К оглавлению журнала

УДК 551.248.1(262.81)

© П. Г. Мехтиев, 1993

Особенности палеотектонического развития структур и условий осадконакопления Южного Каспия

П. Г. МЕХТИЕВ (Приморское Мурб. ПО Каспморнефтегаз)

Палеотектонические исследования и анализ фактического материала глубоких скважин показывают, что первоначально в Бакинском архипелаге были заложены антиклинальные структуры прибрежной полосы Каспийского бассейна. При этом наиболее высокое гипсометрическое положение в начале среднего плиоцена занимали поднятия северо-западной части архипелага: Алят-море, Дуванный-суша, Кянизадаг и сводовая часть складки Сангачал-море, которые являлись местными источниками сноса терригенного материала. В результате на указанных участках между структурными планами олигоцен-миоценового и плиоцен-четвертичного комплексов осадков существуют горизонтальное и азимутальное несогласия (рис. 1).

Отложения миоцена на юго-западном крыле складки Сангачал-море вскрыты гипсометрически выше, чем предполагалось на своде этой складки. По данным скважин, вскрывших миоценовые отложения значительной мощности (800–900 м), на юго-западном крыле складки Сангачал-море, в пределах складок Дуванный-суша и Дашгиль, углы падения пластов изменяются от 12 до 70°, однако в разрезе продуктивной толщи (ПТ) углы падения не превышает 20°. Эти данные, а также присутствие грубообломочных брекчиевидных пород в разрезе миоценовых отложений свидетельствуют о существовании олигоцен-миоценового структурного плана и активных тектонических процессов до образования ПТ в основном на прибрежной полосе Бакинского архипелага (см. рис. 1, рис.2).

Исследования изменений мощности и песчанистости отдельных свит и горизонтов ПТ показывают, что по всем горизонтам наблюдаются увеличение песчанистости и улучшение литологии с западо-северо-запада на востоко-юго-восток, т. е. от структуры Кянизадаг в сторону Булла-море (таблица). Кроме того, на северо-восточных крыльях структур почти по всему разрезу наблюдается заметное увеличение песчанистости по сравнению с юго-западным. Песчанистость увеличивается также на северо-восточных крыльях от свода вниз по падению. Такая же закономерность наблюдается по мере перехода от Бакинского архипелага к Апшеронскому.

На основе анализа данных о характере распределения фаций и мощностей по антиклинальным зонам Бакинского архипелага в юго-восточном направлении вдоль тектонических поясов в сторону погружений увеличиваются как мощность, так и песчанистость разреза. Однако в направлении от Апшеронского архипелага к Бакинскому наиболее резкие изменения претерпевает балаханская свита. Так, в северо-восточной части Бакинского архипелага разрез (за исключением V горизонта) без промышленной нефтегазоносности сложен преимущественно глинистыми породами, содержание песчаных разностей здесь не превышает 10–15 %. На Апшеронском архипелаге, наоборот, балаханская свита представлена в основном песчаными образованиями и является основным нефтегазоносным стратиграфическим интервалом ПТ. Подобная закономерность постепенного уменьшения песчанистости от Апшеронского архипелага к Бакинскому сохраняется для надкирмакинских глинистой (НКГ) и песчанистой (НКП), Подкирмакинской (ПК) свит (см. таблицу). Можно сделать вывод, что разрез ПТ в северо-восточном и юго-восточном направлениях антиклинальных зон Бакинского архипелага тяготеет к разрезам Апшеронского архипелага и в период среднего плиоцена источники сноса терригенного материала оставались прежними. Также возможно, что осадки ПТ в пределах Бакинского архипелага характеризуются смещением двух фаций (апшеронской и кобыстанской), обусловленных существованием двух источников сноса терригенного материала.

Один из них, общий с апшеронским, обусловил появление в разрезе песчаных пластов, мощность и количество которых увеличиваются к востоку, а другой Северный и Центральный Кобыстанобусловил глинистый характер осадков. В связи с этим линия нулевой песчанистости отдельных горизонтов будет западной границей распространения осадков апшеронского типа.

Сегодня характер распространения литофаций ПТ в пределах Бакинского архипелага трактуется исследователями по-разному. Одна из причин расхождения их взглядов недостаточность фактического материала.

Анализ данных буровых работ в пределах площадей Бакинского архипелага и сопредельных структур суши и моря позволяет уточнить существующее представление о распределении фаций апшеронского и кобыстанского типов. В пределах северной части Бакинского архипелага ПТ характеризуется переходом от апшеронского типа к кобыстанскому, причем этот переход в нижнем отделе разреза постепенный, а в верхнем более резкий.

Свита “перерыва” относится к апшеронской литофаций и повсеместно перекрывается кобыстанским типом осадков. Таким образом, каждая свита представляет собой отдельные этапы процесса осадконакопления.

Анализ мощностей и песчанистости разреза устанавливает резкое различие и самостоятельное развитие образованных в результате продольного разрыва блоков (крыльев) структур района. На северо-восточных крыльях структур и для юго-восточной части антиклинальных зон в направлении возрастания мощности разрез отдельных горизонтов и свит становится более песчанистым. В пределах же юго-западного крыла мощности и песчанистости свит не претерпевают заметного изменения и характеризуются величинами несколько более низкими. Это обстоятельство не оставляет сомнения в том, что северо-восточные блоки антиклинальных зон в течение среднего плиоцена развивались независимо от юго-западных блоков.

Сопоставление разреза верхнего отдела ПТ Бакинского архипелага с разрезом Апшеронского указывает на увеличение мощности и уменьшение песчанистости с северо-запада на юго-восток. Такая закономерность наблюдается также с перемещением на восток, юго-восток от антиклинальной зоны Кянизадаго-в Булла, что объясняется увеличением глубины бассейна осадконакопления в этом направлении. По данным разведочных скважин, пробуренных на структурах Булла-море, Хамамдаг-море, о-в Свиной, Камень Игнатия и о-в Обливной, вскрытая мощность верхнего отдела ПТ 5000–5500 м. В пределах Бакинского архипелага с северо-запада на юго-восток увеличивается и общая мощность ПТ.

Изменения литологического состава и мощностей свит, наблюдаемые по площади и в вертикальном разрезе, свидетельствуют о непрекращающихся изменениях условий осадконакопления.

В конце среднего плиоцена сводовые участки складок Кянизадаг, Сангачал-море, Дуванный-море, Аляты-море, Хамамдаг, Гарасу представляли собой небольшие островки, что подтверждается размытостью сураханской свиты на сводовых частях указанных структур мощностью 400–1200 м. Это свидетельствует о том, что указанные структуры к концу среднего плиоцена представляли собой уже вполне оформившиеся складки и осадконакопление происходило одновременно с развитием структур.

Структуры рассматриваемой территории в течение среднего плиоцена развивались независимо друг от друга [1–3]. Кроме того, не все структуры в последующем были вовлечены в антиклинальные зоны. К числу таких относятся Булла-море, банка Андреева и др. Эти структуры продолжали самостоятельно расти с момента возникновения до конца среднего плиоцена. Причиной дальнейшего ослабления их роста, по-видимому, служит то, что они, оказавшись вне антиклинальной зоны, в конце среднего плиоцена были вовлечены в общее прогибание Джейран-Кечмесской и Кичикдаг-Андреевской депрессий и погрузились на значительную глубину.

Анализ изменений песчанистости и мощности отдельных свит и горизонтов по обе стороны от линии крупных продольных разрывов показывает, что эти разрывы по всем признакам подходят к категории разрывов, образовавшихся одновременно с процессами складкообразования и осадконакопления, что имеет большое теоретическое значение и практический интерес для выяснения условий формирования залежей нефти и газа.

Все поперечные разрывы, пересекающиеся складки, постскладчатые и образовались после среднего плиоцена. В это же время проявился грязевулканизм, который, несомненно, генетически тесно связана с формированием структур и образованием поперечных разломов. О начале грязевулканической деятельности свидетельствует наличие пластовой брекчии в кровле ПТ и в разрезе отложений акчагыльского яруса, что также доказывает существование структур и продольных тектонических нарушений в рассматриваемой области- до накопления отложений ПТ. Нет сомнения в том, что грязевулканическая деятельность без разрывных нарушений (в основном продольных) невозможна и она проявляет себя без исключения задолго после образования тектонических разрывов.

Безусловно, продольные тектонические разрывы и сопутствующие им грязевые вулканы в пределах Бакинского архипелага образовались в различные этапы накопления плиоценовых отложений. Начиная с конца среднего плиоцена акчагыльского времени интенсивность тектонических движений и складкообразование резко усилились и продолжались в течение всего апшеронского времени, что способствовало изменению структурных и геоморфологических особенностей исследуемого района.

Наступлению четвертичного периода предшествовала высокая тектоническая напряженность в конце верхнего плиоцена, о чем свидетельствуют заметные размывы верхнеплиоценовых отложений в присводовых участках отдельных структур и отложения четвертичных осадков, залегающие с видимым угловым несогласием на апшеронских породах (местами на ПТ), а также сильная дислоцированность слоев. Усилившиеся тектонические движения в четвертичном периоде привели к существенным изменениям: структуры сильно раздроблены дизъюнктивными нарушениями и грязевулканическими проявлениями; часть их вовлечена в усилившийся процесс прогибания, в пределах которых накопилась достаточно мощная толща, четвертичных отложений. Складкообразующие тектонические процессы и дооформление структур Бакинского архипелага и прилегающих областей продолжаются и сегодня и отражаются, прежде всего, на деятельности грязевых вулканов.

Тектоническое развитие Южно-Каспийской впадины, по-видимому, обусловлено взаимодействием двух противоположных факторов: с одной стороны, воздыманием главного Кавказского хребта, с другой прогибанием Каспийской впадины.

Как известно, отложения красноцветной толщи (КТ) Западно-Туркменской зоны является аналогом ПТ Азербайджана. Эти две толщи рассматриваются как образование единого бассейна, ограниченного Каспийской тектонической впадиной.

Условия осадконакопления ПТ и КТ в течение среднего плиоцена резко изменяли конфигурации границ бассейна. Такая точка зрения подтверждается положением отдельных стратиграфических интервалов, особенно нижних отделов, толщ в разрезе и соотношением их с подстилающими и перекрывающими отложениями. К тому же обе толщи имеют близкий литолого-минеральный состав и сопоставляются по определенным интервалам между собой, что указывает на общность сноса терригенного материала. Чередование песчано-алевритового и глинистого материала и изменение их мощностей показывает, что береговая линия в течение всего периода осадконакопления неоднократно перемещалась с востока на запад, что вело к расширению площади бассейна в верхнем отделе ПТ. Такое же изменение произошло с запада на восток и по бассейну КТ.

Выводы

  1. В сторону регионального погружения бассейна осадконакопления Бакинского архипелага мощности свит, число песчано-алевритовых пластов в разрезе увеличиваются, условия образования органических веществ в разрезе улучшаются.
  2. Палеотектонические особенности рассматриваемой области, наличие регионально распространенных проницаемых песчано-алевритовых горизонтов (свит), разделяющие и покрывающие их довольно мощные слабопроницаемые глинистые образования весьма благоприятны для нефтегазообразования и промышленного скопления УВ в разрезе среднего плиоцена.
  3. Складкообразование и благоприятные структурно-литофациальные условия для скопления УВ-флюидов существовали с начала среднего плиоцена.
  4. Активные палеотектонические условия, усилившиеся в позднеплиоце.новое и продолжающиеся в настоящее время, обусловливают современное переформирование залежей УВ.
  5. С точки зрения обнаружения промышленных скоплений УВ особый интерес представляют структуры, приуроченные к глубокой части Джейран-Кечмесской депрессии и Апшероно-Прибалханской складчатой зоне, где в связи с увеличением мощности песчано-алевритовых свит, могут появиться новые песчаные пласты, которые вверх по восстанию и по простиранию будут выклиниваться.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Махоньков О. М., Керимов А. А., Халилов Н. Ю. Развитие складчатых структур северной части Бакинского архипелага в раннем среднем плиоцене в связи с перспективами поисков газонефтяных залежей // Нефтегазовая геология и геофизика. – 1971. – № 1. – С. 18–21.
  2. Мехтиев П. Г. Закономерности распределения скоплений углеводородов на Площадях Бакинского архипелага в зависимости от геолого-гидрогеологических особенностей структур и химизма пластовых вод // Обзорная информация. Сер. Нефтегазовая геология и геофизика. ВНИИОЭНГ. – 1980.
  3. Особенности структуроформирования в Бакинском архипелаге в среднем плиоцене / Н. Ю. Халилов, А. А. Керимов, П. Г. Мехтиев и др. // Азербайджанское нефтяное хозяйство. – 1972. – № 9. – С. 6–10.

Abstract

Based on a comprehensive study, it has been possidle to regionally differentiate the Middle Pliocene section and to clarify the structural-lithofacies patterns of folds. The regularities in the changes in sedimentary thicknesses and sand content are revealed and the depositional environments and the geological history of the region are investigated. In turn, the solution of the above-nentioned problems has enabled one to properly determine the trends for further exploration and drilling operations aimed at revealing new hydrocarbon accumulations in deeper horizons in the South Caspian.

Рис. 1. Сейсмогеологический профиль через структуры Аляты-море, Сангачалы-море (погребенное поднятие)

Рис. 2. Карта мощностей и песчанистости Подкирмакинской свиты западного шельфа Южного Каспия:

1 – изолинии мощностей, м; 2 – изолинии песчанистости %; 3 – структуры промышленных скоплений углеводородов в ПТ; 4 – перспективные структуры; 5 – береговая линия Каспийского моря; I – Кянизадаг; II – Сангачалы-море; III – Дуванный-море; IV – о-в Булла; V – Булла-море; VI – Дашгиль; VII – Аляты-море, VIII – Хамамдаг-море; IX – Гарасу; Х о-в Свиной; XI – Камень Игнатия; XII – банка Андреева

Показатели песчано-алевритовых горизонтов и свит среднеплиоценовых отложений по антиклинальной зоне Кянизадаг (I) – Сангачалы-море (II) – Дуванный-море (III) о-в Булла (IV)

Структура

Мощность, м

Песчанистость, %

Значение кривой rk, Ом-м

Балаханская свита (V горизонт)

I

110

3

3

120

5

3

II

115

6

3

123

15

5

III

120

10

5

125

30

15

IV

130

45

25

140

55

30

Свита "перерыва" (VIII горизонт)

I

100

15

5

70

25

15

II

80

23

6

85

65

25

III

90

40

7

96

70

30

IV

23

60

30

98

80

40

Надкирмакинская глинистая свита

I

190

3

3

170

4

3

II

200

5

3

190

7

3

III

220

6

3

210

15

5

IV

215

25

15

Надкирмакинская песчанистая свита (VIII горизонт)

I

35

5

3

32

7

3

II

37

6

3

40

15

8

III

42

8

5

45

50

18

IV

50

60

25

Подкирмакинская свита

I

   

-

II

40

5

3

35

15

15

III

25

7

5

40

35

50

IV

50

55

60

Примечание. В знаменателе данные по юго-западному крылу, в числителе по северо-восточному.