НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ И ПЕРСПЕКТИВЫ НЕФТЕГАЗОНОСНОСТИ ЮГО-ЗАПАДНОЙ ЧАСТИ ПРИКАСПИЙСКОЙ ВПАДИНЫ
В. И. Мальцев, Л. В. Шарапова, Б. И. Юрченко
Юго-западная часть Прикаспийской впадины еще слабо изучена. Магнитная и гравиметрическая съемки дали лишь общее представление о геологическом строении и по существу положили начало региональным исследованиям этой территории. Сейсмическим методом отраженных волн (MOB) покрыта незначительная часть территории юго-западной окраины Прикаспийской впадины. Здесь, как и на смежной территории, MOB освещена лишь верхняя часть разреза мезозойской толщи.
Сейсмическими исследованиями MOB, проводившимися на юге Астраханской области и в восточной части Калмыцкой АССР, установлено наличие ряда локальных мезозойских структур и соляных куполов. По результатам сейсмических исследований на некоторых структурах, подготовленных сейсморазведкой MOB, проведено разведочное бурение, установившее промышленную нефтегазоносность Промысловой, Олейниковской, Каспийской и других структур.
В 1961 -1962 гг. выполнен региональный профиль КМПВ VIII Замьяны - Вязовка, приближающийся по характеру к ГСЗ и представляющий качественно новый этап глубинного геологического изучения этой территории.
В свете имеющихся данных, полученных в результате геолого-геофизических исследований и особенно КМПВ, можно установить основные элементы тектоники отмеченной территории, рассмотреть некоторые вопросы ее геологического строения и перспективы нефтегазоносности.
Как признает большинство исследователей, фундамент представлен в северной части архейским комплексом Русской платформы, на юге - метаморфизованным и дислоцированным палеозойским комплексом, который представлен субширотным герцинским сооружением, известным под названием вала Карпинского. Характер северного ограничения вала до последнего времени также не был выяснен. Существует ряд схематических построений, основанных на результатах магнитометрических и гравиметрических исследований и бурения, проводившегося на некоторых площадях [4, 6, 9, 11].
По результатам исследований КМПВ последних лет определен характер сочленения двух платформ и выявлены основные черты глубинного строения данной территории. Система региональных и рекогносцировочных профилей КМПВ, хотя еще редкая, уже вносит много нового в познание геологического строения рассматриваемой территории (рис. 1).
Ниже рассматриваются результаты лишь по двум профилям КМПВ: региональному профилю 4602, осветившему верхнюю толщу перми и карбона в районе вала Карпинского и сочленения Предкавказской и Русской платформ (рис. 2), и региональному профилю VIII Замьяны - Вязовка (рис. 3). В пределах вала Карпинского, являющегося северным окончанием Предкавказской платформы, по КМПВ четко выделяется и непрерывно прослеживается преломляющая граница, характеризуемая граничной скоростью 5000-6200 м/сек. Эта преломляющая граница по привязке к разведочным скважинам Михайловской, Олейниковской и Каспийской площадей приурочивается к кровле палеозойского фундамента, представленного дислоцированными каменноугольными отложениями, залегающими на глубинах до 2600 м на юге (скв. 4 Каспийская) и до 1600 м на севере (скв. 1 Полдневская).
На профиле 4602 с пикета 700.00 к северу строение меняется. Преломляющая граница, отождествляемая на юге с кровлей палеозоя, резко погружается с глубины 1600-1700 м до 4500 м. Изменение граничной скорости с 5200 м/сек на юге до 5400-5900 м/сек на севере свидетельствует об изменении, в первую очередь, физического состояния преломляющей толщи, что дает основание предположить, что дислоцированный палеозойский комплекс (каменноугольный) сменился платформенным. Столь резкое изменение граничной скорости и соответственно погружение северной части платформы по отношению к южной, несомненно, может рассматриваться как зона сочленения Предкавказской и Русской платформ. Сочленение происходит по крупному региональному разлому со значительным надвигом северной кромки Предкавказской платформы на Русскую. Простирание надвига трассируется по результатам КМПВ в направлении с. Заветное – хутор Лиманский - урочище Красный Худук - г. Астрахань и отмечается на ряде сейсмических профилей КМПВ. Не исключена возможность, что эта зона сочленения состоит из серии надвиговых нарушений.
На региональном профиле Замьяны - Вязовка выделены три группы регулярных головных волн, прослеживаемых вдоль всего профиля. Группа головных волн, характеризуемых граничной скоростью 5000- 6200 м/сек и интенсивными вступлениями в начальной части записи, приурочивается к поверхности карбона.
В районе пикетов 100.00-110.00 в изменении граничной скорости отмечается резкий скачок порядка 1000 м/сек, что можно объяснить переходом преломляющей границы с каменноугольных на лежащие выше отложения.
Группа головных волн, характеризуемая средней величиной граничной скорости 7000 м/сек и сравнительно слабой динамической выраженностью в области первых вступлений, приурочена к поверхности кристаллического фундамента. Однако не исключена возможность принадлежности этой границы к базальтовому слою по аналогии с другими регионами, где базальтовый слой характеризуется скоростью порядка 7000 м/сек [12].
Группа волн, выраженная динамически весьма интенсивными вступлениями, прослеживаемыми в последующих фазах записи, при удалениях от 60-70 до 130 км от пункта взрыва характеризуется граничной скоростью 7500-8800 м/сек. Интенсивная динамическая выраженность последней группы волн [8, 12] в сочетании с некоторыми особенностями ее годографа допускает возможность интерпретировать последнюю как рефрагированную или отраженную за критическим углом волну от слоя Махоровичича [12]. Из-за неясности физической природы последней волны разрез по ней построить не удалось. При построении сейсмического разреза по профилю VIII предполагалось, что вторая группа волн является головной волной, преломленной от поверхности кристаллического фундамента. При работах КМПВ прослежены две основные группы волн, отражающие соответственно структурный план по поверхности кристаллического фундамента и поверхности палеозоя, на основании чего можно рассмотреть некоторые черты геологического строения юго-западной части Прикаспийской впадины. На профиле Замьяны - Вязовка отчетливо прослеживаются закономерности геологического строения. Обращает на себя внимание ступенеобразное погружение кристаллического фундамента с юго-востока на северо-запад с глубины 4500 до 19 000 м, наибольшее погружение отмечается в районе сел Никольское - Соленое Займище. Далее к северо-западу вновь наблюдается плавный подъем кровли фундамента. Характер строения палеозойской толщи в общих чертах повторяет формы залегания кристаллического фундамента с уменьшением мощности нижнепалеозойских подсолевых толщ в районе выступов фундамента. Убедительно фиксируются элементы унаследованности в развитии структурных планов по фундаменту, палеозойскому и верхнемеловому комплексу пород.
Новым важным моментом исследований КМПВ является то, что на профиле по фундаменту и перекрывающему его комплексу палеозойских и мезозойских пород отмечаются два крупных поднятия со значительными амплитудами превышения их сводов относительно прилегающих прогибов. При этом фиксируется заметное смещение сводов поднятий с севера на юг от древних глубоко залегающих к молодым отложениям. Последнее в значительной степени обусловлено увеличением мощностей отложений по мере их погружения. Наиболее рельефно на профиле отображается южное поднятие, приуроченное в плане к селениям Замьяны - Енотаевка и названное нами Астраханским, а северное - Волго-Сарпинским. Профилем VIII эти поднятия освещены лишь частично. По палеозойским отложениям структурный план несколько сглажен, тем не менее, амплитуда поднятий по карбону составляет здесь свыше 500 м.
Территория, прилегающая с севера к зоне сочленения платформ и включающая район Доланалды-Астрахань-Замьяны, в тектоническом отношении многими исследователями рассматривается как Астраханский выступ [3, 6, 9]. Природа этого выступа длительное время объяснялась по-разному.
По данным сейсмических исследований КМПВ и бурения здесь прослеживается крупное региональное поднятие или вал - структура второго порядка, составляющая краевую часть Русской платформы на докембрийском кристаллическом фундаменте. Это поднятие по поверхности фундамента и палеозоя имеет черты крупного свода с глубоко погруженными склонами. Южный склон поднятия, плавно погружаясь, примыкает к зоне сочленения платформ. Его погружение находится, очевидно, в прямой зависимости от надвига на него Предкавказской платформы. Северный склон в отличие от южного построен уступообразно, с явно выраженными флексурными изгибами.
Второе крупное антиклинальное поднятие, приуроченное к Черному Яру, на профиле КМПВ фиксируется менее уверенно. Оно отделено от южного значительным прогибом. Амплитуда приподнятой части поднятия по отношению к южному прогибу по фундаменту и палеозою соответственно достигает 3000-4000 м. По данным КМПВ мощность палеозойских отложений, принимающих участие в строении этого поднятия, по-видимому, возрастает по сравнению с Астраханским поднятием от 5000 до 13 000 м. С увеличением мощностей происходит смещение положения свода поднятия к югу. По поверхности фундамента свод Волго-Сарпинского поднятия приурочен к селению Вязовка, тогда как по поверхности палеозоя он закономерно смещен к югу на 30-35 км к селению Соленое Займище.
Приуроченность к этим погребенным тектоническим элементам крупных локальных структур платформенного палеозоя позволяет рассматривать последние как исключительно перспективные для поисков нефтяных и газовых залежей. Особого внимания заслуживают участки, благоприятные для развития замкнутых структур (см. рис. 1). Перспективы нефтегазоносности здесь следует связывать с девонскими, каменноугольными, пермскими и пермо-триасовыми отложениями. Литолого-фациальная характеристика этих отложений пока не выяснена, но они, несомненно, принимают участие в строении обширной территории юго-западной части Прикаспийской впадины и, в частности, ее прибортовой полосы.
Палеозойские отложения юго-западной части Прикаспийской впадины, включая Астраханское и Волго-Сарпинское поднятия, доступны для обнаружения в них крупнейших скоплений нефти и газа при современной технической вооруженности буровых работ.
На Замьяновской площади скв. 4 вскрыла под мезозоем нерасчлененную пермо-триасовую толщу мощностью около 2000 м. Эта толща пермо-триаса по литологическому составу сходна с одновозрастными отложениями других районов Прикаспийской впадины, в которых она нефтеносна [6]. Судя по данным регионального профиля VIII мощность этих отложений здесь достигает 2800-3000 м. Их повсеместное распространение в пределах Прикаспийской впадины подтверждается многими наблюдениями.
В разрезе пермо-триасовых отложений имеются песчаные пласты, которые при благоприятных структурных условиях могут служить прекрасными коллекторами для скопления нефти и газа. Следует отметить, что в этих отложениях отмечены признаки нефти в скв. 3 Доланалды: образец породы, поднятый из интервала 1714-1718 м, содержит нефть.
Одновременно с этим в прибортовой части Русской платформы в разрезе перми и низов пермо-триаса не исключено присутствие известково-доломитовой толщи с прослоями гипса, ангидритов, песчаников, аналогичных разрезу близ г. Котельниково. С последними можно связывать наличие региональных скоплений нефти и газа.
По мезозойскому платформенному чехлу в пределах Астраханского поднятия сейсморазведкой выявлено два типа структур. К югу от гравитационной ступени фиксируются структуры платформенного типа, представляющие собой пологие брахиантиклинали (Замьяновская, Южно-Замьяновская, Разночиновская, Таловская, Приволжская, Доланалдынская).
К северу от гравитационной ступени располагаются преимущественно соляные купола с различно направленными осями и различной степенью проявления солянокупольной тектоники. Здесь также возможно наличие крупных антиклиналей, обусловленных как соляной тектоникой, так и платформенной складчатостью, осложняющей погружение юго-западного борта Прикаспийской впадины. Следовательно, территорию солянокупольной тектоники можно также считать перспективной. Нефтегазоносными здесь могут быть пермо-триасовые, юрские, меловые и палеогеновые отложения, составляющие надсолевой комплекс.
На основании изложенного выше можно сделать следующие выводы.
1. Полоса платформенной складчатости, обрамляющая юго-западный борт Прикаспийской впадины и зону сочленения Предкавказской и Русской платформ, должна рассматриваться как первоочередной объект для разведки на нефть и газ.
2. Применение КМПВ для региональных исследований и поисков крупных погребенных структур весьма эффективно. Для изучения глубинного строения района с целью определения направления разведочных работ и выявления условий формирования структур и благоприятных ловушек для залежей нефти и газа необходимо расширить применение метода КМПВ в комплексе с бурением параметрических скважин.
3. Для дальнейшего оконтуривания отмеченных профилем VIII КМПВ Астраханского и Волго-Сарпинского поднятий и выявления деталей строения последних необходимо продолжать региональные работы КМПВ и MOB на левобережье р. Волга. Одновременно следует заложить три-четыре параметрических скважины глубиной 5000 м, приурочив их к повышенным частям Астраханского и Волго-Сарпинского поднятий.
ЛИТЕРАТУРА
1. Годин Ю.Н., Вольвовский Б.С, Вольвовский И.С, Фоменко К.Е. Изучение строения земной коры при региональных сейсмических исследованиях на Русской платформе и в Средней Азии. Изв. АН СССР, серия геофиз., № 10, 1961.
2. Вольвовский Б.С, Вольвовский И.С, Рябой В.З. Некоторые данные о сейсмических волнах, соответствующих подкоровому слою. Сб. «Прикладная геофизика», вып. 31. Гостоптехиздат, 1961.
3. Казаков М.П., Чарыгин М.М. и др. Тектоническое строение и история развития Прикаспийской впадины и смежных областей в связи с вопросами нефтегазоносности. Гостоптехиздат,1958.
4. Мальцев В.И., Шарапова Л.В. Новые данные о сочленении зоны солянокупольной тектоники с молодой платформой в Астраханском Поволжье. ННТ, Геология, № 3, 1960.
5. Масленников Е.А. Тектоническое районирование и перспективы нефтегазоносности северо-западного Прикаспия. Геология нефти, 1958, № 9.
6. Неволин Н.В. Тектоника и перспективы нефтегазоносности Западного Казахстана. Гостоптехиздат, 1961.
7. Неволин Н.В. Тектоника Прикаспийской впадины. Геология нефти, 1958, №. 9.
8. Померанцева И.В. Результаты работ по изучению строения кристаллической толщи земной коры в некоторых районах юго-востока Русской платформы. Сб. «Прикладная геофизика», вып. 31. Гостоптехиздат, 1961.
9. Судариков Ю.А. К вопросу о юго-западной и южной границах распространения солянокупольной тектоники в Нижнем Поволжье. Геология нефти, 1958, № 9.
10. Фотиади Э.Э. Геологическое строение Русской платформы по данным региональных геофизических исследований и опорного бурения. Гостоптехиздат, 1958.
11. Юрченко Б.И. Южная граница распространения солянокупольной тектоники в Нижнем Поволжье. Геология нефти и газа, 1960, № 9.
12. Сборники Докладов АН СССР и МГ и ОН СССР «Глубинное сейсмическое зондирование земной коры в СССР». Гостоптехиздат, 1962.
Астраханская геофизическая экспедиция
Рис. 1. Схема строения юго-западной части Прикаспийской впадины и ее южного обрамления. Сост. В.И. Мальцев, Л.В. Шарапова, Б.И. Юрченко.
а - области повышенного залегания палеозоя (А - Астраханское, Б - Волго-Сарпинское поднятия); б - площади наиболее благоприятные для развития замкнутых структур; в - установленные флексуры; г - зона сочленения Предкавказской и Русской платформ; д - предполагаемые нарушения; е - гравитационная ступень; ж - соляные купола; з - расположение профилей КМПВ; и - антиклинальные поднятия по верхнемеловому комплексу пород; к - юго-западная граница солянокупольной области. Антиклинальные поднятия: 1 - Вишневское; 2 - Гагаринское; 3 - Титовское; 4 - Песчаное; 5 - Западно-Цубукское; 6 - Цубукское; 7 - Сайгачье; 8 - Олейниковское; 9 - Промысловое; 10 - Чилгирское; 11- Ясненское; 12 - Эджинское; 13 - Михайловское, 14 - Ново-Георгиевское; 15 - Полдневское; 16 - Доланалдынское; 17 - Беркультинское; 18 - Бешкульское; 19 - Тинакское; 20 - Приволжское; 21 - Таловское; 22 - Южно-Замьяновское; 23 - Замьяновское; 24 - Разночиновское; 25 - Красноярское.
Рис. 2. Сейсмический разрез по профилю КМПВ 4602.
а - преломляющая граница, относимая к кровле карбона; б - предполагаемое положение надвига на стыке Предкавказской и Русской платформ.
Рис. 3. Сейсмический разрез по региональному профилю КМПВ VIII (Замьяны-Вязовка).
а - преломляющая граница, предположительно приурочиваемая к карбону; 6 - преломляющая граница, относимая к поверхности кристаллического фундамента.