О механизме соляной складчатости в Предуралье и Прикаспии

О МЕХАНИЗМЕ СОЛЯНОЙ СКЛАДЧАТОСТИ В ПРЕДУРАЛЬЕ И ПРИКАСПИИ

Ю.В.Казаниев, Т.Т.Казаниева

Области галокинеза образуют многочисленную группу тектонических структур и изучаются геологами и геофизиками почти 150 лет. Их изучение, особенно выяснение механизма образования дисгармоничных складок, имеет большое практическое значение, так как последние чаще всего связаны с нефтегазоносными бассейнами. Многие проблемы соляно-купольных структур все еще остаются дискуссионными. Изучением соляно-куполь-ных дислокаций занимались крупные тектонисты: Г.Е.-А.Айзейнштадт,

A.А.Богданов, М.И.Варенцов, Р.Г.Га-рецкий, В.С.Журавлев, Ю.А.Косыгин, В.Д.Наливкин, Н.В.Неволин,

B.Е.Хаин, А.Л.Яншин и др.

Наличие пространственной связи кунгурских структур с подсоле-выми линейными антиклиналями Бельской впадины отмечено давно. Например, выявлены закономерности в пространственном размещении Кинзебулатовского и Шиханско-Волостновского артинских и Воскресенского кунгурского валов [4]. Как установлено теперь бурением на ряде площадей, эти закономерности обусловлены тем, что линейные антиклинали подсолевого ложа и кунгурские валы приурочены к разным (висячему и лежачему) крыльям единого надвига.

Кровля сульфатно-галогенной фации кунгура в пределах южной половины Бельской впадины образует ряд линейно вытянутых в субмеридиональном направлении валов, обнажающихся на поверхности в виде узких, иногда прерывистых полос, отражающих срез со-

ляных поднятий. С запада на восток известны валы: Мелеузовский, Сма-ковский, Воскресенский, Александровский и Иртюбякский (рис. 1). Структура поверхности кунгурских отложений резко несогласна по отношению к нижележащим толщам. Соляным поднятиям, например, в одних местах соответствуют вогнутые складки, в других — выпуклые. Это несоответствие структур вызвано соляной тектоникой, создавшей в пластичных толщах солей диапи-ровые поднятия различных форм и размера, среди которых "... можно различать все переходы от горизонтально лежащей серии пластов вплоть до грабеновидных с вертикальными и даже веерообразно-запрокинутыми крыльями" (Богданов А.А., 1947).

В долине широтного течения р.Нугуш Александровский и Воскресенский кунгурские валы разбурены широтным профилем скважин (рис. 2). Александровский вал высотой 1560 м имеет падение крыльев под углами 40-50°. Скважинами 7, 8, 9 и 11 обнаружено, что восточным крылом поднятия служит надвиг, наклоненный сверху под углом 45о, а на глубине 1700-2000 м выполаживающийся до 7-10о. Скважиной 7 он вскрыт на глубине 1023 м, где под терригенными отложениями артинского яруса повторились кунгурские образования. Скважинами 9 и 8, расположенными восточнее, этот надвиг вскрыт на глубинах 1740 и 1974 м соответственно (под слоями среднего девона были обнаружены артинские отложения). Во фронтальной части на-

двига, названного Саратовским, в докунгурских отложениях выделена линейная Александровско-Ба-сурмановская антиклиналь: падение пород на ее западном крыле составляет 2о, на восточном — 5-12о.

Такое же строение обнаруживается и в районе Воскресенского кунгурского вала, который прослеживается перед фронтом следую-

Рис. 1. СХЕМА РАЗМЕЩЕНИЯ ГАЛОГЕННЫХ СТРУКТУР КУНГУРА ВЕЛЬСКОЙ ВПАДИНЫ ПРЕДУРАЛЬСКОГО ПРОГИБА

1 — западная граница впадины; 2 — область отсутствия отложений кунгура; 3 - соляные поднятия; 4 - оси кунгурских валов; 5 -линии геологических разрезов

И

ГЕОЛОГИЯ НЕФТИ И ГАЗА. 1'2003

щего к западу Шиханско-Волост-новского надвига (см. рис. 2). Его ширина здесь 2-5 км, крутизна склонов составляет 30-45°, высота — 1600 м. Параллельно восточному крылу вала, вдоль фронта Ши-ханско-Волостновского надвига, докунгурские породы смяты в Арслановскую линейную антиклинальную складку. Шиханско-Волостновский надвиг, создавший кунгурскую и докунгурскую структуры, погружается на восток

под углами 40-45°, выполаживаясь на глубине 2300-2500 м до 10° (скв. 45 и 46).

В 17 км южнее в обоих кунгур-ских валах (см. рис. 2, Б) обнаружена та же зависимость пространственного размещения соляных и подсолевых дислокаций. Скважина 5 прошла через сводовую часть Александровского вала и вскрыла максимальную мощность осадков кун-гура — 1900 м. Восточнее скв. 33

и 34 вскрыли Саратовский надвиг, наклоненный на восток под углами 45-10о. К его фронтальной части в подсолевом ложе приурочена Севе-ро-Подгорновская антиклиналь. Аналогичное строение на этой широте обнаруживает и Воскресенский вал. Надвиг, являющийся его восточным крылом, установлен здесь несколькими разведочными скважинами. Висячее крыло надвига осложнено Волостновской антиклинальной складкой.

Рис. 2. ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ РАЗРЕЗЫ ВОСКРЕСЕНСКОГО И АЛЕКСАНДРОВСКОГО КУНГУРСКИХ ВАЛОВ В ПЕРЕСЕЧЕНИЯХ

ПО ЛИНИЯМ I-I

Арслановская антиклиналь

13 45 46 44 48 15 26 47 п .

5001 i А А _i- A A Pik

3

0

-1000 H

-2000

-3000 -

-4000 -H, м

Александровско-Басурмановская антиклиналь

7 9;8 11 P1a-ar C3 C2

в

Vas S

Vas

A

Волостновская антиклиналь

28 5832 30 50

200 0

-1000

-2000

-3000

-4000 H, м

Северо-Подгорновская антиклиналь в

20 5 33 34 P1k

Б

I-   !

3 —w—w—w- 4 10

w*

EZE

11

5 12

6

13

7

14

В

15

3

1 — песчаники, алевролиты, аргиллиты верхней перми; 2 — гипсы, ангидриты кунгурского яруса; 3 — соли; 4 — загипсованные песчаники, алевролиты, аргиллиты; 5 — песчаники, алевролиты, аргиллиты ассельского, сакмарского и артинского ярусов; 6 — известняки, мергели, аргиллиты верхнего карбона; 7 — известняки и доломиты среднего карбона; 8 — известняки, доломиты с прослоями аргиллитов нижнего карбона; 9 — известняки верхнего девона; 10 — известняки, песчаники и аргиллиты среднего девона; 11 — мергели, доломиты, песчаники силура; 12 — песчаники, алевролиты, аргиллиты ашинской серии венда; 13 — залежь нефти; 14 — стратиграфические гранииы; 15 — линии надвигов (ШВ — Шихан-ско-Волостновского, Кз — Кинзебулатовского, С — Саратовского); соляные валы: I — Воскресенский, II — Александровский

OIL AND GAS GEOLOGY, 1*2003

Итак, мы видим,что в пределах Вельской впадины Предуральского прогиба отчетливо устанавливается тесная пространственная и генетическая связь соляных валов и линейных антиклиналей в подсолевом ложе с надвиговыми дислокациями, которые обусловливают формирование и развитие как докунгурско-го, так и послеартинского структурных планов.

Механизм образования соляных поднятий представляется следующим. Тектоническая пластина, надвигавшаяся с востока под действием горизонтального давления, встречая на пути пластичные породы соленосной формации, срывала их с основания, сминала и нагромождала перед фронтом надвига. В дальнейшем поднятие могло расти за счет гравитационного выжимания солей из соседних зон, приобретая форму диапиров или "ядер протыкания" (рис. 3). Этому способствовали интенсивная трещиноватость и дробление жестких пород в надви-говых зонах, хорошо проницаемых для нагнетания галогенных толщ. Соли при этом собирались в микроскладки, приобретая плойчатость, захватывая обломки подстилающих и боковых пород. Так в них попали аргиллиты, алевролиты, песчаники и известняки артинского, сакмарско-го, ассельского и уфимского ярусов, ангидриты, доломиты и глины кунгу-ра. Подобные дислокации в большом количестве встречены в керне.

Таким происхождением диапи-ров можно объяснить отмечаемую многими исследователями интенсивную нарушенность и гофрировку пород в верхних частях кунгурских поднятий и ослабление дислоциро-ванности с глубиной. Например, пачка слоистых плитчатых ангидритов, выделяемая в основании галогенной формации, почти повсеместно за пределами нарушений лежит согласно с нижележащими артински-ми породами. Ненарушенными оказываются лишь пласты соли, уда-

ленные от надвигов. Всего в 2,5 км западнее Александровского вала скв. 20 вскрыла пачку гидрокарбо-натно-сульфатных пород кунгура мощностью 125 м, в составе которой встречены два 5-м слоя каменной соли. Находясь под мощными (> 2 км) молассами верхней перми, они тем не менее совсем не деформированы, а залегают горизонтально.

Рассмотренные особенности соляной тектоники являются характерными не только для южной части Предуральского прогиба. Аналогичные структурные соотношения устанавливаются в Соликамской впадине. Здесь в кунгурском ярусе выявлено большое число структур, име-

ющих форму вытянутых валов, прослеживающихся в меридиональном направлении на 150 км и более. Одним из значительных среди них является Камско-Вишерский вал, прослеживаемый на юг от северной границы впадины почти на 200 км. Ширина его колеблется от 6 км (на юге) до 15 км (на севере). Западное крыло вала более крутое (3-6о), чем восточное (до 1о). Амплитуда поднятия — 100 м. Верезниковский вал протягивается от р.Вишера до р.Яйва параллельно Камско-Вишерскому на 140 км, имея ширину 6-12 км. Наиболее приподнят он в районе Соликамска и Верезников, где только толщина солей достигает 500 м.

Рис. 3. ПРЕДПОЛАГАЕМЫЙ МЕХАНИЗМ ФОРМИРОВАНИЯ СОЛЯНЫХ СТРУКТУР

А — накопление осадков в бассейне; Б — зарождение диапировых структур в условиях тангенциального сжатия; В — последующее формирование диапировых структур с участием гравитационных сил; 1 — песчаники; 2 — гипсы и ангидриты; 3 — соли; 4 — известняки; 5 — разрывы; 6 — направление тангенциального давления; 7 — направление действия гравитационных сил

ГЕОЛОГИЯ НЕФТИ И ГАЗА, Г2003

Западное крыло вала наклонено под углами 7-9о, восточное — 1-2о. Харюшинский вал вытянут в том же меридиональном направлении на 80 км. Ширина его — 6-9 км, высота — около 60 км. Игумский вал прослеживается восточнее Харюшинского и параллельно ему на 145 км при ширине 5-12 км и высоте 200 м. Углы наклона западного крыла достигают 9о, восточного — 2о.

Несмотря на сравнительно простое в целом строение описанных валов, внутри них наблюдается интенсивная дислоцированность. По данным В.А.Вахрамеевой, детально изучившей здесь ряд соляных поднятий, пласты соли собраны в мелкие (высотой до 15 м) асимметричного профиля складки, вытянутые преимущественно в меридиональном направлении. Часто такие складки запрокинуты на запад и надвинуты на 50-150 м в западном направлении.

Наличие столь сложной де-формированности соляной толщи, а также отсутствие продолжения кунгурских антиклинальных структур в подстилающих докунгурских отложениях (слои артинских пород под валами имеют чаще моноклинальное залегание, а порой образуют понижения) указывают на проявление здесь соляной тектоники. По аналогии с кунгурски-ми валами Бельской впадины следует признать, что возникновение и формирование валов Соликамской впадины связано с региональными надвигами, фронтальные части которых трассируются вдоль восточных крыльев соляных поднятий. Как и на юге Предуральско-го прогиба, последние приурочены к лежачим крыльям надвигов, висячие же их крылья осложнены фронтальными антиклинальными складками.

Рис. 4. ВРЕМЕННОЙ РАЗРЕЗ 14-76А СОЛЯНОГО КУПОЛА КАРАТЮБЕ И АМАМБАЛЬСКОЙ АНТИКЛИНАЛИ В ПРИКАСПИИ [3]

1 - сейсмические отражающие площадки (П - сопоставляемые с кровлей артинского яруса Р^;

2 - надвиг; 3 - зона тектонических (глыбовых) брекчий; 4 - соли; 5 - скв. Г-11

Тесная взаимосвязь соляных дислокаций и региональных тектонических структур устанавливается во многих областях земного шара. Линейные соляные диапиры, приуроченные к надвигам, выявлены в Афгано-Таджикской впадине [2] и Предпиренейских прогибах. Линейная ориентированность соляных поднятий, совпадающая с таким же расположением основных соляных структур, отмечается в Припятской, Днепровско-Донецкой, Аму-Дарьинской, Ангаро-Ленской и СевероГерманской впадинах, Месопотам-ском прогибе, Восточных и Южных Карпатах и др. Связь соляных структур с разломами в подсолевом ложе доказана для Прикаспийской впадины (Демидов В.А., 1974).

К.Х.Бакиров и др. в работе [3] на большом фактическом материале (данные бурения и сейсморазведки) показали роль тектоники в формировании диапировых поднятий Прикаспийской впадины [1]. Для примера рассмотрим разрез Каратюбин-ского соляного поднятия (рис. 4) из работы [3]. На разрезе показана зона тектонитов, выполненная обломками карбонатных, терригенных и хемогенных пород, сцементированных таким же, но более раздробленным материалом. В.Н.Мазур и Г.И.Селиванов (ПГО "Актюбинск-нефтегазгеология") достаточно уверенно выделили эту зону на временном разрезе 14-76А, назвав ее зоной "глыбовых брекчий". Блоки горных пород в ней характеризуются значительной нарушенностью залегания пластов (присутствие мелкой складчатости, многочисленных трещин-разрывов и пр.). Как видим (см. рис. 4), по надвигу произошло смещение верхнепалеозойских (пермских и каменноугольных) пород, оказавшихся смятыми в принадвиго-вую антиклинальную (Саламбаль-скую) складку. Таким образом, были подтверждены наличие диапи-ров в тылу надвиговой поверхности и образование антиклинальных ловушек УВ во фронте надвига.

0!Ь АШ САБ СЕОЬОСУ, Г2003

га

Однако не все геологи разделяют эту точку зрения. Так, С.Б.Файницкий [5] на примере структурных форм, образованных в подсолевых отложениях Прикас-пия, утверждает, что структурные поверхности под солями имеют собственный механизм образования, подчиняющийся только палеогеографическим обстановкам.

Выявленные нами закономерности образования и размещения галогенных диапиров и разрывных дислокаций опровергают это. К тому же они имеют важное значение при поисках нефти и газа. Соляные валы в краевых прогибах обычно фиксируют положение фронтальных частей региональных надвигов, в пределах которых формируются линейные нефтегазоносные структу-

ры подсолевого ложа. Антиклинальные ловушки УВ в подсолевых отложениях закономерно располагаются вдоль внутренних (по отношению к орогенной области) крыльев галогенных поднятий, где и рекомендуется вести их поиски.

Aumepamypa

1. Бакиров К.Х. Надвиговые структуры восточного борта Прикаспийской впадины // ДАН СССР. — 1983. - Т. 271, № 4. - С. 928-932.

2. Белеловский М.Л., Седлец-кий В.И., Коробка B.C. О соляной тектонике мегантиклинали Юго-Западного Гиссара и Афгано-Таджикской впадины // Геотектоника. — 1971. — № 2.

3. Вертикальная миграция углеводородов и прогноз крупных перспектив промышленной нефтегазо-

носности пермотриасового комплекса отложений Прикаспийской впадины / К.Х.Бакиров,С.К.Курманов, М.А.Чимбулатов и др. — Алма-Ата — Актюбинск, 1992.

4. Новые данные о строении и перспективах нефтегазоносности Предуральского прогиба / Р.С.Била-лов, И.А.Тагиров, М.А.Камалетдинов, А.Ш.Кудашев // Геология нефти и газа. - 1968. - № 4.

5. Файницкий С.Б. Некоторые примеры структурно-литологических осложнений строения подсолевого комплекса Прикаспийской впадины по данным сейсморазведки // Геология нефти и газа. — 2001. - № 5. -С. 25-30.

© Ю.В.Казаниев, Т.Т.Казанцева, 2003

A mechanism of forming the salt structures over the territory on the south of Ural foredeep is considered. A role of thrust dislocations in this process and at the same time in the anticlinal traps formation is estimated.

Решением большого жюри национального конкурса "Российский ТЭК-2002" Ф.К.Салманов стал победителем

в номинации "За личный вклад в развитие отечественного ТЭК".

Фарман Курбанович Салманов, легендарный геолог, при участии которого были открыты многие известные месторождения Западной Сибири, был номинирован на звание лауреата национального конкурса "Российский ТЭК-2002". Объявление итогов конкурса состоялось 14 марта 2003 г. в столичном клубе "Монолит". По итогам конкурса, проводимого второй год, названы победители в 13 номинациях, в том числе "Компания года", "Проект года", "Подрядчик года", "Лучшая сеть АЗС", "Иностранная компания года" и др. Организаторами конкурса выступили Московский международный нефтяной клуб и агентство RusEnergy, а генеральным информационным спонсором конкурса явилось агентство деловой информации "Прайм-ТАСС".

Начиная с 1957 г. Ф.К.Салманов занимался разведкой недр в Западной Сибири. Он непосредственно участвовал в открытии более 100 месторождений, в том числе таких крупных как Мамонтовское, Мегионское, Правдинское, Усть-Балыкское. С 1978 по 1987 г. Ф.К.Салманов возглавлял "Главтюменьгео-логию". Под его руководством закладывались основы нынешнего могущества крупнейших нефтяных компаний, добывающих нефть и газ в Западной Сибири.

-<32>-

ГЕОЛОГИЯ НЕФТИ И ГАЗА, 1'2003