CC BY
75
ДИСКУССИИ
УДК 551.87
РОЛЬ СЕЙСМОСТРАТИГРАФИИ И СЕКВЕНССТРАТИГРАФИИ В ИЗУЧЕНИИ ОСАДОЧНО-ВУЛКАНОГЕННЫХ БАССЕЙНОВ РОССИИ
А.Е. Шлезингер
Геологический институт РАН, Москва Поступила в редакцию 10.10.12
Сейсмостратиграфия является революционным методом познания строения земной коры и прежде всего осадочных и осадочно-вулканогенных бассейнов. Роль секвенсстратиграфии значительно скромнее, она может выяснить значение колебаний уровня моря в седиментации.
Ключевые слова: секвенс, тракт, трансгрессия, литмология, шельф, клиноформа.
Сейсмостратиграфия возникла в начале 70-х гг. XX в. на базе цифровой сейсморазведки отраженных волн. Она является революционным методом познания строения земной коры и прежде всего осадочных и осадочно-вулканогенных бассейнов. Сейсмостратиграфия стала главным инструментом геологического анализа при поисках, разведке и эксплуатации месторождений нефти и газа.
Секвенсстратиграфия появилась в середине 1980-х гг. на базе сейсмостратиграфии (Seismic..., 1997) благодаря разработкам П. Вейла, его учеников и последователей. Сейсмостратиграфией была разработана методика определения относительных колебаний уровня моря, к циклам которых приурочены определенные толщи горных пород (Sea-level..., 1998; Van Wagoner, 1990). Они были названы секвенсами. К сожалению, этот термин используется и в ином смысле. Поэтому Ю.А. Волож и др. (2004) предложили заменить его «вейлитом».
Секвенс слагается тремя трактами: отложениями низкого уровня моря, трансгрессией и высоким уровнем моря. П. Вейл, его ученики и последователи рассматривают секвенсстратиграфию как направление независимой стратиграфической корреляции, в которой по кривым изменения уровня моря можно расчленять осадочные и осадочно-вулканогенные чехлы плохо изученных бассейнов. В практическом плане секвенсстратиграфия может прогнозировать распространение коллекторов (тракты низкого уровня моря), покрышек (трансгрессивные тракты) и малоперспективные разрезы (тракты высокого уровня моря). В конце 1980-х — 1990-е гг. группа высококлассных американских специалистов провела в России несколько семинаров, во время которых демонстрировались возможности секвенсстратиграфии, методика выделения секвенсов и слагающих их трактов на конк-
ретном нашем материале и ограниченность ее использования.
К сожалению, применение секвенсстратиграфии в России пошло преимущественно по формальному количественному пути. Во многих производственных организациях при анализе сейсмических материалов специальным пунктом выделялись секвенсстратигра-фические исследования временных разрезов, хотя в большинстве районов их применение практически невозможно. Современные компьютерные программы выделения коллекторов, покрышек и перспективных разрезов во многом более объективны, чем нахождение в разрезе границ секвенсов и составляющих их трактов. Одновременно ослабляется использование сейсмостратиграфического анализа в раскрытии генезиса тектонических структур, фаций, неструктурных ловушек и других параметров, извлекаемых из временных сейсмических разрезов. Использование относительных колебаний уровня моря как независимого инструмента также не увенчалось успехом. Это прежде всего связано с тем, что для этих целей можно использовать только эвстатические колебания уровня моря. Тогда как секвенсстратиграфия имеет дело только с относительными колебаниями уровня моря и установление в них эвстатической составляющей вызывает большие трудности и неопределенность. Нет практически ни одного осадочного бассейна на Земле, где бы стратиграфический каркас осадочного чехла был восстановлен по материалам секвенсстра-тиграфии или в него были бы внесены существенные коррективы.
В настоящее время в России опубликовано много работ, в которых затрагиваются вопросы, связанные с секвенсстратиграфией (Беляева, 2000; Беляева и др., 1998; Био- и секвенсстратиграфия..., 1997; Ка-рогодин, 1996; Кириллова, 2001; Маргулис, 1999, 2002,
Рис. 1. Сейсмостратиграфическая интерпретация фрагмента временного сейсмического разреза плиоценовых отложений шельфа Северного Сахалина (Маргулис, 2004, рис. 2): 1 — сейсмостратиграфический шельфовый комплекс 1; 2 — относительно глубоководный сейсмостратиграфический комплекс 2, заканчивающийся прислоняющимися слоями; 3 — шельфовая клиноформа; 4 — сейсмостратиграфический шельфовый комплекс 4, перекрывающий комплексы 1 и 2 и частично переходящий в шельфовую клиноформу; 5 — палеосклон (тектоническая флексура); 6 — латеральный переход нижней части разреза комплекса 4 в шельфовую клиноформу. Тонкие линии не являются сейсмическими отражениями
2003, 2004, 2008; Шлезингер, 1998; Ртош ег а1., 1999). В них рассматриваются секвенсстратиграфические модели, разработанные П. Вейлом, его учениками и последователями. Новый оригинальный материал по осадочным и осадочно-вулканогенным бассейнам России, как правило, не раскрыт с классических позиций секвенсстратиграфии, а чаще она применяется чисто формально.
Рассмотрим семь примеров регионального и локального секвенсстратиграфического анализа, проведенного в разных осадочных бассейнах России.
На фрагменте временного разреза, расположенного на Северном Сахалине, в плиоценовых отложениях выделен секвенс, разделенный на тракты (Маргулис,
2004, рис. 2). Никаких доказательств наличия его и присутствия трактов ни в тексте, ни в подрисуноч-ных подписях не приведено. С позиций сейсмостра-тиграфии приведенный фрагмент временного разреза может быть проинтерпретирован совершенно иначе (рис. 1). В конце формирования шельфового сейсмо-стратиграфического комплекса 1 произошло резкое кратковременное опускание, создавшее континентальный склон, представляющий флексурную зону и относительно глубоководную котловину, которая начала захороняться относительно глубоководными отложениями сейсмостратиграфического комплекса 2. В зоне сопряжения шельфа и котловины на поверхности континентального склона была сформирована клиноформа, которая аккумулятивно нарастила тектонический континентальный склон. Слои сейсмо-стратиграфического комплекса испытали прислоне-ние к тектонической и аккумулятивной (клиноформа) его частям. Континентальный склон и относительно глубоководная котловина перекрыты шельфовым сейсмостратиграфическим комплексом 4. Причем его стратиграфический объем будет уменьшаться по площади палеокотловины. Общая глубина палеокотло-вины достигает 750 мс (~ 1000 м), причем около 50%
приходится на тектонический флексурный изгиб и 50% на выклинивание клиноформ. Приведенной сейс-мостратиграфической интерпретации противоречит выделение секвенсов, как это сделано Л.С. Маргули-сом (2004).
Л.С. Маргулис (2004, рис. 3; 2008, рис. 7) привел временной разрез шельфа Западной Камчатки и седи-ментационную модель плиоценовых отложений шельфа Северного Сахалина по временным сейсмическим разрезам, иллюстрирующим секвенсы и их дисталь-ные части. Однако никаких доказательств того, что они состоят из трактов низкого стояния, трансгрессии и высокого уровня моря, не приводится. На самом деле выделены нормальные сейсмостратиграфиче-ские комплексы, местами осложненные шельфовыми клиноформами (Мерклин и др., 2011), и на них наложены ярлыки секвенсов.
На фрагменте временного сейсмического разреза миоценовых отложений шельфа Охотского моря выделены тракты секвенса (Маргулис, 2008). Однако каких-либо доказательств их присутствия не приводится. Более того, трансгрессивный тракт вклинивается в правой части рисунка в тракт высокого стояния, располагаясь внутри него. Исходя из сейсмо-стратиграфического анализа, можно дать совершенно иную интерпретацию этого разреза (рис. 2). Палео-тектонические реконструкции позволяют наметить свод антиформы по сейсмостратиграфическому комплексу 1. В левой и правой частях фрагмента они переходят в синформу. По сейсмостратиграфическому комплексу 3 антиформе соответствует конседимен-тационная синформа, осевая зона которой несколько смещена в правую часть рисунка. В крайней правой и левой частях рисунка по комплексу 3 намечаются антиформы. По сейсмостратиграфическому комплексу 4 в правой части рисунка может быть выделена глубокая синформа, которая перекосила весь разрез фрагмента слева направо. Думается, что в таком от-
Рис. 2. Сейсмостратиграфическая интерпретация фрагмента временного сейсмического разреза (миоценовые отложения шельфа
Охотского моря) (секвенс по Маргулис, 2008): 1—4 — сейсмостратиграфические комплексы. Сейсмостратиграфическую интерпретацию см. в тексте
носительно сложном в тектоническом плане разрезе выделение секвенсов невозможно.
На фрагменте временного сейсмического разреза (Маргулис, 2008, рис. 6) иллюстрируется строение среднемиоценового секвенса (отражающие горизонты 2А-2'). Он состоит из трансгрессивного тракта и тракта высокого стояния уровня моря, представленных проградационными сигмоидами. Тракт низкого уровня моря не выделен, так что подошва секвенса не определена и он занимает ничтожно малую часть временного сейсмического разреза. Остальная часть разреза с позиций секвенсстратиграфии не проинтерпретирована: никаких доказательств наличия трактов разных уровней моря не приведено. Програда-ционные сигмоиды представляют собой шельфовые клиноформы. В целом фрагмент временного разре-
за иллюстрирует постседиментационную синформу, осложненную локальными деформациями, в которых фиксируются элементы конседиментационной составляющей (рис. 3). Никаких признаков колебаний уровня моря на этом рисунке не обнаруживается.
В секвенсах неокомских отложений Приобского месторождения Западно-Сибирской плиты (Pinous et al., 1999, fig. 6) выделены тракты низкого, высокого стояния уровня моря и трансгрессивный тракт. Однако каких-либо доказательств их наличия в разрезе не приводится. На нем показана клиноформа, состоящая из ундаформы, ортоформы и фондафор-мы, сложенная песчаниками и аргиллитами, которая бездоказательно и формально разделена на тракты.
Наконец, на рис. 4 приведена модель строения верхнедевонских рифов (Беляева, 2000), в которой выде-
Рис. 3. Сейсмостратиграфическая интерпретация фрагмента временного сейсмического разреза (миоценовые отложения шельфа Берингова моря), иллюстрирующего строение среднемиоценового секвенса (отражающие горизонты 2А-2') (по Маргулис, 2008): 1,2 — сейсмостратиграфические комплексы. Сейсмостратиграфическую интерпретацию см. в тексте
Рис. 4. Модель формирования верхнедевонских рифов Печорского бассейна (Беляева, 1998). 1 — отложения мелководного бассейна (биокластовые, микритовые, ооидные известняки и глинисто-сульфатно-доломитовые отложения); 2 — рифовые постройки (биогермные и водорослевые известняки); 3 — отложения проградационных террас (песчано- и кар-бонатно-глинистые); 4 — депрессионные отложения (доманикоиды). Границы секвенсов показаны жирными линиями: И8Т, Ь8Т —
соответственно тракты низкого и высокого стояния уровня моря
лены тракты низкого и высокого уровня моря. На ней показаны отложения мелководного карбонатного шельфа, рифовые постройки (барьерные рифы), отложения проградиционных террас и депрессионные отложения (доманикоиды). Тракт высокого стояния намечается по глинистым пластам на шельфе и росту барьерных рифов, образованных проградацией террас. Л.С. Маргулис (2004), напротив, относит их образование к тракту низкого стояния моря. Однако формирование барьерных рифов, проградационных террас и депрессионных отложений (доманикоидов) связано не с колебаниями уровня моря, а с резким кратковременным депресионным опусканием, прекрасно вырисовывающимся на приведенной модели по флексур ному изгибу подошвы подстилающих до-франских отложений. Оно создало депрессию глубиной 500—700 м, которая привела к образованию барьерных рифов, проградационных террас (клиноформ) и относительно маломощных депрессионных отложений (доманикоидов). В турнейском веке она была захоронена терригенными отложениями.
Приведенные примеры секвенсстратиграфической интерпретации ряда конкретных временных разрезов не позволяют с ними согласиться. Ни в одном случае нет доказательств установления подошвы и кровли секвенсов. Внутреннее их выполнение трактами низкого уровня моря, трансгрессии и высокого уровня моря также ничем не аргументировано. Обычные сейсмостратиграфические комплексы, геологические тела и названы секвенсами. Без какой-либо аргументации они разделены на тракты. В то же время сейсмостратиграфические параметры, позволяющие интерпретировать тектонические, фа-циальные, седиментационные и другие объекты, полностью исключены из проведенного анализа. Такой формальный подход не вносит ничего нового в по-
знание строения и развития осадочных и осадоч-но-вулканогенных чехлов бассейнов и не продвигает вперед поиски, разведку и эксплуатацию месторождений нефти и газа.
Как уже указывалось, сейсмостратиграфия является революционным методом познания строения земной коры и прежде всего осадочных и осадочно-вулканогенных бассейнов. Роль секвенсстратиграфии значительно скромнее. Еще в конце 1970-х гг. П. Вейл (Seismic..., 1977) пришел к выводу, что трансгрессии и регрессии акватории иногда не отвечают одноименным вещественным циклитам одновозрастного разреза. Возможно, что этот установленный, но не объясненный П. Вейлом факт может объяснить секвенс-стратиграфия при комплексировании полученных ею материалов с литологией (Карогодин, 1996). Но для этого надо отрабатывать достоверные объекты, где границы секвенсов и их тракты имеют строгие доказательства. Такие объекты на территории России пока не установлены, за счет чего часто возникает это несоответствие, и выяснение роли колебаний уровня моря в седиментации может явиться существенным вкладом в научные разработки секвенсстратиграфии, которые не входят в перечень проблем, решаемых сейс-мостратиграфией.
Пока, к сожалению, в России секвенсстратигра-фия пошла по формальному пути, когда сейсмостратиграфические параметры переводятся в секвенсстра-тиграфические, при этом никакой дополнительной аргументации не появляется. Более того, конкретные сейсмостратиграфические данные, как показано при рассмотрении рисунков, пропадают. Таким образом, секвенсстратиграфический анализ осадочных и оса-дочно-вулканогенных бассейнов в России приносит пока не пользу, а вред.
ЛИТЕРАТУРА
Беляева Н.В. Модель седиментации франско-турней- Беляева Н.В, Корзун А.Л, Петрова Л.В. Модель седи-
ских отложений на северо-востоке Европейской платфор- ментации франско-турнейских отложений на северо-вос-мы: Автореф. докт. дис. М., 2000. 50 с.
токе Европейской платформы (в связи с формированием рифовых резервуаров). СПб.: Наука, 1998. 154 с.
Био- и секвенсстратиграфия нефтегазоносных бассейнов // Тез. докл. II междунар. симп. СПб.: ВНИГРИ, 1997. 104 с.
Волож Ю.А., Антипов М.А., Варшавская И.Е. и др. Секвентная стратиграфия: понятие, современное состояние проблемы // Осадочные бассейны: методика изучения, строение и эволюция. М.: Научный мир, 2004. С. 388—400.
Карогодин Ю.Н. Методологические вопросы литмоло-гии и секвенс-стратиграфии // Геол. и геофиз. 1996. Т. 37, № 4. С. 3-12.
Кирилова Г.Л. Принципы секвенсстратиграфии и их возможные приложения к изучению меловых осадочных комплексов Юго-Восточной России // Тектоника, глубинное строение и геодинамика Восточной Азии. Хабаровск, 2001. С. 62-72.
Маргулис Л.С. Секвенсная стратиграфия — новый уровень науки об осадочной оболочке Земли // Нефтегазовая геология на рубеже веков. СПб.: ВНИГРИ, 1999. Т. 2. С. 21-28.
Маргулис Л. С. Секвенсстратиграфия и нефтегазонос-ность Охотоморского региона: Автореф. докт. дис. М., 2002. 50 с.
Маргулис Л. С. Секвенсстратиграфия и региональные нефтегазоносные комплексы дальневосточных бассейнов // Геодинамика, магматизм и минералогия континентальных окраин Севера Пацифики. Магадан, 2003. Т. 2. С. 14—15.
Маргулис Л.С. Секвенс-стратиграфия как метод исследования седиментационной структуры и прогноза неф-тегазоносности осадочно-породных бассейнов // Стратиграфия нефтегазоносных бассейнов России. СПб.: Недра, 2004. С. 15-29.
Маргулис Л.С. Секвенсная стратиграфия в изучении строения осадочных чехлов // Нефтегазовая геология. Теория и практика. 2008. N° 3. С. 1—26.
Мерклин Л.Р., Путане В.А., Шлезингер А.Е. Шельфо-вые клинья (терригенные уступы) и клиноформы в отложениях мезозоя и кайнозоя // Бюл. МОИП. Отд. геол. 2011. Т. 86, вып. 4. С. 3-6.
Шлезингер А.Е. Региональная сейсмостратиграфия // Тр. Геол. ин-та РАН. Вып. 512. М.: Научный мир, 1998. 144 с.
Pinous О. V., Karogodin Y.N., Ershov S. V., Sahagian D.L. Sequence stratigraphy, facies and sea level change of the Ha-uterivian productive complex, Priobskoe oilfield (West Siberia) // AAPG Bull. 1999. Vol. 83, N 6. P. 972-989.
Sea-level changes: an integrated approach // Soc. Econ. Paleontol. Mineral. Spec. Publ. 1998. N 42. 407 p.
Seismic stratigraphy-application to hydrocarbon exploration // Amer. Ass. Petrol. Geol. Mem. 1977. Vol. 26. 516 p.
Van Wagoner J.S., Mitchum R.M., Campion KM., Rahma-nian V.D. Siliciclastic sequence stratigraphy in well logs, cores, and outcrops: concepts of high-resolution correlation of time and facies // Amer. Ass. Petrol. Geol. Methods in Exploration Series. 1990. N 7. 55 p.
ROLE OF SEISMIC STRATIGRAPHY AND SEQUENCE STRATIGRAPHY IN STUDYING OF SEDIMENTARY-VOLCANIC BASINS OF RUSSIA
A.E. Shlezinger
Seismic stratigraphy is a revolutionary method of the Earth crust knowledge and first of all the sedimentary-volcanic and sedimentary basins. The role of sequence stratigraphy is considerably more modest. It can promote the knowledge about the role of sea-level changes in sedimentation.
Key words: sequence, tract, transgression, lithmology, shelf, clinoform.
Сведения об автора: Шлезингер Александр Ефимович — докт. геол.-минерал, наук, гл. науч. сотр. ГИН РАН, e-mail: gin@ginras.ru
