Мир глазами геолога

Как и в известняках, поры в песчаниках могут быть заполнены водой, нефтью и газом. Для определения количества этих полезных ископаемых в недрах прежде всего необходимо получить представление об объеме пор в породе. Объем пор, выраженный в процентах от объема породы, именуется пористостью, а в долях единицы — коэффициентом пористости. Пористость несцементированных песчаников обычно порядка 12–17 %, редко достигает значений 25 %, в то время как в глинах общая пористость часто превышает 30 %.

В порах с большим диаметром вода, нефть и газ могут перемещаться под действием сил гравитации. В порах с малым диаметром движение жидкости затрудняется вследствие проявления капиллярных сил. Наконец, при диаметре пор менее 0,0002 мм жидкость в порах практически двигаться не может. Породы, способные не только содержать жидкость и газ, но и отдавать их (т. е. проницаемые породы), получили наименование коллекторов. Проницаемость пород является их исключительно важным свойством, используемым при добыче таких полезных ископаемых, как вода, нефть и газ.

Пески и песчаники являются весьма распространенным типом коллекторов, с которым связаны залежи нефти и газа во многих районах мира. Широкую известность приобрели пески и песчаники продуктивной толщи Азербайджана плиоценового возраста. Продуктивная толща сложена частым чередованием песков (коллектора) и глин (покрышки). Молодой возраст толщи позволял надеяться на легкое решение вопроса о ее происхождении. По характеру встреченных остатков фауны и составу глин было установлено, что накопление осадков продуктивной толщи происходило в сильно опресненных мелководных водоемах в относительно спокойных условиях. Решить же вопрос об источниках сноса песчаного кварцевого материала оказалось довольно трудно. Наиболее естественным было предположить снос кварцевого материала с Малого и Большого Кавказа, уже существовавших ко времени накопления песков. Малый Кавказ сложен в основном эффузивными породами с весьма низким содержанием кварца. Такие породы не могли служить источником образования кварцевых песков.

Большой Кавказ в своей восточной части сложен осадочными породами. Магматические и метаморфические образования — источники кварцевых песков — здесь отсутствуют. Но, может быть, более древние осадочные породы Кавказа послужили поставщиком кварца для продуктивной толщи? Действительно, в осадочных отложениях неогена и позднего мезозоя присутствует довольно много песчаников. Такие песчаники при их разрыве и переотложении кварцевых зерен смогли бы создать пласты песка в продуктивной толще. Но опять возникает несколько «но». Зерна кварца в продуктивной толще крупнее и хуже окатаны. Не могли же они вырасти и стать менее окатанными после вторичной транспортировки и переотложения. Кроме того, из сопутствующих цветных минералов для песков продуктивной толщи характерны дистен и ставролит. В размываемых осадочных толщах Кавказа эти минералы практически отсутствуют. Вот вам и сложная геологическая загадка, казалось бы, в простом вопросе. Где же ответ на эту загадку?

В. П. Батурин высказал смелую идею. По его мнению, кварцевый песок приносился с севера какой-нибудь могучей рекой типа Волги — Палео-Волгой. На севере, в пределах Русской равнины, широко развиты метаморфические породы с большим содержанием кварца, дистена и ставролита. Но, опять «но». Мощность кварцевых песков к северу, в сторону предполагаемого источника, убывает. А должно быть наоборот. Тогда возникла еще одна гипотеза: возможно, в том направлении, куда увеличивается мощность песчаников, некогда существовала суша. Она располагалась где-то на месте наиболее глубокой сейчас южной части Каспийского моря. Суша могла быть сложена метаморфическими породами, аналогичными породам Русской равнины, и служила источником как для кварца, так и для сопутствующих ему дистену и ставролиту. Читатель, конечно, помнит легенду об исчезнувшей под водами моря Атлантиде. Значит, Каспийская Атлантида? Что же, вероятно, может быть. но требует научных доказательств.

На последних страницах несколько раз упоминались метаморфические породы. Метаморфические вместе с магматическими и осадочными породами составляют три основных класса пород, слагающих земную кору. Название происходит от греческого слова «метаморфоз» — превращение. Магматические и осадочные породы при воздействии на них температуры и давления (кроме того, воздействие различных растворов) перекристаллизуются, превращаясь в новый класс метаморфических пород. Наиболее часто при этом образуются породы типа гнейсов и кристаллических сланцев. Слоистость этих пород может быть унаследована от осадочных пород или большей частью возникает вследствие стремления вновь образующихся кристаллов минералов расположиться наиболее удобно по отношению к действию одностороннего давления. Если исходными были магматические породы, то используют приставку орто — ортогнейсы. Если породы осадочные — пара — парагнейсы.