ТИПИЗАЦИЯ РАЗРЕЗОВ ПОДСОЛЕВОГО КОМПЛЕКСА ВОСТОЧНОГО БОРТА ПРИКАСПИЙСКОЙ ВПАДИНЫ
Х.Б. Абилхасимов (Казахский национальный технический университет им. Каныша Сатпаева)
В осадочном комплексе палеозоя восточного борта Прикаспийской впадины выделяются несколько разновозрастных карбонатных платформ и зон с преимущественно терригенными отложениями. Сложное геологическое строение региона обусловлено влиянием коллизионных процессов, которые происходили в зоне сочленения Восточно-Европейской платформы и Уральского палеоокеана [4].
Рассмотрим особенности геологического строения, условий осадконакопления и влияния структурно-тектонических факторов на формирование нефтегазоносности восточного борта Прикаспийской впадины.
На исследуемой территории выделяется Жанажол-Торткольская структурно-формационная зона, расположенная на стыке Прикаспийской, Северо-Устюртской и Южно-Уральской геологических провинций. На севере она сочленяется с Темирской и Остансук-Джурунской структурно-формационными зонами по субширотному (Кенки- як-Алибекскому) тектоническому разлому. Темирская зона соответствует карбонатной платформе, а Остансук-Джурунская - южному окончанию Предуральского краевого прогиба, где в молассовых отложениях верхнего карбона - нижней перми интенсивно проявляются надвиги, образующие кулисообразную систему вдольбортового простирания. Данные бурения и сейсморазведки свидетельствуют о наличии крупного Сакмаро-Кокпектинского надвига, ограничивающего Прикаспийскую впадину с востока, по которому терригенные и эффузивно-осадочные комплексы девона - нижнего карбона сакмарской зоны Уралтау надвинуты на молассы Предуральского прогиба. Серия надвигов прослеживается как в Жанажол-Торткольской зоне, так и во внутренней части впадины и достигает Темирского карбонатного массива.
По особенностям геологической структуры и литолого-фациальным характеристикам осадочного комплекса восточной части Прикаспийской впадины выделяются фациальные зоны, соответствующие установленным структурно-формационным зонам (рис. 1), в которых развиты несколько типов палеозойских разрезов: остансук-джурунский (актюбинско-остансукский), темирский, жанажол-торткольский, лактыбай-тускум-кожасайский и жаркамысский (акжар-каратюбинский).
Жанажол-торткольский и темирский типы разрезов характеризуются наличием мощных толщ карбонатов. В формировании структуры карбонатных платформ большое значение имела надвиговая тектоника, контролировавшая размещение нефтегазовых месторождений и перспективных структур. Остансук-джурунский и жаркамысский типы разрезов отличаются преобладанием терригенных отложений, а лактыбай-тускум-кожасайский является переходным и ему свойственно наличие сокращенных мощностей карбонатов.
При описании разрезов использованы данные по стратиграфии палеозоя, выполненные Н.Б. Гибшман (1988), А. Прониным, Л.З. Ахметшиной (1993) [1-3, 5].
Остансук-джурунский тип разреза (рис. 2) характерен для территории Остансукского прогиба и линейно-складчатой зоны Актюбинского Приуралья, находящейся северо-восточнее Темирского сводового поднятия и ограниченной с востока Сакмаро-Кокпектинским разломом. В строении разреза выделяются два структурных этажа: доорогенный - девон-каменноугольный, залегающий в виде жесткого карбонатно-терригенного цоколя, и орогенный, представленный сильно дислоцированными терригенными отложениями верхнекаменноугольно-артинской молассы клиноформного строения.
Разрез верхнего карбона изучен по выходам пород на дневную поверхность в восточной части Актюбинского Приуралья. Он представлен мощной толщей песчано-глинистых отложений с подчиненными прослоями известняков. Для верхней части разреза характерно присутствие линз гравелитов и конгломератов, наличие оползневых брекчий.
В западной части Актюбинского Приуралья, где верхний карбон вскрыт некоторыми скважинами на Северо-Петропавловской, Александровской и Жилянской площадях, верхняя часть разреза отсутствует, а остальная содержит больше глинистых прослоев, чем в восточной части района. Мощность отложений верхнего карбона составляет 800-1800 м.
Разрез нижней перми в объеме ассельского, сакмарского и артинского ярусов сложен сероцветными терригенными породами: аргиллитами, алевролитами, глинами, песчаниками, гравелитами и конгломератами. Мощность ассельских отложений составляет 345-1200 м, сакмарских - 300-1870 м, артинских - 700-1500 м.
Гравийно-галечные отложения слагают фронтальные части конусов выноса в Остансук-Джурунской структурно-формационной зоне. В пределах линейно-складчатой зоны ктюбинского Приуралья прослежено и выявлено до пяти конусов выноса. В течение раннепермского времени положение конусов выноса неоднократно менялось: они появлялись, исчезали, меняли свое направление.
Кроме фронтальных грубообломочных частей конусов выноса, в Остансук-Джурунской зоне присутствуют тонкоотмученные глинистые и алевритовые отложения периферийных частей конусов выноса, прибрежно-морские фации песчаных отложений приливно-отливных полос, гряд, пляжей, лоскутных песков, а также глинистых, слагающих илистые отмели между песчаными протоками, “отстойные" зоны бухт и заливов. Для прибрежных осадков характерны минеральная и структурная незрелость, косая слоистость, текстуры взмучивания как результат крутого уклона дна, наличие глубоководных участков, признаки сползания.
Западнее Остансук-Джурунской структурно-формационной зоны, на территории, приуроченной к Темирскому поднятию по фундаменту, развит темирский тип разреза, характеризующийся наличием карбонатной платформы.
Темирский карбонатный массив размером 150x30 км в стратиграфическом отношении имеет двухъярусное строение. Нижний ярус слагают карбонатные комплексы преимущественно девона, верхний - нижнего карбона (башкирский ярус). Мощность карбонатных отложений составляет от 1,6 до 2,4 км. Верхний ярус (КТ-I) в восточной части карбонатной платформы имеет мощность 800-1000 м, а в западной - до 400 м. Наиболее древними породами являются эйфельские отложения среднего девона, вскрытые скв. Г-4 Кумсай, Г-9 Бозоба, Г-1 Бахтыгарын. Живетский ярус среднего девона, вскрытый скв. Г-4 Кумсай (5155-5370 м), Г-9 Бозоба (5310-5545 м), представлен известняками органогенно- детритовыми и коралловыми, массивными, плотными.
Франский ярус верхнего девона, вскрытый скв. Г-9 Бозоба (5020-5310 м), Г-4 Кумсай (4830-5155 м), Г-1 Бахтыгарын (5610-5907 м), слагают известняки коричнево- и светло-серые органогенно-детритовые, перекристаллизованные, массивные, плотные. Фаменские отложения верхнего девона на Темирской платформе, установленные только в скв. Г-1 площади Бахтыгарын (5480-5610 м), состоят из известняков детритовых, биоморфных, водорослево-фораминиферовых брекчированных и комковато-сгустковых.
Верхний структурный ярус Темирской карбонатной платформы со значительным стратиграфическим несогласием залегает на размытой франско-фаменской поверхности нижней части платформы. На площади месторождения Кенкиякразрез карбонатов КТ-ll начинается алексинско-михайловскими, а на других участках - веневскими отложениями позднего визе, представленными серыми, светло-серыми биоморфно-детритовыми, органогенно-обломочными известняками с прослоями доломитов и слабоизвестковых глин мощностью до 347 м (скв. Г-1 Бахтыгарын).
Серпуховский ярус сложен карбонатами мелководного шельфа (200-250 м). Выше залегают отложения башкирского (200 м) и московского (8-25 м) ярусов. Они вскрыты бурением на площадях Кенкияк и Арансай и представлены известняками белыми, серыми, темносерыми органогенно-комковатыми, биоморфно-водорослевыми тонкозернистыми и глинистыми.
Отложения карбонатной платформы перекрыты верхнегжельско-нижнепермскими терригенными отложениями мощностью от 400 до 1000 м.
Нижнепермский разрез включает ассельский, сакмарский и артинский ярусы. В Кенкиякском разрезе докунгурской нижней перми выделяется не менее пяти продуктивных горизонтов. В основании ассельского яруса залегает гамма-активная пачка со значениями ГК до (13-30)*7,17*10-14 А/кг, сложенная темноцветными микрозернистыми, часто глинистыми известняками, глинистыми доломитами, силицитами, туффитами. Мощность пачки - 20-90 м.
На мелководном палеошельфе в это время существовали обстановки с высоким и низким гидродинамическими режимами. К первым относятся меандрирующие и разветвляющиеся подводно-русловые протоки, являющиеся продолжением авандельт. Указанные протоки намывали песчано-глинистые валы и бары. Эти линзовидные тела с увеличенной мощностью по сравнению с синхронными окружающими отложениями характерны в основном для южной части Темирской зоны (Кенкияк, Кумсай, Арансай, Бозоба, Блаксай и др.). Для большей же части этой зоны в раннепермское время более характерен низкий гидродинамический режим: накопление шельфовых глин происходило в затишных участках шельфовых лагун, вдали от основных путей транспортировки обломочного материала, а также на несколько возвышающихся илистых отмелях.
Жанажол-торткольский тип разреза развит в структурно-фациальной зоне между Жаркамысским сводовым поднятием по фундаменту и Сакмаро-Кокпектинским разломом. В этой зоне наиболее хорошо изучены разрезы КТ-I и KT-II.
В основании разреза карбонатной платформы скважинами вскрыта терригенная толща, выполненная аргиллитами черного цвета с обуглившимся растительным детритом и отпечатками флоры турнейского яруса. Визейский разрез представлен песчаниками средне- и мелкозернистыми грауваккового состава тульско-алексинского возраста. Реже встречаются грубозернистые разности песчаников, гравелиты, конгломераты.
Выше установлены две продуктивные карбонатные толщи - поздневизейско-каширская (КТ-ll мощностью от 268 до 1094 м) и позднемосковско-гжельская (КТ-I мощностью от 160 до 830 м). Они разделены терригенной толщей верхнекаширского и подольского горизонтов московского яруса среднего карбона мощностью до 550 м.
Верхнекаменноугольные отложения состоят из светлых с коричневой побежалостью органогенных водорослевых, водорослево-фораминиферовых и органогенно-детритовых известняков, доломитизированных с прослоями зеленовато-серых аргиллитов, общей мощностью от 180 до 650 м. В восточной части месторождения Жанажол верхнекаменноугольные отложения сменяются серыми и голубовато-серыми ангидритами и доломитами. Их мощность составляет 100-180 м.
Нижнепермский разрез включает ассельский, сакмарский и артинский ярусы. Ассельский ярус в субмеридиональной полосе в восточной части территории, от Восточного Жанажола и до Тортколя и Тохутколя, представлен мелководными карбонатами - водорослевыми, фораминиферовыми. Мощность ассельских карбонатов достигает 850 м.
В основании разреза асселя встречается маломощная (15-30 м) гамма-активная кремнисто-карбонатно-глинистая пачка, аналогичная вскрытой в Темирской зоне.
Отложения сакмарского века сходны по составу с ассельскими, но отличаются присутствием линз гравелитов и конгломератов. На Жанажоле сакмарские отложения имеют мощность до 150 м.
Артинский ярус развит неповсеместно и представлен терригенными породами грубообломочного состава мощностью до 90 м.
В Жанажол-Торткольской зоне открыто около десяти нефтяных и газонефтяных месторождений (Жанажол, Алибекмола, Урихтау, Синельниковское, Башенколь и др.).
Лактыбай-тускум-кожасайский тип разреза развит в пределах узкой полосы 15-20 км западнее Жанажол-Торткольской структурно-формационной зоны. Он характеризуется наличием только нижней (КТ-ll) части карбонатной платформы, склон которой выдвинут к западу по сравнению с линией распространения карбонатной толщи KT-I.
В описываемой структурно-формационной зоне расположены площади Кожасай, Башенколь, Жанатан и Куантай. Наиболее полные разрезы этой зоны вскрыты скв. П-6 Башенколь и П-2 Кожасай. Вскрытая терригенная толща (мощность до 1500 м) верхнего визе выполнена песчано-аргиллитовыми породами с прослоями гравелитов, конгломератов и реже известняков. В скв. П-2 Кожасай в интервале 3825-3709 м присутствуют органогенно-обломочные, водорослево-фораминиферовые известняки с включениями оолитовых и комковатых.
Серпуховский ярус в скв. П-2 Кожасай (мощность 200 м) и П-6 Башенколь (мощность 588 м) сложен биогермными водорослевыми и фораминеферо-водорослевыми известняками, перекристаллизованными и доломитизированными.
Выше выделены светло-серые, кремовые водорослевые, оолитовые и слоистые известняки башкирского яруса мощностью до 236 м. На них с несогласием и перерывом залегают отложения московского яруса. В скв. П-2 Кожасай в интервале 3351-3260 м встречены черные известковистые аргиллиты.
В нижней части разреза перми развиты темно-серые аргиллиты ас- сельского яруса (12 м) с прослоями мелкозернистых полимиктовых песчаников иногда известковистых с раковинами фораминифер, радиолярий, а также пелитоморфных известняков, радиоляритов и спонголитов.
К сакмарскому ярусу отнесена пачка тонкого чередования слоев аргиллитов, алевролитов, мергелей, известняков. В скв. П-6 Башенколь мощность сакмарских отложений составляет 132 м.
Выше по разрезу залегают терригенные отложения артинского яруса, представленные песчаниками в нижней части и аргиллитами в верхней общей мощностью до 91 м.
Характерной особенностью лактыбай-тускум-кожасайского типа разреза являются сокращенная мощность московских и отсутствие верхнекаменноугольных отложений, что связано с фациальной обстановкой осадконакопления в среднем - позднем карбоне в этой зоне.
Жаркамысский тип разреза характерен для зоны, приуроченной к Жаркамысскому поднятию по фундаменту. В разрезе скв. Г-5 Восточный Акжар на глубине 5848 м вскрыты метаморфические породы мощностью 38 м, которые перекрыты переслаивающимися карбонатными и песчано-глинистыми породами (мощностью 50 м) неустановленного возраста (D1?). Выше залегают органогенные известняки нижнего девона мощностью 85 м, сменяющиеся глинистыми отложениями мощностью 55 м, возможно, турнейского яруса нижнего карбона.
Вышележащая пачка терригенных отложений датируется визейским временем и разделяется на нижний и верхний отделы визе, представленные серыми и зеленовато-серыми песчаниками с прослоями грубообломочных разностей и алевролитов. Полная мощность отложений визейского яруса - 410 м.
Серпуховский ярус сложен терригенными, в большей мере глинистыми породами. Наблюдается тонкое переслаивание сероцветных аргиллитов, алевролитов и песчаников. Мощность яруса - 85-135 м.
Выше по разрезу встречена кремнисто-глинисто-карбонатная пачка (70-110 м) среднего и верхнего карбона. Отмечаются следующие разновидности известняков: шламово-детритовые, шламово-обломочные, редко грубообломочные, радиоляриты, туфоизвестняки.
В основании ассельского яруса нижней перми также прослеживается гамма-активная пачка. Для этой пачки наиболее типичны темно-серые и черные поликомпонентные породы - битуминозно-кремнисто- глинистые, известковистые, пиритизированные микрослоистые образования. Кроме того, она включает темноцветные микрозернистые и тонкодетритовые известняки, часто глинистые, радиоляриты, силициты, туффиты. Мощность пачки - 20-60 м. Остальная часть ассельского яруса представлена переслаивающимися глинистыми доломитами, микрозернистыми известняками с терригенной примесью, окремненными известковисто-глинистыми породами, известковистыми конглобрекчиями, аргиллитами, песчаниками, алевролитами. Мощность ассельского яруса от 20 до 250 м.
В сакмарском ярусе пачка алевролитов и песчаников приурочена к нижней части яруса. Песчаники серые средне- и мелкозернистые. В верхней части яруса распространены аргиллиты с прослоями алевролитов. Мощность сакмарского яруса - 200-300 м.
Артинский ярус нижней перми также разделен на две толщи: нижнюю - песчанистую и верхнюю - более глинистую. Общая мощность терригенной толщи нижней перми составляет 250-925 м.
Между внутренним и внешним шельфом, в Лактыбай-Тускум-Кожасайской зоне, существовали седиментационные врезы, по которым потоки транспортировали осадочный материал, разгружаясь в Жаркамысской зоне. Один из таких врезов отчетливо трассируется между структурами Лактыбай и Жанатан-1 по данным бурения. Весь приносимый материал распределялся по территории дальнего шельфа, создавая различные седиментационные формы: аккумулятивные песчано-глинистые валы и бары, а также илистые участки за пределами досягаемости подводных течений и аван- дельтовых потоков. В последнем случае в описываемой относительно глубоководной области морского бассейна шло накопление тонкогоризонтально-слоистых глинисто-алевритовых осадков, которые в трансгрессивных сериях перемежались с прослоями карбонатных илов и силицитов. Особенно это относится к наиболее удаленной территории (Восточный Акжар - Курсай).
Сравнительное сопоставление разрезов палеозоя восточной части Прикаспийского бассейна показало (см. рис. 2), что он развивался в режиме коллизионных процессов различного характера (Жолтаев Г.Ж., Абилхасимов Х.Б., 2002; [4]). В позднем девоне - раннем карбоне на приподнятом краю пассивной континентальной окраины по соседству с шовными зонами, сложенными граувакковыми комплексами, сформировалась Темирская карбонатная платформа. Она развивалась в режиме устойчивого длительного прогибания.
В конце раннего визе процессы сжатия со стороны Северо-Устюртского блока земной коры привели к инверсии Южно-Эмбинского поднятия, в результате которой вдоль юго-восточной окраины впадины в последующее время развивалась Южно-Эмбинская карбонатная платформа. Она имеет трехъярусное строение (КТ-ll, КТ-1 и ассельско-сакмарский). Во всех зонах межкарбонатная терригенная толща различается составом, мощностью и условиями образования.
На формирование вертикальных фациальных рядов влияли тектонические факторы и колебания уровня моря. Воздымание Южно-Эмбинского поднятия в поздневизейское время привело к постепенному обмелению и накоплению мелководных терригенных отложений в Жанажол-Торткольской зоне.
В Лактыбай-Тускум-Кожасайской зоне отсутствие КТ-1 связано с погружением этой зоны в московском веке, которое выразилось появлением в разрезе известковых осадков водорослевых биостромов, биогермов и отмелей мелкого моря батиального комплекса фаций склона с характерным конденсированным типом осадков.
В гжельско-раннепермское время на Урале начались орогенные процессы, в результате которых в восточной части впадины сформировался Предуральский прогиб (Остансук-Джурунская структурно-формационная зона). Молассовый комплекс прогиба подвергся конседиментационному сжатию со стороны Урала с возникновением антиклинальных надвиговых складок.
Ассельский век ознаменовался не только повышением глубины моря, но и дефицитом в течение некоторого промежутка времени осадочного материала. В этих условиях происходило накопление конденсированных осадков так называемой нижнепермской гамма-активной пачки, в образовании которой значительную роль сыграли процессы раннепермского вулканизма. Она имеет микрослоистое строение и состоит из окремненных пород, пепловых туффитов, силицитов, радиоляритов, многокомпонентных битуминозно-глинисто-карбонатных пород, известняков и доломитов при высокой концентрации органического вещества в осадках. Отложения нижней перми являются толщей заполнения, имеющей вид огромной клиноформы.
В распределении осадочного материала важную роль играли Темирская и Жанажол-Торткольская карбонатные платформы, контролировавшие глубину моря, что не могло не сказаться на составе пород и их текстурных и структурных особенностях. Наличие карбонатных платформ отразилось также на полноте разрезов и мощности нижнепермских отложений, которая в пределах карбонатных платформ значительно меньше, чем на соседних относительно глубоководных участках, находящихся западнее за пределами карбонатных платформ.
На общем фоне регрессии раннепермского бассейна выявлен ряд мелких трансгрессий и регрессий. Трансгрессии приурочены к началу ассельского, сакмарского и артинского веков, регрессии - к концу каждого века.
В предартинское время резко увеличились напряжения сжатия в области Южно-Эмбинской карбонатной платформы, что привело к общему воздыманию и последующему размыву уже отложившихся толщ.
Выводы
1. В строении двух карбонатных платформ восточного борта Прикаспийской впадины имеются различия: Темирская платформа имеет двухъярусное строение: нижний ярус - девон-нижневизейский (КТ-II) и верхний - окско-нижнемосковский (КТ-I), разделенные терригенной толщей. В Темирской фациальной зоне открыто лишь одно месторождение -Кенкиякское. Жанажол-Торткольская (Южно-Эмбинская) карбонатная платформа имеет трехъярусное строение: нижний ярус - верхневизейско-каширский (KT-II), средний - верхнемосковско-гжельский (КТ-I) и верхний - ассельско-сакмарский. В этой зоне открыто около десяти нефтяных и газонефтяных месторождений.
2. В формировании структуры карбонатных платформ большое значение имела надвиговая тектоника, контролировавшая размещение нефтегазовых месторождений и перспективных структур. Именно к таким структурам приурочены известные месторождения Жанажол, Урихтау, Синельниковское, Башенколь и др.
3. Особенностью отложений ассельского яруса является наличие гамма-активной пачки, принадлежащей к карбонатно-кремнисто-глинистой темноцветной битуминозной относительно глубоководной формации. Условия накопления гамма-пачки ассельского яруса - теплый климат, застойная сероводородная обстановка, повышенная глубина моря, не способствующая развитию мелководной карбонатообразующей фауны. Гамма-пачка распространена на востоке и юго-востоке Прикаспийской синеклизы. Установлено, что состав пачки и условия ее накопления почти неизменны.
Литература
1. Ахметшина Л.З., Булекбаев З.Е., Гибшман Н.Б. Девон восточного борта Прикаспийской синеклизы // Отечественная геология. - 1993. - N° 1.
2. Иванов Ю.А., Бланк С.М. Литологические особенности карбонатных отложений восточной части Прикаспийской впадины в связи с их нефтегазоносностью // Литология и полезные ископаемые. - 1986. - № 3. - С. 91-102.
3. Иванова Л.Н., Яцкевич С.В., Кухтинова Л.В. Выделение биогермных образований и стратиграфических взаимоотношений в подсолевых нефтегазоносных комплексах Башенколя (Жаркамысский свод) // Стратиграфия и литология подсолевых нефтегазоносных комплексов Прикаспийской впадины. - Саратов, 1991. - С. 120-127.
4. Жолтаев Г.Ж., Булекбаев З.Е. Палеогеография востока и юго-востока Прикаспийской синеклизы в раннепермскую эпоху // Нефть и газ Казахстана. - 1997. - № 3. - С. 25-35.
5. Стратиграфия и литология подсолевых нефтегазоносных комплексов Прикаспийской впадины / Под ред. Ю.А. Писаренко. - Саратов: НВНИИГГ, 1991.
© Х.Б. Абилхасимов, 2003
The article deals with geological structure, sedimentation conditions and the effect of structural-tectonic factors on oil and gas formation of the eastern edge of Pre-Caspian depression. From geological structure and lithofacial characteristics of sedimentary complex of eastern part of Pre-Caspian depression there are distinguished facial zones corresponding to the recognized structural-formation zones where are developed several types of Paleozoic sections: Ostansuk-Jurunsky, Temirsky, Zhanazhol-Tor- tkolsky, Laktybai-Tuskum-Kozhasarsky and Zharkamisky.
Comparative correlation of Paleozoic sections of eastern part of Pre-Caspian depression showed that its development took place in regime of collision processes of different character.
Рис. 1. СХЕМА СТРУКТУРНО-ФОРМАЦИОННОГО РАЙОНИРОВАНИЯ ВОСТОЧНОГО БОРТА ПРИКАСПИЙСКОЙ ВПАДИНЫ
1 структуры; структурно формационные зоны: 1 Остансук-Джурунская, 2 Темирская, 3 Жанажол-Торткольская, 4 Лактыбай-Тускум-Кожасайская, 5 Жаркамысская
Рис. 2. СОПОСТАВЛЕНИЕ ТИПОВ РАЗРЕЗА ПАЛЕОЗОЯ ВОСТОЧНОГО БОРТА ПРИКАСПИЙСКОЙ ВПАДИНЫ
1 соленосная толща кунгура; 2 конгломераты, гравелиты; 3 песчаники; 4 глины; 5 алевролиты; 6 аргиллиты; 7 глинисто кремнисто-карбонатная гамма-активная пачка; 8 известняки органогенные; 9 отсутствие отложений; 10 мошности отложений, м