|
УДК 553.98.041:551.735.2/.736.1(470.40/.43) |
Формационные предпосылки нефтегазоносности окско-артинских карбонатных отложений Волго-Уральской провинции
И.К. КОРОЛЮК, Е.Л. МЕЛАМУД, А.Д. СИДОРОВ, И.А. ЩЕКОТОВА, В.В. ЛАТОНОВА (ИГиРГИ)
Окско-артинские отложения в Волго-Уральской НГП слагают мощную карбонатную толщу. Распределение залежей УВ в ней по разрезу и по площади неравномерное. Считается, что месторождения УВ в каменноугольных отложениях приурочены к Камско-Кинельской системе прогибов (ККСП), но фактически отмечаются существенные отступления. Есть основания предполагать, что неравномерность объясняется рядом причин, в том числе принадлежностью частей карбонатного комплекса к различным формациям (Ф).
Рассматриваемые отложения нередко относят к одной формации. Расчленение на Ф единого, более 2000-метрового, окско-артинского комплекса затруднено тем, что набор пород, чередующихся в резрезе, на всей территории одинаков - для всей толщи главными являются известняки и доломитизированные известняки, причем соотношение их изменчиво и не может использоваться как основной формационный показатель. Формационная неоднородность окско-артинских отложений отмечалась В.Г. Кузнецовым и Б.К. Прошляковым [3]. Принятые нами принципы выделения и классификации карбонатных Ф рассматривались ранее [2].
Соответственно с ними в окско-артинской толще выделен ряд конкретных Ф. Наиболее широко распространены Ф известняков и доломитизированных известняков (ИДИ). Формации ИДИ [2] слагают значительную часть территории Волго-Уральской НГП за исключением крупных участков на юго-востоке, где развиты сульфатно-карбонатные, доломитистая, депрессионная и различные рифогенные Ф. Распространение карбонатных Ф разных типов в окско-башкирское время показано на рис. 1. Рифогенные и депрессионные Ф в настоящей статье мы не рассматриваем, они разбирались неоднократно в специальных работах.
К формациям типа ИДИ отнесены две конкретные Ф - байтуганская (средневизейско-башкирская) и толбазинская (московско-артинская). Основанием для выделения двух конкретных Ф одного типа является их разделение региональным предверейским перерывом.
Байтуганская Ф сменяется на востоке бельской доломитистой, на юге - бузулукской сульфатно-карбонатной, подстилается угленосной Ф, перекрывается толбазинской Ф. Нижняя граница формации не всюду совпадает с подошвой окского надгоризонта, местами отложения тульского горизонта входят также в состав байтуганской Ф. Байтуганская Ф крупным региональным перерывом разделяется на две части. Нижняя окско-серпуховская, однообразная на всей площади распространения; мощность ее плавно и медленно увеличивается с запада на восток от 100 до 300 м. Для нее характерно резко изменчивое соотношение количества известняков и доломитов в разрезе; обычно выделяются пачки мощностью несколько десятков метров преимущественно известняков, в различной степени доломитизированных известняков и вторичных доломитов. Первичные доломиты чрезвычайно редки. Общим является преобладание известняков в нижней части и почти повсеместная сплошная доломитизация верхней пачки, затронутой региональным размывом. В породах захоронены остатки относительно богатого и разнообразного биоса - брахиопод, кораллов, мшанок, фораминифер.
Внутриформационные перерывы с выпадением мощных пачек отмечены С.И. Ваксманом на Башкирском своде в линейных зонах, тектонически активных в окско-серпуховское время.
Верхняя субформация образовалась при трансгрессии и регрессии моря в башкирский век. Эта маломощная (20-80 м) существенно известняковая часть разреза настолько своеобразна, что, возможно, заслуживает выделения в особую Ф. По типам разрезов, по градиенту мощности, по набору известняков и другим показателям верхняя субформация разделяется на четыре градации (см. рис. 1). Их границы часто определяются крупными разломами. По западной окраине Кожимского поднятия вытягивается терригенно-карбонатная прибрежная градация мощностью 30 м. Ее сменяет градация мощностью от 20 до 80 м, в которой карбонатные отложения слегка обогащены терригенной примесью; она ограничена перерывом в кровле и подошве и соответствует средней части башкирского яруса. Градация вытянута с севера-востока на юго-запад полосой, которой намечается крупная палеовпадина. Восточнее обособляются две градации. Северная, пермская, имеет мощность 60-80 м. Для нее характерно широкое развитие различных органогенных пород (выделено более 20 типов известняков) и богатый комплекс водорослей, наличие маломощных органогенных построек, большое число внутриформационных перерывов, т. е. накопление в обстановке мелководья, на котором часто возникали отмели, росли мелкие биогермы и биостромы.
Градация в пределах Южно-Татарского свода литологически близка вышеописанной, но в ней преобладают зоодетритовые породы над фитодетритовыми, ее мощности малы (20-40, реже 60 м), стратиграфический объем изменчив.
Толбазинская Ф распространена примерно на той же территории, отличается наличием прослоев терригенных пород, более бедным комплексом органических остатков, крайней редкостью линз биогермных известняков. Она имеет московско-артинский возраст в центре и на востоке региона и московско-ассельский на крайнем западе. Мощность толбазинской Ф до 1300 м, перекрывается она соленосной Ф. В ее основании обосабливается верейская терригенная субформация, а выше, в карбонатной субформации, фузулиновая и штаффелловая градации, выделенные как фациальные зоны Г.И. Теодоровичем (1949 г.). Большая площадь распространения и фациальная неоднородность этих отложений позволяют считать их не фациями, а градациями. Градации вытянуты субмеридионально. Типичными породами фузулиновой градации являются различные зоодетритовые и главным образом фузулиновые известняки, иногда оолитовые с остатками разнообразной бентосной фауны. Штаффелловая градация содержит остатки явно обедненного бентоса. Существенно иной характер имеет толща тульско-московских отложений на юго-восточной окраине региона, названная нами бельской. Толща сложена перемежающимися пачками известняков и доломитизированных известняков, отдельными прослоями первичных доломитов; набор типов известняков очень ограниченный (семь типов), резко обеднен набор органических остатков в породе, в частности водорослей. Среди известняков широко развиты тонкозернистые разности. Мощность карбонатной толщи 260-300 м, внутриформационные перерывы отсутствуют. По характеристике Ф соответствует доломитистым Ф [2]. Своеобразие каменноугольных отложений этой территории отмечалось А.Я. Виссарионовой (1959 г.), выделявшей ее как зону относительно более глубоководных отложений. Граница между Ф типа ИДИ и доломитистой в окско-башкирское время совпадает с Уфимско-Сорочинской грядой фундамента (И.С. Огаринов, 1981 г.), а в позднем карбоне смещается к востоку. На юго-востоке, по линии Мраково-Оренбург, доломитистая Ф замещается банково-рифовой, а вдоль Башкирского поднятия - карбонатно-кремнистой Ф.
По заметному обогащению карбонатной толщи сульфатными пачками и органогенными постройками четко обособляются от рассмотренных выше разрезы Бузулукской впадины. Крупным региональным предверейским перерывом тульско-ассельская толща разделяется на две конкретные Ф - бузулукскую и ореховскую.
Бузулукская сульфатно-карбонатная Ф ограничена снизу угленосной Ф, сверху - предверейским региональным перерывом, состоит из двух субформаций, разделяемых перерывом. Нижняя, тульско-серпуховская часть, - четко полицикличная толща мощностью до 580 м, образована ангидритами, доломитами первичными и вторичными, мелководными известняками и насыщена в окской части примитивными органогенными постройками [1]. Каждый цикл имеет трехчленное строение - в основании различные известняки или доломиты замещения по известнякам; средний член цикла - мелкозернистые доломиты, верхний - ангидриты. Верхняя часть бузулукской Ф (башкирский ярус) мощностью до 160 м - толща циклично чередующихся разнообразных известняков, первичных и вторичных доломитов, включающих мелкие органогенные постройки. В основании каждого цикла, которых насчитывается до 12 (по данным М.Н. Чикина), располагаются плотные пелитоморфные известняки, выдержанные по площади; они постепенно переходят в органогенно-обломочные мелководные известняки и органогенные постройки
Ореховская глинисто-сульфатно-карбонатная Ф московско-ассельского возраста мощностью до 876 м сложена переслаиванием известняков, доломитов и ангидритов при подчиненном количестве терригенных пород. Ангидриты приурочены в основном к гжельскому ярусу. Прослои ангидрита и гипса достигают мощности 40-50 м и составляют до 10-15 % мощности Ф.
Границы выделенных Ф и градаций очерчивают крупные региональные палеоструктуры. Формации типа ИДИ соответствуют крупным палеоподнятиям, доломитистая и сульфатно-карбонатные - Бельской и Бузулукской впадинам.
Бузулукская впадина была широтной, замкнутой структурой в тульско-башкирское время, протягивалась в пределы современного Восточно-Оренбургского выступа; ее южная граница установлена по смене бузулукской сульфатно-карбонатной Ф известняковой и совпадает в плане с системой субширотных мезозойских грабенов, которой на глубине отвечает Буренинский разлом в фундаменте. На севере бузулукская Ф граничит с байтуганской Ф по Муханово-Орскому разлому в тульско-серпуховское время, по Большекинельско-Салмышскому - в башкирское время (рис. 2).
Перестройка региона в московское и наиболее интенсивная в раннепермское время выразилась в смене бузулукской Ф ореховской и в изменении ориентировки впадины на субмеридиональное при том, что впадина смещается к западу и открывается в Прикаспийскую впадину.
Переходя к вопросу о причинах неравномерного распределения залежей нефти и газа в окско-артинском комплексе Волго-Уральской НГП по площади и по разрезу, нужно подчеркнуть, что намечается прямая связь между площадями с разной плотностью размещения залежей УВ и слагающими их формациями. Подавляющая часть залежей открыта в отложениях башкирского возраста на площадях развития Ф ИДИ и сульфатно-карбонатной Ф и только единичные - на площади распространения глинисто-сульфатно-карбонатной и доломитистой Ф (см. рис. 1). Такое распределение залежей хорошо согласуется с формационными предпосылками нефтегазоносности различных типов карбонатных Ф и является закономерным для окраин платформ.
Сосредоточение основного количества залежей в известняковых субформациях байтуганской Ф определялось тем, что эта часть Ф обладает наиболее благоприятными предпосылками. Общая тектоническая активизация края платформы в башкирское время способствовала тому, что на палеосводах стали формироваться особые градации, резко обогащенные отложениями крайнего мелководья, образовались зоны частых перерывов в осадконакоплении, взмучивания и накопления маломощных, но частых органогенных построек или гранулярных биоморфных известняков. Особенности накопления известняковой градации байтуганской Ф способствовали образованию в ней массы структурно-седиментационных ловушек, а перекрытие Ф верейской покрышкой обеспечило сохранность залежей. Все это позволяет положительно оценивать перспективы поисков новых месторождений в градациях, очерчивающих палеосводы. Учитывая развитие осадков с повышенными первичными коллекторскими свойствами преимущественно на конседиментационных поднятиях, поиски новых залежей рекомендуется вести на палеовалах, палеоподнятиях.
Толбазинская Ф имеет внутриформационные региональные и локальные покрышки, но относительно редкие пачки повышенной емкости. Верхняя часть толбазинской Ф отделена от нижележащих основных нефтегазоносных горизонтов верейской региональной покрышкой, поэтому скопления УВ можно ждать прежде всего в пределах зон относительно молодых тектонических движений, в которых произошло раздробление верейского флюидоупора.
Сульфатно-карбонатные Ф нефтегазоносны в ряде краевых впадин платформ. Благоприятными условиями для возникновения многочисленных залежей в седиментационных ловушках в бузулукской Ф были: тектоническая расчлененность впадины на крупные блоки, оконтуренные зонами органогенных построек, ритмичное осадконакопление, обусловившее частое чередование пород с первично повышенными коллекторскими свойствами и слоев-покрышек. Поиски ловушек облегчаются тем, что размещение фаций четко контролировалось палеоструктурным фактором.
Вельская впадина несравненно беднее УВ, чем Бузулукская, что определяется развитием здесь доломитистой Ф. Последние, как правило, бедны залежами УВ, хотя в ряде регионов содержат мелкие месторождения. Судя по литолого-экологической характеристике бельской Ф, в ней отсутствуют горизонты с первично хорошими емкостными свойствами. Широкое развитие в Бельской палеовпадине тонкозернистых илов, отсутствие внутриформационных перерывов привело к образованию толщи с плохими коллекторскими свойствами. Тем не менее относительно интенсивная дислоцированность пород бельской Ф разрешает допустить наличие в ней тектонических ловушек с трещинными коллекторами вдоль региональных разрывных нарушений.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Безбородова И.В. Биогермы ангидрит-карбонатной окской толщи (визе) юго-востока Русской платформы // В сб.: Литология и палеогеография биогермных массивов.- М.: Наука.- 1975.-С. 124-138.
2. Королюк И.К. Схема классификации карбонатных формаций // В кн.: Постседиментационные изменения карбонатных пород и их значение для историко-геологических реконструкций.- М.: Наука.-1980.-С. 84-89.
3. Кузнецов В.Г., Прошляков Б.К. Палеозойские карбонатные формации юго-востока Русской платформы и их нефтегазоносность // Геология нефти и газа.-1976,-№ 11.- С. 26-32.
Рис. 1. Схема распространения окско-башкирских формаций и размещение в них залежей УВ.
Байтуганская формация типа ИДИ и ее градации; 1 - терригенно-карбонатная прибрежная, 2 - удмуртская, 3 - татарская, 4 - пермская; 5 - бельская доломитистая Ф, 6 - бузулукская сульфатно-карбонатная Ф, 7 - банково-рифовая Ф, 8 - кремнисто-карбонатная Ф; 9 - залежи нефти и газа; 10 - западная граница Урала
Рис. 2. Схема изменения границ Бузулукской впадины в визейско-артинское время.
Границы Бузулукской впадины: 1 - в тульско-серпуховское время, 2 - в башкирское время, 3 - в московско-ассельское время; ареалы максимальных мощностей формаций: 4 - нижней субформации бузулукской Ф, 5 - верхней субформации бузулукской Ф, 6 - ореховской Ф; 7 - скважины опорные и глубокого бурения; 8 - мезозойские грабены; 9 - западная граница Восточно-Оренбургского поднятия