О структурной зональности солянокупольной области Северного Прикаспия
Г. Е.-А. АЙЗЕНШТАДТ
Изучение солянокупольной тектоники в наиболее освоенной части Прикаспийской впадины - Южноэмбенском районе дает возможность выявить зональность в распределении в плане соляных куполов отдельных типов.
Ранее [1] автором были классифицированы и выделены купола типов Суешбек, Каратон, Нармунданак, Кулсары, Доссор, Байчунас, Искине с подтипом Черная Речка, Куттубай и Индер.
Кроме характеристики куполов основных типов, автор в самых общих чертах отмечал, что некоторые из куполов располагаются вполне закономерно, тяготеют к определенным районам, подчиняясь тектонике структурных зон более крупного плана.
На рисунке показана схема размещения куполов разных типов, составленная с использованием всех имеющихся геологических и геофизических материалов. В основу отнесения отдельных куполов к тому или иному типу были положены данные, характеризующие морфологию соляного ядра и структуру надсолевых пород. Несмотря на неодинаковую степень изученности куполов, наличие в той или иной зоне ряда типичных форм и общетектонические соображения позволяют уверенно проводить границы между зонами.
На схеме видно, что смена типов куполов происходит в меридиональном направлении. На юге. области располагаются купола типа Суешбек. С севера к ним примыкают купола каратонского типа, которые последовательно сменяются в этом направлении куполами типа Кулсары, Доссор, Куттубай и Индер. В западной части Южноэмбенского района в связи с особенностями его геологического строения описанная выше картина «нормальной» последовательности в распределении куполов несколько усложняется. Здесь, в приморской зоне, появляются купола типов Искине, Черная Речка и Байчунас, которые с востока и севера окаймляются полосой куполов кулсаринского типа (Корсак, Кзылджар 1, Тюлегень, ст. Искине, Карабатан, Кандаурово и др.).
Характерно, что простирание основных зон с запада - юго-запада на восток- северо-восток совпадает с направлением осевой линии Южноэмбенского поднятия и с простиранием изогипс по кровле подсолевых отложений по карте М.И. Баренбойма [2].
На фоне основной зональности в двух случаях выделяются поля однотипных куполов меридионального направления. Такие поля образуют соседние купола Мейбулак и Такырбулак, находящиеся в зоне развития куполов кулсаринского типа, но близкие по своей структуре к куполам каратонского типа, и купола Адтыкуль, Нармунданак, Бекбеке, Испулай, т.е. купола типа Нармунданак, оказавшиеся среди куполов доссорского типа. Характерно, что в обоих случаях эти «чуждые» для вмещающей зоны купола оказываются менее «зрелыми», чем окружающие купола, с большей глубиной залегания соляного ядра, относительно более спокойным характером тектоники надсолевых пород и рядом других отличительных особенностей. Основные зоны прослеживаются в пределах изученной части района на 150-200 км, а меридиональные - всего на 30-60 км.
По-видимому, причины, предопределившие характер распределения куполов различных типов, следует искать в особенностях региональной тектоники этой части Прикаспийской впадины. Здесь прежде всего выделяются такие крупные структурные элементы, как Южноэмбенское поднятие, в пределах которого восходящие движения проявились еще в нижней перми, а возможно, и раньше - на границе карбона и девона, и расположенная к северу от него область прогибания, занятая соляными куполами. Северный склон Южноэмбенского поднятия, обращенный в сторону области Северокаспийского прогибания, постепенно, под очень пологими углами переходит в артинское подсолевое ложе, которое также имеет общий наклон к северу в сторону Индера, где оно залегает на глубине около 9 км. Погружение подсолевого ложа местами носит, по-видимому, ступенчатый характер; уступы амплитудой от 200 до 500 м фиксируются на некоторых региональных сейсмических профилях. К северному склону Южноэмбенского поднятия на глубине около 5000 м, в районе куполов Кулсары, Такырбулак, Каскырбулак примыкает еще один погребенный вал. Не исключена возможность, что еще севернее, на больших глубинах, в пределах солянокупольной области могут быть обнаружены при помощи сейсмических исследований другие погребенные поднятия такого же типа.
Характер распределения мощностей в осадках мезозоя и кайнозоя в пределах солянокупольной области также указывает на возможное наличие структурного рельефа на поверхности подсолевого ложа и существование здесь подвижек различной амплитуды и знака в отдельных частях области. Подобный характер строения подсолевого ложа обусловил различия в первоначальной мощности соленосных отложений и их петрографическом составе, в частности в береговой зоне и центральной части бассейна, что и явилось одной из причин, вызвавших различия в солянокупольной тектонике разных частей исследуемой области.
По высоте штоков соли над их основанием (подсолевым ложем) можно с известной степенью достоверности судить о мощности исходного соляного пласта. Максимальной величины (2000-2500 м) для исследуемой части Прикаспия он достигал, по-видимому, в районе Индера, минимальной - вблизи Южноэмбенского поднятия. Между этими крайними зонами формировались купола, образующие вполне закономерно построенную серию генетически и морфологически переходных форм от типа Суешбек на юге до типа Индер на севере. Исключения, когда среди куполов более глубокой зоны появляются купола других типов, тяготеющих к одной из менее глубоких структурных зон, вероятно, и обусловлены тем, что они располагаются на участках с относительно менее глубоким залеганием подсолевого ложа.
Хорошим примером влияния особенностей развития более крупных структурных элементов на процесс формирования куполов определенного типа является приуроченность куполов байчунасского типа к одноименному мезозойскому прогибу; по периферии прогиба располагается полоса куполов кулсаринского типа. Байчунасский прогиб был выявлен по нарастанию в нем мощностей нижнего мела и средней юры, указывающих на длительный период господства общей тенденции к прогибанию на этом участке. Изученные для этого же района купола Байчунас, Акаткуль, Каратайкыз и другие отличаются глубокими размывами на границе юры и мела. Из разрезов сводовых частей куполов здесь часто выпадают юра и триас и непосредственно на соли залегает нижний мел, в частности валанжин. В течение мелового времени здесь также происходили глубокие размывы. Таким образом, на. этом участке наблюдаются в своеобразной форме явления инверсии, когда значительное опускание участка сменялось на следующем этапе интенсивным подъемом. К периферии прогиба интенсивность движений ослабевала и здесь возникли купола кулсаринского типа, на которых уже не наблюдается столь глубоких размывов и несогласий.
К западу от этого прогиба находится другая зона опусканий - новобогатинский (приморский) прогиб, в котором движения завершились в более молодое время. Сильные опускания происходили здесь в палеогене и главным образом в неогене. Суммарная мощность третичных отложений достигает в новобогатинской зоне 2-2,5 км. Вслед за погружением последовал интенсивный подъем в конце неогена и в четвертичное время. В результате сформировались крупные по своим размерам купола, такие, как Новобогатинск, Сугур, Лиман и др. В неогеновое время соль поднялась на многих куполах этой зоны до уровня дневной поверхности; это привело к образованию плоских столообразных вершин у соляных штоков, на которые непосредственно налегают отложения акчагыла и апшерона сравнительно небольшой мощности - 150-250 м. В этой же зоне отмечается скопление куполов с выходом кепрока на дневную поверхность (Кусанбай, Черная Речка, Станция № 2, Каменный), свидетельствующих об исключительной активности процессов куполообразования именно в этом районе. Купол Искине, который находится на периферии, в северо-восточном углу новобогатинской зоны и для которого также характерны столообразный свод и значительная мощность третичных отложений в прилегающей с юга мульде, размыт меньше куполов центральной и западной частей этой зоны. Здесь, в пределах всего свода, сохранился и триас, залегающий под четвертичными отложениями. В этой же зоне и в соседнем Байчунасском прогибе находятся купола с большими полями триаса под неогеном или четвертичными отложениями (Искине, Сатепалды, Шортак, Ракуша, Новобогатинск); этого не наблюдается в других частях исследуемой области, где, как правило, на геологической карте превалируют поля юрских или меловых отложений на севере и востоке области и палеогена на юге. И в этом случае местоположение куполов определило их структурные особенности. Возможно, что на отдельных участках граница новобогатинской зоны соответствует на глубине, как это предполагает Н.А. Калинин [3], разломам в подсолевом фундаменте.
Другая зона погружения мелового времени, в частности, по характеру осадков валанжина устанавливается для районов куполов Унгар, Куттубай, Туктубай. Как и в Байчунас-Тентяксорской депрессии, на них сохранился валанжин, а в сводовых частях куполов нижний мел залегает непосредственно на соли.
Таким образом, на первоначальную зональность куполов, определяемую их местоположением в бассейне, расстоянием от обрамления и его природой, влияли разновозрастные структуры второго порядка как более молодые, так и более древние, поскольку эти структуры возникали не одновременно и на последующих этапах развития периоды наиболее интенсивного погружения и подъема в них не всегда совпадали во времени, так же, как и амплитуды колебательных движений.
Закономерности в размещении соляных куполов разного типа на исследуемой территории определяют и распределение залежей нефти разных типов и их промышленную ценность. Залежи, выявленные на юге, на куполах каратонского типа в юрских и меловых отложениях, относятся к группе экранированных сбросами в присводовой части купола и экранированных периферическими сбросами на глубинах 600-1200 м. Севернее, в соответствии с изменениями морфологии и условий залегания соляных ядер куполов и надсолевых пород, на куполах кулсаринского типа в основном расположены залежи опущенных крыльев, экранированные склоном соляного ядра в триасе и юре на глубинах до 1300-1400 м, и залежи, экранированные сбросами у свода купола в меловых отложениях. В области развития куполов доссорского типа наибольшее значение имеют залежи, экранированные сбросами у свода купола на глубинах 70-400 м. На куполах типа Байчунас развиты залежи, экранированные плоскостью стратиграфического несогласия и сбросами в юрских и меловых отложениях в основном на небольших глубинах (до 600 м); ловушки здесь возникли в связи с глубокими размывами на границе юры и мела и в предаптское время. Большая часть всех залежей на Эмбе связана с антиклинальными перегибами, имеющимися на приподнятых и опущенных крыльях куполов, что несколько усложняет общую картину строения залежей.
Эти антиклинальные перегибы на крыльях куполов, так называемые дополнительные куполовидные поднятия, возникли в породах триаса, юры и мела в связи и одновременно с подвижками по сбросам и наиболее ярко проявляются на куполах кулсаринского и доссорского типов.
Во всех перечисленных случаях имеются в виду лишь наиболее значительные залежи нефти. На тех же куполах могут быть встречены залежи и других типов, но с меньшими запасами. Например, на Сагизе (кулсаринский тип куполов) на приподнятом западном крыле имеется небольшая по размерам залежь в триасе, экранированная сбросом грабена. На приподнятом крыле юго-западного Кошкара (купол кулсаринского типа) имеются залежи, экранированные плоскостью стратиграфического несогласия, по своим запасам значительно уступающие основным залежам опущенного северо-западного крыла.
На Искине выявлены залежи двух типов. Залежь в триасе на восточном крыле Северного Искине относится к типу залежей, экранированных периферическими сбросами на крыле купола. На западном и восточном участках Южного Искине залежи экранируются сбросами и соляным штоком и приурочены к мощному песчаному трансгрессивному горизонту в подошве апта, несогласно налегающему на круто поставленные и размытые пласты средней юры. Отдельные скважины вскрывали, по-видимому, нефтяные горизонты и в юре. Обе эти залежи представляют не только научный, но и практический интерес, так как они характеризуют возможные типы залежей на других куполах этого или близкого к нему типов в новобогатинской и куттубайской зонах.
На Новобогатинске в свое время эксплуатировали песчаную линзу в подошве акчагыла, где скопилась легкая нефть, мигрировавшая из подстилающих крутопадающих и размытых пластов триаса, юры и мела. Купол Новобогатинск в целом еще недостаточно разведан. На площадях с куполами типа Суешбек, Куттубай промышленная нефтеносность пока не обнаружена. Купола в Индерской зоне еще не разведаны.
Значительное число поднятий в Южноэмбенском районе к настоящему времени изучено либо глубоким бурением, либо сейсморазведкой и структурно-поисковым бурением. Намечается несколько основных направлений, по которым могут развиваться геологопоисковые, разведочные и сопутствующие им научно-исследовательские работы.
Глубокие, погребенные периферические части солянокупольных структур, формировавшиеся в верхнепермское время, еще по существу не затронуты разведкой, если не считать двух-трех скважин, пробуренных на Доссоре, нескольких скважин на Кулсарах и в Дангаре. Некоторые скважины пройдены в недостаточно ясных геологических условиях и не могут помочь решить проблему нефтеносности этого структурного этажа. Не изучены еще стратиграфия и фациальные особенности верхнепермских отложений, заполняющих межкупольные прогибы. Имеются объекты для разведки и в центральных частях межкупольных зон.
Для изучения сейсмическими методами конфигурации погребенных склонов соляных ядер, освещения условий залегания окружающих штоки верхнепермских пород и поисков благоприятных объектов для разведки намечается бурение глубоких скважин на технически доступную глубину в сводах ряда соляных ядер Южноэмбенского района.
Так как при изучении условий формирования залежей нефти на Эмбенских куполах был установлен многофазный характер этого процесса и в ряде случаев залежи экранируются сбросами неогенового времени, что свидетельствует о сравнительно недавнем времени их возникновения, то в дальнейшем необходимо вести разведку не только в сводовых частях куполов, но и на периферических частях. Особенно это относится к соляным куполам тех типов, которые обладают глубоко размытыми сводами. Такие купола известны в районе, расположенном к северу от Доссора и Маката и в междуречьи Волги и Урала.
Выявленная зональность в распределении соляных куполов и отчетливо выраженная связь отдельных типов соляных куполов с условиями формирования крупных областей прогибов и поднятий обусловливают необходимость постановки работ регионального характера по выявлению в пределах Северного Прикаспия других благоприятных участков с развитием куполов, аналогичных или близких по своему характеру к куполам типа Каратон, Кулсары, Доссор и Байчунас с сохранившимися от размыва присводовыми частями.
В пределах изученных частей Северного Прикаспия выявлена зависимость между степенью нефтенасыщения разреза мезозойских отложений и условиями их образования. При движении с северо-востока на юго-запад от Темирского района к Южноэмбенскому наметилось последовательное появление все более молодых продуктивных свит от триаса до верхнего альба. Но в других районах Северного Прикаспия эти вопросы, так же как и основной вопрос о наличии в том или ином районе промышленно нефтеносных свит, еще не решены.
Одно из направлений научно-исследовательских работ должно быть посвящено выявлению различий в условиях формирования куполов разных типов, обусловливающих соответствующие изменения в гидрогеологическом режиме отдельных поднятий и крупных структурных зон, приводящих либо к разрушению нефтяных залежей, либо к их надежной изоляции. Освещение этих вопросов должно привести к правильной научно обоснованной методике выбора куполов под разведку, что в сущности составляет основную задачу предстоящих научно-исследовательских работ в этой области.
ЛИТЕРАТУРА
1. Айзенштадт Г.Е.-А. Схема классификации соляных куполов Южной Эмбы. Геол. сб. 2. Тр. ВНИГРИ, нов. сер., вып. 95, 1956.
2. Баренбойм М.И. Схема строения поверхности подсолевого ложа юго-восточной части Прикаспийской впадины. ДАН СССР, т. 101, № 1, 1955.
3. Калинин Н.А. К тектонике юго-востока Русской платформы. Нефт. хоз., № 10, 1954.
4. Косыгин Ю.А. Соляная тектоника платформенных областей. Гостоптехиздат, 1950.
ВНИГРИ
Рисунок Расположение соляных куполов основных типов в Южноэмбенском районе (сост. Г. Е.-А. Айзенштадт, 1958).
1 - контуры соляных куполов по геофизическим данным; зоны расположения куполов типа: 2 - Суешбек, 3-Каратон, 4 - Нармунданак, 5-преимущественно Кулсары, 6- Доссор, 7-Байчунас, 8-Искине-Новобогатинск, 9 - Куттубай, 10-Индер; 11-северная граница района Южноэмбенского поднятия; 12-купола с выходом кепрока на дневную поверхность; 13-купола с глубоким размывом нижнемелового времени.