О геологическом строении юго-восточной части Днепровско-Донецкой впадины
В.А. ГОРДИЕВИЧ, И.В. САНАРОВ
Исследователи раньше предполагали, что нижнепермские отложения (100 - 200 м) в Днепровско-Донецкой впадине развиты лишь в узкой полосе по линии Шебелинской, Коломакской, Колонтаевской, Бельской, Качановской и Глинской структур. Соленосные отложения нижней перми из разреза этой территории исключали из-за предверхнепермского размыва или перерыва в осадконакоплении. Каменную соль почти на всей территории Днепровско-Донецкой впадины считали девонской. Поэтому геологическое строение структур, их формирование, а также перспективы нефтегазоносности рассматривали только с точки зрения наличия в разрезе каменной соли девонского возраста.
Большая территория юго-восточной части Диепровско-Донецкой впадины, на которой преобладает соляная тектоника, считалась малоперспективной в нефтегазоносном отношении, так как предполагалось, что все структуры представляют собой соляные штоки, где солью прорван весь комплекс терригенных осадков от верхнего девона до карбона включительно.
Поиски нефтяных и газовых залежей в карбоне были затруднены, так как ни разу не удалось оконтурить соляное тело и, кроме того, из-за близкого расположения структур часто сомневались в наличии каменноугольных отложений. Поиски нефтяных и газовых залежей в подсолевом девоне осложнялись из-за больших глубин залегания (около 5-6 км).
В последнее время геофизическими работами и глубоким бурением на рассматриваемой территории установлено, что в геологическом строении этого региона участвует соль нижнепермского возраста.
На площадях, где проводилось глубокое разведочное бурение (Новосенжарская, Машевская, Полтавская, Коломакская, Октябрьская, Алексеевская и др.), соленосные осадки залегают под отложениями верхней перми. Ни в одном пункте отложения каменноугольной системы над солью не встречены. На Машевской площади в скв. 4 и 5, расположенных далеко за пределами структуры (5-9 км), под верхнепермскими отложениями вскрыта также каменная соль.
Образцы последних отложений из скв. 2 (Полтава, интервал 2615-2618 м), скв. 2, 4 и 7 (Машевка, интервал 2800-3004 м), скв. 2 и 6 (Октябрьская, глубина 1740 м) и других на основании палеонтологических и петрографических исследований однозначно определены как нижнепермские. Следовательно, толща каменной соли, залегающая выше, не может быть древнее нижней перми.
В образцах каменной соли К.И. Иносовой определены нижнепермские или верхнепалеозойские пыльца и споры; среди них иногда встречаются непросветленные формы спор, которые К.И. Иносова выделяет как возможно девонские. Характерно, что последние встречаются в основном в верхней части разреза каменной соли.
В нижнепермских отложениях литологически можно выделить четыре толщи: верхнюю - глинистую (до 150 м), соленосную (до 1500 м), глинисто-ангидритовую (до 300 м) и нижнюю – песчано-глинистую (до 380 м), или свиту медистых песчаников, залегающую согласно на отложениях верхнего карбона.
По данным сейсмических работ (3.С. Каплун, Б.А. Райхер, Л.М. Спихина, Н.М. Тимофеева, Н.Т. Турчаненко) на рассматриваемой территории прослежен V опорный сейсмический горизонт, соответствующий глинисто-ангидритовой толще, которая залегает под отложениями каменной соли. Его стратиграфическая приуроченность подтверждена скважинами на многих площадях. Глубина залегания горизонта иногда уменьшается, и он залегает непосредственно под верхней пермью, а дальше исчезает в результате предверхнепермского размыва.
Максимальная глубина залегания (около 4000 м) V опорного сейсмического горизонта зафиксирована в районе с. Тарасовка. Следовательно, этот район, по-видимому, является наиболее погруженным участком Днепровско-Донецкой впадины.
На Машевской, Новосенжарской и других площадях каменная соль сильно деформирована и в кровле ее ясно выражены следы течения с углами, достигающими иногда 90° С, тогда как в подошве они отсутствуют. Это обстоятельство нужно учитывать при бурении глубоких скважин на соляных куполах для ориентировочного определения глубины залегания подсолевых отложений. При мощности пласта соли до 100 м следы течения иногда отсутствуют.
На рис. 1 видно, что нижнепермская соль образует купола, если мощность ее около 150 м и глубина залегания сравнительно небольшая (1500 м). Смещение свода более чем на 2 км в сторону южного крыла и уменьшение амплитуды поднятия с глубиной на Октябрьской структуре объясняются наличием в разрезе нижнепермской каменной соли.
Рост соляных куполов в Днепровско-Донецкой впадине не был непрерывным процессом, а происходил скачкообразно, подчиняясь общим тектоническим движениям. Об этом свидетельствует наличие общих перерывов и угловых несогласий, выдержанность мощностей надсолевых толщ как в сводах куполов, так и в межкупольных пространствах, а также постоянство литологического состава пород.
На рис. 2 приведен разрез вкрест простирания Днепровско-Донецкой впадины.
На структурных картах по юрским отложениям юго-восточной части впадины обращает на себя внимание большая дислоцированность мезозойских отложений. Вся эта территория нарушена многочисленными соляными куполами, которые в плане располагаются беспорядочно.
Исходя из условий залегания V опорного и других сейсмических горизонтов, а также данных бурения скважин, можно сделать вывод, что среди беспорядочно расположенных соляных куполов юго-восточной части Днепровско-Донецкой впадины существует древняя складчатость, завуалированная соляными куполами. Таким образом, структурный план мезозоя не всегда соответствует структурному плану палеозоя.
В строении древних палеозойских структур в Днепровско-Донецкой впадине большую роль играет и каменная соль девонского возраста, образующая многочисленные купола и штоки. Девонская соль выявлена глубоким буренном на Роменской, Радченковской, Сагайдакской, Петривцевской, Зачепиловской и других площадях под нижнекаменноугольными отложениями, а также в юго-восточной части Днепровско-Донецкой впадины, где она залегает на очень больших глубинах (до 6 км). Однако девонская соль не основной фактор формирования структур, она лишь осложняла складки, образуя систему дизъюнктивных нарушений.
Нижнепермские отложения также установлены в районе г. Ичня (Черниговская область).
На основании данных геофизических работ и глубокого бурения можно сделать вывод, что мощные осадки нижней перми отлагались в Днепровско-Донецкой впадине повсеместно. В результате предверхнепермской складчатости произошли крупные разломы в кристаллическом фундаменте, некоторые участки Днепровско-Донецкой впадины воздымались, и на них шла интенсивная денудация, вследствие чего на таких участках была уничтожена не только нижняя пермь, но и значительная часть карбона. В связи с этим на наиболее приподнятых структурах девонская соль легко прорвала толщу карбона небольшой мощности и вышла на дневную поверхность.
В юго-восточной части Днепровско-Донецкой впадины, где общая мощность нижней перми превышает 1800 м, а каменноугольных отложений не менее 2800 м, девонская каменная соль не могла себя проявить, не деформировав вышележащих пород. Однако деформированных нижнепермских отложений, залегающих под солью, до настоящего времени не встречено (в керне из этих отложений нет больших углов наклона).
Терригенные подсолевые отложения нижней перми на юго-востоке впадины залегают на относительно небольших глубинах порядка 1500-3100 м без следов перерыва на верхнекаменноугольных отложениях, ниже которых прослеживаются среднекаменноугольные породы. Общая мощность верхне- и среднекаменноугольных отложений до 1500 м, до 50% их составляют мощные пласты песчаников с хорошими коллекторскими свойствами. В кровле терригенной толщи залегают каменная соль и другие непроницаемые породы большой мощности, что позволяет считать перспективными поиски здесь крупных газовых залежей.
Близость уникального Шебелинского месторождения газа и многочисленные газопроявления в процессе бурения скважин создают уверенность в том, что на территории юго-восточной части Днепровско-Донецкой впадины будут открыты крупные газовые месторождения. Однако глубинное строение этого региона, в частности, строение подсолевых структур, их блокировка и взаимосвязь с соляными куполами до настоящего времени не выяснены. Мало применяются геофизические методы разведки. Результаты рекогносцировочных сейсмических работ, проведенных на отдельных площадях, между собой не увязаны. Для выполнения семилетнего плана по приросту запасов газа в восточных районах Украины необходимо в ближайшее время резко усилить геофизические работы на территории юго-восточной части Днепровско-Донецкой впадины.
ЛИТЕРАТУРА
1. Клименко В.Я. Структура Днепровско-Донецкой впадины, условия ее формирования и закономерности образования и размещения в ней месторождений нефти и газа. Изд. АН УССР, 1957.
2. Чирвинская М.В. Характеристика складчатых и разрывных дислокаций осадочной толщи Днепровско-Донецкой впадины по данным геофизических работ. Труды ИГН АН УССР, сер. геофиз., вып. 1, Киев, 1956.
3. Чирвинская М.В. Представление о тектонике Днепровско-Донецкой впадины на основании результатов геофизических исследований. Изд. Украинского респуб. правления НТО нефтяной и газовой промышленности. Киев, 1959.
Новосенжарская контора разведочного бурения треста Полтаванефтеразведка
Рис. 1. Геологический разрез Октябрьского поднятия (сост. В. Гордиевич).
Отложения: 1 - каменноугольные (отделы: а - нижний, б - средний, в - верхний); 2 - нижнепермские (толщи: а - песчано-глинистая, б - глинисто-ангидритовая, в -соленосная); 3 - верхнепермские; 4 - триасовые; 5 - юрские; 6 - меловые; 7 - третичные; 8 - дизъюнктивные нарушения.
Рис. 2. Гипотетический разрез вкрест простирания юго-восточной части Днепровско-Донецкой впадины (сост. В. Гордиевич).
1 - докембрийский кристаллический фундамент; отложения: 2 - терригенные и карбонатные девонские; в - галогенные девонские; 4 - нижнего карбона; 5 - среднего карбона; 6 - верхнего карбона; 7 - терригенные нижнепермские; 8 - галогенные нижнепермские; 9 - глинистые нижнепермские; 10 - верхнепермские; 11 - триасовые; 12 - юрские; 13 - меловые; 14 - третичные и четвертичные; 16 - дизъюнктивные нарушения.