CC BY
36
ГЕОГРАФИЯ И ГЕОЛОГИЯ
УДК 553.982.234 (1-925.22)
УСЛОВИЯ И МЕХАНИЗМЫ ФОРМИРОВАНИЯ ЛОВУШЕК МЕЖСОЛЕВОГО ТИПА В ПРЕДЕЛАХ АСТРАХАНСКОГО ПРИКАСПИЯ
© 2010 г. С.И. Мишанин
Астраханский государственный технический университет, Astrakhan State Technical University,
ул. Татищева, 16, г. Астрахань, 414025, Tatischev St., 16, Astrakhan, 414025,
astu@astu.org astu@astu.org
Описываются этапы палеогалокинеза, протекающие в пределах Кордонной и Саркызской мульд Астраханского Прикаспия в соответствие с историей геологического развития данного региона. Особое внимание уделяется времени и механизму формирования ловушки межсолевого типа.
Ключевые слова: межсолевые ловушки, соляной покров, палеогалокинез, соляные купола, соляные мульды, история геологического развития.
In this article described stages of paleohalokynesis processes within Kordonaya and Sarkyzskaya troughs of Astrakhan Precaspian in accordance with geological history. Special attention devoted to geological age and formation mechanism of intrasalt trap.
Keywords: intrasalt traps, salt canopy, paleohalokynesis, salt domes, salt troughs, history of geological development.
Характерной особенностью строения соляных диапиров в пределах северо-восточной периферии Астраханского свода, а также северо-восточной части Заволжского прогиба является наличие пластов переотложенной соли. Сейсмические исследования, проводившиеся Астраханской геофизической экспедицией с 1985 по 1989 г., выявили на Харабалинском участке и расположенном севернее Кордонном куполе внутрисо-левые толщи. Дальнейшее глубокое бурение подтвердило наличие соляных карнизов в пределах Георгиевской мульды и на Касьяновском соляном куполе. Соляные покровы прослежены на Кордонной, Харабалин-ской и Прибаскунчакской площадях. Отложения, залегающие под толщей переотложенной соли, как правило, имеют среднетриасовый возраст. Ловушки, генетически связанные с подобными соляными объектами, относятся к типу межсолевых. Межсолевые ловушки представляют собой разновидность литологически ограниченных ловушек, для которых характерно полное экранирование пород коллекторов соляным телом. Это типичные структуры соляного тектогенеза.
История поиска и разведки залежей углеводородов свидетельствует о высоких нефтегазовых перспективах объектов подобного типа. Это подтверждается открытием на соседних площадях юга Прикаспийской впадины месторождений, экранированных нижней плоскостью карниза (Новобогатинск, Жанаталан Восточный, Каратобе, Карашказган-Бектобан).
Поиск залежей углеводородов в ловушках межсолевого типа, расположенных в пределах территории Астраханского Прикаспия, выявил признаки нефтега-зоносности. Так, в ходе бурения скв. 1 Прибаскунчакской на отметке 3 904 м была выявлена пачка нефте
носных известняков среднего триаса мощностью порядка 1 000 м. Подобный разрез установлен и в скв. 1 Харабалинской, расположенной на северо-восточной периферии Астраханского свода, где под километровым слоем галогенных образований на глубине 3 271 м были получены прямые признаки нефтегазоносности.
Несмотря на обнаруженные признаки нефтегазо-носности, дальнейшие работы по поиску месторождений в пределах вышеописанных площадей не проводились. Недостаточная изученность объектов подобного типа вызывает ряд вопросов, связанных со временем формирования ловушки, механизмом образования соляного покрова и дальнейшей сохранностью залежи в последующие этапы галокинеза.
Для решения данных вопросов в статье приводится схема палеогалокинеза, поэтапно освещающая динамику развития соляных структур в соответствии с историей геологического развития Кордонной и Сар-кызской мульд.
Палеореконструкция галокинеза
Кунгурский век ознаменовался наступлением совершенно новых условий седиментации не только в юго-западной части Прикаспийской впадины, но и во всей впадине в целом. Резко изменилась соленость бассейна по сравнению с предыдущими этапами развития.
Согласно особенностям седиментации в пределах исследуемой территории в это время происходило накопление сульфатно-терригенных отложений. Судя по изменению мощностей нижней сульфатно-терригенной пачки четко видно, что формирования структур вследствие тектонических движений в это время не происходило [1].
Глубоководные условия накопления эвапоритовой формации, существовавшие в центральных районах впадины в начале кунгурского века, начиная с середины века сменялись на все более мелководные, характеризующиеся постепенным заполнением осадочным материалом и продолжающимся снижением темпа прогибания ее ложа. Аридность климата в это время приближалась к максимуму. На безусловную мел-ководность кунгурского бассейна в завершающей стадии его существования указывают залежи калийных солей в верхней трети разреза эвапоритовой формации.
Согласно расчетам, основанным на результатах сейсмических исследований, и структурным картам
кровли кунгурских отложений мощность соленосных отложений в пределах исследуемого региона составляла не менее 3 км.
Кордонная структура приурочена к северозападному склону Астраханского свода. Здесь дается ступенеобразное погружение кровли известняков башкирского возраста в северо-восточном правлении. Перепад высот составляет 2 км. Накоп-ние соленосных отложений происходило в условиях ступенеобразного рельефа, который слегка сгладился толщей ассельско-артинских отложений. Распределение объема соленосных отложений в условиях необразной поверхности происходило неравномерно (рисунок а).
Схема палеогалокинеза
В позднепермскую эпоху в пределах исследуемой территории установился континентальный режим седиментации. Осадконакопление происходило в условиях обширных аллювиальных равнин. Основным
источником сноса в рассматриваемую эпоху был ме-гавал Карпинского. Продукты разрушения орогена накапливались в предгорной области, а также в пределах крупных конусов выноса. Возможно, существо-
вало два конуса выноса - на юге левобережной и правобережной частей Астраханского свода, что и привело к развитию двух самостоятельных участков с преобладанием верхнепермских отложений [2]. Литоло-гически отложения представлены однородной толщей аргиллитов с прослоями алевролитов, песчаников и единичными прослоями ангидритов.
Накопление критической массы перекрывающих осадочных пород привело к активизации процессов галокинеза. Вес отложившихся осадков вызвал различие геостатической нагрузки, в результате чего пластичные соляные массы начали перемещаться из областей повышенного давления в зоны с пониженным давлением, формируя соляные структуры начальной стадии развития - соляные антиклинали. Большая мощность галогенных пород (не менее 3 км), а также постоянное увеличение мощности перекрывающих пород указывают на то, что соляные структуры обладали достаточным «соляным потенциалом» для того, чтобы последовательно развиваться в последующие формы. Стадия соляной антиклинали сменилась стадией роста соляных стен и массивов. Тенденция к горизонтальному перемещению сменилась вертикальными движениями, в результате чего соль приподняла верхнепермские образования. Ступенеобразное строение подстилающих пород послужило барьером, препятствующим дальнейшему горизонтальному движению соляных масс. В результате над такими ступенями формировались соляные стены и массивы (рисунок б).
Согласно структурной карте по кровле верхнепермских отложений, составленных А.Я. Бродским [2], через западную часть Кордонной мульды проходит северная граница отсутствия верхнепермских отложений. Южная граница проходит через Саркыз-скую мульду. Это может указывать на то, что данная область была приподнята растущим соляным массивом относительно смежной территории, вследствие чего верхнепермские отложения, накопившиеся в пределах соляного массива, подверглись денудации.
Таким образом, к концу пермского века в пределах исследуемой территории существовал единый соляной массив (рисунок в).
В раннетриасовую эпоху сохранились палеотекто-ническая и палеогеографическая обстановки, унаследованные от позднепермской эпохи. В ветлужское время седиментация происходила в условиях обширных мелководных пресноводных бассейнов, приведших к преобладанию глин в разрезе. Основным источником сноса по-прежнему являлся кряж Карпинского.
Условия осадконакопления в начале баскунчак-ского века оставались прежними. Дальнейшее прогибание бассейна привело к трансгрессии моря, и на значительной части территории исследования установились морские условия, способствующие накоплению карбонатного материала [3].
В конце раннетриасовой эпохи произошла регрессия морского бассейна. На большей части изучаемого района установились лагунно-континентальные условия с окислительной средой, способствующей образованию красноцветной толщи. Питающая провинция по-прежнему была приурочена к району кряжа Карпинского.
Среднетриасовая эпоха ознаменовалась усилением нисходящих движений, в результате чего установились условия морского бассейна. Здесь образовались органогенные известняки с подчиненными прослоями алевритового и глинистого материала. Питающие провинции в среднетриасовую эпоху сохранились прежними. В конце среднетриасовой эпохи морской бассейн отступил за пределы исследуемого региона, и вновь установились континентальные условия седиментации.
В позднетриасовую эпоху исследуемая территория, как и вся впадина, испытывала погружение, но не опускалась ниже базиса эрозии, все время оставаясь сушей. По всей вероятности, местным источником сноса была центральная часть Астраханского свода.
Принимая вышеописанные условия, рассмотрим процессы галокинеза, протекавшие в течение триасового периода. Анализ данных мощностей осадочных толщ, выполняющих мульды, указывает на высокое процентное содержание триасовых отложений (Кордонная - 46, Ашулукско-Георгиевская - 47, Саркыз-ская - 49 %). Это свидетельствует о том, что в течение триасового времени осадочный материал, сносимый со стороны кряжа Карпинского, накапливался в пределах соляного массива. Неравномерная мощность перекрывающих пород привела к перераспределению соляных масс, что выразилось в дифференциации единого соляного массива на отдельные мульды (рисунок г).
В среднетриасовое время континентальные условия осадконакопления в пределах исследуемой территории сменились морскими. Кордонная структура развивалась в шельфовых условиях. Отдельные соляные купола в ходе своего развития достигли уровня нейтральной плавучести. Дальнейшее развитие соляных структур зависело от рельефа и величины наклона поверхности.
Для зоны относительно горизонтального рельефа оказались характерными симметричные соляные тела. При достижении уровня нейтральной плавучести соляные массы начали растекаться симметрично, приобретая грибообразную форму.
Для зоны регионального наклона характерны наличие преобладающего направления экструзии соляных масс, морфологическая асимметрия, а также заметное влияние гравитационных сил на формирование соляных тел.
Согласно литолого-палеогеографической схеме среднетриасовой эпохи [1], в северо-восточном направлении наблюдается погружение шельфа. Растекающиеся соляные языки сползали под действием гравитационных сил в северо-восточном направлении. Наличие достаточного соленосного потенциала (в пределах Саркызской мульды соленосные отложения погрузились до глубины 5 км) привело к продолжительному росту и дальнейшему слиянию отдельных соляных языков с образованием к концу среднего триаса единого соляного покрова (рисунок д, е, ж).
Морской бассейн, существовавший в данное время, разделил юго-западную часть Прикаспийской впадины на две зоны. Так как к среднему триасу многие соляные тела достигли уровня нейтральной плавучести, развитие соляных структур в пределах зон протекало различно. Граница, разделяющая две зоны,
соответствовала береговой линии среднетриасового бассейна.
На рубеже позднетриасовой и раннеюрской эпох юго-западная часть Прикаспийской впадины испытала воздымание, в результате чего триасовые отложения в южной части впадины подверглись интенсивной денудации.
В раннеюрскую эпоху рассматриваемая территория представляла собой плоскую равнину, осложненную солянокупольными поднятиями. В байосский век происходило дальнейшее расширение морского бассейна, который перекрыл всю Прикаспийскую впадину. В позднеюрскую эпоху впадина испытывала прогибание и была перекрыта морским бассейном. В оксфордский и кимериджский века происходило дальнейшее углубление морского бассейна и накапливался карбонатный материал. В волжский век морская трансгрессия охватила почти всю Прикаспийскую впадину.
На рубеже позднеюрской и раннемеловой эпох восходящие движения привели к выводу рассматриваемой территории из-под уровня моря. Установившийся континентальный режим способствовал развитию денудационных процессов, вызвавших значительный размыв верхнеюрских отложений.
Анализ мощностей показывает, что в течение юрского времени продолжались процессы галокинеза. Соленосные массы отжимались из областей оттока в смежные соляные купола. Ашулукско-Георгиевская мульда выполнена отложениями юрского возраста на 8, Саркызская мульда - на 16, Кордонная мульда - на 12 % (рисунок з).
В течение всей раннемеловой эпохи начиная с ва-ланжинского века палеотектонические соотношения не претерпевали существенных изменений, палеогеографическая обстановка в основном сохранялась неизменной. Относительное постоянство минералогического состава нижнемеловых отложений свидетельствует о постоянстве источников сноса - Воронежской антеклизы и открытого Донбасса. Последующее ту-рон-коньякское время ознаменовалось одной из самых обширных трансгрессий, протекающих в позд-немеловое время. Происходило накопление карбонатных осадков, представленных известняками с редки-
Поступила в редакцию_
ми прослоями мергелей. Начиная с сантонского времени палеотектонические соотношения не претерпели существенных изменений. Широкое распространение верхнемеловых отложений и преимущественно карбонатный их состав говорят о преобладании нисходящих движений над восходящими.
Анализ мощностей свидетельствует, что в это время в пределах Кордонной мульды накопилось 42 % мощности осадочных отложений, что указывает на высокую активность процессов галокинеза (рисунок, и). Смежные территории также характеризуются относительно высоким содержанием меловых отложений: Ашулукско-Георгиевская мульда - 18, Саркызская - 20 %.
Отсутствие палеогеновых отложений в Кордонной мульде указывает на то, что рост соляных диапиров в пределах Кордонной структуры завершился к концу мелового времени (рисунок к).
В качестве заключения выделим основные этапы процессов галокинеза и формирования ловушки:
1. Ступенеобразное строение подстилающих пород повлияло на локализацию зон роста соляных структур в позднепермское время.
2. Рельеф «нейтральной плавучести» определяет морфологию соляных тел и пластов переотложенной соли.
3. Формирование ловушки межсолевого типа завершилось к концу среднего триаса.
4. В последующее время в пределах исследуемой территории сохранялись условия, благоприятные для формирования и сохранения залежей углеводородов.
Литература
1. Воронин Н.И. Особенности геологического строения и
нефтегазоносность юго-западной части Прикаспийской впадины. Астрахань, 2004. 164 с.
2. Пыхалов В.В. Геодинамическая модель формирования
земной коры и осадочного чехла Астраханского свода и ее значение для оценки фильтрационно-емкостных свойств карбонатных отложений по данным геофизических методов. Астрахань, 2008. 152 с.
3. Астраханский карбонатный массив. Строение и нефте-
газоносность / под ред. Ю.А. Воложа, В.С. Парасыны. М., 2008. 221 с.
21 июля 2009 г.
