССР, 1964. Т. 159. – № 6. 122. Хачатрян Р.О., Громека В.И. Тектоническое развитие и нефтегазоносность Волжско-Камской антеклизы. М.: Наука, 1979. 123. Черников В.С., Шубин Е.Ф., Тамаев В.М. и др. Обеспечение радиационно-экологической

безопасности

в

ОАО

"Роснефть-

Ставропольнефтегаз" // Нефтяное хозяйство, 2000 – № 2. С. 64-65. 124. Чувилин В.А., Болсун В.М. Распределение концентраций элементов в поверхностном стоке территории Оренбургской области.

Екатерин-

бург, 1998. 125. Шмариович Е.М. Урановые месторождения в терригенно-карбонатных 204

породах плитных комплексов и наложенных впадин в связи с грунтовым и пластовым окислением // В кн.: Промышленные типы урановых месторождений и методика их поисков. Л.: Недра, 1984. С. 140-155. 126. Шувалов Ю.М. Ведущие типы урановорудных и ураноносных формаций и урановых месторождений // В кн.: Промышленные типы урановых месторождений и методика их поисков. Л.: Недра, 1984. С. 8-16. 127. Экзогенно-эпигенетические месторождения урана (условия образования) / Под ред. А.И. Перельмана. М.: Атомиздат, 1965. 128. Clarker R. Setting new protection standards for radiation / Nuclear engineering international. – 1990. – Vol. 90, N 6. 129. International Commission of Radiological Protection Risk from indoor exposure of radon daughters JCRP Publication N 50, Pergamon Press, Oxford, 1987. 130. Naturally occurring radiation of the Nordic countries – recommendations. The Radiation Protection institutes in Denmark, Finland, Iceland, Norway, and Sweden, 1986. 131. Тараборин Д.Г. Оценка и прогноз состояния радиационной обстановки при освоении нефтяных и газовых месторождений на примере Западного Оренбуржья. Диссертация на соискание степени кандидата г.-м.н. Пермь, 2001.

205