О деталях геологического строения северного склона Московской синеклизы
М.С. КОРОЧКИН
На северном склоне Московской синеклизы в 10-15 км к северо-западу от г. Калуга Союзной геолого-поисковой конторой (СГПК) производится глубокое разведочное бурение и гидроразведка с целью выявления структурной ловушки для создания подземного хранилища газа в водоносных пластах. Для этого на Калужской площади пробурено 25 глубоких скважин и проведен большой объем гидроразведочных работ (рис. 1).
Из 25 скважин только скв. 3 остановлена в девонских отложениях, а остальные прошли весь комплекс осадочных пород и углубились в кристаллический фундамент (рис. 2).
На основании анализа геологического материала, полученного в результате бурения упомянутых выше скважин, в разрезе Калужской площади установлено два резко отличающихся друг от друга структурных этажа: верхний и нижний.
К нижнему структурному этажу относятся нижнекембрийские, а к верхнему - девонские и нижнекаменноугольные отложения.
Нижний структурный этаж залегает на размытой, а местами и разрушенной поверхности архейского кристаллического фундамента, который вскрыт 24 скважинами в интервале глубин 838-1188 м видимой мощностью от 4 м (скв. 13) до 77 м (скв. 25).
Над кристаллическим фундаментом залегают зеленовато-серые и темно-коричневые плотные слоистые аргиллиты, в нижней части которых отмечается прослой алевролитов и разнозернистых аркозовых песчаников мощностью 2-6 м, а в верхней - резко подчиненные прослои мелкозернистого алевролита.
Отложения нижней части кембрия (нижняя пачка) вскрыты в 24 скважинах на глубинах от 795 м (скв. 15) до 1012 м (скв. 4). Они имеют мощность, изменяющуюся от 46 м (скв. 4) до 73 м (скв. 2), и только в скв. 10, 12, 13 их мощность увеличивается до 100-114 м.
Над нижней пачкой кембрия залегает относимый к его средней пачке гдовский горизонт. Он представлен светлыми, голубовато-серыми, крупнозернистыми кварцево-полевошпатовыми песчаниками с глинистым и доломитовым цементами. В них наблюдаются мелкие зерна глауконита и пирита.
В средней части песчаников отмечаются прослойки серых и темно-серых микрослоистых аргиллитов. Гдовские песчаники мощностью 12-18 м выдержаны, легко отбиваются на каротажных диаграммах и служат хорошим маркирующим горизонтом.
Они вскрыты на глубинах от 795 м (скв. 13) до 998 м (скв. 4).
Перекрываются гдовские песчаники зеленовато-серыми и фиолетово-красными плотными глинами с прослоями аргиллита и с тонкими подчиненными прослойками мелкозернистого алевролита и песчаника. Мощность этих отложений изменяется от 51 до 109 м.
Общая видимая мощность кембрия на Калужской площади колеблется от 33 м (скв. 25) до 370 м (скв. 19) (рис. 3).
На размытой поверхности нижнего кембрия залегают отложения среднего девона.
Таким образом, из нормального стратиграфического разреза на Калужской площади выпадают отложения верхнего кембрия, ордовика, силура, нижнего девона и низов среднего девона (эйфельский ярус).
Общее представление о структуре Калужского поднятия дает рис. 1.
Дизъюнктивные нарушения проведены на основании следующих фактических данных.
Наличие только нижней 3-5-метровой части гдовского песчаника в скв.15 и его отсутствие в скв. 25 обусловлено тем, что эти скважины прошли через плоскость сброса.
Присутствие в скв. 18, 19 и 21 двух сходных между собой горизонтов объясняется прохождением этих скважин через плоскость взброса. Поэтому в указанных скважинах повторяется разрез некоторых пачек нижнекембрийских отложений, включая и гдовский песчаник (см. рис. 2). Амплитуда разрывных нарушений по гдовскому горизонту кембрия достигает 150-180 м. Резкие изменения мощности отложений кембрия также обусловлены разрывными нарушениями (рис. 3). Она сокращается (до 33 м в скв. 25) там, где скважины прошли через плоскость сброса (скв. 15, 25) и увеличивается (до 376 м в скв. 19) в скважинах, прошедших через плоскость взброса (скв. 10, 18, 19, 21, 23).
Геологическое строение нижнего структурного этажа, осложненного разрывными нарушениями, показано на профилях и структурной схеме Калужского поднятия по кровле гдовского песчаника (см. рис. 1 и 2).
Гидроразведочные работы, проведенные в скв. 22 и 24, полностью подтвердили, что северная и сводовая части Калужского поднятия осложнены разрывными нарушениями. В результате этих работ установлено, что на откачку воды из скв. 22, расположенной севернее сброса через сводовую часть поднятия, реагируют скв. 13 и 16, также находящиеся к северу от этого сброса, и не реагируют скв. 11, 20, 24 и другие к югу от него.
В свою очередь откачка воды из скв. 24 (к югу от сводового сброса) не сказывается на скв. 13, 16, 22 (к северу от сводового сброса), а влияет на скв. 11, 12, 14, 20, относящиеся, как и скв. 24, к южной половине Калужского поднятия.
Эти данные указывают на расположение скв. 13, 16, 22 и скв. 11, 12, 14, 20, 24 на разных блоках, разобщенных сбросом (см. рис. 1).
Таким образом, наличие разрывных нарушений в отложениях нижнего структурного этажа на Калужской площади устанавливается на основании анализа разрезов буровых скважин и подтверждается изменением мощности отложений нижнего кембрия и результатами гидроразведочных работ.
Отложения верхнего структурного этажа представлены вверху (фаменский и франский ярусы, исключая нижнещигровские слои) преимущественно карбонатными, внизу (живетскими ярус, включая нижнещигровские слои) - терригенными песчано-глинистыми образованиями.
Верхний структурный этаж по отметкам различных стратиграфических горизонтов характеризуется довольно спокойным залеганием пород и сравнительно выдержанной мощностью.
Только нижняя часть верхнего структурного яруса (морсовские и наровские слои среднего девона), представленная брекчией карбонатно-терригенных и кристаллических пород, имеет резко колеблющуюся мощность от 4 (скв. 20) до 180 м (скв. 21).
Это естественно, так как за счет их сглаживается рельеф кембрийских отложений.
В верхнем структурном этаже по имеющимся фактическим данным разрывных нарушений не отмечается (перерывы в осадконакоплении имеются).
Таким образом, на Калужской площади установлено наличие двух резко отличающихся друг от друга структурных этажей с различным характером залегания пород.
Структурный план отложений девона принципиально иной, чем план отложений кембрия. Углы залегания кембрийских отложений более крутые, а главное в нижнем структурном этаже отмечаются разрывные нарушения с амплитудой свыше 100 м, не прослеживаемые в верхнем структурном этаже. Эти нарушения ранее не отмечались нигде в центральной части Русской платформы и, в частности, в пределах Московской синеклизы.
Различие в характере структур нижнего и верхнего этажей согласуется с представлениями В.Г. Васильева и наличии межгорно-впадинного этапа в развитии Русской платформы в досреднедевонское время и резких изменений в ее развитии, начиная со среднего девона (Васильев В.Г. О методике определения возраста платформ. Геология нефти, 1958, № 3.).
Несоответствие в строении этажей должно учитываться при постановке поисково-разведочных работ на нефть и газ в центральной части Русской платформы и при поисках структур для подземных хранилищ газа.
В заключение необходимо обратить внимание на наличие в основании верхнего структурного этажа Калужской площади мощной (до 147,5 м) пачки брекчий кристаллических пород, происхождение которой пока не выяснено. При интерпретации данных сейсморазведки они могут быть ошибочно приняты за кристаллический фундамент платформы.
ВНИИГаз
Рис. 1. Структурная схема Калужского поднятия по кровле гдовского горизонта кембрия.
1 - скважины; 2 - взбросы; 3 - сбросы; 4 - изогипсы.
Рис. 2. Геологический разрез через Калужское поднятие.
Рис. 3. Схема изменения мощности кембрия.
