2. О рыхлости пород в зонах тектонического нарушения
Рыхлость пород в ЗТН - проявляется, в частности, при попадании разведочной скважины в зону тектонического нарушения.
Геологи иногда встречаются с одной довольно необычной, на взгляд общепринятой геологии, ситуацией. Она заключается в том, что при керновом бурении бывает так, что материал идет настолько разрушенный, что керна, в общем-то, и не взять. Вместе с тем, согласно существующим нормам, потери керна не должны быть больше, чем 40%. Если потери керна оказываются больше, то у буровиков будут неприятности. Считается, что у квалифицированных буровиков больших потерь керна быть не может. Поэтому факт увеличения потерь керна принято скрывать. Обычно это делают, принося куски керна с соседних, уже задокументированных скважин. Естественно, что информацию в геологическом журнале приходится искажать в соответствии со строением этих, принесенных от других скважин, кусков керна.
Замечено еще, что в подобных случаях сопротивление буровому инструменту с глубиной не увеличивается. Более того, инструмент может даже проваливаться. Причем на очень значительных глубинах.
Когда в результате возникновения метода ССП стало возможным выявлять ЗТН, оказалось, что именно в этих зонах и происходят повышенные потери керна. Причины этому следующие.
Состояние осадочных пород, закрывающих собой тектонические нарушения, разительно отличается от состояния тех пород, которые залегают на нетрещиноватом кристаллическом фундаменте. Обычно осадочные породы, залегающие на прочном, нетрещиноватом основании, уплотняются и упрочняются при увеличении мощности осадочного чехла. То есть, по мере увеличения давления. В зонах же тектонических нарушений осадочные породы, лежащие на трещиноватом кристаллическом фундаменте, под действием давления со стороны вышележащих пород, разрушаются и залечивают собой эту трещиноватость.
В процесс залечивания нарушенности кристаллических пород вовлекается весь столб осадочных пород, находящихся непосредственно над тектоническим нарушением. Этот процесс заключается в микроперемещениях породных частиц сверху вниз. Вследствие этого осадочные породы, находящиеся над тектоническим нарушением, не слеживаются, не уплотняются и не упрочняются. В них возможны даже пустоты. Именно поэтому при разведочном бурении в этих породах керн взять невозможно.
Осадочные породы в ЗТН, строго говоря, не являются твердыми средами. Их нельзя исследовать в соответствии с требованиями строительной науки - на прочность, на угол внутреннего трения. В некоторых случаях они ведут себя как тиксотропные среды. Есть еще такое понятие как твердые жидкости. Мне представляется это наиболее удобным определением для характеристики осадочных пород в ЗТН. По крайней мере, пока не существует серьезных исследований свойств горных пород в ЗТН.
Одной из особенностей осадочных пород, закрывающих собой тектонические нарушения в кристаллических породах, является то, что ширина ЗТН не зависит от мощности осадочного чехла. То есть, если ширина зоны блочной нарушенности в кристаллических породах составляет L метров, то именно столько же, L метров, будет составлять ширина ЗТН на дневной поверхности при любой мощности осадочного чехла. Так, например, при работе под Оренбургом мы встречали ЗТН, шириной 6м. Трудно представить себе, что это соответствует тому, что на глубине 5 км в кристаллических породах ширина тектонического нарушения также 6м. Но тем не менее, так оно и обстоит. Это обусловлено отсутствием в горных породах упругих деформаций, о чем речь впереди (в разделе 13)
