Геотермические условия Карагандинского угленосного бассейна

В Карагандинском бассейне геотермические исследования в скважинах начали проводиться с 1950 г. Центральной геофизической экспедицией, но до сих пор не были обобщены. Замеры температуры проведены более чем в 150 скважинах глубиной от 300 до 1500 м. Достоверность этих замеров в целом удовлетворительная, что иллюстрируется результатами режимных наблюдений, проведенных в двух скважинах в различных районах бассейна (табл. 110). Разница результатов двух замеров по скв. 8651, проведенных с полугодовым интервалом, составила всего 1° C, а геотермический градиент изменился только на 0,1 град/100 м. Если учесть, что разница в температуре, связанная с различными геологическими причинами, достигает на глубине 1000 м 10° и более, то неточностью замеров температуры можно пренебречь. Однако в ряде скважин (особенно пройденных 10—15 лет назад) геотермические исследования были проведены с нарушением технических условий, и данные по ним нами не учтены. В последние годы эти работы проводятся на достаточно высоком уровне.

Недра бассейна характеризуются не одинаковым тепловым режимом (табл. 111).

Геотермический градиент в бассейне колеблется от 1,2 до 2,2 град/100 м, в среднем 1,7 град/100 м; средняя геотермическая ступень 60 м/град; температура на глубине 1000 м изменяется от 20 до 32° С и в среднем равна 25° С (рис. 52). В целом Карагандинский бассейн отличается от других бассейнов относительно пониженной напряженностью теплового поля, что связано с расположением его в пределах глубоко охлажденной территории Центрального Казахстана (рис. 53).

Результаты замера температуры в шахтах бассейна, по данным М.А. Ермекова и Л.А. Журбы, показывают, что средний геотермический градиент по шахтам составляет 1,6 град/100 м, а температура на глубине около 500 м равна 15°C (табл. 112).

Сведения о температурном режиме недр бассейна по наиболее глубоким скважинам приведены в табл. 113. Температура на глубине 500 м 13—22°С, 1000 м — 22—32°С и 1500 м (предположительно) — 30—35° С.

В бассейне подтверждается известная связь геотермии с тектоникой. Наименьшая напряженность теплового поля соответствует синклинальным структурам, наибольшая — антиклинальным. Так, геотермический градиент в Дубовской и Тентекской мульдах равен 1,2—1,6 град/100 м, а температура на глубине 1000 м — 20—23° С. С другой стороны, на Алабасском поднятии градиент повышается до 2,2 град/100 м, а температура на глубине 1000 м — до 32° С. На этом же поднятии по данным поискового бурения на нефть отмечается интенсивная тепловая аномалия. В скв. 4-Р, в интервале 1100—1700 м под осадками карбона вскрыты эффузивы девона; температура в них возросла с 34 до 96° С и средний геотермический градиент достиг 10 град/100 м против 2,2 град/100 м в интервале 0—1000 м (рис. 54). Природа этой аномалии точно не установлена. He исключено, что она связана со скрытой интрузией или (что скорее всего) с зоной крупных разломов, служащих подводящими каналами тепла. Своим происхождением (или усилением) эта аномалия может быть также обязана тепловой «подушке», роль которой выполняют осадочные породы карбона, экранирующие тепло, выделяемое из земных недр. На бортах бассейна выходящие на поверхность эффузивы девона характеризуются весьма: слабой напряженностью теплового поля.

На примере Карагандинского бассейна устанавливается отчетливое влияние геотермических условий на степень метаморфизма и газоносность углей, которые возрастают с усилением напряженности теплового поля (табл. 114).

В областях с геотермическим градиентом 1,1—1,3 град/100 м распространены угли газовые (стадия II). Их газоносность в 2 раза ниже, чем коксовых углей (стадия IV), на площади распространения которых геотермический градиент возрастает до 1,6—1,9 град/100 м. Кроме того, с изменением геотермического градиента пропорционально меняется и градиент метаморфизма. Например, в Тентекской мульде в интервале 100—600 м геотермический градиент в среднем равен 1,3 град/100 м, а в интервале 600—1200 м — 1,6—1,8 град/100 м; соответственно изменяется и градиент отражательной способности (10 Rа/100 м) от 1,2—1,3 до 1,5—1,7. Эту связь можно использовать, для прогноза степени метаморфизма и газоносности.