Новые данные о стратиграфии верхнего девона Татарской АССР
З.А. ЧЕРНЫШЕВСКАЯ, М.Ф. ФИЛИППОВА
В связи с установленной промышленной нефтеносностью карбонатных отложений девона в ряде районов Волго-Уральской области интерес к выяснению их строения значительно возрос. Однако чрезвычайно ограниченный керновый материал, получаемый из этих отложений до настоящего времени, тормозит их изучение, а следовательно, и определение перспектив их в отношении нефтеносности. Из-за отсутствия фактического материала слабо обосновано и стратиграфическое расчленение карбонатных отложений девона.
В последние годы в работах исследователей Волго-Уральской области встречаются высказывания о глубоком размыве отложений верхнего девона на значительной площади Куйбышевской области [1] и северо-востока Татарской АССР [2]; этот размыв они связывают с подъемом указанной территории в конце девонского периода.
Как видно из прилагаемой палеогеологической карты (рис. 1), по подошве турнейского яруса фаменские отложения полностью размыты в пределах всей северной части Татарского овода; а к востоку от него на Сарайлинской и других площадях, кроме того, верхнефранские и частично среднефранские. Авторы этой карты считают, что в последнем случае турнейский ярус залегает на мендымском горизонте среднефранского подъяруса.
В связи с предполагаемым глубоким предтурнейеким размывом В.И. Троепольский считает бесперспективными не только карбонатные, но и терригенные отложения верхнего девона на северо-востоке Татарской АССР.
Изучение кернового материала дало возможность установить присутствие фаменских отложений на всей территории Татарской АССР.
Наличие фаменских отложений в этих районах позволило авторам высказаться против принятого ранее положения о существовании на этой территории глубокого предтурнейского размыва, а следовательно, и об отсутствии его влияния на формирование нефтяных залежей в девоне северо-восточных районов Татарской АССР.
На указанной территории наше внимание привлекла мощность мендымского горизонта, выделяемого В.И. Троепольским, С.С. Эллерном и другими. Последняя в разрезах Сарайлинской, Елабужской и других площадей не уменьшается по сравнению с соседними, что было бы естественно для области максимального размыва девонских отложений, испытывавшей относительно более интенсивное поднятие, а резко возрастает. Так, на Акташской площади по данным указанных авторов мощность мендымских отложений равна 35 м, на Сарайлинской она увеличивается до 130 м и на Елабужской до 200 м.
В разрезе сарайлинской скв. 3 фаменские отложения нами выделены на глубине 1576-1506 м (рис. 2), т.е. та часть разреза, которая В.И. Троепольским относится к верхней части мендымского горизонта. Они представлены известняками и мергелями буровато-серыми, иногда почти черными, битуминозными, микрозернистыми. По всему разрезу указанных отложений встречается однообразный комплекс фораминифер: Endothyra communis Raus., Parathurammina suleimanovi Lip., P. paratuberculata Reitl., P.ex. gr. spinosa Lip., Vicinesphaera squalida Anthr., V. angulata Anthr., Tuberitina minima Su1., Hyperammina cf. minima Вir., Archaesphaera sp. (определены E.В. Гречишниковой).
Весь этот комплекс фораминифер и главным образом присутствие Endothyra communis Raus. указывают на принадлежность этих отложений к верхней части фаменского яруса. Мощность их около 70 м.
На Елабужской площади в скв. 15 в темно-серых, почти черных известняках с прослоями мергелей (на глубине 1407,4-1403,95 м) встречены Posidonomya ex. gr. venusta Munst., (определена В.А. Прокофьевым) - форма, характерная для фаменского яруса.
В этих же породах обнаружены остракоды Entomys aff. schmidti Matern., по заключению М.Д. Арабей типичные для хейлоцеровых слоев нижнефаменского подъяруса Урала.
В елабужской скв. 9 к фаменскому ярусу относятся отложения, вскрытые на глубине 1413-1206 м. Состоят они из чередующихся прослоев буровато-серых известняков неравномерно битуминозных и глинистых, тонко горизонтально-слоистых и темно-серых сланцев известково-глинистых, битуминозных.
В верхней части разреза (глубина 1214-1201,2 м) обнаружена фауна, по заключению Е.Е. Иванова характерная для фаменского яруса: Chonetes of. nana Vern., Liorhynchus cf. baschkiricus Tschern., Camarotoechia sp.
Следует заметить, что в пилюгинском разрезе Liorhynchus baschkiricus Tschern. встречается вместе с Endothyra communis Raus. в верхней части фаменских отложений.
Это обстоятельство позволяет считать, что на Елабужской площади имеют развитие как верхнефаменские, так и нижнефаменские отложения.
Выше фаменских отложений в елабужской скв. 9 залегает толща глин. На глубине 1201-1190,4 м в них встречены Rugosochonetes cf. hardrensis Phi11., Spirifer multicostatus Schm., Plicochonetes cf. nanus Vern. и на глубине 1176-1169 м фауна Chonetes ex. gr. zimmenermani Pasch., позволяющие относить эту толщу глин к нижнему карбону.
В аналогичной глинистой толще в елабужской скв. 19 (глубина 1448- 1380 м) встречена Schuchertella aff. planuscula (Sem. cf. Moller), по данным С.С. Эллерн [2] определяющая нижнетурнейский возраст.
В кабык-куперском разрезе (скв. 1) та же глинистая толща турнейского яруса (рис. 2) В.И. Троепольским [2] и В.М. Познером [1] ошибочно отнесена к фаменскому ярусу. Такое неправильное представление о возрасте указанной толщи пород, видимо, было получено на основании встречающейся в ней на глубине 1331-1322 м фауны Richterina aff. gyrata Richter., имеющей широкий диапазон распространения от озерско-хованских слоев до визе.
Присутствие смешанного комплекса фауны в этой толще характеризует постепенный переход от девона к карбону, исключающий существование глубокого размыва.
В разрезе кабык-куперской скв. 1 фаменские отложения нами выделены на глубине 1480-1345 м. Они представлены переслаиванием известняков, мергелей и сланцев темно-серых и черных битуминозных, которые В.И. Троепольским [2] относятся к аскынскому и частично мендымскому горизонтам.
В породах верхней части разреза (глубина 1359,0-1354,55 м) обнаружены остракоды Selebratina sp. n., Microcheilinella sp., Bairdia angulata Posnег. По данным E.H. Поленовой (1955 г.) последний вид дает основание относить содержащие их отложения к озерско-хованским.
Нижняя граница фаменских отложений здесь проводится на основании обнаруженного в породах на глубине 1493,8-1486,75 м комплекса фауны остракод Entomis aff. nisvensis Рol., Sulcata sp., Knoxiella sp., Bairdia sp., Acratia ex. gr. silingula Pol., по заключению E.H. Поленовой относящегося к верхней части франского яруса.
Особенно четко выделяются фаменские отложения с характерными зонами - водорослевой и Septatournayella rauserae Lip. в кабык-куперской скв. 3. В последней на глубине 1538,6- 1510,3 м в темно-серых, почти черных известняках с тонкими прослоями глинистых сланцев встречен обычный для описываемого яруса комплекс фораминифер и много водорослей: Nodosinella, Calcisphaera sp., Radiosphaera sp. и др.
Над толщей пород с обильными водорослями на глубине 1477,1- 1451,5 м выделяются отложения зоны с Septatournayella rauserae Liр. и редкими Endothyra communis Raus. Они представлены зеленовато-серыми слабо битуминозными известняками с тонкими прослоями глин и черных сланцев.
Аналогично описанным выше разрезам здесь фаменские отложения на глубине 1352 м перекрыты нижнетурнейской толщей глин.
Приведенные (хотя и неполные) разрезы фаменских отложений Елабужской, Сарайлинской и Кабык-Куперской площадей (рис. 3) свидетельствуют о развитии на этой территории преимущественно темноцветных, пропитанных битумами пород, охарактеризованных формами, аналогичными встреченным в одновозрастных отложениях в Мелекессе.
Для более полного представления об этом типе разреза приводим описание отложений фаменского яруса, вскрытых на глубине 2015-1900 м в Мелекесской опорной скважине.
На основании появления пелеципод Posidonomya venusta Munst. (определение В.А. Прокофьева) в Мелекесском разрезе выделен нижнефаменский подъярус, представленный известняками микро- и мелкозернистыми и водорослевыми, темно-серыми и коричневато-серыми, неравномерно глинистыми и неравномерно битуминозными, образующими переслаивание с глинисто-кремнисто-карбонатными сланцами, часто сильно битуминозными.
В этих породах (глубина 1994,9-2010,5 м), кроме Posidonomya cf. venusta Munst., встречены брахиоподы и фораминиферы. В отдельных прослоях сланцев этого интервала содержится масса радиолярий и спикул губок. Мощность нижнефаменского подъяруса около 30 м.
Отложения верхнефаменского подъяруса, вскрытые мелекесской скважиной (глубина 1985-1900 м), близки по литологическому типу пород и содержащейся в них фауне к одновозрастным отложениям северных районов Татарии и пилюгинского - Оренбургской области.
Нижняя часть верхнефаменского подъяруса в Мелекессе представлена переслаиванием темно-серых, почти черных битуминозных кремнисто-известковистых сланцев и известняков с преобладанием последних. В них содержатся обильные водоросли зоны Clypeinella pulchra Reitl., однокамерные фораминиферы - бисферы, вицинесферы, паратураммины и единичные плохой сохранности Endothyra.
Верхняя часть верхнефаменского подъяруса состоит преимущественно из известняков с подчиненными прослоями мергелей и сланцев, реже глин, кремнистых пород, и песчаниковидных доломитов (глубина 1979,3-1959,0 м) с фауной фораминифер зоны Septatournayella rauserae Lip. и (глубина 1943-1931,84 м) зоны Endothyra communis Raus. Мощность верхнефаменского подъяруса 85 м.
Анализ литологических особенностей изученных отложений по разрезам северо-восточной части Татарии, а также Мелекесса позволил установить существенное отличие их от одновозрастных отложений на остальной площади Татарской АССР и прилегающих к ней районов. Их разрезы нами выделяются в доманиковый тип, характеризующийся чередованием прослоев темноцветных известняков, в различной степени глинистых, мергелей и сланцев. Эти породы обычно обогащены органическим веществом и битуминозны.
Руководящими формами в комплексе фораминифер являются Septatournayella rauserae Lip. и Endothyra communis Raus. Последняя на территории Татарии характерна для верхних горизонтов фаменского яруса.
Особенностью доманикового типа разреза является содержание в них, кроме фауны фораминифер, радиолярий, спикул губок, а из пелеципод Posidonomya venusta Munst. Среди остракод обнаружена руководящая для нижнефаменского подъяруса форма -Entomis aff. schmidti Maternп.
Мощность разрезов фаменских отложений описываемого доманикового типа колеблется на Татарском своде от 58 м (Елабуга, скв. 15) до 135 м (Кабык-Купер, скв. 1), в Мелекессе она равна 115 м.
На остальной большей части Татарской АССР распространен карбонатный тип разрезов; он представлен известняками и доломитами.
В них встречается комплекс фауны фораминифер тот же, что и в доманиковом типе.
Фауна брахиопод и пелеципод большей частью представлена неопределимыми обломками, и лишь изредка встречаются характерные для описываемого типа разрезов Spirifer (Cyrtospirifer) aff. lebedianicus Nal и единичные Camarotoechia sp.
Карбонатный тип разрезов отличается значительными мощностями, достигающими на Аксубаевской площади (скв. 5) 350 м.
На основании изученного материала можно предполагать, что на рассматриваемой территории в фаменское время существовал открытый относительно мелководный бассейн, вероятно, с режимом нормальной солености и преимущественно карбонатным типом отложений.
Особенностью бассейна являлось существование в нем более мелководных участков с затрудненным водообменом, благоприятных для развития процессов доломитообразования, а также относительно глубоководных иловых впадин с образованием осадков доманикового типа.
Эти впадины, наиболее вероятно, были унаследованы от верхнефранского времени и располагались на территории Мелекесского района и северо-восточной части Татарской АССР.
Для осадков иловых впадин было характерно накопление органического вещества и периодически кремнезема и карбонатов. Частая смена радиоляриевого планктона фораминиферовым, вероятно, обусловливалось изменением течений, проносивших над впадинами массы то холодных, то теплых вод. Этому предположению не противоречит и обилие в отложениях этих впадин органического вещества. Присутствие последнего указывает на образование этих отложений в застойных условиях, с плохой аэрацией придонных вод. Относительно небольшие мощности отложений доманикового типа обусловлены специфическим характером этих впадин, в которых, по-видимому, скорость погружения преобладала над скоростью накопления осадков. Таким образом, характер фаций указывает на то, что территории, занятые доманиковыми отложениями, в фаменское время были не приподняты по отношению к соседним участкам, как это считалось до сих пор, а опущены и, вероятно, на них девонские отложения менее подвергались предтурнейскому размыву.
В этих унаследованных от девона впадинах в нижнекаменноугольное время формировались мощные карбонатно-терригенные продуктивные в отношении нефтеносности толщи турнейского и визейского ярусов, залегающие на фаменских отложениях без следов размыва.
Установленное нами развитие богатых органических веществом и битумами отложений доманикового типа в фаменском ярусе Волго-Уральской области повышает его перспективы в отношении нефтеносности, особенно на участках, где доманиковые фации сменяются карбонатными, более богатыми коллекторами нефти.
ЛИТЕРАТУРА
1. Познер В.М. Стратиграфия терригенной толщи нижнего карбона Камско-Кинельской впадины. ДАН СССР, № 104, 1955.
2. Троепольский В.Н., Иванов Е.Е., Коробова Н.Ф., Чурина Н.П. Стратиграфия, литология, фации и нефтеносность девона северо-западной Татарии. Казань, фонды треста Татнефтеразведка, 1953.
3. Тихвинская Е.И., Троепольский В.Н., Крупин В.И., Эллерн С.С. и др. Основы геологического строения, геологической истории и перспектив нефтеносности севера и запада ТАССР и прилежащих районов соседних республик и областей. Казань, Госуниверситет, 1956.
ВНИГНИ
Рис. 1. Палеогеологическая карта по подошве турнейского яруса. Сост. В.И. Троепольский, С.С. Эллерн и А.В. Никулин.
1 - фаменский ярус; 2 - аскынские слои; 3 - мендымские слои; 4- граница области, в пределах которой нацело размыты фаменские и частично более древние образования девона; 5 - изопахиты суммарных мощностей мендымских, аскынских и фаменских отложений.
Рис. 3. Схематическая карта мощностей и распространения типов разрезов фаменского яруса. (Сост. М.Ф. Филиппова и 3.А. Чернышевская).
1-доманиковый тип; 2-карбонатный тип; 3 - изопахиты проведены через 40 м; 4 - граница распространения доманиковых фаций; 5 - скважины.