Современные представления о структуре подсолевого комплекса Прикаспийской синеклизы основываются преимущественно на результатах сейсмических исследований. По этим данным на всей территории синеклизы выделяется опорная сейсмическая граница П₁, приуроченная к поверхности подсолевого ложа.

Гипсометрическое положение горизонта П₁ изменяется от -7 - -7,5 км на севере рассматриваемого региона до -2 км на юге, характеризуясь моноклинальным погружением поверхности от борта впадины к центральной ее части ( рис. 1 ).

Рельеф докунгурской поверхности палеозоя мозаично сложен локальными поднятиями и отрицательными структурами различных форм и размеров, образованных в результате движений блоков фундамента и процессов осадконакопления в палеозойскую эру. Наряду с крупными поднятиями на глубине 4-6 км, приуроченными к Астраханскому, Приморскому, Северо-Каспийскому, Северо-Мынтюбинскому, Новобогатинскому, Байчунасскому и другим выступам, здесь выявлено большое число мелких куполообразных структур небольшой амплитуды, развитых в прогнутых зонах либо осложняющих более крупные формы рельефа [5].

Кроме опорной сейсмической границы П₁ в различных участках синеклизы имеют локальное распространение горизонты П₂, П₂¹ , П₃ и др. Сложность скоростной характеристики разреза, обусловленная соляной тектоникой, наличие достаточно мощных высокоскоростных толщ, частично или полностью экранирующих нижележащие горизонты, фациальные замещения и другие факторы, а также общая слабая изученность подсолевого комплекса являются причинами неустойчивой корреляции и недостоверной стратификации этих подсолевых сейсмических границ ограниченного распространения. Современные результаты глубокого бурения позволяют предполагать, что указанные выше спорадически прослеживающиеся горизонты приурочены к определенным стратиграфическим поверхностям, имеющим повсеместное распространение, а перерывы их корреляции обусловлены литологическими замещениями пород по площади. Основанием для такого предположения является высокая степень унаследованности региональной структуры подсолевого комплекса, находящая отражение как в сходстве региональных планов горизонтов П₁ и Ф, так и в соответствии им структурных планов локально прослеживаемых горизонтов П₂, П₃ и др. [6 и др.]. Эта особенность строения подсолевого комплекса использована для выявления корреляционных связей между глубинами залегания границ ограниченного распространения П₂, П₃ и др. с хорошо изученной опорной поверхностью П₁. Выявление таких зависимостей позволяет осуществить прогноз гипсометрического положения границ П₂, П₃ и др. в районах прекращения их коррелируемости [1, 6].

Однако при сопоставлении глубин залегания выделяемых сейсморазведкой границ П₂, П₃ и др. с опорной границей ( рис. 2 , а) было установлено, что облако корреляции на графике имеет сложный характер. Здесь выделяется несколько областей сгущения точек, что свидетельствует о сложном “синтетическом” характере границ П₂, П₃ и др., каждая из которых приурочена не к одной, а к нескольким стратиграфическим поверхностям.

Для расчленения этой суммарной выборки подсолевых отражений ограниченного распространения было проведено их суммирование, направленное вдоль биссектрисы равных глубин. Таким образом, суммировалось число отражений, равноотстоящих от опорной границы П₁, т. е. обладающих равными значениями разностей глубин . Кривая распределения значений этих разностей позволяет расчленить общую выборку подсолевых отложений на подмножества, принадлежащие разным стратиграфическим поверхностям, и представляет собой вертикальный частотный разрез отражений подсолевого комплекса ( рис. 2 , б). Положение отдельных максимумов на кривой распределения отражает наличие здесь не двух трех, а по меньшей мере шести сейсмических горизонтов- П₁^I, П₂, П₂^I, П₃, П₃, П₃^II ( рис. 2 , а, б), каждому из которых отвечает локальная выборка. Положение локального максимума соответствует среднему расстоянию горизонта от опорной поверхности П₁, а величина дисперсии может служить мерой отклонения от унаследованного развития. Корреляционная зависимость между гипсометрией подсолевой поверхности и нижезалегающих сейсмических горизонтов получена в простейшей линейной форме , где - глубина залегания внутриподсолевых сейсмических горизонтов, км; - глубина залегания подсолевого ложа, км; a, b - постоянные коэффициенты, вычисляемые по методу наименьших квадратов.

Обработка исходных сейсмических данных позволила выявить шесть корреляционных зависимостей глубин залегания подсолевых границ от положения в разрезе опорной сейсмической поверхности П₁ (см. рис. 2 , а). Для анализа подсолевой структуры выбраны наиболее охарактеризованные фактическим материалом условные сейсмические горизонты П₂, П₂^I и П₃ (см. рис. 2 , а).

Совместный анализ корреляционных зависимостей и разрезов глубоких скважин, вскрывших подсолевой комплекс, позволяет осуществить предварительную стратификацию выделенных горизонтов. По этим данным, горизонт П₂ приурочен к низам толщи пород визейского и верхам турнейского яруса.

Эти отложения в пределах исследуемого региона литологически изменчивы по простиранию, что свидетельствует о неоднородности фациальных условий нижнекаменноугольного бассейна и сложной геологической истории развития всего региона.

Горизонт П₂^I приурочен к верхней части разреза девонских отложений фаменско-франского возраста (Каратон, скв. Г-3, Г-5; Терескен, скв. П-1). Отложения, с которыми связан условный сейсмический горизонт П₃, в настоящее время глубоким бурением не вскрыты, поэтому этот горизонт условно отнесен к низам толщи девонского возраста.

Теснота связи установленных зависимостей очень высока - значение коэффициентов корреляции не опускается ниже 0,97, а среднеквадратическое отклонение вычисленных значений глубин от данных сейсморазведки не превышает 300-470 м.

Это дает возможность использовать выявленные зависимости для прогноза глубин выделенных горизонтов на всей территории. Основой для такого прогноза может служить структурная схема по кровле подсолевого комплекса, построенная по данным сейсморазведки с учетом результатов глубокого бурения (см. рис. 1 ).

На структурной схеме по условному сейсмическому горизонту П₂ ( рис. 3 , а), приуроченному к отложениям нижнего карбона, видна тенденция регионального погружения в северном направлении. Максимальные глубины залегания горизонта П₂ отмечаются ближе к центральной части синеклизы и фиксируются на отметках -8 - -8,5 км.

На фоне моноклинального погружения отмечаются различного рода осложнения в виде флексур, соответствующих разломам, структурных носов, крупных и мелких положительных и отрицательных структур (складок). В целом наблюдается соответствие структурных планов сейсмических горизонтов П₂ и П₁.

Большой интерес представляет изучение пространственного расположения преимущественно карбонатных и терригенно-карбонатных отложений.

Совместный анализ структурных схем по условному сейсмическому горизонту П₂ и высокоскоростному преломляющему (v_г =6,2-6,5 км/с) горизонту d₀, соответствующему разновозрастной поверхности палеозойских карбонатов [Смирнов О. К. и др., 1978 г.], с учетом данных бурения позволил выявить зоны преимущественного развития карбонатных образований визейско-среднекаменноугольного возраста.

Наиболее широко развиты карбонатные отложения этого возраста в пределах Астраханско-Приморской ступени, где они достаточно хорошо изучены бурением [1, 6]. К северу от нее в пределах Мынтюбинско-Новобогатинской структуры наблюдается значительное сокращение площади распространения карбонатных отложений этого возраста. Здесь они занимают наиболее гипсометрически высокие области (Кошалак - Северный Мынтюбе, Новобогатинское, Байчунасское), соответствующие выступам фундамента.

На основе установленной корреляционной зависимости впервые составлена схематическая структурная карта по поверхности П₂^I. которая отождествляется с отложениями верхнего девона ( рис. 3 , б). В региональном плане горизонт П₂^I постепенно погружается в северном направлении от -5 до 9,5-10 км.

Интерес представляет совместный анализ структурных схем по поверхностям условного сейсмического горизонта П₂^I и разновозрастной высокоскоростной поверхности d₀. Этот анализ позволяет выделить в пределах исследуемой территории зоны развития преимущественно карбонатных отложений верхнедевонского (фаменского) - нижнекаменноугольного (турнейского) возраста, которые в целом тяготеют к выступам фундамента - Астраханскому, Приморскому, Каратюбинскому, Октябрьскому, Северо-Мынтюбинскому, Новобогатинскому и Байчунасскому.

В отличие от визейско-среднекаменноугольных карбонатных отложений развитие верхнедевонско-турнейских характеризуется значительным увеличением площади распространения в пределах Мынтюбинско-Новобогатинской ступени.

Полученный результат - приуроченность областей развития преимущественно карбонатных образований к зонам с преобладанием относительно восходящих тектонических движений - не противоречит исследованиям в других регионах [8].

Литологическое изучение карбонатных пород верхнего палеозоя Волго-Уральской области показало, что карбонатные фации формируются в более мелководных участках бассейна, а глинистые и глинисто-карбонатные в более глубоководных [8]. Это соответствует имеющимся геологическим данным по территории юга Прикаспийской синеклизы, где в пределах Астраханско-Приморской ступени вскрыты карбонатные отложения верхнего девона - нижнего карбона (Каратон), а в Южно-Эмбенском прогибе (Биикжал) и в Южно-Прикаспийской зоне окраинного прогибания (Жанасу и др.) - преимущественно терригенные и терригенно-карбонатные отложения.

На структурной схеме по условному сейсмическому горизонту П₃ ( рис. 3 , в), относимому к низам девона, наблюдается закономерное нарастание глубин от 6-8 до 11-11,5 км от зоны сочленения с молодой Центрально-Евразиатской платформой к центральным частям синеклизы. Эта обширная моноклиналь осложнена многочисленными поднятиями, причем линейные размеры их в подсолевом комплексе в пределах приподнятого по фундаменту Северо-Каспийского мегаблока более значительны по сравнению с поднятиями, выделенными в зонах прогибания (Южно-Эмбенский прогиб).

Еще более сложной задачей наряду с изучением внутренней структуры подсолевого комплекса является прогноз рельефа фундамента. С этой поверхностью связан преломляющий горизонт Ф (v_г = 6,2-7,2 км/с), который четко регистрируется при сейсмических исследованиях ГСЗ и КМПВ в восточной части Прикаспийской синеклизы и в пределах Южно-Эмбенского палеозойского поднятия. Однако запись на сейсмограммах, получаемая в различных участках Прикаспийской синеклизы от горизонта Ф, неидентична. Различия значений граничной скорости и характера записи преломленных волн, по-видимому, связаны как с изменением литологического состава пород фундамента, обусловленным разной степенью их метаморфизма и дислоцированности, так и с неверным отождествлением преломляющих границ осадочного комплекса с поверхностью фундамента. В связи с этим единой точки зрения о соответствии сейсмических границ поверхности фундамента по большей части территории юга Прикаспийской синеклизы не существует. Многие исследователи [Комаров В.П., Чистяков В.Г. и др., 1977 г. и др.] отождествляют поверхность фундамента с преломляющей границей d₀ с граничной скоростью 6-6,2 км/с. Однако если прослеживать этот горизонт в направлении Астраханского свода, то он с 8 км на юге междуречья Волги и Урала резко воздымается до 4 км (сейсмический профиль П-МПОВ, КМПВ), практически совпадает здесь с горизонтом I-II. С позиций, которых придерживаются вышеуказанные авторы, это необъяснимо, поскольку более чем 15 скважинами на этих глубинах вскрыты подсолевые терригенно-карбонатные нижнепермские и карбонатные среднекаменноугольные отложения.

Существует и другая точка зрения, по которой глубины залегания фундамента значительно выше, чем у преломляющего горизонта d₀ [3, 7 и др.].

В последнее время работами О.К. Смирнова и др. (1978 г.) установлено, что сейсмический преломляющий горизонт представляет собой “синтетическую” границу, соответствующую поверхности разновозрастных пород (от среднего карбона до нижнего палеозоя - рифея?), характеризующуюся высокими граничными скоростями. Кроме того, в пределах Астраханского свода прослежен преломляющий горизонт с граничной скоростью 6,25 км/с на глубине 9 км, что на 2-2,5 км глубже ранее предполагаемого положения фундамента [2].

Результаты корреляционного анализа соотношения глубин залегания опорного горизонта П₁ и условных сейсмических горизонтов П₂, П₂^I, П₃ и др., проведенного для южной части Прикаспийской синеклизы, близки к выводам О.К. Смирнова и др. и наглядно показывают соответствие горизонта d₀ разновозрастной поверхности высокоскоростных карбонатных отложений. Однако ни одно из исследований в настоящее время не позволяет производить достоверные построения по поверхности кристаллического фундамента. Для прогнозных же построений по поверхности фундамента был использован ряд сейсмических профилей, где зафиксированы преломляющие сейсмические горизонты ниже границы d₀ (OP-1, УП-75 КМПВ Заволжское - Жарасаут; ГСЗ Элиста - Бузулук, Саратов - Гурьев и др.).

Анализ распределения разностей Н_ф-Нп₁ позволил расчленить общую выборку на два подмножества - 45 и 52 точки. Установлено, что одна из выборок с меньшими значениями разности (Н_ф -Нп₁ ) соответствует выступам фундамента (Новобогатинский, Астраханский, Мынтюбинский), которые довольно четко выражены на подсолевой поверхности. Другая выборка приурочена к прогнутым по фундаменту зонам, характерным для областей Центрально-Прикаспийской депрессии, северного склона Южно-Эмбенского палеозойского поднятия и др.

Обработка данных по методу наименьших квадратов позволила установить две корреляционные зависимости: для приподнятых зон (Н_Ф1= 1,27Нп₁ +3,82; r = 0,94; s = 0,41); для прогнутых зон (Нф₂ = 1.16Hп₁ + 7,1; r = 0,83; s=0,795). Необходимо отметить, что зависимость для приподнятых зон фундамента очень близка к корреляционной связи между опорным горизонтом П₁ и условным горизонтом П₃¹, который регистрируется в наиболее прогнутых зонах рассматриваемого региона. Вероятно, этот горизонт отражает пенепленизированную поверхность, ниже которой залегают осадки рифейско-нижнепалеозойского комплекса.

Анализ результатов региональных геолого-геофизических работ последних лет позволяет осуществить прогнозные структурные построения по поверхности фундамента и тектоническое районирование рассматриваемого региона. Современные глубины залегания поверхности кристаллического фундамента на юге Прикаспийской синеклизы закономерно нарастают от зоны сочленения с молодой Центрально-Евразиатской платформой к центральной части синеклизы от 10-11 до 15-16 км ( рис. 4 ).

На фоне общего погружения фундамента выделяется крупный, относительно приподнятый Северо-Каспийский мегаблок, в пределах которого фундамент залегает на глубинах 9-12 км. Здесь связь между гипсометрией фундамента и подсолевой поверхностью подчиняется корреляционной зависимости для приподнятых зон.

Этот мегаблок расчленяется Мынтюбинско-Гурьевским региональным разломом на две крупные тектонические ступени: Астраханско-Приморскую и Мынтюбинско-Новобогатинскую, размеры которых соответственно 580x100 и 360x70 км. Смещение ступеней по глубине поверхности фундамента достигает 1 км. Системой разломов эти ступени также расчленены на отдельные блоки, несколько смещенные относительно друг друга. В пределах Астраханско-Приморской ступени выделяются Астраханский, Каратюбинский, Октябрьский, Приморский и Северо-Каспийский выступы.

Мынтюбинско-Новобогатинскую ступень составляют Мынтюбинский, Новобогатинский и Байчунасский выступы. В свою очередь, выступы фундамента осложнены рядом разломов, которые в настоящее время значительного влияния на структуру фундамента не оказывают.

К югу от Северо-Каспийского мегаблока располагается Южно-Прикаспийская зона окраинного прогибания, которая может быть выделена как по литолого-фациальным характеристикам вскрытых пород палеозоя, так и по современным глубинам залегания фундамента. Она ограничена с юга системой перикратонных Смушковского и Кумтюбинского разломов.

На севере Южно-Прикаспийский окраинный прогиб ограничивается Астраханско-Тугаракчанской системой разломов. В свою очередь, Каракульским и Южно-Эмбенским разломами эта зона расчленена на две подзоны. К югу от указанных разломов бурением вскрыты дислоцированные породы верхнего палеозоя. Здесь предполагается широкое развитие дислокаций покровного типа.

Таким образом, современную границу Прикаспийской синеклизы можно провести по Южно-Эмбенскому [4] и Каракульскому разломам, разделяющим по дислоцированности две различные зоны пород среднего и верхнего палеозоя (см. рис. 4 ). К югу развита полоса приразломных дислоцированных пород палеозоя Южно-Эмбенской моногеосинклинали [Шлезингер А.Е., 1971, 1974 гг., Дальян И.Б., 1978 г. и др.] и Каракульско-Смушковской зоны дислокаций [Бражников О.Г., 1977 г], а к северу - нормальные платформенные отложения.

В дислоцированной Каракульско-Южно-Эмбенской подзоне кристаллический фундамент залегает на глубине 10-13 км, а к северу от нее до Тугаракчанского и Астраханского разломов - на глубине 11-12 км.

К северо-востоку Южно-Прикаспийская зона окраинного прогибания переходит в крупный Южно-Эмбенский прогиб, где глубина залегания фундамента увеличивается в северо-западном направлении от 11 до 14,5 км (профиль КМПВ-ОР-1).

На западе посредством глубинного Каратонского разлома Южно-Эмбенский прогиб граничит с Северо-Каспийским приподнятым мегаблоком. Амплитуда смещения фундамента относительно последнего составляет 2-3 км. На северо-западе по Караулкельдинскому разлому Южно-Эмбенский прогиб переходит в Центрально-Прикаспийскую депрессию.

К северо-западу от Северо-Каспийского мегаблока расположен Сарпинский прогиб, отделяемый от первого Сарпинским, Мынтюбинско-Гурьевским и Челкарским разломами. В Сарпинском прогибе глубина фундамента изменяется от 14 до 16 км. На севере он сопряжен с Центрально-Прикаспийской депрессией. В его пределах выделяется Южно-Черноярский относительно приподнятый блок.

Амплитуда смещения фундамента прогиба относительно Северо-Каспийского приподнятого мегаблока достигает 2-3 км. К северу от последнего располагается собственно Центрально-Прикаспийская депрессия. Глубина фундамента в рассматриваемой части депрессии составляет 14-16 км. Амплитуда относительного смещения его поверхности по Волгоград-Баскунчакскому разлому достигает 2-3 км.

На территории Южно-Прикаспийского окраинного, Сарпинского и Южно-Эмбенского прогибов, южной части Центрально-Прикаспийской депрессии залегание фундамента подчиняется закономерности, характерной для погруженных зон, что свидетельствует об их древнем и практически одновременном заложении и развитии.

Совместный анализ региональных структурных планов подсолевых опорного и условных сейсмических горизонтов свидетельствует о высокой степени их взаимного соответствия и общей региональной унаследованности от рельефа фундамента. Наиболее существенные различия структурных планов отмечаются в нижней части платформенного чехла. Так, сравнение структурных схем по поверхности фундамента и условного сейсмического горизонта П₃ показывает, что. мощность додевонских отложений в пределах приподнятого по фундаменту Северо-Каспийского мегаблока значительно сокращена по сравнению с сопредельными участками и изменяется от 1,5-2 км до первых сотен метров (Новобогатинский свод). В зонах прогибания фундамента мощность додевонских отложений достигает 3,5-4 км. Здесь можно предполагать широкое развитие отложений рифея и венда, значительно выполаживающих рельеф фундамента.

Полученные результаты позволяют оценить внутреннюю структуру подсолевого комплекса юга Прикаспийской синеклизы и охарактеризовать структурное соотношение подсолевых отложений с фундаментом. Эти данные, хотя и не претендуют на полноту решения проблемы, могут быть использованы при оценке перспектив нефтегазоносности подсолевых отложений в этой приподнятой зоне синеклизы, где они доступны современным средствам бурения.

1. Глубинная структура и нефтегазоносность подсолевых отложений юго-западной части Прикаспийской синеклизы / М.С. Арабаджи, А.В. Бухаров, В.Г. Варламов, В.С. Мильничук. - Реф. сб. ВНИИЭгазпрома Сер. геол. и разв. газ. и газоконденсат, м-ний, 1979, № 5, с. 1-7.
2. Новые представления о строении и формировании Астраханского свода / Е.И. Бенько, А.Я. Бродский, И.А. Миталев и др. - Нефтегаз. геол. и геофиз., 1977, № 6,с. 46-48.
3. Новые данные о глубинной тектонике и перспективах нефтегазоносности северного побережья Каспийского моря / И.А. Аббасов, Р.И. Абрамсон, В.П. Авров и др. - Нефтегаз. геол. и геофиз., 1976, № 12,с. 7-10.
4. О положении границы Русской платформы к востоку от Каспийского моря / А.Л. Яншин, Р.Г. Гарецкий, С.Н. Наумова и др. - Бюл. МОИП, Отд-ние геологии, № 4, 1961, с. 237-250.
5. Основные направления повышения геолого-экономической эффективности поисково-разведочных работ на газ в юго-восточной части Русской платформы / М.С. Арабаджи, В.С. Мильничук, В.Е. Мармылев и др. - Науч.-техн. обзор ВНИИЭгазпрома, 1978.
6. Особенности строения подсолевых отложений на юго-востоке Прикаспийской синеклизы / М.С. Арабаджи, А.В. Бухаров, В.Г. Варламов и др. - Геология нефти и газа, 1979, № 4 , с. 32-36.
7. Строение подсолевых отложений Прикаспийской синеклизы /А.В. Егоркин, Н.И. Чернышев, В.Н. Белокопытов и др. - Нефтегаз. геол. и геофиз., 1978, № 11, с.22-26.
8. Теодорович Г.И. Литология карбонатных пород палеозоя Урало-Волжской области. М., Изд-во АН СССР, 1950.

Рис. 1. Структурная схема поверхности докунгурских отложений юга Прикаспийской синеклизы.

Изогипсы поверхности подсолевых отложений: 1 - основные, 2- дополнительные, 3- предполагаемые

Рис. 2. Графики распределения глубин залегания внутриподсолевых отражающих и преломляющих сейсмических горизонтов.

а - корреляционный график зависимости глубин залегания условных сейсмических горизонтов от глубин опорного горизонта П₁; б - частотный график распределения глубин залегания подсолевых сейсмических горизонтов по отношению к поверхности докунгурских отложений

Рис. 3. Структурные схемы юга Прикаспийской синеклизы по поверхности отложений: турнейских (а), франских (6), додевонских (в).

1 - изогипсы по поверхности условных сейсмических горизонтов: а - основные, б - дополнительные; 2 - глубокие скважины, вскрывшие отложения условного сейсмического горизонта; 3 - области развития карбонатных отложений визейского яруса нижнего карбона - среднего карбона: а - предполагаемые, б - достоверные (подтвержденные единичными скважинами); 4 - области развития преимущественно карбонатных отложений верхнего девона (фамена) - нижнего карбона (турне): а - подтвержденные бурением, б - предполагаемые по данным сейсмических исследований; 5 - южная граница Прикаспийской синеклизы

Рис. 4. Прогнозная схема строения кристаллического фундамента юга Прикаспийской синеклизы.

Выступы фундамента: I - Астраханский, II -Каратюбинский, III - Октябрьский, IV - Северо-Мынтюбинский, V - Новобогатинский,VI - Байчунасский, VII - Приморский, VIII - Южный, IX - Кульсаринский, X - Биикжальский, XI - Южно-Эмбенский. Глубинные разломы: 1 - главные, 2 - второстепенные, 3 - древняя граница - краевой шов, 4 - современная граница; изогипсы по поверхности кристаллического фундамента: 5 - основные, 6 - дополнительные; 7 - опорные сейсмические профили