Распространение нижнепермской соленосной толщи и роль ее в формировании структур Алексеевско-Шебелинского района
Г.С. Брайловский
В течение последнего десятилетия отложения нижней перми изучались по данным разведочного бурения в пределах северо-западных окраин Донецкого бассейна - на Шебелинской, Спеваковской, Алексеевской, Червоно-Донецкой, Волвенковской и Балаклеевской площадях, на которых (особенно в Шебелинском районе) была установлена выдержанность литологического состава и мощностей отдельных толщ, горизонтов и пачек нижнепермской системы.
В последние 3-4 года наличие хемогенных осадков нижней перми доказано разведочным бурением в пределах ряда площадей Днепровско-Донецкой впадины (Бельская, Качановская, Глинская, Талалаевская, Гнединцевская и Олишевская) (рис. 1).
Наиболее полно в литолого-палеонтологическом отношении нижнепермские отложения изучены в пределах западных и северо-западных окраин Донбасса (Артемовский и Шебелинский районы).
На Алексеевской площади, ближайшей к Шебелинке, пробурено восемь разведочных скважин, из которых только две (присводовые) вскрыли под верхнепермскими осадками необычный для Шебелинской площади разрез соленосной толщи - пласт каменной соли в скв. 1 мощностью 1360 м и в скв. 9, расположенной в 300 м южнее, около 600 м (рис. 2).
В остальных скважинах вскрыт комплекс хемогенных осадков, в основном аналогичный Шебелинскому разрезу с той лишь разницей, что скв. 2, 3 и 4 на Алексеевской площади над верхним, ангидритовым горизонтом (P1s в) вскрыли толщу каменной соли мощностью соответственно 590, 438 и 770 м, в то время как на Шебелинской площади она отсутствует. Ангидритовые горизонты нижней перми на Алексеевской площади залегают в среднем на 900-1000 м глубже, чем на Шебелинской, поэтому толща соли на Алексеевской площади сохранилась над верхним ангидритовым горизонтом и, если судить по ритмам седиментации нижнепермских отложений, в некоторых районах Донбасса (Бахмутская котловина и др.) она должна была отлагаться в более поздние периоды предверхнепермского времени на обширной территории распространения нижнепермского бассейна.
Шебелинская брахиантиклиналь и Алексеевское куполовидное поднятие расположены в северо-восточной части зоны постепенного перехода от Донецкого кряжа к Днепровско-Донецкой впадине. Для Шебелинской площади, так же как и для большинства структур указанной зоны, характерно наличие в осадочной толще угловых несогласий, из которых наиболее крупное приурочено к границе между верхней и нижней пермью. Угол несогласия на юго-западном крыле структуры достигает 4°.
Интересно отметить, что на Шебелинской, Червоно-Донецкой, Спеваковской и других сопредельных площадях устанавливается определенная седиментационная ритмичность хемогенной толщи. Наиболее четко наблюдаются здесь три крупных цикла осадконакопления (рис. 3).
Первый - самый древний цикл (нижний ангидритовый горизонт) завершился отложением пласта каменной соли небольшой мощностью (15-25 м) - (P1sd + P1c3).
Второй цикл характеризуется отложением среднего ангидритового горизонта и более мощной (60- 90 м) толщи верхней соли (P1sс2 + P1sc1).
В течение третьего цикла (верхний ангидритовый горизонт Р1s в) также отлагались мощные толщи соли(P1sc0, Р1sc), верхние из которых (P1sc) в последующие эпохи были размыты на приподнятой Шебелинской структуре и сохранились лишь на глубоких погружениях, особенно в Гусаровской мульде, разделяющей Шебелинское и Алексеевское поднятия.
В пределах свода Алексеевской структуры (скв. 7-р и 19-с) каменная соль была вскрыта под верхнепермскими осадками на глубине около 400 м (рис. 4), а на крыльях в среднем на 600-700 м глубже, чем хемогенная толща на Шебелинской структуре.
Под описываемой толщей соли по данным бурения скв. 3-р и 4-р залегает нормальный разрез ангидритовых и солевых пачек, сопоставимый с Шебелинским (P1s в, P1sc1 и, возможно, P1sc2).
На Южном крыле (скв. 5-р) под верхнепермскими терригенными осадками вскрыт своеобразный разрез хемогенных отложений (см. рис. 3). Здесь самая верхняя толща соли (P1sc) отсутствует и основной разрез аналогичен Шебелинскому - сохранены литологические особенности и мощности отдельных пачек и пластов.
Однако в присводовой части Алексеевской структуры вскрыт необычный для описываемого района разрез. Здесь скв. 1-р под верхнепермскими осадками прошла толщу соли мощностью 1366 м (интервал 1090-2456 м). По-видимому, в сводовой части поднятия мощность указанной соли будет более 2000 м. Такие мощности солевых горизонтов хемогенной толщи нижней перми в Днепровско-Донецкой впадине пока неизвестны.
Под описываемой толщей соли (скв. 1-р) вскрыта брекчированная глинисто-известняковая порода, которую согласно петрографо-минералогическим определениям (М.П. Кожич-Зеленко) можно отнести к девонскому возрасту.
Аналогичные карбонатно-глинистые, местами песчанистые и брекчиевидные породы на контактах С солью, с наличием в них вторичных процессов пиритизации, баритизации, окремнения, доломитизации встречались ранее в Ромнах, Исачках, Коренево (Белоруссия) и других районах и согласно литолого-петрографическим и палеонтологическим определениям относились к девону.
Присводовая скв. 9-р вскрыла толщу каменной соли резко уменьшенной по сравнению со скв. 1-р мощностью около 600 м (интервал 1220-1820 м), что, по-видимому, указывает на наличие в районе скв. 9-р и 1-р крупного разлома или целой зоны интенсивной нарушенности, благодаря чему резко увеличилась мощность каменной соли и образовался положительный изгиб надсолевых слоев.
Если учесть, что в глинистых образованиях, загрязняющих каменную соль, скв. 2-р были обнаружены споры девонского возраста, то следует предположить возможность внедрения в надангидритовую толщу нижнепермской соли масс девонской соли. Последняя могла в виде штока проникнуть в пермскую соль и слиться с ней благодаря своей высокой пластичности и интенсивной нарушенности Алексеевской структуры крупными разломами.
Сходная картина наблюдается в Полтавской области на Машевской площади, где также под верхнепермскими образованиями вскрыты каменная соль, в которой (на интервалах 1802-1800 и 2358-8366 м) были определены (И.И. Лещий) споры девонского возраста, а под солью вскрыты ангидриты и медистые песчаники нижней перми.
В пределах юго-восточной окраины Днепровско-Донецкой впадины и северо-западного окончания Донбасса на всех известных солянокупольных структурах, в том числе на Полтавском и Колонтаевском куполах, нами установлена следующая закономерность. Верхнепермские отложения, не перфорированные солью, как правило, облекают соляное ядро. Если же в сводовой части какой-либо солянокупольной структуры верхнепермские отложения и не сохранились, то соль обычно залегает непосредственно под третичными осадками (Колонтаевский, Карайкозовский, Мироновский и другие купола).
Это также может, хотя и косвенно, указывать на весьма сложную тектонику описываемой территории, в строении которой наряду с возможными проявлениями нижнепермской соли участвует и более древняя каменная соль, в той или иной степени влияющая на переформирование тектонических элементов отдельных структур и геоструктуры региона в целом.
Для более уверенного выяснения природы куполовидных скоплений значительных масс каменной соли необходимо провести специальные разведочные и исследовательские работы на отдельных солянокупольных структурах описываемой части региона.
Следует отметить, что в своде Алексеевского поднятия бурится глубокая разведочная скв. 7, вскрывшая на глубине 400 м каменную соль, по которой прошла уже свыше 2000 м и пока еще из нее не вышла. Результаты бурения этой скважины, по-видимому, помогут выяснить участие в солянокупольной тектонике нижнепермской и, возможно, более древней соли.
Оценка перспектив нефтегазоносности указанного типа структур зависит прежде всего от того, на каком более или менее убедительном варианте представлений о геологическом строении мы будем основываться. Рассмотрим два, по нашему мнению, основных варианта.
Если определение девонских спор в соли ошибочно, следовательно, отсутствует перфорация девонской солью вышележащих толщ и соляные купола обязаны накоплению только нижнепермской соли, то нефтегазонакопление могло происходить в коллекторах подсолевых толщ в пределах сводовых частей структур. Соленосная толща нижней перми, являясь превосходным экраном на пути рассеивания углеводородов, может обусловить образование залежей нефти и газа в подсолевых коллекторах куполовидной формы, следовательно, можно ожидать в них значительные по запасам месторождения нефти и газа. Примером накопления громадных запасов природного газа в коллекторах, залегающих под хемогенной толщей нижней перми, служит крупнейшее в Советском Союзе Шебелинское месторождение.
Наиболее допустимо и согласуется с фактическими данными предположение о внедрении в нижнепермскую толщу каменной соли масс более древней девонской соли. Вероятно, в результате подобного контактирования разновозрастных соленосных толщ могли образоваться грибовидные соляные тела, со штоками, уходящими на значительные глубины (см. рис. 3). В этом случае приподнятые и прорванные солью нижнепермские медистые песчаники и более древние коллекторы окажутся тектонически запечатанными девонской солью. Кроме того, указанные пласты-коллекторы перекроются непроницаемой толщей нижнепермской соли. Таким образом, могут быть созданы благоприятные условия для накопления и особенно для сохранения залежей углеводородов.
В этом случае разведочное бурение следует ориентировать на обнаружение залежей нефти и газа непосредственно в приштоковых зонах подобного типа структур, связанных с нижнепермскими и более древними отложениями. Примером наличия нефтяных и газовых залежей в коллекторах приштоковых зон, расположенных под карнизом соли, могут служить некоторые из месторождений нефти и газа Северо-Американской платформы (соляные купола Голфкоста и др.).
Комплексная тематическая экспедиция треста Полтавнефтегазразведка
Рис. 1. Схема распространения нижнепермских соленосных отложений Днепровско-Донецкой впадины и западных окраин Донбасса.
1 - зоны краевых нарушений по данным геофизических исследований; 2 - область распространения нижнепермских толщ каменной соли; 3 - соляные купола; 4 - брахиантиклинали.
Рис. 2. Сводный профильный разрез через Алексеевское и Шебелинское поднятия.
1 - брекчия; 2 - каменная соль; в - границы стратиграфических и угловых несогласий; 4 - репер «А»; 5 - дизъюнктивные нарушения.
Рис. 3. Сопоставление разрезов соленосной свиты донецкой перми Артемовского(/), Балаклеевского (II) и Алексеевского (III, IV) районов.
1 - глина; 2 - алевролит; з - песчаник; 4 - мергель; 5 - известняк; 6 - доломит; 7 - ангидрит; 8 - гипс; 9 - глинисто-известняковая брекчия; 10 - каменная соль; 11 - размыв; пласты соли; 12 - надбрянцевский; 13 - брянцевский; 14 - подбрянцевский.
Рис. 4. Сейсмогеологический профиль Алексеевского поднятия (составлен по материалам трестов Харьковнефтегазразведка и Укрнефтегеофизика).
1 - отражающие площадки; 2 - условные сейсмические горизонты; 3- стратиграфические границы; 4- брекчия, соль; 5 - положение кровли соли по линии скв. 5, 9,1, 2 и 3; 6 - сброс; 7 - скважины, снесенные на данный профиль.