Использование
палинологического метода при изучении рассеянного органического вещества
Н. Н. ПОДГАЙНАЯ (Нижневолжскгеология)
Для выявления геохимических данных о генетической
природе и особенностях распределения разных типов рассеянного органического
вещества (РОВ) в осадочном бассейне практический интерес представляют
исследования микрокомпонентного состава РОВ в палинологических препаратах. В
статье рассмотрены результаты изучения органомацератов - концентратов
сингенетичного нерастворимого РОВ, выделенных из пород
средне-верхнекаменноугольных и нижнепермских отложений.
Анализ состава органомацератов, проведенный с учетом
методических рекомендаций [2, 3, 5], а также собственные наблюдения [1, 4]
показали, что эти микрокомпоненты являются своеобразными матрицами, в которых
зашифрована обширная информация о возрасте вмещающих отложений, составе, типе и
степени катагенетической преобразованности РОВ, а также условиях его формирования
и захоронения.
При исследованиях фиксировались все микрокомпоненты:
споры, пыльца, микрофитопланктон, фрагменты тканей и кутикул, обугленный
растительный детрит, витринит, смолы, аморфное ОВ и прочие органические
остатки. По доминированию тех или иных микрокомпонентов определялся тип РОВ:
преобладание обугленного растительного детрита характерно для гумусового типа;
спор и пыльцы - лейптинитового; одноклеточных водорослей, акритарх и остатков
талломов многоклеточных водорослей - сапропелевого. Кроме того, сведения о
степени сохранности, количественных соотношениях различных микрокомпонентов,
сравнительный анализ размеров преобладающих частиц в сочетании с
литологическими данными были применены для расшифровки условий древнего
осадконакопления и захоронения РОВ, а также уточнения положения точек
опробования относительно береговой линии палеобассейна. Информация об
изменениях цвета наиболее тонких оболочек микрофитофоссилий или их фрагментов
(лейотрилетес, лаевигатоспоритес, азоналетес левис, лейосферидиа или тонких
участков экзины квазизаккусов) использовалась для индексации цвета
микрофоссилий по семибальной шкале, чтобы в дальнейшем с помощью специальных
таблиц [5] установить степень зрелости РОВ для нефтегазообразовательных
процессов.
В качестве примера рассмотрим материалы изучения РОВ
верхнепалеозойских отложений Карасальской моноклинали, расположенной в
юго-западной части Прикаспийской синеклизы. Средневерхнекаменноугольные
отложения представлены толщей флишоидных пород московского, касимовского и гжельского
ярусов, перекрываемой, иногда с перерывом, образованиями ассельского яруса
перми. Разрез нижнепермских образований подразделяется на три толщи:
карбонатную ассельско-нижнеартинскую, сульфатно-карбонатно-терригенную
верхнеартинскую и сульфатно-галогенную кунгурскую. В палеофациальном отношении
выделяются три парагенетически связанных типа осадков: прибрежно-лагунный
(мелководный шельф), мелководно-морской (сравнительно мелководный шельф,
отмельная зона) и морской депрессионный (глубоководный шельф, склоновая зона).
В этих отложениях присутствуют гумусовый, лейптинитовый, сапропелевый типы РОВ
и их смеси. Особенности распределения типов РОВ в отдельных разрезах, и фациях,
а также приуроченность того или иного типа к определенным литологическим разностям
и стратиграфическим интервалам различны и схематически показаны на рисунке.
Так, во флишоидных алевритово-глинистых с редкими
прослоями карбонатов средне-верхнекаменноугольных отложениях отмечается
преимущественно РОВ гумусового и лейптинитово-гумусового типов. Источником
лейптинитовых и гумусовых компонентов были в основном споры
папоротникообразных, пыльца лебахиевых и кордаитовых, фрагменты тканей,
проводящих систем, кутикул и эпидермиса листьев и стеблей этих растений, а
также обильный обугленный детрит. Темно- желтая до коричневой окраска миоспор
свидетельствует, что РОВ и вмещающие его отложения находятся в зоне генерации
нефти (стадия MK1 - МК2)
благодаря воздействию палеотемператур 100-150 °С. Микрокомпонентный состав ОВ,
доминирование в нем либо крупного обугленного детрита, либо спор и крупной
одномешковой пыльцы во всех изученных разрезах (см. рисунок) одинаковы. Это
позволяет предположить, что РОВ сформировалось в прибрежно-морских условиях в
непосредственной близости от берега.
Ассельские органогенно-обломочные известняки с
маломощными прослоями глин, вскрытые бурением в пределах внешней бортовой зоны,
характеризуются незначительным количеством сингенетичного РОВ альгинитовой
группы, в составе которого прозрачные нитчатые остатки талломов водорослей,
типичные для карбонатных фаций, незначительная примесь мелкого обугленного
детрита и редкие, единичные миоспоры. Желтовато-зеленоватый цвет последних
позволяет говорить о слабом прогреве вмещающих отложений (до 50 °С, стадия ПК1).
Микрокомпонентный состав РОВ и его весьма малые количества свидетельствуют, что
оно сформировалось в удалении от берега мелководного бассейна, в обстановке
очень малого сноса терригенного материала и в весьма благоприятных условиях для
развития раковинной фауны и известковистых водорослей - строителей
водорослево-фораминиферовых биогермных массивов. В некоторых интервалах
исследуемой карбонатной толщи содержатся, вероятно, миграционные УВ (в
палинологических препаратах видны сгустки пенистого аморфного ОВ), что
подтверждается и данными геохимического анализа. Так, по материалам Н.П.
Королевой, в скв. 3 Восточно-Шарнутской в интервале 2707-2714 м резко
возрастает количество хлороформенного битумоида (до 0,235 %), а вмещающие
породы характеризуются хорошими коллекторскими свойствами (абсолютная
пористость 9,3-10,2 %, проницаемость до 3*10-3
мкм2). Полученные сведения позволяют предположить, что отложения
ассельского яруса, не являясь нефтегазоматеринскими, могут аккумулировать
залежи УВ.
Накопление осадков, обогащенных наиболее перспективным
для нефтеобразования сапропелевым РОВ, в пределах Карасальской моноклинали
связано с артинским веком. При этом, как показывают палинологические данные,
геолого-геохимические особенности его накопления в относительно глубоководных
отложениях континентального склона, сравнительно мелководного и мелководного
шельфов были различны (см. рисунок).
В нижнеартинских битуминозных глинисто-кремнистых
отложениях глубокого шельфа (скв. 4, 5 Карасальские, 4
Городовиковская) обнаружены значительные скопления слабодеградированного
сапропелевого РОВ альгинитовой природы (преимущественно одноклеточные водоросли
типа тасманитес, индеритес, лейосферидиа и азоналетес). Цвет оболочек
микроводорослей темно-желтый с коричневатым оттенком показывает, что данное РОВ
под воздействием температур 100-150 °С находится в фазе нефтеобразования,
соответствующей стадии MK1 - МК2. Однако отсутствие признаков деградации у
подавляющего большинства оболочек микроводорослей позволяет говорить о том, что
это высокоперспективное РОВ, вероятно, из-за особенностей литогенеза (Л.А.
Назаркин, 1979 г.), несмотря на достаточный прогрев, еще не вступило в фазу
интенсивной реализации и отдачи своего нефтематеринского потенциала.
Предположение о перспективности этих отложений согласуется с мнением
исследователей [2], считающих, что наибольшими нефтепроизводящими возможностями
среди алевро-глинистых пород и песчаников обладают те, в которых захоронялось
слабодеградированное в седиментогенезе ОВ. Хорошая сохранность микрофоссилий,
минимальная примесь мелкого обугленного детрита, почти полное отсутствие
миоспор наземных растений свидетельствуют, что данное РОВ, по-видимому,
сформировалось в удалении от берега в глубоководных условиях, характеризующихся
незначительным привносом терригенного материала.
Значительные скопления сапропелевого РОВ
преимущественно аморфогенного вида, также находящегося в зоне, благоприятной
для генерации нефти, выявлены в сравнительно мелководных сульфатно-карбонатных
отложениях верхнеартинского подъяруса (скв. 3, 4 Восточно-Шарнутские, 1
Листинская, 5-7, 101 Кануковские, 2 Южно-Плодовитенская). Установлена хорошая
корреляционная зависимость между степенью деградации оболочек микроводорослей,
прослеженной в палинологических препаратах, и количеством и качеством
битумоидов по данным химического анализа (таблица). Так,
в скв. 2 Южно-Плодовитенской в интервале 2830-2837 м в палинологических
препаратах наблюдается РОВ, отличающееся полной деградацией микрофитофоссилий,
и здесь же (по данным Н.П. Погодиной и В.М. Жеролис, 1988 г.) отмечается
довольно большое количество способного к миграции петролейно-эфирного битумоида
(до 0,05 %), а также хлороформенного (0,05 %) и спирто-бензольного (0,00375 %).
Выше по разрезу в интервале 2672-2683 м происходит лишь частичное разрушение
микроводорослей и соответственно снижается количество упомянутых битумоидов до
0,0012 %. С углублением окраска микрофитофоссилий более интенсивна, что
свидетельствует об увеличении степени катагенетической преобразованности ОВ
(стадии MK1 - МК2).
Состав, сохранность компонентов и литологические данные (чередование ангидритов
с маломощными пропластками глинистых карбонатов и глин) позволяют предположить,
что рассматриваемый тип ОВ сформировался в прибрежно-морских, лагунных условиях
с неустойчивым гидродинамическим режимом и быстрым выпадением эвапоритовых
осадков. Эти условия, с одной стороны, вероятно, способствовали начальной
стадии разрушения оболочек микрофитофоссилий, необходимой для вступления
исходного ОВ в фазу генерации нефти, а с другой - они обеспечили
удовлетворительную сохранность ОВ от окислительных процессов на стадии
диагенеза. Результаты бурения, обнаружившие значительные нефтепроявления из
отложений именно этой фациальной зоны, подтверждают их высокий нефтематеринский
потенциал.
Мелководные сульфатно-карбонатные отложения артинского
яруса, вскрытые скв. 1 Южно-Хамхурской, 1 Восточно-Шарнутской, 1 Карасальской в
пределах внешней бортовой зоны, бедны по содержанию сингенетичного РОВ. Здесь
отмечается незначительное по объему гумусово-лейптинитовое ОВ, представленное
редкой пыльцой голосеменных, обугленным растительным детритом, фрагментами
кутикул и тканей наземных растений. Миоспоры, как правило, слабо окрашены, что
свидетельствует о слабом прогреве отложений (до 50 °С, стадия
ДГ-ПК1).
В кунгурских галогенных отложениях (скв. 1
Южно-Хамхурская, 1, 5 Карасальские, 6 Кануковская, 2 Уманцевская) выявлено
лейптинитово-гумусовое ОВ, незначительное по объему, состоящее в основном из
птеридоспермов. Желтовато-зеленоватая окраска миоспор и хорошая их сохранность
позволяют говорить о незрелости ОВ, пребывающего в стадии ДГ - ПК1. Его микрокомпонентный состав показывает, что формирование
ОВ, равно как и вмещающих осадков, по-видимому, происходило в спокойной
обстановке замкнутого бассейна. Кроме того, образцы пород значительного
количества исследованных интервалов (скв. 1 Южно-Хамхурская, интервалы 1404-1421,
1425-1465, 1475-1490, 1999-2012 м, скв. 5 Кануковская, интервал 2453-2461 м и
т. д.) содержат малозаметные количества ОВ. В них наблюдаются следы аморфного
ОВ оранжево-бурого цвета, очень редкий обугленный детрит и единичные прозрачные
обрывки талломов нитчатых водорослей.
Таким образом, проведенный анализ особенностей
распространения сингенетичного ОВ в разрезах Карасальской моноклинали показал,
что РОВ в большей мере обогащены средне-верхнекаменноугольные и артинские
отложения. Основная часть РОВ этих образований представлена микрофракцией
растительного происхождения при широких вариациях содержания отдельных групп
микрокомпонентов и их таксономического состава. Степень зрелости выявленных
скоплений сингенетичного ОВ соответствует зоне генерации нефти, и вмещающие их
образования могут представлять интерес как объекты для поиска нефти. При этом
наибольшим нефтематеринским потенциалом обладают артинские отложения глубокого
и сравнительно мелководного шельфа. По-видимому, здесь находилась зона
интенсивного развития жизни и, вероятно, где-то поблизости зона формирования
биогермов. Бедны по содержанию сингенетичного ОВ карбонаты ассельского и соли
кунгурского ярусов. Но карбонатные толщи асселя и нижние слои сульфатно-галогенных
отложений кунгура, содержащие небольшие количества аморфогенного ОВ, вероятно,
могут аккумулировать миграционную часть УВ.
Изложенное позволяет говорить о перспективности
палинологических исследований, являющихся источником важной геохимической
информации и эффективным методом для диагностики нефтегазоматеринских пород.
Микрофитофоссилии позволяют не только обосновывать детальную стратиграфию,
широкие внутри- и межрегиональные корреляции континентальных и
прибрежно-морских образований, но и дают ценные сведения об условиях
формирования и продуктивном потенциале нефтегазоносных отложений. К тому же
точки отбора образцов на палинологический и геохимический анализы зачастую не
совпадают, и данные этих анализов могут существенно дополнять друг друга,
формируя более полное представление о нефтегазоматеринском потенциале
исследуемого комплекса пород. Полученная при палинологическом изучении
качественная характеристика сингенетичного РОВ позволит целенаправленнее
проводить геохимические изыскания для установления объемов УВ и тем самым
способствовать повышению эффективности поисково-разведочных работ на нефть и
газ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.
Левина В.И., Подгайная Н.Н. Спорово-пыльцевые
комплексы как показатели смены условий осадконакопления // Теория и практика
палинологических исследований перми и триаса СССР. М.: ВИНИТИ.- 1986.- № 4839 -
В86.- Деп.
2.
Мусина Г.В., Сахибгареев Р.С. Значение степени
сохранности оболочек пыльцы и спор в оценке нефтематеринского потенциала
песчаников // Палинологические таксоны в биостратиграфии.- Саратов: Изд-е СГУ.-
1989.- Ч. 1.- С. 77- 85.
3.
Петросьянц М.А., Овнатанова Н.С., Мусина Г.В.
Микрофоссилии в геологической практике: их роль в определении обстановок
древнего осадконакопления // Итоги науки и техники. Сер. Общая геол.- М.: ВИНИТИ.-
1990,- Т. 27.
4.
Подгайная Н.Н., Левина В.И. Одноклеточные водоросли
нижнепермских сапропланктонитов Астраханско-Калмыцкого Прикаспия // Современные
проблемы микропалеонтологии. Тез. докл. ВПО.- Баку,- 1988,- С. 53-55.
5.
Ровнина Л.В. Определение исходного типа и уровня
катагенеза РОВ палинологическим методом. РД - 39-11-1142- 84,- М. - 1984.
Abstract
Possibilities of polynological studies made for source
rock diagnostics are discussed. A qualitative characterization of the
syngenetic dispersed organic matter of the Middle-Upper Carboniferous and Lower
Permian strata in the Karasal monocline is given. It has been established that
liptenite-humic organic matter is typical for Middle-Upper Carboniferous
formations, while sapropelic for the Artinian ones. The degree of organic
matter maturity seems to correspond to an oil generation zone. The carbonates
of the Asselian and the salts of the Kungurian Stages are poor in the content
of the syngenetic dispersed organic matter.
