CC BY
66
2. Деревягин В.С., Свидзинский С.А., Седлецкий В.И. и др. Нижнепермская галогенная формация Северного Прикаспия. - Ростов-на-Дону: изд-во Ростовского ун-та, 1981.
3. Мюллер П., Вингольц Р. О генезисе углеводородов в карбонатных отложениях Цехштейна (верхняя пермь) на территории Германской Демократической Республики //Геология нефти и газа. - 1968. - № 5. - С.56-61.
4. Сапегин Б.И. Распределение хлористого калия в сильвинитовых пластах Верхнекамского месторождения //Проблемы соленакопления. - Т.2. - Новосибирск: Сибирское отделение АН СССР, 1977. - С. 118-120.
5. Сувейздис П.И., Смильгис И.И. К вопросу о развитии и коллекторских особенностях рифо-генных образований в отложениях Цехштейна Прибалтики //Литология и палеогеография био-гермных массивов (ископаемые и современные). - М.: Наука, 1975. - С. 139-145.
УДК 551.736:551.247 (470.4/.5)
ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ ГАЛОГЕННЫХ ТОЛЩ ЗОНЫ СОЧЛЕНЕНИЯ ПРИКАСПИЙСКОЙ ВПАДИНЫ И ВОЛГО-УРАЛЬСКОЙ АНТЕКЛИЗЫ НА ТЕРРИТОРИИ ОРЕНБУРЖЬЯ
© 2010 г. Н.А. Иванова, А.О. Сафонов
НПФ "Оренбурггазгеофизика"
По строению осадочного чехла Волго-Уральская антеклиза на крайнем юго-востоке представлена структурами первого порядка - Соль-Илецким поднятием и примыкающими к нему с севера Восточно-Оренбургским сводовым поднятием и Бузулукской впадиной. Бузулукская впадина на юге и Соль-Илецкое поднятие на юго-западе граничат с Прикаспийской впадиной, которая на территорию Оренбуржья заходит своей крайней северо-восточной частью. В зоне выклинивания Соль-Илецкого поднятия впадина сочленяется с Предуральским краевым прогибом, генетически связанным с формированием орогенного Урала. Все эти структуры различны по строению соленос-ных толщ, они отличаются по вещественному составу, стратиграфическому диапазону и структурно-тектоническим особенностям залегания.
Для предупреждения аварийных ситуаций при бурении в солях информация о характере строения галогенной толщи на конкретных площадях крайне важна.
Стратиграфия и вещественный состав соленосных толщ
На юге Восточно-Оренбургского сводового поднятия, в пределах Соль-Илецкого поднятия и Предуральского краевого прогиба хемогенными отложениями сложен в основном кунгурский ярус нижнего отдела пермской системы. Незначительный объем сульфатно-галогенных пород фиксируется в нижней части казанского яруса верхней перми в разрезах на западе Соль-Илецкого поднятия и Восточно-Оренбургского сводового поднятия.
В районе оренбургского фрагмента Прикаспийской впадины и юго-востока Бузулук-ской впадины мощные соленосные толщи развиты преимущественно на двух стратиграфических уровнях: в кунгурском и казанском ярусах. Кроме того, эвапориты отдельными пластами, чередующимися с терриген-ными отложениями, и в виде гнездообраз-ных включений и выполнений по трещинам насыщают в Прикаспии отложения уфимского и татарского ярусов. Объем галита в
разрезе уфимского яруса незначителен, а в разрезе татарского - встречается только в виде включений. Ниже рассмотрен состав основных соленосных стратонов - кунгур-ского и казанского ярусов.
Кунгурский ярус. Среди кунгурских отложений рассматриваемой территории с сохранившимися особенностями первичного строения можно выделить два основных литотипа, приуроченных к определенным районам:
- эвапориты с резко подчиненным количеством доломитов развиты в пределах Соль-Илецкого поднятия, на юге Бузулук-ской впадины и Восточно-Оренбургского сводового поднятия, в западной части Пред-уральского краевого прогиба;
- карбонатно-терригенные отложения с прослоями эвапоритов характерны для оренбургской части Прикаспийской впадины.
В строении накопившихся в кунгурский век отложений на территории крайней юго-восточной части Волго-Уральской антекли-зы обнаруживается много общего. Нижняя часть яруса практически повсеместно представляет базальную пачку, сложенную ангидритами, содержащими прослои доломитов и известняков, которая выделяется в качестве филипповского горизонта (Р^ й). В восточной бортовой зоне Волго-Уральской антек-лизы, на границе с Предуральским краевым прогибом, в разрезе этого горизонта появляются отдельные прослои галита, начиная с верхов горизонта.
Иреньский горизонт (Р^ т) в нормальном или слабо нарушенном залегании в пределах антеклизы представлен ритмично чередующимися пачками ангидрита и каменной соли, в отдельных горизонтах которых выделяются пласты, насыщенные калийсо-держащими сульфатными, магнезиальными и хлоридными солями. Состав и строение ритмопачек носят выдержанный характер, отличаясь лишь мощностью слагающих пластов и полнотой разреза верхней части яруса. В соляных разрезах оренбургской части Волго-Уральской антеклизы по корреляции
с описанными разрезами северного Прикас-пия [3, 4] и по сопоставлению с разрезом скв.4 Струковской площади, пробуренной на калийные соли с полным отбором керна [7], выделяется до 12-13-ти ритмопачек.
Отличительными особенностями ирень-ского разреза на юге Оренбуржья являются практически чистый галитовый состав нижней волгоградской ритмопачки (свиты) и ее значительная мощность, которая в ненарушенном залегании колеблется от 230 м в южной части Восточно-Оренбургского сводового поднятия до 715 м на юго-западе Соль-Илецкого поднятия. Вышезалегающая толща имеет грубослоистое строение вследствие частого чередования ангидрит-гали-товых ритмопачек различной мощности. Отдельные пачки обогащены калийной минерализацией (полигалит, карналлит, редко сильвинит) и четко выделяются на кривых ГИС, слагая реперные пласты регионального распространения.
Глубина залегания кунгурских соленос-ных отложений в разрезах с сохранившейся первичной стратификацией колеблется от 400-500 м в южной части Восточно-Оренбургского сводового поднятия до почти 3000 м на юге Соль-Илецкого поднятия при соответствующем увеличении мощности яруса от 700-800 до 1700 м и более.
Во внутренних областях Прикаспийской впадины кунгурский ярус сложен в основном карбонатно-терригенными породами, а эвапориты находятся в подчиненном количестве. Полный разрез кунгурского яруса с сохранившейся первичной слоистостью вскрыт в оренбургской части скв.1 Южно-Линёвской и 2 Каинсайской на глубинах соответственно -4775 м и -5680 м. Мощность яруса здесь колеблется от 258 до 948 м, а в его составе выделяются (снизу вверх):
ангидрит-галитовая толща с прослоями в верхней части черных известковистых пи-ритизированных алевролитов;
глинисто-карбонатная толща, сложенная частым чередованием мергелей, аргил-
литов и алевролитов, содержащих прослои сульфатизированных доломитов;
эвапоритово-терригенная толща, состоящая из двух ритмопачек.
Для нижней пачки характерно частое переслаивание песчано-глинистых и карбонатных пород (нередко загипсованных), которые вверх по разрезу сменяются преимущественно терригенными отложениями, содержащими редкие прослои доломитов, и, в свою очередь, перекрываются карбонатно-ангидритовыми образованиями с прослоями терригенных. Верхняя ритмопачка сложена внизу песчано-глинистыми отложениями с прослоями карбонатных, а вверху -преимущественно эвапоритами с прослоями терригенно-карбонатных пород.
В пределах Предуральского краевого прогиба первичная стратификация рассматриваемых отложений полностью нарушена.
Глубина залегания кунгурских эвапори-тов колеблется от первых десятков метров от поверхности земли в диапировых структурах до 6000 м и более в межкупольных мульдах глубокопогруженных областей Прикаспийской впадины и Предуральского краевого прогиба.
Казанский ярус. Фациальный состав отложений яруса в пределах оренбургской части платформы наиболее изменчив - от терригенно-карбонатно-эвапоритового до преимущественно терригенного. В Пред-уральском краевом прогибе развит терриген-ный тип разреза.
В разрезе казанских отложений, характерном для западной части Соль-Илецкого поднятия и большей части Восточно-Оренбургского сводового поднятия, выделяются четыре свиты - калиновская (Р2 к1), гидрохимическая (Р2 gh), сосновская (Р2 ss) и сок-ская (р2 sk), общая мощность которых составляет 300-400 м. Три свиты имеют карбонат-но-терригенный состав, а гидрохимическая толща (5-45 м) в типичном разрезе представлена преимущественно ангидритами, рас-клиненнными пластами доломитов, реже -терригенных образований. Пропластки га-
лита в таком разрезе маломощны и не выдержаны по латерали. По различию лито-логического состава отдельных свит они достаточно четко идентифицируются по кривым ГИС.
В восточном направлении, в сторону прогиба, количество сульфатно-галогенных пород в рассматриваемом стратоне убывает до полного исчезновения, терригенно-кар-бонатные породы замещаются преимущественно терригенными, и стратификация отложений казанского яруса по каротажу затруднена. К западу, наоборот, количество каменной соли в составе слагающих ярус пород постепенно возрастает с одновременным увеличением его общей мощности. Мощность казанского яруса в слабо нарушенном залегании северного обрамления Прикаспийской впадины в пределах Оренбуржья достигает 520 м, а гидрохимической толщи в его составе - 380 м. Максимальная мощность эвапоритов приурочена к Бугуруслан-ской впадине субмеридионального простирания, выделенной в 70-х годах С.Д. Шумовой в междуречье Бузулука и Ика [5]. Судя по результатам бурения на северном борту впадины, эта структура раскрывается на юг, в Прикаспий.
По данным циклостратиграфических исследований верхнепермских отложений в районе Карачаганакского месторождения наиболее полный разрез казанского яруса общей мощностью около 600 м включает семь крупных тектоно-седиментационных циклов [6]. Исходя из общих геологических предпосылок и анализа мощностей верхнепермского разреза в обрамлении впадины, следует предполагать, что полная первичная мощность казанского яруса в оренбургской части должна быть не менее 1000 м, возможно, больше.
Отсутствие в пределах Прикаспийской впадины нормальных залеганий соленосных толщ затрудняет их стратификацию. В преобразованных галокинезом разрезах наименее изменена лишь нижняя карбонатно-гли-нистая часть казанского яруса (условно - ка-
линовская свита). Судить о фациальных изменениях яруса в Прикаспии достаточно сложно, однако можно предположить, что по аналогии с разрезами Восточно-Оренбургского сводового поднятия и Соль-Илецкого поднятия в восточном направлении казанские эвапориты постепенно замещаются тер-ригенно-карбонатными и далее терригенны-ми породами. Косвенно это подтверждается по разрезам скважин Джерексайской, Уль-гинской и Изобильненской площадей, где доля галогенно-сульфатных пород в рассматриваемом ярусе намного меньше, чем в пределах северной бортовой зоны Прикаспия, хотя и не исключено, что малое количество солей в таких разрезах обусловлено их оттоком в соляно-купольные области. Структурно-тектонические особенности залегания солей Среди геологических образований оренбургской части Русской платформы и Предуральского краевого прогиба по степени дислоцированности выделяются три структурных этажа или комплекса:
нижний подсолевой, для которого обычны спокойные залегания при слабом проявлении пликативных дислокаций;
средний соленосный, который как наиболее чуткий к тектонической активности характеризуется интенсивной дислоциро-ванностью с формированием складчатых структур, дисгармоничных по отношению к подстилающему комплексу;
верхний надсолевой, структурно-тектонические преобразования которого тесно связаны с подстилающим комплексом, и где широко развиты структуры, согласно залегающие с соленосными отложениями, и лишь в местах соляного диапиризма конформность в залегании этих двух комплексов нарушается.
По степени тектонической активности в соленосном комплексе рассматриваемую территорию можно разделить на несколько районов.
Относительно спокойным залеганием с сохранением первичной слоистости харак-
теризуются соленосные толщи, развитые в платформенной области севернее реки Урала и в юго-западной части Соль-Илецкого поднятия, что отчетливо иллюстрируется временными разрезами МОГТ (рис. 1).
Территория Предуральского краевого прогиба, Прикаспийской впадины и зоны сочленения Волго-Уральской антеклизы с этими мегаструктурами выделяется интенсивным развитием соляных куполов и гряд. Зоны соляного диапиризма приурочены к тектонически подвижным областям пост-кунгурского времени. Связь соляных структур с тектоническими элементами очевидна и устанавливается по их четкой приуроченности к линеаментам меридионального, широтного и диагонального простираний, отчетливо выделяющимся на гравиметрических, структурных картах и диагностируемым как разломы, ограничивающие отдельные структурно-тектонические блоки или параллельные им (рис.2). Кроме того, тектоническая природа галокинеза может быть доказана некоторыми особенностями строения соляных куполов (гряд) и их взаимоотношениями с вмещающими породами.
Внутреннее строение соляных структур. Соляные структуры, сформированные галокинезом, различны по своему внутреннему строению, в частности, они отличаются по распределению в них пачек относительно чистой каменной соли.
В пределах Оренбургского вала в большинстве соляных куполов сохраняются мощность и стратификация верхней слоистой части иреньского горизонта, а нижняя волгоградская пачка меняет свою мощность от 0 до 700-800 м, иногда и более вследствие перетока галита с нижних уровней (так называемый оренбургский тип соляных структур). В межкупольных зонах волгоградская пачка или весь иреньский горизонт могут полностью исчезать из разреза (рис.3А).
Для крайнего юга Соль-Илецкого поднятия и всей территории прогиба наиболее характерной особенностью строения соляных гряд и куполов является "перевернутое"
* я
а Р
н 8 Л О
й и
со
X 8 И о
18
&
I
8
о И О
с
о с
3 н в о
со 8 Л
0
и
<Ц
8 а
И «
1 £
о &
^ 12 с §
3 *
2 -е
4 ^ £ 1
0 г*
а ,
* I
1 §
я н
5 '8
5 §
I <ц О (Г Я 8 „
!з I 5
о 8^
о 2 8 е
т 8 3
V (нЩ
а 5 § & §
«
0 та ^
К ЭТЙ Я сЗ» Я - ¡>
1 I 8
« И
«Это «
СО . . 8 У |
Рн
залегание иреньских толщ в разрезе - в большинстве случаев мономинеральная галито-вая толща (аналог волгоградской пачки) лежит не в нижней, а в верхней части структур, а их нижняя часть сложена беспорядочным переслаиванием ангидритов и ка-
менной соли с пропластками калийсодер-жащих разностей (нагумановский тип, рис.ЗБ).
В Прикаспии развиты сводовые, или купольные (грядовые) структуры такие, как Буранный, Озёрский купола, Линёвско-Ба-
U) 00
Структурно-тектоническое районирование
надпорядковые структуры: В>А - Волпо-Уральская антеклиза (по поверхности фундамента)
ПС (ПВ) - Прикаспийская сннеклиза по фундаменту, одноименная впадина по осадочному чехлу ПКП - Предуральский краевой прогиб
границы надпорядковых структур, вы-раженные флексурами в подсолевом комплексе
структуры 1-го порядка:
ВУА:
ЖОС (ВОСП) - Жигулёвско-Оренбургский свод по фундаменту и Восточно-Оренбургское поднятие по осадочному чехлу
СИВ (СИП) - Соль-Илецкий выступ по фундаменту и одноименное поднятие по осадочному чехлу БВ - Бузулукская впадина (по фундаменту и чехлу) ПКП:
границы структур 1-го порядка
валы в осадочном чехле над поднятиями фундамента
скважины, их номер и название
региональный сейсмический профиль ШП 3
государственная граница
структуры, сложенные кунгурскими эвапоритами:
к А - оренбургского типа ь Б - нагумановского типа
структуры, сложенные кунгурскими и верхнепермскимн эвапоритами
границы зон соляного диапиризма
граница зон развития различных типов соляных структур
Рис.2. Схема развития соленосных отложений в зоне сочленения Прикаспийской впадины, Волго-Ураль-ской антеклизы и Предуральского краевого прогиба
Литолого-фацнальная зональность
ооласть развития кунгурских эвапоритов
область широкого развития эвапоритов в кунгурских и казанских отложениях область с широким развитием эвапоритов в верхнепермских отложениях и ограниченным - в кунгурских
границы фаций
Особенности структурного строения солей
I - район спокойного залегания соленосных толщ II-III - районы соляного диапиризма
"l т о ¡=i о "l S ¡а
Рис.3. Типы соляных структур на Соль-Илецком поднятии. А - оренбургский, Б - нагума-новский. 1 - терригенные отложения; 2 - карбонатные отложения: а - прослои, б - пачки; 3 - ангидрит (а), гипс (б); 4 - каменная соль; 5 - слоистая эвапоритовая толща (ангидрит-галито-вая); 6 - границы: а - литотипов, б - стратонов; 7 - разломы
зыровская гряда, и полусводовые типа Южно-Линёвской, Барханной структур.
Линёвско-Базыровская гряда сложена преимущественно каменной солью казанского яруса, в подчиненном количестве содержатся прослои калийных солей, терри-генно-карбонатно-сульфатных отложений. Соленосный массив мощностью свыше 3500 м залегает на почти горизонтально лежащей толще кунгурско-раннеказанского возраста, состоящей в основном из терриген-ных пород с прослоями сульфатно-карбонатных образований и содержащей эвапориты небольшой мощности в подошве. В 70-80-е годы ХХ века многими скважинами в Прикаспийской впадине по д солям и были вскрыты терригенные отложения, что очень долго трактовалось как бурение в периферийной части запрокинутых на юго-запад куполов с огромными "козырьками", хотя скважины и были заложены в сводовых частях соленосных структур. На основе комплексного анализа геологических данных (петрографических, палинологических и палеонтологических исследований), результатов сейсморазведочных работ и высокоточ-
ной гравиметрии уточнено строение соляных массивов в Прикаспии (рис.1, 4), и оно отличается от традиционного взгляда на исключительно кунгурский возраст галогенных толщ и широкое развитие здесь соляных "подушек" и грибообразных структур с гигантскими "козырьками".
Южно-линёвский тип структур зафиксирован на одноименной площади, по которой он и получил свое название, относится к так называемым полусводовым структурам. Описание его по нахождению в сопредельных областях Прикаспия дано в статье [2]. Подобные структуры развиты в лежачем крыле сбросов, окаймляющих крупные соляные диапиры (рис.5). Некоторые исследователи такие структуры рассматривают как оползневые, образующиеся на склонах соле-родного бассейна [1], иллюстрируя этот тезис сейсмогеологическим разрезом, характеризующим область развития интенсивного галокинеза, т. е. структур тектонического генезиса, но никак не седиментационного.
Некоторые купола в Прикаспийской впадине имеют в основном галитовый состав, в подчиненном количестве отмечаются про-
I
II 1
с
а
2
ч &
О
а с
о «
и <и Т X
г
и «
<и и
о с
м <и а
м «
а
«
о X н и о X н о
ч С
О
РЦ
« 2 ия1Э1лио 'Э9\/
слои и пачки ангидритов, калиеносных солей (Буранный, Озёрский купола). В чере-
довании пластов различного состава не отмечается никакой закономерности. Не ясен и стратиграфический объем таких структур, мощность которых достигает 6000 м. Не исключено, что сформированы они как нижнепермскими, так и верхнепермскими эва-поритами.
Взаимоотношения соляных структур с вмещающими отложениями. Среди соляных структур по взаимоотношениям с более молодыми отложениями можно выделить два типа: криптодиапировый и диапировый. Криптодиапиры представляют небольшие купольные структуры с конкордантным залеганием смятых в складки надсолевых пород и с постепенным выполаживанием углов залегания в них от более древних отложений к молодым. На поверхности такие надсолевые структуры картируются как антиклинали. Диапиры интрудируют вышележащие слои, вследствие чего характеризуются резко дискордантными контактами с вмещающими породами. При этом надсолевой комплекс вблизи куполов может быть смят в складки (антиклинали с соляными штоками, протыкающими своды структур) либо сохранять залегания более ранних этапов складчатости.
Некоторые высокозалегающие соляные штоки в зоне действия подземных вод испытывают гипергенные преобразования с формированием над ними кепрока, сложенного преимущественно гипсом. Процесс размыва солей сопровождается проседанием пород над соляной структурой с образованием характерных синклиналей оседания или дизъюнктивных мульд, выполненных мезозойскими отложениями. Часто в непосредственной близости от диапиров вмещающие породы брекчированы и по сбросо-взбросовым нарушениям смещены на разные уровни вертикального разреза. Типичный пример подобных дислокаций - так называемые структуры "битой тарелки", отображаемые в плане мозаикой эксгумированных разновозрастных блоков, контролируемых кольцевыми и радиальными разлома-
ми в окаимлении соляных штоков. Синклинали оседания и структуры "битой тарелки" развиты преимущественно в пределах Соль-Илецкого поднятия.
В Предуральском краевом прогибе и на границе с ним достаточно часто развито запрокидывание соляных штоков на запад. При этом в западном крыле куполов образуются так называемые "козырьки", которые нередко видны на волновых разрезах и подтверждены результатами бурения на некоторых площадях.
Рис.5. Типы соляных структур в Прикаспийской впадине. 1 - глинисто-песчанистые отложения; 2 - карбонатные породы: а - прослои, б - пачки; 3 - глинисто-карбонатные отложения; 4 - галит; 5 - ангидрит (а), гипс (б); 6 - границы стратонов; 7 - тектонические нарушения
Л ит е р ат у р а
Опубликованная
1. Горюнов Е.Ю., Игнатов П.А., Климентьева Д.Н., Серавина Т.В. Условия формирования со-ляно-купольных структур в северной бортовой зоне Прикаспия //Геология нефти и газа. - 2010. -№ 2. - С.29-35.
2. Дальян И.Б. Новые данные о верхнепермских поднятиях и полусводовых структурах примыкания на востоке Прикаспия //Геология нефти и газа. - 1998. - № 9. - С.22-26.
3. Деревягин В.С. и др. Нижнепермская галогенная формация Северного Прикаспия. - Ростов-на-Дону: изд-во Ростов. ун-та, 1981.
4. Легенда средневолжской серии листов государственной геологической карты Российской Федерации масштаба 1 : 200 000 /под ред. В.П. Кирикова. - Нижний Новгород, 1999.
5. Шумова С.Д. Детальное стратиграфическое расчленение казанских отложений междуречья Бузулука - Ика //Геология и разработка нефтяных и газовых месторождений Оренбургской области: труды ЮУО ВНИГНИ, 1975. - Вып.Ш (148). - С.11-19.
Фондовая
6. Постников Е.В. и др. Уточнение схем стратификации надпродуктивных отложений Карача-ганакского НГКМ с целью обоснования спуска технических колонн при строительстве скважин. -М.: ВНИГНИ, 1991.
7. Харин В.В. и др. Отчет о поисках и предварительной разведке Струковского месторождения калийных солей за 1974-1976 гг. - Нежинск: Нежинская ГГЭ, 1977.
