К оглавлению	УДК 551.8.551.782.2.553.98(262.81)
	© В.Ю. Керимов, Э.А. Халилов, Н.Ю. Мехтиев, 1991

Палеогеографические условия формирования Южно-Каспийской впадины в плиоценовую эпоху в связи с ее нефтегазоносностью

В. Ю. КЕРИМОВ, Э. А. ХАЛИЛОВ, Н. Ю. МЕХТИЕВ (АзИУ)

Южно-Каспийский мегабассейн, заключенный между Большекавказско-Большебалханской и Малокавказско-Эльбурско-Копетдагским горноскладчатыми системами, находится в различных стадиях и обстановках геодинамического развития.

Альпийский этап деформаций в этом регионе начинался в конце эоцена и выражался в энергичном поддвиге Закавказской литосферной плиты, на которой покоится Южно-Каспийский мегабассейн, под Северо-Кавказскую (Скифскую) плиту, на южном крае которой развивается Большой Кавказ. Известно, что по мере того, как литосфера изгибается, прежде чем погрузиться в зону субдукции, поверхность ее под действием геодинамических напряжений испытывает различные напряжения. Если Большой Кавказ характеризуется напряжением сжатия, то Нижнекуринская и собственно Южно-Каспийская впадина (ЮКВ) напряжениями растяжения, и, как возможное следствие, испытывают прогибание [5]. Увеличение мощности верхних слоев осадочного чехла, в частности плиоцен-четвертичных осадков, может быть следствием отмеченного прогибания коры.

Несомненно субокеаническая кора поддвигающейся Южно-Каспийской микроплиты, подвергаясь сложной деформации, была расчленена системой продольных и поперечных разломов на ряд крупных блоков. Все они обусловлены различной направленностью и интенсивностью движения, а также погружения, что безусловно отражалось на мощностях накапливающихся осадков. Следует отметить, что на такую сложную геодинамическую обстановку накладывались специфические палеогеологические и палеогеографические условия всего бассейна Каспийского моря, определяемые периодической изоляцией его от Мирового океана.

Изменения уровня Каспийского моря были связаны не только с тектоническими движениями, но и с изменением климата [1]. Так, к концу понтического века вследствие сильного похолодания климата и наступления ледникового периода площадь понтического моря резко сокращалась и расчленялась на два реликтовых бассейна (северный и южный). Наряду с этим существует мнение (В.П. Батурин, 1931, 1937 гг. и др.), что Средний Каспий, начиная с понтического века, представлял собой сушу, по которой протекала палео-Волга, а ее дельта располагалась на месте Апшеронского полуострова и Апшеронского архипелага.

По новейшим сейсмическим данным в пределах Центральнокаспийского свода на размытой поверхности - миоцена и более древних отложений выделяется погребенная долина палео-Волги (А.Н. Гаджиев, 1988 г.; П.3. Мамедов, 1988, 1989 гг.), выполненная осадками продуктивной толщи (ПТ). Подтверждением этому являются результаты бурения глубокой скважины на севере Среднего Каспия, вскрывшей в нижней части разреза толщу галечников речного происхождения, относимую к ПТ среднего плиоцена и несогласно залегающую на слоях миоцена. Развитие ПТ в дельтовой фации в пределах Апшеронской области подтверждается наличием клиноформных тел бокового наращивания, четко фиксируемых на временных сейсмических разрезах.

Что касается Южного бассейна конца понтического века, то он располагается в центральной части современной Южно-Каспийской ванны, о чем свидетельствует почти повсеместное несогласное залегание осадков ПТ на отложениях понтического яруса (рис. 1).

По мнению А. Али-заде [1], в начале отложений ПТ наступил межледниковый период, вызвавший быстрое таяние ледников и заполнение пресными водами Южного Каспия. В то же время происходило достаточно интенсивное погружение дна моря, компенсированное осадконакоплением. Однако избыток впадающих в бассейн вод палео-Волги, палео-Куры, палео-Узбоя и других палеорек (см. рис. 1) приводил к постепенному расширению площади моря.

Таким образом, начало отложений ПТ знаменуется трансгрессией моря, вызванной тектоническим прогибанием и трансфузией, обусловленной избыточным объемом поступающих в бассейн вод.

Изучение ареалов распространения отдельных свит и горизонтов ПТ и ее восточого аналога - красноцветной толщи (КТ) - позволило прийти к выводу о том, что тектонические движения носили неодинаковый характер и в различные интервалы времени были разнонаправленными на западном и восточном бортах Южно-Каспийского бассейна.

На западном борту впадины шло непрерывное расширение границ бассейнов отдельных свит, начиная с калинской (КаС) до сураханской включительно. Если береговая линия КаС прослеживается с северо-запада Апшеронского архипелага через Центральной Апшерон, далее на юге охватывая северную часть Бакинского архипелага и вдаваясь несколько в Нижнекуринскую депрессию, то к концу времени нижнего отдела ПТ она существенно смещается к западу и прослеживается от Килязинского района на севере до площадей Кызылагадж, Куринские камни и другие на юге. Конфигурация границ бассейна нижнего отдела ПТ почти полностью соответствует расположению основных структурных элементов Юго-Восточного Кавказа и Нижнекуринской депрессии, образуя в синклинальных зонах глубоковдающиеся заливы.

К концу отложений ПТ море охватывало обширные территории как в Прикаспийско-Кубинском районе, так и в пределах всей Куринской впадины. Правда, по мнению В.Е. Хаина, А.И. Шарданова (1952 г.), И.С. Мустафаева (1963 г.) во время отложений ПТ к западу от реки Геокчай простиралась более или менее возвышенная аллювиальная равнина, которая до этого, т. е. во время меотиса и понта представляла собой обширный замкнутый озерный бассейн, имевший сток в Куринский залив Каспия.

Распределение мощностей подошвенных свит ПТ: калинской (КаС), подкирмакинской (ПК), кирмакинской (КС) - говорит о том, что во время их накопления наряду с общим прогибанием дна бассейна имели место и складкообразовательные процессы, приведшие к развитию антиклинальных поднятий, выраженных в рельефе в виде палеоостровов, палеоотмелей и банок [4]. Развитие большинства структур продолжалось и в более позднее время, однако оно было затушевано большими мощностями отлагавшихся осадков.

На западе в бассейн ПТ впадали реки палео-Самур, палео-Пирсагат, палео-Кура, палео-Аракс и др. В соответствии с перемещением берегов бассейнов отдельных свит происходило и перемещение дельт этих рек в западном направлении, что могло привести к формированию зон песчанодельтовых фаций, наподобие песчаной зоны отложений в Ставропольской НГО.

Образцы верхней части разреза ПТ, взятые из скважин месторождений Нижнекуринской впадины (площади Карабаглы, Кюрсангя, Пирсагат) были исследованы во ВНИГРИ в 1989 г. с применением многофракционного гранулометрического анализа. Результаты анализа были нанесены на треугольную диаграмму гранулометрического состава (по Н.Н. Верзилину, 1988 г.), а статистическая обработка параметров проводилась по программе, разработанной Г.Ф. Рожковым (1984 г.), с последующим нанесением их на динамо-генетическую диаграмму. Исследованные образцы представлены в песчано-алеврито-глинистых породах с преобладанием той или иной фракции. С генетической точки зрения они представляют собой образования речных и вдольбереговых течений, за исключением двух образцов из скв. 76 площади Карабаглы, обусловленных донными течениями или мутьевыми потоками. В связи с этим исследованные породы формировались в достаточно широкой зоне, куда входило нижние течения, дельты и авандельты рек палео-Куры, палео-Аракса и палео-Пирсагата.

Следует отметить, что на фоне общего прогибания западной бортовой части Южно-Каспийского бассейна и структурообразовательного процесса происходили общие колебания, обусловившие ритмичность в осадконакоплении, на что обратили внимание М.В. Абрамович, И.И. Потапов, Ш.Ф. Мехтиев и др.

Переходя к рассмотрению восточной бортовой части ЮКВ, следует отметить, что ее строение и развитие существенно отличается от таковых западного борта.

Отложения среднего плиоцена КТ и подкрасноцветной (ПКТ) представлены в так называемой туркменской фации, граница между нею и апшеронской фацией проходит западнее меридиана площади банки Ливанова-Восточная [3]. Существуют различные мнения о стратиграфическом объеме КТ и ПКТ и, следовательно, об их сопоставимости с ПТ. Однако корректная корреляция нам представляется исключительно сложной из-за наличия двух различных фаций и отсутствия достаточно надежной фаунистической основы.

На основании анализа литологического состава и комплекса микрофауны приводятся различные схемы расчленения среднего плиоцена Юго-Западной Туркмении (А.И. Иванов, 1901 г.; В.Н. Вебер, В. Калицкий, 1911 г.; М. И. Андрусов, 1922 г.; О. Узаков, 1970-1975 гг. и др.), из которых наиболее предпочтительна схема О. Узакова [2]. Согласно последней в разрезе среднего плиоцена выделяются снизу вверх следующие свиты: дагаджикская (ПКТ), котуртепинская и небитдагская (нижний отдел КТ), келькорская и челекенская (верхний отдел КТ).

Сравнение ареалов распространения свит ПКТ и КТ, установленных по данным полевых наблюдений и бурения, указывает на то, что в дагаджикское время, возможно, вследствие резкого повышения уровня моря его воды охватили обширные территории полого наклоненной Туркменской террасы, Окарем-Гограньдагской и Аладаг-Мессарианской ступеней вплоть до предгорий Большого и Малого Балхана и Копетдага. В дальнейшем происходит постепенная регрессия моря, и береговые линии котуртепинского, небитдагского, келькорского и челекенского бассейнов последовательно отступали на запад, располагаясь вдоль тектонического уступа между Окарем-Гограньдагской и Аладаг-Мессарианской ступенями. Исключение составляет район Кызылкумского прогиба, где, начиная с келькорского времени, море вновь затапливает Боядагскую, Сыртланскую, Кобекскую, Кызылкумскую и другие площади, что связано, по-видимому, с активизацией формирования этого прогиба.

Сравнение палеогеографических условий западного и восточного бортов ЮКВ в среднеплиоценовую эпоху указывает на постепенную миграцию моря в западном направлении, что приводило к формированию трансгрессивной серии осадков на западе и регрессивной - на востоке (рис. 2). В палеотектоническом аспекте подобное явление можно объяснить, с одной стороны, активизацией прогибания земной коры в области Нижнекуринской и Джейранкечмесской депрессий, с другой - развитием геоструктурых элементов Юго-Западной Туркмении.

Что касается северной и южной границ среднеплиоценового бассейна, то скудность фактического материала не позволяет судить о них достаточно уверенно. На севере граница Южно-Каспийского бассейна контролировалась, по-видимому, Центральнокаспийским разломом. Сокращение мощностей плиоценовых отложений в пределах Апшероно-Прибалханской зоны указывает на наличие регионального линейного поднятия в виде подводного порога. В то же время наблюдается резкое увеличение мощностей плиоценовых отложений в сторону центральной части Южного Каспия.

Южный борт Южно-Каспийского бассейна, так же как и северный, характеризуется значительной крутизной, что обусловливает довольно резкое выклинивание литолого-стратиграфических пластов плиоцена (особенно ПТ), вследствие чего они имеют незначительное распространение вдоль склонов Эльбурса. Мощность отложений ПТ, вскрытых скважиной вблизи г. Форехабад, незначительна (63 м), представлены они крупнообломочными породами, под которыми на глубине 1376 м обнаружены меловые образования.

К настоящему времени в пределах Южно-Каспийского НГБ открыто около 90 месторождений нефти, газа и конденсата, связанных со среднеплиоценовыми отложениями (ПТ и КТ), в большинстве их них залежи приурочены к ловушкам антиклинального типа. Однако трансгрессивно-регрессивные условия формирования бассейна, а также конседиментационное развитие многих структур благоприятствовали образованию ловушек и неантиклинального типа (стратиграфические, литологические, литолого-стратиграфические и смешанные).

К числу залежей, связанных с выклиниванием отдельных свит ПТ на западном и северо-западном бортах ЮКВ, относятся залежь КаС на месторождении банка Апшеронская, залежи ПК и КС на месторождениях Бинагады - Сулутепе - Чахнагляр, Шабандаг-Ясамальская долина, Локбатан, Карадаг. Кроме того, большое число залежей связано с выклиниванием продуктивных горизонтов вследствие конседиментационного развития структур: Грязевая сопка (КаС), банка Дарвина (ПК), Кала (КаС), Карачухур (КаС) и др.

Нестабильная седиментационная обстановка в зоне трансгрессии моря на западном борту бассейна приводила также к формированию литологически экранированных и ограниченных ловушек, с которыми связаны залежи нефти и газа V и VII горизонтов на месторождении Дуванный, надкирмакинской песчаной (НКП) свиты и КС в Бинагадах, VIII горизонта в Кушхане, КаС в Гоусанах, VIII горизонта в Гездеке и др.

Несколько реже встречаются залежи неантиклинального типа в среднеплиоценовом комплексе в восточной бортовой части ЮКВ. В основном это литологические залежи, связанные с выклиниванием песчано-алевритовых пластов или с их полным замещением глинами. Подобные скопления нефти установлены на месторождениях Челекен (пачки VIII³ и VIII³, Небитдаг (горизонты IVa, НК₁, НК₂, НК₃), Кумдаг (V горизонт), Куйджик-Боядаг (горизонты НК₁ и НК₂). К югу от этих месторождений в Гограньдаг-Окаремской зоне литологические залежи представляют собой редкое явление (залежь горизонта НК₄ месторождения Камышладжа, где коллекторы местами замещаются глинами).

Анализ палеогеографической обстановки осадконакопления во время отложений ПТ говорит о том, что формирование залежей нефти и газа неантиклинального типа связано с зонами регионального стратиграфического и литологического выклинивания свит ПТ в пределах западной бортовой части ЮКВ: в Нижнекуринской впадине - с северным и юго-западным бортом, в Шемахино-Кобыстанской области - с прибрежной частью Джейранкечмесской депрессии (площадь Дашгиль). Формирование комбинированных залежей УВ связано с локальными поднятиями конседиментационного характера: Кала, Тюркяны, банка Андриевского, Бахар, Локбатан-море, Сангачалы-море, Дуванный-море, Хамамдаг-море, банка Павлова, Кюровдаг, Нефтечала и др. В Нижнекуринской депрессии определенные перспективы обнаружения залежей УВ могут быть связаны с русловыми и дельтовыми образованиями палео-Куры и палео-Аракса.

В восточной бортовой зоне Южно-Каспийского бассейна неразведанные ресурсы нефти нижней КТ связаны в основном с зонами выклинивания и глубокими горизонтами ПКТ. В этом регоине одной из наиболее перспективных считается протяженная зона выклинивания нижнекрасноцветных отложений к западу от меридионального Шорджа-Гекчинского разлома (площади Гекча, Кошаджакуи, Ковыл, Тоголок и др.). Здесь следует ожидать стратиграфические залежи, экраном для которых служит несогласно перекрывающая толща акчагыльских отложений.

Значительный интерес могут представлять клиноформные песчаные образования, формирующиеся в зоне авандельты палео-Узбоя в результате последовательной регрессии моря. Кроме того, серьезного внимания заслуживает изучение нижних горизонтов КТ в Кызылкумском прогибе, где по данным детализационной сейсморазведки установлены аномалии залежей в районе структур Эрдекли и Северной Эрдекли.

Проведенными геолого-геофизическими исследованиями установлено, что плиоценовые отложения Юго-Западной Туркмении покрывают сложнопостроенные и эродированные структуры, сложенные миоценовыми, палеогеновыми и мезозойскими отложениями. Не исключена возможность формирования ловушек, связанных с отложениями ПКТ в эрозионных ложбинах и куэстах.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Али-заде А.А. Палеогеография бассейна Балаханского яруса,- Баку.: АзИНТИ,- 1960.

2. Геология нефтяных и газовых месторождений Юго-западного Туркменистана / А.А. Али-заде, М.А. Аширмамедов, Н. Хаджинуров и др.- Ашхабад.: Ылым.- 1985.

3. Наримов А.А., Азизова Ш.А. Об ареалах осадков среднего плиоцена // Изв. АН Аз ССР. Сер. наук о Земле.- Баку: 1983.- № 4,- С. 77-81.

4. Рейхман И.Р., Керимов В.Ю., Мехтиев Н.Ю. Условия формирования залежей нефти и газа в Южно-Каспийской впадине // Советская геология.- № 2.- 1983.- С. 27-83.

5. Халилов Э.Н., Мехтиев Ш.Ф., Хаин В.Е. О некоторых геофизических данных, подтверждающих коллизионное происхождение Большого Кавказа // Геотектоника.- 1987.- № 2,- С. 43-54.

Abstract

Hydrocarbon potential of the southern Caspian depression appears to be related, mainly to the Pliocene sequence of sediments which were deposited in complex geodynamic and paleogeographic environments. The geodynamic conditions of basin formation are expressed in energetic underthrust of the Trans-Caucasus lithospheric plate beneath the North Caucasus plate. The complex geodynamic settings were being juxtaposed by spesific paleogeologic and paleogeographic conditions of the Caspian Sea detected by its periodic isolation from the World Ocean. The Pliocene stage of development begins with expansioning sea boundaries in all directions which then is replaced by the gradual migration of the sea towards the west due to intensive subsidence of this part of the basin. It leads to the formation of the transgressive sepies of deposits in the west and regressive in the east. As it does so, zones of the stratigraphic and lithologic pinch-out . of the Pliocene formations being formed on the flanks of the basin might be favorable for the formation of nonanticlinal-type traps.

Рис. 1. Распространение отложений среднего плиоцена в ЮКВ.

1 - мегантиклинории и складчатые области: I - Большого Кавказа, II - Малого Кавказа, III - Эльбурса, IV - Копетдага, V - Малого Балхана, VI - Большого Балхана; 2 - главные разломы; 3 - бассейн понтического яруса к концу века; 4 - граница бассейна ПТ к концу среднего плиоцена; 5 - палеодельты; 6 - месторождения нефти и газа. Границы накопления свит на западном борту ЮКВ: 1 - сураханской, 2 - сабунчинской, 3 - балаханской, 4 - перерыва, 5 - надкирмакинской глинистой, 6 - надкирмакинской песчанистой, 7 - кирмакинской, 8 - подкирмакинской, 9 - калинской; тоже на восточном борту: 1' - челекенской, 2' - келькорской, 3' - небитдагской; 4' - котуртепинской, 5' - дагаджикской

Рис. 2. Модель осадконакопления в акчагыльском ярусе ЮКВ в среднеплиоценовое время.

Отделы ПТ: а - верхний, б - нижний. Ост. усл. обозн. см. на рис. 1