авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 5 |

«Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Оренбургский государственный университет Д.Г. Тараборин ...»

-- [ Страница 2 ] --

Пласт ДV-3 расположен в подошве афонинского горизонта и имеет раз личную литологическую характеристику. На Гаршинской и Швейцарской площадях он представлен песчаниками и продуктивен на Гаршинском место рождении. 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 крупные месторождения (Зайкинское, Росташинское, Гаршинское и др.).

Пласты представлены известняками пористо-кавернозными, биогермными, строматопоровыми. Наилучшими коллекторскими свойствами обладают по роды пласта ДV-2. Максимальные притоки нефти и газа из этого пласта полу чены на Зайкинском месторождении. В восточной части Бузулукской впади ны и в пределах Восточно-Оренбургского сводового поднятия пласт ДV- продуктивен на Ольховском, Пойменном, Кодяковском и Донецко Сыртовском месторождениях.

Пласт ДV-1 имеет более ограниченное распространение, максимальная мощность пласта (8 м) отмечена на Зайкинском месторождении, здесь же по лучены наибольшие притоки нефти и газа. Кроме того, пласт ДV-1 продукти вен на Смоляном, Загорско-Лебяжинском, Колганском, Дачно-Репинском и Ольшанском месторождениях. Максимальные притоки нефти с газом полу чены на Загорском месторождении.

Пласт ДV-0 выделен в самой верхней части афонинского горизонта толь ко на Зайкинском месторождении, где из него получены промышленные при токи 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 Зай кинском месторождении.

Пласты ДIII-2 и ДIII-1 приурочены к нижней терригенной части ардатов ского горизонта. Коллекторы пластов отличаются от пластов воробьевского горизонта лучшей сортировкой и более мелкозернистым составом песчаных пород. Оба пласта присутствуют только в южной части Бузулукской впади ны. Максимальные притоки нефти получены на Гаршинском, Зайкинском, Росташинском и Вишневском месторождениях. Пласт ДIII-1 распространен более широко. Помимо западных районов Бузулукской впадины, промыш ленные притоки из этого пласта получены на Ольховской, Пойменной, Кол ганской, Дачно-Репинской и Донецкой площадях. На южном склоне Татар ского 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 Крас ном месторождении.

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 представ лены хорошо отсортированными песчаниками. Залежи нефти в пластах па шийского 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, Ники форовском, Рябиновом, Якутинском и др. месторождениях. В восточной час ти Бузулукской впадины залежи пластов ДI и Д0 продуктивны на Загорско Лебяжинском и Исаковском месторождениях. Севернее промышленные при токи получены на Пойменном, Смоляном, Кодяковском, Красном месторож дениях. В южной части установлены две залежи на Западно-Швейцарском и Ташлинском месторождениях.

Франско-турнейский комплекс включает карбонатные пласты верхне франского 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 Бузу лукской впадины (Загорско-Лебяжинское месторождение), и на Восточно Оренбургском сводовом поднятии (Дачно-Репинское, Ольшанское, Рыбкин ское месторождения). Пласты-коллекторы представлены известняками орга ногенно-полидетритовыми, биогермными с прослоями кавернозно-пористых доломитов.

Пласты ДФIII, ДФII, фаменского яруса представлены органогенными из вестняками, 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 представ лены известняками органогенными, участками глинистыми и доломитизиро ванными и приурочены к южному склону Татарского свода (Сокское, Само дуровское, Пашкинское и др. месторождения).

Продуктивные пласты Т3, Т2, Т1 сложены известняками с прослоями глинистых и битуминозных известняков и доломитов. Отмечается линзовид ное переслаивание пористых и плотных пород, причем их количество, мощ ность 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 ограничен ное распространение (Гаршинское месторождение). Пласты Т2, ТI выявлены во всех нефтегеологических районах. Наибольшее распространение пластов Т1 и Т2 наблюдается в пределах Муханово-Ероховского прогиба (Бобровско Покровско-Сорочинская структурная зона). Пласт Т1 является одним из ос новных продуктивных пластов на месторождениях южного склона Татарского свода и в пределах Муханово-Ероховского прогиба.

Во франско-турнейском комплексе отдельной группой выделяются тер ригенные пласты связанные с колганской толщей фаменского возраста, кото рая 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, Дачно Репинском и др. месторождениях.

Визейский комплекс представлен продуктивными пластами бобриков ского (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 продук тивных пластов, где с ним связаны многочисленные месторождения (Байту ганское, Сокское, Красноярское, Южно-Аксютинское, Тананыкское, Воробь евское 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 при урочен к кровле "тульской плиты" и представлен известняками и тонкозерни стыми доломитами.

Окско-башкирский карбонатный комплекс включает продуктивные пла сты О4-О1 окского надгоризонта, Сп серпуховского яруса и А4 башкирского яруса.

Пласты О4-О1 имеют широкое распространение в пределах Бобровско Покровско-Сорочинской зоны поднятий, где с ними связан ряд месторожде ний (Бобровское, Сорочинско-Никольское, Кодяковское и др.). Пласты О4-О состоят из сульфатно-карбонатных отложений, расположенных в кровле над горизонта.

Пласт Сп серпуховского яруса продуктивен на Байтуганском месторож дении и представлен карбонатами.

Пласт коллектор А4 имеет региональное развитие на территории Орен бургской 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 от крыты на Оренбургском, Северо-Копанском и других месторождениях.

Верейский терригенный комплекс представлен пластами А3, А2, А1. Пла сты-коллекторы сложены песчаниками и приурочены к центральной части и южной бортовой зоне МЕП. Продуктивны пласты на Герасимовском, Родин ском, Покровском, Баклановском и др. месторождениях.

Средне-верхнекаменноугольный карбонатный комплекс представлен продуктивными пластами каширского (Ао), подольского (Пд), и мячковского (Мч) горизонтов. Пласты-коллекторы представлены известняками органо генно-детритовыми, биоморфными, фораминиферово-криноидными и доло митами сульфатизированными, неравномерно пористыми.

Промышленно нефтеносный пласт А0 продуктивным является на По кровском и Герасимовском месторождениях. Пласт неоднородный, характе ризуется 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 из вестняками и доломитами. Пласты РVII и РVI продуктивны на Султангулово Заглядинском, Оренбургском месторождениях. Пласты РV и РIV развиты на территории к югу от Большекинельского вала и являются основными про дуктивными пластами нижнепермского комплекса. К ним приурочено боль шое количество залежей промышленного и непромышленного значения.

Наиболее крупные из них открыты на Аксютинском и Покровском месторо ждениях (МЕП), Оренбургском газоконденсатном месторождении. Пласт РIII продуктивен в пределах Бобровско-Покровско-Сорочинской зоны, пласты РII и РI развиты в северной части Бузулукской впадины (Кирюшкинское, Могу товское, Пилюгинское месторождения). Кроме этого, филипповский гори зонт кунгурского яруса продуктивен на Оренбургском газоконденсатном ме сторождении. Нефтяные и газовые залежи этого комплекса к настоящему времени в основном выработаны или законсервированы.

Верхнепермский комплекс содержит пласты-коллекторы У2, У1 в уфим ском и КС в казанском ярусах. Пласты У2, У1 уфимского яруса вмещают в основном газовые залежи и распространены в южной части ЮСТС (Султан гулово-Заглядинское, Тарханское и др. месторождения) и в МЕП (Покров ское, Пронькинское и др.). Пласт КС продуктивен в северной бортовой зоне, примыкающей к Большекинельскому валу. В настоящее время многие место рождения выработаны.

Глава 2 Комплексная методика исследований радиационной обстановки Радиационная безопасность и ее обеспечение на объектах и территориях нефтегазовых комплексов в силу своей актуальности в последние десятиле тия привлекает особое внимание, в том числе на территории России. Основ ным содержанием работ по радиоэкологии нефтегазоносных объектов явля ется контроль за уровнем радиоактивности, замеры параметров радиации и выработка рекомендаций по безопасному ведению работ. Обычно проведе ние 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. Пав лов, 1999).

На примере ряда регионов (Прикаспийского, Саратовского, Ставрополь ского и др.) проведены работы и опубликованы данные по изучению техно генного радиоактивного загрязнения территорий нефтепромыслов (Ш.Ф. Та хаутдинов, Б.А. Сизов и др., 1995;

П.П. Дубинчин и др., 1998).

Сформулированы и основы радиогеологии – науки, изучающей распреде ление радиоактивных изотопов в земной коре с использованием их свойств для исследования природных процессов. Теоретические основы проблем радиоэко логии в связи с естественными радионуклидами в земной коре разрабатывались А.И. Перельманом [89], А.А.Смысловым, М.Г. Харламовым [104], В.И. Барано вым, Н.А. Титаевой [7] и другими.

На уровне решения прикладных задач находятся и исследования радиа ционной обстановки на нефтепромыслах. Вопросы радиогеологии, геологи ческие, естественно-исторические причины, углубленная расшифровка при роды, источников создания аномальных радиационных условий при этом достаточно глубоко не рассматривались.

На территории Оренбургской области на нефтепромыслах к началу на ших работ были отдельные наблюдения над радиационными параметрами, определения по линии Минтопэнерго содержаний тория, урана, радия в неф тях, пластовых, дренажных водах отдельных объектов.

Впервые работы по системному, целенаправленному изучению радиоэкологии нефтегазоносных районов западной части Оренбургской области были начаты в рамках реали зации объекта "Радиационно-экологическая оценка окружающей природной среды в Оренбургской области" (Гацков В.Г., Тараборин Д.Г. и др.). Основ ным 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 радиоак тивности пород до выявления вероятности и оценки возможной степени за грязнения радионуклидами окружающей среды. Связь нефтегазоносности и радиоактивности рассмотрена в привязке к картографическим построениям.

Подобный подход в радиогеоэкологических исследованиях нефтегазо носных областей до сих пор не использовался и мало освещался в геологиче ской литературе. Поэтому выводы, заключения относительно источников, причин, факторов возникновения загрязнения за счет естественных радио нуклидов в условиях освоения нефтегазоносных областей являются в значи тельной степени новыми.

Комплексная методика изучения радиационной обстановки (таблица 1) включает проведение исследований по четырем основным направлениям:

информационному, радиологическому, геологическому и картографическо му, предусматривающим использование геолого-геофизических и геохими ческих данных, характеризующих геологические, тектонические, литолого фациальные, естественно-исторические и палеогеологические особенности формирования осадочного чехла, вмещающего нефтегазоносные комплексы и пласты с участками, интервалами естественной аномальной радиоактивно сти [23, 41, 42, 44].

Таблица 1 - Методика изучения естественной радиоактивности нефтега зоносных районов Направление Виды работ Методы изучения Объемы работ работ 1 2 3 Информацион- 1. Сбор, обобщение, 1. Составление 1. Каталог на ное анализ материалов. каталогов ано- 295 объектов.

2. Разработка номенк- мальной радиоак- 2. Кадастр латуры параметров тивности. 4700 скважин.

для систематизации 2. Составление объектов. кадастра ано 3. Подбор литературы мальных скважин по проблеме. и радиоактивных интервалов.

Радиологиче- 1. Изучение радиоак- 1. Просмотр гам- 1. 4700 сква ское тивности горных по- ма-каротажа жин.

род, вод, нефтей. скважин, выделе- 2. 295 интер 2. Изучение радиоак- ние фоновых и валов.

тивности нефтегазо- аномальных зна- 3. 5 тыс. пог.

носных комплексов, чений. м.

продуктивных гори- 2. Интерпретация 4. Анализ зонтов, залежей. аномальных ин- проб на уран, тервалов с введе- радий, торий.

нием поправок.

3. Радиометриче ский промер кер на.

4. Определение содержания ра дионуклидов, ра диохимия, РСА.

Геологическое 1. Уточнение стра- 1. Построение 1. Уточненная тиграфического рас- схем сопоставле- стратиграфи членения разреза. ния разрезов по ческая колон 2. Составление скважинам. ка.

геологоструктурной и 2. Геологическая 2. Корреляци нефтегеологической интерпретация онные геофи основы. геофизических зические раз 3. Изучение радио- данных. резы по от активности формаци- 3. Литолого- дельным онных, фациальных фациальные по- структурам, комплексов, регио- строения по стра- месторожде нальных, локальных тиграфическим ниям.

структур. срезам-уровням с 3. Карта есте 4. Привязка и про- данными по ра- ственной ано слеживание аномаль- диоактивности. мальной ра ных интервалов по Оконтуривание диоактивно площади. полей аномаль- сти масштаба 5. Генетическая ной радиоактив- 1:500000.

интерпретация ано- ности методом Карта радио мальной радиоактив- интерполяции. активности ности. 4. Систематиза- масштаба 6. Изучение есте- ция данных по 1:200000.

ственной радиоактив- изучению систе- 4. Карта неф ности и ее соотноше- мы нефтегазонос- тегазоносно ний с нефтяными объ- ность- сти радиоак ектами. радиоактивность. тивности оса Обработка ре- дочных ком зультатов с при- плексов неф менение методов тяных математической месторож статистики, ком- Построение дений.

пьютерных тех- графиков, нологий (про- гистограмм, граммы Microsoft таблиц, карт Excel, Microsoft изоконцен Grapx). траций.

Картографиче- 1. Картографические 1. Применение Результи ское компьютерных рующая карта построения по всем технологий в про- районирова направлениям для грамма ArcView ния по степе уточнения факторов контроля повышенной версии 3.2. ни радиаци 2. Сканирование онной опасно радиоактивности.

на сканере Vidar с сти масштаба оптическим раз- 1:500000.

2. Определение крите- решением от риев районированного до 300 dip и на подхода к оценке сте- сканере Hewlett Packard 4P.

пени радиационной 3. Трассировка в опасности.

программе MapE dit с привязкой к географическим координатам.

4. Перевод рас трового изобра жения в формате tif или jpg в гра фическую базу данных в формате ArcView.

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 изучен ности территории, учет сведений по радиоактивности пород, вод, нефтей, по лученных в ходе предшествующих геологосъемочных, нефтегазопоисковых, нефтеразведочных, эксплутационных, специальных работ с составлением ка дастров, каталогов и картографическим отображением полученных результа тов. Были использованы материалы по радиоактивности, выявленной и изу ченной на территории западной части Оренбургской области, имеющиеся в территориальных геологических фондах, фондах ОАО "Оренбург нефть", 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, химико аналитическим лабораторным исследованиям проб и образцов. В вышеупо мянутых 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, неф тегазоносности, радиогеологии региона, по методике интерпретации геофи зических данных, оценке генетической природы аномальной радиоактивно сти и состоянии радиологической обстановки [56, 102, 108], использованы собственные исследования авторов по изучению радиоактивности породных комплексов. При анализе материалов учтены геологические, палеогеографи ческие, литолого-фациальные, структурные, геоморфологические, тектони ческие карты разных масштабов, карты размещения нефтегазоносных объек тов, карты радиометрической изученности, схемы структурно формационного, структурно-тектонического районирования.

Основное внимание уделено вопросам выявления связи нефтегазо носности и радиоактивности. Для понимания закономерностей распределе ния участков аномальной радиоактивности в качестве основы была исполь зована карта с указанием положения надпорядковых структурно тектонических подразделений, границ подразделений I порядка и их дифференциацией на более дробные фрагменты, показаны до девонские грабенообразные прогибы, зоны поднятий, основные элементы нефтегеологического районирования, нефтяные, газовые и газоконденсатные месторождения (рисунок 2).

2.2 Радиологическое направление В рамках радиологического направления оценивалась радиоактивность различных сред с подразделением ее на фоновую и аномальную. Определя лась радиоактивность пород, вод, нефтей, использовались данные массовых поисков, применения наземных радиометрических, радиогидрогеологиче ских, газовых методов, гамма-каротаж скважин, радиометрические промеры керна, проб. Ведущим методом был гамма-метод, то-есть регистрация гамма излучения природных объектов. Основными гамма-излучателями являются изотопы урана, тория и продукты их распада. При этом существенная часть фиксируемого гамма-поля определяется продуктами распада элементов ра диевой группы. Собственно уран и торий не дают высоких интенсивностей излучения. Известно, что по гамма излучению один процент природного ка лия эквивалентен примерно 210-4% 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, количествен но оценивающих гамма-излучение). Установлено, что обычно этим методом фиксируются скопления радионуклидов в толще пород на глубину порядка 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 ха рактеристику радиационной обстановки. Уран, торий, радон, радий могут присутствовать в водах, дренирующих породы с повышенной радиоактивно стью, 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 за легании 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.

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 учи тывались известные в литературе данные [7, 109] по фоновой радиоактивно сти литологических типов пород, присутствующих в разрезах скважин.

Большинство пород нефтяных и газовых месторождений обладает отно сительно низкой радиоактивностью, это–- хемогенные породы (исключая обогащенные калием), чистые (неглинистые) кварцевые пески и песчаники, известняки, доломиты. Исключение составляют полимиктовые пески и пес чаники, обогащенные калием, битуминозные породы и карбонаты с совре менными процессами доломитизации, в которых возможно вместе с магнием привнесение Ra и многократное увеличение активности породы. Высокая ак тивность характерна также для калиевых солей, глин, средняя активность – у глинистых разностей песчано-алевритовых пород, мергелей, глинистых из вестняков 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 ра диоактивности разреза проводилась с учетом особенностей применяемой ап паратуры, скорости выполнения каротажа, постоянной времени, диаметра скважины по кавернометрии, состояния затрубного пространства, заполнения скважины водой, буровым раствором, суммарной толщины материала обсад ных труб, толщины цементного кольца.

За конечный диаметр скважины принимался диаметр внутренней об садной колонны. Определялся нормальный фон пород по скважине. В зави симости от вида каротажа (с одной группой счетчиков или с двумя) вводи лась соответствующая поправка. Кажущаяся мощность аномального интер вала рассчитывалась способом J max, основанным на зависимости ширины аномалии от мощности аномального (рудного) пересечения. Истинное значе ние 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.

При определении значений истинной мощности учитывалась скорость подъема скважинного прибора при выполнении гамма-каротажа, и скорость интегрирования (тау), определяющая величину V м/ч·с., от которой зави сит возможность пропуска аномальных интервалов при каротаже. По най денному значению V и истинной мощности h ист. рассчитывалось значение истинной интенсивности с помощью соответствующих номограмм и попра вок за поглощение материалом обсадных труб, затрубного пространства и бурового раствора. В целом интенсивность излучения соответствует форму ле:

J ист. х 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 коэф фициент 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 радиоак тивности с определением интенсивности ионизирующего излучения состав лена специальная таблица характеристики радиометрических параметров по нескольким представительным разрезам (таблица 2). Это эмпирические дан ные позволяющие использовать геофизические параметры при выделении аномальных интервалов. При интерпретации геофизических данных по ин тервалам аномальной радиоактивности для определения возможной связи ее с нефтегазоносностью использованы характерные для нефтегазоносных и нефтеносных пород повышение значений сопротивлений и понижение по тенциалов собственной поляризации, а также намеченное по результатам нейтронного гамма-каротажа возрастание пористости (уменьшение плотно сти при литологической однородности, устанавливаемой по кривым КС и ПС). Резкое увеличение сопротивления в слое песков, песчаников – указыва ет на возможную нефтегазоносность пластов [108]. Изучение собранных на 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 состав ление каталога аномальных участков разного ранга. Размещение глубинной и наземной радиоактивности, генетическая природа скоплений радионуклидов, их параметры, стратиграфическая и географическая привязки учтены в ката логе 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 содер жания 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 радиоак тивности проанализировано на геолого-структурной основе, определены ге нетическая природа скоплений радионуклидов, их содержания, интенсив ность, масштабы проявления на площади.

Таблица 2 - Геолого-геофизическая характеристика интервалов аномальной радиоактивности Ак- НГК, № КС, Воз- Литологическая Аномалия, №№ Интервал тив № ом/ ПС ность, имп/мин Примечание площадь скв. глубин, м раст характеристика п/п м мкР/ч (усл. ед.) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 30900 НГК - макси Редко- 2970,5- АR- Макси 1 406 64 (3,9 усл. 250 мальное, КС - Гранито-гнейсы дубовская 2971,5 PR1-2 мальная ед.) среднее 38800 НГК - макси Редко- 2900,0- АR 2 407 52 (4,2 усл. 120 Высокая мальное, КС - Гранито-гнейсы дубовская 2901,0 PR1- ед.) среднее НГК - макси 3550,0- D2ef Песчаник глини мальное, КС 3 Смоляная 513 50 2.9 усл. ед. 30 Низкая 3551,0 стый низкое НГК - макси Перево- 3498,0- D3f2- Макси- Песчаник мелко мальное, КС 4 90 61 5,7 усл. ед. лоцкая 3499,0 мальная зернистый низкое 5400 КС - ниже сред Гаршин- 2804,0 (3,6 усл. него, НГК - вы 5 294 С1s 90 50 – Известняк ская 2805, ед.) ше среднего Гаршин- 2694,0- НГК - выше 6 288 С1s 116 (4,1 усл. 65 Высокая Известняк ская 2694,3 среднего ед.) 14400 НГК - среднее, Гаршин- 2711,5 7 295 С1s 43 (2,9 усл. 45 Высокая КС - ниже сред- Известняк ская 2712, ед.) него 6940 НГК – ниже Гаршин- 2713,5- Известняк тре (2,8 усл. среднего, КС 8 290 С1s 57 45 Высокая ская 2714,4 щиноватый ед.) низкое 13720 НГК - среднее, Гаршин- 2688,0 (2,7 усл.

КС - ниже сред 9 707 С1s 104 75 Высокая Известняк ская 2689, ед.) него 2922,3- НГК - макси Ниже 2922,6 мальные значе средней Сульфаты с про 2929,4- 23000- ния, Ниже слоями доломи 2929,7 28730 (3,8- КС минималь средней тов и известня 2932,8- 5,1 усл. ед.) ное = 126 55 Ниже ков 2932,2 КС максималь 70 50 средней 2933,6- ное = 154 55 Ниже 2934, 114 90 средней 3000,2 Макси 10 Зоринская 800 С1s 142 3000, 89 55 мальная 3011,9 79 105 Выше 3012, 98 100 средней "Покровская Песчаник, ар 35000 ( 3017,0 335 20 Средняя пачка" гиллит усл. ед.) 3017, Ниже 3020,6 средней 3020, Мини 3046,8 мальная 3047, 3030,0- Макси- НГК - низкое, Известняк тре 11 Зоринская 808 С1s 36 1,6 усл. ед. 3033,0 мальная КС - среднее щиноватый НГК - высокое, 2989,5- Макси- Известняк гли КС - ниже сред 12 Зоринская 812 С1s 63 3,1 усл. ед. 2990,5 мальная нистый него Продолжение Таблицы 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 25800 НГК - макси Росташин- 2915,5 13 183 С1s 115 (5,0 усл. 30 Средняя мальное, КС - Доломит ская 2916, ед.) среднее НГК - выше Росташин- 3023,0- 19100 Мини среднего, КС 14 179 С1s 61 28 Известняк ская 3023,5 (3,9 усл ед.) мальная низкое Росташин- 2973,7- НГК - высокое, 15 176 С1s 53 (3,6 усл. 25 Средняя Известняк ская 2974,7 КС - среднее ед.) НГК - выше Росташин- 2922,5- Ниже Известняк гли 16 172 С1s 50 6600 48 среднего, КС ская 2923,5 средней нистый низкое НГК - мини Бузулук- 3161,5- Менее 0,6 Макси мальное - "по 13 419 С1s 119 45 Песчаник ская 3162,5 усл. ед. мальная кровская пачка" 11200 НГК - макси Коннов- 2918,0- Ниже (4,2 усл. мальное, КС 14 11 С1s 64 40 Доломит ская 2919,0 средней ед.) низкое НГК - низкое, Коннов- 3004,5- Известняк тре КС – минималь 15 25 С1s 46 2,3 усл. ед. 8 Средняя ская 3005,5 щиноватый ное НГК - макси 2359,0- Известняки ор 16 Репинская 276 С2 52 7600 20 – мальное, КС 2360,5 ганогенные максимальное НГК - макси 2405,0- Известняки ор 17 Репинская 284 С2 50 3,9 усл. ед. 65 – мальное, КС 2411,0 ганогенные максимальное 2171,8- 16700 и НГК - макси Зайкин- 2172,2 С3 244 18370 50 Известняк гли мальное, КС 18 574 Высокая ская С3 397 15 нистый 2179,9- (3,0 и 3, ниже среднего 2180,2 усл.ед.) НГК - высокое, Широко- 1952,0 КС - ниже сред 19 281 С3 50 4,2 усл. ед. 25 – Доломит дольская 1953, него 2134,0- 20475 и НГК - макси- Известняк с про 91 2134,5 20 Чаганская 602 Р1а – мальное, КС - слоями ангидри 2139,5- 81 (3,8/3,6 усл. среднее тов 2140,5 ед.) 14690 НГК - макси Зайкин- 1988,5- Доломит за (2,6 усл. мальное. КС 21 1012 Р1s 250 20 – ская 1990,5 сульфаченный ед.) ниже среднего 33900 Прослой калий Самоду- 456,0- НГК - высокое, 22 146 Р1k 42 (5.2 усл. 85 Средняя ных солей в ан ровская 460,0 КС - среднее ед.) гидритах 6960 НГК - макси Самоду- 244,0- Мергель плот 23 148 Р2u 150 (1,8 усл. 140 Высокая мальная, КС ровская 245,0 ный ед.) выше среднего Тархан- 386,4- НГК - среднее, Алевролит гли 24 132 Р2u 300 (1,5 усл. 6 – ская 386,7 КС - низкое нистый ед.) Самоду- 176,0- Р2kz НГК - среднее, (1,6 усл.

25 146 30 13 Средняя Песчаник ровская 178,0 КС - низкое ед.) 2.3 Геологическое направление Геологическое направление методики включало привязку выявленных ано мальных интервалов к геолого-структурным обстановкам территории с учетом строения, состава и обусловленных ими параметров основных маркирующих горизонтов, а также особенностей физических свойств горных пород, слагаю щих 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 радиоак тивности путем построения вспомогательных схем сопоставления разрезов по искового и разведочного бурения (рисунки 5-9). Разрезы изучались выборочно по отдельным структурам с хорошо выраженной аномальной радиоактивно стью, а затем учитывались при составлении сводной схемы сопоставления ано мальных интервалов по региону в целом.

Из-за специфики бурения на нефть и газ, малых объемов отбора керна, геологическое направление вплотную сопряжено с интерпретацией геофизиче ских 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 мине рального состава, структуры и текстуры пород. Величина потенциала собствен ной поляризации (данные метода "ПС") в комплексе с параметрами удельного электрического сопротивления применялись для расчленения разрезов, изуче ния литологии, выделения тонкодисперсных пород и пород-коллекторов, опре деления реперов при корреляции, для стратификации аномальных интервалов [34, 108].

Результаты нейтронного гамма-каротажа применялись для суждения о по ристости пород в различных интервалах разреза, так как интенсивность вто ричного 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 геофи зических параметров разреза, включая радиоактивность.

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

При выделении отложений башкирского яруса использованы повышенные значения кажущихся электросопротивлений и более низкие значения естест венной радиоактивности по сравнению с вышележащими отложениями верей ского 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 электросо противления. На диаграммах гамма-каротажа в данном интервале отмечается резкое понижение значений естественной радиоактивности пород. Мячковский репер "ПС" является основным маркирующим горизонтом в северной части ис следуемой площади.

Выделение отложений касимовского и гжельского ярусов в разрезе верх него 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 аномаль ный 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 корреля ции глубинных разрезов (рисунок 5). Чуть ниже в разрезе верхнего карбона прослеживается репер С3"а", выраженный на каротажных диаграммах положи тельной двухвершинной аномалией на кривой "ПС" и пиком повышенных зна чений на кривой гамма-каротажа.

Хорошим маркером в разрезе палеозоя является кровля ассельского яруса нижней перми, где отмечается смена окремнелых доломитов на ангидриты тас тубского горизонта, что влечет за собой увеличение кажущихся сопротивлений.

Верхняя граница тастубского горизонта проводится по смене сульфатных по род 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 таб лиц, графиков, гистограмм, в том числе с использованием компьютерных тех нологий (программы Microsoft Excel, Microsoft Graph). Выборки для математи ческой 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 по зволили выявить ряд закономерностей в размещении естественной радиоактив ности, факторах ее контроля, что в совокупности с теоретическими положения ми о поведении радионуклидов в природных процессах использовано при их генетической интерпретации и оценке экологической обстановки. Существен ное значение при типизации придавалось наличию, либо отсутствию литолого фациального контроля, проницаемости, органического вещества, наложенных катагенетических изменений, в том числе выщелачивания и перекристаллиза ции гипсоносных карбонатных и сцементированных карбонатным материалом песчаных пород.

Нормально-осадочные и седиментационно-диагенетические аккумуляции выделены по четко выраженной литолого-фациальной приуроченности к обо гащенным углистой, битумной органикой накоплениям озер, болот, старично пойменным, иловым морским, преимущественно глинисто-алевролитовым. Для них характерна относительно слабая радиоактивность при малой контрастности интенсивности излучения.

Эпигенетические инфильтрационные, переотложенные типы диагностиро вались по приуроченности к проницаемым горизонтам, участкам разреза, к контактам литологически различных толщ, по сопутствующим изменениям, от носительно контрастному проявлению радиоактивности.

При выделении вторичных наложенных концентраций придавалось суще ственное значение фактору структурного контроля, локальной приуроченности аномальной радиоактивности к зонам трещиноватости, выщелачивания при от сутствии фациально-литологического контроля.

Особое внимание при разработке методики уделено связи нефтегазоносно сти и радиоактивности, с учетом геохимических свойств радионуклидов, неф тей, водонефтяных смесей с применением картографических построений.

Для выявления связи радиоактивности осадочных пород и нефтегазонос ности проведена специальная систематизация данных по месторождениям с указанием тектонической позиции, нефтегазоносного комплекса, продуктивно го пласта, глубин залегания нефтяных залежей и интервалов аномальной ра диоактивности, запасов нефти, степени их выработанности и состояния освое ния месторождения (подготовлено к разработке, эксплуатируется и т. д.) с ука занием 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 при ведены 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 страти графической, литолого-фациальной и структурной приуроченности.

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 зо нам, структурам.

Карта размещения наземных и глубинных аномалий естественной радиоак тивности территории западной части Оренбургской области на геологической основе содержит все скважины с повышенной радиоактивностью, дифференци рованные по интенсивности гамма-активности. При вынесении участков скоп лений радионуклидов помимо этого отражены:

– масштабы аномальной радиоактивности (аномалия, проявление) в виде условных знаков разной размерности;

– распределение аномалий естественной радиоактивности по глубинам за легания;

– генетический тип аномальных скоплений радионуклидов.

На карте показаны аккумуляции нормально-осадочные, седиментационно диагенетические, эпигенетические экзогенные, включая гипергенный и грунто во-инфильтрационный типы для отложений мезозойско-кайнозойского осадоч ного чехла. В породах палеозойского покрова тот же седиментационно диагенетический тип нормально-осадочного генезиса и два генетических типа эпигенетических наложенных аккумуляций – эпигенетический переотложен ный и урано-битумный.

Для выделения и оконтуривания полей аномальной радиоактивности со ставлялись карты-врезки по отдельным структурам в более крупном масштабе 1:200000. На врезках выносились интервалы повышенной радиоактивности, указывались глубины залегания, стратиграфическая принадлежность и интен сивность 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 ра диоактивностью и подойти к составлению карты потенциальной радиационной опасности.

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 ука занием – разрабатываемых месторождений, подготовленных к разработке, раз ведываемых и находящихся в стадии опоискования (бурения), а также отрабо танных. Нефтегазоносность территории как одна из составляющих картографи ческой 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 радиа ционной опасности различного уровня, отражающих возможность формирова ния природно-техногенных очагов радиоактивного загрязнения.

Принимая во внимание появление в законтурных водах, включающихся в технологический цикл при разработке месторождений нефти, повышенных со держаний радионуклидов в случае присутствия в разрезах продуктивных водо носных комплексов аномальной радиоактивности, в качестве районов наиболее высокой степени радиационной опасности выделены участки разрабатываемых месторождений. Радиационно-опасными II категории обозначены разведывае мые месторождения также в контуре полей аномальной радиоактивности и ме сторождения, подготовленные к разработке. Районы размещения перспектив ных на нефть и газ структур, подготовленных к глубокому бурению и находя щихся в бурении, расположенные и примыкающие к районам глубинной ано мальной радиоактивности в продуктивных и надпродуктивных толщах отнесе ны к потенциально опасным по радиационной обстановке.

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 сущест венной гетерогенности в их распределении в разных геологических средах, ос тановках тесно сопряженная проблема формирования радиационных осложне ний.

Естественные радионуклиды вносят наиболее весомый вклад в радиологи ческие условия, характерные для природных и техногенных объектов. По дан ным различных авторов они продуцируют до 90% радиоактивного излучения.

Представления о природной радиационной обстановке, об излагаемых фоновых содержаниях радионуклидов, не осложненной первичной естественной радио активности, кладутся в основу суждения о наличии и уровне возможной радиа ционной опасности.

Основная доля, и - излучения горных пород связана с радиоак тивным распадом элементов семейства урана (U-238), актиноурана (U-235), то рия (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 свинца 210, 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, показыва ет наличие в регионе двух видов радиоактивности – поверхностной и глубин ной. Скорей всего они имеют различное происхождение, собственные факторы контроля, и закономерности размещения. Поверхностный комплекс пород – от ложения татарского, казанского ярусов верхней перми, нижнего, верхнего триаса, юрской, меловой, палеогеновой, неогеновой систем и антропогена от личается дифференцированностью значений естественной фоновой радиоак тивности.

Радиоактивность пород зоны аэрации и донных осадков в районах разви тия русловой и балочно-овражной сети является существенной составляющей облика радиоактивности пород поверхностной части осадочного покрова. Для платформенной части территории, охватывающей сводовые структуры Восточ но-Европейской материковой платформы, примыкающий к ней с востока Пре дуральский прогиб и северное крыло Прикаспийской впадины данная компо нента природной радиоактивности наиболее характерна (Т.Я.Демина и др., 2000г.). Это сопряжение нескольких орографических областей – возвышенно стей Общего Сырта, понижений Прикаспийской низменности. Совокупность типов рельефа представляет собой сочетание денудационных и аккумулятив ных равнин, мелкосопочника при многообразии современных геологических процессов, связанных с деятельностью подземных и поверхностных вод, с гра витационными явлениями уплотнения и перераспределения рыхлых продуктов выветривания, в том числе за счет деятельности многочисленных постоянных и временных водотоков.

Районы с близкларковым содержанием естественных радионуклидов со ставляют 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.

3.1 Общая характеристика фоновой радиоактивности разреза В общем виде характеристика радиоактивности осадочного чехла западной части Оренбургской области, применительно к ныне действующей стратигра фической схеме, проведена по наиболее характерным для горных пород значе ниям мощности экспозиционной дозы (МЭД) гамма-излучения, зарегистриро ванным при гамма-каротаже глубоких скважин, а также при лабораторным изу чении проб химико-аналитическими методами и геофизическими промерами. В разрезе по данным полевого и лабораторного изучения керна, анализа материа лов методов геофизических исследований скважин (ГИС) выделены отличаю щиеся по радиоактивности разновидности и типы пород. Основной объем мате риалов гамма-каротажа, использованный в процессе исследований, получен с помощью аппаратуры ДРСТ-3 с детектором гамма-излучения из двух кристал лов 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, песча ники, алевролиты, аргиллиты (глины), калийные соли, что согласуется с содер жанием радиоактивных элементов в подобных породах в земной коре в целом [16, 102, 107]. Повышенное гамма-излучение калийных солей обусловлено ра диоактивным изотопом К-40, радиоактивность остальных пород зависит, прежде всего, от содержания урана, тория и изотопов их радиоактивных семейств. Гли нистые 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 ма териалы радиометрической изученности и рассмотрены в специальных разде лах.

Поскольку горные породы располагаются в разрезе в различных соотно шениях и объемах, общая радиационная картина по нему достаточно диффе ренцирована, а применительно к отдельным стратиграфическим подразделени ям или их группам, может обладать определенными индивидуальными черта ми. Эти индивидуальные особенности широко используются для стратиграфи ческого расчленения разрезов горных пород и учтены при выделении аномаль ной радиоактивности.

Комплекс метаморфических и магматических пород фундамента по дан ным гамма-каротажа характеризуется значениями МЭД от 6-13 мкР/час (кри сталлические сланцы) до 30-40 мкР/час (гнейсы, граниты).

Более дифференцированно проявлена фоновая радиоактивность осадочно го чехла.

Для разреза верхнепротерозойских терригенных образований характерна радиоактивность 12-23 мкР/час, поскольку исходным материалом для них слу жили обладающие повышенной радиоактивностью породы фундамента.

Отложения ордовикской системы отличаются различной радиоактивно стью: от 2,5 до 5 мкР/час для песчаников, и от 6-7 до 12-14 мкР/час для алевро литов и аргиллитов.

Отложения силура вскрыты редкой сетью скважин и в неполном объеме.

Интенсивность гамма-излучения в пределах терригенной части разреза 8- мкР/час.

Нижнедевонские образования характеризуются значениями МЭД гамма излучения либо 4-5 мкР/час (карбонатный тип разреза), либо 4-16 мкР/час (терри генно-карбонатный, карбонатно-терригенный типы). В подошвенной части выде ляется пласт железо-кремниевых пород с повышенной радиоактивностью (до мкР/час).

В разрезе эйфельского яруса распределение радиоактивности обусловлено литологическим типом пород. Терригенная часть разреза, крепкие пестроцвет ные кварцевые песчаники, глины и алевролиты (койвенский горизонт), харак теризуется интенсивностью гамма-излучения 8-12 мкР/час.

На большей части территории разрез бийского горизонта – афонинского надгоризонта в основном карбонатный, терригенно-карбонатный, отличающий ся низкой радиоактивностью – до 4-6 мкР/час. Повышения МЭД гамма излучения 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. Отдель ные их горизонты также выделяются по радиоактивности на фоне карбонатных пород.

В комплексе осадков живетского яруса среднего девона наименьшая ра диоактивность отмечается для известняков (4-5 мкР/час) и песчаников (4 6мкР/час). Фон гамма-излучения алевролитов и аргиллитов составляет 8- мкР/час. Максимальная интенсивность гамма–излучения в 15 мкР/час установ лена в глинах плотных, чешуйчатых, иногда пиритизированных. Повышение уровня радиоактивности до 12 мкР/час выявлено также в песчаниках разнозер нистых, тонкозернистых с признаками нефтенасыщения и в известняках слабо глинистых, слагающих отдельные слои.

Терригенно-карбонатная толща франского яруса верхнего девона отлича ется несколько более высокой фоновой радиоактивностью по сравнению с от ложениями 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 пашийско го горизонта с битумной пропиткой до 18 мкР/час. В карбонатных пачках из вестняков, иногда окремнелых, глинистых радиоактивность от 3-4 до 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 радиоактивно сти 4-5 и 6-11 мкР/час с отдельными уровнями интенсивности излучения, при ближающейся к аномальной.

Известняки турнейского яруса, содержащие нефтеносные пласты, в том числе с промышленными скоплениями нефти, отличаются повышениями гам ма-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 про слоях до 20 мкР/час. Песчаники и глины турнейского яруса имеют сходную ра диоактивность (6-8 мкР/час в песчаниках, 6-11 мкР/час в глинах). Верхний пре дел интенсивности излучения у глин выше чем у песчаников и составляет мкР/час (22 мкР/час у песчаников).

Терригенно-карбонатная толща визейского яруса с преобладанием в разре зе карбонатной составляющей включает слаборадиоактивные известняки и до ломиты – 4-5 мкР/час до 8-9 мкР/час. Несколько выше радиоактивность алевро литов и песчаников с мощностью гамма-излучения от 6-11 до 16 мкР/час.

Отложения серпуховского яруса, представленные переслаиванием извест няков и доломитов с прослоями ангидритов обладают относительно монотон ными содержаниями радионуклидов, обеспечивающими создание фоновой ра диоактивности от 3-5 до 6 мкР/час. Еще меньшей радиоактивностью обладают сульфаты – 2-3 мкР/час. Вместе с тем, в разрезе отмечаются маломощные ин тервалы с интенсивностью гамма-излучения 10-15 мкР/час, связанные с черным глинистым материалом, битумным веществом отмечаемым в керне карбонат ных пород.

В отложениях башкирского яруса, включающих разнообразные известняки с промышленной нефтеносностью, доломитизированные, перекристаллизован ные, 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 оди наковым с известняками фоном радиоактивности (3-7 мкР/час), но более низ кими значениями максимальной МЭД излучения до 16 мкР/час. Наибольшую фоновую радиоактивность в разрезе имеют глины – 8-13 мкР/час. Линзы ангид ритов отличаются наиболее низкими значениями средней (4-6 мкР/час) и мак симальной радиоактивности – 10 мкР/час.

Породы московского яруса, среди которых преобладают карбонатные раз ности – известняки и доломиты с прослоями аргиллитов, песчаников, диффе ренцированы по интенсивности гамма-излучения. Наиболее радиоактивными являются аргиллиты со средней радиоактивностью 8-12 до 25 мкР/час. Мини мальную интенсивность излучения имеют известняки 4-5 до14 мкР/час. Доло миты более радиоактивны по сравнению с известняками. Для них установлены средние значения интенсивности излучения 6-10 мкР/час при максимуме 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 зна чениями интенсивности радиоактивного излучения. Доломиты при средних значениях МЭД в 10-16 мкР/час включают аномальные пересечения с активно стями, достигающими 40 мкР/час. Аномальной также является максимальная радиоактивность известняков в 28 мкР/час при фоновых значениях 8- мкР/час. Повышенную радиоактивность и «глубоководные», окремнелые, про слоями глинистые, битуминозные и пиритизированные.

Разрез ассельских, сакмарских, артинских отложений нижней перми клас сифицируется как сульфатно-карбонатный, обладает низкой радиоактивностью с повышениями до 15 мкР/час в отдельных интервалах.

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, артин ского ярусов нижней перми характеризуются практически полным отсутствием влияния литологии на интенсивность типичного для них гамма-излучения. Ан гидриты, доломиты, известняки обладают одинаковыми показателями по сред ней 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, гип сов, ангидритов дифференцированы по максимальной интенсивности гамма излучения в зависимости от литологического типа породы. Аномальные значе ния в 31 мкР/час выявлены в слоях ангидритов при средних показателях 4- мкР/час. Такой же фон (4-6 мкР/час) и менее значимый максимум гамма излучения 16 мкР/час установлены в пластах, сложенных мергелями. В карбо натной части разреза фон радиоактивности меняется значительно от 6 до мкР/час с максимумом в доломитах – 27 мкР/час.

В разрезе иренского горизонта наименее радиоактивны каменные соли (2- мкР/час), ангидриты (3-4 мкР/час). Более высокими значениями (5-6 мкР/час) выделяются прослои доломитов. В верхней части иренского горизонта по дан ным гамма-каротажа залегают пропластки калийных солей мощностью в пер вые десятки см, обладающие радиоактивностью до 35 мкР/час.


Терригенные и терригенно-сульфатные отложения уфимского яруса отли чаются существенными колебаниями радиоактивности. Максимальные интен сивности 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 гамма излучения от 4-6, 4-8 мкР/час до 14 мкР/час.

Разрез казанских отложений по радиоактивности достаточно дифференци рован. Разнообразный комплекс пород в составе калиновской свиты нижнека занского подъяруса резко различен по интенсивности гамма-излучения. Терри генный комплекс песчаников, глин, алевролитов характеризуется ее повышен ными значениями. В глинах и песчаниках она примерно равна и составляет 14 20 мкР/час при максимальной интенсивности до 30 мкР/час. Алевролиты при меньших средних значениях МЭД гамма-излучения в 10-14 мкР/час имеют 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 значе ниями: 18 мкР/час – в доломитах, 14 мкР/час – в известняках.

В породах гидрохимической свиты верхнеказанского подъяруса радиоак тивность выражена слабо. Ангидриты и доломиты имеют низкий фон (2- мкР/час – ангидриты и 4-6 мкР/час – доломиты). Максимальные значения ос новных литологических типов пород аналогичны и равны 8 мкР/час.

В сосновской свите отмечается дифференцированная картина значений МЭД. Выделяются по радиоактивности глины (максимальная МЭД равна мкР/час) и песчаники (24 мкР/час) при средних значениях интенсивности излу чения 7-12 и 6-9 мкР/час соответственно. Доломиты не отличаются аномальной радиоактивностью, но средние значения 6-9 мкР/час несколько выше характер ных для данного типа пород.

Пестроцветная терригенно-карбонатная толща со слоями сульфатов со кской свиты отличается многообразием литологических типов пород с различ ной радиоактивностью. Терригенная часть разреза – песчаники, алевролиты, глины при одинаковых средних значениях интенсивности излучения в диапазо не 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 мкР/час. Карбонатный разрез с прослоями гипсов характеризуется малоконтра стными интенсивностями излучения при небольшом разбросе средних и мак симальных значений. Так доломиты и известняки характеризуются величиной средней интенсивности в 4-7 и 4-8 мкР/час при максимуме в 10 мкР/час. Мини мальная радиоактивность, как и на других уровнях разреза, установлена в гип сах: 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 ро ли песчаников, известняков, мергелей, дифференцированы по интенсивности гамма-излучения. Глины отличаются повышениями гамма-активности до 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 подъя руса – глины, алевролиты, глинистые песчаники, известняки, характеризуются значениями гамма-активности от 3 до 10 мкР/час. Аномальные интенсивности здесь не установлены, хотя отмечено характерное для литолого-фациальных комплексов иных стратиграфических подразделений возрастание интенсивно сти 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 не высокими значениями средней интенсивности гамма-излучения. В песках, пес чаниках и конгломератах она примерно равна и составляет 6-11 мкР/час, в гли нах 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, пес чаниками с глауконитом, алевролитами и глинами. Радиоактивность алевроли тов, песков и песчаников изменяется от 5 до 12 мкР/час, составляя в среднем 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 диапазо ном интенсивностей гамма-излучения от 4-15 до 28 мкР/час и выше. Мергели, песчаники, глины, горючие сланцы в составе толщи имеют интенсивность из лучения 8-14 мкР/час, в отдельных прослоях - до 20 мкР/час Максимальное значение мощности дозы гамма-излучения соответствует прослою конгломера та, состоящего из гальки глауконито-песчанистого фосфорита, залегающего в подошве нижневолжского яруса ("фосфоритовая плита"). Естественная радио активность "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 Вол го-Уральской антеклизы в Прикаспийскую впадину в виде полосы шириной 25 33 км и протяженностью до 250 км. Повышенной фоновой радиоактивностью выделяются глауконитовые пески, битуминозные глины. Как обычно, менее ра диоактивны известняки.

Наибольшая радиоактивность меловых отложений также связана с фосфо ритовыми конгломератами в разрезах валанжинского, барремского, альбского, сеноманского, туронского ярусов. Как правило, фосфоритовые горизонты яв ляются базальными. В сравнении с "фосфоритовой плитой" они не обладают столь значительным площадным распространением, "выпадают" из разреза, ха рактеризуются меньшей радиоактивностью (в среднем 20 мкР/час). Как и в предыдущем случае, в разрезе меловых отложений присутствуют кварц глауконитовые пески (песчаники), черные глины. Наименьшей радиоактивно стью среди меловых пород обладает писчий мел.

Палеогеновые пески, песчаники, глины, опоки отмечаются только в преде лах северного борта Прикаспийской впадины. По радиоактивности они не от личаются от подобных пород других возрастов.

В строении акчагыльского яруса неогеновой системы принимают участие пески, глины серые с обуглившейся органикой, с прослоями гравелитов и га лечников в основании. Максимальная интенсивность гамма–излучения в 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 4 12 мкР/час.

Пески, галечники, суглинки, глины апшеронского яруса неогена, а также четвертичной системы отличаются незначительными колебаниями интенсив ности гамма-излучения и имеют характерную для них невысокую радиоактив ность. Значения ее изменяются для глин и суглинков от 6 до 11 мкР/час, для песков в пределах 6-8 мкР/час. Лессовидные суглинки, широко распространен ные 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 фо новой радиоактивности достаточно дифференцирован, отличается различием в интенсивности гамма-излучения при переходе от терригенно-карбонатного комплекса девона-карбона к терригенно-карбонатным, терригенным, соленос но-гипсоносным пермским толщам. В нем имеются горизонты, прослои, вклю чения 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 ком плексов. В целом разрез осадочного чехла по фоновой радиоактивности неод нороден. В нем имеются горизонты, прослои пород, обладающие относительно повышенным радиационным фоном. Это отложения раннего девона, верхне франкского подъяруса позднего девона, позднего карбона, кунгурского яруса ранней перми, калиновской, сосновской свит казанского яруса, поздней юры, раннего мела, акчагыльского яруса неогена.

Интервалы повышения фоновой радиоактивности могут быть связаны, прежде всего, с глинами аргиллитами, по своей природе более радиоактивными в сравнении с галогенными, карбонатными породами, кварцевыми песчаника ми. 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, уг лефицированных растительных остатков. Обогащение упомянутых пород ра дионуклидами могло явиться следствием сорбционных процессов, а также об разованием устойчивых соединений радионуклидов в условиях изменившихся термодинамических параметров, в первую очередь давления, окислительно восстановительного потенциала, условий кислотности-щелочности. В породах терригенных комплексов, в алевролитах, песчаниках, помимо того, установлено присутствие зерен радиоактивного циркона, обладающих повышенной радио активностью минералов титана и железа. Нельзя исключить привнос радиоак тивных элементов в породы вследствие низкотемпературного гидротермально го процесса, перемещения нагретых минеральных вод. Конкретные примеры такой связи рассматриваются далее при описании аномальной радиоактивно сти.

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 транс портировки, 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 гидрокарбонат ные воды, обеспечивающие возможность образования и существования раство римых гидрокарбонатных комплексов. Сульфаты и хлориды при реакции среды близкой к нейтральной не оказывают заметного влияния на интенсивность рас творения урана. Воздействие катионного состава вод на растворимость урана отчетливо проявлено в гидрокарбонатных водах с образованием его раствори мых соединений при участии натрия, кальция и магния. Общеизвестна корре ляция содержаний урана с величиной общей минерализации [40, 64, 118].

Газовый состав вод существенно влияет на образование и сохранность рас творимых соединений. Способствует растворению и транспортировке урана на личие 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 обста новке при наличии органического вещества, сероводорода уран находится в че тырехвалентном состоянии, образует труднорастворимые соединения и практи чески неподвижен. Таким образом, во многих типах вод в определении мигра ционных возможностей урана большую роль играет величина окислительно восстановительного потенциала, определяющего его валентное состояние, а, следовательно, появление или отсутствие растворимых форм [31].

В общем виде, факторами, определяющими подвижность урана в подзем ных водах являются химический состав, гидродинамика, окислительно восстановительный потенциал и кислотно-щелочная реакция среды. В зоне ак тивного водообмена в слабоминерализованных водах близких к нейтральным уран находится в виде гидратированного иона уранила [(UО2)2+(Н2О)2+] или молекул UО3Н2О, UО32Н2О, которые способны образовывать коллоидные растворы;

в гидрокарбонатных водах, растворах – в форме двухвалентного иона уранила и его комплексов (UО2)2+, [UО2(СО3)3]4- и др. [32, 88]. В водах, содер жащих органические кислоты, уран находится и мигрирует в сложных органо минеральных соединениях, устойчивых в слабокислой и слабощелочной сре дах. Важным фактором образования и концентрации урана, его изотопов, час тично 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 гидрохи мических, гидродинамических и других условий, что сказывается на содержа нии урана, его изотопов и продуктов распада в подземных водах. При измене нии кислотно-щелочных условий среды начинается разрушение коллоидных систем, гидроксиды, оксиды кремнезема, железа, алюминия коагулируют, ад сорбируя и осаждая уран. В восстановительной обстановке уран переходит в четырехвалентное состояние, образует труднорастворимые соединения и выпа дает в осадок [90]. Метаморфизация, дегазация, смешение вод различного хи мического состава приводит к значительным изменениям содержания радио нуклидов в водах [18].

Количество радионуклидов, в том числе урана в природных водах связано со степенью обогащенности водовмещающих пород радиоактивными элемен тами 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, же леза, алюминия начинают коагулировать, адсорбировать и осаждать уран. В восстановительной обстановке растворимые формы шестивалентного урана разрушаются при восстановлении последнего до четырехвалентного, соедине ния которого труднорастворимы и выпадает в осадок. Большую роль при этом играет органическое вещество, являясь поставщиком восстановительных ком понентов (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 ав торами [99, 110, 117, 118]. По В.С. Самариной [99] к фоновым содержаниям урана в природных водах отнесены значения от n10-7 до n10-5 г/дм3, что не сколько выше по сравнению с данными А.Н. Токарева (таблица 3).

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.

Содержание урана, в г/дм Природная об Тип вод становка минимальное максимальное среднее -8 - 2·10- океаны и моря 3,6·10 2,5· Поверхност 2·10-7 4·10-2 5·10- озера ные 2·10-8 5·10-5 8·10- реки зона интенсив 2·20-7 5·10-4 5·10- ного водообмена зона затруднен 1·10-7 5·10-5 1·10- Осадочных ного водообмена пород зона весьма за 2·10-8 6·10-6 2·10- трудненного во дообмена Таблица 4 - Классификация концентраций урана в воде Содержание, г/дм Класс Концентрация урана 10- 1 Низкая 10-7- 410- 2 Нормальная 410-6 -10- 3 Повышенная 10-5 -3 10- 4 Высокая 3 10- 5 Очень высокая Допустимое содержание урана в питьевых водах регламентируется Сан ПиН 2.1.4.559-96 и составляет 0,1 Бк/л (общая -радиоактивность), 1,0 Бк/л (общая -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 полу чены в отчетах при гидрогеологических съемка масштаба 1:200000. Радиацион ная 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 "Зеленогорскгео логия" при составлении карт распределения концентраций элементов в поверх ностном стоке территории Оренбургской области [124]. При проведении ука занных видов работ дана общая радиационная характеристика подземных и по верхностных вод по содержанию урана в водах, определены фоновые и ано мальные 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 не выдержанны как в целом по исследуемой территории, так и в пределах одних и тех же долин. Водовмещающие породы перекрыты одновозрастными суглин ками, супесями, глинами и песками.

Качественный состав вод пестрый. Преобладают пресные гидрокарбонат ные, 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 слабоще лочная или нейтральная.

Содержание урана в воде варьирует в широких пределах от (1,0-9,7)10- до 2,210-5 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, Че бенька в пробах воды обнаружены аномальные концентрации урана в воде, рав ные (1,0-2,2)10-5 г/дм3.

Питание подземных вод четвертичных аллювиальных отложений осущест вляется за счет атмосферных осадков, поверхностных вод во время весеннего паводка, разгрузки подземных вод коренных отложений в основном путем дре нирования руслами рек.

Водоупорный локально-слабоводоносный (водоносный) плиоценово четвертичный терригенный комплекс выполняет палеодолины крупных рек района, наиболее широко развит на юге исследуемой территории. В его строе нии участвуют акчагыльские, реже апшеронские и четвертичные глины с лин зами и прослоями песков, слабых песчаников, галечников. На правобережье Урала в районе водораздела рек Иртек и Чаган прослеживается резкое увеличе ние количества и мощности песчаных прослоев, благодаря чему здесь форми руется выдержанный по площади водоносный комплекс. На остальной терри 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 одновозрастны ми, реже четвертичными глинами и суглинками, подошва располагается на осадках различного литологического состава от мелового до пермского возрас та.

Качественный состав вод разнообразен. Пресные воды доминируют в цен тральной части территории, слабосолоноватые (1-3 г/дм3) на юге и юго-западе, сильносолоноватые (3 г/дм3) встречаются редко на юге, юго-востоке и юго западе. Воды гидрокарбонатные натриевые. Часто формируются хлоридно гидрокарбонатные и сульфатно-гидрокарбонатные пестрые по катионам воды.

В подземных водах неоген-четвертичных отложений содержание урана ко леблются от (1,0-8,7) 10-8 до (1,0-8,1)10-6 г/дм3, при фоновом количестве (4,1 9,9)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) Диапазон содержаний урана, г/дм Индекс Количе гидрогео- ство оп- количество водопунктов Фоновое со логиче- робо держание ско-го ван-ных -5 урана, г/дм не об- -8 -7 - подраз- водо- n 10 n 10 n 10 n наруж.



Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 5 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.