НАЗАД

УДК 311.16:552.58(571.1) © Коллектив авторов, 1997

КОРРЕЛЯЦИОННЫЕ СВЯЗИ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА С МИНЕРАЛЬНЫМИ КОМПОНЕНТАМИ В БАЖЕНОВСКОЙ СВИТЕ

Ю.Н. Занин, А.Г. Замирайлова, В.Ю. Давыдов, В.Н. Меленевский(Объединенный институт геологии, геофизики и минералогии СО РАН)

Как известно, баженовская свита верхней юры нижнего мела рассматривается в качестве основного источника УВ нефтяных и газовых месторождений Западно-Сибирской плиты.

Однако, несмотря на широкий диапазон исследований, до сих пор в полной мере не были проанализированы корреляционные связи ОВ свиты с неорганическими минеральными компонентами пород, которые позволили бы более полно понять природу ОВ и особенности формирования свиты в целом, условия образования в ней пористости и механизм эмиграции УВ.

Баженовская свита и ее стратиграфические и литологические аналоги распространены на обширной территории (до 2,2 млн км2) (Гурари Ф.Г. и др., 1963; Гольберт А.В. и др., 1968; Брадучан Ю.В. и др., 1986; [1,2]). На значительной части территории мощность свиты не превышает 25-30 м.

В течение ряда лет породы баженовской свиты было принято рассматривать как обогащенные ОВ пиритизированные аргиллиты, содержащие то или иное количество карбонатного материала. При этом подчеркивалось, что наиболее высокое содержание органического углерода характерно для пиритовой геохимической фации [I]. В составе верхнеюрских отложений Западно-Сибирской плиты отмечалось также присутствие свободного кремнезема в виде прослоев кремней, скоплений криптокристаллического кварца в глинистой массе, остатков радиолярий и т.д. (Гурова Т.И. и др., 1962; [2]). Позднее Б.А. Лебедевым с соавторами (1979) было показано, что повышенное содержание ОВ (средние значения 5,5-13,5 %) отвечает породам глинисто-кремнеземисто-пиритового состава с тем или иным количеством карбонатного материала. Средние содержания аутигенного кремнезема по отдельным типам пород составляли от 4 до 40 % и более. Что же касается собственно аргиллитов, то для них типично содержание ОВ менее 2 %. И.Н.Ушатинский отмечал, что "повышение содержания органического углерода обычно влечет за собой рост концентраций биогенного кремнезема, фосфора, серы, извести" [3, с. 14]. В более поздней работе И.Н.Ушатинский привел конкретные материалы по Салымскому району (месторождение Большой Салым), показав, что в аргиллитах с содержанием глинистого материала 77 % концентрация рассеянного ОВ составила лишь 3,5 % [4].

В настоящей статье авторы сделали попытку дать достаточно строгий корреляционный анализ связи ОВ с другими минеральными компонентами баженовской свиты. Для работы были использованы анализы по 75 пробам керна пяти скважин, пробуренных в Среднеобской нефтегазовой области на площадях Северо-Нивагальской. Западно-Котухтинской, Вынгапуровской, Южно-Пякутинской, Южно-Ярайнерской. По каждой пробе наряду с определением органического углерода методом РФА был проведен силикатный анализ; отдельно определялось содержание СО2 и форм серы. Весь материал изучался в шлифах. В необходимых случаях использовался рентгеновский анализ породы. Пересчет химических анализов на минеральный состав проводился по методике О.М. Розена (1975).

Постоянными компонентами пород баженовской свиты, присутствующими во всех изученных образцах, являются ОВ, кварц, минералы глин, пирит, полевые шпаты, представленные в основном альбитом. При этом полевые шпаты сосредоточены главным образом в пелитовой фракции пород. Глинистые минералы представлены преимущественно смешанослойным минералом гидрослюдамонтмориллонит, гидрослюдой, в меньшей степени хлоритом, каолинитом, что отвечает ранее проведенным исследованиям [4].

Среди карбонатных минералов наиболее распространен кальцит. Значительно реже встречаются сидерит и доломит. В породе постоянно фиксируется фосфор в виде апатита, слагающего костные остатки и чешую рыб. Однако содержание пентаоксида фосфора лишь в единичных случаях превышает 1 °/о. Общая минеральная характеристика исследованного материала близка к рассчитанной в 1987 г. С.В.Сараевым (табл. 1).

Анализ распределения компонентов в породах свиты показал, что практически все минералы характеризуются положительно асимметричным распределением. Поскольку применение коэффициента парной корреляции в данных условиях некорректно, анализ связи ОВ породы с ее минеральными компонентами проводился с использованием рангового коэффициента корреляции Спирмена.

Рассчитанные оценки коэффициентов корреляции (относительно ОВ) для 75 проанализированных образцов приведены в табл. 2, в которой показаны также уровни доверительной вероятности для каждого из полученных коэффициентов. Расчеты показали весьма высокие положительные оценки коэффициента корреляции ОВ с пиритом и кварцем. При расчете ранговых коэффициентов корреляции Спирмена при положительных значениях оценки коэффициентов корреляции уровни доверительной вероятности для пирита и кварца превысили 0,99, для кальцита оказались равными 0,98, для апатиталишь 0,48. Для глинистой составляющей оценка коэффициента корреляции оказалась отрицательной при уровне доверительной вероятности более 0,99.

Полученные материалы показывают, что выводы предыдущих исследователей о положительной связи содержаний ОВ баженовской свиты с пиритом, кварцем и кальцитом и отрицательнойс глинистым материалом подтверждаются с высокой степенью доверительной вероятности.

Из петрографического анализа шлифов следует, что основная масса кварца в породе тонкодисперсная, содержание алевритовых зерен в большинстве случаев составляет 1-3 %, лишь изредка достигая 5 %. Предыдущие исследователи также подчеркивали малое количество алевритового материала в породах баженовской свиты, рассматривая основную массу кварца в ней в качестве аутигенного материала, связанного с диспергированием кремневых скелетов планктонных организмов (Лебедев Б.А. и др., 1979; Дорофеева Т.В. и др., 1983; Сараев С.В., 1987; [2,3]), в первую очередь, несомненно, скелетов радиолярий, реликты которых в составе свиты являются частыми, хотя и не массовыми. Известно, что первичный опал легко преобразуется в низкотемпературный кристобалит-тридимит, а в обстановках повышенных температур и давлений в кварц, первоначально микрокристаллический [5].

Исходя из весьма высокой корреляции ОВ с кремнеземом и значительного его содержания, можно предполагать, что именно радиолярии наряду с бесскелетным, главным образом бактериальным, планктоном являлись основными поставщиками органического материала в осадок. В то же время статистически высокая корреляция кальцита с ОВ показывает, что свой вклад в общий баланс ОВ свиты вносили и организмы с известковым скелетом. В круг таких организмов входили кокколитофориды, двустворки, аммониты, белемниты, брахиоподы, фораминиферы (Брадучан Ю.В. и др., 1986). Карбонатный материал выступает в одних случаях в виде сохранившихся остатков скелетов организмов, в другихон перераспределен, часто замещая при этом кремнистые скелеты радиолярий, что, очевидно, осуществлялось главным образом в диагенезе. Однако невысокое общее содержание кальцита в породах не позволяет считать роль организмов с карбонатным скелетом в накоплении в осадке ОВ значительной. Учет возможной доли ОВ, привносимого в осадок с отмиравшим бесскелетным планктоном, выходит за рамки настоящей статьи.

ЛИТЕРАТУРА

1. Геология нефти и газа Западной Сибири / А.Э. Конторович, И.И. Нестеров, Ф.К. Салманов и др. - М.: Недра, 1975.

2. Гурова Т.И. О вещественном составе верхнеюрских отложений Западно-Сибирской низменности // Докл. АН СССР. - 1960. - Т.134, № 4. -С.924-927.

3. Ушатинский И.Н. Литология и перспективы нефтеносности юрско-неокомских битуминозных отложений Западной Сибири // Сов. геология. - 1981. - № 2. - С.11-22.

4. Ушатинский И.Н. Особенности литологического строения баженовской свиты (месторождение Большой Салым) // Нефтегазовая геология и геофизика. - 1982. - Вып. 11. - С.12-13.

5. Jones J.B., Segnet E.R. The nature of opal. 1. Nomenclature and constituent phases // Geol. Soc. Australia. - 1971. - Vol.18, Pt.l. - P.57-67.

ABSTRACT

The correlation analysis of organic matter of the Upper Jurassic-Low Cretaceous Bazhenov Suite of the West Siberian plate with inorganic mineral components of rocks has shown its high positive correlation (a confidence probability exceeds 0.99) with quartz, which is mainly authigenic here, and pyrite, and in less degree with calcite (a confidence probability = 0.98) and high negative correlation with the clayey material (a confidence probability exceeds 0.99). Thus, the conclusion of the previous authors on the positive relation of organic matter of Bazhenov Suite to authigenic quartz, pyrite, calcite and the negative relation to the clayey matter has been confirmed on the high level of the authenticity. Radiolarian have been proposed as the main producers of organic matter of the Bazhenov Suite on a level with probable non-skeletal plankton and lower but undoubted role of organisms with carbonate skeleton in this process.

 

Таблица 1

Средний минеральный состав пород баженовской свиты

Компоненты

Оценки

среднего x %

Стандартного отклонения S

Кварц

33,12

12,74

Минералы глин

32,79

17,59

ОВ*

10,17

7,63

Полевой шпат

7,96

4,02

Пирит

6,75

4,15

Кальцит

5,33

7,79

Доломит

1,63

8,95

Апатит

0,72

0,78

Рутил

0,55

0,24

Сидерит

0,21

0,84

*Сорг-0,844 [1].

 

Таблица 2

Характеристика корреляционной связи ОВ с минеральными компонентами пород баженовской свиты

Статистические параметры

Кварц

Минералы глин

Пирит

Кальцит

Сидерит

Доломит

Полевой шпат

Рутил

Апатит

Оценка рангового коэффициента корреляции

0,47

-0,63

0,67

0,27

-0,12

-0,19

-0,47

-0,69

0,05

Уровень доверительной вероятности

>0,99

>0,99

>0,99

0,98

0,71

0,91

>0,99

>0,99

0,48