CC BY
13
РОЛЬ УПЛОТНЕНИЯ ЮРСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ В ФОРМИРОВАНИИ СОВРЕМЕННОГО СТРУКТУРНОГО ПЛАНА БАЖЕНОВСКОЙ СВИТЫ
А.С.Флаас, М.Л.Чернова (Пермский государственный технический университет)
Морфологические особенности структурного плана баженов-ской свиты, венчающей разрез юрских отложений в Среднем При-обье Западной Сибири, в значительной степени определяют характер и пространственное положение структур, в том числе и нефтегазоносных, расположенных на более высоких стратиграфических уровнях. В этой связи всестороннее исследование причин, динамики и времени формирования современной структуры юрской толщи является весьма актуальным для объективной оценки перспектив и прогнозирования дальнейшего развития поисково-разведочных работ на нефть и газ, а также для решения некоторых принципиальных теоретических вопросов.
В пределах Когалымского региона и прилегающих к нему площадей юрские отложения залегают на породах различного возраста и состава. К наиболее молодым образованиям доюрского основания (юрского "фундамента") относится континентальный терригенно-эф-фузивный комплекс пермотриаса, в значительной степени нивелирующий сильно пересеченный рельеф "плитного комплекса", представленного породами верхнего протерозоя, венда, нижнего и среднего палеозоя (Каштанов В.А. и др., 1995). Границей, разделяющей юрскую толщу и "фундамент", является отражающий горизонт А (ОГ А),
которому в геологическом отношении соответствует кора выветривания мощностью от 5 м до нескольких десятков метров.
Сравнительный анализ структурного плана кровли баженовской свиты (ОГ Б) со структурно-эрозионной поверхностью доюрского основания свидетельствует о наличии достаточно хорошо выраженного унаследованного характера основных положительных и отрицательных структур относительно соответствующих по знаку и месту расположения неровностей "фундамента".
Среди исследователей нет единого мнения по поводу причин отмеченной взаимосвязи. Большая часть геологов склонна считать, что унаследованность обусловлена дифференциальными вертикальными подвижками мелких блоков "фундамента", разобщенных разломами, на фоне региональных положительных и отрицательных тектонических движений.
Детальный анализ большого числа временных сейсмических профилей по исследуемому региону и прилегающим территориям (общей площадью более 23 000 км2) не позволяет согласиться с данной концепцией по целому ряду установленных фактов. Кроме того, подобные представления о динамике формирования современной структуры противоречат теоретическим основам тектонофизики. Попытаем-
ся подойти к решению данной задачи с позиции уплотнения осадков юрского периода.
Мощность юрских отложений в пределах рассматриваемой площади колеблется от 300 до 1050 м. Наименьшие значения отмечены, как правило, в положительных структурах с максимальными абсолютными отметками кровли баже-новской свиты (и соответственно кровли доюрского основания), расположенных в пределах Сургутского и Нижневартовского сводов. Максимальные мощности характерны для впадин и Северо-Нижневар-товской моноклинали.
Толща представлена аргиллитами, песчаниками и алевролитами — породами, прошедшими первые стадии литогенетических преобразований. Существенной и неизбежной частью этого процесса является уплотнение первичного осадка. Усредненные коэффициенты уплотнения, судя по имеющимся литературным источникам и экспериментальным данным, для песков составляют 1,2 (16,7%), для глин — 2,35 (57,4%), а для переходных разновидностей могут варьировать в указанных пределах [1-5]. Из этого следует, что современная мощность юрской толщи, характеризующейся высоким содержанием глинистого компонента, значительно меньше ее первоначальной величины.
Для выяснения взаимозависимости современной мощности юр-
■ ГЕОЛОГИЯ НЕФТИ И ГАЗА, 42003
п
ФОРМИРОВАНИЕ И РАЗМЕЩЕНИЕ ЗАЛЕЖЕЙ НЕФТИ И ГАЗА
ских отложений и абсолютных отметок рельефа доюрского основания была проведена компьютерная обработка этих параметров, рассчитанных для всего региона по равномерной квадратной сетке в 782 пунктах. Полученный результат (линия ВС на рисунке) свидетельствует о тесной линейной связи этих величин при коэффициенте корреляции г = -0,9294.
Формула зависимости следующая:
М^1-3= -1725-0,6890 • ОтмА, (1)
где М)^ — современная мощность юрской толщи в любом пункте Кога-лымского региона; ОтмА — абсолютная отметка доюрского "фундамента" в том же пункте.
При однородном вещественном составе отложений или при идентичном процентном соотношении переслаивающихся разновидностей степень уплотнения в различных пунктах должна быть достаточно постоянной величиной на всей рассматриваемой территории, в то время как в физическом выражении она будет изменяться пропорционально увеличению или уменьшению мощности толщи. Именно о таком характере взаимосвязи анализируемых параметров свидетельствует полученный график (см. линию ВС на рисунке).
Для решения проблемы количественной оценки уплотнения юрских отложений в целом рассмотрим палеогеографическую ситуацию, сложившуюся к концу юрского периода.
Имеющиеся геологические и геофизические данные однозначно свидетельствуют о высокой степени нивелировки дна бассейна осадко-накопления в регионе к концу позд-неюрской эпохи. Наиболее убедительно такая обстановка отражена в литологических особенностях, выдержанной мощности и региональном распространении пород баже-новской свиты, сформированной в
титонском веке. На этот "геологический момент" характер палеосо-отношения мощности юрских отложений с глубиной залегания доюр-ского основания, фиксируемого отражающим горизонтом А, на основании элементарной логики может быть выражен графиком, на котором независимо от степени пересеченности рельефа "фундамента" соотношение этих величин в обязательном порядке будет выражено прямой линией, расположенной под углом 45 о к осям X и У (при соответствии линейных масштабов по той и другой оси). Картина не изменится, если вместо глубины залегания по оси X будут отложены абсолютные отметки доюрского основания (см. линию АС на рисунке).
Формула этой зависимости будет выглядеть следующим образом:
М0.)^ = -2503,6 — ОтмА, (2)
где М0.1_з — мощность юрских отложений к концу титонского века.
Без последующего уплотнения толщи этих соотношений не могут нарушить ни вертикальные дифференциальные блоковые тектонические подвижки, ни региональные поднятия и опускания послеюрско-го времени.
На основании приведенных формул (1) и (2) по известной абсолютной отметке доюрского "фундамента" с незначительной погрешностью может быть определено по-слетитонское уплотнение юрских отложений (Мупл) в физическом выражении по формуле
Мупл = М0.1-3 — М)^. (3)
Так, в пункте с абсолютной отметкой ОГ А, равной -3200 м,
М0.)^ = -2503,6 + 3200 = 696,4 м,
М1^ = -1725 + 0,6890 3200 = = 479,8 м,
Мупл = 696,4 — 479,8 = 216,6 м.
ГРАФИК ЗАВИСИМОСТИ МОЩНОСТИ ЮРСКОЙ толщи ОТ АБСОЛЮТНЫХ ОТМЕТОК ДОЮРСКОГО ОСНОВАНИЯ
ГЕОЛОГИЯ НЕФТИ И ГАЗА, 42003
В процентном выражении уплотнение юрской толщи выразится формулой
М%упл ^-М.^/М.^) 100. (4)
В нашем примере:
М%упл = (1-479,8/696,4) х х 100 = 31,1%.
В подавляющем большинстве пунктов Когалымского региона степень уплотнения соответствует или близка этому значению. Тем не менее, несмотря на очень высокий коэффициент корреляционной связи мощности юрских образований с морфологическими особенностями рельефа "фундамента", ряд точек значительно отклоняется от линии ЕС.
Максимальный разброс на графике ограничивается линиями йС и ЕС.
Первая из них соответствует уплотнению 15% и выражается формулой
М.1-3 =-2128-0,85 • ОтмА. (5)
Такое отклонение от средней величины уплотнения отмечено лишь в двух пунктах.
Линия ЕС соответствует максимальной в данном регионе 50%-й величине уплотнения юрских осадков, установленной в 23 пунктах, сгруппированных на диаграмме в трех точках. Ее формула
М.11-3 = -1251,8-0,5 • ОтмА. (6)
Исходя из общего числа взятых для расчета пунктов (782) очевидно, что процент максимальных отклонений от средней величины незначителен.
Некоторый разброс точек может быть вызван следующими причинами:
1. Отклонение соотношений гранулометрического состава осадков от средних значений, поскольку ограниченные по площади развития отложения нижней и большей части средней юры формировались в континентальных и субконтинентальных условиях, а повсеместно развитые верхнеюрские - в морских мелководных, сменившихся в титон-ском веке на глубоководные. Вероятно, по этой причине при раздельном анализе в пониженных участках рельефа доюрского основания -Ярсомовском прогибе и СевероНижневартовской моноклинали -юрские осадки уплотнены в среднем на 26,0-26,5%, в то время как на Сургутском своде, где отложения нижней юры практически отсутствуют, уплотнение составляет около 33%. Очевидно, осадки поздне-юрской эпохи содержат значительно более высокий процент глинистого материала.
2. Альпийский тектогенез, вызвавший образование мелких складчатых форм, взбросов, надвигов и связанных с ними зон трещиновато-сти, оказал определенное влияние на усложнение основных структур (Флаас А.С., Чернова М.Л., 2000). Однако эти нарушения не могли существенно отразиться на результатах анализа, поскольку характеризуются незначительными вертикальными амплитудами.
3. Различная степень прогрева и катагенетических преобразований толщи.
4. Неточности при построении структурных карт вследствие неравномерного распределения исходных данных.
Тем не менее на основании статистически установленной тесной функциональной связи анализируемых параметров мы можем констатировать, что в данном случае все отмеченные возможные причины не оказали значительного влияния на характер построенного графика.
Таким образом, полученные результаты проведенных исследований позволяют коренным образом изменить представление о причинах и истории формирования основного фона структурного плана баженовской свиты и с достаточной степенью обоснованности утверждать, что главная роль в этом процессе принадлежит морфологическим особенностям рельефа доюрского "фундамента", первичной мощности всего комплекса юрских отложений и степени их уплотнения в процессе литогенеза.
Aumepamypa
1. Арбатов A.A., Назаров Д.А.
Гравитационное уплотнение и его структурообразующая роль // Сов. геология. - 1972. - № 8. - С. 34-39.
2. Зарицкий П.В. О сокращении мощности песчано-глинистых отложений в диагенезе // Литология и полезные ископаемые. - 1966. - № 1. - С. 97-100.
3. Иванова А.В. Зональность вторичных изменений каменноугольных отложений Днепрово-Донецкой впадины // Геологический журнал. - 1974. -Т. 34. - Вып. 5. - С. 79-87.
4. Нейман В.Б. Теория и методика палеотектонического анализа. - М.: Недра, 1984.
5. Нестеров И.И. Уплотнение глинистых пород // Сов. геология. -1965. -№ 12. - С. 69-80.
© А.С.Флаас, М.А.Чернова, 2003
As an example of Kogalym area of West Siberia by seismic materials it was revealed a relationship, and a graph of Jurassic thickness from basement occurrence depth was compiled, formula for determining the present thickness of Jurassic sediments as of the end of Tithonian was obtained. By extent of Jurassic consolidation it was done a conclusion that in the structural plan formation of Bazhenov suite the main role belongs to the morphological forms of Pre-Jurassic basement, initial thickness of Jurassic beds and their consolidation extent with significant decrease of block adjustment influence in the basement.
OIL AND GAS GEOLOGY, 42003
