Научная статья на тему 'СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ КАТАГЕНЕЗА В ЭКРАНИРУЮЩИХ ГЛИНИСТЫХ ПОРОДАХ В ДРЕВНИХ (ТРИАС-ПАЛЕОЗОЙ) И МОЛОДЫХ (НИЖНИЙ ПЛИОЦЕН) ОТЛОЖЕНИЯХ ЮЖНОГО МАНГЫШЛАКА И ЗАПАДНОГО БОРТА ЮЖНОГО КАСПИЯ'

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ КАТАГЕНЕЗА В ЭКРАНИРУЮЩИХ ГЛИНИСТЫХ ПОРОДАХ В ДРЕВНИХ (ТРИАС-ПАЛЕОЗОЙ) И МОЛОДЫХ (НИЖНИЙ ПЛИОЦЕН) ОТЛОЖЕНИЯХ ЮЖНОГО МАНГЫШЛАКА И ЗАПАДНОГО БОРТА ЮЖНОГО КАСПИЯ Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

CC BY
29
8
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
трансгрессия / регрессия / Палеоволга / макроцикл / денудация / пустынная равнина / аридный климат / гумидный литогенез / литораль / сублитораль / стратисфера. / denudation / transgression / regression / paleovolga / microsycle / desert plane / arid clymite / humid lithogenezis / sublittoral / stratisfere

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — Халифа-Заде Чингиз Музаффар, Эфендиева Зарифа Джахангир, Валиев Нияз Гадым, Гамашаева-Мурадова Сабина Яшар

Явление катагенеза в стратисфере играет важную роль в изменении и формировании осадочных пород и осадочных полезных ископаемых. Прежде всего при погружении осадочных бассейнов в большие глубины естественно слагающие их осадочные пород под действием термобарических факторов дегидрадируются и уплотняются. При этом обломочные, карбонатные и глинистые породы теряют полезные петрофизические свойства. Под влиянием термобарических факторов породообразующие минералы как кварц-фельдшпаты и карбонаты эродируются, разрушаются, а в противоположном направлении происходит преобразование терригенных и карбонатных минералов на новые минералы. При катагенезе в интенсивности катагенетических процессов определенную роль играют исходный состав осадочных пород и продолжительность время пребывания их в зонах катагенеза. Авторы статьи чтобы доказать воздействие времени пребывания осадочных пород на катагенетические процессы провели на конкретном фактическом материале специальные исследования, раскрывавшиеся масштабы изменения осадочных пород в стратисфере. Для поставленной цели были использованы сравнительный анализ катагенеза на примере пермотриасовых пород Южного Мангышлака, частично Восточного Предкавказья и плиоценовых отложений Западного борта Южного Каспия. В результате сравнительного анализа выяснялось, что триас-палеозойские отложения Южного Мангышлака из-за жесткого геотермического режима и длительного пребывания в зонах катагенеза (200…250 Ма) даже в малых глубинах (2500…3000 м) породы испытали все зоны катагенеза и естественно их нефтепроизводящий потенциал полностью реализован. Молодые плиоценовые отложения Западного борта Южного Каспия из-за слабого теплового режима (геотермический градиент – 0,6…2,0 0С/100 М) и в незначительном времени (5,0 Ма) пребывания в зонах катагенеза их глинистые породы еще находятся в буроугольной стадии (ПК1-2) катагенеза. В этом случае даже наличие достаточного количества Сорг. в них их нефтепроизводящий потенциал не может быть осуществлен.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

COMPARATIVE ANALYSIS OF CATAGENESIS IN SCREEN CLAY ROCKS IN AINCIENT TRIAS-PALEOZOIC AND YOUNG LOWER PLIRCENE DEPOSITS OF SOUTH MANGISHLAK AND WESTERN BOART OF SOTHIN CASPIAN DEPRESSION

The event of catagenesisi in stratisfere is plays main role in alteration and formation of sedimentary rocks and sedimentary useful minerals. The first of all under subsidence sedimentary fasins and sedimentary rocks lost petrophysics puculdrity under oction of thermobaric factors. Rockformation minerals as quartz feldshpats an carbonate take plays is erosive and distructive and in same time in contrary direction is condacts transformation terrigenous and carbonate minerals to new minerals. Under catagenesis in the intensive catagenic processes determine role plays primery composition of sedimentary rocks and duration stay it’s in the zone of catagenesis. Authors of the article in order proves action to time of staying sedimentary rocks to catagenetic processes conducted in concrete factice materials specially investigation, which disclosed scole alterations of sedimentary rocks in stratisfere. For standing task has been used comparative analysis of catagenesis the example of permo-triassic rocks of Southn Manqishlak and fraqmental lastern precaucasus and Pliocene deposits of western boart of South Caspian. In result as clear up, that comparative analysis triass-paleozoic deposits of South Manqishlak from hard geothermal cjnditions and longet staying in zones of catagenesis (200…250 Ma) even a small depth (2500…3000 M) sedimentary rocks have examinate all the zones of catagenesis. The young Pliocene deposits of western boart of South Caspion from weakly thermal regime (geothermal gradient % 20 0C/100 M) and in ungreatly time (5.0 Ma) staying in zones of catagenesis clay rocks are in brone cool stage (PK1-2) of catagenesis.

Текст научной работы на тему «СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ КАТАГЕНЕЗА В ЭКРАНИРУЮЩИХ ГЛИНИСТЫХ ПОРОДАХ В ДРЕВНИХ (ТРИАС-ПАЛЕОЗОЙ) И МОЛОДЫХ (НИЖНИЙ ПЛИОЦЕН) ОТЛОЖЕНИЯХ ЮЖНОГО МАНГЫШЛАКА И ЗАПАДНОГО БОРТА ЮЖНОГО КАСПИЯ»

14. Mathematical modeling of the state of the battery of electric trucks / N.V. Martyushev [et al.] // Mathematics. 2023. 11. 536. DOI: 10.3390/math11030536.

15. Efremenko E.A. Investigation of the possibility of reducing the manufacturing accuracy of cycloidal gear wheels with intermediate rolling elements and a free separator. Appendix. Sci. 2022. 12. 5. DOI: 10.3390/app12010005.

УДК 552.16

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ КАТАГЕНЕЗА В ЭКРАНИРУЮЩИХ

ГЛИНИСТЫХ ПОРОДАХ В ДРЕВНИХ (ТРИАС-ПАЛЕОЗОЙ) И МОЛОДЫХ (НИЖНИЙ ПЛИОЦЕН) ОТЛОЖЕНИЯХ ЮЖНОГО МАНГЫШЛАКА И ЗАПАДНОГО БОРТА ЮЖНОГО КАСПИЯ

Ч.М. Халифазаде, З.Дж. Эфендиева, Н.Г. Валиев, С.Я. Гамашаева-Мурадова

Явление катагенеза в стратисфере играет важную роль в изменении и формировании осадочных пород и осадочных полезных ископаемых. Прежде всего при погружении осадочных бассейнов в большие глубины естественно слагающие их осадочные пород под действием термобарических факторов дегидрадируются и уплотняются. При этом обломочные, карбонатные и глинистые породы теряют полезные петрофизические свойства. Под влиянием термобарических факторов породообразующие минералы как кварц-фельдшпаты и карбонаты эродируются, разрушаются, а в противоположном направлении происходит преобразование терригенных и карбонатных минералов на новые минералы. При катагенезе в интенсивности катаге-нетических процессов определенную роль играют исходный состав осадочных пород и продолжительность время пребывания их в зонах катагенеза. Авторы статьи чтобы доказать воздействие времени пребывания осадочных пород на катагенетические процессы провели на конкретном фактическом материале специальные исследования, раскрывавшиеся масштабы изменения осадочных пород в стратисфере. Для поставленной цели были использованы сравнительный анализ катагенеза на примере пермо-триасовых пород Южного Мангышлака, частично Восточного Предкавказья и плиоценовых отложений Западного борта Южного Каспия. В результате сравнительного анализа выяснялось, что триас-палеозойские отложения Южного Мангышлака из-за жесткого геотермического режима и длительного пребывания в зонах катагенеза (200...250 Ма) даже в малых глубинах (2500...3000 м) породы испытали все зоны катагенеза и естественно их нефтепроизводящий потенциал полностью реализован. Молодые плиоценовые отложения Западного борта Южного Каспия из-за слабого теплово-горежима (геотермический градиент - 0,6.2,0 0С/100 М) и в незначительном времени (5,0 Ма) пребывания в зонах катагенеза их глинистые породы еще находятся в буро-угольной стадии (ПК1-2) катагенеза. В этом случае даже наличие достаточного количества Сорг. в них их нефтепроизводящий потенциал не может быть осуществлен.

Ключевые слова: трансгрессия, регрессия, Палеоволга, макроцикл, денудация, пустынная равнина, аридный климат, гумидный литогенез, литораль, сублитораль, стратисфера.

Введение

Явление катагенеза в стратисфере как важнейший этап литогенеза играет ведущую роль в изменении и формировании осадочных пород и осадочных полезных ископаемых.

Понятие катагенеза как основного этапа развития литогенеза при погружении осадочных бассейнов и его механизм прохождения в стратисфере под воздействием термобарических процессов впервые в бывшем СССР разработаны академиком Н.М. Страховым. В дальнейшем изучение катагенеза и его роли в генерации нефти и газа в нефтематеринских породах принадлежит выдающему русскому учёному профессору Н.Б. Вассо-евичу.

Интересно то обстоятельство, что в западных странах, особенно в Англии и США, впервые родилась седиментология и широко поставлены седиментологические исследования в вузах, научно-исследовательских центрах. Однако в этих промышленных странах понятие катагенеза и его седиментологическая, геохимическая сущность, разработанная русскими учёными, не нашла себе достойное место в исследованиях. Они вместо понятия катагенеза использует термин диагенеза, под которым понимают большой объем седиментологических процессов, начиная от времени формирования осадков на дне водоемов до их превращения в метоморфиче-ские породы. В этом случае при погружении осадочных бассейнов изменения и формирования осадочных пород и осадочных полезных ископаемых, влияния катагенеза и его сущность остаются не раскрытыми.

Большие заслуги в развитии проблемы катагенеза осадочных пород принадлежат Н.М. Страхову, Н.Б. Вассоевичу, А.З. Капиловичу, А.М. Ак-рамходжаеву и N. Bostick, G.N. Qoster и их последователям [1 - 6].

Катагенезом называется совокупность термодинамических и физико-химических процессов, изменявшихся и преобразующихся осадочных пород при погружении осадочных бассейнов в большие глубины. Интервал времени от начала таких преобразований до превращения осадочных пород в метаморфические именуется стадией катагенеза. Пространства, при которых происходят изменения и преобразования осадочных пород, называются зоной катагенеза.

При изменении и преобразовании осадочных пород и осадочных полезных ископаемых в зонах катагенеза активная роль принадлежит ли-тостатистическому давлению (PL), температуре (Т), вернее, геотермическому градиенту (gw). Прежде всего, под действием термобарических факторов осадочная порода дегитратируется и уплотняется, теряются открытые поровые пространства обломочных и глинистых пород. Под действием геостатического давления такие породообразующие минералы, как кварц, фельдшпаты, карбонаты, эродируются, разрушаются, и происходит преобразование обломочных минералов. Кроме того, на интенсивность преобразования минералов при катагенезе немаловажную роль оказывают

исходный состав осадочных пород и время пребывания их в зонах катагенеза. Так, например, если исходный состав пород представлен вулканоген-но-осадочными образованиями, имеющими относительно низкую температуру и давление, происходит преобразование в сеолиты, глинистые минералы, карбонаты.

Сравнительный анализ катагенеза в древних пермо-триасовых и молодых плиоценовых отложениях

Чтобы доказать воздействие времени пребывания осадочных пород в стратисфере на катагенетические процессы, авторы провели на конкретном геологическом материале специальные исследования, тем самым раскрыв масштаб изменения осадочных пород, время их пребывания в зонах катагенеза. Для этого были использованы пермотриасовые породы Южного Мангышлака, частично Восточного Предкавказья и плиоценовые отложения Западного борта Южного Каспия. На рис. 1 показана схематическая карта Каспийского моря с объектами катагенетических исследований.

На объектах исследования в обоих регионах брали глинистые породы, поскольку по справедливому выражению Н.Б. Вассоевича, «Глины являются геологическими термометрами, барометрами в стратисфере». Итоги экспериментальных исследований, а также результаты сравнительных экспериментальных, исследований древних и молодых глинистых пород в зонах катагенеза были показаны в табл. 1 - 3. Связь давления и температуры с коэффициентом уплотнения и сокращение открытой пористости представлены на рис. 2, 3. В качестве шкалы катагенеза использованы разработки Н.Б. Вассоевича и М.И. Амосова, которые в настоящее время являются общепризнанными [7 - 8].

Для проверки влияния термобарических факторов, процессов уплотнения глинистых пород и время пребывания их в зонах катагенеза, а также интенсивности катагенетических процессов в стратисфере была использована гелефицированная часть угольного вещества - ^йппйе". Этот компонент очень чувствительный в изменении термобарических факторов окружающей среды. Угольное вещество очень чувствительно на действия палеотемператур и давления окружающей среды горных пород. И не случайно немецкий углепетрограф Тайхмоллер назвала процесс углефикации растительных остатков в стратисфере геологическим термометром угольного вещества. Под действием термобарических факторов в стратисфере vitrmit подвергается стадиальным изменениям за счет накопления в нем карбона и снижения летучих компонентов %).

В зоне катагенеза сверху вниз бурые угли сменяются каменными, одновременно происходит увеличение показателя отражения. Оно связано с глубокими молекулярными перестройками ОВ, с изменением его физических и химических свойств под воздействием давления и температуры. В этом контексте маркировки углей на бурые (Б) длиннопламенные (ОД), газовые (Г), жирные (Ж), коксовые (К), стощенно-спекающиеся (ОС), тощие

(Т), полуантрациты (ПА), антрациты (А) разработаны при детальном изучении углей Донецкого карбона.

Рис. 1. Схематическая карта Каспийского моря с указанием объектов

исследования

Такую мотивацию Н.Б. Вассоевич положил в основу составления шкалы катагенеза. Температура, приводящая к возрастанию степени угли-фикации, изучалась И.И. Амосовым и В.Н. Горшковым. Выбрались осадочные бассейны, где современная температура была близка к максимальным палеотемпературам.

При этом был использован термин «термогенез» для обозначения процессов изменения ОВ углей и минеральных веществ осадочных пород под воздействием тепловых потоков (табл. 1).

Понятие «марки угля» - буквенное обозначение разности угля, которая включает комплекс технологических свойств. Для использования уг-лемарочной классификации при разработке шкалы катагенеза были использованы некоторые их свойства, такие как состояние тканей, величина Ra, Ro витринита, а в группе химических признаков - количество углерода %) и выход летучих компонентов %).

Таблица 1

Соотношение палеотемператур регионального термогенеза _и отражательной способности витринита [9]_

Стадии уг- 10 Ra T ^ угли- Стадии 10 Ra Палеотемперату-

лификации Услов- фикации углифика- Услов- ра углификации

ные (не менее) ции ные в 0С (е менее)

единицы единицы

71 95 91 190

72 100 92 195

I 73 110 IV 93 200

74 115 94

75 120 95 205

96

97 210

76 125 98

77 130 99 215

78 135 100

79 140 101 230

II 80 145 102

81 150 V 103 215

82 155 104

83 160 105 230

84 165 106 107 108 235

III 85 86 87 88 89 90 170 175 180 185 190 VI 109 110 250

Низшим членом углецированного рода гумусовых углей являются мелкие землистые бурые угли (Б1). На этой стадии в отличие от торфа землистые бурые угли не режутся ножом. Они всегда содержат гумусовую кислоту в количестве 2 %, текстура их неслоистая. Еще несколько предложений о стадиях образования витринита в бурых углях. Последний был использован для определения зоны катагенеза в древних и молодых отложениях Южного Мангышлака и Западного борта Южного Каспия. Твердые матовые бурые угли (Б2) имеют цвет от светлого до тёмно-коричневого и характеризуются появлением неотчётливой слоистости. В матовых углях возрастает гелефикация и отмечается много витринитов. Под микроскопом гумусовое вещество характеризуется однородной массой. В твердых блестящих углях (Б3) гелефикация полностью завершается, и переходит к образованию макрокомпонентов группы витринита, их обособляет четкая слоистость угольного вещества. В основной массе твердых блестящих углей количество витринита резко уменьшается.

Ниже в табл. 1 дается соотношение палеотемператур регионального термогенеза и отражательной способности витринита [9], где очень ясно видна связь стадии углификация с отражательной способностью витринита и с палеотемпературой прогибавшегося бассейна седиментации. Табл. 1 была взята в основу для сравнительного анализа отражательной способности витринита, палеотемпературы, коэффициента уплотнения пермо-триаса Южного Мангышлака, плиоцена западного борта Южного Каспия. Скудность определений Ra витринита связана с аридным климатом раннего плиоцена, когда растительный и животный мир был подавлен.

Приведены табличные и графические материалы, которые получены в результате лабораторных исследований (табл. 2 - 4, рис. 2 - 4).

В табл. 2 представлена модель катагенеза для обломочных и карбонатных пород в триас-верхнепалеозойских отложениях Южного Мангышлака. В Мангышлаке определили зоны катагенеза для нефтеносных обломочных и карбонатных пород, а глины здесь представлены плотными аргиллитами и черными глинистыми сланцами. Результаты, приведенные в табл. 2, характеризуют модель катагенеза, поскольку в последней даны параметры термобарических фактов, которые нашли свое отражение в итоговом геологическом документе. При этом были установлены (табл. 2) глубины залегания исследуемых образцов (3000 - 5000 м) и приведены современная температура и палеотемпература указанных глубин.

Отражательная способность витринита в табл. 2 дана в двух величинах ^ и R0). Приведены средние показатели коэффициентов уплотнения и открытой пористости. Показана шкала катагенеза в образцах данных глубин и увязаны с этими глубинами и зонами катагенеза петрофизические типы природных резервуаров.

Палеотемпература сильно отличается от современной температуры этих глубин (табл. 2). Геотермический градиент в пределах пермо-триасовых толщ очень жесткий и составляет 3,0 °С /100 м [10]. По параметрам отражательной способности витринита для пермо-триасовых отложений Южного Мангышлака составлена шкала катагенеза, которая начинается от 3000 м до глубины 5000 м. При этом шкала катагенеза изменяется в пределах МК2 до АК4, последняя зона катагенеза уже характеризует зону регионального метаморфизма. Для ясности катагенетиче-ских изменений пермо-триасовых пород в табл. 2 даны изменения с глубиной залегания, коэффициент уплотнения и открытой пористости пород, а также изменение петрофизических типов терригенных и карбонатных природных резервуаров триас-палеозойских отложений Южного Мангышлака и фрагментально Восточного Предкавказья.

Теперь следует дать некоторые пояснения относительно зоны катагенеза и сопутствующих физических параметров по глинистым породам для плиоценовых отложений Западного Борта Южного Каспия.

Здесь геотермический режим и другие термодинамические факторы между Апшеронским и Бакинским архипелагами носят индивидуальный характер. Поэтому создана катагенетическая модель для каждой тектонической зоны в отдельности (табл. 3, 4).

В табл. 3 составлены зона катагенеза и сопутствующие физические, литологические параметры для ряда месторождений Апшеронского архипелага. Из-за аридного климата обнаружили витринит в одной пробе на глубине 5 км, отражательная способность которой составляет 70 %. На глубине 5 км низкое значение Ra витринита подтверждается относительно низким уровнем современной температуры, которая составляет 97,4 0С. Геотермический градиент для Апшеронского архипелага составляет 2 0С/100 м, а в Бакинском архипелаге еще ниже 0,6 0С/100 м. Эти низкие значения геотермического градиента подтверждаются (табл. 3) слабым коэффициентом уплотнения (8,8) и сравнительно повышенной пористостью для глубины 5 км. По этой глубине в ассоциации глинистых минералов доминирует гидрослюда 2 м, а содержание смектитов упало до 20.. .25 %.

Из табл. 3 видно, что в западном борту Южного Каспия плиоценовые отложения находятся в начальной стадии протокатагенеза (ПК1-2, ПК3). Это обусловлено низким геотермическим градиентом и малым временем пребывания (5 Ма) пород в зонах катагенеза. В этих условиях даже при наличии достаточно количества ОВ в глинах раннего плиоцена Южного Каспия нефтегазообразование не представляются возможным.

Эти выводы опровергают утверждение К.М. Керимова, М.Б. Хеиро-ва, что нефть и газ образовались в глинах продуктивной толщи [11 - 13].

Теперь сделаем сравнительный анализ зоны катагенеза в плиоценовых отложениях тектонической зоны Бакинского архипелага (табл. 4).

В табл. 4 даны необходимые параметры глинистых толщ Бакинского архипелага, которые очень важны для определения состояния шкалы катагенеза. В месторождениях Бакинского архипелага удалось определить на двух глубинах отражательную способность витринита. Эти определения достаточны для изучения состояние термогенеза ОВ и шкалы катагенеза в глинистых толщах Бакинского архипелага.

В табл. 4 наряду с РL даны значения порового давления на шести глубинах. Эти данные характеризуют состояние катагенеза тектонической зоны Бакинского архипелага, где в разрезах доминируют глинистые толщи

[14].

Модель катагенеза для обломочных и карбонатных пород в триас-верхнепалеозойских отложениях Южно-Мангышлакского нефтегазоносного региона

Глубина, м Т°С глубины залегания природных резервуаров Отражательная способность вит-ринита Коэффициент уплотнения Кб КП средний, % Шкала катагенеза Петрофизические типы природных резервуаров

Современная температура, °С Древняя температура, °С Ra R°

Триас

3000 90 175 86 88 89 80 0,49 1,05 0,09 0,76 0,91 9,0 МК2 Порово-трешиновые Коверно-трешиновые

3250 97 180 80 0,76 0,93 8,0 МК3 Порово-трешиновые

3500 105 180 - - 0,94 6,0 МК3 Порово-трешиновые

3750 112 195 87 1,06 0,95 5,0 МК3 -//-//-//-

4000 120 195 88 1,06 0,96 4,0 МК4-5 Трешиновые

4350 128 190 91 1Д7 0,97 3,0

4500 135 205 96 1,31 0,97 3,0

Верхний палеозой

4750 145 235 106 2,04 0,98 2,0 АКЬ2

5000 160 250 116 2,5 0,98 0,9 АК4

Зона катагенеза е глинистых породах отложений нижнего плиоцена (продуктивная толща)

Зона катагенеза по Н.Б.Вассое-вичу Глубина залегания, м Современная темпера-тура, °С Литостати-ческое давление, МПа Поровое давление, МПа Отражательная способность витринита Яа, % Средняя пористость, КР, % Коэффициент уплотнения Кб Парагенезис гдинистых минералов

РК1-2 1000 27,6 20,0 11,0 - 25,0 0,75 Гидрослюда-1М,1мд,2Мл 20... 30% Са -смектит -50.. .60 % Каолинит - 6... 10 % Хлорит-5... 10%

2000 47,0 44,0 22,0 - 21,0 0,81 Гидрослюда-2М1 20... 30 % Са -смектит - 40... 50 % Каолинит - 10... 15 % Железистый хлорит - 5... 10 %

3000 64,6 72,0 34.0 - 15,0 0,89 Гидрослюда-2М1 30.. .40 % Са -смектит -3 5... 45 % Каолинит - 10...20 % Железистый хлорит - 5... 10 %

4000 81,0 100,0 46,0 - 13,0 0,87 Гидрослюда-2М1 45... 65 % Каолинит-20...30 % Железистый хлорит - 10.. .20 %

РКз 5000 97,4 130,0 56,0 7,0 12,0 0,88 Гидрослюда-2М1 50...60 % Са -смектит -20... 30 % Каолинит - 5... 10 % Железистый хлорит - 5... 15 %

6000 113,8 162,0 68,0 - 9,0 0,90 Не изучены

Таблица 4

Зона катагенеза в глинистых породах продуктивной толщи нижнего плиоцена Западного борта

Южного Каспия (месторождения остров Булла-Булла дениз, Бахар Бакинского архипелага)

Зона кате-ге-неза по Н.В.Вассо-евичу Глубина отбора проб, в м. Современная температура, °С Литостати- ческое давление, в МПа Поровое давление в МПа Содержание витринита, % Открытая пористость в, Яа % Коэффициент уплотнения Кб Парагенезис глинисты минералов

РК-1 1500 30,0 30,5 19,0 - 22,0 0,77 Гидрслюда 1 МДМс! 2М1 20, 30 % Са - смектит - 50... 60 % Каолинит - 5... 10 % Хлорит-5... 10%

2000 46,0 40,4 25,0 - 18,0 0,81 Гидрслюда 1 МДМс! - 30 % Са - смектит - 30... 40 % Каолинит - 10...20 % Железистый хлорит - 5... 10 %

3000 59,4 69,0 40,0 54 16,0 0,84 Гидрслюда 1 МДМс! -10 % Са - смектит - 50... 60 % Каолинит - 10...20 % Хлорит-5... 10%

4000 71,7 96,0 63,0 58 14,0 0,85 Гидрслюда 1 М,1Мс1 -35 % Са - смектит - 25... 35 % Каолинит - 15... 25 % Железистый хлорит - 5... 10 %

5000 83,2 125,0 114,0 - 110 0,87 Гидрслюда 1 МДМс! - 35 % Са - смектит - 50... 60 % Каолинит - 5... 10 % Железистый хлорит - 5... 10 %

РК2 6000 93,3 156,0 114,0 - 11,0 0,88 Гидрслюда 1 М - 20... 30 % Са - смектит - 40... 50 % Каолинит - 15...20 % Хлорит-5... 10%

Преднамеренно даны для каждого интервала глубин парагенезис ассоциации глинистых минералов. В отличие от месторождений Апшерон-ского архипелага в ассоциации глинистых минералов доминирующее место занимают Са - смектиты (50...60 %), которые при дегидратации создают в глинистых толщах аномальное поровое давление. Второе место среди глинистых минералов составляют аутигенные гидрослюды - 1 М и 1Мё. В отличие от Абшеронского архипелага содержание аллотигенных гидрослюд 2М1 ничтожно мало.

В Бакинском архипелаге из-за доминантной роли глинистых слоев в разрезах значение геотермического градиента составляет 0,6 0С/100 м. Поскольку для развития катагенеза очень важны жесткость геотермического режима и высокое значение теплового потока недра. Для этого изучали термограммы 7 скважин месторождений Бахар и Булла-дениз (рис. 2).

Термограммы всех скважин ясно указывают, что на глубинах 300 -4000 м геотермический градиент составляет 40.50 0С. Такая низкая температура в указанных глубинах характерна для древних платформ и щитов и связана с изолирующей ролью глинистых толщ. Далее, на глубине 5000.6000 м (рис. 2), температура всех скважин показывает 90 0С. Только температура скв.73 достигает до 100 0С на глубине 6000 м - месторождение Бахар (рис. 2).

Таким образом, комплексное изучение зон катагенеза в месторождениях Бакинского архипелага показало низкий уровень шкалы катагенеза.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Глинистые породы в разрезах Бакинского архипелага в отличие от пород триаса и верхнего палеозоя Южного Мангышлака слабоуплотнены (рис. 3).

Рис. 2. Термограммы скважин, пробуренных на площадях месторождений Бахар и Булла-дениз Бахар: 1 - скв. 73; 2 - скв. 51; 3 - скв. 56; 4 - скв. 42; 5 - скв. 40. Булла-дениз: 6 - скв. 21; 7 - скв. 56

1 ООО -Г-

2000- \ \\ V \з

зооо- ^ 1 2 \ \

ю 1 ~ \ \

4000-1 ' \ \ 1

5000-1 \\

6 ООП 1 П ~7 < \ \\

и. /О 0.80 0.85 ООО 0.95

Рис. 3. Уплотнение мезозойских и плиоценовых глинистых покровов в переделах Южного Мангышлака Восточного Предкавказья и Западного борта Южного Каспия: 1 - глинистые покровы (Экраны) продуктивной толщи Бакинского архипелага; 2 - глинистые покровы триаса Южного Мангышлака;

3 - глинистые покровы триаса Восточного Предкавказья

В Восточном Предкавказье уплотнение пород составляет 100 %, а в разрезах месторождений Бакинского архипелага не превышает 85 %. На рис. 4 показаны коэффициенты уплотнения и изменения пористости палеозойских, мезозойских и плиоценовых глинистых покровов Восточного Предкавказья, Южного Мангышлака и плиоцена Западного борта Южного Каспия.

Рис. 4. Изменение уплотнения и пористости палеозойских, мезозойских и плиоценовых глинистых экранов в пределах Южного Мангышлака Восточного Предкавказья, Западного борта Южного

Каспия:

1 - смектитовые глины продуктивной толщи Бакинского архипелага;

2 - смектит-гидрослюдистые глины триаса Восточного Предкавказья;

3-триасовые гидрослюдистые глинистые покровы Восточного Предкавказья; 4 - карбонатные гидрослюдисто-каолитовые глины Южного Мангышлака; П - песчаный горизонт в продуктивной толще Бакинского архипелага; а - коэффициент уплотнения; б - коэффициент пористости

Из рис. 4 видно, что глинистые породы триаса Восточного Предкавказья на глубине 4000 м полностью уплотняются и их пористость составляет 0,5 %. Коэффициент уплотнения смектитовых глин на глубине 6000 м плиоцена Бакинского архипелага (рис. 4) составляет 85 %, а на указанной глубине пористость глинистых пород составляет 20.25 %. Такие резкие различия коэффициентов уплотнения и пористости в разрезах месторождений Бакинского архипелага обусловлены чрезвычайно низким

геотермическим градиентом глинистых толщ плиоцена Бакинского архипелага и их пребывания в зоне катагенеза.

Выводы

Сравнительный анализ катагенеза триас-верхнепалеозойских отложений Южного Мангышлака и фрагментально Восточного Предкавказья, а также плиоценовых глинистых пород Западного борта Южного Каспия показал следующее.

1. Триас-палеозойские отложения из-за жесткого геотермического режима и длительного пребывания в зонах катагенеза даже в этих относительно в малых глубинах (2500 - 3000 м) испытали все зоны катагенеза, и, естественно, их нефтегазопроизводящий потенциал полностью реализован.

2. Молодые плиоценовые отложения Западного борта Южного Каспия из-за слабого теплового режима (геотермический градиент 0,6...2,0 0С/ 100 М) и незначительного времени пребывания в зонах катагенеза находятся в буроугольных стадии (ПК1-2) катагенеза, и даже если в них будет достаточное количество органических веществ, то его нефтега-зопроизводящий потенциал не может быть реализован.

3. Коэффициент уплотнения (К6) и открытой пористости в триас-палеозойских отложениях Южного Мангышлака на глубинах 4000 -5000 м имеет максимальное значение, и состояние катагенеза иллюстрируют переход в зону метагенеза, даже регионального метаморфизма.

4. В молодых плиоценовых отложениях Южного Каспия из-за слабого теплового режима и небольшого геологического возраста глинистые породы на глубинах 5000 - 6000 м слабо уплотнены и в них сохраняется высокое значение Кп. Этому способствуют несколько факторов, во-первых, мощные глинистые толщи плиоцена изолируют конвективный и кондуктивный тепловой поток наверх, во-вторых, высокое значение Са-смектитов (50.60 %) в ассоциации глинистых минералов за счет обильной дегидратации обеспечивает в глинистых толщах высокое поровое давление, что задерживает их уплотнение и обеспечивает сохранение в обломочных породах высокое значение Кп.

Список литературы

1. Страхов Н.М. Основы теории литогенеза. М.: Изд-во «Наука», 1960. Т. I. 260 с.

2. Вассоевич Н.Б. Избранные труды. Нефтегазоносность осадочных бассейнов. М.: Изд-во «Наука», 1988. 260 с.

3. Методы оценки нефти и газоматериснкого потенциала седимен-тов / Н.Б. Вассоевич [и др.] // Вестник МГУ. Сер. Геология. 1980. №6. С.92-98.

4. Капилович А.З. Зоны катагенеза по отражательной спасобности витринита // Советская геология. 1967. №3. С. 55-68.

5. Акрамходжаев А.М., Кудряков В.А. Некоторые аспекты объемно-генетического метода оценки прогнозных запасов нефти и газа// Проблемы геологии нефтяных и газовых месторождений Узбекистана. САИГИМС. 1979. Вып. 5.

6. Bostick N., Qoster G.N. Comparison of vitrinite reflectance in cauls and in kepogen of sanstones, shales and limestones in the same part sedimentary section // Petroqrafic matieke organical. relations paleotemperature. Paris. 1975. P.18-25.

7. Вассоевич И.Б. Нефтематеринский потенциал и его реализация в процессе литогенеза // Ресурсы энергетического сырья: Горючие ископаемые. 1980. С. 71-94.

8. Амосов И.И. Стадии изменения осадочных пород и парагенети-ческие отношения горючих ископаемых // Советская геология. 1961. №4. С.7-24.

9. Карнюшина Б.Е. Оценка катагенеза при литологических исследованиях нефтегазоносных бассейнов. М., 1986, 49 с.

10. Халифазаде Ч.М., Гурбанов В.Ш. Литолого-палеогеографи-ческий модель триас-палеозойских отложений Южного Мангышлака. Баку: Нафта пресс, 2003. 213 с.

11. Каримов К.М., Хеиров М.Б. Перспективы нефтегазоносности мезокайнозойских отложений Азербайджана. Баку: Нафта пресс, 2001. 470 с.

12. Катагенез и нефтегазоносность. Л.: Недра, 1981. 239 с.

13. Неручев С.Г., Вассоевич Н.Б., Лопатин Н.В. О шкале катагенеза в связи с нефтеобразованием // Сб. науч. тр. XXV Сессии. Междунар. геолог. конгресса. Горючие ископаемые. 1976. С. 47-62.

14. Халифазаде Ч.М. Стратиграфия, палеогеография и осадочные формации плиоценовых отложений Южного Каспия и Восточного Азербайджана. Баку: Изд-во Нафта пресс, 2022. 450 с.

Халифа-Заде Чингиз Музаффар, д-р геол.-мин. наук, проф., chingiz1931@,gmail.com, Азербайджанская Республика, Баку, Азербайджанский государственный университет нефти и промышленности,

Эфендиева Зарифа Джахангир, д-р наук, доц., zarifa.afandiyeva@asoiu.edu.az, Азербайджанская Республика, Баку, Азербайджанский государственный университет нефти и промышленности,

Валиев Нияз Гадым, д-р техн. наук, проф., scince@ursmu.ru, Россия, Екатеринбург, Уральский государственный горный университет,

Гамашаева-Мурадова Сабина Яшар, ассист., sabina.yashar@mail.ru, Азербайджанская Республика, Баку, Азербайджанский государственный университет нефти и промышленности

COMPARATIVE ANALYSIS OF CATAGENESIS IN SCREEN CLAY ROCKS IN AINCIENT TRIAS-PALEOZOIC AND YOUNG LOWER PLIRCENE DEPOSITS OF SOUTH MANGISHLAK AND WESTERN BOART OF SOTHIN CASPIAN DEPRESSION

Ch.M. Khalifazadeh, Z.J. Efendiyeva, N.G. Valiyev, S.Y. Gamashayeva-Muradova

The event of catagenesisi in stratisfere is plays main role in alteration and formation of sedimentary rocks and sedimentary useful minerals. The first of all under subsidence sedimentary fasins and sedimentary rocks lost petrophysics puculdrity under oction of thermobar-ic factors. Rockformation minerals as quartz feldshpats an carbonate take plays is erosive and distructive and in same time in contrary direction is condacts transformation terrigenous and carbonate minerals to new minerals.

Under catagenesis in the intensive catagenic processes determine role plays primery composition of sedimentary rocks and duration stay it's in the zone of catagenesis.

Authors of the article in order proves action to time of staying sedimentary rocks to catagenetic processes conducted in concrete factice materials specially investigation, which disclosed scole alterations of sedimentary rocks in stratisfere.

For standing task has been used comparative analysis of catagenesis the example of permo-triassic rocks of Southn Manqishlak and fraqmental lastern precaucasus and Pliocene deposits of western boart of South Caspian.

In result as clear up, that comparative analysis triass-paleozoic deposits of South Manqishlak from hard geothermal cjnditions and longet staying in zones of catagenesis (200...250 Ma) even a small depth (2500...3000 M) sedimentary rocks have examinate all the zones of catagenesis. The young Pliocene deposits of western boart of South Caspion from weakly thermal regime (geothermal gradient % - 20 0C/100 M) and in ungreatly time (5.0 Ma) staying in zones of catagenesis clay rocks are in brone cool stage (PK1-2) of catagenesis.

Key words: denudation, transgression, regression, paleovolga, microsycle, desert plane, arid clymite, humid lithogenezis, sublittoral, stratisfere.

Khalifa-Zadeh Chingiz Muzaffar, doctor of geol.-min. sciences, prof., chingiz1931@gmail.com, Azerbaijan Republic, Baku, Azerbaijan State Oil and Industry University,

Efendiyeva Zarifa Jahangir, doctor of sciences, assoc., zarifa. afandiyeva@asoiu. edu. az, Azerbaijan Republic, Baku, Azerbaijan State Oil and Industry University

Valiev Niyaz Gadym, doctor of technical sciences, prof., scince@ursmu.ru, Russia, Yekaterinburg, Ural State Mining University,

Hamashayeva-Muradova Sabina Yashar, assistant, sabina.yashar@mail.ru, Azerbaijan Republic, Baku, Azerbaijan State Oil and Industry University

Reference

1. Strakhov N.M. Fundamentals of the theory of lithogenesis // Nauka Publishing House, Moscow. 1960. T. I. 260 p.

2. Vassoevich N.B. Selected works. Oil and gas content of sedimentary basins // Nauka Publishing House, 1988. 260 p.

3. Methods of assessing oil and gas-material potential of sediments / N.B. Vassoevich [et al.] // Bulletin of the Moscow State University. Ser. Geologiya. 1980. No.6. pp.92-98.

4. Kapilovich A.Z. Catagenesis zones by the reflective safety of vitrinite // Soviet geology. 1967. No. 3. pp. 55-68.

5. Akramkhodzhaev A.M., Kudryakov V.A. Some aspects of the volumetric-genetic method for estimating forecasted oil and gas reserves// Problems of geology of oil and gas fields of Uzbekistan. SAIGIMS. 1979. Issue 5.

6. Bostick N., Qoster G.N. Comparison of vitrinite reflection in cauls and in kepogen of sanstones, shales and limestones in the same part sedimentary section // Petroqrafic mat-ieke organic. relations paleotemperature. Paris. 1975. P.18-25.

7. Wassoevich I.B. Oil-producing potential and its realization in the process of litho-genesis // Resources of energy raw materials: Combustible searchable. M. Nauka. 1980. pp. 71-94.

8. Amosov I.I. Stages of sedimentary rocks change and paragenetic relations of combustible fossils // Sovetskaya geologiya, 1961. No. 4. pp.7-24.

9. Karnyushina B.E. Assessment of catagenesis in lithological studies of oil and gas basins. M.: 1986, 49 p.

10. Khalifazade Ch.M., Gurbanov V.Sh. Litho-paleogeographic model of the Triassic - Paleozoic deposits of Southern Mangyshlak. Baku: Nafta Press Publishing House, 2003. 213 p.

11. Karimov K.M., Kheirov M.B. Prospects of oil and gas potential of Mesocainozo-ic deposits of Azerbaijan // Nafta Press, Baku. 2001. 470 p

12. Catagenesis and oil and gas potential. L.: Nedra, 1981. 239 p.

13. Neruchev S.G., Wassoevich N.B., Lopatin N.V. On the katag-nez scale in connection with oil formation // Sb. nauch. tr. XXV session. Between-nar. geologist. congress. Combustible fossils. M.: Nauka, 1976. pp. 47-62.

14. Khalifazade Ch.M. Stratigraphy, paleogeography and sedimentary formations of Pliocene deposits of the Southern Caspian and Eastern Azerbaijan. Baku: Nafta Press Publishing House, 2022. 450 p.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.