|
© С.В. Делия, Л.А. Анисимов, И.Е. Романюк, 2004 |
ДИСЛОКАЦИИ КРЯЖА КАРПИНСКОГО В ПРЕДЕЛАХ АКВАТОРИИ СЕВЕРНОГО КАСПИЯ
С.В. Делия (ООО “ЛУКОЙЛ-Нижневолжскнефть”), Л.А. Анисимов, И.Е. Романюк (ООО “ЛУКОЙЛ-ВолгогралНИПИморнефть ”)
Дизъюнктивные дислокации различных участков кряжа Карпинского давно привлекали внимание геологов, поскольку они контролируют залежи нефти и газа как на западном, так и восточном побережье Каспийского моря. По результатам сейсморазведочных работ, проведенных на акватории Северного Каспия (СК “ПетроАльянс”, НП Южморгеология, ООО “ГЕОХАЗАР”), разрывные нарушения прослеживаются непрерывной цепью от западного до восточного побережья (рис. 1), т.е. можно говорить о непрерывном поясе тектонических дислокаций вдоль всего южного обрамления Прикаспийской впадины на акватории Северного Каспия.
Вопрос о дислокациях внешней зоны Прикаспийской впадины заслуживает пристального внимания, поскольку здесь фиксируются дизъюктивные нарушения различной амплитуды. В настоящее время изучены Оренбургская, Уральская, Александровско-Балыклейская, Промысловско-Цубукская, а также Предуральская системы грабенообразных структур, широкой дугой окаймляющих с севера, запада и востока соляно-купольную область Прикаспийской впадины (Анисимов Л.А., Маврин К.А., 1996).
Изучение систем дислокаций вдоль бортовых зон Прикаспийской впадины приобретает большое значение также в связи с тем, что аналогичные образования известны в северной части Примексиканской впадины и, следовательно, характерны для крупных зон опускания земной коры. На юге США (от запада штата Техас до Флориды) многими исследователями выделены системы сбросов и грабенов: Балконес-Мексиа-Талко, Арканзасская, Пиккенс-Куитмен-Джильбертаун. Эти системы тектонических нарушений характеризуются сложным строением и в ряде случаев контролируют зоны нефтегазо- накопления. Сходство тектоники двух регионов свидетельствует об общих закономерностях формирования периферийных областей крупных зон опускания, что может иметь значение для интерпретации строения нижнего структурного этажа по результатам изучения верхних частей разреза.
Для рассматриваемого района наиболее хорошо изучена Промысловско-Цубукская система дислокаций. Строение этой системы установлено в результате разведочных работ, проведенных в 1953-1960 гг., и бурения около 150 скважин на Цубукской, Тенгутинской, Олейниковской, Межевой и Промысловской площадях. Эти площади приурочены к своду Промысловско-Цубукской антиклинальной зоны, которая характеризуется наиболее высоким положением пород мезозоя. В пределах указанных площадей толща неогеновых и четвертичных отложений мощностью 400-500 м залегает на размытой поверхности верхнемеловых отложений, а к северу и югу кровля мезозоя погружается соответственно на глубину 600 и 1000 м и в разрезе появляются палеогеновые отложения (Анисимов Л.А., 1962).
В начальный период разведки Промысловско-Цубукской зоны существовало несколько вариантов структурных построений, однако по мере накопления материала был установлен сбросовый характер дислокаций. Основная часть сбросов прослежена в меловых, реже - в юрских отложениях, а в неогеновых отложениях они не обнаружены. Сбросовые нарушения Промысловско-Цубукской зоны контролируют размещение залежей нефти и газа. Все залежи приурочены к нижнеальбским песчаникам, перекрытым средне-верхнеальбской глинистой толщей мощностью около 200 м. Это свидетельствует, что амплитуда сбросов, контролирующих залежи, не превышает мощность глинистой толщи.
Скважины, которые пересекли сбросы, располагаются в неширокой полосе, приуроченной к своду вала. Внутри этой полосы сброс пересекает каждая вторая из пробуренных здесь скважин. Кроме того, ближе к центру свода увеличивается амплитуда сбросов. Как правило, в скважинах отмечаются сбросы амплитудой 80-120 м. Таким образом, можно отметить, что сбросовые нарушения приурочены к центральной части свода, а по направлению к крыльям уменьшается их амплитуда, а затем они, вероятно, затухают.
Особенно сложные структурные условия наблюдаются на Олейниковской и Межевой площадях, которые можно рассматривать как западную периклиналь Промысловского поднятия. Здесь обнаружено около 10 газонефтяных и газовых залежей размером 5,0x1,5 км юго-восточного простирания. Учитывая широкое распространение сбросовых нарушений в этом районе, можно предположить, что ловушки нефти и газа обязаны сбросовым нарушениям, ориентированным под углом к общему направлению вала. Проведенные в последние годы детальные сейсмические исследования в Промысловско-Цубукском блоке (ЗапПрикаспийгеофизика) также свидетельствуют о юго-восточной ориентировке основных тектонических нарушений.
В акватории Северного Каспия свод кряжа Карпинского смещен к югу. Здесь также прослежены многочисленные тектонические нарушения. К юго-востоку от Промысловской структуры закартирована обширная зона с расширением свода кряжа, где выделен ряд положительных структур - Западно-Петровская, Лаганская, Осетровая. Эта зона окаймляется серией разрывных нарушений, ориентированных параллельно ее очертаниям (см. рис. 1). Далее к востоку до Ракушечной площади прослеживается субширотная зона, оконтуренная с севера кулисообразными разрывами юго-восточного направления. Очертание этой зоны, размещение и ориентировка нарушений весьма напоминают Промысловско-Цубукский блок, что позволяет предполагать аналогичные черты строения этого участка. Следует отметить, что на южном склоне разрывные нарушения ориентированы на юго-запад, т.е. ортогонально относительно ориентировки нарушений северного склона кряжа Карпинского. Еще восточнее, на Широтной структуре, площадь зоны разрывных нарушений увеличивается и прослеживаются северная ветвь с юго-западной ориентировкой и южная с восточной ориентировкой. Таким образом, между Западно-Петровско-Осетровой зоной и Широтным поднятием наблюдается наиболее узкий участок кряжа с концентрацией тектонических нарушений на всем его протяжении.
Следующая серия кулисообразно расположенных нарушений прослеживается в меридиональном направлении от Широтной до Карайской структур. Это направление не связано со структурной поверхностью мезозойских отложений и ориентировкой основных мезозойских структур зоны сочленения Прикаспийской впадины и Скифско-Туранской плиты. А.П. Карпинский указывал, что положение основных структурных элементов Русской платформы подчиняется или кавказскому, или уральскому направлению. Кавказское направление определило позицию таких структур, как южная граница Прикаспийской впадины и кряж Карпинского (линия Донбасс - Мангышлак), уральское - соответствует Западно-Прикаспийскому плиоцен-четвертичному прогибу. Этот прогиб имеет форму синеклизы, однако ряд исследователей связывают его образование с рифтовой природой Каспийского линеамента, а сам прогиб рассматривают как надрифовую впадину [1].
Западная часть прогиба ограничивается Приволжским и Ергенинским тектоническими уступами меридионального направления. Вблизи Ергенинского уступа отложения, включающие апшеронский и акчагыльский ярусы, представлены преимущественно песчано-глинистыми породами толщиной от 0 до 300 м. В восточном направлении отложения становятся более глинистыми и их толщина увеличивается. Максимальные толщины апшеронских и акчагыльских отложений прослеживаются в Волго-Уральском междуречье (600-800 м). Некоторое уменьшение толщин (до 250 м) наблюдается в зоне астраханских поднятий и на Полдневском валу, причем к югу их толщина снова увеличивается вплоть до свода кряжа Карпинского. В пределах кряжа Карпинского образуется перемычка субширотной ориентации, где толщина верхнеплиоценовых отложений резко уменьшается (300-350 м) и эта зона протягивается на восток. Южнее толщина верхнеплиоценовых отложений достигает 800 м и более.
Наложение молодого Западно-Прикаспийского прогиба на субширотные тектонические линии палеозойского, мезозойского и кайнозойского возраста проявилось в своеобразном рисунке тектонических дислокаций, которые окаймляют западный борт прогиба и проявляются в зоне кряжа Карпинского. Прежде всего, обращает на себя внимание ориентировка разрывных нарушений. Для Промысловско-Цубукского блока и северной части Западно-Петровско-Ракушечной зоны эта ориентировка юго-восточная, затем она меняется на юго-западную к востоку от скв. Ракушечная-1, и разрывы прослеживаются здесь в меридиональном направлении до Карайской структуры. Такую ситуацию авторы данной статьи интерпретируют как ограничение опускания Западно-Прикаспийского прогиба в жестких зонах Мангышлакского порога и сползание мезозойских пород в сторону зон наибольшего прогибания.
На этом основании можно сделать следующие выводы:
· Промысловско-Цубукский блок и Западно-Петровско-Ракушечная зона принадлежат к одной тектонической зоне - своду кряжа Карпинского;
· восточный борт плиоцен-четвертичного Западно-Прикаспийского прогиба в Северном Каспии можно наметить по линии Широтная - Карайская вдоль зоны кулисообразных разрывных нарушений (см. рис. 1).
Прогиб начинается от северного борта Прикаспийской впадины, затем протягивается к югу и переходит в бассейны Северного, Центрального и Южного Каспия. Время заложения прогиба совпадает с формированием дислокаций Промысловско-Цубукского блока, что позволяет оценить его роль в формировании морфоструктуры Северного Каспия. Также можно сделать предположение, что морфология прогиба может отразить основные положительные структурные элементы его обрамления как в пределах кряжа Карпинского, так и на его восточном борту. К востоку разрывная тектоника прослежена на территории Южного Мангышлака, где она описана как сложная система складчато-надвиговых дислокаций. Вопрос о происхождении молодых складок Мангышлака дискуссионен. В.И. Попков [3] считает, что дислокации осадочного чехла зоны сочленения Русской и Скифско-Туранской плит образовались в основном под действием сил бокового сжатия. С точки зрения авторов статьи нельзя недооценивать и роль сил растяжения, так как в ряде районов (Промысловско-Цубукская зона) взбросовые и надвиговые структуры не обнаружены. И.С. Плещеев и Л.Ф. Волчегурский [2] считают, что образование складок на Машгышлаке связано с оползневыми явлениями, и обосновывают это тем, что в послепалеогеновое время на Мангышлаке не происходило каких-либо значительных складкообразовательных процессов. По мнению В.И. Попкова и С.М. Жданова [4], молодые складки Южного Мангышлака имеют тектоническое происхождение, хотя полностью не исключено действие сил гравитации в образовании дислокаций: “Соответствие простираний погребенных тектонических структур и спрямленных бортов впадины, а в ряде случаев и их совпадение в плане может спровоцировать образование крупных оползневых тел в моменты релаксации тектонических напряжений”. Об оползневом образовании описанных надвигов свидетельствует достаточно слабое смятие пород во фронтальной части, когда уже в 3-6 м от нее “происходит выполаживание углов наклона как слоев, так и самого разрыва с дальнейшим переходом в субгоризонтальное положение”[4].
Представляет интерес формирование поверхности скольжения слоев, описанных В.И. Попковым и С.М. Ждановым [4], когда движение по надвигу сопровождалось образованием тектонической глинки мощностью 15-30 см, обохренной с мелкими (1,5-2,0 см) оскольчатыми обломками аргиллитов и мергелей, ориентированных согласно поверхности срыва. В отдельных случаях фронтальная часть надвига сопровождается зоной дробления мощностью до 1,5 м, развитой обычно в местах резкого изгиба надвиговой поверхности. Иногда породы почти полностью раздроблены и перетерты.
Эти факты представляют интерес, поскольку аналогичные раздробленные зоны неоднократно фиксировались при отборе керна на площадях Северного Каспия, причем они характерны как для терригенных, так и карбонатных пород.
Достаточно представительный материал из поисковых скважин позволяет провести визуальное сравнение пород из зон, где они подверглись стрессовым воздействиям. В этих зонах керн представлен или аморфными обломками (для рыхлых пород), или остроугольными обломками как для карбонатных, так и сильноуплотненных терригенных пород. Форма обломков отражает степень катагенного преобразования терригенных пород, что видно при сравнении алевролитов на глубине1632 м в скв. Широтная-3 и на глубине 2429 м в скв. Хвалынская-3 (рис. 2, 3).
Предполагается, что размерность зон, где проявляются стрессовые напряжения, может иметь значение для определения “кусковатости” массивов горных пород на изучаемых площадях и соответственно на этом основании можно определять шаг тектонических нарушений на выявленных структурах при дальнейшем проведении геолого-разведочных работ.
Считается, что на западном берегу (Промысловско-Цубукский блок) и акватории Северного Каспия мы, видимо, имеем дело с феноменом единой природы для всей тектонической зоны, поэтому его дальнейшее углубленное изучение имеет большое теоретическое и практическое значение. По мнению авторов статьи, в процессе восходящих движений в сводах поднятий происходило растяжение, сопровождавшееся срывом слоев, их оползанием и накоплением у подножий. В результате сформировались тектонические структуры, характеризующие как растягивающие движения (нормальные сбросы), так и горизонтальное сжатие (взбросы и надвиги).
Таким образом, формирование плиоцен-четвертичных прогибов в Северном и Среднем Каспии сопровождалось образованием многочисленных разрывных нарушений в доплиоценовом комплексе вдоль зон обрамления этих прогибов.
Их ориентировка, относительно небольшая амплитуда и широкое распространение свидетельствуют о единой природе их образования вследствие оползания со стороны поднятий вдоль формирующихся новейших зон прогибов.
Литература
1. Копп М.Л. Мобилистская неотектоника платформ Юго-Восточной Европы // Общие вопросы тектоники. Тектоника России. Материалы XXXIII тектонического совещания. - М.: ГЕОС, 2000.
2. Плещеев И.С. О некоторых вопросах тектоники восточной части впадины Карагие / И.С. Плещеев, Л.Ф. Волчегурский // Бюл. МОИП, отд. геол. - 1958. - Т. 33. - Вып. 1.
3. Попков В.И. Складчато-надвиговые дислокации. - М.: Научный мир, 2001.
4. Попков В.И. Молодые дефор мации горизонтального сжатия на Южном Мангышлаке / В.И. Попков, С.М. Жданов // Геотектоника. - 1991. - № 5.
Dislocations in the Mesozoic and Paleogene formations of the Karpinsky swell were detected by drilling on the western coast and on the outcrops on the eastern coast of the Caspian Sea. Recent seismic investigations have shown the existence of the offshore fault zone. Analysis of geological structure of these zones shows that the origin of faults is a landsliding along the subsidence zones of the North Caspian Basin.
Рис. 1. СТРУКТУРНАЯ КАРТА СВОДА ВАЛА КАРПИНСКОГО (по Медведеву П.В., Одолееву Г.О., Цыганкову В.А., Поповичу С.В., Самойленко Ю.Н., 2003)
1 - месторождения; 2-изогипсы по кровле верхнеюрских отложений; 3-разрывные нарушения (по данным сейсморазведки)
Рис. 2. КЕРН ПО СКВ. РАКУШЕЧНАЯ-1 (A-В) и ШИРОТНАЯ-3 (Г, Л)
Интервал, м: А - 1457,65-1458,10 (песчаники), Б - 1503,29-1503,99 (известняки), В - 1493,63-1494,17 (доломиты), Г - 1578,00-1579,00 (песчаники), Д - 1632,40-1633,42 (алевролиты)
Рис. 3. КЕРН ПО СКВ. ХВАЛЫНСКИЕ-3 (A-В), -4 (Г)
Интервалы, м: А - 1871,62-1871,98 (известняки), Б- 1874,07-1874,70 (известняки), В - 2429,50-2433,30 (алевролиты), Г- 3035,54-3036,19 (известняки)