|
УДК 551.8:551.734.5(470.43) |
Палеогеографические особенности развития Жигулевского свода во франском веке
Г.А. ЯРОСЛАВЦЕВ (Куйбышевнефтегеофизика)
Отсутствие терригенных отложений девона на Покровской вершине Жигулевского свода и залегание здесь верхневоронежских карбонатных пород непосредственно на поверхности фундамента привели многих исследователей к выводу о существовании островной суши на месте современного Жигулевского свода, которая служила источником сноса терригенного материала в трансгрессирующее девонское море до полного покрытия ее водами в верхневоронежское время [1,6, 7].
Наступление моря на сушу всегда сопровождается нарушением профиля равновесия подводного берегового склона, усилением абразии или возобновлением ее, если этот процесс прекратился и береговой абразионный уступ достиг стадии зрелости или даже старости [2]. Таким образом, как на это указывал еще А.П. Карпинский [3], абразионная деятельность трансгрессирующего моря обеспечивает продвижение береговой линии в глубь континента дальше, чем могут его продвинуть тектонические движения при погружении континента, соответствующие условиям накопления изучаемых толщ.
В.П. Зенкович [2] показал, что в ходе развития окраины материков претерпевают самые различные преобразования. Однако независимо от изменений, обусловленных тектоническими или физико-географическими факторами, в береговой зоне трансгрессирующего или регрессирующего моря всегда и неизменно действует основной фактор - работа волн. Доставляя к берегам громадное количество энергии, волны разрушают коренные породы и перемещают большие массы обломочного материала. В процессе трансгрессии под действием волн вырабатывается абразионный тип берега. Продукты абразии совместно с продуктами твердого континентального стока перерабатываются морем, перераспределяются по крупности и накапливаются прежде всего в пределах подводного берегового склона. Этот процесс протекает в течение всего времени наступления моря на сушу. При стабилизации уровня моря вырабатывается относительно устойчивый для данной гидродинамической обстановки профиль равновесия. При этом береговой абразионный уступ дряхлеет и прекращает свое развитие. Таким образом, В.П. Зенкович достаточно обоснованно показал, что берег и широкая прибрежная полоса развиваются одновременно и под действием общего фактора - энергии морских волн.
На рис. 1 приводится гиперболизованная для наглядности схема последовательного затопления суши трансгрессирующим морем. На схеме в несколько упрощенном виде показаны последовательность продвижения береговой линии в результате абразионной деятельности наступающего на сушу моря, а также накопление прибрежных грубообломочных толщ и осадков их перекрывающих.
В трансгрессирующем море подводный береговой склон характеризуется наиболее активной гидродинамической обстановкой, малоблагоприятной для накопления тонкоотмученного материала, слагающего породы-покрышки нефтяных резервуаров. Это зона преимущественного накопления грубообломочного материала. Совершенно логично утверждение Д.В. Наливкина: «Нельзя допустить существование морской трансгрессии, осадки которой сразу начинаются глубоководными отложениями» [5, с. 25]. Поэтому мнение о существовании в трансгрессирующем море островной суши на месте современной Покровской вершины Жигулевского свода, на склонах которой накапливались относительно глубоководные морские карбонатные отложения франского яруса, мало обоснованно.
При наличии в пределах Жигулевского свода островной суши в условиях трансгрессирующего моря абразионный берег ее должен был бы развиваться в течение всего времени ее существования. На его подводных склонах неизбежно накапливались бы грубообломочные прибрежные осадки, состоящие в основном из продуктов абразии и континентального разрушения пород кристаллического фундамента, поскольку островная суша могла представлять собой только положительную форму рельефа поверхности. Возраст этих отложений должен был соответствовать времени их накопления. Следовательно, на склонах островной суши должны быть встречены грубообломочные массы кыновского, саргаевского, семилукского, мендымского и нижневоронежского возраста. Верхневоронежские карбонатные осадки, накапливавшиеся на вершине затоплявшейся островной суши должны были бы подстилаться грубообломочной базальной толщей пород воронежского возраста, также состоящей из продуктов разрушения кристаллических пород фундамента.
Наличие в основании трансгрессивного ритма седиментации базальной толщи, сложенной грубообломочными береговыми и прибрежными отложениями, по Д.В. Наливкину [5], является характерным признаком, отличающим его от толщ рецессивного накопления. Некоторые примеры такого осадконакопления рассмотрены в работе [8].
При довольно высокой плотности скважин, пробуренных на Жигулевском своде и его склонах, береговые и прибрежные грубообломочные отложения от кыновского до нижневоронежского горизонта включительно не обнаружены. Это значит, что островная суша в пределах Жигулевского свода в послепашийское время не существовала. Жигулевский, Татарский и Ульяновский своды были полностью покрыты морем в пашийское и последующее за ним время.
Присутствие примеси монтмориллонита в каолинитовых глинах кыновского возраста, накопившихся на склонах Покровской вершины Жигулевского свода, также исключает близость береговой зоны в ее пределах.
Какие же палеогеографические условия способствовали накоплению (без базальной толщи в основании) верхневоронежских карбонатных осадков непосредственно на породах фундамента?
На палеогеоморфологическом профиле (рис. 2), выполненном с большим угловым искажением из-за несоответствия вертикального и горизонтального масштабов (1:50), применение метода послойной корреляции дало возможность отразить условия залегания воронежских карбонатных напластований на подстилающих породах. В левобережье Волги в скв. 140 Зольный Овраг разрез франского яруса характеризуется относительной стратиграфической полнотой. Здесь размыты лишь толщи пашийского горизонта, и кыновские осадки рецессивно накапливались на размытой поверхности живетских отложений. Воронежские же карбонаты без стратиграфического перерыва сформировались на известняках мендымского горизонта.
На правобережье Волги в скв. 158 Зольный Овраг, расположенной всего в 2 км от скв. 140, верхневоронежские осадки располагаются на размытой поверхности кыновского горизонта. Из разреза здесь выпадают не только нижневоронежские, но и мендынские, семилукские и саргаевские отложения. К югу от Зольного Оврага в сторону Покровской вершины Жигулевского свода верхневоронежские типично морские карбонатные осадки залегают с размывом на морских разновозрастных кыновских толщах, постепенно срезая их в южном направлении. На Покровской вершине верхневоронежские фаунистически охарактеризованные морские карбонатные осадки накапливались на породах кристаллического фундамента.
Характерная особенность залегания верхневоронежских карбонатов - отсутствие в их основании грубообломочной базальной толщи. Это свидетельствует о том, что островной суши в пределах Жигулевского свода в послепашийское время не было. Верхневоронежские карбонатные толщи накапливались рецессивно после перерыва, вызванного сильными донными течениями.
Чтобы представить палеогеографическую обстановку развития Жигулевского свода во франском веке, нами составлен крупномасштабный субмеридиональный геологический профиль (рис. 3) через Волго-Сокское нефтяное месторождение, приуроченное к Заволжскому продолжению Жигулевского вала. Вертикальный и горизонтальный масштабы на нем соотносятся почти без углового искажения. На профиле видно, что пласт ДII здесь, как и во всем Куйбышевском Заволжье, являясь базальной толщей пашийской фазы трансгрессивного развития девонского моря, накапливался на размытой поверхности живетских отложений. Выше по разрезу другие грубообломочные базальные толщи отсутствуют. На пашийской толще покоятся гайнинские глинисто-алевритистые отложения, заключающие песчаный пласт Дк. Обращает внимание исключительная выдержанность кыновских и саргаевских отложений, что позволяет уверенно проследить накопление каждого слоя и почти горизонтальное залегание сложившихся толщ в современной гипсометрии. Это может иметь лишь единственное объяснение: как кыновские, так и саргаевские осадки накапливались в морском бассейне со слабым прибоем, не имевшем донных течений [5]. Выдержанность толщины каждого отдельного слоя указывает на одинаковые батиметрические условия его накопления при почти горизонтальном положении дна моря.
Однако в дальнейшем палеогеографическая обстановка резко менялась. В скв. 5, в современном плане расположенной гипсометрически значительно ниже соседних, на саргаевских толщах без стратиграфического перерыва залегают семилукские слои, выше - мендымские, которые покрываются значительной толщей воронежских. Наоборот, в скважинах, расположенных на структуре гипсометрически выше, из разреза на весьма небольших расстояниях выпадают отложения семилукского, мендымского и нижняя часть воронежского горизонтов. В скв. 8-бис, 9, 11 на размытой поверхности саргаевских морских карбонатно-глинистых осадков вскрыты фаунистически охарактеризованные верхневоронежские карбонаты, залегающие без базальных грубообломочных береговых и прибрежных толщ в основании. И здесь наблюдаем рецессивное накопление верхневоронежских известняков, что не увязывается с широко распространенным представлением о наличии островной суши, существовавшей в пределах Жигулевского свода до верхневоронежского времени.
Отметим еще одну особенность в строении Волго-Сокской площади. В отличие от разрезов скв. 8-бис, 9, 11 в скв. 2 верхневоронежские осадки залегают не на саргаевских слоях, а на мендымских. Из разреза здесь выпадают семилукские отложения, а мендымские располагаются непосредственно на породах саргаевского горизонта. Такое залегание осадков мендымского горизонта невозможно объяснить только размывом их донными течениями и рецессивным накоплением.
Полнота разреза франских отложений в скв. 5, наличие мендымских образований в скв. 2 (см. рис. 3) свидетельствуют о нормальных морских условиях осадконакопления в мендымско-семилукское время в пределах всей Волго-Сокской площади. Они, безусловно, накапливались на всей площади, но уничтожены последующими геологическими процессами.
Современное геологическое строение франского яруса Волго-Сокской площади, приуроченной к сочленению Жигулевского вала и его южной ветви, можно объяснить только как последствия дизъюнктивной тектоники, проявившейся с начала воронежского времени. Приподнятый блок, в пределах которого пробурены скв. 2, 8-бис, 9, 11, был выведен на глубину активного волнового движения морских вод. В продолжение нижневоронежского времени, когда на опущенном блоке шло непрерывное накопление карбонатных осадков, на приподнятом под действием волнового движения вод и дрейфового течения размывались мендымские и семилукские отложения. Продукты размыва уносились дрейфовым течением и волны воздействовали все время на свежую поверхность размываемых отложений. В свою очередь, волновое движение воды усиливало скорость дрейфового течения и, следовательно, интенсифицировало его размывающее и транспортное действие.
Рассматривая геологическую работу морских течений, В.П. Зенкович [2] обращает внимание на то, что даже большая скорость течений не может произвести значительной разрушительной работы без участия волн. Во время шторма или зыби, когда волны и течения действуют совместно, их суммарная энергия обусловливает максимальную скорость движения придонных вод. При спокойном море скорость течений будет гораздо слабее, чем в штормовой период. Поэтому частицы наносов, которые течение могло бы перемещать самостоятельно, будут уже унесены, а более грубые, оставаясь на месте, образуют защитный чехол, и размывающее действие донного потока прекратится.
Однако по рассматриваемому разрезу мы видим, что за сравнительно короткое геологическое время уничтожены толщи мендымских и семилукских карбонатных напластований. Это приводит к логическому выводу, что размыв их осуществлялся под воздействием волнового движения воды и дрейфового течения в условиях приподнятого по взбросу блока. Скв. 2 пересекает плоскость взбрасывателя. Об этом говорит, во-первых, неполнота в ее разрезе воронежского горизонта, залегающего со стратиграфическим несогласием на карбонатных отложениях мендымского возраста, во- вторых, выпадение из ее разреза семилукских карбонатных толщ. Скв. 5, отстоящая от скв. 2 всего лишь на 350 м, пробурена на северном опущенном блоке. Здесь в период развития дизъюнктивных движений глубина моря превышала глубину волнового движения вод, а дрейфовые течения, порожденные ветром, наблюдались только в поверхностном слое вод моря. Следовательно, процесс осадконакопления на опущенном блоке протекал без стратиграфического перерыва.
На других площадях Жигулевского свода, расположенных к юго-западу от Волго-Сокской, аналогичный процесс происходил более интенсивно. В результате на Зольненской, Аскульской и других площадях, расположенных также на приподнятом блоке, подводным течением полностью уничтожены не только мендымские и семилукские, но и саргаевские отложения, а далее к юго-западу, в сторону Покровской вершины, размыву подверглись и более древние отложения (см. рис. 2). Пашийские осадки, пятнами сохранившиеся от размыва на Покровской вершине, подтверждают, что Жигулевский свод с его вершиной окончательно был покрыт водами моря в пашийское время и в последующем островной суши в его пределах не было. Морские карбонатные осадки воронежского возраста накапливались рецессивно со стратиграфическим перерывом на разновозрастных подстилающих толщах. Неопровержимым доказательством этому служит отсутствие в их основании грубообломочных базальных толщ, состоящих из береговых и прибрежных осадков.
Волго-Сокская площадь является только небольшим участком приподнятого по разлому в нижневоронежское время крупного блока Жигулевского свода, ограниченного с севера Жигулевским сбросом, который почти в широтном направлении прослеживается по северному крутому крылу Жигулевского вала. Этим сбросом от додевонского Жигулевского свода отделился опущенный блок, получивший наименование Ставропольской депрессии. К югу от этого сброса сформировался Жигулевский свод современного плана.
Несомненно, последующие тектонические движения отразились на структурных формах Жигулевского свода, но они проявляются в условиях накопления более молодых отложений.
Рассмотренный материал позволяет с достаточной обоснованностью сделать следующие выводы.
1. На склонах Жигулевского свода отсутствуют береговые и прибрежные грубообломочные отложения кыновского, саргаевского, семилукского, мендымского возраста, что исключает возможность существования здесь в это время островной суши.
2. В нижневоронежское время произошел раскол Жигулевского свода в почти широтном направлении.
3. Северный блок, соответствующий современной Ставропольской депрессии и ограниченный с юга Жигулевским сбросом, а с севера - южным бортом Сергиевско-Абдуллинского авлакогена, был опущен и в его пределах во франском веке почти непрерывно протекал процесс осадконакопления.
4. Южный блок был приподнят по взбрасывателю и стал основой Жигулевского свода современного плана.
5. Приподнятый блок был выведен на глубину активного волнового движения морских вод. Совместным воздействием волнового движения вод и дрейфового течения осадки франского яруса были в различной степени размыты до полного их уничтожения в пределах Покровской вершины.
6. Сохранившиеся останцы пашийских отложений, являющихся базальными толщами пашийской фазы трансгрессивного развития девонского моря, указывают, что Жигулевский свод в пашийское время был полностью покрыт водами моря и больше из-под уровня вод девонского моря не выводился.
7. Залегание воронежских фаунистически охарактеризованных морских карбонатных отложений на разновозрастных подстилающих породах без базальной грубообломочной толщи береговых и прибрежных осадков указывает на их рецессивное накопление.
Эти выводы приводят к необходимости переоценки перспективы нефтеносности терригенной толщи девона восточного склона Жигулевского свода, связываемых рядом исследователей с зонами регионального выклинивания песчаных коллекторов. Однако требуется тщательный анализ палеогеографии накопления пластов-коллекторов и условий формирования ловушек.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Девонские отложения Волго-Уральской нефтегазоносной провинции / М.М. Алиев, Г.П. Батанова, Р.О. Хачатрян и др. М., Недра, 1978.
2. Зенкович В.П. Основы учения о развитии морских берегов. М., изд. АН СССР, 1962.
3. Карпинский А.П. Очерки физико-географических условий Европейской России в минувшие геологические периоды, 1887 г. Переиздано: Очерки геологического прошлого Европейской России. М., изд. АН СССР, 1947.
4. Морская геоморфология. Терминологический справочник. Под ред. В.П. Зенковича, Б.А. Попова. М., Мысль, 1980.
5. Наливкин Д.В. Учение о фациях. Т. 1 и 2. М.-Л., изд. АН СССР, 1956.
6. Нефтегазоносные и перспективные комплексы центральных и восточных областей Русской платформы. Т. 2. Девонские отложения Волго-Уральской нефтегазоносной области. Под ред. А.И. Ляшенко и И.Г. Гассановой. Труды ВНИГНИ. Л., 1970, вып. 75, с. 184-245.
7. Новожилов С.И. Перерывы и размывы в разрезе девона и их значение в изучении истории формирования девонских структур Куйбышевской области. - Труды КНИИНП. Куйбышев, 1964, вып. 24, с. 208-239.
8. Ярославцев Г.А. Стратиграфические залежи нефти в терригенной толще девона Куйбышевского Заволжья. - Геология нефти и газа, 1981, № 7, с. 4-8.
Поступила 22/VIII 1983 г.
Рис. 1. Схема последовательного затопления суши трансгрессирующим морем.
1 - продукты абразии клифа; 2 - коренные породы континента; 3 - терригенные породы покрышки; 4 - карбонаты; I-VI - уровни последовательного развития трансгрессии моря
Рис. 2. Палеогеоморфологический профиль отложений девона Самарской Луки.
1 - песчаники; 2 - глины; 3 - известняки; 4 - глинисто-карбонатная толща саргаевского горизонта; 5 - карбонаты воронежского горизонта, 6 - то же, мендымского; 7 - то же, семилукского; 8 - поверхность размыва; 9 - сброс; 10 - кора выветривания; 11 - породы фундамента
Рис. 3. Профильный разрез отложений девона Волго-Сокского месторождения.
1 - алевролиты; ост. усл. обозн. см. на рис. 2