Основной фактор катагенетического преобразования ОВ - температурное воздействие. Однако вопрос о величине максимальных температур и длительности воздействия их на ОВ до сих пор остается дискуссионным. Авторами была проанализирована зависимость степени преобразованности РОВ из разновозрастных отложений Прикаспийской впадины от современных температур с соответствующей привязкой к максимальным глубинам залегания пород ( рис. 1 ). Материалом для исследования послужили 140 определений отражательной способности витринита (ОСВ) в воздушной среде (I0R^a) из отложений девонского, каменноугольного и нижнепермского возраста (Замеры ОСВ выполнены в лаборатории П. А. Карпова (ВолгоградНИПИнефть).). Во избежание ошибок, вызванных литологическим фактором [4], использованы данные ОСВ образцов преимущественно пелитового состава.

Для сравнения были привлечены современные температурные характеристики и степень катагенетической изменчивости РОВ юрских отложений Восточного Предкавказья [2]. По мнению ряда исследователей [1, 2], углепетрографические параметры РОВ этого альпийского бассейна могут быть использованы в качестве показателя изменения температур.

На рис. 1 видна обособленность точек замеров ОСВ РОВ палеозойских отложений Прикаспийской впадины и ее обрамления от точек ОСВ юрских пород Восточного Предкавказья, причем ОСВ пород Прикаспийской впадины соответствуют более низкие температуры, чем аналогичным значениям ОСВ юрских отложений.

Этот факт можно объяснить с двух позиций:

а) современные температуры палеозойских отложений Прикаспийской впадиныне соответствуют палеотемпературам, астепень катагенетической преобразованности РОВ отвечает воздействию таких палеотемператур, какие фиксируются в областях альпийской складчатости (т. е. на n °С выше); снижение температур связанос охлаждением недр;

б) современные температуры палеозойских пород Прикаспийской впадины не отличаются от палеотемператур, и достаточно глубокое преобразование РОВ при довольно низких температурах обусловлено продолжительностью геологического времени (на 100-170 млн. лет больше времени существования юрских отложений Предкавказья).

С целью выяснения правомерности первого или второго положения статистический материал был обработан по формулам, изложенным в работе [7]. Следует подчеркнуть, что в области низких температур (40-70 °С) у разновозрастных пород наблюдаются близкие значения ОСВ, тогда как в области более высоких температур по значениям ОСВ видно разграничение нижнепермских, каменноугольных и девонских отложений, а именно: при однозначных температурах степень катагенеза возрастает в ряду нижнепермские – каменноугольные - девонские отложения.

В табл. 1 приведены результаты обработки данных, которые подтвердили, что решающим фактором в преобразовании РОВ является температура. Возраст пород начинает играть вспомогательную роль при температурах более 70 °С (r₁₂=0,65). При T<70°С r₁₂=0,12.

На рис. 1 видно, что максимальные значения 10R^a каменноугольных и минимальные девонских отложений имеют область перекрытия и если провести кривые по средним значениям 10R^a девонских и каменноугольных пород, то максимальное расхождение в области высоких температур составит не более одной градации катагенеза.

Полученные выводы согласуются с точкой зрения Г.М. Парпаровой, С.Г. Неручева и др. [2], которые на примере сравнения бассейнов альпийской активизации также установили некоторое возрастание влияния геологического времени на катагенез РОВ по мере повышения температуры. Аналогичная закономерность отмечена и в работе [6], где подчеркивается, что геологическое время существенно влияет на преобразование РОВ.

Следует заметить, что как в одновозрастных, так и в разновозрастных отложениях Прикаспийской впадины с увеличением глубины залегания наблюдается увеличение температур и постепенное приближение их к температурам, установленным в Восточном Предкавказье. Например, девонские и каменноугольные породы со значением 10R^a равным 78 усл. ед. залегают на глубине 2 км (Степновская площадь), 3 км (Ерусланская), 4,3 км (Ташлинская), 4,5 км (Жулидовская), 5,5 км (Северо-Сарпинская) и имеют соответственно температуры 52, 65, 76, 93, 113°С.

На этом основании на рис. 1 выделено несколько зон по глубине (1-2; 2-3; 3- 4; 4-5; 5-6 км), в пределах которых проведены регрессионные линии зависимости ОСВ от современных температур. Видна тенденция смещения линий в область повышенных температур и приближения их по мере увеличения глубин к температурам юрских отложений Предкавказья.

Учитывая, что степени напряженности палеотемпературного поля недр молодых и древних платформ в принципе не отличаются друг от друга [1], можно предположить, что максимальные палеотемпературы подсолевых отложений Прикаспийской впадины были не выше современных температур юрских отложений Предкавказья.

В качестве максимальных палеотемператур, оказавших воздействие на РОВ подсолевых отложений Прикаспийской впадины, были приняты температуры в интервале между линиями V-V и VI-VI. Сопоставление современных и максимальных палеотемператур показывает, что на глубинах 1-2 км разница составляет 60 °С, а на глубинах 2-3, 3-4, 4-5 и 5-6 км - соответственно 55, 45, 40 и 20 °С, на глубинах более 6 км различие будет, по всей вероятности, снивелировано.

Аналогичная тенденция, по данным А.Э. Конторовича [5], наблюдается на Западно-Сибирской платформе. Здесь современные температуры, замеренные на глубинах 1,4-2,5 км (стадия MK₁), отличаются от температурных характеристик Предкавказья на 20-40 °С, на глубинах 3,8-4,8 км (градация МК₃) различие составляет менее 5°С. Значительная разность температур связана, по-видимому, с охлаждением недр, тем большим, чем древнее бассейн и чем ближе породы расположены к дневной поверхности.

Следует отметить, что к выводу о том, что с увеличением глубины происходит сближение современных и палеотемператур и на глубинах 6,5-7 км те и другие становятся одинаковыми, ранее пришел П. Уолтер [12].

Выявленные тенденции нивелирования палео- и современных температур, а также некоторое влияние геологического времени на преобразование РОВ на высоких стадиях катагенеза при стратиграфическом соответствии сравниваемых объектов обосновываются и материалами В. П. Горшкова [1], хотя сам автор придерживается иного мнения.

Имеющиеся фактические данные по замерам ОСВ охватывают градации катагенеза до МК₄, температуры, относящиеся к более высоким стадиям, получены авторами путем экстраполяции, проведенной с учетом экспериментальных данных [11] ( табл. 2 ). Для прогноза возможных соотношений температур и высоких стадий катагенеза (МК₄, АК), какие могут быть встречены в центральной части Прикаспийской впадины, использованы рассчитанные по лабораторным данным значения °С/единицу ОСВ и наблюдаемые по фактическим данным соотношения температур и стадий катагенеза (MK₄) на глубинах 5-6 км. Результаты расчетов использованы для определения стадий катагенеза РОВ подсолевых отложений внутренней части Прикаспийской впадины (при этом учитывались представления о геологическом разрезе и геотемпературных условиях региона).

Расчеты проведены для Аралсорской и Восточно-Акобской площадей, по которым имеется наиболее полная для решения поставленных задач геолого-геофизическая и геотермическая информация. Подсолевой палеозойский разрез на данной территории должен быть представлен карбонатно-терригенными и карбонатными породами [10]. В этом случае по аналогии с участками близкого геологического строения (Ташлинская, Карповская, Северо-Сарпинская площади) геотермические градиенты перекрывающих эвапоритовых и подсолевых отложений составляют соответственно 1,2 и 2,2°С/100 м.

По данным глубинного сейсмического зондирования, амплитуда Восточно-Акобского соляного купола достигает 8 км, в межкупольной Аралсорской зоне мощность эвапоритовых пород резко сокращается до 1,5 км. Расчеты показали, что температура под Восточно-Акобским куполом должна быть на 60 °С ниже, чем установленная на той же глубине под маломощной соленосной толщей в межкупольной Аралсорской зоне ( рис. 2 ).

Замеры температур в подсолевых палеозойских отложениях восточной части Прикаспийской впадины (площадь Каратюбе) непосредственно под куполом амплитудой 3,5 км и над солью в межкупольной зоне указывают на понижение температур в сторону соляного штока на 15-18°С [9]. Это подтверждает правильность расчетов температур в подсолевых отложениях рассматриваемых площадей, и полученная разность 60 °С представляется возможной при высоте купола 8 км.

Таким образом, была определена степень катагенеза РОВ глубокозалегающих отложений Прикаспийской впадины (см. рис. 2 ) и проведено ее сопоставление во впадине и на бортовых участках и платформенном обрамлении ( рис. 3 ).

Схема распределения градаций катагенеза РОВ в Прикаспийской впадине была построена на основании замеров ОСВ.

На участках разреза, недостаточно охарактеризованных керном, глубинная катагенетическая зональность устанавливалась по привязке градаций катагенеза РОВ к замеренным температурам (см. табл. 2 ).

На рис. 3 видно, что степень катагенетического преобразования РОВ в пределах рассматриваемой территории далеко не одинакова. В областях глубокого погружения фундамента и максимального развития соленосных тел (центральная часть впадины) зоны катагенеза аномально растянуты и относительно опущены.

Низкая степень катагенеза отмечается на бортовых частях, особенно на Сарпинско-Новоникольском участке (западный бортовой уступ) и в восточной части впадины, характеризующихся относительно пониженным геотермическим режимом. Данные по восточной части заимствованы из работы [3].

В областях неглубокого залегания фундамента и отсутствия солей (платформенное обрамление) зоны катагенеза сокращены и относительно приподняты [2].

Полученные данные могут быть использованы для объяснения и прогноза с геохимических позиций закономерностей пространственного размещения газовых, газоконденсатных и нефтяных местоскоплений, обоснования перспектив нефтегазоносности глубокопогруженных подсолевых отложений.

Так, например, растяжение и относительное погружение зон катагенеза в восточной части впадины свидетельствуют о том, что РОВ палеозойских отложений реализовало свой нефтематеринский потенциал, но еще не вступило в главную фазу газообразования (по С.Г. Неручеву); исключение составляют самые нижние части разреза. В результате в этом районе открыты преимущественно нефтяные и газонефтяные месторождения. По-видимому, аналогичную тенденцию следует ожидать и в подсолевых отложениях западной бортовой зоны Прикаспийской впадины (Сарпинско-Новоникольский район), где уже получены небольшие притоки нефти и газа (Листинская, Сарпинско-Тенгутинская, Наримановская площади).

Наличие аномально низких и опущенных зон катагенеза под мощными соляными телами в глубокопогруженных подсолевых породах и сапропланктонитовый тип РОВ (морские условия осадконакопления) предполагают развитие интенсивных процессов генерации нефтяных УВ в верхней части подсолевых отложений. Относительно низкие температуры под высокоамплитудными соляными куполами (130-140 °С) должны обусловить сохранение нефтяных залежей, так как, по данным работ [1, 8], нефтяные залежи могут существовать при температурах 160-170 ^СС.

При этом не исключается процесс разбавления нефтяных скоплений газообразными (преимущественно метаном) УВ, поступающими со стороны межкупольных мульд и в большей степени из нижележащих отложений.

1. Аммосов Н.И., Горшков В.Н., Гречишников Н.П. Палеотемпературы преобразования нефтегазоносных отложений. М., Наука, 1980.
2. Влияние физико-геологических факторов на катагенез рассеянного органического вещества в разных геотектонических областях / Г.М. Парпарова, С.Г. Неручев, А.В. Жукова и др. - Изв. АН СССР. Сер. геол., 1979, № 7, с. 126-139.
3. Глубинная катагенетическая зональность РОВ в разрезе Прикаспийской впадины в связи с особенностями ее тектонического строения / В.С. Соболев, Н.П. Силина, Г.М. Парпарова, А.Г. Корсакова. - В кн.: Структурные особенности и перспективы нефтегазоносности осадочного комплекса Прикаспийской впадины. Л., 1979,с. 133-143.
4. Конторович А.Э., Парпарова Г.М., Трушков Л. А. Метаморфизм органического вещества и некоторые вопросы нефтегазоносности (на примере мезозойских отложений Западно-Сибирской низменности). - Геол. и геофиз., 1967, № 2, с. 16-29.
5. Конторович А.Э. Геохимические методы количественного прогноза нефтегазоносности. М., Недра, 1976.
6. Лопатин Н.В. О роли геологического времени в процессах карбонизации каменных углей. - Вест. Моск. ун-та. Сер. геол.,1969, № 1, с. 95-98.
7. Плохинский Н.А. Биометрия. Новосибирск, Изд-во СО АН СССР, 1961.
8. Раабен В.Ф. Вертикальная зональность генерации и аккумуляции нефти и газа и классификация нефтегазоносных территорий. - В кн.: Условия образования нефти и газа в осадочных бассейнах. М., 1977,с. 137-204.
9. Светлакова Э.А., Дальян И.Б. Роль соленосной формации в катагенетическом превращении рассеянного органического вещества. - Геология нефти и газа, 1978, № 4 ,с. 71-76.
10. Федоров Д.Л. Формации и нефтегазоносность подсолевого палеозоя окраинных впадин Европейской платформы. М.,Недра, 1979.
11. Bostick N.Н. Thermal alteration of clastic organic particles as an indicator of contact and burial metamorphism in sedimentary rocks. - Geoscience and Man., v. 3, October, 1977, pp. 83-92.
12. Walter P. How evaluate potential gas and oil source rocks. - World Oil, 1973,Apr., p. 71-75.

Таблица 1

Коэффициенты корреляции ОСВ, возраста (В) и температуры (Т)

Таблица 2

Сопоставление современных температур и градаций катагенеза РОВ

Рис. 1. Связь катагенетической изменчивости РОВ с современными температурами Прикаспийской впадины и Предкавказья.

Отложения: 1 - нижнепермские, 2 - каменноугольные, 3 - девонские, 4 - юрские (Предкавказье); 5 - границы между глубинными зонами; линии средних значений 10R^a (регрессионные линии зависимости ОСВ от современных температур) в пределах глубинных зон (в км): I-I - 1-2, II-II - 2-3, III-III - 3-4, IV-IV - 4-5, V-V - 5-6, VI-VI - в юрских отложениях Предкавказья

Рис. 2. Прогноз температур и катагенетической превращенности РОВ подсолевых пород внутренней части Прикаспийской впадины.

Породы: 1 - соль нижнепермская, 2 - ангидрито-доломитовые нижнепермские; подсолевые отложения: 3 - карбонатные, 4 - карбонатно-глинистые; 5 - изменение температуры с глубиной в Аралсорской скв. СГ-1; 6 - границы между уровнями катагенеза

Рис. 3. Глубинная катагенетическая зональность РОВ Прикаспийской впадины.

1 - эвапоритовые породы; 2 - граничные глубины стадий катагенеза; 3 - замеры ОСВ (10R^a); 4 - кристаллический фундамент