К оглавлению

© С.Б. Файницкий, 2001

НЕКОТОРЫЕ ПРИМЕРЫ СТРУКТУРНО-АНТОЛОГИЧЕСКИХ ОСЛОЖНЕНИЙ СТРОЕНИЯ ПОДСОЛЕВОГО КОМПЛЕКСА ПРИКАСПИЙСКОЙ ВПАДИНЫ ПО ДАННЫМ СЕЙСМОРАЗВЕДКИ

С.Б. Файницкий (Саратовская геофизическая экспедиция НВ НИИГГ)

В основе стратегии поисковых работ на нефть и газ в подсолевых отложениях Прикаспийской впадины на протяжении всей истории ее изучения лежат представления о преимущественно глубоководно-депрессионном генезисе подсолевых палеозойских отложений и моноклинальности их залегания на большей части территории впадины [3]. Такая геологическая модель дезориентирует геологов, поскольку мощные толщи глин и подчиненных депрессионных глинистых карбонатов, обладая огромным генерационным УВ-потенциалом, характеризуются низкими фильтрационно-емкостными свойствами. Они могут рассматриваться как отличные флюидоупоры, но не как коллекторы. Более того, их моноклинальность не предполагает наличия крупных морфологически выраженных объектов - ловушек УВ.

Все это подталкивает к выводу о невысокой перспективности поисков месторождений УВ в подсолевом комплексе пород Прикаспийской впадины. Если бы не одно "но". Представления о моноклинальности подсолевых отложений сложились на основе структурных построений, выполненных по материалам сейсморазведки по основным отражающим горизонтам - П12 и т.д. При этом не акцентировалось внимание на том, что соответствующие им геологические поверхности, являясь поверхностями литостратиграфического и углового несогласий [4], не отражают морфологию внутриформационных границ.

Наличие резких угловых несогласий во внутренних частях Прикаспийской впадины указывает на то, что внутриформационные комплексы, заключенные между основными отражающими горизонтами, характеризуются резко расчлененным рельефом, т.е. зачастую моноклинальны не сами подсолевые отложения, а разделяющие их регионально развитые поверхности несогласия.

Наличие резко расчлененного (многие сотни метров) внутриформационного рельефа ( рис. 1 , рис. 2 ) на фоне моноклинального залегания нижерасположенных регионально прослеживаемых горизонтов П указывает не на тектоническую, а седиментационно-эрозионную природу этого рельефа. В противном случае в не меньшей степени должны быть дислоцированы и те горизонты П, которые по стратиграфическому положению более древние, чем отложения, по которым формируется рельеф.

Сказанное выше позволяет предполагать, что в пределах Прикаспийской впадины в период накопления подсолевых образований многократно наступали континентальные условия. В палеогеографической обстановке, если территория не характеризуется пустынным ландшафтом, естественно развитие густой сети постоянных и временных водотоков, которые и формируют расчлененный эрозионный рельеф. В последующем, по мере наступления моря, этот рельеф захороняется аллювиально-дельтовыми, а в дальнейшем - и морскими осадками, которые в конечном счете и формируют преимущественно моноклинальные сейсмические горизонты П. Другими словами, регионально прослеживаемые основные сейсмические горизонты, будучи поверхностями литостратиграфического и углового несогласий, не являются поверхностями размыва.

Если предположение о неоднократном существовании эрозионной сети верно, то это должно найти отражение в аномальности волновых картин на тех участках временных разрезов сейсмопрофилей, на которых последние пересекают палеодолины.

Глубоководные морские образования накапливаются в спокойных и, главное, постоянных во времени и пространстве гидродинамических условиях, что выражается в параллельности и протяженности на многие десятки и сотни километров соответствующих им отражающих горизонтов. В противоположность этому аллювиально-дельтовые осадки накапливаются в высокоактивных, не выдержанных во времени и пространстве гидродинамических условиях. Для этого типа осадков характерны короткие, различно наклоненные, извилистые отражающие площадки, которые на временном разрезе образуют участки V-образной или корытообразной формы (Файницкий С.Б., 2000; [1]), что определяется шириной речной долины.

Для обоснования выше приве денных рассуждении проанализируем фрагмент временного разреза сеисмопрофиля расположенного в саратовском секторе Прикаспийской впадины (см рис. 1)( Материалы треста “Саратовнефтегеофизика”). На значениях t0 = 3.4-3.6 с на пикетах 360-384 хорошо видно, как вырезается толща временной мощностью 0.17 с. При значениях пластовой скорости 5000 м/с глубина отрицательной формы рельефа составляет 425 м. При этом подстилающий отражающий горизонт продолжает следиться без разрыва в корреляции, что позволяет утверждать нетектоническую природу расчлененности рельефа.

Это, скорее всего и не седиментационное выклинивание поскольку в районе борта этой отрицательной формы рельефа исчезающие пласты не утоняются, а резко обрываются, не изменяя своей мощности.

Все вышеуказанные характеристики, а также тот факт, что протяженные срезаемые горизонты (справа от борта) замещаются по латерали (слева от борта) короткими извилистыми отражающими площадками позволяют говорить об эрозионной природе столь расчлененного рельефа.

Аналогичная отрицательная форма рельефа, только с еще большей амплитудой - "временной мощностью" 0,5 с картируется между пикетами 282 (3,4 с) = 360 (3,9 с) по отрицательной фазе. Если задаться значениями пластовой скорости всего лишь 5000 м/с, то суммарная глубина отрицательной формы рельефа составит 1250 м на расстоянии 6.4 км.

И вновь отмечаются те же самые характеристики: резкое срезание нижележащих субгоризонтальных и параллельных друг другу отражающих горизонтов наклонной поверхностью ниже и выше которой картируются протяженные субгоризонтальные динамически сильные границы.

Еще как минимум три бортовых уступа картируются выше по разрезу между пикетами 280-312 или серией сближенных наклонных отражающих горизонтов или резким прекращением прослеживаемости цуга субгоризонтальных отражений фиксируемых на значениях t0 = 2,9-3, 2 с. Воздымание поверхностей этих бортовых уступов в сторону меньших пикетов реально и не обусловлено соляным куполом. Это обосновывается следующими доводами.

Обычно воздымание подсолевых отражающих границ под соляными куполами интерпретаторы связывают с более высокой скоростью в породах купола по сравнению с таковой в породах смежной мульды. Но, во-первых, место перегиба выделяемых бортовых уступов находится в 2 км от края купола, а во вторых мульда практически доверху заполнена высокоскоростными (4200-4300 м/с), т. е. сопоставимыми по скорости с солями, верхнепермскими породами. На это указывает перекрывающая их поверхность углового несогласия, по которой опознается подошва юры.

На отсутствие границы скоростного раздела между соляным куполом и мульдой указывает также и то обстоятельство, что ни один из подсолевых отражающих горизонтов прослеживаемых на значениях tо от 3 до 4 с на пикетах 280-320, т. е. на участке склона купола, не меняет своего наклона.

Все приведенные доводы указывают на существование бортовых уступов, т.е. существование не моноклинали, а резко расчлененного рельефа по ряду палеозойских поверхностей.

Отложения, выполняющие верхнюю подсолевую отрицательную форму рельефа, сверху и снизу ограничены субгоризонтальными протяженными отражающими границами, которые на пикете 376 имеют значения t0 соответственно 3,05 и 3,35 с. Волновое поле, отвечающее этому комплексу пород, на всем протяжении этого тела (пикеты 296-400) характеризуется короткими, извилистыми, различно наклоненными отражающими площадками. Это указывает на высокоактивные и, главное, постоянно меняющиеся как в пространстве, так и во времени гидродинамические условия осадконакопления, что присуще фациям речных долин и дельт.

Внутри анализируемого комплекса отмечаются наклонные оси синфазности с закономерно уменьшающимися углами наклона к центру анализируемой топографически выраженной отрицательной формы рельефа. Причем, чем ближе к центру мульды расположены наклонные пласты, тем они стратиграфически моложе. Все это - геоморфологические признаки постепенно отмирающей речной долины, зажатой с обеих сторон близрасположенными высокими водораздельными пространствами, с которых обильно поступает делювиально-пролювиальный материал.

Поскольку фации речных долин указывают на континентальный тип осадконакопления, то можно с уверенностью говорить о том, что в пределах водоразделов в это время происходили процессы денудации. Следовательно, комплекс отложений континентального генезиса мощностью -800 м, развитый в пределах пикетов 296-400, отсутствует в водораздельном пространстве (вся левая часть профиля от пикета 280).

Развитие континентальных отложений в отрицательных формах рельефа исключает устоявшиеся представления [1] о постоянно-повсеместных глубоководно-морских условиях накопления подсолевых отложений мощностью до 10 км и более. Этому противоречат и данные бурения. Так, по скв. 1, пробуренной на площади Черная Падина( Скважина пробурена НК "ЛУКойл".), расположенной на анализируемом профиле, приводятся следующие данные [2]. В нижнепермских подсолевых отложениях вскрыта толща, представленная остроугольными обломками (до 10 см в поперечнике) органогенных светлых известняков, находящимися в темноцветных глинисто-кремнистых карбонатах, что указывает на местный источник сноса и расчлененный рельеф. В низах терригенных отложений московско-подольского возраста встречены обломки биогермно-детритовых известняков серпуховского возраста, что также указывает на разнофациальность отложений в условиях резко расчлененного рельефа.

В низах фамена выявлена пачка толщиной около 100 м преимущественно глинисто-песчанистого состава с широким развитием ходов илоедов и прослоями карбонатов криноидного состава. В интервале глубин 5835-5910 м в пачке карбонатов семилукско-саргаевского возраста широко развиты обломки и целые формы кораллов и крупных строматопороидей. кроме того, выявлен прослой (толщиной по керну 14 м) доломитизированных известняков с аналогичными рифостроителями.

Таким образом, приведенные данные бурения также опровергают представления о повсеместном развитии в палеозойское время по всей территории Прикаспийской впадины глубоководных условий и моноклинальности залегания подсолевых отложений.

Волновые картины, подобные проанализированным выше, указывающие на разнофациальность подсолевых отложений, накапливавшихся в условиях интенсивно расчлененного рельефа, - для Прикаспийской впадины явление ординарное. Просто интерпретаторы, не зная, как их объяснять, или рисовали в таких участках разломы, или обозначали такие участки на профилях и картах как зоны потери корреляции.

Такая ситуация показана на рис. 2 , где приведен фрагмент временного разреза сейсмопрофиля, выполненного в юго-западной части впадины, на стыке Волгоградской. Астраханской областей и Казахстана.

На значениях t0 = 3,80-4,25 с на пикетах 228000-234000 следится бортовой уступ по крутонаклоненному отражающему горизонту П1-2, который срезает цуг субгоризонтальных отражений "временной мощностью" 0,4 с, что дает основание предполагать эрозионную природу борта. Тем более что это происходит на фоне горизонтальности ниже расположенного пакета отражающих горизонтов (t0 = 5,0-5,5 с), соответствующих границам в низах девонского комплекса.

Если задаться значением пластовой скорости 5000 м/с, то глубина эрозионного вреза и, следовательно, высота бортового уступа (как на рис. 1 ) составит 1000 м, что сопоставимо с высотой бортовых уступов Прикаспийской впадины по подсолевым отложениям пермского возраста.

Ниже по разрезу, так же как и на рис. 1 , фиксируются, по крайней мере, еще два достаточно амплитудных бортовых уступа.

Автор считает, что генезис таких высокоамплитудных форм рельефа не чисто эрозионный, а седиментационно-эрозионный, т.е. вначале образуется эрозионный бортовой уступ. В последующем, после того как он будет залит морем, на бровке уступа и его шельфовой части накапливаются мелководные карбонатные образования, а у подножия уступа - относительно глубоководные. Причем мощность последних, так же как и в районе борта Прикаспийской впадины, будет меньше по сравнению с мощностью карбонатных отложений на борту и его внешней части, что увеличивает высоту рельефа.

Поскольку колебания уровня моря такого масштаба имеют не локальный, а региональный характер, то можно предположить, что природа и время формирования разновозрастных бортовых уступов Прикаспийской впадины и внутри нее одни и те же. Это обстоятельство можно использовать для стратиграфической привязки картируемых горизонтов на тех участках Прикаспийской впадины, которые не освещены бурением.

На рис. 2 под бортовыми уступами (в интервале значений t0 = 4,3-4,7 с между пикетами 228000-233000) волновая картина формируется короткими, извилистыми, различно наклоненными отражающими площадками, что позволяет предполагать интенсивную, но не выдержанную во времени и пространстве гидродинамику осадконакопления. Закономерный наклон отражающих площадок от краев к центру (пикет 230000) выделенного участка дает основание считать эти образования, мощность которых не менее 1000 м, отложениями речной долины, регулярно возникающей в периоды континентального осадконакопления.

Этот комплекс континентального генезиса расположен в том же стратиграфическом диапазоне и характеризуется тем же порядком значений мощности, что и толща аллювиального генезиса, выделенная на рис. 1 . Такая сопоставимость волновых картин по профилям, расположенным в различных участках региона, вряд ли может быть случайной. Этот вывод подтверждается и по многим другим сейсмопрофилям, в том числе выполненным и в самом центре Прикаспийской впадины - в пределах Кушумского свода.

Участки с подобными волновыми картинами только меньшей мощности наиболее четко фиксируются между пикетами 237500-241000 на значениях t0 = 4,0-4,1; 4,05-4,15; 4,30-4,45 с. Между этими эрозионными формами рельефа и выделенной выше расположен водораздел, которому соответствует волновая картина, сформированная протяженными субгоризонтальными отражениями.

Необходимо акцентировать внимание на том, что все указанные изменения волнового поля происходят на фоне ниже и выше расположенных протяженных, субгоризонтальных, динамически выразительных отражающих границ, что не позволяет связывать внутриформационные изменения волнового поля ни с сейсмическими помехами от вышерасположенных комплексов пород, ни с тектоническими дислокациями.

Линия разлома на пикете 232000 нанесена автором отчета, из которого заимствован временной разрез (Милашевский В.В., 1992). Данный разлом, если с ним связывать наклон отражающих горизонтов П1-2 и П21, нелогичен, так как в этом случае должны быть наклонены и нижележащие горизонты П02 и П3, а этого нет. Кроме того, этот разлом пересекает в верхней части подсолевого разреза несколько отражающих горизонтов, которые прослеживаются на этом участке без разрыва в корреляции. Так что связывать с тектоническими дислокациями формирование столь высокого бортового уступа нет никаких оснований.

Мы признаем существование погребенных глубоких эрозионных врезов и высоких останцов в мезо-кайнозойских комплексах пород, так почему таких же форм рельефа не могло быть в палеозойское время? Принцип актуализма этому не противоречит. А поскольку и в палеозое были и сила земного притяжения, и колебания уровня моря, а именно эти два параметра обусловливают эрозионный рельеф, то вполне допустимо развитие эрозионных форм рельефа в палеозойских отложениях, тем более что по данным бурения в девон-пермский отрезок времени на юго-востоке Русской плиты зафиксировано более 20 перерывов морского осадконакопления.

Расчлененность рельефа в мезо-кайнозойских комплексах пород достигает 600-700 м (Файницкий С.Б. , 2000, [1]) Опираясь на принцип актуализма, можно предполагать аналогичную расчлененность рельефа и по более древним отложениям.

Кстати, на рис. 2 между пикетами 234000-241000 по предакчагыльской поверхности четко картируется эрозионный врез глубиной -450 м, а между пикетами 232000-239000 - эрозионный останец (предположительно по отложениям триаса) высотой -800 м. Аналогичные по генезису и возрасту эрозионные формы, только меньшей амлитуды, хорошо картируются и на рис. 1 и рис. 3.

На рис. 3 приведен участок временного разреза сейсмопрофиля в районе Азгирского свода - казахстанский сектор Прикаспийской впадины.

Обращает на себя внимание то обстоятельство, что весь временной интервал между основными подсолевыми отражающими горизонтами насыщен динамически сильными, как правило, протяженными горизонтами. Из этого следует вывод подсолевой комплекс не представлен однородными мощными толщами глинистых отложений, поскольку однородные по вещественному составу и, следовательно, по скоростной характеристике отложения не образуют внутриформационных отражений. Это подтверждается монотонными волновыми картинами, которые соответствуют, например, соленосным отложениям купола между пикетами 8000-13000 на значениях t0 = 2,0-3,0 с или глинисто-алевролитовым толщам мелового возраста в районе Красноленинского свода Западной Сибири.

Таким образом, подсолевой комплекс рассматриваемого участка Прикаспийской впадины представлен чередованием разноскоростных пород, что указывает на их литологическое разнообразие. Это может быть переслаивание или глин и песчаников, или терригенных и карбонатных пород, или тех и других вместе.

Данный вывод правомерен и для подсолевых отложений тех участков Прикаспийской впадины, волновые картины по которым были проанализированы выше (см. рис. 1 , рис. 2 ).

Несмотря на моноклинальность основных отражающих горизонтов, рельеф по внутриформационным границам более расчленен. Эрозионные врезы срезают комплексы суммарной "временной мощностью" до 0,2 с, что соответствует 500-600 м.

Такие разновозрастные эрозионные борта выделены на пикетах 1500-5000 на значениях t0 = 4.7-4.9 и 5.0-5.1 с (см рис.3 ) Противоположные борта этих эрозионных долин (пикеты 6000-9000), хотя они и более пологие и меньше по высоте, картируются так же достаточно уверенно по воздымающимся с большей крутизной (по сравнению с фоновой) отражающим площадкам.

Аналогичные отрицательные формы рельефа, но меньшей глубины выделяются как выше, так и ниже по разрезу, а также - в этих же стратиграфических интервалах между пикетами 11000-14000. Пространственное совпадение (друг под другом) разновозрастных отрицательных форм рельефа служит дополнительным подтверждением их эрозионной природы, поскольку в геоморфологии положение о пространственной унаследованноcти разновозрастных речных долин обосновано достаточно хорошо

Таким образом, приведенные доводы позволяют предполагать, что в пределах и этого участка Прикаспийской впадины подсолевые отложения накапливались в мелководно-морских и континентальных условиях.

На основании всего вышеизложенного можно сделать следующие выводы.

Глубоководно-депрессионная модель палеозойского осадконакопления в Прикаспийской впадине, предполагающая ее заполнение мощными, моноклинально залегающими толщами пород преимущественно глинистого состава, противоречит материалам как сейсморазведки, так и бурения.

Территория Прикаспийской впадины на всем протяжении палеозойского (докунгурского) этапа периодически осушалась; возникал резко расчлененный рельеф, контрастность которого на ряде участков могла возрастать за счет последующей дифференциации седиментационной мощности разнофациальных карбонатов.

Расчлененный рельеф обусловливал резкие изменения на коротких расстояниях стратиграфической полноты, мощности и литофациальных типов палеозойских подсолевых комплексов: от сравнительно глубоководно-морских до континентальных (аллювиальных) - в отрицательных формах рельефа и от мелководно-морских, включая коралловые биогермы, до континентальных (делювиально-пролювиального генезиса) - на водоразделах или широких плато.

Морфология подсолевых поверхностей, которым соответствуют основные отражающие горизонты, неадекватна характеру рельефа внутриформационных границ, что требует разработки новых подходов к картированию внутриформационных подсолевых поверхностей на основе трассирования устойчиво (во времени и пространстве) отрицательных и положительных форм рельефа.

Подсолевые отложения Прикаспийской впадины высокоперспективны на поиски нефти и газа не только в связи с их высоким генерационным потенциалом, но и в связи с широким развитием коллекторов, а также наличием высокоамплитудных форм рельефа. Причем перспективны как карбонатные отложения, формирующие биогермные постройки в пределах водораздельных пространств, так и терригенные отложения, накапливающиеся в континентальных и субконтинентальных условиях в отрицательных формах рельефа.

Литература

  1. Мамедов П.З. Палеодельтовые формации на севере Южно-Каспийской впадины // Геология нефти и газа. -1989. - № 1 .
  2. Результаты научной обработки данных бурения скважины № 1Черная Падина / Ю.А. Писаренко, В.Б. Щеглов, А.В. Гребенникова и др. //Основные задачи и направления региональных геолого-геофизических работв Поволжско-Прикаспийском регионе. - Саратов, 1999.
  3. Седиментационные модели подсолевых нефтегазоносных комплексов Прикаспийской впадины. /Отв. ред. А.К. Заморенов - М/ Недра,1986.
  4. Федоров Д.Л. Формации и нефтегазоносность подсолевого палеозоя окраинных впадин Европейской платформы. - М. Недра, 1979.

Abstract

The present article on the basis of geological and seismic analysis provides grounds for the modelling of sub-salt accumulations of Pre Caspian depression under sharply dissected sedimentation-erosional relief conditions that allows to suggest the periodical as on the whole Russian plate, drainage of the depression territory. It was inferred that Paleozoic beds are characterized by sharp changes for short distances in stratigraphic thickness, composition, genesis and widely represented by rocks of not only sea origin from comparatively deep water to shallow water coral reefs but also continental ones. Such model of Paleozoic sedimentation in Pre-Caspian depression substantiates the high oil and gas prospects of subsalt deposits of not only carbonate but also terrigene composition.

Рис. 1. ВРЕМЕННОЙ РАЗРЕЗ СЕЙСМОПРОФИЛЯ (северо-западный участок Прикаспийской впадины)

пN2ак подошва акчагыльских отложении неогена; пJ подошва юрских отложении; Р1к кровля соленосных отложении кунгура; П1-2 подошва соленосных отложении кунгура; пD2sr -подошва саргаевских отложении девона

Рис. 2. ВРЕМЕННОЙ РАЗРЕЗ СЕЙСМОПРОФИЛЯ (юго-западный участок Прикаспийской впадины)

П21 - кровля турне-визейского карбонатного комплекса П01 - кровля нижнекаменноугольно-верхнедевонского терригенно-карбонатного комплекса ; П02 - кровля нижне-верхнедевонского терригенно-карбонатного комплекса П3 - горизонт в низах девонского комплекса Остальные усл. обозначения см на рис 1

Рис. 3. ВРЕМЕННОЙ РАЗРЕЗ СЕЙСМОПРОФИЛЯ (южный участок Прикаспийской впадины)

Усл. обозначения см. на рис. 1, 2