|
УДК 55(470.56) |
Особенности геологического строения Соль-Илецкого района Оренбургской области в свете новых данных бурения и сейсморазведки
Г.В. ФОМИНА, С.П. МАКАРОВА, Е.И. КОРОТКОВА, Н.Г. ОСИПЕНКО, Н.А. СЕРГЕЕВА, В.С. ФОМИН, А.И. ЩЕРБАКОВА (ЮУО ВНИГНИ)
В последние годы Оренбургским ТГУ поисково-разведочные работы в значительных объемах проводятся в Соль-Илецком районе, где открыты газовые залежи в карбонатах нижней перми (Бердянское, Копанское, Комаровское месторождения) и нефтяная в башкирском ярусе на Копанском поднятии.
Анализ материалов поисково-разведочного бурения и данных сейсморазведки, а также изучение микрофауны, проведенное в ЮУО ВНИГНИ при консультации В.А. Горошковой и Г.Д. Киреевой, позволили выявить основные черты геологического строения Соль-Илецкого района, установить стратиграфические несогласия в каменноугольных и нижнепермских отложениях и биогермные постройки ассельского возраста.
Рассматриваемая территория занимает выгодное структурное положение, располагаясь в пределах Соль-Илецкого свода, приуроченного к зоне сочленения Предуральского краевого прогиба и Прикаспийской синеклизы (рис. 1). Это обусловило высокую тектоническую активность его на протяжении палеозойской эры, в результате чего образовались структурные зоны второго порядка и флексурообразные перегибы слоев.
В мощной нижнепалеозойской толще осадочного чехла отсутствуют девонские породы, на что неоднократно указывали исследователи [2, 4]. В последнее время обнаружены стратиграфические несогласия в средне-верхнекаменноугольных и нижнепермских отложениях, в которых по сравнению с ранее изученными разрезами центральной части области нередко встречаются прослои окремнелых и спикулевых известняков, силицитов, повышается примесь глинистого и песчано-алевритового материала. В верейском горизонте впервые зафиксированы прослойки пепловых туфов.
Наиболее древними здесь являются терригенные породы ордовика, вскрытая мощность которых 690 м на Оренбургском валу и Красноярской площади. Выше залегает терригенно-карбонатная толща фаменского или карбонатная турнейского ярусов. За пределами этих структур наиболее древние отложения (Турнейский ярус, чернышинский надгоризонт, мощность 67 м) пройдены Оренбургской скв. 101 в западной части Предуральского краевого прогиба (см. рис. 1). Над ними залегают образования визейского яруса в составе Малиновского надгоризонта, бобриковского, тульского горизонтов, окского надгоризонта и серпуховского яруса общей мощностью 416 м (Намюрский ярус по решению пленума Межведомственного стратиграфического комитета (ноябрь 1974 г.) исключен из стратиграфической шкалы. Верхняя часть его (краснополянский горизонт) отнесена к башкирскому ярусу, нижняя (протвинский горизонт) - к вновь образованному серпуховскому ярусу.). Верхи нижнекаменноугольного комплекса вскрыты также скв. 159, 149 на Каменном поднятии и скв. 200 на Мертвосольском. Разрез состоит преимущественно из известняков серых, темно-серых, органогенно-детритовых, пелитоморфно-микрозернистых, глинистых, пиритизированных, участками окремнелых с прослоями вторичных доломитов и сульфатов.
Отложения башкирского яруса развиты повсеместно, но в полном объеме лишь на Оренбургском валу, Черниговском и Каменном поднятиях. На остальной территории установлен только нижний подъярус, представленный светло-серыми, почти белыми, преимущественно криноидно-фораминиферово-водорослевыми известняками, прослоями оолитовыми, сильно пористыми. Верхняя часть его отсутствует в разрезе скв. 200 Каменной, в которой фаунистически доказано наличие только краснополянского горизонта мощностью 22 м (рис. 2).
Верейский горизонт отмечается повсеместно. Он сложен известняками серыми, темно-серыми, фораминиферово-мшанково-криноидными, реже спикулево-криноидными, в разной степени окремнелыми, глинистыми, пиритизированными, битуминозными (ОВ до 10%), с включением аутигенного глауконита, фосфатов, с тонкими прослойками (до 3-4 см) аргиллитов, горючих сланцев, пепловых туфов и алевритистых песчаников. Общая мощность пород достигает 40 м.
Вышележащие образования среднего и верхнего карбона развиты участками. На востоке района, принадлежащего Предуральскому краевому прогибу, они полностью размыты. Здесь в оренбургских скв. 101, 102, 108 и других нижнепермские породы перекрывают отложения башкирского яруса. На Каменном поднятии (скв. 149, 159) с размывом на образованиях Верейского горизонта залегают фаунистически охарактеризованные породы верхнего карбона, на Копанском (скв. 155) и восточнее Оренбургского вала (скв. 91) - ассельского яруса, в Красноярской скв. 16 - мячковского горизонта.
Во всех изученных разрезах толща верхнего карбона представлена мелководными известняками серыми, редко темно-серыми, полидетритовыми, преимущественно водорослево-фораминиферовыми, мшанково-криноидными, водорослевыми, участками оолитовыми. В низах появляются миллиметровые и сантиметровые прослои доломитово-известняковых мергелей, спикулевых силицитов, спикулевых и микрозернистых известняков.
Наличие таких прослоев установлено также в отложениях каширского и мячковского горизонтов в восточной части Оренбургского вала (скв. 315, 316, 353) среди органогенно-детритовых, в основном мшанково-криноидных и фузулинидовых, известняков.
Карбонатные нижнепермские породы в составе ассельского, сакмарского и артинского ярусов непостоянны по мощности и отличаются литолого-фациальными особенностями. Вдоль западного борта Пред- уральского краевого прогиба зафиксирована зона увеличенной мощности этих пород (400-800 м) шириной 20 км. Она включает Копайское, Бердянское, Каменное поднятия и район, расположенный севернее. В ее пределах равномерно увеличивается мощность всех трех ярусов, однако к западу она сокращается до 250 м (скв. 200), а на отдельных участках к востоку (скв. 81, 101) - до 8-20 м.
В зоне больших мощностей в ассельском ярусе развиты известняки светло-серые до белых, кавернознопористые в основном органогенно- детритовые, криноидные, криноидно-фузулинидовые, водорослевые. Органогенные постройки состоят из известняков и вторичных доломитов. Известняки белые, массивные, мшанково-водорослевые в основном тубифитовые, прослоями фузулинидовые (скв. 75, 82, 148). Сакмаро-артинские отложения представлены известняками псевдоэндотировыми, прослоями фузулинидовыми, коралловыми, криноидными. В восточных разрезах этой зоны (скв. 155) отмечаются окремнение и прослои темных спикулевых известняков.
На западе территории, где общая мощность нижнепермских карбонатных пород сокращается, в ассельском ярусе развиты известняки светло-серые, органогенно-детритовые, биоморфные (фузулинидовые), участками обломочные. Они перекрываются известняками серыми, темносерыми, сгустковыми, комковато-сгустковыми, с прослоями псевдоэндотировых, коралловых и криноидных разностей сакмаро-артинского возраста.
Нижнепермские подсолевые отложения Предуральского краевого прогиба отличаются от одновозрастных образований Соль-Илецкого выступа строением и полнотой разреза. Вдоль флексуры западного борта прогиба (скв. 91 Оренбургская; скв. 83 Бердянская) они представлены относительно глубоководными образованиями, перекрывающими верейский горизонт (скв. 91). Это серые, темно-серые микрозернистые известняки в нижней части с прослоями доломитов и мергелей мощностью 210 м. Верхняя часть ассельского яруса (30 м) сложена известняками светло-серыми, серыми, органогенно-детритовыми, мшанково-криноидными, биогермными. Общая мощность яруса достигает 60 м.
Несколько восточнее (оренбургские скв. 101, 81) развиты доломиты, мергели, аргиллиты, известняки темно-серые, часто битуминозные, в разной степени пиритизированные, мощностью 8-20 м, перекрывающие отложения башкирского яруса. В верхах разреза (скв. 81) в карбонатной брекчии (0,7 м) обнаружен ассельско-артинский комплекс фораминифер.
В более восточных скважинах (102, 108) разрез состоит из относительно мощных терригенно-карбонатных флишоидных образований. Это аргиллиты, алевролиты, с прослоями песчаников, в нижней части - известняки органогенно-детритовые, криноидно-мшанково-фузулинидовые, с обломками карбонатных пород, включающих переотложенные фораминиферы башкирского, позднекаменноугольного и ассельского возраста. Отложения артинского (скв. 102), артинского и сакмарского ярусов (скв. 108) мощностью 200-460 м залегают с размывом на породах башкирского яруса.
Вышележащие породы филипповского горизонта кунгурского яруса на большей западной части района состоят из ангидритов с прослоями карбонатных пород мощностью 100-125 м. Исключением может являться бровка флексуры западного борта Предуральского краевого прогиба (см. рис. 2), в пределах которой предполагается увеличение как общей мощности, так и мощности карбонатных пород (данные каротажа скв. 86), по аналогии с Ташлинским районом с возможным развитием онколитных известняков.
По-видимому, в пределах исследуемого района в конце каменноугольного и начале пермского периодов наблюдались неоднократные перерывы в осадконакоплении с размывом большей части ранее сформировавшихся пород. Если на западе территории отсутствуют только отдельные подразделения среднего и верхнего карбона, то на востоке - и большая часть разреза нижней перми. Амплитуда перерыва постепенно и закономерно увеличивается с запада на восток и с севера на юг. Амплитуда максимального размыва (от нижнебашкирских пород до нижнепермских включительно) составляет не менее 900 м.
Кроме того, отмечались небольшие размывы на границе нижнего и среднего карбона, башкирского и московского ярусов, верхнего карбона и нижней перми, между подъярусами башкирского и московского ярусов и ярусами нижней перми. Наличие стратиграфических несогласий обосновано фауной фораминифер. Так, в Комаровской скв. 134 в подошве ассельских отложений, в обломочных известняках наряду с ассельскими фузулинидами присутствуют и переотложенные позднекаменноугольные. На Оренбургском валу (скв. 315, 356, 361) в породах мячковского горизонта обнаружена переотложенная фауна фораминифер каширско-верейского возраста.
Таким образом, рассматриваемая территория в предассельский и артинский века была склоном крупной положительной структуры, сводовая часть которой, видимо, находилась в пределах Киинского поднятия [3]. Указанная положительная структура совпадает с восточной частью Яикского свода [1]. Появление в интервале от верейского горизонта до артинского яруса включительно прослоев спикулевых известняков, силицитов, глинистости, битуминозности, участками известняков с радиоляриями (скв. 91 Оренбургская скв. 83 Бердянская) свидетельствует об относительно глубоководных или застойных условиях осадконакопления.
Результаты обработки материалов бурения находятся в полном соответствии с данными геофизических исследований. Южнее Оренбургского вала сейсморазведкой (И.Я. Истомина и др., 1977; Б.Г. Чивилев и др., 1975) и бурением установлены Черниговско-Комаровская и Каменно-Бердянская зоны, прослеживающиеся на расстоянии 20-25 км, с амплитудой северного крыла по подсолевым нижнепермским отложениям от 100 до 300 м и осложненные Черниговским, Комаровским, Каменным, Бердянским и Копанским поднятиями. Между ними намечается еще одна зона, в составе которой сейсморазведкой (И.Я. Истомина и др., 1978) выявлены Северо-Бердянская и Северо-Копанская структуры. Черниговско-Комаровская зона, видимо, протягивается далее на восток. Поскольку в пределах Каменно-Бердянской зоны амплитуда локальных структур увеличивается в восточном направлении, можно предположить, что и в восточной части Черниговско-Комаровской зоны складки будут иметь значительно большую амплитуду чем Черниговская и Комаровская. Локальные поднятия в восточной части указанных зон одновременно образуют полосу субмеридионального простирания, включающую Копайское, Северо-Копанское и севернее расположенное поднятия. Именно они должны иметь наибольшие амплитуды.
Общее погружение слоев в сторону Предуральского краевого прогиба и Прикаспийской синеклизы осложняется флексурами, установленными главным образом сейсморазведкой. Только на участках восточнее Оренбургского вала и Копанского поднятия флексура подтверждена бурением. Основная флексура субширотного простирания проходит непосредственно южнее Каменно-Бердянской зоны и в современном структурном плане подсолевых отложений является северной границей Прикаспийской синеклизы. Она прослеживается по всем отражающим горизонтам, сопоставляемым с кровлей артинского, башкирского ярусов, бобриковского горизонта, нижнепалеозойских образований и имеет тектоническое происхождение. Падение слоев на смыкающем крыле ее достигает 10°, амплитуда более 1 км. На востоке она сливается с флексурой западного борта Предуральского краевого прогиба, имеющей субмеридиональное простирание и амплитуду по нижнепермским подсолевым отложениям около 800 м.
На юго-западе исследуемой территории в последних сейсморазведкой установлена еще одна флексура северо-западного простирания (И.Я. Истомина и др., 1976; Л.А. Благосмыслова и др., 1977). Совместно с флексурой западного борта Предуральского краевого прогиба она отделяет южный блок Соль-Илецкого свода, который в современном структурном плане подсолевых и среднекаменноугольных отложений является значительно (более 1 км) опущенным относительно северных районов. Причем погружение, видимо, произошло в более позднее время, а в нижнепермскую эпоху он составлял единое целое с северными и восточными районами. Указанное предположение обосновывается изменением мощности надверейской карбонатной толщи, установленным сейсморазведкой. Уменьшение мощности происходит на восток вдоль флексуры западного борта Предуральского краевого прогиба от 700-900 до 300 м, а на участке флексуры северо-западного простирания от 600 до 300 м. Исходя из этого, развитие биогермных образований нижнепермского возраста в Соль-Илецком районе следует ожидать в зонах резкого изменения мощности.
Изложенные особенности геологического строения Соль-Илецкого района по данным бурения и сейсморазведки позволяют определить основные направления поисково- разведочных работ.
1. Перспективы открытия новых месторождений нефти и газа в юго- восточной части Соль-Илецкого свода следует связывать с поднятиями, имеющими тектоническое происхождение и осложненными биогермными постройками нижнепермского возраста в полосе шириной около 20 км вдоль западного борта Предуральского краевого прогиба. Именно здесь могут быть развиты высокоамплитудные локальные поднятия с улучшенными коллекторскими свойствами нижнепермских карбонатных отложений за счет развития биогермных построек, а также надежные покрышки для залежей в башкирском ярусе.
2. В примыкающей части Предуральского краевого прогиба перспективными для поисков месторождений нефти и газа являются отложения башкирского яруса и нижележащие каменноугольные образования. Покрышкой для кавернозно-пористых известняков башкирского яруса служит толща переслаивающихся плотных, микрозернистых, глинистых и окремнелых известняков, аргиллитов и мергелей Верейского горизонта или глинисто-карбонатные отложения нижней перми.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Геологическое строение Оренбургского газоконденсатного месторождения и перспективы дальнейших геологоразведочных работ в пределах Яикского свода/И.А. Шпильман, С.П. Максимов, А.А. Воробьев и др.- Геология нефти и газа, 1972, № 7, с. 1-9.
2. К истории развития Оренбургского вала/С.П. Макарова, Г.В. Макаров, Н.А. Мельникова, Г.Я. Шутов - Геология нефти и газа, 1973, № 2, с 68-71.
3. Хворова И.В. Флишевая и нижнемолассовая формация Южного Урала. М., изд. АН СССР, вып. 37, 1961.
4. Чибрикова Е.В. Стратиграфия девонских и более древних палеозойских отложений Южного Урала и Приуралья. М., Наука, 1977.
Поступила 24/Х 1978 г.
Рис. 1. Тектоническая схема Соль-Илецкого района.
1 - гравитационный уступ; 2 - флексуры по подсолевым нижнепермским отложениям; 3 - границы зон стратиграфической полноты разреза; 4 - локальные поднятия: а - Оренбургский вал, б - Черниговское, в - Комаровское, г - Северо-Бердянское, д - Северо-Копанское, е - Мертвосольское, ж - Каменное, з - Бердянское, и - Копайское, к - Соль-Илецкое, л - Нагумановское; месторождения: 5 - газоконденсатные; 6 - газовые; 7 - газонефтяные; 8 - скважины; зоны несогласного залегания: I - верхов подольского горизонта на каширском, II - верхов подольского горизонта на нижней части каширского, III - верхней части мячковского горизонта на верейском, IV - касимовского яруса на верейском горизонте, V - ассельского яруса на Верейском горизонте, VI - мячковкого горизонта на краснополянском, VII - артинского яруса на нижнебашкирском подъярусе, VIII - сакмарского яруса на нижнебашкирском подъярусе
Рис. 2. Геологический профиль между скв. 200 Каменная и скв. 83 Бердянская.
1 - стратиграфическое несогласие; 2 - биогермная постройка