К оглавлению

УДК 553.98 (575.23)

 

И.А. Шмелев, Т.Т. Радюшкина

ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ НЕФТЕГАЗОНОСНОСТИ НАРЫНСКОЙ ВПАДИНЫ

Нарынская впадина является одной из крупных межгорных впадин Центрального Тянь-Шаня. На севере она ограничивается Киргизским хребтом и системой хребтов Терскей-Алатау, на востоке - западной оконечностью горного массива Хан-Тенгри, на юге - хребтом Атбаши, входящим в систему хребтов Кок-Шааля, на западе - Ферганским хребтом. Длина впадины 220 км, ширина 75 км (рис. 1).

В геологическом строении впадины участвуют осадки юрского, мелового и третичного возраста. Ниже дается описание разреза снизу вверх (рис. 2).

Юрские отложения обнажаются на северном склоне хребта Джаман-Даван-Тау, в верховье р. Аксай. Здесь вдоль хребта между неогеновыми конгломератами полосой шириной 45 м тянутся юрские отложения, поставленные «на голову». В подошве залегают черные, белые и желтые известковистые сильно перемятые глины с прослоями каменных углей мощностью от 0,05 до 4,7 м и песчанистых, известковистых алевролитов мощностью от 0,4 до 2,7 м. Выше залегают красноцветные глины с прослоями алевролитов и углей. Разрез заканчивается «пуддингом» красного цвета известковистым, с включением галечных зерен кремня, кварца, кальцита и полевых шпатов мощностью в 12,6 м.

Фаунистические остатки в описанных отложениях не обнаружены. По аналогии с юрскими породами, обнажающимися южнее, около оз. Чатыр-Куль, и севернее, в урочище Мин-Куш, возраст пестроцветных отложений с прослоями углей условно отнесен к нижней юре. Мощность их равна 44,5 м.

Выше залегает пачка красноцветных терригенных пород (киргизская свита) мощностью от 40 до 600 м. Выходы красноцветов наблюдаются вдоль северных склонов хребтов Джаман-Даван-Тау, Байбиче-Тау, по обе стороны хребта Кара-Тау и по южному склону хребта Нарын-Тау, также вдоль юго-восточного склона хребта Акшийряк, и южного склона хребтов Молдо-Тау и Нура-Тау. Красноцветы нигде не контактируют с юрскими отложениями, а повсеместно залегают на размытой, денудированной поверхности палеозоя с резким угловым несогласием. Представлены они внизу кирпично-красными, гравийно-галечными конгломератами, иногда конгломерато-брекчиями с песчано-известковистым цементом. Выше залегают гравийные конгломераты, чередующиеся с красноцветным, грубо- и разнозернистыми известковистыми песчаниками мощностью от 2 до 7 м. Еще выше лежат красноцветные загипсованные, известковистые, песчанистые глины с прослоями хорошо отсортированных серых и розовых известковистых сланцеватых песчаников и алевролитов. Фаунистические остатки в отложениях этой свиты на территории Нарынской впадины не обнаружены.

Наибольшая мощность киргизской свиты до 600 м наблюдается в западной и восточной частях впадины; в центральной части (реки Терек, Карабук, Карабулун, Боктерек) она не превышает 100 м.

Выше киргизская свита постепенно переходит в нижнюю под свиту (Na) нарынской соленосной свиты. неогена мощностью от 200 до 1050 м. Выходы ее территориально совпадают с выходами киргизской свиты и имеют ширину от 300 до 4000 м.

Представлена эта подсвита шоколадно-желтыми известковистыми, загипсованными скорлуповатыми глинами с частыми прослоями (до 5 м), известковистых, серых, зеленовато-серых и голубовато-серых алевролитов, песчаников и гипсов.

Фаунистические остатки в отложениях нижней подсвиты неогена не найдены. Однако она резко отличается от подстилающей ее красноцветной свиты своеобразной коричневато-желтой окраской и комплексом минералов тяжелой фракции. В этой подсвите встречаются все минералы, типичные для неогеновых отложений впадин Тянь- Шаня, такие как роговая обманка, хлоритоиды и всевозможные слюды, но совершенно отсутствует дистен. Так как выше залегает толща пород верхнемиоценово-среднеплиоценового возраста, то нижнюю подсвиту неогена можно успешно отнести к среднему миоцену. Наибольшая мощность отложений этой подсвиты наблюдается в центральной части впадины, по обе стороны хребтов Байбиче-Тау и Кара-Тау, где она достигает 1049 м (Тарасу) и 1043 м (р. Атбаши). По краям впадины мощность ее сокращается - на западе до 500 м (Кашка-Су), на востоке - до 170 м (р. Орто-Нура).

Отложения нижней шоколадно-желтой подсвиты вверх постепенно переходят в мощные (до 2000 м) полосчатые пестроцветные отложения средней подсвиты неогена (Nb). В западной части Нарынской впадины эти отложения заполняют все пространство бассейна р. Алабуга. На северо-востоке они обнажаются полосой шириной 3-9 км.

В северной части впадины, подсвита выходит в ядрах Джуматайской, Нарынской, Джиргатальской, Джаныталапской антиклиналей и на крыльях Орто-Нуринской антиклинали.

Подсвита представлена частым чередованием пестроцветных песчанистых, известковистых, жирных на ощупь глин, пестроцветных известковистых алевролитов, мелко- и среднезернистых песчаников и галечных, гравийно-галечных и гравийных серых конгломератов с глинисто - известковистым цементом. Частая перемежаемость разноокрашенных пород создает своеобразную пестроцветную полосчатую картину обнажений.

Толща сильно загипсована и засолонена. Для нее характерно наличие зерен дистена, шпинели, тремолита и очень большого количества (по сравнению с нижележащей свитой) роговой обманки. Грубообломочность пород разрезов и, в частности мощность прослоев конгломератов, уменьшается с запада на восток.

На основании найденной С.С. Шульц (1936), А.А. Луйк (1946), А.Г. Лассовским (1958), П.И. Петрикиным (1959), В.Г. Буровым (1959) и нами (1960) фауны остракод: Condonella albicans (Brady), Condonella marcida Mandelst., Candona gruemgrjimal. Mandelst. и других, отнесенной M.И. Мандельштамом к плиоценовому возрасту и фауны гастропод: Radix auricularis trilica Mart., Valvata cf. piscinalis Mu11. (now. var.), Valvata Kirgisia Martins., luceinea putris Drap. и других, отнесенной Г.Г. Мартинсоном к верхнемиоценово-среднеплиоценовому возрасту, возраст средней подсвиты неогена (Nb) можно считать верхнемиоценово-среднеплиоценовым.

Наибольшая мощность отложений подсвиты наблюдается в западной части впадины, в северных предгорьях хребта Джаман-Даван-Тау (2004 м), западнее долины р. Атбаши (2450 м) на юго-восточном склоне хребта Байбиче-Тау (1450 м). Восточнее мощность ее постепенно уменьшается до 695,5 м (Карабук), а затем до 151,3 м (сай Куланак). Между саем Куланак и Янбулаксу подсвита выклинивается. На восточном окончании Атбашинской впадины, в районе пос. Акмус, мощность подсвиты достигает 800 м.

Отложения подсвиты Nb выше постепенно переходят в отложения верхней подсветы неогена Nc мощностью от 300 до 1200 м. Этими отложениями заполнена вся центральная часть Нарынской впадины от юго-восточного окончания хребта Акшийряк на западе, до долины р. Малый Нарын на востоке.

Верхняя подсвита неогена представлена палевыми, серыми, желтыми, бурыми известковистыми, слегка песчанистыми вязкими глинами с прослоями мощностью от 2 до 7 м, сланцеватых песчаников и гравийно-галечных и гравийных конгломератов с песчано-глинисто-известковистым цементом. Обломки, как правило, плохо отсортированы и состоят в основном из песчаников, известняков, глинистых сланцев, полевых пшатов, кварца и эффузивов.

В целом для подсвиты характерно наличие пачек чередования гипсо-соленосно- глинистых пород мощностью от 2 до 7 м. Соль представлена глауберитом и мирабилитом. Толща сильно загипсована, содержит растительные и фаунистические остатки, имеет очень характерную однообразную серую и палевую окраску. Минералогически для нее характерно повышенное содержание анатаза и наличие единичных зерен ставролита и шпинели.

На основании найденной фауны гастропод: Hydrobia cf. veutrosa (Mont.) Galba merzbacheri Schl., Bithynia cf. cholnokyi Schl., Suceinea pectris Drap., Apisus (Spiralina) vortaculus и других возраст верхней палевой подсвиты неогена определяется Г.Г. Мартинсоном и И.М. Лихаревым как средне- и верхнеплиоценовый.

Вблизи обрамляющих впадину хребтов (Ферганского, Акшийряк, Акчаташ), а также у северного борта хребта Джаман-Даван-Тау, на отложениях верхней палевой подсвиты неогена (Акчаташ), а чаще на разных стратиграфических горизонтах осадочного разреза (северо-западный склон хр. Акшийряк) залегают палево-бурые разногалечныё плохо отсортированные конгломераты мощностью от 50 до 1473 м (Джаман-Даван-Тау). Состав обломков конгломератов зависит от состава размываемых толщ палеозоя. Рассматриваемая толща лишена фаунистических остатков. Условно она отнесена к неогену и названа «нерасчлененной толщей неогена».

Выше на отложениях третичного возраста согласно и с угловым и азимутальным несогласием залегают серые гравийные галечники четвертичного времени.

В тектоническом отношении Нарынская впадина представляет собой сложно построенный синклинорий, осложненный целым рядом дизъюнктивных нарушений.

Фундамент впадины сочленяется с обрамляющими палеозойскими хребтами по тектоническим разломам, характеризующимся большой региональной протяженностью и иногда большой амплитудой вертикального перемещения. Крупные региональные разломы имеют три направления: почти широтное (вдоль хребтов Терскей-Алатау), запад-юго-западное (вдоль хребта Атбаши) и северо-западное (Фергано-Таласский разлом).

Обширная Нарынская впадина по диагонали расчленена хребтом Акшийряк и грядой гор Нарын-Тау, Кара-Тау и Байбиче-Тау на три более мелкие впадины: Нарынскую, Атбашинскую и Тогузтораусскую.

Считается, что эти хребты-перемычки были сформированы в начале четвертичного периода, в фазу альпийского орогенеза.

По данным региональных электроразведочных работ глубина залегания кровли палеозойского фундамента в Нарынской впадине увеличивается с востока на запад от 400-800 м (Малый Нарын) до 3800 м (с. Дюрбельджин).

Западнее с. Дюрбельджин поверхность фундамента воздымается, а затем в районе с. Джиргетал вновь погружается к Ферганскому хребту. Так, в районе Джиргетал глубина залегания фундамента 700 м, а у стыка с Ферганским хребтом - более 2000 м. В направлении с севера на юг поверхность фундамента образует асимметричную синклиналь с осью, смещающейся то к северу, то к югу. Глубина залегания фундамента меняется от 1400-1500 м (на севере) до 700 м (на юге). В широтном и в меридиональном направлениях строение кровли фундамента имеет ступенчатую структуру, образованную взбросами, сбросами и грабенами. Наблюдаемая амплитуда взбросов и грабенов изменяется от 300 до 2000 м.

Нарынская впадина, имеющая палеозойский фундамент, заполнена серией рыхлых терригенных осадков мезо-кайнозойского возраста мощностью от 700-1000 м (восток) до 3800 м (запад). Таким образом, здесь имеются два структурных этажа, отличающихся друг от друга литологическим составом и характером дислокаций: первый - палеозойское основание; второй - комплекс пород мезо-кайнозойского возраста.

Первый структурный этаж характеризуется литологической неоднородностью слагающих пород и разрывными и дизъюнктивными дислокациями.

Второй структурный этаж, как показали электроразведочные работы, в основном повторяет все структурные особенности фундамента. Так, например, большинство тектонических нарушений (взбросов и грабенов) фундамента проявляются в покрывающих его мезо-кайнозойских отложениях (хребет Аламышик, грабен между точками ВЭЗ 252-257, взбросы в междуречье р. Атбаш и р. Янбулаксу). Эта дает основание предполагать, что они возникли уже после неогена. И только в наиболее глубокой части впадины в 5-7 км южнее русла р. Нарын, на меридиане с. Дюрбельджин крупному взбросу фундамента с амплитудой перемещения около 700 м соответствует антиклинальный перегиб вышележащих рыхлых толщ, плохо выраженный на дневной поверхности. Перегиб вытянут в широтном направлении и имеет углы падения крыльев в 40-50°. Эта погребенная складка нами названа Дюрбельджинской (рис. 3).

Мезо-кайнозойские отложения смяты в простые широкие антиклинальные складки, часто осложненные нарушениями (рис. 4).

Антиклинальные складки имеют в основном асимметричное строение. В ядре обнажаются породы свиты Na и Nc. Крутые крылья имеют падение до 60-70°. Часто наблюдается нарушенность структур. Длина складок колеблется от 8-9 км до 36-80 км, ширина - от 1-1,5 до 4 км.

Наиболее перспективны четыре структуры: Чолоккоинская, Нарынская, Джергетальская и выявленная электроразведкой Дюрбельджинская. Они расположены в центральной погруженной части депрессии, имеют большие размеры и сложены, в основном, средней подсвитой неогена Nb. Длина их меняется в пределах от 19 до 36 км, ширина - от 0,6 до 5 км.

История геологического развития Нарынской впадины связана с развитием всей горной страны Тянь-Шань, возникшей в результате ее герцинского тектогенеза и в дальнейшем развивавшейся в континентальных условиях.

Зарождение Нарынской впадины следует относить к палеозою, когда в результате денудационных процессов горная страна была превращена почти в равнину-впадину, где основной областью накопления осадков в начале мезозоя являлся Восточно-Ферганский бассейн. Здесь наблюдаются отложения триасового времени, рэта и мощной толщи юры, развитых в пределах Ферганского хребта.

Источником сноса по мнению В.И. Огнева и других исследователей послужили породы, лежавшие к северо-востоку и отчасти к северу от зародившегося прогиба. Прогиб, постепенно развиваясь, заполнялся (с перерывами) мощной угленосной толщей. Изолированные и сравнительно маломощные выходы юры в Нарынской впадине показывают, что накопление осадков происходило, по-видимому, ближе к западной границе впадины, т. е. в направлении к Фергане.

В меловое время на месте впадины поднялся древний Ферганский хребет, который в дальнейшем продолжал существовать в качестве водораздела между Нарынской и Ферганской впадинами.

Накопление осадков мела в Нарынской впадине происходило за счет медленного разрушения горной территории без переноса продуктов разрушения. Здесь нет таких меловых отложений, как в Восточной Фергане. Наблюдается лишь кора выветривания мощностью в несколько метров (нижний красноцветный комплекс) и возможно осадочные образования низов палеогена.

В третичное время Нарынская впадина в результате тектонических движений уже отчетливо оформляется как область погружения и начинается энергичное накопление осадков.

В конце неогена и особенно в начале четвертичного времени тектонические движения резко усилились. Начался рост хребтов - диагональных перемычек Нарын- Тау, Кара-Тау и других, сопровождавшийся расколами фундамента. В четвертичное время впадина продолжала воздыматься (рост террас и конусов выноса).

Территория Нарынской впадины занимает промежуточное положение между нефтеносными районами Ферганы и Западного Китая. В первой - нефтегазоносны красноцветные континентальные отложения мела и морские отложения палеогена. Во втором (Джунгарская и Таримская впадины) - озерно-континентальные отложения юры, мела, палеогена и неогена. Неоген нефтеносен в Джунгарии (коричневая свита), в Кашгарии (артушская свита) и в Кугартской депрессии (чультагская, палевая свита).

Признаков нефтегазоносности на территории впадины не обнаружено. Образцы пород, собранные в 1959-1960 гг., были подвергнуты люминесцентно-битуминологическому анализу. Количество битума в них колеблется от нуля до следов. Однако отсутствие внешних признаков нефтегазоносности не всегда является решающим фактором. Примером может служить Ферганская депрессия с ее нефтегазоносным красноцветным мелом. Кроме того, необходимо учесть, что территория Нарынской депрессии мало изучена. Ее геологическое строение освещено только съемками масштабов 1:100 000 и 1:200 000. Более детальные работы на ее территории не проводились. Глубинное строение впадины освещено рекогносцировочными геофизическими работами 1959-1960 гг. Во впадине еще не проводилось бурение.

Мезо-кайнозойские отложения, выполняющие Нарынскую впадину, характеризуются наличием в разрезе пористых песчаников, которые могут служить хорошими коллекторами для нефти и газа. В разрезах отложений подсвит встречается большое количество прослоев песчаников мощностью от 2 до 7-8 м. Песчаники из разных разрезов депрессии были исследованы на открытую пористость и проницаемость. В результате определений было выяснено, что открытая пористость меняется от 6 до 28%, причем в среднем преобладает пористость в 15-20%. Проницаемость песчаников доходит до 43 мд. Прослои песчаников отделены друг от друга мощными (до 20-30 м) пачками глин.

Выявленные на территории Нарынской впадины структуры не равноценны с точки зрения возможной нефтеносности. Наиболее перспективными можно считать Чолоккоинскую, Нарынскую и Джергетальскую структуры. Остальные 10 структур менее интересны, так как они расположены вблизи палеозойских обрамлений и их ядра сложены либо кирпично-красной киргизской свитой мела - нижнего миоцена, либо шоколадно-желтой подсвитой Na неогена.

В 1960 г. геофизическими работами, и в частности электроразведкой, севернее пос. Дюрбельджин выявлена четырнадцатая погребенная структура - Дюрбельджинская. Глубина залегания кровли палеозойского фундамента в этом районе достигает 3500 м. Факт наличия погребенной структуры в Нарынской впадине интересен с точки зрения постановки здесь более детальных геологоразведочных и геофизических работ.

На основании изложенного выше мы считаем, что в Нарынской впадине глубинное строение осадочных отложений и палеозойский фундамент впадины до настоящего времени изучены недостаточно. Здесь необходимо провести ряд геофизических работ. Первоочередными следует считать региональные сейсмические исследования всей впадины методом КМПВ, причем на выявленных структурах: Дюрбельджинской, Нарынской, Джергетальской и Чолоккоинской, следует поставить детальные сейсмические работы.

Результаты геофизических исследований должны будут решить вопрос о дальнейшем направлении геологопоисковых работ на нефть и газ в Нарынской впадине.

ЛИТЕРАТУРА

1.     Бажанов Б.С., Костенко Н. Н. Схема стратиграфии третичных отложений юго-востока Казахстана и севера Киргизии в свете палеонтологических данных. Материалы по истории фауны и флоры Казахстана, т. II, АН КазССР, 1958.

2.     Бажанов Б.С., Костенко Н.Н. Геологический разрез Джунгарского Актау и его палеозоологическое обоснование. Материалы по истории фауны и флоры Казахстана, т. III, Ан КазССР, 1961.

3.     Соколов Б.С. Сравнительный обзор депрессий Тянь-Шаня и некоторые вопроссы их нефтеносности. Фонды ВНИГРИ, 1946 (рукопись).

4.     Суворов А.И. Тектоническое районирование Ферганской впадины по генетическим признакам. Изв. АН СССР, вып. 158, сер. Геология, 1954.

5.     Огнев В.Н. Таласско-Ферганский разлом. Изв. АН СССР, сер. Геология, № 4, 1939.

6.     Шульц С.С. Анализ новейшей тектоники и рельеф Тянь-Шаня. Географии, 1948.

ВНИГНИ

 

Рис. 1. Геолого-структурная схема Нарынской впадины (сост. Т.Т. Радюшкина по мат. А.А. Ласовского, В.П. Лунева, Ю.Н. Хмелева и др., 1962).

I - палеозой; II - оси структур. Структуры: 1 -Алабугинская, 2-Акташская, 3-Чолоккоинская, 4 -Кызылкырская, 5-Дюрбельджинская, 6 -Джуматайская, 7 -Куртская, 8 -Нарынская, 9 -Карабулунская, 10 - Джергетальская, 11 -Джаныталапская, 12 - Атбашинская, 13 - Орто-Нуринcкая, 14 - Акмусская.

 

Рис. 2. Сводный разрез Нарынской впадины (сост. Т.Т. Радюшкина, 1961).

1 - известняки; 2 - алевролиты; 3 - мергели;4 - песчаники; 5 - гипсы; 6 - глины; 7 - конгломераты.

 

Рис. 3. Схематический геоэлектрический разрез вкрест простирания Нарынской впадины по профилю III-III (сост. по данным электроразведки Ю.И. Юдахиным, 1960).

 

Рис. 4. Схема перспектив нефтегазоносности Нарынской впадины (сост. И.А Шмелев, Т. Т. Радюшкина).

I - перспективная зона; II - структуры: 1 - Алабугинская, 2 - Акташская, 3 - Чолокксинская, 4 - Кызылкырская, 5 - Джуматайская, 6 - Куртская, 7 - Нарынская 8 Джаныталапская, 9 - Джергетальская, 10 - Карабулунская, 11 - Орто-Нуринская, 12 - Акмусская, 13 - Атбашинская.