Вплив Петрівсько-Кремінського глибинного розлому на міграцію флюїдальних потоків у породах Святогірської брахіантикліналі

Abstract

У цій статті досліджується вплив Петрівсько-Кремінського глибинного розлому та його вторинних диз’юнктивів на формування складної системи гідрогеохімічних і термогідрогеодинамічних процесів у Святогірсько-Кам’янському регіоні Дніпровсько-Донецького авлакогену. Встановлено, що ці розломні структури сприяють активному вертикальному переміщенню флюїдальних потоків і теплових потоків із глибинних шарів земної кори та мантії. Це призводить до формування зон інтенсивної гідрогеохімічної інверсії, які проявляються у значному збагаченні підземних вод ендогенними елементами, такими як гелій, радон, аргон та діоксид вуглецю (CO2), що походить з глибин і має специфічний ізотопний склад δ13C. У досліджуваних водоносних горизонтах зареєстровано термогідродинамічні аномалії з підвищеною температурою (до 23–27 °C порівняно з фоновими 10–12 °C), що сприяють конвекційним процесам і вторинній мінералізації порід. Цей процес зумовлює значну зацементованість тріщинного простору колекторів, зокрема внаслідок накопичення карбонатів та інших мінералів у результаті реакцій з розчиненим у водах CO2. Глибинні розломи виконують функцію каналів для міграції розігрітих флюїдів, що порушує природний термічний градієнт і сприяє термогідрогеодинамічним інверсіям. Дослідження також виявило, що ізотопні аномалії вуглецю (δ13C) у водах свідчать про термометаморфічний генезис та дегазаційні процеси, зумовлені глибинними джерелами флюїдів. Ці явища є особливо інтенсивними поблизу Петрівсько-Кремінського розлому та його апофізів, що підтверджує значну роль глибинних тектонічних структур у перенесенні мантійних компонентів у верхні водоносні горизонти. Ці гідрогеохімічні процеси впливають на катагенетичні та метагенетичні зміни порід, сприяючи унікальній літологічній будові регіону. Отримані результати мають важливе значення для розуміння механізмів взаємодії тектонічних структур з гідрогеологічними умовами та можуть бути використані в подальших геологічних дослідженнях і для ресурсної оцінки подібних структур при урахуванні флюїдодинамічних параметрів порід-колекторів. He article examines the influence of the Petrivsko-Kreminsky deep fault and its secondary disjuncts on the formation of a complex system of hydrogeochemical and thermohydrogeodynamic processes in the Sviatohirsko-Kamiansky region of the Dnipro-Donetsk aulacogen. It has been established that these fault structures contribute to the active vertical movement of fluid flows and heat flows from the deep layers of the Earth's crust and mantle. This leads to the formation of zones of intense hydrogeochemical inversion, which are manifested in the significant enrichment of groundwater with endogenous elements such as helium, radon, argon, and carbon dioxide (CO2) originating from the depths and having a specific isotopic composition of δ13C. Thermohydrodynamic anomalies with elevated temperatures (up to 23-27 °C compared to the background temperature of 10-12 °C) were recorded in the studied aquifers, which contribute to convection processes and secondary mineralization of rocks. This process leads to significant cementation of the fracture space of reservoirs, in particular due to the accumulation of carbonates and other minerals as a result of reactions with CO2 dissolved in water. Deep fractures act as channels for the migration of heated fluids, which disrupts the natural thermal gradient and promotes thermohydrogeodynamic inversions.The study also revealed that carbon isotopic anomalies (δ13C) in the waters indicate thermometamorphic genesis and degassing processes caused by deep fluid sources. These phenomena are particularly intense in the vicinity of the Petrivsko-Kreminsky fault and its apophyses, which confirms the significant role of deep tectonic structures in the transfer of mantle components to the upper aquifers. These hydrogeochemical processes affect catagenetic and metagenetic changes in rocks, contributing to the unique lithological structure of the region. The results obtained are important for understanding the mechanisms of interaction between tectonic structures and hydrogeological conditions and can be used in further geological studies and for resource estimation of similar structures, taking into account the fluid dynamic parameters of reservoir rocks.