К оглавлению

Геологическое строение и перспективы нефтеносности южного погружения Мугоджар

Р.Г. ГАРЕЦКИЙ

На юге Примугоджарья бурением признаки нефти обнаружены в Берчогурской синклинали и на Кокпектинской антиклинали.

Берчогурская синклиналь

Берчогурская синклиналь расположена между двумя антиклинориями зеленокаменных пород готландия и нижнего девона Южных Мугоджар. В северной обнаженной части Берчогурская синклиналь выполнена отложениями верхнего девона и нижнего карбона, которые резко несогласно залегают на осадочных и магматических породах готландия - среднего девона. Последние представляют собой нижний структурный ярус Мугоджар, для которого характерны сложные формы складчатости.

Отложения верхнего девона и нижнего карбона относятся к другому структурному ярусу. Верхний девон сложен известковистыми песчаниками и известняками с конгломератами в основании общей мощностью 300-400 м. Кверху его осадки постепенно переходят в каменноугольные отложения, среди которых выделяют две свиты: нижнюю - берчогурскую и верхнюю - карабулакскую.

Берчогурская свита (нижнее и среднее турне) в основном сложена переслаиванием темных песчаников и аргиллитов с прослоями каменных углей. Близ линии железной дороги и южнее берчогурская свита состоит из переслаивания континентальных и морских отложений, т. е. представляет собой типичную параллическую угленосную формацию. Здесь в ее отложениях встречаются признаки нефтеносности, о которых подробнее будет сказано ниже. Мощность свиты вдоль оси синклинали резко увеличивается с севера на юг от 480 м на севере до 1260 м у линии железной дороги.

В осевой части Берчогурской синклинали сохранились отложения карабулакской свиты верхнего турне и визе-намюра мощностью от 200 м до 340 м.

Мощность отложений карабулакской свиты к югу увеличивается и, по-видимому, в стратиграфическом объеме. Они переходят в толщу почти сплошных известняков, в верхах которой были встречены брахиоподы верхнего визе или нижнего намюра.

Сейсморазведочные работы (корреляционный метод преломленных волн), проведенные Свердловским геофизическим трестом, показали, что в осевой зоне юга Берчогурской синклинали выше визе-намюрских известняков появляется толща пород с граничными скоростями преломленных волн 3400-4200 м/сек. Такие скорости характерны для терригенных пород карбона Примугоджарья. Эта новая толща, по- видимому, терригенных пород по возрасту скорее всего относится к среднему карбону. Выше этих пород залегает толща со скоростями 4300-4500 м/сек (также, видимо, терригенные породы карбона). Наиболее молодые отложения, обнаруженные сейсморазведкой в осевой части синклинали на широте хребта Жамантау, имеют граничные скорости, равные 5200-6000 м/сек, представлены, по-видимому, известняками и относятся по возрасту скорее всего к верхам карбона, хотя не исключена возможность их принадлежности к нижнепермским: отложениям.

Каменноугольные породы с резким угловым несогласием перекрываются мезокайнозойскими отложениями (рис. 1). Наиболее древние из них относятся к средней юре и представлены темно-серыми глинами с прослоями песков, алевритов и бурого угля со вскрытой мощностью до 91 м. Вышележащие отложения нижнего мела представлены неокомом (пестроцветные глины, алевриты, пески, песчаники, редко известняки мощностью до 190 м), средним альбом (серые глины и пески мощностью до 170 м) и верхним альбом (преимущественно пески мощностью до 50 м). Несогласно на альбе залегают глины морского турона мощностью до 45 м, а ближе к Мугоджарам непосредственно морские отложения палеогена мощностью 55-60 м. Венчается разрез осадками предположительно нижнего и среднего миоцена мощностью до 80 м.

Признаки нефти в Берчогурской синклинали впервые были обнаружены в 1951 г. в берчогурской свите нижнего карбона при поисковом бурении на уголь, проводившемся Южноберчогурской партией Западно-Казахстанской комплексной геологической экспедиции. Здесь в южной части синклинали в скв. I на глубине 232 м была встречена жидкая нефть, которая извлекалась колонковой трубой при поднятии керна. При прохождении этого интервала нефть окрашивала глинистый раствор в черный цвет. Извлеченная в смеси с глинистым раствором из колонковой трубы, она обладала способностью гореть.

В том же году были отобраны образцы битума. Битуминологические исследования, проведенные в Институте геологических наук АН СССР, показали, что этот битум может быть отнесен к тяжелым нефтям нафтеново-ароматического строения (см. таблицу).

В последующем подобные же нефтепроявления на различной глубине (138 и 484 м), но примерно в том же стратиграфическом интервале берчогурской свиты были обнаружены еще в двух скважинах (скв. 3 и 4). Нефтепроявления из берчогурской свиты были в 1954 г. описаны В.П. Козловым и Г.А. Гладышевой [1].

Как видно из схемы тектоники южного погружения массива Мугоджар (рис. 2), Берчогурская синклиналь на севере периклинально замыкается, разделяя полосу зеленокаменных пород на два антиклинория: западный - Жамантауский и восточный - Жанганинский. Последний со стороны синклинали оборван дугообразно изгибающимся разломом и сейсморазведкой прослежен до широты южного окончания хребта Жамантау. Далее на юго-юго-запад намечается вытянутая полоса повышенных значений силы тяжести (до +8- +18 мгл). По-видимому, эта полоса максимумов отражает погружающийся к югу Жанганинский антиклинорий. Градиент силы тяжести, ограничивающий положительную аномалию, скорее всего соответствует выявленному севернее разлому хр. Жангана.

На продолжении к югу Жамантау расположена Чушкакульская антиклиналь, которая до последнего времени рассматривалась как единая довольно простая структура. Однако геологические и отчасти геофизические исследования 1951-1956 гг. дали новый материал, который показывает, что это поднятие построено гораздо сложнее.

В его строении ведущая роль принадлежит разломам, которые разбивают всю структуру на ряд параллельных друг другу антиклинальных блоковых поднятий. Последние в ряде случаев разделены приразломными опусканиями. На непосредственном продолжении Жамантау расположено наиболее резко выраженное осевое блоковое поднятие Чушкакульской антиклинали, состоящее из ряда брахиантиклиналей с неокомом и средним альбом в ядрах и верхним альбом и частично морским верхним мелом на крыльях (рис. 3). Мощности пород увеличиваются с севера на юг: неокома - с 20-30 м близ балки Карашокы до 450 м у Чушкакульского сора, среднего альба - от 0 до 330 м, верхнего альба - от 60 до 80 м. В средней и южной частях антиклинали бурением были вскрыты среднеюрские серые глины и пески наибольшей мощностью до 225 м. На крайнем юге структуры на ее крыльях были обнаружены аргиллиты и песчаники нижней юры мощностью до 1270 м. В сводовой же части поднятия непосредственно под неокомом были пройдены красноцветные отложения (конгломераты, аргиллиты и песчаники) верхней перми мощностью 150 м, а под ними - глинистые сланцы, туфопесчаники и туфы, очевидно, среднедевонского возраста.

Осевое блоковое поднятие Чушка- куля лежит на продолжении Жамантауского антиклинория зеленокаменных пород Мугоджар. В 12 км к югу от Жамантау, в балке Кара-шокы в его своде нами был обнаружен выход кремнистых сланцев, видимо, нижнего девона, а на юге под красноцветами верхней перми были вскрыты породы не моложе среднего девона. Мы вправе предполагать, что под мезозоем, а на юге - под верхней пермью осевого поднятия на всем его протяжении залегают древние доверхнедевонские породы Мугоджар.

Вдоль восточного края свода осевого поднятия антиклинали проходит крупный разлом, который хорошо прослеживается в поверхностных отложениях от Жамантау на 80 км к югу. Как видно из схемы, этот разлом продолжает к югу флексуру, которая соответствует западному краю Берчогурской синклинали, т.е. границе нижнего и верхнего структурных этажей Мугоджар.

К западу от осевого поднятия параллельно ему расположено крыльевое блоковое поднятие Чушкакульской антиклинали, которое отделено узкими синклиналями. Последние, очевидно, являются отражением меридионального разлома, проходящего в породах фундамента и являющегося продолжением разлома западного края Жамантау. С запада это блоковое поднятие также, видимо, ограничено на глубине разломом, который является продолжением основного разлома западного подножья Мугоджар. Западное блоковое поднятие лежит на непосредственном продолжении зеленокаменной полосы Мугоджар и имеет много общего с осевым поднятием Чушка-куля. Поэтому можно предполагать, что под мезозоем в этой полосе фундамент также сложен доверхнедевонскими породами. Это поднятие расположено по сравнению с осевым на более низко опущенной ступени древних пород западной части Мугоджар.

Восточнее осевого поднятия расположены два крыльевых блоковых поднятия Чушкакульской антиклинали. Они отделены друг от друга и от осевого поднятия разломами и приразломными зонами опускания. В этой части антиклинали мы вправе ожидать встретить иной характер палеозойского основания. Как уже отмечалось, разлом восточного края осевого поднятия продолжает к югу флексуру западного крыла Берчогурской синклинали. Площадь к востоку от этой флексуры сложена мощным карбоном Берчогурской синклинали, и совершенно очевидно, что отложения этого карбона будут подстилать мезозой в восточных блоковых поднятиях Чушкакульской антиклинали уже на широте южной части Жамантау. Южнее происходит погружение древних отложений под более молодые. Отсюда ясно, что под мезозоем на восточных блоковых поднятиях залегают отложения карбона, а в южных их частях, возможно, и нижней перми.

На основании изложенного можно составить следующую схему распространения разных комплексов палеозоя в закрытой части Берчогурской синклинали и Чушкакульской антиклинали (рис. 2). Между двумя антиклинориями доверхнедевонских пород Мугоджар-Жамантауским, который включает в себя территорию осевого и западного блоковых поднятий Чушкакульской антиклинали, и Жанганинским, южное продолжение которого идет по полосе повышенных аномалий силы тяжести, расположено обширное поле распространения осадочных пород верхнего девона - верхней перми. В это поле входит и площадь, занятая восточными блоковыми поднятиями Чушкакульской антиклинали. Территория развития верхнепалеозойских отложений представляет собой крупную Берчогурскую синклиналь, выполненную на севере верхнедевонскими и нижнекаменноугольными отложениями, которые к югу увеличиваются в мощности и перекрываются более молодыми осадками (возможно, средним и верхним карбоном, а еще южнее и пермью). Зона минимальных значений силы тяжести (до -2 мгл), расположенная к востоку от средней части Чушкакульской антиклинали, очевидно, соответствует весьма глубокому погружению древних пород Мугоджар и отвечает наиболее опущенной части Берчогурской синклинали. Здесь можно ожидать развития верхнепермских красноцветных пород. На крайнем юге все более древние отложения палеозоя постепенно погружаются под осадки верхней перми.

Из составленной схемы с очевидностью выступает и различная перспективность разных площадей в отношении нефтеносности. Отложения нижнего мела и средней юры обнажены в ядрах поднятий Чушкакульской антиклинали или вскрыты бурением и нигде не обнаруживают признаков нефтеносности. В этом районе они являются мало перспективными для поисков нефти. Мало перспективными являются и площади развития древних доверхнедевонских пород. Наиболее интересной представляется территория развития верхнепалеозойских отложений.

Западное крыло Берчогурской синклинали состоит из чередования ряда небольших антиклиналей и синклиналей, общее зеркало которых полого погружается к востоку (рис. 1). Эти мелкие структуры (имеющие однако амплитуду 250-300 м и более) не наследуются тектоникой меловых и третичных отложений, которые образуют лишь общий широкий прогиб над осевой полосой Берчогурской синклинали.

Обнаруженная в берчогурской свите нефть была встречена в мелких синклиналях. Она оказалась очень тяжелой, так как во всех случаях была вскрыта недалеко от подошвы неокома, т. е. недалеко от поверхности каменноугольных отложений. Однако если мы встретим те же нефтеносные пласты на несколько большей глубине от подошвы неоком а в условиях мелких антиклинальных структур, то они вполне могут дать нам практически ценную нефть. Таких условий можно ожидать к югу от разбуренного профиля, т. е. на восточных блоковых поднятиях Чушкакульской антиклинали и немного восточнее их. Следовательно, здесь необходимы поиски таких погребенных антиклинальных поднятий и их последующее разбуривание.

Кокпектинская антиклиналь

Кокпектинская антиклиналь приурочена к ряду тех мезокайнозойских структур, которые расположены на продолжении осевой линии антиклинория Урал-тау. Она состоит из двух кулисообразно расположенных поднятий, сводовые части которых сложены породами альба мощностью 140-180 м. Крылья структуры сложены сантоном, кампаном, Маастрихтом и палеогеном. По западному крылу антиклиналь разорвана разломом.

Бурение показало, что признаки нефти на Кокпектинской антиклинали весьма обильны и широко распространены по разрезу. Они встречены в керне змеевиков, которые вскрыты под отложениями средней юры или неокома более 15 скважинами на площади свыше 200 км², а также в керне порфиритов и габбро-диабазов, которые вскрыты в осевой части северной половины антиклинали и по возрасту, по-видимому, относятся к ордовику. Эти признаки представляют собой примазки битума темно-коричневого и черного цвета по трещинам в перечисленных породах. Битум жирный, оставляет масляные пятна на бумаге, растворяется в бензоле, имеет нефтяной запах.

Змеевики, имеющие среднедевонский возраст, и породы ордовика были вскрыты в сводовой части антиклинали, в приподнятом крыле разлома.

В опущенном западном его крыле были обнаружены более молодые отложения палеозоя: переслаивание аргиллитов, песчаников и известняков фаменского яруса верхнего девона и нижнего карбона, пройденных на глубину 26 м и имеющих углы наклона 50° и более, молодая толща песчаников и конгломератов главным образом из известняковой гальки с фораминиферами нижнего, среднего и верхнего карбона, вскрытая на 530 м и падающая под углами 15-25°. В отложениях фаменского яруса по данным В.Б. Васильева были встречены примазки твердого битума черного и буровато-желтого цвета. Бензиновая вытяжка дала интенсивное окрашивание в коричневый цвет. В этих же отложениях при бурении отмечалось сильное газопроявление.

Наиболее обильные нефтепроявления приурочены к континентальным среднеюрским и морским готеривским отложениям. Средняя юра представлена темно-серыми углистыми глинами с прослоями песков и песчаников. Ее мощность увеличивается в южном и западном направлениях и колеблется от нуля до 100 м. В этом же направлении увеличивается количество песчаных прослоев. Готерив сложен переслаиванием глин, песков и песчаников мощностью до 53 м. В средней юре и готериве нефтепроявления встречены в прослоях песка и песчаника. Здесь керн зачастую густо насыщен жидкой нефтью; при бурении глинистый раствор содержит капли нефти и нефтяную пену, иногда штанги при подъеме вымазаны в нефти.

При испытании одной из скважин (скв. К-27) по сообщению В. Б. Васильева из горизонтов разнозернистых песков в средней юре в интервалах 372-376 и 362-366 м была получена жидкая нефть. Из первого интервала были подняты три желонки, наполненные густой нефтью. Образовавшаяся песчаная пробка не позволила продолжать испытания. При испытании второго интервала была получена жидкая нефть с суточным дебитом примерно 120 л. Нефть темно-бурой окраски, окисленная, очень вязкая, тяжелая (удельный вес 0,697 г/см³), обладает специфическим смоляным запахом. Анализ этой нефти, проведенный аналитической лабораторией Института нефти АН СССР, показал содержание в процентах: углерода 85,43 и 85,36; водорода 11,95 и 11,90; азота 0,41 и 0,48; серы 1,76 и 1,78.

При испытании уровень нефти находился на глубине 345 м от устья скважины и столб нефти имел толщину 6 м. Через 4 месяца замер уровня нефти показал, что нефть поднялась до глубины 55 м, причем уровня воды достигнуть не удалось.

В одной из скважин в керне альбских отложений был обнаружен песчаник, сильно пропитанный битумом темно-коричневого цвета.

К западу от столовых гор Али-тау и Намаз-тау в 1956 г. Г.Г. Мулдакуловым и В.П. Тупиковым в мезокайнозойских отложениях при помощи бурения было обнаружено несколько вытянутых в одну меридиональную линию антиклинальных структур. С запада они оборваны разломом, который был прослежен более чем на 50 км.

При взгляде на геологическую карту легко прийти к выводу, что описываемый разлом представляет собой продолжение разлома Кокпектинской антиклинали, а антиклинальные складки района горы Али-тау - продолжение Кокпектинской антиклинали, т.е. структурной линии погребенного Урал-тау. Разлому Кокпектинской антиклинали, как и разлому Алитауских складок соответствует исключительно резкий градиент силы тяжести (15-60 э-1,5-6 мгл на 1 км), который прослеживается на юг до широты Чушкакульского сора и южнее. Судя по выявленным соотношениям, крупный разлом, отделяющий на севере, в пределах обнаженной части Урала, Сакмарскую зону и зону Урал-тау от зоны Зилаирского синклинория, прослеживается далеко на юг: он установлен по западному крылу Кокпектинской антиклинали, заворачивая несколько к востоку и приближаясь к Чушкакульской антиклинали, проходит вдоль антиклинальных складок района Али-тау и, отклоняясь немного к западу, идет западнее пос. Актумсук к северным чинкам Устюрта.

Району Кокпектинской антиклинали и складок Али-тау соответствует крупный максимум силы тяжести (до +80 - +100 мгл). Видимо, этот максимум вызван наличием крупной интрузии основных и ультраосновных пород, часть которых вскрыта бурением на Кокпектинской антиклинали. Предполагаемый контур этого массива очерчен на схеме (см. рис. 2). Центр внедрения ультраосновной магмы, очевидно, приурочен к наиболее крупному максимуму +100 мгл, находящемуся непосредственно к западу от южного конца Жамантау. Он скорее всего связан с разломом западного подножья Мугоджар, который как раз пересекает максимум +100 мгл.

Разлом Кокпектинской антиклинали отделяет древние породы ультраосновного массива на востоке от верхнедевонских и более молодых отложений к западу. Породы древнего массива, выходящие в ядре антиклинали, по-видимому, в присводовой полосе и к югу от Кокпекты непосредственно залегают под отложениями мезозоя. В средней части Кокпектинской антиклинали в скважине, расположенной на восточном ее крыле, выше змеевиков была пройдена небольшая (4-5 м) пачка песчаников и аргиллитов с брахиоподами нижнего карбона. Этот факт, а также строение мезокайнозойских отложений позволяют предполагать, что к востоку от сводовой полосы древние породы массива перекрываются более молодыми осадками верхнего девона и карбона. Несколько севернее широты Чушкакульского сора все более древние отложения палеозойского основания, вероятно, перекрываются наиболее молодыми его осадками - верхнепермскими.

Из составленной схемы ясны перспективы различных районов в отношении поисков нефти в палеозойских отложениях. Наиболее интересным представляется район к западу от основного разлома Кокпектинской антиклинали. Менее перспективным, видимо, в связи с небольшой мощностью верхнего палеозоя является район между Кокпектинской антиклинальной линией и Чушкакульской антиклиналью. Район же осевой части Кокпектинской антиклинальной линии является наименее благоприятным.

Таким образом, поиски нефти в районе Кокпектинской антиклинали должны итти в двух направлениях: 1) в юре и готериве в юго-западной части структуры, где мощность этих отложений и количество песчаных прослоев увеличиваются; 2) в верхнепалеозойских отложениях в опущенном крыле разлома и к востоку от Кокпектинской антиклинальной линии. Здесь необходимо продолжение крелиусного и глубокого бурения.

В заключение следует отметить, что новый материал, на основании которого составлена схема южного погружения Мугоджар, окончательно подтверждает то, что зоны Урал-тау и зеленокаменной полосы Урала к югу затухали и погружались, не соединяясь ни с Донбассом, ни с Тянь-Шанем. Схема показывает невозможность соединения в одну структурную линию Чушкакульской антиклинали и Южноэмбенского поднятия [2].

ЛИТЕРАТУРА

1. Козлов В.П. и Гладышева Г.А. Нефтепроявления в угленосной толще Берчогура. Новости нефт. техн. Нефтепромысловое дело, вып. 6, 1954.

2. Яншин А.Л. О погружении к югу Уральской складчатой системы и тектонической природе Южноэмбенского поднятия. Бюлл. МОИП, отд. геол., т. 30, № 5, 1955.

Геологический институт АН СССР

Таблицы

Растворитель	Количество битуминозных веществ
	в % к породе	к сумме битума
Петролейный эфир	29,71	77,17
Хлороформ . . .	2,68	6,96
Ацетон	6,12	15,88
Сумма битуминозных веществ	38,51	-

Групповой состав битума

Масла	Смолы петролейно-эфирного экстракта		Смолы ацетонового экстракта	Асфальтены
	бензольные	спирто-бензольные
69,17	4,82	2,20	15,86	6,96

Элементарный состав битума

Экстракт битума А	C	Н	О	С/Н
Петролейно-эфирный	96,68	12,13	1,19	7,1
Хлороформенный	80,40	8,04	11,56	10,0
Ацетоновый	57,64	6,20	36,16	9,3
Хлороформенный битума С	72,72	7,91	19,37	9,2
Нерастворимый органический остаток	67,66	6,60	25,74	10,2

Рис. 1. Геологический разрез, через Берчогурскую синклиналь.

1-средний и нижний миоцен; 2 - средней и, возможно, нижний альб; 3-порфириты и диориты; 4-карабулакская свита верхнего турне и визе-намюра; 5 -нижний девон и готландий; 6-берчогурская свита нижнего и среднего турне; 7-средний девон; 8 - неоком; 9-верхний девон, 10-разломы

Рис. 2. Схема тектоники южного погружения массива Мугоджар. Отложения на поверхности или установленные сейсморазведкой:

1 - готландий и нижний девон (v_г=5600-6000 м/сек); 2- средний девон (v_г 4500-4800 м/сек); 3-верхний девон (v_г =5100-5200 м/сек); 4 - берчогурская свита турне (v_г = 3400-4200 м/сек); 5 - известняки карабулакской свиты верхнего турне и визе-намюра (v_г=4700 -6000 м/сек); 6-терригенные породы среднего карбона(?) (v_г = 3400-4200 м/сек); 7 - терригенные породы среднего и верхнего карбона (?) (v_г = 4300-4500 м/сек); 8- известняки верхнего карбона (?) (v_г = 5200-6000 м/сек).

Отложения под покровом мезокайнозоя: 9 - ордовик; 10 - доверхнедевонские породы: 11 - верхний девон - нижняя пермь; 12-верхняя пермь; 13 - интрузивные ультраосновные породы; 14- граница выхода на поверхность палеозойских пород Мугоджар; 15 - оси мелких антиклиналей в нижнем карбоне Берчогурской синклинали; 16-разломы. Точки обозначают скважины с нефтепроявлениями.

Рис. 3. Геологический разрез через среднюю часть Чушкакульской антиклинали.

1 - миоцен и тасаранская свита эоцена; 2 - Маастрихт; 3 - сантон; 4 - турон; 5 - сеноман; 6 - верхний альб;7 - средний альб; 8 - неоком; 9 - средняя юра; 10- карбон; 11-доверхнедевонские породы.