Ученые Инженерной школы природных ресурсов ТПУ изучили вторичные минералы — карбонаты и цеолиты — вулканических пород с участков Северо-Минусинской котловины Минусинского прогиба (Хакасия). Полученные данные помогут лучше понимать, как именно вторичные минералы влияют на изменение свойств вулканитов, их потенциальную нефтегазоносность и перспективы использования в качестве резервуаров для закачки углекислого газа.
Автор исследования, доцент отделения геологии ТПУ Алексей Рубан / © Пресс-служба ТПУ
Исследование поддержано Госзаданием «Наука». Результаты опубликованы в журнале Geochemistry.
В последние десятилетия интерес к изучению базальтовых вулканических пород возрос как с точки зрения их нефтяного и газового потенциала, так и возможного применения в качестве резервуара для закачки и утилизации углекислого газа. Так, при благоприятных условиях нефть, образующаяся в соседних материнских породах, может мигрировать в вышележащие вулканические образования. Перспективы успешной добычи нефти из вулканических резервуаров сильно зависят от ряда параметров, среди которых пористость и проницаемость.
При этом вторичные минералы в составе вулканических пород, такие как карбонаты, цеолиты и филлосиликаты (глинистые минералы), являются одними из основных факторов, от которых зависят реологические (упругость, пластичность, прочность, вязкость, ползучесть, релаксация напряжений) и коллекторские (плотность породы, пористость, трещиноватость) свойства. Таким образом, изучение вторичных минералов в вулканических породах является очень важной задачей.
По словам ученых, в настоящее время есть исследования, посвященные вторичным минералам в составе вулканических пород, однако их количество сравнительно невелико и не позволяет сформировать полную картину. В качестве объекта для изучения политехники выбрали три участка в юго-западной части Северо-Минусинской котловины Минусинского прогиба.
«Данный район был выбран сразу по нескольким причинам. Во-первых, он отличается разнообразным геологическим строением. Там максимально широко проявлен спектр различных геологических пород – как по возрасту (кембрийских, девонских, меловых и других), так и по происхождению (осадочных, интрузивных, вулканических, метаморфических). Хорошая обнаженность облегчают изучение – именно поэтому там располагаются сразу несколько учебных геологических полигонов – ТПУ и других вузов Сибири. Указанные участки, начиная с середины 20 века, активно изучались геологами.
Также в исследуемом районе добывают молибден, золото, имеется нефтегазовое месторождение. Кроме того, геологами ТПУ более 20 лет назад было установлено, что вулканические породы на Северо-Минусинской котловины содержат в себе включение твердых битумов, что может рассматриваться как критерий возможности обнаружения углеводородных залежей либо в самих вулканитах, либо в близлежащих осадочных породах», – говорит один из авторов статьи, доцент отделения геологии Алексей Рубан.
Политехники отобрали образцы вулканитов разного возраста – девонского (примерно 350 миллионов лет назад) и триасового (примерно 200 миллионов лет назад) периодов. Все они содержали в себе вторичные минералы – карбонаты и цеолиты. Используя различные минералогические, геохимические и изотопные методы, ученые изучили вещественный состав пород, включая, собственно, состав вторичных минералов.
«Ранее мы уже исследовали глинистые минералы в составе вулканических пород на данном участке. Таким образом, это первое настолько полное исследование вторичных изменений вулканических пород Северо-Минусинской котловины Минусинского прогиба. Нам удалось выявить следующие закономерности. Во-первых, породы на изученных участках имеют разный возраст, однако везде обнаружены битумы. Из-за чего мы предполагаем, что сами вулканиты – это вмещающая среда, а углеводороды мигрировали из окружающих осадочных пород. Углеводороды способны мигрировать по трещинам и поровому пространству и концентрироваться в вулканических породах. При этом поры и трещины в образцах вулканитов, отобранных нами, в основном, заполнены вторичными минералами. Следовательно, формирование вторичных минералов может препятствовать последующей миграции углеводородов из осадочных пород», – добавляет ученый.
Полученные данные могут быть востребованы при оценке углеводородного потенциала вулканогенных толщ. В дальнейшем ученые ТПУ планируют сосредоточиться на изучении битумов в вулканических породах.
