В палеогеновом комплексе юго-востока Русской плиты выделяют несколько терригенных пластов, представленных песками и песчаниками, переслаивающихся с региональными флюидоупорами - глинами и алевролитами. Названные факторы весьма благоприятны для накопления УВ-сырья. В пределах юго-западной части Прикаспийской впадины (Армейский купол, Кирикилинская площадь) и Царынской депрессии (Царынская площадь) в отложениях палеогена были обнаружены небольшие залежи нефти и газа, оцененные как непромышленные [1]. Однако в последние годы некоторые месторождения и залежи (Казанлинское - Базарно-Карабулакские дислокации, Хлебновское и Суровское - Саратовские дислокации и др.), относимые ранее к непромышленным, были переведены в ряд экономически рентабельных и успешно разрабатываются. Повышению промышленной значимости небольших залежей и скоплений нефти способствовали развитие инфраструктуры в регионе и возросшая цена на нефть. В связи с этим повысился интерес к скоплениям нефти и газа, ранее считавшимся нерентабельными.

В настоящее время детальное литологическое изучение палеогеновых отложений приобретает практическое значение. В связи с этим авторами в свете новых экономических условий впервые было проведено обобщение фактического материала, полученного в результате многолетних полевых и аналитических исследований, а также литературных данных. Это позволило выделить и детально охарактеризовать ряд формаций (субформаций) в составе палеогеновых отложений, в частности терригенную. Данная формация палеогеновых отложений, на наш взгляд, наиболее перспективна с точки зрения содержания промышленных скоплений УВ-сырья. Карбонатная формация в отличие от терригенной сложена в основном тонкодисперсными породами с низкими коллекторскими свойствами и поэтому не представляет практического интереса в аспекте рассматриваемого вопроса.

Анализ имеющихся данных по литологии (Бражников Г.А. и др., 1960; Курлаев В.И., Ахлестина Е.Ф., 1988; Ахлестина Е.Ф., Иванов А.В., 1998; [2, 3]) позволил выделить в толще рассматриваемых отложений ряд формаций (Под формацией понимается "... естественный парагенетически связанный местом и условиями образования крупный комплекс фациальных типов осадков, приуроченный к определенной палеотектонической структуре (или ее части) и соответствующий определенной стадии геотектонического развития"[4].), в каждой из которых намечается определенный ряд субформаций (подформаций), соответствующих в свою очередь преобладающей ассоциации осадков (пород).

Терригенная формация в пределах рассматриваемой территории имеет наибольшее развитие. Она представлена полным набором фаций (от континентальных до морских прибрежных, прибрежно-мелководных гравийных, песчано-гравийных и относительно глубоководных тонких глинистых илов), которые выделены в соответствующие субформации. В разрезах палеогена они последовательно и периодически сменяют друг друга, обусловливая ритмичное строение толщ.

Гравийная и песчано-гравийная субформации распространены ограниченно и приурочены, как правило, к базальным горизонтам различных стратиграфических уровней - нижнесызранскому, камышинскому, пролейскому, царицынскому, хадумскому (майкопскому). Слагающие их породы (гравелиты, гравийно-песчаные разности) формировались в прибрежных, прибрежно-мелководных зонах морского бассейна, реже - в континентальных условиях. Это рыхлые или в различной степени сцементированные, нередко конгломератовидные образования.

Мощность их слоев - 0,5-0.7 м. Гравелиты состоят из окатанных обломков светлых и темных опок, кремней, кварца, желваков фосфоритов, примеси разнозернистого кварцевого, глауконит-кварцевого песка, реликтов органогенных элементов (остатков пелиципод, гастропод, одиночных кораллов, морских ежей, губок и др.), обычно фосфатизированных или окремнелых. Роль цемента в плотных, крепких разностях обычно выполняет пленочный гидрогель - кристобалитовый кремнезем, участками опализированный и (или) фосфатизированный. Структуры этих пород, как правило, смешанные - псаммопсефитовые. Часто с этой субформацией связаны месторождения или проявления фосфоритов.

Песчаная субформация является важнейшей составной частью терригенной формации. Слагающие ее песчаные образования формировались в прибрежных и мелководных участках морского палеогенового бассейна. Наибольшее развитие они получили в северной части рассматриваемого региона, где мощные (от 10-25 до 100 м) толщи песков частично или полностью слагают разрезы сызранской, саратовской, камышинской, пролейской, царицынской и мечеткинской свит. Среди песков преобладают мелкозернистые разности, особенно в палеоценовых разрезах. Средне- и крупнозернистые пески ( рис. 1 ) отмечаются значительно реже, в основном в разрезах отложений камышинской и царицынской свит. При этом разнозернистые пески приурочены главным образом к нижним или срединным частям песчаных интервалов, накопление которых происходило в моменты активизации гидродинамических условий седиментации.

По минеральному составу пески преимущественно кварцевые и глауконит-кварцевые (кварц-глауконитовые). Реже встречаются полевошпат-кварцевые, полевошпат-глауконит-кварцевые ( рис. 2 ).

Кварцевые пески широко распространены в палеоцене (верхнесызранские и нижнесаратовские отложения), эоцене и олигоцене. Окраска их светлая, светло-серая, иногда почти белая. По гранулометрическому составу кварцевые пески, как правило, мелкозернистые, хорошо отсортированные. Примесь алеврита и пелита практически отсутствует. Содержание кварца достигает 90-98 %. Его зерна обычно водяно-прозрачные, в различной степени окатанные. В незначительном количестве присутствуют полевые шпаты (1-3 %), обломки кремней (0-1 %), мусковит (1-2 %), акцессорные минералы. По данным химического анализа в наиболее чистых разностях кварцевых песков содержание кремнезема составляет 96,3-99,7 %. Эти пески частично используются в стекольном производстве (Хватовское, Камышинское и другие месторождения).

Глауконит-кварцевые и кварц-глауконитовые пески развиты в основном в эоценовых отложениях (пролейская, бузиновская, царицынская и мечеткинская свиты) Поволжья и Доно-Хоперского междуречья. Распределение глауконита в песках неравномерное - послойное, линзовидно-пятнистое. Его содержание варьирует в широких пределах (20-80 %). Окраска обычно зеленовато-серая, зеленая, нередко с бурыми ржавыми пятнами и разводами гидроксидов железа, образующихся при окислении глауконита. Гранулометрический состав описываемых песков довольно разнообразен: выделяются как мелко-, средне-, так и крупно-, разнозернистые, что свидетельствует об образовании глауконита на различных глубинах морского бассейна с разными гидродинамическими условиями. В минеральном составе, в отличие от кварцевых песков, несколько повышено содержание полевых шпатов (до 10-15 %), слюд (до 2-3 %), пирита и зернистых фосфатов. В отдельных прослоях этих песков (пролейская свита, с. Караваенка Волгоградской области) наблюдаются неправильные обломки вулканического стекла в виде рассеянных включений и заметных скоплений (до 28,3 % легкой фракции).

Олигомиктовые и полевошпат-глауконит-кварцевые пески в целом аналогичны вышеописанным. Характерно лишь повышенное содержание полевых шпатов (до 20-24 % в песках царицынской, мечеткинской и киевской свит).

Богат и разнообразен в палеогеновых песках набор акцессорных минералов, при этом содержание некоторых из них колеблется в широких пределах. Часто отмечается обогащенность палеогеновых песков, особенно мелкозернистых, титановыми и циркониевыми минералами - ильменитом, рутилом, сфеном, анатазом, лейкоксеном, цирконом, что позволяет считать их рудоносными и перспективными для использования в народном хозяйстве. Комплекс аутигенных минералов невелик. Наибольшее распространение среди них имеют глауконит, фосфаты, гидроксиды железа. Узко локально отмечаются ярозит, пирит, цеолиты (см. рис. 2 ).

Довольно часто в песках встречаются прослои и линзы песчаников, аналогичных по составу вмещающим их пескам, сцементированных различными модификациями кремнезема с образованием опоко-, трепело-, кремневидных, стекловатых (полусливных, сливных) и кварцитовидных разностей. Какой-либо закономерности их распределения по вертикали и латерали в палеогеновых отложениях рассматриваемого региона не наблюдается. Формирование песчаников, вероятно, связано с различными стадиями литогенеза.

Алевритовая субформация имеет примерно такое же распространение в разрезе палеогеновых отложений, как и песчаная. Фации этой субформации располагаются на большем удалении от береговой линии бассейна, окаймляя со стороны открытого моря область развития осадков песчаной субформации, хотя обе они соответствуют мелководной зоне шельфа. Характерные для нее породные ассоциации (алевриты, алевролиты) образуют в разрезе палеогена прослои и линзы мощностью до 0,5-10,0 м, располагающиеся обычно между песками и глинами с постепенными переходами в ниже- и вышележащие слои. Это обусловливает возможность выделения переходных смешанных субформаций - песчано-алевритовой, алевроглинистой и др.

Наибольшее значение алевриты имеют в верхнем палеоцене (верхне- и нижнесызранские отложения), нижнем (пролейская, царицынская свиты) и среднем (мечеткинская свита) эоцене, а также олигоцене (полтавская серия). По гранулометрическому составу алевриты разнообразны. Относительно чистые разности с содержанием алевритовой фракции (0,10-0,01 мм) 90 % и более наблюдаются сравнительно редко ( рис. 3 ). В большинстве случаев отмечаются многочисленные вариации количественных соотношений алевритовой фракции с песчаными и пелитово-глинистыми фракциями. По минеральному составу алевриты аналогичны пескам с небольшими количественными изменениями в содержании как породообразующих, так и акцессорных, аутигенных и глинистых минералов (см. рис. 2). Среди последних отмечается некоторое преобладание (по сравнению с песками) монтмориллонита, а из аутигенных - цеолитов.

Алевролиты также достаточно широко распространены. Они обычно приурочены к слоям алевритов и идентичны им по гранулометрическому и минеральному составу, а цементирующим веществом является в основном глинисто-кремнистая масса (кремнистый, алюмокремнистый гидрогель, гидрогель-кристобалит), содержащая реликты организмов с кремниевыми скелетными элементами. В зависимости от соотношения в цементирующем веществе глинистого и кремнистого материала, а также различных модификаций кремнезема изменяются прочность и крепость алевролитов. Локальными участками (мечеткинская свита) роль цемента выполняют цеолиты. Иногда в толще палеоценовых (нижнесаратовских) алевролитов встречаются желваково- и линзообразные стяжения ("караваи" ) кремней, макроскопически представляющих собой нацело окремнелый серовато-белый типичный ракушняк. Кремнезем кварц-халцедонового состава различно кристаллизован, имеет сферолитовую. микрозернистую и волокнистую структуру, сохраняющую первоначальную органогенную структуру известняка.

Глинистая субформация объединяет наиболее тонкие глинистые типы илов (пород), формировавшихся в относительно глубоководных участках морского бассейна или мелководных лиманах с выравненными низменными берегами, характеризующихся спокойным гидродинамическим режимом. Она развита главным образом в южной части исследуемой территории, но в виде линз и отдельных пластов присутствует на разных стратиграфических уровнях и в более северных районах, контактируя практически со всеми типами пород. Этим объясняется многообразие переходных, смешанных разностей глинистых осадков (пород) с алевритами и песками, биогенным кремнистым (диатомовым, радиоляриевым) и карбонатным (кокколитовым, фораминиферовым) материалом. Они составляют от 5-10 % на севере до 30-80 % на юге общей мощности палеогена. Состав глин преимущественно монтмориллонитовый. При этом выделяются как относительно чистые разности бентонитового типа, так и с различными примесями (глины кремнистые, известковые, алевритовые, песчаные и т.д.).

Бентонитовые глины встречаются в виде маломощных (0,1-0,5 м) прослоев, линз в толще кремнистых пород палеоцена (сызранская свита) и эоцена (царицынская, белоглинская свиты). Это светло-зеленоватые, тонкодисперсные трепеловидные породы, на 90-98 % состоящие из пелитовых глинистых частиц, главным образом монтмориллонита. Примесными компонентами обычно являются реликты диатомовых водорослей, радиолярий, вулканокластики. Последняя иногда придает глинам (вешенская подсвита) пепловидную текстуру. К бентонитоподобным глинам относится и значительная часть глин майкопской серии олигоцена, также состоящих на 91-98 % из пелитовых частиц, главным образом монтмориллонита с незначительной примесью диоктаэдрической гидрослюды, цеолитов, кварца, пирита пелитовой и алевритовой размерности. В составе пелитовых фракций майкопских глин определены следующие компоненты, %:

Глины алевритовые, алевритистые, песчано-алевритистые, песчаные и песчанистые имеют широкое распространение как в вертикальном, так и латеральном рядах. Их мощности изменяются от 3-10 м на севере до 100-300 м на юге рассматриваемой территории. Окраска глин обычно серая, светлых и темных тонов, нередко с различными оттенками (буроватым, зеленоватым, желтоватым) и с ржаво-бурыми пятнами, разводами ожелезнения. В гранулометрическом составе преобладает пелитовая фракция (< 0,01 мм) (см. рис. 3 ). Среди глинистых минералов присутствует в основном монтмориллонит с небольшой примесью гидрослюды, иногда каолинита. Из неглинистых минералов часто отмечается большое количество кварца, кристобалита, цеолитов, ярозита. Алевропесчаный материал распределяется неравномерно. Состав его весьма разнообразен и содержание отдельных минералов изменяется в широком диапазоне (см. рис. 2 ).

Глины известковые и известковистые распространены преимущественно в палеоцене и эоцене южной части рассматриваемого региона (мегавал Карпинского, Прикаспийская впадина). Они имеют серый цвет с различными оттенками, тонкодисперсную структуру. В их гранулометрическом составе присутствует практически одна пелитовая фракция (< 0,01 мм) (содержание 92,0-96,6 %). Примесь алевритовых частиц составляет 3,04-6,75 %.

Минеральный состав пелитовых фракций гетерогенен. Породообразующим компонентом является монтмориллонит с переменным количеством примеси гидрослюды, хлорита, каолинита. Из неглинистых минералов обычно много органогенного (кокколитового) кальцита, кварца, иногда цеолитов, кристобалита, сидерита, пирита. Подобный состав глин свидетельствует об осаждении их в относительно глубоководных участках морского бассейна при нормальных солевом и газовом режимах, замедленных скоростях осадконакопления, что благоприятствовало интенсивному развитию известкового (кокколитового) нанопланктона, накопление и разложение которого в глинистых илах на дне бассейна создавали некоторый дефицит кислорода, увеличение СО₂ , H₂S, Ca, Si и других веществ, участвующих в диагенетическом минералообразовании.

Глины кремнистые ассоциируют в разрезе палеогена с кремнистыми породами (силицитами опоко-, трепеловидными, диатомитами), являясь как бы переходными между собственно глинами и силицитами, обладая целым рядом общих черт. Породообразующее значение имеет глинистый минерал монтмориллонит: в одних случаях нацело слагающий пелитовые фракции, в других - с примесью смешанослойной фазы монтмориллонит-гидрослюдистого состава или гидрослюды (диффузного и (или) микроглобулярного глауконита). Из неглинистых минералов постоянными примесями являются опаловый, диатомовый шлам, кристобалит, цеолиты, кварц, полевые шпаты и другие минералы, представленные зернами пелитовой и алевритовой размерности. Кроме того, для кремнистых глин иногда (вешенская подсвита) характерно присутствие камуфлированной пирокластики, придающей породе пепловую структуру.

Рассмотренные субформации, последовательно и закономерно сменяющие друг друга, образуют латеральные и вертикальные субформационные ряды в терригенной формации с широким развитием смешанных (межсубформационных) комплексов пород и являются вещественным выражением палеогеновой эволюции терригенного осадко- и породообразования. Они определяют переслаивание песчаных пластов коллекторов с алевритово-глинистыми флюидоупорами, обеспечивающее благоприятные условия для миграции и концентрации УВ. Наибольшего развития данные отложения достигают в следующих районах:

северо-западная и западная части Прикаспийской впадины: нижний палеоцен - 20-120 м; верхний палеоцен - 20-200 м; средний эоцен - 50-130 м; олигоцен - -500 м;

юго-западный борт Прикаспийской впадины: нижний палеоцен - -250 м; верхний палеоцен - 50-783 м; средний + нижний эоцен - 50-130 м; олигоцен - 30-140 м.

Таким образом, указанные территории являются наиболее перспективными в нефтегазоносном отношении по мощностям и распространению коллекторов и покрышек в палеогеновых отложениях. Литологический фактор риска в этих районах низкий. Что же касается структурного и органогеохимического критериев нефтегазоносности, то эти вопросы требуют проведения дальнейших исследований. В плане литологии палеогеновые отложения, безусловно, представляют интерес как потенциальные коллекторы нефти и газа. В настоящее время, по мнению авторов, на указанных территориях целесообразно проведение сейсморазведочных работ и геохимических исследований для выяснения реальных перспектив рассматриваемых отложений в нефтегазоносном отношении.

Литература

1. Алешечкин О.И., Грекова Н.В., Ускова Н.И. Литологические особенности нефтегазоносных комплексов в связи с оценкой перспектив Прикаспийской синеклизы и ее обрамления// Вопросы геологии Южного Урала и Поволжья. - Саратов, 1979. - Вып. 18. - С. 69-79.
2. Бражников Г.А., Бреславский В.В., Грозевская-Кетат О.Б. Палеогеновые отложения Поволжья //Палеогеновые отложения юга СССР. - М., 1960. - С. 41-49.
3. Гибшман Н.Б. Стратиграфия, фации и оценка перспектив нефтегазоносности палеогеновых отложений междуречья Урал-Волга: Автореф. дис...канд. геол.-минер, наук. - М., 1968.
4. Формации осадочных пород/ Отв. ред. П.П. Тимофеев, Ю.К. Бурлин. - М.: Наука, 1986.

Mineral composition of oil and gas terrigene formation of Paleogene most widely distributed within the region under study and containing some reservoir beds is reviewed. The last ones are represented by sands and sandstones (sandy subformation) where oil and gas pools were discovered in some localities. In sections, sandy subformation is successively and regularly interbedded with silty, clayey, argillo-siliceous carbonate-argillaceous subformations which are served as the reliable caprocks and reflect the directed transgressive-regressive evolution of sedimentary basins and the terrigene structure formation as a whole, that may be interpreted as a manifestation of the Paleogene sediment- and rock formation evolution.

Тяжелая фракция: 1 - ильменит. 2 - лейкоксен. 3 - группа сфена, 4 - циркон. 5 - турмалин, 6 - гранит, 7 - эпидот, 8 - кианит, группа кианита, 9 - прочие терригенные минералы. 10 - лимонит, 11 - фосфаты, 12 - ярозит. 13 - пирит, 14 - прочие аутигенные минералы; легкая фракция: 15 - кварц, 16 - полевые шпаты, 17 - прочие терригенные минералы. 18 - глауконит, 19 - агрегаты глинисто-кристобалит-цеолитовые