CC BY
64
УДК 552.511.550.8(571.16)
СОСТАВ, УСЛОВИЯ НАКОПЛЕНИЯ И ГЕОФИЗИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА БРЕКЧИЙ НЮРОЛЬСКОГО ОСАДОЧНОГО БАССЕЙНА (ТОМСКАЯ ОБЛАСТЬ)
А.В. Ежова
Томский политехнический университет E-mail: eav@tpu.ru
На основании литологических исследований брекчий из зоны контакта палеозоя и мезозоя в керне разведочных скважин Ню-рольского осадочного бассейна установлены условия их накопления и преобразования за счет сложных процессов химического выветривания. Рассмотрено влияние состава обломков и цемента брекчий на их промыслово-геофизические характеристики.
Ключевые слова:
Петрография, осадочные породы, брекчии, интерпретация геофизических методов исследования. Key words:
Petrography, sedimentary rocks, breccia, geophysical research method interpretation.
Брекчии - крупнообломочные породы, состоящие преимущественно из угловатых обломков размером более 1,0 мм и цементирующего материала, приурочены, в основном, к зоне контакта отложений палеозоя и мезозоя. Они накапливались на склоне и у подножья гор в результате обвалов, осыпей, действия селевых потоков при интенсивном разрушении палеозойских сооружений, выведенных на поверхность в заключительный этап герцинской складчатости. Эти коллювиально-де-лювиальные образования, подвергавшиеся в пер-мо-триасовый период глубокому химическому выветриванию, к раннеюрской эпохе приобрели специфические черты элювиальных брекчий, по Л.Б. Рухину [1], или неоэлювия, по Б.Б. Полынову и В.П. Казаринову [2]. Обломки в них сложены, в основном, устойчивыми к выветриванию компонентами (силицитами, эффузивами), а цементы -глинисто-кремнистым, часто ожелезненным материалом с обилием оолитов и сферолитов сидерита.
По структурно-вещественному составу и геофизической характеристике выделяются следующие разновидности брекчий.
1. Брекчии серые, иногда пестроцветные, мел-косреднегалечные, трещиноватые. На диаграммах ГИС (рис. 1, А) характеризуются положительной аномалией ПС, низким (5...7 Ом.м) сопротивлением, колебаниями значений удельной электропроводимости (120.180 мСим/м), увеличением диаметра скважины (до 23 см, при номинальном значении 19 см), значениями гамма-активности 7.8 у, интенсивности НГК - 1,7.1,9 имп/мин.
Обломки (рис. 2, А) представлены кварцем, кремнями, кварцитами, кислыми эффузивами, органогенными силицитами. Встречаются единичные обломки окремненной фауны иглокожих, тентакулит, а также мелкие спикулы губок и радиолярии.
Некоторые из обломков окрашены в желтый и красный цвета оксидами железа, которые образуют пленку на их поверхности. При значительном содержании таких обломков порода выглядит пе-строцветной.
Цемент серого цвета, распространенный неравномерно, сложен глинисто-кремнистым, часто ожелезненным материалом (рис. 3, А). В его составе отмечаются также мелкие кварцевые зерна, кремнистый органогенный детрит, а также в разной степени окисленные сферолиты и другие конкреции сидерита.
Ожелезнение цемента и обломков, вероятно, обусловило повышение электропроводимости, а наличие глинистого материала в цементе - увеличение радиоактивности и диаметра скважин.
2. Брекчии серые, пестроцветные, с неотсортированным обломочным материалом, с песчано-гравийным заполняющим веществом. По данным ГИС (рис. 1, Б) кривая ПС недифференцирована, удельное электрическое сопротивление составляет 15.17 Ом.м, удельная электропроводимость -100.120 мСим/м, гамма-активность 6.8 у, интенсивность значений НГК - 2,1.2,3 имп/мин.
Обломки (рис. 2, Б) имеют разнообразные размеры: от 0,5 до 150 мм, при этом крупные обломки слегка окатаны. По составу преобладают органогенные силициты, кремни, часто встречаются крупные обломки эффузивов зеленого и бурого цвета за счет хлоритизации, сидеритизации и ожелезне-ния. Повышение сопротивления и значений НГК, возможно, объясняется наличием в породах этих крупных плотных обломков.
Цемент, составляющий не более 10 % породы, имеет глинисто-кремнистый состав с участками скоплений оолитов окисленного сидерита (рис. 3, Б).
3. Брекчии темно-серые до черных, с плохо отсортированным мелкогалечно-гравийным обломочным материалом, плотные. На каротажных диаграммах (рис. 1, В) наблюдается положительная аномалия ПС, удельное электрическое сопротивление составляет 5.7 Ом.м, удельная электрическая проводимость - около 50 мСим/м. В отличие от вышеописанных, в этих брекчиях отмечается резкое повышение значений ГК (до 18 у) и интенсивности излучения на кривых НГК (до 2,6 имп/мин).
Обломки (1,0.30,5 мм) разнообразной формы (от остроугольной до овальной) имеют существен-
Рис. 1. Геофизическая характеристика брекчий из пермо-триасовых отложений
Фрагменты обломков спонголитов. 1 ник. (слева), 2 ник. (справа) А. ЮТ-77. Гл. 3003,0 м. Б. ЮТ-76. Гл. 3004,0 м.
Обломки эффузива с включениями Обломок органогенной кремнистой
туфогенного материала (черное). 1 ник. породы. 1 ник.
В. НТ-20. Гл. 3073,0 м. Г. К-14. Гл. 3016,0 м.
Обломок кремнистой породы. 1 ник. Обилие переотложенных остатков фауны. Д. СК-29. Гл. 3071,4 м. 2 ник.
Е. ЮТБ-132. Гл. 3040,0 м.
Рис. 2. Обломки в брекчиях
но кремнистый состав: наряду с органогенными силицитами, кремнистыми оолитами и микрокварцитами, много кислых эффузивов, в разной степени раскристаллизованных вулканических стекол, халцедонов. В некоторых обломках отмечаются включения черного туфогенного материала в виде тонкой сыпи (рис. 2, В), выполнения трещинок, пленок вокруг зерен.
Цемент имеет цвет темно-серый до черного (в образцах), в шлифах - темно-бурый, участками черный, по составу - глинистый ожелезненный с обилием сферолитов сидерита и различных включений черного туфогенного материала. Последний распространен в виде неправильных пятен, жилок, разнообразных вкраплений причудливой формы (рис. 3, В).
Содержание туфогенного материала в шлифах составляет всего 7...10 %, однако и при таком количестве он определяет окраску породы в целом и отражается на кривых радиоактивного каротажа увеличением значений.
4. Брекчии светло-серые, почти белые, иногда со слабым буроватым оттенком, прослоями - пе-строцветные за счет ожелезнения обломков, некрепкие, часто пористые и трещиноватые. На кривых ГИС наблюдаются положительные или слабо отрицательные аномалии ПС, низкие (около 5 Ом.м) значения удельного электрического сопротивления, очень высокие (до 390 мСим/м) величины удельной электропроводимости (вероятно, за счет насыщения пластовой водой), увеличение диаметра скважины (до 21 см); гамма-активность 10.12 у, а показания на НГК - 1,9.2,2 имп/мин (рис. 1, Г).
Обломки представлены фрагментами кремнистых пород, в которых форменные элементы (мелкие органические остатки, оолиты и сферо-литы, зерна с волнистым погасанием) сцементированы оксидами железа (рис. 2, Г) или имеют микрозернистую структуру. В обломках наблюдаются трещинки, заполненные кварцем, а также открытые поры (0,2.0,4 мм) обычно округлой формы.
Цементом в этих брекчиях является каолинит в ассоциации с очень мелкими зернами кварца и обильными включениями оолитов сидерита (рис. 3, Г).
5. Брекчии темно-красные, бордовые, кирпич-но-красные с плохо отсортированным обломочным материалом, глинисто-железистым цементом, тяжелые, крепкие, иногда трещиноватые. На диаграммах ГИС (рис. 1, Д) они характеризуются положительной или слабо отрицательной аномалией ПС, низким (около 5 Ом-м) удельным электрическим сопротивлением, высокой (до 240 мСим/м) электропроводимостью, увеличением (до 28.30 см) диаметра скважин при вскрытии трещиноватых разностей, повышенными значениями ГК (до 10 у) и НГК (1,8.1,9 имп/мин).
Обломки (0,5.50,0 мм), имеющие остроугольную, угловатую, редко слабо окатанную форму
(рис. 2, Д), представлены органогенными силици-тами (в основном, спонголитами), кремнями, кварцитами, халцедонами, многочисленными зернами кварца разной величины, кислыми эффузи-вами. В ряде случаев органогенный детрит в обломках сцементирован бурым железистым веществом. Отмечаются также мелкие (до 0,2 мм) поры в обломках органогенных пород.
Цементы и в образцах, и в шлифах имеют красно-коричневую, темно-красную, бурую, вишневую окраску (рис. 3, Д) за счет обогащения глинистого вещества оксидами железа и алюминия. Кроме того, в цементе много окисленных оолитов и сферо-литов сидерита, что также придает породам дополнительные темно-красные и бурые оттенки. Обилием железистого материала, вероятно, обусловлено увеличение электропроводимости в этих брекчиях.
6. Брекчии бордовые, темно-красные с фиолетовым оттенком, с плохой сортировкой обломочного материала, с глинисто-карбонатным ожелез-ненным цементом, плотные, крепкие. На каротажных диаграммах брекчии характеризуются положительной аномалией ПС, высоким (до 50 Ом.м) удельным сопротивлением, резкими колебаниями (от 50 до 350 мСим/м) значений электропроводимости, очень высокими (до 2,6 имп/мин) величинами НКГ, а значения гамма-каротажа составляют 4.6 у (рис. 1, Е).
Обломки остроугольной и угловатой формы размером 0,5.25 мм представлены органогенными известняками, а также переотложенными остатками фауны иглокожих, тентакулит, остракод и разнообразным детритом (рис. 2, Е).
Цемент по составу глинисто-кальцитовый с тонкодисперсным железистым веществом, придающим бордовую, красную, бурую окраску породе (рис. 4, Е). В отдельных участках цемент замещается мелкими ромбоэдрами доломита.
Эти брекчии образовались в самой верхней части палеозойской толщи при разрушении органогенных известняков. Обломки сцементированы бордовым глинисто- карбонатно-железистым веществом, которое сформировалось за счет осаждения коллоидов Бе, А1 в щелочной среде при насыщении грунтовых вод выщелачиваемыми из известняков бикарбонатов кальция [2].
Кроме брекчий коллювиально-делювиального генезиса, в разрезе встречаются брекчии, образование которых связано с подводно-оползневыми явлениями. Они образуются при оползании по склону чередующихся маломощных глинистых слоев, которые разбиваются на фрагменты с неровными рваными краями, отделенные друг от друга песчаным материалом (рис. 4, А-В). Иногда обломки образуют слойчатость под углом 20.30°, подчеркивая уклон палеосклона (рис. 4, Г, Д)
Эти породы относятся к донным брекчиям, по Л.Б. Рухину [1], псевдобрекчиям, по М.С. Швецову [3], конгломерато-брекчиям с текстурой обрушения, по Н.Б. Вассоевичу [4].
0 0,1 0,2 0,3 0,4 мм
1-=1-(-1-1
Глинисто-кремнистый ожелезненный цемент с сидеритом. 1 ник. А. ЮТ-77. Гл. 3003,0 м.
ЩЛ * Шш
0,3 0,6 0,9 1,2 мм
I-=1-i-1-1
Скопление оолитов окисленного сидерита в цементе. 1 ник. Б. ЮТ-76. Гл. 3004,0 м.
Ш
ы
0 0,05 0,10 0.15 0,20 мм
1-1-?-1-1
Включения туфогенных частиц в цементе 1 ник.
В. НТ-20. Гл. 3073,0 м.
/
0,05 0,10 0.15 0,20 мм , -1-?-1-1
Каолинит с мелкими зернами кварца в цементе. 2 ник. Г. К-14. Гл. 3016,0 м.
Глинисто-железистый цемент. 1 ник. Д. Ар-46. Гл. 3125,8 м.
Рис. 3. Цементы в брекчиях
Ожелезненный глинисто-кальцитовый цемент. 2 ник. Е. ЮТБ-132. Гл. 3040,0 м.
А. Северо-Калиновая скв. 30
Б. Северо-Калиновая скв. 25
ю
Ю4
тлю
В. Калиновая скв. 18
ю.
ю.2
ГК. гамм
Г. Нижнетабаганская скв. 24
ю.
25ЯП
ГК. гамм
Д. Восточно-Герасимовская скв. 1
Рис. 4. Геофизическая характеристика внутриформационных брекчий
Геофизическая характеристика псевдобрекчий обусловлена глинистым составом обломков: на кривых ПС наблюдаются отклонения вправо на фоне отрицательных аномалий, а на гамма-каротаже -увеличением значений до 11. ..12 у (рис. 4, А-Д).
Выводы
1. Брекчии пермо-триасового возраста сложены обломками существенно кремнистого состава, сцементированными пестроцветными или отбеленными продуктами выветривания.
2. В брекчиях из верхней части палеозойской толщи обломки органогенных известняков и фауны сцементированы глинисто-карбона-
тно-железистым цементом, образованным за счет сложных процессов осаждения коллоидов Бе, А1 в пределах материнской карбонатной породы.
3. Формирование внутриформационных брекчий (псевдобрекчий) обусловлено подводно-ополз-невым явлением. Глинистый состав обломков в песчаниках обусловил увеличение значений на гамма-каротажных диаграммах.
4. Геофизическая характеристика брекчий зависит от состава обломков и цементирующего материала. В связи с разнообразием этих данных выделить эти породы на каротажных диаграммах практически невозможно.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Рухин Л.Б. Основы литологии. - М.: Недра, 1969. - 779 с.
2. Казаринов В.П. Мезозойские и кайнозойские отложения Западной Сибири. - М.: Гостоптехиздат, 1958. - 320 с.
3. Швецов М.С. Петрография осадочных пород. - М.: Госгеолте-хиздат, 1958. - 416 с.
Справочник по литологии / под ред. Н.Б. В.И. Марченко. - М.: Недра, 1983. - 509 с.
Вассоевича,
Поступила 16.02.2011 г.
4.
УДК 552.512.550.8(571.16)
ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ И ГЕОФИЗИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЮРСКИХ КОНГЛОМЕРАТОВ ВОСТОЧНОЙ ЧАСТИ НЮРОЛЬСКОЙ ВПАДИНЫ (ТОМСКАЯ ОБЛАСТЬ)
А.В. Ежова
Томский политехнический университет E-mail: eav@tpu.ru
Изучено положение в разрезах, особенности строения, условия накопления и разнообразие постседиментационных преобразований конгломератов из юрской продуктивной толщи восточного склона Нюрольской впадиныi (Томская область). Установлено, что базальные и внутриформационные конгломератыi с содержанием обломков свыше 50 %, залегающие в подошвах цикли-тов, указывают на начало новых седиментационных циклов при усилении тектонической активности в областях сноса. Геофизические характеристики конгломератов не позволяют однозначно выделить их на каротажных диаграммах.
Ключевые слова:
Петрография, осадочные породы, конгломераты, интерпретация геофизических методов исследования. Key words:
Petrography, sedimentary rocks, conglomerate, geophysical research method interpretation.
Введение
Нефтегазоносный комплекс юго-востока Западно-Сибирской плиты включает в себя палеозойские, юрские и нижнемеловые отложения. Продуктивная толща сложена чередованием, переслаиванием обломочных, глинистых, углистых и карбонатных пород; встречаются также глиноземистые, железистые и кремнистые породы.
Выделение отдельных породных слоев в разрезах, не охарактеризованных керном, является актуальной задачей, от решения которой зависит достоверность корреляции толщ, палеогеографические построения, обоснование нефтегазоносности и т. д. С целью создания литолого-геофизических моделей породных слоев автором проведена работа
по изучению связи структурно-вещественного состава отложений с их промыслово-геофизически-ми характеристиками.
Объекты и методы
Материалом для исследования послужили образцы керна и изготовленные из них шлифы, а также комплексы каротажных диаграмм из скважин, вскрывших юрские нефтегазоносные отложения на площадях восточного склона Нюрольской впадины (рис. 1). В геофизический комплекс входят каротажные диаграммы потенциалов собственной поляризации (ПС), кажущихся сопротивлений (КС), индукционные (ИК), естественной радиоактивности (ГК), нейтронные (НГК), кавернометрические (КВ).
