CC BY
168
УДК 551.31+551.35 А.Л. Бейзель
ИНГГ СО РАН, Новосибирск
ГЕОЦИКЛИЧЕСКИЕ КРИТЕРИИ ПЕРЕХОДНОЙ ЗОНЫ КОНТИНЕНТ-МОРЕ -ПЕРСПЕКТИВНОГО ОБЪЕКТА ПОИСКОВ МЕСТОРОЖДЕНИЙ УВ
A.L. Beisel
Trofimuk Institute of petroleum geology and geophysics SB RAS (IPGG SB RAS)
3 Koptyuga pr., Novosibirsk, 630090, Russian Federation
GEOCYCLIC CRITERIA FOR THE LAND-SEA TRANSITION ZONE, PERSPECTIVE OBJECT FOR HYDROCARBON RESERVES
Sedimentary cycles consist of two phases adequating to arrival and a power consumption in a sedimentary environment. These phases have essentially different nature. All known geological processes and the phenomena break up on two groups corresponding these phases. They differently behave in geological time and space. Their distinction on a geological material is of great importance for searches of deposits of hydrocarbons.
Переходная зона между континентальными и морскими отложениями является одной из наиболее перспективных на поиски новых залежей и месторождений УВ. Вместе с тем, она весьма сложна для идентификации и детальной фациальной интерпретации. В ней происходят миграции береговой линии, проградация и ретроградация береговых фаций, быстрая смена условий осадконакопления и т.д. В современных схемах структурно-фациального районирования юры Западной и Восточной Сибири наряду с областями континентального и морского осадконакопления выделяется самостоятельная переходная область того же ранга, не уступающая им по своим размерам. Эта мера, скорее всего, представляет собой компромисс между сторонниками более конкретных трактовок. В Западной Сибири имеются примеры прямых противоречий в фациальной трактовке больших интервалов (на уровне горизонтов) в региональном масштабе в плане отнесения их к толщам континентального или морского генезиса. Наиболее выпукло эти противоречия видны при сравнении атласа литологопалеогеографических карт юрского и мелового периодов Западно-Сибирской равнины под ред. И.И. Нестерова [1] и серии палеогеографических карт ранней и средней юры Западной Сибири в работе Ф.Г. Гурари и др. [2]. Все это свидетельствует о том, что проблема палеогеографической интерпретации отложений по-прежнему актуальна даже на уровне фациальных областей.
По мнению автора, главной причиной разногласий является отсутствие единства в понимании генерального механизма миграционных и колебательных явлений в береговой зоне, иначе говоря - механизма цикличности. Без прояснения данного вопроса невозможно познание закономерностей и условий формирования разрезов переходных зон.
Автором разработан вариант интерпретации переходной зоны, основанный на универсальной бассейновой модели циклогенеза (УБМ) [3-4]. Основной рабочей единицей в рамка этой модели является осадочный геокомплекс (ОГК) - тело циклического строения, объединяющее в себе континентальный проциклит и соответствующий ему по латерали морской рециклит, ограниченное снизу и сверху континентальными поверхностями выравнивания (ПВ) и их морскими аналогами (МПВ).
За основу механизма формирования ОГК принят таковой, разработанный в геоморфологии для географических циклов (ГЦ) на континентах, состоящих из тектонически обусловленной фазы расчленения рельефа (вплоть до крупного орогенного) и фазы планации его с образованием ПВ. ГЦ, в свою очередь, являются источником и первопричиной большого количества производных циклов - осадочных, климатических, биогеоценотических и т.д. и т.п.
Одним из основополагающих моментов УБМ является разделение известных геолого-географических процессов и явлений на две группы, относящиеся к фазам поступления и расходования энергии в осадочной оболочке как открытой термодинамической системе. Омоложение рельефа рассматривается как фаза поступления эндогенной энергии в экзосферу, а нивелировка земной поверхности - как фаза диссипации этой энергии. При этом «списочный состав» процессов и явлений в обеих группах почти одинаков - это трансгрессии и регрессии, изменения климата, перестройки ландшафтов и биогеоценозов и т.д. (особняком стоят колебания уровня моря - они относятся только к первой группе). Природа номинально одинаковых явлений, но относящихся к разным группам, принципиально различна. Они совершенно по-разному ведут себя в геологическом времени и пространстве. Различение их на геологическом материале имеет большое значение для интерпретации фаций не только переходной зоны, но и осадочных бассейнов в целом.
Чередование фаз омоложения и сглаживания рельефа выражается в формировании циклов: в области денудации эрозионных (в виде ступенчатого рельефа), а в области аккумуляции - осадочных. Те и другие строго соответствуют друг другу. При этом в континентальных условиях осадочные тела представляют собой проциклиты: они начинаются с базальных грубых пачек и заканчиваются тонкими глинистыми (в терригенных разрезах). Прогрессивное строение циклов в данном случае абсолютно закономерно: пока рельеф вокруг молодой, отлагаются грубые осадки, а по мере сглаживания рельефа осадки становятся все более тонкими.
Фазе омоложения рельефа (поступления энергии) в проциклите соответствует только его подошва, а цикл как таковой формируется целиком в ходе планации рельефа (диссипации энергии). Это положение имеет важнейшее значение при распространении простого и ясного механизма циклогенеза на континентах в область морского осадконакопления. Если первая фаза не выражена в пачке пород в континентальной области, то ее не будет и в морской. Следует заметить, что аналоги ГЦ и ПВ в морских
разрезах до сих пор никем не выделялись, а проциклиты для них совершенно не характерны. Здесь преобладают рециклиты, т.е. осадочные циклы прямо противоположной направленности - от глин в основании к грубым осадкам в кровле. Приуроченность двух основных типов циклитов к главным фациальным областям (континентальной и морской) - давно известный и незаслуженно забытый диагностический признак, позволяющий различать эти области при недостатке другой информации.
Разработанная автором модель инверсии циклитов в береговой барьерной зоне позволила связать континентальные проциклиты и морские рециклиты по латерали и объединить их в осадочные геокомплексы. При этом в континентальных условиях аккумулятивные ПВ проходят в кровле глинистых пачек, а синхронные им поверхности в морских разрезах (МПВ) располагаются в подошве глинистых пачек вышележащего цикла.
Принципиальные различия процессов, связанных с фазами поступления и диссипации энергии в осадочной оболочке, нагляднее всего можно показать на примере трансгрессий и регрессий (ТР). Они разделяются на событийные, обусловленные вертикальными тектоническими движениями на рубежах ОГК, и миграционные, происходящие в период нивелировки рельефа и выноса обломочного материала в морские бассейны (рис. 1).
Рис. 1. Принципиальная схема распределения двух типов трансгрессий и регрессий в ОГК и на его границах: 1 - морские фации, 2 - континентальные фации; ТМ - миграционная трансгрессия, ТС - событийная трансгрессия, РМ - миграционная регрессия, РС - событийная регрессия
Миграционные ТР обусловлены балансом материала в береговой барьерной зоне. Когда поступление материала с речным стоком превышает его расход на перераспределение по бассейну, происходит регрессия (проградация береговых фаций). Эта ситуация всегда имеет место в
начальной стадии формирования ОГК, или, иначе говоря, ОГК всегда начинается с регрессии. Такого рода регрессии образуют широко известные толщи заполнения или депрессионные циклы. Миграционная регрессия может растягиваться на весь цикл, но нередко в конечной стадии происходит смена баланса - приход становится меньше расхода. В этом случае развивается миграционная трансгрессия. Своего рода эталоном миграционных ТР могут служить подугольная регрессия и надугольная трансгрессия в васюганской (наунакской) свите Западной Сибири.
Тектонически обусловленные ТР происходят быстро, в геологическом масштабе времени мгновенно, и в разрезе им соответствуют поверхности раздела ОГК. Следовательно, событийные ТР не представлены в разрезе системными трактами. Отсюда можно сделать вывод: любые пачки, для которых доказан трансгрессивный характер, являются финальнотрансгрессивными и залегают в кровельной части ОГК. Это в полной мере относится к таким известным объектам, как барабинская и пахомовская пачки в юре Западной Сибири. Если они базальные, то не трансгрессивные, а если все-таки трансгрессивные, то они должны относиться к нижележащим горизонтам. Соответственно пахомовская пачка должна находиться в кровле тюменской свиты, а барабинская - в кровле васюганской. В таком случае они будут иметь резкую верхнюю границу и постепенную нижнюю, т.е. все наоборот по отношению к их нынешней трактовке в Региональной стратиграфической схеме.
В связи с этим возникает ряд других вопросов. Можно ли называть васюганскую свиту и подобные ей объекты трансгрессивно-регрессивными? То, что на нижней границе свиты произошла событийная трансгрессия - дело случая. Там вполне могла быть и регрессия, а также могло не быть ни той, ни другой. Многочисленные примеры подобных ситуаций имеются на границах других горизонтов юры Западной Сибири. Регрессивная серия нижней подсвиты и подугольной пачки верхней подсвиты будет формироваться совершенно независимо от того, что имело место на нижней границе. В случае реализации, например, событийной регрессии мы должны были бы называть васюганскую свиту регрессивно-регрессивной. Понятно, что это нонсенс. В общем и целом васюганская свита представляет собой однонаправленную регрессивную серию. Даже наличие в некоторых районах Западной Сибири в ее верхах трансгрессивной пачки следует рассматривать как второстепенное обстоятельство.
Другой важный вопрос - это датировка границ ОГК. Биостратиграфическое определение возраста границы - это еще полдела. Нужно определиться с самой границей - где, собственно, ее проводить. В континентальных фациях понятно где - в основании базальных конгломератов. Для морских этот вопрос не столь очевиден. При традиционном трансгрессивно-регрессивноом подходе комплекс должен начинаться с основания трансгрессивной пачки. Примером является нижняя граница васюганского горизонта Западной Сибири. Считается, что трансгрессия здесь начинается в бате, что полностью соответствует
действительности. Миграционная трансгрессия в разрезе имеется и она твердо установлена в верхах тюменской свиты [5]. Однако, с точки зрения геоциклического подхода ОГК обязан начинаться с регрессии, с момента резкой интенсификации сноса материала, когда баланс материала в береговой зоне заведомо положительный. В морском бассейне это фиксируется по появлению пачки тонкоотмученных глин в основании регрессивных циклов. Следует заметить, что в геологической практике давно сложилась именно такая традиция - отбивать подошву васюганской и абалакской свит на каротажных диаграммах по абсолютному минимуму КС. Если принять такой вариант, то подошва горизонта будет находиться внутри келловея.
Такое понятие как пласты типа Ю20 распадается на две части. Если принимать в качестве такового трансгрессивную пачку, то следует признать, что трансгрессия в верхах тюменской свиты и пласт Ю20 - это одно и то же. С другой стороны, в основании глин нижневасюганской подсвиты имеется особая пачка, обладающая рядом специфических свойств. Иногда это действительно базальная пачка весьма небольшой мощности, содержащая включения экзотических пород и имеющая «мусорный» облик. Но в целом матрица этого пласта глинистая. По данным ГИС этот пласт часто фиксируется в виде аномалии индукционного каротажа, что связано, по-видимому, с высоким содержанием железа. Последнее обстоятельство хорошо увязывается с резким увеличением речного стока при омоложении рельефа и выносом большого количества растворенных форм железа в морской бассейн в начале цикла.
Таким образом, в качестве геоциклических критериев переходной зоны между континентальной и морской ФО можно рассматривать: (1) толщи заполнения, представленные регрессивными циклитами и залегающие непосредственно выше границ ОГК; (2) финально-трансгрессивные серии угасающих рециклитов низшего порядка, залегающие непосредственно ниже границ ОГК; (3) на границе ОГК могут быть как событийные трансгрессии, так и регрессии, а в некоторых случаях смещения береговой линии может и не быть (пример - баженовское море Западной Сибири).
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Атлас литолого-палеогеографических карт юрского и мелового периодов Западно-Сибирской равнины. Под ред. И.И. Нестерова. - Тюмень, 1974.
2. Гурари Ф.Г., Девятов В.П., Демин В.И. и др. Геологическое строение и нефтегазоносность нижней - средней юры Западно-Сибирской провинции. Новосибирск: Наука, 2005. 156 с.
3. Бейзель А.Л. Изменения интенсивности сноса осадков - основной фактор образования осадочных комплексов (на материале юры Западной Сибири) // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. № 5-6, 2006, с. 34-44.
4. Бейзель А.Л. Аналоги континентальных поверхностей выравнивания в морских разрезах (на примере юры Западной Сибири) // Литосфера, 2009, № 1 (в печати).
5. Конторович А.Э., Вакуленко Л.Г., Казаненков В.А и др. Палеогеография, обстановки накопления коллекторов, закономерности размещения залежей нефти в
горизонте Ю2 (бат) центральных районов Западно-Сибирского бассейна / Литологические и геохимические основы прогноза нефтегазоносности. С-Пб, ВНИГРИ, 2008, с. 329-336.
© А.Л. Бейзель, 2009
