ГЛУБИННОЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ БАЙРАМ-АЛИ-РЕПЕТЕКСКОЙ ЗОНЫ ПОДНЯТИЙ ПО ДАННЫМ ДЕТАЛЬНЫХ СЕЙСМИЧЕСКИХ РАБОТ
В. В. Гапеев
За последние годы на юго-востоке Туркмении были открыты газовые месторождения - Зеагли-Дарвазинское, Кара-Чопское и Байрам-Алийское. В результате этих открытий юго-восточная Туркмения вошла в число наиболее перспективных в нефтегазоносном отношении районов запада Средней Азии.
Байрам-Али-Репетекская зона, включающая в себя Чешминско-Репетекскую тектоническую линию, Байрам-Алийский вал и ряд локальных поднятий, расположена на южном окончании Каракумской платформы. Мощность осадочных отложений оценивается здесь в 5-6 км. Тектоническое строение указанной выше зоны значительно отличается от известных платформенных областей и представляет существенный интерес.
Описываемая территория закрыта с поверхности мощным чехлом слабо дислоцированных неоген-четвертичных отложений, затрудняющих изучение геологического строения этого района при помощи геологической съемки и структурного бурения, которые, как показали исследования, не могут самостоятельно решать здесь структурные задачи по изучению строения дислоцированных палеогеновых, меловых и юрских отложений.
При изучении глубинного геологического строения ведущее место занимает сейсморазведка методом отраженных волн (MOB). При помощи этого метода решается ряд геологических задач, основными из которых являются поиски погребенных локальных структур, благоприятных для скопления нефти и газа, и их подготовка под глубокое разведочное бурение.
Благоприятные глубинные сейсмогеологические условия района исследований обусловливают высокую геологическую эффективность применения сейсморазведки. Комплекс мезокайнозойских осадочных отложений имеет от 8 до 25 отражающих границ, характеризующих строение трех структурных этажей: неоген-четвертичного, мелового и верхнеюрского, а также юрского подсолевого. Два последних представляют наибольший интерес для поисков нефти и газа. По динамическим особенностям и выдержанности среди отражений выделяются два маркирующих колебания, связанные с кровлей известняков бухарских слоев палеогена и с кровлей верхнеюрских пород. Протяженные отражающие горизонты связаны с границами, характеризующими различ-ные этапы осадконакопления с едиными физико-геологическими условиями тектонического режима.
За последние годы в Байрам-Али-Репетекской зоне выявлено 19 погребенных локальных поднятий, из которых 14 подготовлено под глубокое разведочное бурение, проводящееся в настоящее время на пяти площадях. На Байрам-Алийской площади при опробовании скв. 5 с интервала 2818-2816 м из отложений карабильской свиты был получен газовый фонтан с дебитом около 1 млн. м3/сутки.
Современный структурный план осадочного чехла описываемого района находится в прямой зависимости от строения палеозойского фундамента. Анализ геофизических материалов позволяет предположить, что в данном районе фундамент имеет промежуточный этаж, который представлен слабо метаморфизованными осадочными отложениями пермо-триаса, залегающими на дислоцированных сильно метаморфизованных более древних породах.
Для Байрам-Али-Репетекской зоны поднятий, определявшей тектоническое строение этой территории и историю ее развития, характерно наличие Мургабского и Репетекского разломов, разделяющих фундамент на отдельные блоки (рис. 1).
Репетекский разлом имеет северо-западное простирание, близкое на отдельных участках к широтному. Наиболее детально изучен участок разлома от колодца Чешме до ст. Репетек, однако он прослеживается значительно дальше на юго-восток до погружения Гиссарского складчатого сооружения. Зона разлома характеризуется полосовыми магнитными и гравитационными аномалиями. В районе Репетека она прослеживается по профилю КМПВ в виде сброса по горизонту, который связан с поверхностью доюрского фундамента.
Мургабский разлом пересекает территорию в меридиональном направлении и выделяется по характеру сгущения изоаномал силы тяжести и геоморфологическим данным. Продолжение его на север после пересечения с Репетекским разломом не установлено. Таким образом, на описываемой территории выделяются относительно устойчивые области, соответствующие блокам палеозойского фундамента, и расположенные между ними складчатые участки (мобильные области), где наиболее активно проявлялось дислоцирование. По совокупности имеющихся материалов можно выделить три блока, разделенные Репетекским и Мургабским разломами: Марыйский, Учаджинский и Северный. Строение осадочной толщи в пределах блоков носит отчетливо выраженный платформенный характер.
Гравитационное поле в области Марыйского и Учаджинского блоков имеет мозаичный характер с некоторой тенденцией простирания изоаномал силы тяжести в северо-западном направлении, что соответствует простиранию пород осадочного чехла. Это обстоятельство позволяет предположить, что оба блока длительное время развивались в одинаковых геотектонических условиях.
В пределах Марыйского блока выделяется одноименный максимум силы тяжести, совпадающий с магнитным, этим максимумам в осадочном чехле соответствует пологое поднятие. Совпадение магнитной и гравитационной аномалии обусловлено структурной формой фундамента, возможно денудированной, но имеющей в ядре более древние породы.
Территория, расположенная к северу от зоны Репетекского разлома и условно названная Северным блоком, характеризуется гравитационным полем субширотного простирания. Вследствие различия гравитационных полей по разные стороны Репетекского разлома можно предположить, что последний является границей, разделяющей области с различным тектоническим режимом в доюрское время, а также границей повсеместного распространения промежуточного яруса фундамента, относимого к пермо-триасовому времени. Необходимо отметить, что в гравитационном поле отражается как строение осадочного чехла, так и строение фундамента.
По характеру интенсивности и форме аномалий магнитного поля территорию можно разделить на два участка: Восточный, захватывающий Учаджинский блок и характеризующийся довольно интенсивными полосовыми аномалиями северо-западного простирания, и участок, включающий зону Мургабского разлома и территорию к западу от нее (Марыйский блок). Последний отмечается несколько меньшей напряженностью магнитного поля и изометрическим характером аномалий. Очевидно, что магнитные аномалии связаны с распределением магнитных масс в фундаменте и отражают его древнюю структуру. Связь гравитационных и магнитных аномалий на отдельных участках показывает, что там основной гравитационный аномалиеобразующий эффект связан со строением и внутренней структурой фундамента.
Движения вдоль протяженных поверхностей, свойственные для разломов, облегчили радиальные смещения в осадочном чехле и обусловили образование линейных складчатых зон: Чешминско-Репетекской и Байрам-Алийской, в которых наиболее интенсивно проявилась тектоническая деятельность.
На описываемой территории, за исключением зоны Репетекских соляных куполов, неоген-четвертичные осадки перекрывают дислоцированные, согласно залегающие палеогеновые, меловые и юрские образования, имеющие общий региональный наклон на юго-запад.
Чешминско-Репетекская зона дислокаций в осадочной толще представляет собой вытянутую в субширотном направлении цепочку локальных структур, объединенных в единое валообразное поднятие. Восточная часть зоны представлена соляными куполами, расположенными на одной линии, протягивающейся на восток до известных выходов соли на поверхность в районе Донгуз-Сырт и далее. В настоящее-время изучены Утемергенский, Аджикуйский, Мартовский, Репетекский и Южно-Репетекский купола.
Платформенные структуры Репетекских соляных куполов являются эффективными интрузиями соли в пологопадающие осадочные породы верхней юры, мела и палеогена, перекрытые неоген-четвертичными образованиями. По степени протыкания массивами соли лежащих выше осадков, соляные купола подразделяются на три типа: диапировые (Репетекский, Мартовский), криптодиапировые (Южно-Репетекский, Аджикуйский), погребенные (Утемергенский).
Размеры соляных куполов около 18X10 км, кроме Утемергенского, вытянутого по длинной оси на 50 км. Купола имеют овальную форму. Мощность соли в ядрах, по данным сейсморазведки, оценивается в 3,0-3,5 км. На Репетекском куполе соляной шток перекрыт неоген-четвертичными породами мощностью 365 м. На Южно-Репетекском куполе под неоген-четвертичными осадками, по данным М.М. Раскина, вскрыты сильно нарушенные отложения альба. Учитывая это обстоятельство, а также усиление степени дислоцированности в направлении на юго-восток, можно предполагать, что здесь солью прорваны только верхнеюрские и частично нижнемеловые отложения. На Утемергенском соляном куполе, по данным сейсморазведки, шток не прорывает лежащую выше толщу. Сохранившиеся верхнеюрские слои залегают куполовидно и приподняты солью по нарушениям, расположенным по простиранию купола в его крыльевых зонах. Нарушения обусловлены поднятием соли в центре структуры.
К западу от Утемергенского купола проявления соляной тектоники значительно ослабевают, о чем свидетельствует резкое уменьшение углов падения крыльев его западной периклинали, протягивающейся на 30 км. Также наблюдается резкое уменьшение амплитуд крыльевых частей структуры: в центральной части Утемергенского купола амплитуда окружающих шток пород достигает 1300 м, а в западной периклинальной части она не превышает 500 м. Уменьшение интенсивности соляного диапиризма обусловливается, по-видимому, фациальными изменениями отложений гаурдакской соляногипсовой свиты, а также некоторым уменьшением ее мощности.
Существенный интерес представляет строение подсолевых отложений, которые также образуют валообразное поднятие, возникающее в результате тектонических усилий по Репетекскому разлому в верхнеюрское время. Амплитуда вала в подсолевых горизонтах около 250-300 м при углах падения крыльев 6-7°.
Необходимо отметить, что современный структурный план зоны Репетекских соляных куполов в надсолевых отложениях полностью обусловлен проявлением соляной тектоники и не служит прямым отражением дислоцирующих факторов глубинного разлома, как ото наблюдается в западной части Чешминско-Репетекской и Байрам-Алийской зонах. Начало формирования Репетекских соляных куполов относится к нижнемеловому времени. Движение соли было довольно слабым и, как показывает несогласие в мезозойской толще, относительно непрерывным. Второй этап формирования куполов выражен резкой активизацией тектонических движений в олигоценовое время. Этот этап характеризуется интрузивным восходящим движением соли. Не исключена возможность, что в неогеновую эпоху в результате перераспределения тектонических усилий Репетекская зона соляных куполов стала областью незначительного погружения.
Западнее Утемергенского купола расположены Шараплинская, Северо-Байрамалийская, Келийская, Чешминская, Ханкуинская антиклинальные складки. Значительное уменьшение углов падения крыльев складок, не превышающих 2°, на Чешминской и Ханкуинской структурах, а также согласное залегание отражающих горизонтов, соответствующих надсолевому и подсолевому комплексам, позволяют полагать, что здесь проявления соляной тектоники отсутствуют. Пока этого с достаточной достоверностью нельзя сказать о Келийской, Северо-Байрамалийской и Шараплинской структурах, которые, возможно, являются соляными куполами с глубоко захороненными ядрами. Надсолевые отложения на названных выше площадях, смятые в складки, представлены залегающими без видимых несогласий палеогеновыми, меловыми и верхнеюрскими породами, что выгодно отличает эти площади в отношении перспективности на нефть и газ от соляных куполов. Строение крыльев складок осложнено сбросами, амплитуда которых составляет около 150 м.
Все названные структуры, за исключением Северо-Байрамалийской, представляют собой брахиантиклинальные складки с довольно пологими сводами. Размеры складок по длинной оси около 20 км, по короткой - 12-14 км. Амплитуды падения крыльев достигают 500 м. Величины ундуляционных прогибов, разделяющих структуры, не превышают 200 м, а между Келийской и Чешминской структурами составляют только 30-40 м.
Северо-Байрамалийское поднятие расположено в зоне стыка Репетекского и Мургабского разломов и его строение унаследовало их влияние. Сложность и своеобразность строения этой зоны показывают, что в период альпийской складчатости она была узлом виргации.
Байрам-Алийская мобильная зона, обязанная своим происхождением блоковым подвижкам фундамента по Мургабскому разлому, представлена в осадочной толще валом того же названия и обрамляющими его с востока и запада синклинальными прогибами. Байрам-Алийский вал четко выражен в палеогеновых, меловых и юрских отложениях как линейное поднятие, ориентированное в меридиональном направлении. Протяженность вала 120 км, ширина 24 км, амплитуда 400 м. Шарнир оси вала, погружаясь на юг, ундулирует, образуя вытянутые локальные складки: Северо-Байрамалийскую (южная часть структуры), Байрам-Алийскую и Майскую. Между Байрам-Алийской и Майской структурами меридиональное простирание вала сменяется па северо-западное, а затем снова становится меридиональным в районе Майской структуры, где отмечается его затухание. Амплитуда уменьшается до 120-150 м, а углы падения - до 1-2°.
Из рис. 2 видно, что Байрам-Алийское поднятие отличается некоторой асимметричностью. Восточное крыло круче западного. Углы падения восточного крыла составляют 5°, а западного - 3°30'. Свод структуры широкий, пологий. Дизъюнктивных нарушений не установлено, однако есть косвенное указание, что восточное крыло южной периклинали Байрам-Алийской складки в зоне изменения простирания нарушено сбросом по линии являющейся продолжением на север оси Майской структуры. Амплитуда предполагаемого сброса не более 50 м, т. е. соизмерима по времени прохождения упругих волн с одной фазой колебания. Уменьшения углов падения с глубиной и изменения мощностей на крыльях складки не наблюдается, что свидетельствует о сравнительно молодом заложении структуры. Формирование структуры относится к верхнему плиоцену, отложения которого залегают несогласно на нижележащей толще.
Марыйский и Учаджинский блоки, представлявшие в палеозое подверженную складчатости часть земной коры, после герцинской складчатости превратились в устойчивый массив. Альпийские движения не оказали ощутимого воздействия на устойчивые в это время блоки, и осадочные породы в их пределах лишь слабо отражают напряжения, возникавшие в зонах разломов. Краевые части блоков отличаются несколько повышенной тектонической подвижностью по сравнению с центральными частями.
В северной части Марыйского блока выделен ряд структур (Коинкуийская, Еланская, Восточно-Еланская), приуроченных к выступу фундамента и развивавшихся по древнему унаследованному плану. Уменьшение мощностей в сводах структур и увеличение углов падения пород с глубиной показывает, что рост складок, начавшийся в юрское время, происходил одновременно с осадконакоплением.
Аналогично может быть представлено образование Марыйской складки, расположенной в восточной краевой части Марыйского блока. Однако структурный план в конце альпийской (плиоцен) складчатости несколько изменился. Современный структурный план этого поднятия - результат наложения различных (по времени и направлению) складкообразующих факторов.
Названные выше структуры представляют собой типичные платформенные складки изометричной расплывчатой и вытянутой формы, различной ориентации, с широкими пологими сводами, незначительными амплитудами и малыми углами падения. Размеры складок в нижнемеловых и верхнеюрских отложениях около 25х30 км, Марыйской - 50х30 км. Увеличивающиеся с глубиной углы падения крыльев не превышают 2°. Амплитуды структур достигают 100 м.
К западу от Еланского выступа и к югу от Джу-Джу-Клинской складки отмечается довольно резкое погружение нижнемеловых и юрских отложений и увеличение их мощности.
В изученной части Учаджинского блока на фоне моноклинального погружения пород на юго-запад выделяются Тарханская и Учаджинская складки. Формирование последней происходило одновременно с образованием складчатости Чешминско-Репетекской зоны и обусловлено отражением поля напряжения в этой зоне. Тарханская структура, возможно, росла по древнему унаследованному плану, но, как и Марыйская, подверглась переработке в период активизации движений по разломам.
При оценке перспектив нефтегазоносности в первую очередь необходимо отметить открытие промышленной залежи газа на Байрам-Алийской площади и интенсивные газопроявления в скважинах на Северо-Байрамалийской и Шараплинской структурах, а также значительная мощность нижнемеловых и верхнеюрских пород и наличие коллекторов. Глубины до горизонта с установленной газоносностью колеблются от 2400 до 3800 м.
Наибольший интерес представляют древние структуры Марыйского блока: Марыйская, Еланская, Восточно-Еланская, Коинкуийская, Джу-Джу-Клинская, представлявшие во все времена формирования залежей хорошие структурные ловушки. С этими складками могут быть связаны нефтяные месторождения, тогда как можно предполагать, что к молодым приразломным складкам приурочены газовые месторождения.
Менее перспективной для открытия значительных месторождений в надсолевых отложениях следует считать зону Репетекских соляных куполов, за исключением структур, в сводах которых сохранились верхнеюрские отложения, как это установлено на Утемергенском куполе.
Кроме того, заслуживают внимания юрские подсолевые отложения Чешминско-Репетекской зоны, не вскрытые еще ни одной скважиной.
Геотектонические особенности Байрам-Али-Репетекской зоны поднятий позволяют рассчитывать на открытие здесь в ближайшие годы крупнейшего газонефтеносного района.
Основные задачи дальнейших нефтепоисковых и геологоразведочных работ заключаются в следующем.
1. Проведение глубокого разведочного бурения для выяснения перспективности структур различных типов и в первую очередь унаследованных длительно развивавшихся структур.
2. Проведение глубокого разведочного бурения в небольшом объеме для поисков залежей в юрских подсолевых отложениях и изучение физических свойств пород.
3. Дальнейшее изучение строения фундамента и основных закономерностей формирования различных тектонических зон и их связи со строением осадочной толщи.
4. Бурение глубоких параметрических скважин в различных тектонических зонах для повышения геологической эффективности сейсморазведочных работ и быстрейшей оценки нефтегазоносности.
ЛИТЕРАТУРА
1. Айзберг Р.Е., Амурский Г.И. Современный структурный план зоны Репетекских соляных куполов. Геология нефти и газа, 1962, № 3.
2. Годин Ю.Н. Основные черты региональной тектоники Туркмении по данным геофизических исследований. Изв. АН ТуркмССР, № 4, 1960.
3. Годин Ю.Н., Фоменко К.Е. Глубинное геологическое строение юго-восточной Туркмении по данным региональных сейсмических исследований. Изв. АН ТуркмССР, № 6, 1960.
4. Мильштейн Д.М. Применение сейсморазведки для изучения глубинного строения юго-восточного Туркменистана. Геология нефти и газа, 1960, № 4.Восточная геофизическая экспедиция № 3,
УГиОН при СМ ТССР
Рис. 1. Структурно-тектоническая схема Байрам-Али-Репетекской аоны.
1-изогипсы кровли верхнеюрских пород (опорный сейсмический горизонт); 2-глубинный разлом; 3-граница зон приразломной тектоники, 4-сбросы в осадочном чехле; 5 - соляные купола; 6 - приразломные складки, 7-древние унаследованные складки; 8- разведочные скважины.
Блоки: I - Марыйский, II - Учаджинский, III - Северный
Структуры: 1 - Майская; 2 - Байрам-Алийская; 3 - Северо-Байрамалийская; 4 - Чешминская, 5 - Келийская; 6 - Шараплинская, 7 - Ханкуийская; 8 - Утемергенская; 9 - Аджикуйская, 10-Мартовская; 11 - Репетекская; 12 - Южно-Репетекская, 13 - Коинкуийсчая, 14-Еланская; 15 - Воссточно-Еланская; 16-Марыйская, 17 - Джу-Джу-Клинская, 18 - Шахитлинская, 19 - Тарханская; 20 - Учаджинская.
Рис. 2. Сейсмогеологический профиль через Байрам-Алийскую структуру.
1 -опорные отражающие сейсмические горизонты; 2-отражающие горизонты и площадки; 3 - геологические границы; 4 - граница размыва; 5 - разведочные скважины.