К оглавлению

Опыт литолого-стратиграфического расчленения мезозойских отложений месторождения Озек-Суат

А.А. САФОНЦЕВ

В Озек-Суате многочисленными скважинами полностью пройдены меловые отложения; некоторыми из них вскрыты также юрские отложения. На глубинах 3320-3498 м в скважинах были обнаружены метаморфизованные сильно дислоцированные сланцы, отнесенные по данным споро-пыльцевого анализа к карбону. Мезозойские отложения по литологическим признакам и отчасти по фауне расчленяются снизу вверх на четыре толщи: 1) преимущественно терригенные отложения, отнесенные предположительно к средней юре; 2) терригенно-карбонатные отложения неокома; 3) терригенные аптские и альбские отложения; 4) карбонатные верхнемеловые отложения.

В тектоническом отношении Озек-Суат является типичным платформенным поднятием с амплитудой около 50 м (рис. 1). На структурной карте по отражающему сейсмическому горизонту в кровле верхнемеловых отложений Озек-Суат вырисовывается как одно из осложнений общего равномерного воздымания меловых отложений в северном направлении [1].

Для составления геологических разрезов отдельных скважин и детальной послойной увязки их в единую литолого-стратиграфическую схему были взяты за основу разрезы семи скважин, расположенных равномерно по площади и наиболее обеспеченных керновым и промыслово-геофизическим материалами. Макроскопическое описание керна, выполненное геологами Озек-Суатского промысла, было уточнено отдельными петрографическими анализами (Петрографические анализы выполнены петрографом треста Грознефтеразведка К.И. Смольяниновой). Керновый материал повторно изучался автором с одновременным просмотром диаграмм КС и ПС соответствующих скважин. На стандартной диаграмме кажущегося сопротивления (зонд В0,25А2,0М) и естественной поляризации (ПС) были показаны результаты литологического изучения разреза и встреченная фауна (Фауна определялась В.П. Ренгартеном, Т.А. Мордвилко, П. И. Ивахненко, Е.А. Хуциевой и др).

Вначале детальное сопоставление разрезов было выполнено по трем основным направлениям Озек-Суатского поднятия (см. рис. 1), а затем были рассмотрены разрезы осталыных скважин, вскрывших меловые отложения.

Литологические особенности, характер промыслово-геофизических материалов и охарактеризованность керном отдельных интервалов разреза Озек-Суата различны. Этим обусловлена различная степень обоснованности составленной литолого-стратиграфической схемы. Юрские отложения сильно изменчивы и охарактеризованы керном недостаточно, поэтому пришлось ограничиться только наиболее вероятным вариантом их сопоставления. Отложения неокома представлены изменчивым чередованием песчаных, карбонатных и глинистых пород.

Послойная расшифровка отложений неокома базировалась в основном на керновом материале, так как эти отложения освещены кернами лучше, чем разрез юрских и апт-альбских слоев.

Верхнемеловые глинисто-карбонатные отложения хорошо подразделяются и коррелируются по кривым КС, ПС и ГК. Однако предлагаемое расчленение разреза несколько условно, так как верхнемеловые отложения охарактеризованы единичными образцами керна.

Возможность использования данных промысловой геофизики для стратиграфического расчленения разрезов скважин была показана еще при обработке разрезов первых опорных скважин на Русской платформе [2]. При этом данные промысловой геофизики использовались главным образом как средство прослеживания на большие расстояния пластов и горизонтов, фаунистически охарактеризованных в каком-либо одном разрезе. При расчленении аптских и альбских отложений Озек-Суата была сделана попытка выделить циклы осадкообразования, пользуясь комплексом промысловогеофизических, керновых и фаунистических данных.

При выявлении циклов осадконакопления можно исходить из основных положений теории осадочной дифференциации [3] и из связи циклов осадконакопления с колебательными движениями земной коры, выявляемыми путем анализа мощностей и фаций отложений [4, 5, 6, 7]. Н.Б. Вассоевич подчеркивает, что для расчленения разрезов важно изучать «не только черты сходства и различия толщ, но и тенденции в нарастании последних, чтобы установить характер их направленности и тем самым вскрыть закономерности поступательного развития процесса осадкообразования в данную эпоху на исследуемой территории» [6].

А.В. Казаков [7] при попытке выявления циклов (ритмов) и реконструкции по ним мезозойского палеорельефа Московской синеклизы в качестве главной объективной оценки фаций принял среднюю медиану кварцевых зерен. Он допустил, что в сравнительно мелководных равнинных платформенных мезозойских бассейнах гранулометрический состав осадка меняется строго пропорционально глубине.

Еще большее значение для подобных исследований имеет непрерывная характеристика гранулометрического состава отложений, которая может быть получена по данным промыслово-геофизических исследований.

В первую очередь следует обратиться к кривым естественной гамма-активности (ГК) и самопроизвольной поляризации (ПС), зависимость которых от содержания в породе тонкодисперсной фракции определенно установлена ранее [9, 10]. Известно также, что кривые ГК и ПС зависят и от других причин [9, 11]. Следовательно, чтобы воспользоваться кривыми ГК и ПС для выявления в определенном районе циклов осадконакопления, необходимо доказать, что конфигурация кривых ГК и ПС зависит главным образом от гранулометрического состава терригенных пород.

Сопоставление гранулометрического состава терригенных пород с кривыми ГК и ПС было выполнено для среднеальбских отложений [8]. Оно показало, что различные искажения, вносимые в кривую, не настолько значительны, чтобы нарушить прямую зависимость кривых от содержания в породе глинистых частиц. На рис. 2 сопоставление кривых ГК и ПС с гранулометрическим составом терригенных частиц (90 анализов) сделано для всей толщи альбских и аптских отложений по образцам керна различных скважин. Указанное сопоставление подтверждает для альбских отложений зависимость хода кривых от глинистости пород.

В отложениях апта Cr₁^aptl и Cr₁^apt2 отмечается совпадение общих тенденций упомянутых кривых в нижних частях разреза. В верхних частях разреза нижне- и верхнеаптских отложений кривые ГК и ПС не совпадают со сводной кривой глинистого состава пород, что объясняется значительной литологической изменчивостью аптских отложений по Озек-Суатской площади. Однако отмечается совпадение общего хода рассматриваемых кривых с кривой песчаной фракции. Такое соответствие общей конфигурации кривых гранулометрического состава ГК и ПС дает возможность судить по данным упомянутых кривых об относительном изменении по вертикали содержания в породе глинистых частиц, т.е. позволяет подметить тенденцию в изменении содержания пелитовых, алевритовых и более грубозернистых частиц. Чем больше в породе тонкодисперсных частиц, тем выше ее ГА и тем более положительны значения ПС и, наоборот, чем более грубозерниста терригенная порода, тем ниже ее ГА, более отрицательна ПС. Следовательно, если на кривой ГК или ПС провести их среднее значение, то в определенных интервалах разреза по величине и знаку общего отклонения этих средних кривых от вертикального положения можно уловить направленность процесса осадконакопления. Например, увеличивающаяся снизу вверх по разрезу грубозернистость терригенного материала будет указывать в общем случае на обмеление бассейна, т. е. на подъем его дна, что на кривых ГК и ПС будет отмечаться их общим отклонением от вертикали в определенную сторону.

Выбор интервала разреза, в пределах которого можно учитывать упомянутое выше общее отклонение средней кривой от вертикального положения, должен быть сделан с учетом фаунистических, литологических и других особенностей пород разреза. В рассматриваемом примере (рис. 2) в низах терригенной толщи нижнемеловых отложений были найдены Deshayesites cf. dechyi Рарр. (VIII пласт) и Aucellina gryphaeoides Sow. (I пласт), указывающие на принадлежность низов терригенной толщи к нижнеаптским, а самой верхней части терригенной толщи к верхнеальбским отложениям. Образцы керна указывают на более глинистый характер нижней части терригенной толщи (VIII-IV пласты включительно), для которой характерны в целом более темная окраска и более частое переслаивание пород. Известно также, что аптское время в районе северо-восточного Предкавказья ознаменовалось расширением морской трансгрессии [12]. Опорные скважины Джанай и Артезиан, расположенные в 150 км к северо-востоку от рассматриваемого района, вскрывают аналогичную терригенную толщу, которая по фауне и литологическому составу расчленяется на нижне- и верхнеаптские, нижне-, средне- и верхнеальбские отложения.

Изменения физических свойств по разрезам месторождения показывают (рис. 2 и 3), что терригенная толща, залегающая на размытой поверхности терригенно-карбонатных пород неокома, имеет в нижней своей части преимущественно песчаноалевритовый состав, а выше по разрезу представлена алевритово-глинистыми породами. Подобная тенденция уменьшения зернистости по разрезу нижнемеловых терригенных пород отмечается в крупном плане трижды, в пределах VIII и VII, VI и V и IV пластов. В верхней части нижнемеловых отложений наблюдается обратная тенденция: от III пласта к кровле II и в пределах I пласта грубозернистоеть пород нарастает, что проявляется на сводной диаграмме гранулометрического состава пород значительным увеличением процентного состава песчаной фракции, а на диаграммах физических свойств пород - увеличением отрицательных значений ПС и уменьшением гамма-активности. Мощности I и II пластов и более крупных комплексов по площади месторождения сильно колеблются, что происходит главным образом за счет выпадения верхних частей указанных пластов, свидетельствующего о размыве этих отложений (рис. 3).

Изложенное выше в совокупности с микрофаунистическими данными позволило расчленить терригенную толщу нижнего мела. В этих породах были найдены Deshayesites dechyi Рарр. (VII пласт) Dosinimeria parva Sоwerby var Padicumokensis Hоrd (VI пласт). Поскольку накопление нижне- и верхнеаптских, а также нижнеальбских отложений шло преимущественно при уменьшении грубозернистости осадков снизу вверх, а средне- и верхнеальбских отложений, наоборот, при увеличении грубозернистости, естественно связывать три нижних раздела с тремя неполными мезоритмами (циклами) [13], протекавшими преимущественно при углублении бассейна. Верхние два мезоритма, наоборот, протекали главным образом при обмелении бассейна, причем отложения, связанные с ними, в верхних своих частях определенно срезаны последующими размывами.

Следует указать на спорные моменты приводимого расчленения терригенной толщи и особенности накопления осадков верхнеальбского разреза.

1. Пока еще отсутствуют достаточно уверенные фаунистические данные, подтверждающие наличие отложений нижнего и верхнего альба. Возможно, что к нижнеальбскому возрасту следует относить не породы IV пласта, как показано на рис. 3, а породы III пласта, приурочивая к кровле IV пласта границу отложений апта и альба, поскольку на границе IV и III пластов, по-видимому, происходила смена знака колебательных движений от преимущественно нисходящих, которые сопутствовали накоплению аптских отложений, к преимущественно восходящим, при которых образовались породы альбского возраста.

2. В скв. 7 в подошве I пласта была найдена фауна плохой сохранности, которая вначале была определена как Deshayesites dechyi Рарр (Сr₂^apt), а затем как Hypacanthopeites palamiformis. На основании этой находки А.М. Серегин и О.П. Ярошенко [14] границу между аптским и альбским ярусами проводят по кровле II пласта. Однако такое положение указанной границы находится в противоречии с фактом нахождения в подошве III пласта (скв. 7, глубина 2899- 2904 м) альбской микрофауны и данными споро-пыльцевого анализа, приведенными упомянутыми авторами на сводном стратиграфическом разрезе, где (14, рис. 2) I и II пласты объединены в единый литолого-стратиграфический комплекс.

3. Общие трансгрессивные и регрессивные тенденции, отмеченные при накоплении пород аптского и альбского возрастов на кривых физических свойств, нарушаются различными частными изменениями состава пород. Такие изменения, по-видимому, связаны не только с ведущим фактором осадконакопления -- колебательным режимом того или иного участка Озек-Суатской площади, но и с другими особенностями осадконакопления, например с подводными течениями. Последние отмечаются в аптских отложениях появлением дополнительных песчаных прослоев, выклинивающихся к своду поднятия и в северо-западном направлении (рис. 3 и 4).

4. Отмечается общая тенденция увеличения грубозернистости вверх по разрезу верхнеальбских отложений; такая закономерность в интервале 2750-2660 м изменяется на обратную (рис. 3). Несмотря на это, верхняя граница верхнеальбеких отложений проведена в интервале 2590-2600 м, где отмечаются не только резкие изменения литологического состава пород, смена фауны, но и наличие размыва, приуроченного к кровле I пласта. Из этого видно, насколько важно выявление циклов осадконакопления при расчленении разреза производить в комплексе с рассмотрением физических свойств пород и геологических данных.

Совместный анализ промыслово-геофизического и геологического материала позволил составить геологические разрезы мезозойских отложений 24 скважин и увязать их послойно в единую литолого-стратиграфическую схему. При построении схемы были внесены следующие дополнения в существующие представления о мезозойском разрезе.

1. Помимо изученных ранее перерывов в осадконакоплении на границе юры и мела, нижнего и верхнего мела, установлены размывы, главнейшие из которых приурочены к границам юры и неокома, неокома и апта, среднего и верхнего альба и альба и сеномана. Основанием для этого заключения послужили анализ мощностей осадков, факты размыва верхних пластов отдельных горизонтов, наличие гальки, изучение фаунистических и литологических изменений пород. Ряд размывов отмечается также внутри отложений неокома (Фаунистические определения Г.Т. Пчелинцевой указывают на возможно юрский возраст нижней части отложений, относимых пока по микрофаунистическим определениям лаборатории треста Грознефтеразведка к отложениям неокома). В частности хорошо выражен размыв кровли XIII пласта.

2. Предполагавшийся размыв кровли карбонатных отложений, отнесенных к верхнему мелу, видимо, не имеет места, так как по разрезам всех скважин на кривых физических свойств в кровле этих отложений сохраняется характерная аномалия. Следовательно, существует постоянный раздел упругих свойств пород, приуроченный к кровле тонкого прослоя на границе верхнего мела и палеогена. Поэтому при интерпретации результатов сейсморазведки нельзя связывать отражающий горизонт с различными стратиграфическими горизонтами.

3.Произведены предварительное расчленение юрских отложений на пять условных горизонтов и их сопоставление с юрскими промышленно нефтеносными отложениями месторождения Зимняя Ставка, что расширяет перспективы прослеживания нефтеносности в сторону Озек-Суата.

4. Аптские отложения подразделены на две части, альбские - на три части.

5.Литолого-стратиграфические разрезы, составленные по различным сечениям, а также структурные карты, построенные по кровлям юры и мела, дополняют представление о тектоническом строении мезозойских отложений Озек-Суата.

По литологическим признакам физическим свойствам, а также по элементам тектоники в разрезе палеозойских и мезозойских пород Озек-Суата выделяются три крупных структурных этажа: нижний, охватывающий карбон, средний - юрские отложения и верхний - неоком, апт, альб и верхний мел. В основном карбонатный, метаморфизованный и сильно дислоцированный карбон с резким угловым несогласием покрывается немыми, с углом наклона до 2-3° терригенными породами с большим количеством углистого материала, отнесенными к средней юре. Мощности их значительно меняются. Структурные планы отложений карбона и юры резко отличны. Углы падения от юрских до верхнемеловых горизонтов уменьшаются и составляют для юры 2-3°, для неокома до 1°, для апта и альба 40-50' и для карбонатных отложений верхнего мела 20-30'. Своды поднятий по верхнему и нижнему мелу смещены относительно друг друга.

Выявление циклов осадконакопления при помощи данных промысловой геофизики (в первую очередь ГК при контроле отдельными анализами гранулометрического состава пород и фаунистическими находками по разрезу скважин может быть использовано для расчленения терригенных отложений апта и альба и в других сопредельных с Озек-Суатом районах Затеречной равнины.

Прослеживание циклов осадконакопления по Затеречной равнине в целом может помочь не только расчленению и сопоставлению между собой разрезов отдельных районов, но и выявлению происходивших здесь движений земной коры.

ЛИТЕРАТУРА

1. Викторов Б.Н., Юрченко Б.И. Основные черты тектоники северо-восточного Предкавказья по геофизическим данным. Прикладная геофизика, 14. Гостоптехиздат, 1956.

2. Долицкий В.П., Сафонцев А. А., Ципленков. Сопоставление девонских отложений Самарской Луки. Нефт. хоз., № 2, 1948.

3. Пустовалов Л.В. Петрография осадочных пород. Гостоптехиздат, 1940.

4. Белоусов В.В. Основные вопросы геотектоники. Госгеолиздат, 1954.

5. Жемчужников Ю.А. Цикличность строения угленосных толщ, периодичность осадконакоплений и методы ее изучения. Тр. ИГН АН ССР, вып. 1947.

6. Вассоевич Н.Б. Спутник полевого геолога-нефтяника. Гостоптехиздат, 1956.

7. Казаков А.В. Геотектоника и формирование фосфоритных месторождений. Изв. АН СССР, сер. геол., № 4, 1950.

8. Сафонцев А.А. Использование промысловой геофизики для выявления циклов осадконакопления на примере нижнемеловых отложений месторождения Озек-Суат. Разведочная и промысловая геофизика, вып. 19, 1957.

9. Дахнов В.Н. Интерпретация электрометрических исследований скважин. Гостоптехиздат, 1955.

10. Комаров С.Г. Геофизические методы исследования нефтяных скважин. Гостоптехиздат, 1952.

11. Перьков Н.А., Кортиков В. Н. Интерпретация диаграмм радиоактивного каротажа скважин. Гостоптехиздат, 1955.

12. Страхов Н.М. Основы исторической геологии. Госгеолиздат, 1948.

13. Наливкин Д.В. Учение о фациях, т. I. Изд. АН СССР, 1956.

14. Серегин А.М. и Ярошенко О.П. Новости нефтяной техники. Геология, № 5, 1956.

МНИ

Рис. 1. Структурная карта по подошве X пачки нижнемеловых отложений месторождения Озек-Суат.

I-I, II-II, III-III-профильные разрезы.

Рис. 2. Сопоставление кривых естественной поляризации и гамма-активности с результатами анализов гранулометрического состава пород.

1 - пески, песчаники; 2 - алевролиты; 3 - глины; 4 - известняки; 5 - находки макрофауны; 6-находки микрофауны; а-кривая естественной гамма активности; б-кривая естественной поляризации; в-кривая кажущегося сопротивления; г-содержание частиц размером <0,01 мм; д-содержание частиц размером 0,1-0,01 мм; е-содержание частиц размером>0,1мм.

Рис. 3. Сопоставление разрезов меловых и юрских отложений по скважинам месторождения Озек-Суат.

1- белый писчий мел; 2 - известняк; 3 - песчаник; 4 - алевролит; 5-глина; 6-граница размыва; 7-кривая КС; 8 - кривая ПС; С-каменноугольные отложения; I₂- среднеюрские отложения; Cr₁ - нижний мел: Cr₁^an - неоком; Cr₁^apt1 - нижнии апт; Cr₁^apt2-верхний апт; Cr₁^alb1 -нижнии альб; Cr₁^alb2 -средний альб; Cr₁^alb3 - верхний альб; Сr₂ - верхний мел; Сr₂^s-t - сантон-турон; Сr₂^cmp -кампан; Сr₂^mst-Маастрихт; Pg-палеоген.

Римскими цифрами обозначены номера пластов.

Масштабы кривых КС и ПС одинаковы для всех скважин.

Рис. 4. Профильный разрез по скважинам месторождения Озек-Суат (меловые и юрские отложения).

1 - пески, песчаники; 2 - алевролиты; 3 - глины; 4 - известняки; 5 - писчий мел; 6 - линии размыва.