628 GEOLOGO-MINERALOGICAL SCIENCES УДК 551.1/.4 КАРСТ РАЙОНА ПОЛАЗНЕНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ НЕФТИ ПЕРМСКОГО КРАЯ Мещерякова О.Ю. Естественнонаучный институт Пермского государственного национального исследовательского университета, Пермь, e-mail: [email protected] В статье рассмотрены особенности карстового процесса на территории Полазненского месторожде- ния нефти, расположенного на берегу Камского водохранилища в Пермском крае. Здесь отмечаются интен- сивные нефтегазопроявления, а на поверхности грунтовых вод обнаружена линза нефти, которая является источником загрязнения водохранилища. Подтверждением этого является разгрузка в виде родников про- зрачной опалесцирующей жидкости с сильным запахом в период межени. Механизм нефтяного загрязнения подземных вод на данной территории носит специфический характер, обусловленный, в первую очередь, высокой закарстованностью массива, в связи с чем изучение карста района явилось первоочередной задачей. В статье рассмотрены геологические, тектонические, гидрогеологические особенности массива, определя- ющие особенности карстообразования, которые обусловили стратегию борьбы с нефтяным загрязнением. Ключевые слова: карст, Полазненское месторождение нефти, гидрогеология THE KARST OF POLAZNA OIL DEPOSIT IN THE PERM REGION Mescheryakova O.Y. Institute of Natural Sciences of Perm State University, Perm, e-mail: [email protected] The paper describes the features of karst processes on the territory of Polazna oilfi eld, located on the banks of the Kama Reservoir in the Perm region. The area has extensive oil and gas shows, and the lens of oil is found on the groundwater surface, which is a source of pollution of the reservoir. Proof of this is to offl oad as springs transparent opalescent liquid with a strong odor during low-water periods. The mechanism of oil contamination of groundwater in the area is specifi c, due, primarily, high karst massif, in this connection the study of karst area was a priority. The article describes the geological, tectonic, hydrogeological features which defi ning features of karst, which set a strategy to combat oil pollution. Keywords: karst, Polazna oil deposit, hydrogeology Полазненское месторождение неф- в 1939 г. Оно расположено в Добрянском ти и газа было открыто в 1937 г., введено районе Пермского края, севернее п. Полаз- в разработку разведочными скважинами на (рис. 1). Рис. 1. Обзорная карта района работ FUNDAMENTAL RESEARCH №6, 2013 ГЕОЛОГО-МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ 629 На территории месторождения, распо- неземноморский и кавказский типы карста ложенного в районе развития сульфатного развиты локально. Карстовые процессы карста на берегу Камского водохранилища, развиты в четвертичных, обвально-карсто- остро стоит проблема загрязнения гидрос- вых и пермских отложениях. феры – с начала 70-х годов XX века здесь Обвально-карстовые отложения, в кото- отмечаются интенсивные нефтегазопро- рые вовлечены и соликамские отложения, явления, а на поверхности грунтовых вод представлены кавернозными известняками обнаружена линза нефти, которая является и доломитами. В их основании залегают источником загрязнения водохранилища. гипсы и ангидриты за исключением участ- Подтверждением этого является разгрузка ков, сильно разрушенных карстовыми про- в виде родников прозрачной опалесцирую- цессами [1; 13; 15]. Нередко эти отложения щей жидкости с сильным запахом в период заполняют древние карстовые депрессии, межени. После смешивания с водами водо- образованные в отложениях иренского го- хранилища происходит выпадение темных ризонта [1]. нефтепродуктов. Соликамский горизонт сложен толщей Механизм нефтяного загрязнения под- трещиноватых мергелей и кавернозных из- земных вод на данной территории носит вестняков. Соликамские отложения сильно специфический характер, обусловленный, трещиноваты. Их вскрытая мощность изме- в первую очередь, высокой закарстован- няется в пределах от 40 до 75 м. ностью массива, в связи с чем, изучение Кунгурский ярус образует основную карста района явилось первоочередной за- толщу карстующихся пород, к которым от- дачей. носится карбонатно-сульфатная толща, за- На территории Пермского края геоло- легающая с перерывом на подстилающих гические процессы, обусловливающие кар- артинских породах [13]. Ярус представлен стовые явления, контролируются литологи- в основном терригенными, карбонатными ческими комплексами, которые участвуют и галогенными отложениями. В составе в строении наиболее крупных тектониче- кунгруского яруса выделены два горизон- ских структур региона: Восточно-Европей- та: иренский – верхний, соответствующий ской платформы, Предуральского краевого иренской, поповской и кошелевской сви- прогиба и Уральской складчатой системы. там, и филипповский – нижний, соответ- Сочетание литологических комплексов ствующий филипповской и лекской свитам и глобальных тектонических структур [1]. Иренский горизонт представлен пол- определяет меридиональную зональность ным комплексом осадков, расчлененных обстановок развития карстового процесса. на 7 пачек, из которых четыре нечетных В тектоническом отношении исследу- (лунежская, демидковская, шалашнинская, емый участок приурочен к сводовой се- ледяно-пещерская) состоят из ангидритов веро-восточной части Краснокамско-По- и гипсов с прослоями доломитов и глин, лазненского вала [11], расположенного а четные (тюйская, елкинская, неволинс- вдоль северо-восточного борта Пермско- кая) – из доломитов и доломитизированных Башкирского свода. Полазненское подня- известняков [4]. Характерными особенно- тие осложняет западную часть Межевской стями сульфатных пачек являются их тре- валообразной зоны, представляя собой щиноватость и относительная чистота по- асимметричную брахиантиклиналь. Полаз- род. Эти свойства обусловили их высокую ненское поднятие, на котором расположен закарстованность [1]. Мощность горизонта, изучаемый участок, наиболее приподнято как правило, составляет 50 м, иногда дости- по пермским отложениям, что способствует гая 80 м. развитию карстового процесса. В целом гео- Филипповский горизонт сложен извест- логический разрез территории представлен няками и доломитами. Мощность – 60–80 м. двумя крупными структурными комплекса- Филипповские отложения из-за их перекры- ми: фундаментом и осадочным чехлом [11]. тия отложениями иренского горизонта кар- Отложения четвертичной системы пред- стовыми процессами не затронуты, также ставлены комплексом осадков аллювиально- как и отложения артинского яруса [1]. го, элювиально-делювиального и флювио - Таким образом, массив сильно загип- гляциального происхождения мощностью сован, мощность гипсово-ангидритовой от 1 до 50 м. Мощность и состав покровных толщи иренского горизонта достигает 80 м, четвертичных отложений имеют большую а покровные отложения либо отсутству- значимость при развитии карста. Согласно ют, либо имеют незначительную толщину. классификации карста по характеру покров- Карст типично сульфатный. ных отложений [7], на данной территории Полазненское месторождение распо- главным образом развиты среднеевропей- ложено на восточной окраине Восточно- ский, камский и русский типы карста. Сред- Русского сложного бассейна пластовых ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ №6, 2013 630 GEOLOGO-MINERALOGICAL SCIENCES вод и приурочено к границе Уфимского жениях безводных участков. Выпадающие и Камского гидрогеологических районов. атмосферные осадки, не создавая поверх- Согласно гидрогеохимическому райониро- ностного стока, почти полностью инфиль- ванию, изучаемая территория расположена труются, питая водоносный комплекс ирен- на стыке зон сульфатно-натриевых, кальци- ских отложений [2, 15]. ево-натриевых и натриево-кальциевых вод Различная полоса залегания относитель- и сульфатно-кальциевых вод. Для террито- но базиса эрозии, неоднородная трещино- рии характерна четкая вертикальная гидро- ватость и закарстованность иренских гип- геохимическая зональность. сов, известняков и доломитов обусловили В геолого-гидрогеологическом разрезе неравномерную обводненность иренского зоны активного водообмена месторождения водоносного комплекса. Сплошная обвод- выделяются 3–4 водоносных горизонта. ненность отмечается в зоне подпора Кам- К зоне активного водообмена, в пределах ского водохранилища и долинах рек. На которой проявляется карст, приурочены водоразделах карстовые воды приурочены четвертичный, соликамский и иренский к ограниченным по площади трещинова- водоносные горизонты и комплексы. Раз- тым закарстованным зонам [4]. В верхних личная глубина залегания относительно пачках иренского горизонта зафиксирован базиса эрозии, неоднородная трещинова- горизонт трещинно-карстовых вод, который тость и закарстованность иренских гипсов, обычно имеет сульфатно-кальциевый состав известняков и доломитов обусловили их с повышенной минерализацией, достигаю- неравномерную обводненность. Сплошная щей 1,5–3,0 г/л. Выдержанность по разрезу обводненность отмечается в зоне подпора сульфатных пачек иренского горизонта сви- Камского водохранилища и долинах рек [4]. детельствует о повсеместном развитии суль- Верховодка имеет локальное распро- фатно-кальциевых карстовых вод [1; 2; 15]. странение, залегает на местном водоупоре Воды филипповских отложений отно- и приурочена к элювиально-делювиальным сятся к сульфатно-хлоридному и хлорид- пескам, суглинкам и супесям. Питание осу- но-сульфатному типам с минерализацией ществляется атмосферными осадками и та- 2,5–4,5 г/л. Воды более высокой минерали- лыми водами, область питания совпадает зации (10,6–18,4 г/л) с повышенным содер- с областью ее распространения, а разгрузка жанием хлоридов (7,2–10,1 г/л), встречен- происходит частично в нижележащие гори- ные в отдельных