К оглавлению

ОРГАНИЧЕСКОЕ ВЕЩЕСТВО ОЛИГОЦЕН-МИОЦЕНОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ПРИКАСПИЙСКО-КУБИНСКОЙ ОБЛАСТИ

Ш. Ф. Mexтиeв, Ад. А. Алиев

В статье изложены результаты геохимических исследований органического вещества олигоцен-миоценовых отложений Прикаспийско-Кубинской области, междуречья Кусарчай и Гильгинчай. По этим исследованиям были определены битумы, их компонентный состав, гуминовые кислоты, органический углерод и общий азот, а также произведены петрографический и физико-химический анализы с целью выяснения условий и характера среды осадконакопления пород олигоцен-миоценового комплекса. Изучено 15 разрезов майкопской свиты, чокракского, караганского, коунского горизонтов и сарматского яруса по естественным обнажениям, вдоль третичной моноклинали, а также по кернам структурно-поисковых и разведочных скважин (рис. 1).

Битум извлекали из породы хлороформом. Компонентный состав изучали по методу Маркуссона-Сахнова. Органический углерод определяли в аппарате Вюрца - Штролейна после экстракции битума: Количество гуминовых кислот устанавливали калориметрически после извлечения их 2-процентным КОН. Азот определяли по методу Кьельдаля.

Изученные разрезы верхнего Майкопа северо-западной части области мощностью 40-60 м представлены чередующимися слоями темно-серых, шоколадно-бурых песчанистых тонкослоистых глин с налетами ярозита и тонкими прослойками песка. На юго-востоке области мощность майкопских отложений увеличивается и в разрезе преобладают песчано-глинистые породы. Наблюдаются прослои и линзы мергелей, доломитов, местами сидеритов. Далее к юго-востоку разрез Майкопа снова сменяется глинистыми осадками. Карбонатность пород в среднем 9%.

Количество рассеянного битума в породах майкопской свиты варьирует от 0,01 до 0,86%. При этом в юго-восточном направлении до р. Туржунчай включительно происходит закономерное уменьшение содержания битума, по средним значениям от 0,08 до 0,01%. Отметим, что породы разреза Майкопа по рекам Чагаджукчай и Туржунчай в основном небитуминозны. Далее на площадях Амирханлы, Саадан и Чандагар-Зорат битумы снова увеличиваются и достигают максимума, доходя в среднем до 0,16% (Саадан), что можно объяснить возрастанием роли глин в этих разрезах (табл. 1). Кроме того, как показали наши исследования, осадки одного возраста, изученные по естественным обнажениям и скважинам, дают разные результаты. Как правило, образцы пород из обнажений содержат меньше битума, чем, породы, отобранные из скважин вследствие процессов выветривания органического вещества. Так, максимальное содержание битумов в майкопских отложениях, изученных по естественным обнажениям, не превышает 0,18%, в то время как его количество по кернам из скважин доходит до 0,86%. Среднее значение битума для майкопа Прикаспийско-Кубинской области составляет 0,09%.

Среднее содержание С_Орг для майкопских отложений изучаемой области составляет 1,30%; максимума Сорг достигает в породах майкопской свиты на площадях Саадан и Чандагар-Зорат (0,50-3,57%), в среднем 2,0%. На площади Тенгиалты, в скв. 6 содержание Сорг в глинистых сланцах доходит до 9,78% [6]. При этом с увеличением стратиграфической глубины среднее значение Сорг возрастает. Сравнительно меньшие показатели в породах Майкопа по р. Туржунчай, где количество Сорг более 2,0%, встречено лишь в двух образцах верхней части разреза (рис, 2). Майкопские отложения характеризуются в основном небольшим содержанием гуминовых кислот от 0,01 до 0,03%, редко достигающим 0,04-0,08% (Зейвачай). В разрезе Майкопа по р. Туржунчай гуминовые кислоты преимущественно отсутствуют; встречены лишь в четырех образцах в количестве 0,01-0,02%. Повышенное содержание гумуса отмечается в разрезе майкопской свиты на площади Саадан, где его количество колеблется в широких пределах (0,02-0,29%), в среднем 0,11%. Кроме того, наблюдается закономерное увеличение содержания гуминовых кислот сверху вниз по разрезу.

Из олигоцен-миоценовых отложений породы майкопской свиты наиболее богаты азотом, в среднем 0,061%. При этом значительные концентрации азота встречены в образцах пород Майкопа по р. Кусарчай (0,076-0,126%), в среднем 0,1%. Величина C/N равна 12,1. В бассейне р. Туржунчай среднее значение азота не превышает 0,052%.

Чокракский горизонт (средний миоцен) представлен темно-серыми, буро-черными, оскольчатыми глинами с прослойками песков, аргиллитов, мергелей, доломитизированных известняков со Spirialis. Песчаные породы плохо отсортированы. На юго-востоке области разрез имеет более глинистый характер. Карбонатность небольшая, в среднем 5-7%.

Породы чокракского горизонта характеризуются содержанием битума 0,0-0,29%, в среднем 0,035%. В разрезе чокрака по р. Зейвачай количество рассеянного в породах битума (сверху вниз) увеличивается.

Весьма повышенным содержанием Сорг обладают породы чокрака разреза р. Зейвачай (1,02-6,63%), среднее 2,24%. При этом здесь также наблюдается закономерное возрастание Сорг (сверху вниз) по разрезу. В юго-восточном направлении содержание Сорг уменьшается и в разрезе чокрака по р. Туржунчай среднее значение его не превышает 0,90%. Разрез чокракского горизонта по р. Туржунчай характеризуется почти полным отсутствием гумуса, тогда как породы чокрака по р. Шабранчай (Зейвачай) содержат значительное количество гуминовых кислот (0,08-1,61%), в среднем 0,82%.

Среднее содержание азота в изученных породах чокрака 0,067% (0,032-0,096%); C/N 16,5. При этом для пород чокракского горизонта содержание азота в юго-восточном направлении увеличивается (р. Зейвачай 0,056% и р. Туржунчай 0,078%).

Осадки караганского и конкского горизонтов (средний миоцен) изучены нами лишь по р. Туржунчай и представлены зеленовато-серыми, красно-бурыми, коричневыми карбонатными глинами с тонкими и редкими пропластками песков, песчаников и мергелей общей мощностью 120 м.

Исследуемые породы, так же как и майкопские отложения, характеризуются значительным содержанием битума, в среднем 0,11%. Они богаты и Сорг (0,68-1,68%). Среднее содержание гуминовых кислот не превышает 0,002%. Количество азота 0,044-0,106%, в среднем 0,07%; C/N 18,0.

Сарматские отложения (верхний миоцен) по сравнению с другими горизонтами миоцена широко распространены и представлены всеми тремя подъярусами, из которых нами изучены в основном осадки нижнего и среднего сармата. Представлены они толщей серых, темно-серых песчанистых, слоистых полосчатых глин, с прослоями тонко-мелкозернистых песков, песчаников, детритусовых известняков общей мощностью 100-250 м. Средняя карбонатность пород 16%. По данным Б.М. Ибрагимовой и других [4] осадки сарматского яруса плохо отсортированы и представлены преимущественно субалевритами и суглинками. Необходимо отметить, что породы олигоцен-миоценового комплекса характеризуются значительным содержанием в легкой фракции кварца и в тяжелой фракции пирита, местами доходящими до 75-100%. Породы сарматского яруса характеризуются сравнительно небольшими показателями битуминозности (0,01 - 0,22%), среднее содержание которого не превышает 0,04%. Следует отметить, что по всем изученным разрезам сармата наблюдается увеличение степени битуминозности (сверху вниз), что указывает на усиление процессов битумообразования с глубиной, но не исключена роль и других факторов. Исключение составляют разрезы по рекам Кудиалчай и Зейвачай. В образцах пород разреза р. Зейвачай битум, главным образом, отсутствует.

Описываемые породы богаты и Сорг (0,26-7,08%), среднее 1,0.6%. Характерно, что в разрезах сармата по рекам Кусарчай и Вельвелячай повышенные концентрации Сорг приурочены к средним частям разреза, в остальных - к верхней его половине. Отмечается также изменение по площади Сорг в юго-восточном направлении в сторону его уменьшения (см. табл. 1).

Породы сарматского яруса содержат также сравнительно большое количество гуминовых кислот, за исключением разрезов по рекам Кудиалчай и Зейвачай, в которых гумус составляет преимущественно 0,01-0,02%. Значительными показателями выделяются породы сармата по рекам Кусарчай, Вельвелячай и Туржунчай. В них количество гуминовых кислот доходит до 0,25-0,60%. В разрезах сармата по рекам Кусарчай и Туржунчай наибольшие скопления гуминовых кислот приурочены к нижним частям, а по р. Вельвелячай средней части разреза (рис. 3).

Среднее содержание азота в сарматских отложениях 0,048%, C/N 17,2. В юго-восточном направлении до р. Зейвачай включительно в них постепенно уменьшается азот (0,052-0,04%) и в бассейне р. Туржунчай снова содержание его увеличивается до 0,054%.

В отношении компонентного состава битумов, извлеченных из исследуемых пород, следует отметить, что в их составе в основном преобладают маслянистые компоненты. Последние в составе битумов глин Майкопа площади Тенгиалты доходят до 84,5- 99,5% [7]. Окислены лишь битумы, выделенные из глин чокрака р. Зейвачай и майкопа р. Кусарчай, в которых в большом количестве встречены асфальтены (до 12,33%) и смолы спирто-бензольные (до 63,34%), превалирующие над бензольными. На преобладание асфальтово-смолистых компонентов над масляными в битумах олигоцен-миоценовых отложений площадей Ялама и Тенгиалты указывают также Р.М. Листенгартен и Н.А. Саруханова [5].Большое содержание асфальтенов в глинах, наряду с наличием в них более легких компонентов битума, обусловлено не только действиями вторичных процессов, но и в значительной мере составом органического вещества накапливающегося совместно с терригенными осадками палеобассейнов.

Проведенные нами исследования позволили установить некоторые закономерности в распределении органических компонентов в олигоцен-миоценовых отложениях изучаемой области. Количество органических компонентов изменяется в зависимости от литологии, цвета и степени карбонатности вмещающих их пород. Отметим, что на подобные закономерности указывают и некоторые исследователи, занимающиеся вопросами геохимии осадочных пород. Кроме того, эти вопросы нами затронуты и в ранее проводимых работах [1, 3, 6].

Наибольшие скопления битума, гуминовых кислот и азота приурочены к глинистым породам, в особенности к чистым глинам. С увеличением в породе песчано-алевритовой фракции закономерно уменьшается процент указанных компонентов органического вещества (табл. 2).

Наибольшие значения азота 0,104 и 0,126, а также C/N около 14,17 и 19 встречены в глинистых породах, причем в основном в породах светлых тонов.

Сравнительно большой процент битума и гуминовых кислот содержат темно-цветные породы, главным образом глинистые. Гуминовые кислоты в количестве 0,99; 0,25; 0,29; 0,60; 1,61% встречены в темноцветных породах. В светло окрашенных разностях содержание гумуса, как правило, не превышает 0,03-0,05%.

Далее, по мере уменьшения степени карбонатности увеличивается в большинстве пород процентное содержание битума и гуминовых кислот и наоборот. Так, образец глины (майкоп р. Зейвачай) с карбонатностью 23,02% содержит 0,02% битума, глина, имеющая карбонатность 5,16%, содержит вдвое больше битума 0,05% и т. д. Глина карбонатностью 17,7%. содержит 0,06% гуминовых кислот, глина, обладающая меньшей карбонатностью (9,4%), содержит в четыре раза больше гумуса - 0,24% (сармат р. Кусарчай).

Необходимо отметить, что из пород олигоцен-миоценового комплекса сравнительно высокими показателями С_Орг и азота характеризуется майкопская свита, в среднем; С_Орг - 1,3% и азот - 0,06%. Аналогичные результаты получены у Д.В. Жабрева [3] по опорной скв. 1 Ялама. Из изученных горизонтов олигоцен-миоценовых отложений С_Орг больше всего оказался в породах Майкопа (среднее значение).

Итак, как видно из изложенного, весь комплекс исследуемых пород характеризуется в основном большим содержанием рассеянного битума, обычно превышающим кларк осадочных пород. Во многих образцах пород по отдельным разрезам количество битума выражается десятыми долями процента, доходящими до 0,93%. Битумы, извлеченные из пород, легкие, маслянистые, маслянисто-слабоосмоленные, местами осмоленные, и принадлежат к нефтяному ряду.

Значительную часть органического вещества составляет Сорг, количество которого также превышает кларк осадочных пород и варьирует от 0,26 до 4,09%, иногда достигая 6,63-7,08%. Большие показатели имеет азот, в среднем 0,061%, C/N 16,0. Содержание гумино-вых кислот в основном 0,01-0,03%. Значительный процент гуминовых кислот в основном 0,01 - 0,03%. Значительный процент гуминовых кислот, встреченный в разрезах сарматского яруса на р. Кусарчай (0,25%), р. Вельвелячай (0,60%), чокрака р. Зейва-чай (0,08-1,61%), Майкопа площади Саадан (0,29%), объясняется, по-видимому, вторичными процессами гумификации (породы взяты из обнажений) и окисления органического вещества (рис. 4).

Среднее значение органических компонентов олигоцен-миоценовых отложений Прикаспийско-Кубинской области следующее (в %): битум 0,07, органический углерод 1,30, азот 0,061, C/N = 16,0.

В компонентном составе битумов, выделенных из пород майкопской свиты, караганского и конкского горизонтов и сарматского яруса преобладают масла, являющиеся наиболее восстановительным компонентом битума; на втором месте смолы бензольные; асфальтены отсутствуют или же присутствуют в незначительном количестве, около 1,0-3,0% (табл.3).

Судя по данным содержания органического вещества в олигоцен-миоценовых отложениях исследуемой области, а также ссылаясь на щелочной и восстановительный характер среды накопления осадков (рН 8,4, наличие аутигенного пирита), можно полагать, что бассейн времени отложения этих пород был благоприятным для процессов битумообразования, направленных в сторону нефтегазообразования. Анализ большого фактического материала, полученного в результате лабораторных исследований, в совокупности с геологическими данными позволяет нам олигоцен-миоценовые отложения Прикаспийско-Кубинской области отнести к числу нефтегазопроизводящих и сингенетично-нефтегазоносных свит.

ЛИТЕРАТУРА

1. Алиев Ад.А. Закономерности в распределении рассеянных битумов и других органических компонентов в средне- и верхнеплиоценовых отложениях северо-восточной части Прикуринской низменности. Тр. Первой. Закав. конф. Молодых научных сотрудников. Изд. АН Арм.ССР, 1959.

2. Алиев Ад.А., Джабарова X.С. Петрографическая характеристика и споро-пыльцевой комплекс нижнесарматских отложений Кубинского района. Уч. зап. Азерб. Гос. Ун-та, № 1, 1961.

3. Жабрев Д.В., Мехтиев Ш.Ф. К битуминологии третичного комплекса юго-востока Азербайджана. Изд. АН СССР, 1959.

4. Ибрагимова Б.М., Исмайлова Р.С, Шамаилова О.Д.К петрографии олигоцен-миоценовых отложений Прикаспийского района. Тр. АзНИИ ДН, вып. IV, вопросы геологии, геофиз. и геохимии, 1955.

5. Листенгартен Р.М., Саруханова Н.А. К вопросу характеристики битумов олигоцен-миоценовых отложений Прикаспийского района и Кобыстана. Тр. АзНИИ ДН, вып. IV, вопросы геологии, геофиз. и геохимии, 1955.

6. Мехтиев Ш.Ф. Вопросы происхождения нефти и формирования нефтяных залежей Азербайджана. Изд. АН Азерб.ССР, 1956.

7. Мехтиев Ш. Ф., Дигурова Т.М., Потапова В.И. Органические компоненты осадочных пород Азербайджана. Изд. АН Азерб. ССР, 1958.

8. Сборник «Происхождение нефти». Гостоптехиздат, 1955.

9. Сеидов А.Г. Литолого-минералогическое изучение глин майкопской свиты Прикаспийской нефтеносной области Азербайджана. Изв. АН СССР, № 2, 1959.

10. Xаин В.Е., Ахмедбейли Ф.С. Геологическое строение и развитие Кусаро-Дивичинского синклинория. Материалы по геологии СВ Азербайджана. Изд. АН Азерб. ССР, 1957.

АН Азерб. ССР

Таблица 1

Содержание органических компонентов в олигоцен-миоценовых отложениях Прикаспийско-Кубинской области

Район	Возраст	Количество анализов	Битум, %			Гуминовые кислоты, %			Сорг, %			Азот, %
			min	max	среднее	min	max	среднее	min	max	среднее	min	max	среднее
Р. Кусарчай	Сармат	21	0,0	0,16	0,05	0,01	0,25	0,07	0,26	7,08	1,57	0,024	0,076	0,052
	Майкоп	8	0,0	0,18	0,08	0,02	0,03	0,02	0,66	2,04	1,21	0,076	0,126	0,10
Р. Кудиалчай	Сармат	9	0,01	0,04	0,02	0,01	0,02	0,01	0,44	1,62	0,80	-	-	-
Р. Вельвелячай	То же	36	0,0	0,22	0,04	0,01	0,60	0,05	0,31	4,09	1,03	-	-	-
Р. Шабранчай	»	16	0,0	0,22	0,05	0,01	0,09	0,02	0,37	2,02	1,0	0,028	0,078	0,048
Р. Зейвачай	»	13	0,0	0,13	0,02	0,0	0,01	0,005	0,34	1,33	0,83	0,022	0,056	0,04
То же	Чокрак	16	0,0	0,29	0,007	0,08	1,61	0,82	1,02	6,63	2,24	0,032	0,078	0,056
>>	Майкоп	8	0,01	0,14	0,04	0,02	0,08	0,63*	1,02	1,66	1,25	0,032	0,06	0,048
Р. Туржунчай	Сармат	15	0,0	0,20	0,04	0,01	0,08	0,02	0,30	1,35	1,16	0,038	0,08	0,054
То же	Конк, караган	15	0,0	0,93	0,11	0,0	0,8	0,002	0,68	1,68	1,27	0,044	0,106	0,07
»	Чокрак	10	0,0	0,12	0,01	0,0	0,01	0,0	0,70	1,91	0,90	0,066	0,088	0,078
^: »	Майкоп	36	0,0	0,09	0,01	0,0	0,02	0,001	0,31	2,33	0,90	0,0	0,08	0,052
Пл. Амирханлы	Майкоп	9	0,09	0,16	0,10	0,01	0,03	0,02	0,88	1,4	1,20	0,022	0,104	0,07
Пл. Саадан	То же	17	0,0	0,86	0,16	0,02	0,29	0,11	0,50	2,11	1,25	0,0	0,048	0,03
Пл. Чандагар-Зорат	Майкоп	4	0,01	022	0,13	0,01	0,02	0,02	0,51	3,57	2,07	0,064	0,076	0,068

Таблица 2

Распределение органических компонентов по типам пород в олигоцен-миоценовых отложениях Прикаспийско-Кубинской области (средние значения)

Район	Возраст	Глины, %					Алевролиты, %					Песчаники, %
		Количество анализов	Битум	Гуминовые кислоты	Сорг	Азот	Количество анализов	Битум	Гуминовые кислоты	Сорг	Азот	Количество анализов	Битум	Гуминовые кислоты	Сорг	Азот
Р. Кусарчай	Сармат	16	0,06	0,09	1,54	0,052						2	0,04	0,02	3,46	0,036
То же	Майкоп	4	0,12	0,02	1,35	0,104	4	0,05	0,02	1,08	0,088	-	-	-	-	-
Р. Кудиалчай	Сармат	3	0,03	0,01	0,71	-	6	0,01	0,01	0,79	-	-	-	-	-	-
Р. Вельвелячай	То же	7	0,09	0,16	1,68	-	14	0,03	0,03	0,96	-	10	0,02	0,02	0,92	-
Р. Шабранчай	»	4	0,13	0,04	1,12	0,06	7	0,01	0,02	1,14	0,04	4	0,03	0,01	0,68	0,04
Р. Зейвачай	»	3	0,05	0,01	0,71	0,04	4	0,01	0,003	0,98	0,04	6	0,001	0,003	0,8	0,04
То же	Чокрак	7	0,05	0,99	2,87	0,056	4	0,09	1,3	1,64	0,054	1	0,0	0,02	1,19	0,06
»	Майкоп	3	0,06	0,05	1,43	0,046	4	0,04	0,02	1,17	0,046	1	0,01	0,02	1,02	0,044
Р. Туржунчай	Сармат	1	0,20	0,01	0,71	0,038	8	0,03	0,03	1,53	0,064	3	0,0	0,007	0,82	0,052
То же	Конк, караган	15	0,71	0,13	1,27	0,07	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
»	Чокрак	8	0,02	0,003	1,44	0,076	1	0,01	0,0	0,87	0,088	-		-	-	-
»	Майкоп	20	0,01	0,0	0,78	0,062	9	0,02	0,0	1,18	0,054	1	0,01	0,0	1,10	0,066
Пл. Амирханлы	То же	2	0,12	0,02	1,19	0,054	7	0,11	0,02	1,12	0,074	-	-	-	-	-
Пл. Саадан	»	4	0,12	0,07	0,91	0,036	13	0,18	0,12	1,35	0,03	-	-	-	-	-
Пл. Чандагар-Зорат	»						3	0,11	0,02	2,79	0,066	1	0,01	0,01	0,51	0,076

Таблица 3

Компонентный состав битумов олигоцен-миоценовых отложений Прикаспийско-Кубинской области

Район	Возраст	Название породы	Количество анализов	Общий вес битума, г	Асфальтены, %	Смолы бензольные, %	Смолы спирто-бензольные, %	Масла, %
Р. Кусарчай	Сармат	Глины	16	0,5587	0,0	27,71	30,86	41,43
То же	Майкоп	То же	8	0,4038	12,33	19,17	41,80	26,70
Р. Кудиалчай	Сармат	»	9	0,0664	1,51	25,90	17,77	54,82
Р. Зейвачай	Чократ	»	6	0,3074	11,55	2,92	63,34	22,19
Р. Туржунчай	Конк, караган	»	6	0,7468	2,67	41,11	9,50	46,72
То же	Майкоп	»	15	0,3923	0,01	26,38	19,47	54,14
Пл. Амирханлы	То же	»	8	0,4736	3,59	26,10	32,39	37,92
Пл. Саадан	»	»	8	0,5196	2,88	30,31	28,98	42,85

Рис. 1. Схематическая карта изученности олигоцен-миоценовых отложений Прикаспийско-Кубинской области.

1 - сарматский ярус; 2 - конский и караганский горизонты; 3 - чокракский горизонт;4 - майкопская свита.

Рис. 2. Геохимический разрез майкопских отложений по р. Туржунчай.

1 - глины темноцветные; 2 - глины светлых тонов; 3 - известняки; 4 - мергели; 5 - глины с прослойками песчаников; 6 -линзы мергелей.

Рис. 3. Геохимический разрез сарматских отложений у сел. Тенгиалты.

1 -глины темноцветные; 2-глины светлых тонов; 3-песчаники; 4-пески; 5-глины с прослойками песчаников и песков; 6-известняки детритусовые; 7 - мергели.

Рис. 4. Схема распределения органического вещества в разрезах олигоцен-миоценовых отложений Прикаспийско-Кубинского района (по средним значениям).

1 -битум; 2 -гуминовые кислоты; 3 -органический углерод; 4 -азот. I - сарматский ярус, р. Кусарчай; II - майкопская свита, р. Кусарчай; III -сарматский ярус, р. Кусарчай, сел. Куснет; IV- сарматский ярус, р. Вельвелячай, сел. Тенгалты; V - сарматский ярус, р. Шабранчай, сел. Дара-Чичи; VI - сарматский ярус, р. Зейвачай, сел. Зейва; VII - чокракский горизонт, р. Зейвачай; VIII - майкопская свита, р. Зейвачай; IX - сарматский ярус, р. Туржунчай, сел. Заглы; X - каунский и караганский горизонты, р. Туржунчай, сел. Заглы; XI - чокракский горизонт, р. Туржунчай; XII - майкопская свита, р. Туржунчай; XIII - майкопская свита, пл. Амирханлы; XIV - майкопская свита, пл. Саадан; XV-майкопская свита, пл. Чандагар-Зорат.