Химический состав природных вод восточного обрамления Сибирской платформы (Предверхоянский прогиб)
- Авторы: Малков Д.С.1, Сурнин А.И.2, Гусева Н.В.1
-
Учреждения:
- Национальный исследовательский Томский политехнический университет
- Акционерное общество «Сибирский научно-исследовательский институт геологии, геофизики и минерального сырья»
- Выпуск: Том 335, № 11 (2024)
- Страницы: 197-209
- Раздел: Статьи
- URL: https://ogarev-online.ru/2500-1019/article/view/276202
- DOI: https://doi.org/10.18799/24131830/2024/11/4564
- ID: 276202
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Актуальность. Предгорные (краевые, перикратонные) прогибы играют весомую роль в процессах генерации и локализации скоплений углеводородов и являются перспективными нефтегазопоисковыми объектами. Многочисленные исследования подобного рода структур сфокусированы главным образом на геологическом строении, процессах формирования и перспективах нефтегазоносности этих территорий. Вопросы, связанные с геохимией природных вод, либо вовсе не освещены, либо приводятся в крайне ограниченном виде. Изучение на современном аналитическом уровне химического состава природных вод Предверхоянского прогиба позволит оценить гидрогеохимический фон и выявить особенности поведения основных компонентов водной среды в условиях резкой смены тектонической обстановки.
Цель: изучение и выявление особенностей химического состава природных вод в условиях резкой смены тектонической обстановки на примере восточного обрамления Сибирской платформы в зоне ее сочленения с чешуйчато-надвиговыми дислокациям Верхояно-Колымской складчатой зоны.
Методы. Измерения быстроизменяющихся параметров природных вод (pH, Eh, температура) проводились непосредственно в месте отбора проб портативным анализатором HQ-40D фирмы Hach Lange (США). Анализ химического состава вод проводился в проблемной научно-исследовательской лаборатории гидрогеохимии Томского политехнического университета с использованием методов ионной хроматографии на двухканальном безреагентном ионохроматографическом комплексе ICS-5000 с кондуктометрическим детектированием производства компании Dionex-Тhermo Scientific (США). Содержание в исследуемых водах анионов CO32– и HCO3– определялось традиционным для этих показателей методом титриметрии. Определение концентрации Si выполнялось методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой на приборе NeXION 300D, Perkin Elmer (США).
Результаты. Приводится обширный фактический материал о химическом составе природных вод бассейнов рек Томпо, Ляписке, Соболох-Маян (Собопол) во внутренней части Предверхоянского прогиба перед фронтом передовых надвигов западного склона Верхоянского антиклинория. Показаны закономерности распределения основных ионов, выявлены общие черты и различия между исследуемыми участками.
Полный текст
Введение
Первые обобщающие научные работы, посвященные геологическому строению краевых прогибов, появились в 40–50 гг. прошлого века [1, 2]. Тогда же были оформлены и приведены их основные признаки: характерная форма (протяженные, узкие синклинальные прогибы), ассиметричное строение (крутое внутреннее крыло, примыкающее к складчатой зоне и пологое внешнее – к платформе), специфичный характер разрывных нарушений (сложные и резкие дислокации распространены преимущественно в зоне примыкания к складчатой области) и особенности состава вмещающих пород (в значительной мере это терригенные толщи с максимальной мощностью во внутренних частях прогиба). Проблемы нефтегазоносности краевых прогибов освещены в трудах [3, 4]. Изучению прогибов Сибирской платформы посвящены работы геологических институтов СНИИГГиМС и ВНИГРИ 1970–1980-х гг., публикации [5–9]. Из более поздних исследований следует выделить работы [10–17].
Все исследования перикратонных прогибов главным образом сфокусированы на их геологическом строении, процессах формирования и перспективах нефтегазоносности этих территорий. Вопросы, связанные с геохимией природных вод данных структур, либо вовсе не освещены, либо приводятся в крайне ограниченном виде.
Ранее проведенными исследованиями на примере конкретных объектов показана эффективность применения геохимических данных для прогноза нефтегазоностности различных геологических структур [18–20]. При проведении геохимических поисков встает вопрос о корректном определении фоновых концентраций химических элементов, соответствующих естественному обогащению компонентов природной среды [21–25], особенно это актуально при проведении гидрогеохимических работ в условиях распространения многолетней мерзлоты [26–29]. Кроме этого, в последнее время в практику геохимических исследований активно внедряются технологии обработки данных с использованием искусственного интеллекта [30–33], применение которых для построения достоверных прогнозов потребует значительного наращивания объемов открытых геохимических данных по районам с различными природно-климатическими и геолого-структурными условиями.
Целью данного исследования является изучение химического состава природных вод Предверхоянского прогиба и выявление геохимических особенностей гидросферы в районах резкой смены геолого-тектонических условий в пределах восточного обрамления Сибирской платформы.
Объект и методы исследования
Предверхоянский прогиб представляет собой отрицательную структуру, в строении которой принимает участие комплекс каменноугольных, пермских, триасовых, юрских и меловых отложений. Прогиб вытянут вдоль складчатых обрамлений Западного Верхоянья в субмеридиональном направлении более чем на 1300 км, изгибаясь вдоль долины рек Лены и Алдана. Как и все краевые прогибы, он имеет асимметричное строение. В нем выделяются внешняя приплатформенная и внутренняя зона, примыкающая к складчатым сооружениям Верхоянских гор.
В силу своего географического расположения Предверхоянский прогиб крайне труднодоступен и остается слабоизученным объектом, и в этой связи любой полученный фактический материал требует внимательного изучения и представляет собой ценную информацию.
В течение двух полевых сезонов 2014 и 2015 гг. сотрудниками отдела гидрогеологии нефтегазоносных провинций и геоэкологии Сибирского научно-исследовательского института геологии, геофизики и минерального сырья в схожих геолого-тектонических условиях были пройдены полевые маршруты по рекам (с юга на север) Томпо, Ляписке и Соболох-Маян (Собопол) (рис. 1). Все полевые маршруты последовательно по направлению от истока к устью пересекли три типовых участка - горный, где на дневную поверхность выходят более древние, интенсивно дислоцированные отложения складчатого обрамления; пограничный – тектоническая зона форланда Верхоянского складчатого пояса (граница Сибирской платформы), и собственно сам прогиб с выходом в зону моноклинального погружения мезозойских отложений. Суммарная длина полевых маршрутов по трем рекам составила более 600 км.
Основные характеристики исследуемых водных объектов приведены в таб. 1.
Таблица 1. Основные характеристики исследуемых рек [34, 35]
Table 1. Main characteristics of the studied rivers [34, 35]
Река River | Площадь Water collecting area, km2 | Длина, км Length, km | Расход воды, м3/с River flow, m3/s |
Томпо Tompo | 42700 | 570 | 158,6 (279 км от устья km from mouth) |
Ляписке Lapiske | 10300 | 299 | - |
Собопол Sobopol | 13300 | 411 | 82,1 (240 км от устья km from mouth) |
Передвижение полевых отрядов по рекам и пробоотбор проходили в летний период (июль–август) с использованием надувных ПВХ-лодок, оснащенных подвесными моторами.
Пробы воды отбирались не только из основного русла рек и притоков, а также из заводей, стариц и проток со слабым течением. В бассейнах рек Соболох-Маян и Ляписке были также опробованы пойменные озера. Шаг опробования в среднем составлял 1,5–2 км со сгущением до 1 км в зоне выхода в прогиб. Распределение отобранных проб по типам водопунктов представлено в табл. 2.
Пробы воды на полный химический анализ отбирались в одноразовые ПЭТ флаконы объемом 100 мл с соблюдением всех необходимых требований и рекомендаций.
Таблица 2. Объем опробования по типам водопунктов
Table 2. Volume of sampling by types of water points
Объект исследования Object of the study | Основное русло Main riverbed | Заводи и протоки Backwaters and branches | Притоки Tributaries | Пойменные озера Floodplain lakes | Всего Total |
бассейн р. Томпо Tompo river basin | 36 | 33 | 12 | - | 81 |
бассейн р. Ляписке Lapiske river basin | 40 | 29 | 54 | 7 | 130 |
бассейн р. Собопол Sobopol river basin | 112 | 5 | 40 | 10 | 167 |
Итого проб воды Total water samples | 188 | 67 | 106 | 17 | 378 |
Рис. 1. Обзорная схема района исследования
Fig. 1. Overview scheme of the research area
Измерения быстроизменяющихся параметров природных вод (pH, Eh, температура) производились непосредственно в месте отбора проб портативным анализатором HQ-40D фирмы Hach Lange (США). Анализ химического состава вод проводился в Проблемной научно-исследовательской лаборатории гидрогеохимии Томского политехнического университета с использованием методов ионной хроматографии на двухканальном безреагентном ионохроматографическом комплексе ICS-5000 с кондуктометрическим детектированием производства компании Dionex-Тhermo Scientific (США). Содержание в исследуемых водах анионов CO32– и HCO3– определялось традиционным для этих показателей методом титриметрии. Определение концентрации Si выполнялось методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой на приборе NeXION 300D, Perkin Elmer (США).
Результаты исследования и их обсуждение
Природные воды изученной территории пресные и ультрапресные с минерализацией, как правило, не более 200 мг/л. Величина pH изменяется от 5,5 до 8,4 при среднем значении 7,2. Окислительно-восстановительный потенциал находится в пределах от 28 до 292 мВ. Среднее значения Eh 186 мВ.
По ионному составу все изученные природные воды Предверхоянского прогиба достаточно однородны, о чем свидетельствует кучное расположение точек на диаграмме Пайпера (рис. 2).
Рис. 2. Диаграмма Пайпера природных вод Предверхоянского прогиба
Fig. 2. Piper’s plot of natural waters of the Predverkhoyansk foredeep
Среди катионов доминируют Ca2+ и Mg2+, а среди анионов – HCO3– и SO42–. Однако в бассейнах рек Ляписке и Соболох-Маян (Cобопол) встречены единичные водопункты с преобладанием хлорид-иона (до 78,3 %-экв) и иона натрия (до 65,7 %-экв). Данные пробы имеют нетипичный состав и сильно выбиваются из общей выборки, в связи с чем они были исключены из статистических расчетов.
В целом состав вод Предверхоянского прогиба по ряду показателей, таких как общая минерализация, содержание ионов Ca2+, Mg2+, HCO3–, близок к кларку речных вод [25]. Однако содержания таких ионов, как Na– и Cl–, в исследуемых водах заметно ниже, а ионов SO42–, напротив, существенно выше, что может являться отражением особенностей состава подстилающих горных пород (табл. 3).
Общие характеристики химического состава изученных объектов, а также их специфику хорошо иллюстрирует диаграмма размаха «ящик с усами» (box and whiskers chart), представленная на рис. 3. При сопоставлении химического состава рассматриваемых рек выявлено, что, несмотря на схожие условия формирования, они различаются по своему химическому составу. Эти различия на первый взгляд могут показаться не столь значительными, однако для маломинерализованных вод это может являться отражением специфики процессов формирования их химического состава.
Характеристика природных вод бассейна р. Томпо
Маршрут по р. Томпо был выполнен в летний период 2014 г. и прошел от р. Ольчан (Уольчан) – левого притока р. Томпо, до приустьевой части. Это самая крупная и полноводная из всех изученных, в рамках данной работы, рек с площадью водосбора более 40 тыс. км2. Химический состав воды разных элементов речной системы р. Томпо представлен в табл. 4.
Таблица 3. Данные по химическому составу природных вод Предверхоянского прогиба, мг/л
Table 3. Chemical composition of natural waters of the Predverkhoyansk foredeep, mg/l
Компоненты Components | Природные воды/Natural waters | Кларк подземных вод зоны вечной мерзлоты Average for ground waters permafrost zone [36] | Кларк речной воды Average for river waters [37] | |||
бассейн Tompo river basin | бассейн Lapiske river basin | бассейн Sobopol river basin | Среднее содержание для Предверхоянского прогиба Predverkhoyansk foredeep | |||
pH | 6,7–8,4 7,4 | 5,5–7,5 7,0 | 6,0–7,9 7,2 | 5,5–8,4 7,2 | 6,5 | - |
Eh | 129–268 228 | 37–250 161 | 28–292 184 | 28–292 186 | - | - |
Ca2+ | 6,0–54,1 22,2 | 1,0–29,7 11,0 | 2,1–33,6 22,1 | 1,0–54,1 18,4 | 16,8 | 14,7 |
Mg2+ | 1,7–13,7 5,0 | 0,4–6,9 2,1 | 0,7–9,6 5,5 | 0,4–13,7 4,2 | 5,65 | 3,65 |
Na+ | 0,2–1,4 1,0 | 0,4–12,0 2,5 | 0,2–3,5 1,9 | 0,2–12,0 1,9 | 6,64 | 8,6 |
К+ | 0,18–0,53 0,39 | <0,1–2,50 0,51 | <0,1–2,45 0,43 | <0,1–2,50 0,45 | 0,83 | |
HCO3– | 19,5–172,0 65,8 | 7,3–105,0 39,4 | 8,5–79,3 55,3 | 7,3–172,0 52,3 | 82,8 | 53,0 |
SO42– | 4,2–41,7 23,5 | <0,05–52,3 8,5 | 0,1–54,8 30,8 | <0,05–54,8 21,7 | 4,05 | 11,5 |
Cl- | <0,1–0,52 0,11 | <0,1–3,17 0,33 | <0,1–2,90 1,24 | <0,1–3,17 0,68 | 4,67 | 8,25 |
Si | 1,2–2,7 1,9 | 0,8–4,6 2,2 | 0,3–4,3 1,9 | 0,3–4,6 2,0 | - | - |
NO3 | <0,1–1,72 0,44 | <0,1–2,70 0,28 | <0,1–1,40 0,33 | <0,1–2,70 0,34 | 0,31 | - |
Мобщ/TDS | 37,6–254,6 118,0 | 9,7–147,0 64,3 | 14,2–177,9 117,2 | 9,7–254,6 99,6 | - | 99,7 |
Количество проб Quantity of samples | 81 | 124 | 163 | 368 | - | - |
Примечание: здесь и далее, в числителе – минимальное и максимальное значение, в знаменателе – среднее.
Note: here and elsewhere, in the numerator – the minimum and maximum values, in the denominator – the average.
Таблица 4. Химический состав поверхностных вод бассейна р. Томпо, мг/л
Table 4. Chemical composition of natural waters of the Tompo river basin, mg/l
Компоненты Components | Основное русло Main riverbed | Заводи и протоки Backwaters and branches | Притоки Tributaries |
pH | 6,7–7,5 7,3 | 6,8–7,9 7,5 | 7,0–8,4 7,6 |
Eh | 188–267 234 | 129– 268 224 | 188–260 223 |
Ca2+ | 8,7–21,2 16,8 | 9,7–54,1 25,9 | 6,0–49,6 28,5 |
Mg2+ | 3,5–5,0 4,5 | 3,1–8,4 5,2 | 1,7–13,7 5,8 |
Na+ | 1,0–1,4 1,1 | 0,4–1,4 1,0 | 0,2–1,3 0,6 |
К+ | 0,36–0,51 0,40 | 0,25–0,53 0,41 | 0,18–0,40 0,29 |
HCO3– | 19,5–61,0 46,1 | 21,9–172,0 78,9 | 24,4–168,4 88,8 |
SO42– | 21,2–26,9 24,2 | 12,3–35,1 23,1 | 4,2–41,7 22,6 |
Cl– | <0,1–0,52 0,11 | <0,1–0,44 0,12 | <0,1–0,14 0,08 |
Si | 1,5–2,3 1,8 | 1,4–2,5 1,9 | 1,2–2,7 1,8 |
NO3 | 0,20–1,72 0,39 | <0,1–1,18 0,39 | <0,1–1,47 0,75 |
Мобщ/TDS | 55,8–113,6 93,3 | 60,4–254,6 134,7 | 37,6–242,2 146,7 |
Количество проб Quantity of samples | 36 | 33 | 12 |
Рис. 3. Диаграмма «ящик с усами», отражающая гидрогеохимические особенности изученных объектов. Крестик посередине – это среднее арифметическое; линия чуть выше или ниже крестика – медиана; нижняя и верхняя грань прямоугольника (типа ящика) соответствует первому и третьему квартилю; горизонтальные черточки на конце «усов» – максимальное и минимальное значение
Fig. 3. Box and whiskers chart reflecting the hydrogeochemical specificity of the studied objects. The cross in the middle is the arithmetic mean; the line just above or below the cross is the median; the lower and upper sides of the rectangle (box type) correspond to the first and third quartile; horizontal dashes at the end of the "whiskers" are the maximum and minimum values
Наиболее однородный состав характерен для вод основного русла реки. Это ультрапресные сульфатно-гидрокарбонатные или же гидрокарбонатно-сульфатные, магниево-кальциевые воды с минерализацией 55,8–113,6 мг/л (табл. 4). Столь низкая минерализация связана, вероятнее всего, с фактором разубоживания, так как маршрут по реке Томпо проходил в условиях «высокой воды» при частых, интенсивных осадках. Значения показателей pH и Eh характерны для поверхностных вод и изменяются незначительно.
В ионном составе преобладание сульфат-иона наблюдается в «горной» части, где на поверхности и близко к ней залегают гипссодержащие горные породы. Ниже по течению соотношение двух главных анионов изменяется и составляет 65 %-экв. для HCO3– и 35 %-экв для SO42– (рис. 4), при этом отмечается закономерный рост минерализации.
Формулы ионно-солевого состава для верхней (1) и нижней (2) части маршрута представлен ниже:
(1)
(2)
Рис. 4. Общая минерализация (мг/л) и содержание ионов HCO3– и SO42– (%-экв) в пробах воды из основного русла р. Томпо
Fig. 4. Total mineralization (mg/l) and content of HCO3– and SO42– ions (%-Eq) in water samples from the main channel of the Tompo river
Химический состав притоков наиболее разнообразен. В сравнении с основным руслом они характеризуются более щелочными условиями среды и повышением минерализации вод. Разброс значений минерализации – от 37,6 до 242,2 мг/л. Содержания макроэлементов в этих пробах также варьируется в весьма широких пределах. Как правило, это сульфатно-гидрокарбонатные воды с минерализацией в среднем 147 мг/л. Воды заводей имеют преимущественно гидрокарбонатный кальциево-магниевый, магниево-кальциевый состав.
Характеристика природных вод бассейна р. Ляписке
Маршрут по р. Ляписке был выполнен в летний период 2015 г. и прошел от ручья Дотитчан – правого притока Ляписке, до устья. Бóльшая часть маршрута приходится на горный участок, на протяжении которого река пересекает с востока на запад несколько горных хребтов: Тагындянский, Малыкай-Хая, Муосучанский, Быгынский, Кутургинский и Усть-Вилюйский. Горный характер реки нашел отражение и в химическом составе вод (табл. 5).
Природные воды бассейна р. Ляписке характеризуются более низкой минерализацией, пониженными значениями pH и более высокими концентрациями ионов Na+ и K+, в сравнении с вышерассмотренным объектом, что может свидетельствовать о преобладании атмосферного фактора при формировании их состава и более активном водообмене. В составе вод притоков в отдельных точках отмечается повышенные концентрации сульфат-иона и пониженная величина рН, что может косвенно указывать на возможность растворения сульфидных минералов, наблюдаемых в горной части.
Таблица 5. Химический состав поверхностных вод бассейна р. Ляписке, мг/л
Table 5. Chemical composition of natural waters of the Lapiske river basin, mg/l
Компоненты Components | Основное русло Main riverbed | Заводи и протоки Backwaters and branches | Притоки Tributaries | Пойменные озера Floodplain lakes |
pH | 6,5–7,5 7,1 | 5,5–7,5 7,1 | 5,5–7,4 6,9 | 5,6–7,1 6,4 |
Eh | 69–240 162 | 37–239 155 | 51–250 156 | 160–242 194 |
Ca2+ | 9,2–15,5 12,0 | 4,1–22,2 13,3 | 2,2–29,7 9,5 | 1,0–15,7 6,8 |
Mg2+ | 1,7–3,3 2,3 | 1,6–4,2 2,5 | 0,5–3,9 1,6 | 0,4–6,9 2,3 |
Na+ | 2,2–3,4 2,6 | 1,0–11,0 3,2 | 0,4–12,0 2,2 | 0,4–2,7 1,4 |
К+ | 0,48–0,83 0,60 | 0,29–2,50 0,69 | <0,1–0,80 0,36 | 0,15–1,59 0,48 |
HCO3– | 34,1–51,2 41,0 | 22,0–105,0 51,9 | 7,3–97,6 33,2 | 7,3–80,5 33,3 |
SO42– | 6,4–14,6 10,9 | <0,05–15,9 9,1 | <0,05–52,3 7,2 | <0,05–2,8 1,2 |
Cl– | 0,10–1,00 0,35 | <0,1–3,17 1,42 | <0,1–2,20 0,26 | <0,1–0,45 0,15 |
Si | 1,7–2,5 2,1 | 2,0–3,3 2,5 | 0,8–4,6 2,3 | 0,9–3,3 1,8 |
NO3 | <0,1–2,70 0,29 | <0,1–1,40 0,27 | <0,1–1,60 0,29 | <0,1–1,02 0,21 |
Мобщ/TDS | 55,9–84,3 69,8 | 29,4–147,0 80,4 | 10,9–136,4 54,4 | 9,7–106,3 45,6 |
Количество проб Quantity of samples | 40 | 29 | 54 | 7 |
Характеристика природных вод бассейна р. Соболох-Маян
Маршрут по р. Соболох-Маян (Собопол) был выполнен в летний период 2015 г. и прошел от оз. Куоланда-Кюель, расположенного в пойменной части крупного правого притока (р. Куоланда), до приустьевой части.
По сравнению с другими изученными объектами, природные воды бассейна р. Соболох-Маян наиболее минерализованы и богаты ионами Mg2+, SO42– и Cl– (табл. 6).
Воды с самой высокой минерализацией 200–250 мг/л отмечаются в горном озере Куоланда-Кюель, расположенном в тектонической зоне вертикальных разломов Собопольского сдвига. Они отличаются хлоридным (>75 %-экв) кальциево-натриевым составом. Абсолютные содержания хлорид-иона достигают 85–110 мг/л, в то время как его фоновые концентрации в бассейне р. Соболох-Маян (Собопол) не превышают 3 мг/л.
Наиболее близкие по составу подземные воды (3) изучены в Усть-Вилюском районе Якутии, где при опробовании субкриогенного мелового терригенного водоносного комплекса были встречены также гидрокарбонатно-хлоридные, кальциево-натриевые воды, но со значительно более высокой минерализацией – от 1,7 до 4,0 г/л. (Усть-Вилюйская скважина № 6, 265 м) [38].
(3)
Формирование подобной аномалии хлоридных натриевых вод в ландшафтной обстановке Западного Верхоянья интерпретируется однозначно как результат глубинной восходящей разгрузки поземных вод. Благоприятные условия для восходящей разгрузки глубинных флюидов создает вертикальная трещиноватость пород, сопровождающая сдвиговые разломы, широко распространенные в исследуемом регионе [11–13].
Заключение
Химический состав природных вод Предверхоянского прогиба, изученный в пределах бассейнов рек Томпо, Ляписке и Соболох-Маян (Собопол), разнообразен. Общая минерализация изученных вод, как правило, не превышает 200 мг/л, а преобладающее значение имеют традиционные для поверхностных вод ионы Ca2+, Mg2+, HCO3– и SO42–. В долинах рек Ляписке и Соболох-Маян встречены и опробованы нетипичные для данной территории воды хлоридного натриевого и гидрокарбонатного натриевого состава.
Таблица 6. Химический состав поверхностных вод бассейна р. Собопол, мг/л
Table 6. Chemical composition of natural waters of the Sobopol river basin, mg/l
Компоненты Components | Основное русло Main riverbed | Заводи и протоки Backwaters and branches | Притоки Tributaries | Пойменные озера Floodplain lakes | оз. Куоланда-Кюель Lake Kuolanda-Kuel |
pH |
|
|
|
|
|
Eh |
|
|
|
|
|
Ca2+ |
|
|
|
|
|
Mg2+ |
|
|
|
|
|
Na+ |
|
|
|
|
|
К+ |
|
|
|
|
|
HCO3– |
|
|
|
|
|
SO42– |
|
|
|
|
|
Cl- |
|
|
|
|
|
Si |
|
|
|
|
|
NO3 |
|
|
|
|
|
Мобщ/TDS |
|
|
|
|
|
Количество проб Quantity of samples | 112 | 5 | 40 | 6 | 4 |
Наблюдаемые гидрохимические аномалии указывают на современные процессы восходящей разгрузки глубинных флюидов из толщ в основании осадочного чехла по проницаемым зонам, связанным со складчато-надвиговыми дислокациями сочленения Сибирской платформы с передовыми структурами Верхоянья.
При сопоставлении химического состава рек в горной и платформенной части выявлено, что роль сульфат-иона доминирует в верховьях, где отмечены выходы гипссодержащих горных пород.
Представленные результаты отражают фоновые содержание основных химических элементов природных вод, распространенных в пределах Предверхоянского прогиба. Показаны закономерности распределения основных ионов, выявлены общие черты и различия между исследуемыми участками. Полученный фактический материал может послужить фундаментом для более детальных исследований, направленных на изучение процессов формирования состава природных вод в условиях распространения многолетней мерзлоты, а также применяться для обоснования комплекса гидрогеологических критериев прогноза нефтегазоносности осадочных бассейнов восточного обрамления Сибирской платформы.
Об авторах
Денис Сергеевич Малков
Национальный исследовательский Томский политехнический университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: MalkovDS@tpu.ru
ORCID iD: 0000-0001-9614-7506
аспирант отделения геологии Инженерной школы природных ресурсов
Россия, 634050, Томск, пр. Ленина, 30Алексей Иванович Сурнин
Акционерное общество «Сибирский научно-исследовательский институт геологии, геофизики и минерального сырья»
Email: SurninAI@rusgeology.ru
кандидат геолого-минералогических наук, заведующий лабораторией гидрогеологии нефтегазоносных провинций
Россия, 630091, Новосибирск, Красный пр., 67Наталья Владимировна Гусева
Национальный исследовательский Томский политехнический университет
Email: GusevaNV@tpu.ru
доктор геолого-минералогических наук, профессор, заместитель директора по научно-образовательной деятельности Инженерной школы природных ресурсов
Россия, 634050, Томск, пр. Ленина, 30Список литературы
- Шатский Н.С. О структурных связях платформы со складчатыми геосинклинальными областями. Статья 3. // Известия Академии наук СССР, сер. геол. – 1947. – № 5.
- Пущаровский Ю.М. Краевые прогибы, их тектоническое строение и развитие // Труды Геологического Института АН СССР. – 1959. – Вып. 28. – С. 154
- Проблемы тектоники и нефтегазоносности краевых прогибов / М.И. Варенцов, С.М. Дорошко, И.К. Королюк, А.Д. Сидров. – М.: Недра, 1973. – 231 с.
- Геологическое строение и нефтегазоносность краевых прогибов / под ред. Н.А. Еременко. – М.: Наука, 1980. – 233 с.
- Натапов Л.М., Леонов Б.Н., Битерман И.М. Перспективы северо-восточной части Сибирской платформы и северной ветви Предверхоянского прогиба на нефть и газ // Геологическое строение и нефтегазоносность восточной части Сибирской платформы и прилегающих районов. – М.: Недра, 1968. – С. 299–305.
- Об условиях формирования залежей газа и нефти в Вилюйской синеклизе и Приверхоянском прогибе / Г.Д. Лавров, В.В. Забалуев, Л.А. Грубов и др. // Труды ВНИГРИ. – 1976. – № 385. – С. 6–20.
- Oil and gas potential of the Siberian Platform / A.E. Kontorovich, K.K. Makarov, N.V. Melnikov V.E. Savitsky, V.S. Staroseltsev, V.S. Surkov,http://www.ipgg.sbras.ru/ru/institute/staff/trofimukaa K.R. Chepikov // World Petroleum Congress Proceedings 10. – Bucharest, 09–14 September 1979. – P. 183–189.
- Сафронов А.Ф. Геология и перспективы нефтегазоносности северной части Предверхоянского прогиба. – Новосибирск: Наука, 1974. – 112 с.
- Данилов В.Н. Геологическое строение краевых прогибов. Общие черты и отличия // Научно-технический сборник «Вести газовой науки». – 2010. – № 2 (5). – С. 269–279.
- Силантьев Ю.Б., Ившина Е.В. Особенности формирования углеводородных систем краевых прогибов // Научно-технический сборник «Вести газовой науки». – 2010. – № 2 (5). – С. 288–292.
- Мигурский Ф.А., Якупова Е.М. Обоснование региональных исследований нефтегазоносности Предверхоянского перикратонного прогиба // Геология нефти и газа. – 2017. – № 3. – С. 18–25.
- Якупова Е.М. Нефтегазоперспективность складчато-надвигового пояса северной части Предверхоянского прогиба // Актуальные проблемы нефти и газа. – 2018. – № 3 (22). doi: 10.29222/ipng.2078-5712.2018-22.art4.
- Ситников В.С., Погодаев А.В., Кушмар И.А. Новые данные о тектонике и перспективах нефтегазоносности территории сочленения Северо-Алданской, Вилюйской и Предверхоянской НГО // Геология и минерально-сырьевые ресурсы Северо-Востока России: Материалы VIII Всероссийской научно-практической конференции. – Якутск, 18–20 апреля 2018. – Якутск: СВФУ, 2018. – С. 330–333.
- Региональные геофизические исследования Предверхоянского краевого прогиба и Вилюйской синеклизы - основа оптимизации дальнейших работ на нефть и газ в регионе / В.А. Трофимов, Ф.Ф. Закиров, В.И. Косовцев, Л.Ю. Колесниченко // ГеоЕвразия 2018. – М.: ООО «ПолиПРЕСС», 2018. – С. 64–67.
- Петров Д.М., Сивцев А.И. Перспективы нефтегазоносности верхней части разреза Предверхоянского прогиба // Рифтогенез, орогенез и сопутствующие процессы. – Иркутск, 14–15 октября 2019. – Иркутск: Институт земной коры Сибирского отделения РАН, 2019. – С. 127–129.
- Геолого-геофизические особенности строения Предверхоянского краевого прогиба и прилегающих территорий по данным нового сейсморазведочного речного профиля МОГТ-2D и переинтерпретации архивных материалов / М.Н. Шапорина, Е.В. Мосягин, О.Г. Садур, В.Н. Беспечный // Геология нефти и газа. – 2021. – № 5. – С. 55–73.
- Щепелин М.А., Делиу Е.А., Хуснуллина Г.Р. Геологическое строение и перспективы открытия месторождения в южной части Предверхоянской нефтегазоносной области (республика Саха (Якутия) // Фундаментальный базис инновационных технологий нефтяной и газовой промышленности. – М., 17–19 октября 2022. – М.: ИПНГ РАН, 2022. – С. 380–383.
- Exploring the prospects of deep natural gas resources from the geochemical parameters of the Shahejie Formation source rocks in the Banqiao depression / Q. Liua, L. Zhangb, Z. Chenc, G. Hand , X. Fua , J. Tengd, Y. Wange // Natural Gas Industry B. – 2024. – Vol. 11. – № 4. – P. 443–453.
- Kharaka Y., Hitchon B, Hanor J. Groundwater and Petroleum. – Ontario: Groundwater project, 2024. – 372 p.
- Potential petroleum prospects in the middle Benue trough, central Nigeria: inferences from integrated applications of geological, geophysical and geochemical studies / U.A. Lar, T. Bata, H. Dibal, S.N. Yusuf, I. Lekmanga, M. Goyit, E. Yennea // Scientific African. – 2022. – Vol. 19. doi: 10.1016/j.sciaf.2022.e01436.
- Galuszka A. A review of geochemical background concepts and an example using data from Poland // Environmental Geology. – 2007. – Vol. 52. – P. 861–870.
- Determination of the geochemical background and anomalies in areas with variable lithologies / L. Hao, X. Zhao, Y. Zhao, J. Lu, L. Sun // Journal of Geochemical Exploration. – 2014. – Vol. 139. – P. 177–182.
- Reimann C., Garrett R.G. Geochemical background – concept and reality // Science of The Total Environment. – 2005. – Vol. 350. – № 1–3. – P. 12–27. doi: 10.1016/j.scitotenv.2005.01.047
- Geochemical and statistical approach to evaluate background concentrations of Cd, Cu, Pb and Zn (case study: Eastern Poland) / W. Zglobicki, L. Lata, A. Plak, M. Reszka // Environmental Earth Sciences. – 2011. – Vol. 62. – P. 347–355.
- Helsel D.R., Hirsch R.M. Statistical methods in water resources techniques of water resources investigations // U.S. Geological Survey. – 2002. – B. 4. – Ch. A3. doi: 10.3133/tm4A3.
- Guseva N. The origin of the natural water chemical composition in the permafrost region of the eastern slope of the Polar Urals // Water. – 2016. – Vol. 8. – № 12. – P. 594–614.
- Krickov I., Lim A., Pokrovsky O. Major and trace elements in suspended matter of western Siberian rivers: first assessment across permafrost zones and landscape parameters of watersheds // Geochimica et Cosmochimica Acta. –2020. – Vol. 269. – P. 429–450. doi: 10.1016/j.gca.2019.11.005.
- Wang X., Chen R., Song Y. Changes in river discharge in typical mountain permafrost catchments, northwestern China // Quaternary International. – 2019. – Vol. 519. – P. 32–41.
- Li Z.J., Li Z.X., Song Y. Environment significance and hydrochemical characteristics of supra-permafrost water in the source region of the Yangtze River // Science of The Total Environment. –2018. – Vol. 644. – P. 1141–1151. doi: 10.1016/j.scitotenv.2018.07.029.
- Siamese network based prospecting prediction method: a case study from the Au deposit in the Chongli mineral concentrate area in Zhangjiakou, Hebei Province, China / K. Ding, L. Xue, X. Ran, J. Wang, Q. Yan // Ore Geology Reviews. – 2022. – Vol. 148. doi: 10.1016/j.oregeorev.2022.105024.
- Ahmmed B., Vesselinov V. Machine learning and shallow groundwater chemistry to identify geothermal prospects in the Great Basin, USA // Renewable Energy. – 2022. – Vol. 197. – P. 1034–1048. doi: 10.1016/j.renene.2022.08.024.
- Machine learning based prospect targeting: a case of gold occurrence in central parts of Tanzania, East Africa / S. Gawusu, B.N. Mvile, M. Abu, J.D. Kalimenze // Ore and Energy Resource Geology. – 2024. – Vol. 17. doi: 10.1016/j.oreoa.2024.100065.
- Ahmadi M. Artificial intelligence for a more sustainable oil and gas industry and the energy transition // Case Studies and Code Examples. – 2024. doi: 10.1016/j.egyai.2020.100041.
- Ресурсы поверхностных вод СССР: гидрологическая изученность. Т. 17. Ленско-Индигирский район. Вып. 5. Нижняя Лена (бассейн р. Лены ниже устья р. Вилюй) / под ред. А.С. Шароглазова. – Л.: Гидрометеоиздат, 1965. – 120 с.
- Ресурсы поверхностных вод СССР: гидрологическая изученность. Т. 17. Ленско-Индигирский район. Вып. 3. Бассейн р. Алдан / под ред. И.В. Осиповой. – Л.: Гидрометеоиздат, 1966. – 210 с.
- Шварцев С.Л. Гидрогеохимия зоны гипергенеза. – М.: Недра, 1998. – 366 с.
- Meybeck M. Concentration des aux fluviales en elements majeurs et apports en solution aux oceans // Revue de Geologie Dynamique et de Geographie Physique. – 1979. – Vol. 21. – № 3. – P. 215–246.
- Государственная геологическая карта Российской федерации. Масштаб 1:1000000 (третье поколение). Лист Q-52 – Верхоянские цепи. Объяснительная записка. – СПб.: Изд-во СПб картфабрики ВСЕГЕИ, 2009. – 347 с.
Дополнительные файлы
