книги из ГПНТБ / Проничева М.В. Палеогеоморфология в нефтяной геологии. Методы и опыт применения

лее повышенные формы палеорельефа — останцы. Они существо­ вали в сантонском море как острова.

.В расположении водораздельных поверхностей и останцов наблюдается определенная закономерность. В восточной части района совершенно не встречаются места, где отсутствуют от­ ложения сантона, в то время как на западе останцы пользуются широким распространением. По данным палеотектонического анализа большинство из них приурочено к зонам интенсивного вертикального внедрения соли, где и образовались наиболее приподнятые формы первичнотектонического рельефа.

Таким образом, на карте изопахит сантонских отложений вы­ деляются все основные черты палеорельефа: долинообразные эрозионные понижения, водоразделы с осложняющими их поло­ гими возвышенностями и наиболее повышенные формы останцового рельефа. Эта карта является первым основным докумен­ том при палеогеоморфологических реконструкциях.

Восстановление регионального наклона, абсолютных и отно­ сительных высот палеорельефа. Мощности перекрывающих рель­ еф отложений отражают лишь относительные превышения форм палеорельефа на близких расстояниях и дают о нем общее пред­ ставление. Необходимо отыскать путь к тому, чтобы оценить рельеф не только с точки зрения взаимного расположения близ­ лежащих форм, но и определить положение реконструированного захороненного рельефа в пространстве на большом протяжении, количественно определить высоты палеорельефа. Эти данные нужны, как для построения палеогипсометрической и палеогеоморфологической карт, так и для решения других частных прак­ тических вопросов. Вычисление высот положительных форм рель­ ефа позволяет несколько иначе подходить к интерпретации и дан­ ных бурения. Например, значительные по высоте захороненные формы, которые являются останцами палеорельефа, могут быть ошибочно интерпретированы как тектонические образования типа горстов. Для выявления палеогеоморфологических ловушек неф­ ти и газа необходимо знать и высоты форм палеорельефа. Нами сделана попытка рассмотреть эти не освещенные в литературе вопросы.

К решению данного вопроса можно подойти путем выяснения пространственного положения палеорельефа к моменту его захо­ ронения под более молодыми осадками. Поверхность рельефа континентального перерыва, обычно связанного с подъемом тер­ ритории, будет иметь свой региональный наклон. Поэтому задача сводится прежде всего к определению величины этого наклона.

Региональный наклон территории представляется в виде опре­ деленной базисной поверхности, имеющей общее направление снижения на юго-запад, в сторону Прикаспийской впадины (рис. 12А). На фоне этой поверхности и происходило формиро­

что мощности отложений равномерно увеличиваются от источ­ ника сноса (в данном случае Урала) в сторону опущенной тер­ ритории Прикаспийской впадины. К концу этапа осадконакопления они образовали ровную, близкую к горизонтальной поверх­ ность, тем самым фиксируя наклон территории, на которую они отлагались.

Построив карту, которая дает информацию о наклоне базис­ ной поверхности, нужно увязать ее с картой изопахит перекры­ вающих рельеф отложений. Принято считать, что изопахиты от­ ражают палеорельеф. Поскольку карты мощностей строятся от условной горизонтальной плоскости, для правильной интер­ претации поверхности рельефа, изображенной в изопахитах, нужно придать ей положение, соответствующее региональному наклону.

Возможны два варианта решения этого вопроса — графиче­ ский и аналитический. Первый наиболее прост и позволяет бы­ стро получить нужные данные (рис. 12Б). Составленные в едином масштабе карты изопахит и изолиний регионального на­ клона совмещаются, и в точках их пересечения из величины ре­ гионального наклона вычитается значение изопахиты, т. е. мощ­ ность перекрывающих рельеф отложений. Полученная разность должна бы соответствовать превышению данной точки над уров­ нем морского бассейна (в нашем случае — туронского). Но по­ скольку за основу приняты мощности перекрывающих рельеф от­ ложений, то такое вычитание не дает правильного представления о положении палеорельефа. Поверхность рельефа окажется ниже уровня туронского бассейна на величину максимальной мощно­ сти сантона, приуроченной к распространению этого бассейна. Значит, для правильной интерпретации необходимо увеличить исходное значение регионального наклона на максимальную мощность сантона, прибавив 30 м к нулевой изолинии и ко всем последующим по возрастанию — 31 м, 32 м и т. д. В этом случае разность изопахит и изолиний наклона будет соответствовать искомому превышению. Величины разности подписываются у то­ чек, и затем сообразно изопахитам путем линейной интерполяции проводятся изогипсы палеорельефа и составляется палеогипсометрическая карта (рис. 12Г).

Аналитический способ получения палеовысот более трудое­ мок, поскольку для него требуется большое количество данных. Но когда будут строиться палеокарты на обширные территории и по нескольким поверхностям континентальных перерывов, мож­ но будет наиболее трудоемкую вычислительную часть передать электронно-вычислительным машинам. Как видно из рис. 12В, мы имеем известные величины, в том числе постоянные: величину регионального наклона i° и m m a x — максимальную мощность сан-

Вычисленные по этой формуле превышения подписываются у точек, где замерены мощности, и путем линейной интерполяции строится палеогипсометрическая карта. Построенные этим спо­ собом палеогипсометрические карты могут рассматриваться как карты рельефа, имеющие в любой точке превышение над еди­ ным уровнем (рис. 12Г), и читаться как топографическая карта.

Описанным выше путем можно получить палеовысоты форм рельефа, полностью захороненных сантонской трансгрессией. Некоторые останцевые формы были островами в сантонском море и захоронены лишь следующей, кампанской трансгрессией (рис. 12Д). Относительную высоту этих палеоформ вычислим по формуле

где h — относительное превышение останца палеорельефа; а—• суммарная мощность сантон-кампанских отложений у подножия останца; Ъ — мощность кампанских отложений над вершиной ос­ танца. Для получения превышения останца над уровнем турон­ ского моря (Н) необходимо к значению палеоизогипсы прибавить полученную относительную высоту останца:

Таким путем были получены высоты отдельных останцов. На­ пример, для возвышенности Илемесаймрак имеем: h=\2b м — —16 м =109 м. В районе останца проходит изогипса в 15 м, поэто­

му # 0 станца = 1 5 м + Ю 9 Ж=124 М.

Изучение литолого-фациальных особенностей пород, перекры­ вающих и слагающих палеорельеф. Детальному изучению под­ лежали верхняя часть разреза слагающих рельеф альбских пород и низы перекрывших этот рельеф сантонских морских отложений. Это обусловлено тем, что при формировании рельефа в сеноман- турон-коньякское время наибольшему разрушению и переработке подвергалась верхняя часть альбского разреза, которая фактиче­ ски сформировалась под воздействием рельефообразующих про­ цессов континентального перерыва. В последующем, на началь­ ной стадии развития сантонской трансгрессии существовавший рельеф оказывал непосредственное влияние на характер морских осадков сантона. Затем это влияние ослабевало и прекратилось совсем. Опыт показывает, что величина анализируемой мощно­ сти разрезов как слагающих, так и перекрывающих рельеф по­ род может не превышать 10—20 м. Но в целом следует учиты-

вать глубину расчленения рельефа, полученную с палеогипсометрической карты. В нашем примере имеющиеся скважины вскры­ ли толщу слагающих палеорельеф пород альба на 15—20 м. Эта вскрытая часть разреза и была изучена. Для сантонских отложе­ ний, перекрывших палеорельеф, мощность исследуемой нижней части толщи не превышала 5—7 м. Лишь в этом интервале со­ став пород сантона характеризуется разнообразием, зависящим от подстилающего рельефа, в то время как выше по разрезу распространены однообразные серые известковые глины.

В начале работы над сложным вопросом изучения пород, слагающих и перекрывших палеосрез, была составлена рабочая карта фактического материала, на которой тщательно в виде колонок были изображены разрезы отложений и дана их воз­ можно полная характеристика условными знаками (цвет, грану­ лометрия, текстура, включения, возраст). Затем было замечено, что литологические разности пород могут быть объединены в оп­ ределенные комплексы. Это дало возможность построить раз­ дельно для слагающих и перекрывающих палеорельеф пород кар­ ты их литологического состава с выделением указанных комп­ лексов (Мешалкин, 1971).

мени и условия осадконакопления в морском бассейне сантонского века.

На карте литологического состава нижней части сантонских отложений было выделено пять литологических комплексов (рис. 13А). В отдельных местах, в основном в районах солянокупольных структур, сантонские отложения отсутствуют и на альбских породах лежат кампанские глины и мергели. Широким распространением на исследуемой территории пользуются два первых глинистых комплекса отложений, остальные занимают не­ большие площади, а песчаники развиты исключительно лишь в северо-восточной части исследуемой территории.

При изучении морских сантонских отложений было обращено внимание на распределение в них фосфоритов, которые образо­ вались на ранней стадии трансгрессии в условиях мелководного бассейна на глубинах порядка 50—100 м и присутствуют лишь в нижней части разреза, представленного однообразной толщей серо-зеленых, известковистых глин (Колтыпин, 1957). Проведен­ ный анализ позволил установить, что распределение фосфоритов контролировалось формами погребенного рельефа. Галька сосредоточивалась преимущественно в понижениях рельефа, на слабонаклонных (до 10°) поверхностях. Местам распространения глин с включениями фосфоритовой гальки соответствуют увели­ ченные мощности сантонских отложений. Конгломераты, состоя-

щие из фосфоритовой гальки, также накапливались в понижени­ ях рельефа, расположенных между возвышенностями.

Там, где в основании сантона присутствуют лишь глины, мож­ но предположить наличие сильнонаклонных (20°) поверхностей, на которых фосфориты не могли накапливаться. Здесь глины перекрывают склоны возвышенностей, приуроченных к солянокупольным структурам, которым соответствуют сокращенные мощности сантонских отложений.

Рельеф северо-восточной части территории занимал наиболее высокое гипсометрическое положение, подвергался интенсивно­ му абразионному воздействию сантонского моря и был частично им снивелирован и перекрыт базальным горизонтом — серыми известковистыми песчаниками с включениями хорошо окатанной

включений гальки. В предсантонское время эта часть территории, по-видимому, имела выровненный характер, о чем свидетельст­ вует и однородный состав альбских отложений. Вероятно, анало­ гичный базальный слой перекрывал и солянокупольные возвы­ шенности, где в последующем был размыт. На части территории был проведен детальный анализ глин сантона, который показал, что к возвышенностям рельефа приурочены песчанистые и алевритистые глины, а к понижениям — чистые глины.

В задачу литологического анализа отложений, слагающих предсантонский рельеф, входило выявление приуроченности их к определенным формам палеорельефа и установление коррелятных рельефу отложений. Для этого были изучены породы, сла­ гающие и перекрывающие палеосрез, и учтены изменения мощ­ ностей сантона. Кроме того, приняты во внимание те экзогенные и эндогенные факторы, которые оказывали влияние на формиро­ вание рельефа.

На карте литологического состава альбских отложений, сла­ гающих рельеф (рис. 13Б), также выделено пять комплексов отложений. Широко распространены мелкозернистые кварцевополевошпатовые пески желтовато-серого, реже желтовато-зеле­ ного и бурого цветов. Пески более грубого состава встречаются значительно реже. Песчаники желтовато-серые, бурые известны лишь в отдельных пунктах. Глины серых оттенков с включением обуглившихся растительных остатков занимают по сравнению с песками меньшую площадь и широко представлены лишь в во­ сточной части территории. В центральном районе они занимают небольшие площади. На северо-востоке глины характеризуются коричневым оттенком и включениями глауконитового песка, что позволяет считать их более древними, так как морские условия

и аридизации климата они были выведены на дневную поверх­ ность и приобрели коричневатый оттенок.

Начиная с верхнеальбского времени преобладание денудаци­ онных процессов, связанных с ростом солянокупольных струк­ тур, привело к расчленению аккумулятивной равнины альбского возраста. При этом большую роль в формировании денуда­ ционного рельефа играл литологический состав отложений и их структурное положение. Так, песчаники были приурочены к по­ ложительным формам денудационного рельефа и образовывали как плоские бронированные поверхности в межкупольных зонах, так и гряды на соляных куполах. В первом случае им соответст­ вуют локальные сокращения мощностей сантона на фоне общего их увеличения, во втором сокращенные мощности или отсутст­ вие сантонских отложений.

Альбские глины слагают также в основном положительные формы рельефа (вершины, склоны возвышенностей), реже — по­ нижения рельефа.

Мелкозернистые пески, развитые повсеместно, не имеют чет­ кой приуроченности к определенным формам рельефа.

Крупнозернистые пески слагают участки долин и высокие вершины возвышенностей, являющихся остатками альбской ак­ кумулятивной равнины. Долинам соответствуют увеличения мощ­ ности сантонских отложений, представленных глинами с включе­ ниями фосфоритовой гальки и конгломератами, возвышен­ ностям — сокращенные мощности. Разнозернистые пески при­ урочены в основном к склонам возвышенностей и равнинным участкам, причлененным к ним. На участках контакта глин и пес­ чаников с лежащими ниже песками намечены резкие уступы.

Литологический анализ альбских отложений помог выделить отложения, коррелятные рельефу сеноман-коньякского возраста. Так, крупнозернистые пески в эрозионных понижениях являются аллювиальными отложениями; преимущественно разнозернистые пески бурого цвета с включениями ожелезненных обломков пес­ чаника относятся к делювиально-пролювиальным; мелкозерни­ стые и разнозернистые пески желто-зеленого цвета имеют туронконьякский возраст и слагают участки прибрежной равнины.

Цвет указанных коррелятных отложений отличается от ха­ рактерного желто-серого цвета пород альба и обусловлен гипсо­ метрическим положением этих отложений и палеоклиматическими особенностями во время их накопления. Пески и песчаники в пределах возвышенностей часто сильно ожелезнены и имеют бурую окраску. Желто-зеленая окраска песков характерна для понижений рельефа.

Установленные закономерности связи мощностей и литологического состава приведены в табл. 2. Литологический анализ сан­ тонских и альбских отложений вместе с данными о распределе­

Путем изучения отложений, перекрывших палеорельеф, могут быть намечены его крупные морфологические элементы — воз-

вышенности, равнинные участки, эрозионные понижения. На ос­ новании изучения литологического состава слагающих рельеф отложений, их приуроченности к крупным элементам релье­ фа можно реконструировать отдельные формы этого рельефа, та­

Коррелятные рельефу отложения позволяют охарактеризо­ вать его с генетической точки зрения. Таким образом могут быть выявлены черты палеоморфоструктуры и морфоскульптуры. В других районах будут встречены, очевидно, иные литологические комплексы пород, но принципы их изучения и использова­ ния для палеогеоморфологических реконструкций, по-видимому, сохранятся.

Составление палеогеоморфологической карты. Рассмотрен­ ные выше данные с учетом палеоклиматических особенностей позволяют перейти к составлению палеогеоморфологической кар­ ты (рис. 14). В соответствии с имевшимся фактическим материа­ лом палеогеоморфологическая карта построена по морфогенетическому принципу. Каждому типу рельефа на карте соответст­ вует определенный комплекс признаков. Структурно-денудацион­ ные возвышенности грядово-останцового рельефа с превышением до 150 м, приуроченные к солянокупольным структурам, имеют, например, следующие признаки: перекрывающие отложения ха­ рактеризуются глинистым составом, сокращены в мощности до 1—5 м или отсутствуют, на палеоповерхности местами обнажены древние породы, нередко различной устойчивости (возвышен­ ности Чиркала, Илемесаймрак).

Для выделения пологоволнистого возвышенного рельефа пе­ риферийных частей соляных куполов основными признаками служили: приуроченность к нему сильнопесчанистых сантонских глин мощностью 5—15 м без включений фосфоритов; поверх­ ность естественного среза, сложенная преимущественно песками альба; отсутствие выходов более древних пород; перекрытие плосковолнистых равнин сантонскими глинами мощностью от 10 до 20 ж с включениями фосфоритовых желваков и конгломера­ та в основании.

Если предыдущие типы рельефа созданы при ведущей роли денудационных процессов, то равнины уже являются аккумуля­ тивными образованиями, преимущественно аллювиально-прелю- виальными поверхностями. В отдельных местах (особенно в юж­ ной части района) это поверхность эолового накопления и раз­ вития эоловых форм. Возможно, имеются и аллювиальные рав­ нины. Достоверно установить генезис отдельных участков рав­ нин можно путем проведения фациального анализа слагающих рельеф отложений.

Эрозионные долины выделены на основании анализа мощно­ стей сантонских отложений, которые в их пределах составляют 20—30 м. Долины широкие, неглубоко врезаны в плосковолни-