Содержание йода, брома и бора в подземных водах районов, прилегающих к Колтогорско-Толькинской шовной зоне

Западно-Сибирский филиал института нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН, г. Тюмень, Россия

Изучение пространственных закономерностей гидрогеохимических условий глубоких горизонтов Западно-Сибирского нефтегазоносного бассейна в значительной степени затруднено отсутствием надежных модельных представлений об их взаимосвязи с множеством геологических процессов, в которые вовлечены в той или иной форме подземные воды. Например, несмотря на большое внимание, которое уделяется оценке воздействия тектонических факторов на динамику подземных вод и состав их водорастворенного комплекса [1, 2, 4, 5, 7 и др.] остается множество открытых вопросов их взаимного соотношения.

Вместе с тем, как показали недавние исследования, воздействие тектонического фактора не находит прямого отражения в пространственных закономерностях изменения химического состава подземных вод мезозойско-кайнозойских отложений районов, сопредельных Колтогорско-Толькинской шовной зоне. Об этом свидетельствует сопоставительный статистический анализ гидрогеохимических условий в пределах тектонических структур первого порядка [3, 6] и картирование минерализации и содержания основных макрокомпонентов.

В частности, согласно проведенным исследованиям в сеноманских отложениях фактически только для минерализации подземных вод наблюдается пространственная согласованность изолиний с границами бортов Толькинского мегапрогиба и лишь частично, северной части Колтогорского мегапрогиба. В минерализации подземных вод неокомских отложений к западу от Толькинского мегапрогиба прослеживается тенденция к росту, а по отношению к Колтогорскому мегапрогибу отмечается противоположная направленность увеличения минерализации в восточном направлении. В юрском водоносном комплексе наблюдается меньшая (по сравнению с водами вышележащих комплексов) пространственная выдержанность зон с близкими значениями содержания отдельных параметров и более широкие пределы вариации самих гидрогеохи-мических показателей. Это усиливает характерную картину отсутствия явных признаков проявления Кол-тогорско-Толькинской шовной зоны в химическом составе подземных вод.

а)                                       б)                                       в)

Рис. 2. Содержание йода в подземных водах, мг/л¹ (а - апт-сеноманских, б - неокомских, в - юрских отложений, 1 – границы структур первого порядка).

б)

в)

а)

Рис. 2. Содержание брома в подземных водах, мг/л.

а)                                       б)                                       в)

Рис. 3. Содержание бора в подземных водах, мг/л.

В продолжение выполненных исследований в данной работе рассматриваются закономерности изменения содержания основных элементов микрокомпо-нентного состава подземных вод – йода, брома и бора.

Содержание этих параметров в подземных водах значительно, на несколько порядков меньше по сравнению с концентрацией основных компонентов ионносолевого состава – ионов натрия, хлора, кальция и гидрокарбоната. Это обусловлено не только существенными различиями их физических и химических свойств как отдельных элементов, но и существенно различающимися процессами их генезиса и насыщения ими подземных вод осадочных отложений. В целом, этим определяется целесообразность специализиро- ванного анализа пространственных закономерностей содержания рассматриваемых в данной работе микрокомпонентов.

Карты основных элементов микрокомпонентного состава подземных вод – йода, брома и бора приведены на рис. 1–3. По всем комплексам шаг изолиний для йода и бора один – 4 мг/л, по брому – 10 мг/л для апт-альб-сеноманского и неокомского комплексов, и 20 мг/л для юрского комплекса.

В содержании йода в подземных водах прослеживаются определенные трендовые составляющие – уменьшение в восточном направлении (рис. 1). Однако для каждого из водоносных комплексов имеются характерные особенности. В юрском комплексе концен- трации этого компонента в целом невысокие, лишь на отдельных локальных участках получены пробы с содержанием более 8 мг/л. Относительно выдержанные зоны с содержанием йода в подземных водах более 4 мг/л прослеживаются от Пудинского мегавала и распространяются на значительную часть Каймысовского и Нижневартовского сводов и Юганской мегавпадины. На остальной территории преобладают воды с концентрацией йода менее 4 мг/л.

В неокомском комплексе граница вод с пониженным менее 4 мг/л содержанием йода выдержанно прослеживается в субмеридиональном направлении вдоль восточных бортов Бахиловского и Александровского мегавалов. Воды с повышенным более 8 мг/л содержанием йода приурочены к южной части Каймысовского свода, Колтогорского мегапрогиба, широко распространены на Средневасюганском мегавале, в Нюроль-ской и Юганской мегавпадинах, на значительной части Нижневартовского свода и прослеживаются далее на Сургутском своде и в северной части Северо-Вартовской мегатеррасы.

В распространении вод с повышенным содержанием йода (более 8 мг/л) в апт-альб-сеноманском водоносном и неокомском комплексах отмечаются схожие закономерности. Но в водах апт-альб-сеноманских отложений области с высокими значениями параметра разделены полосой протягивающейся от восточной части Юганской мегавпадины к северному борту Средневасюганского мегавала и расширяющейся в восточном направлении практически на всю юговосточную четверть рассматриваемой территории. На северо-востоке расположена область с содержанием йода менее 4 мг/л.

Некоторые общие черты прослеживаются в содержании йода и брома в подземных водах. Особенно это характерно для апт-альб-сеноманского комплекса. Обширная область повышенной (более 40 мг/л) концентрации брома распространена на востоке рассматриваемой территории (рис. 2а). Зона с содержанием этого компонента менее 20 мг/л охватывает часть Ба-хиловского мегавала на северо-востоке и через северную половину Александровского мегавала вклинивается в центральную часть Нижневартовского свода.

В водах неокомских отложений преобладает повышенное (более 40 мг/л) содержание брома (рис. 2б). На востоке рассматриваемой в данной работе области протягивается относительно узкая полоса с концентрацией менее 40 мг/л, которая несколько расширяется на северо-востоке и распадается на отдельные участки на Северо-Вартовской мегатеррасе и на севере Сургутского свода.

Содержание брома в подземных водах юрского комплекса в основном не превышает 60 мг/л (рис. 2в). Области с повышенными концентрациями этого показателя (80 мг/л и более) прослеживаются от Пудинско-го мегавала в сторону Александровского мегавала. Связная зоны с высоким содержанием брома охватывает северную часть Северо-Вартовской мегатеррасы, юга Вэнгапурского и севера Тагринского мегавалов.

В пространственных закономерностях содержания бора для вод различных водоносных комплексов наряду с существенными различиями наблюдаются и опре- деленные схожие черты (рис. 3). В апт-альб-сеноманском комплексе выделяются две зоны с повышенной более 4 мг/л концентрацией. Одна охватывает Парабельский, Пудинский, Средневасюганский мега-валы, Колтогорский мегапрогиб, Каймысовский свод, восточную часть Юганской мегавпадины и небольшую часть на юге Нижневартовского свода. Вторая прослеживается от западной части Нижневартовского свода и севера Сургутского свода до центральной части Толь-кинского мегапрогиба на востоке. Между этими зонами в центральных частях Юганской мегавпадины, Нижневартовского свода расположена область вод с пониженным менее 4 мг/л содержанием бора, которая переходит практически на весь Александровский мега-вал и далее расширяется в направлении Бахиловского, Верхнекаралькинского, Пылькараминского мегавалов и Северной части Усть-Тымской мегавпадины.

Содержание бора в водах неокомского комплекса на значительной территории превышает 8 мг/л. В отличие от апт-альб-сеноманских вод здесь нет явно выраженной разделяющей зоны с пониженным содержание бора. Широко распространены зоны с концентрациями бора более 12 мг/л. Эти зоны в основном сконцентрированы в северо-западной части (от Нижневартовского и Сургутского свода до центральной части Толькинского мегапрогиба), но прослеживаются также и на Каймысовском своде, Средневасюганском, Пу-динском, Парабельском мегавалах.

В юрском водоносном комплексе подземные воды в целом характеризуются меньшими по сравнению с неокомским комплексом концентрациями бора. Преобладают воды с содержанием более 4 мг/л. В западной и южной части рассматриваемой в данной работе территории в расположении зон повышенных более 8 мг/л прослеживаются схожие черты с расположением зон с высокими концентрациями вод неокомского комплекса. Но в отличие от неокомского комплекса к северо-востоку от Александровского мегавала содержание бора в водах юрских отложений увеличивается, и достигает 8 и более мг/л.

Представленные результаты свидетельствуют о том, что в содержании микрокомпонентом, также как и в содержании основных параметров ионно-солевого состава подземных вод рассматриваемой области отсутствуют ярко выраженные общие пространственные закономерности. Как видно из приведенных результатов картирования содержания отдельных элементов в подземных водах, в целом не контролируются не только границами распространения Колтогорского и Толь-кинского мегапрогибов, но и другими как отрицательными, так и положительными структурными элементами. Выделяемые по гидрогеохимическим параметрам зоны последовательно охватывают целиком или частично и те и другие. А сами структуры рассекаются на отдельные районы с существенно различающимися минерализацией или концентрациями водорастворенных компонентов. В частности, на Нижневартовском своде в апт-альб-сеноманском комплексе наблюдается вклинивание обширной зоны вод с пониженными содержаниями микрокомпонентов (йода, брома и бора).

Наблюдаемые существенные отличия в пространственных закономерностях изменения отдельных ком- понентов водорастворенного комплекса подземных вод, очевидно, являются отражением сложных процессов, определивших формирование современного состояния гидрогеохимических условий глубоких горизонтов. При этом результирующий состав подземных вод обусловлен воздействием множества факторов, во многом индивидуальных для каждого из рассмотренных компонентов.