Связь водоносных горизонтов с пластовыми интрузиями в разрезе кембрия на Куюмбинской площади

Е.В. Шеламова

СВЯЗЬ ВОДОНОСНЫХ ГОРИЗОНТОВ С ПЛАСТОВЫМИ ИНТРУЗИЯМИ В РАЗРЕЗЕ КЕМБРИЯ НА КУЮМБИНСКОЙ ПЛОЩАДИ

Рассматривается строение кембрийских отложений Куюмбинской площади в связи с их водоносностью. По данным бурения скважин отмечается поглощение бурового раствора на контакте с интрузиями, что свидетельствует о повышенной проницаемости вмещающих пород.

Ключевые слова: кембрий; пластовые интрузии; Куюмбинская площадь; водоносные горизонты.

Куюмбинская площадь находится на территории одноименного лицензионного участка, расположенного в юго-западной части Средне-Сибирского плоскогорья и приуроченного к междуречью Подкаменной Тунгуски и Ангары. Исследуемый район охватывает долину среднего течения р. Подкаменная Тунгуска и водораздельные части ее притоков: рек Камо и Тайга. Административно находится на территории Байкитского района Эвенкийского автономного округа Красноярского края, в 90 км от п. Байкит.

В связи с развитием нефтепромыслов на Байкитской антеклизе потребность в воде для питьевого, хозяйственного и технического водоснабжения резко возрастает. В целях поисков и разведки подземных вод возникает необходимость более углубленного изучения верхней части осадочного чехла для выделения водоносных горизонтов.

Основным объектом разведки и разработки на участке является Куюмбинское месторождение, которое вместе с Юрубчено-Тохомским и Оморинским входит в Юрубчено-Тохомскую зону нефтегазонакопления (ЮТЗ). Промышленные залежи нефти и газа на ней связаны с рифейскими отложениями. ЮТЗ расположена в центральной части одной из крупнейших структур Сибирской платформы - Байкитской антеклизы и занимает наиболее приподнятую ее часть, выделенную в Камовский свод. По нефтегазогеологическому районированию Юрубчено-Тохомская зона располагается в центре Байкитской нефтегазоносной области, входящей в Лено-Тунгусскую нефтегазоносную провинцию.

В строении участка выделяются три структурных этажа: нижний, промежуточный и верхний. Нижний структурный этаж слагают архейские образования кристаллического фундамента платформы, промежуточный и верхний - образования осадочного чехла. Промежуточный этаж представлен карбонатными и терри-генно-карбонатными отложениями рифейского возраста, которые с угловым и стратиграфическим несогласием перекрываются отложениями венда (верхнего этажа). В разрезе верхнего структурного этажа выделяются терригенные и соленосно-карбонатные отложения венда, кембрия, в некоторых случаях ордовика, а также четвертичные образования (рис. 1). Объектом исследования в данной статье являются кембрийские отложения верхнего структурного этажа.

Отложения кембрия распространены на всей территории и согласно залегают на образованиях тэтэрской свиты венда-кембрия [1]. Они представлены отложениями усольской, бельской, булайской, ангарской, эвенкийской свит (рис. 1).

Усольская свита (С} ш) имеет галогенно-карбонатный состав и отличается трехчленным строением.

Отложения нижней подсвиты, мощностью порядка 4550 м представлены каменной солью с прослоями доломитов глинистых, ангидритизированных, ангидритов серых и являются надежным соленосным флюидоупо-ром для нижележащих потенциально нефтегазоносных карбонатных пластов тэтэрской свиты. Отложения средней подсвиты образуют осинский горизонт -сложный карбонатный пласт, который является ярким маркирующим горизонтом. Пласт представлен известняками и доломитами, часто органогенными (водорослевыми), как правило - пористыми и кавернозными. Толщина в среднем по участку составляет 75-80 м. Положение пласта между двумя соленосными горизонтами определяет его хорошую опознаваемость и корре-лируемость. В отдельных скважинах Куюмбинской площади из этого горизонта получены притоки рассола с водорастворенным газом. Отложения верхней под-свиты - каменная соль, доломиты, доломиты глинистые и ангидритистые, ангидриты, мощностью около 300 м. Мощность отложений усольской свиты порядка 420-430 м.

Бельская свита (G¡ bls) по литологическому составу разделена на две подсвиты. Нижняя подсвита представлена доломитами и известняками серыми, неравномерно глинистыми, с прослоями ангидритов и мергелей. Верхняя - неравномерным переслаиванием каменной соли с доломитами глинистыми, ангидритизи-рованными. Общая толщина свиты в среднем 500-560 м, иногда выше 600. В верхней подсвите встречается интрузия долеритов.

Булайская свита (G¡ bul) сложена серыми и темносерыми доломитами средне- и мелкозернистыми, иногда известковистыми, массивными и слоистыми (водорослевыми). Для пород характерна неравномерная би-туминозность и, изредка, кавернозность. Каверны мелкие, чаще всего изолированные, заполненные вторичными карбонатами и сульфатами, что придает породам мелкопятнистый облик. Мощность свиты 65-110 м.

Ангарская свита (G¡ an). Отложения ангарской свиты представлены пачками и пластами каменной соли, доломитов, доломито-ангидритов и глинистых доломитов. Доломиты серые, темно-серые и светло-серые, иногда коричневато-серые тонко- и мелкозернистые, неравномерно ангидритистые, неравномерно глинистые, массивные и слоистые. Доломито-ангидриты серые и светло-серые, мелко- и среднезернистые, массивные, иногда глинистые. Глинистые доломиты серые, зеленовато-серые, светло-серые, неравномерно ангидритистые, слоистые. Каменная соль бесцветная, прозрачная, иногда белая и розовато-белая, крупнокристаллическая. Мощность отложений 500-600 м. В толще встречаются интрузии долеритов.

Ф а н е р о з о й с к а я - Р2

Литологическое описание пород

о С™

5-б-Ъ

5 .о +

ЛТо

Красновато-жёлтый мелко- и тонкозернистый песок с прослоями галечников, супесей и глин

Песчаники светло-серые, кварцевые полевошпатово-кварцевые

N

0_

-

О) -

яя аа

о

е

ц

а

с

ш

Є

о

т

Ц7

ш

Ц)

I

<

ш э

\\)

и 1

н со

X *

и >3

X о ц о

2 О н >

~Г~т

пи

Осинский

у 7 у

Алевролиты красновато-коричневые,с прослоями, линзами и пятнами зеленовато-серые, часто с точечными включениями, тонкими прослоями, прожилками и линзами вто ричного кальцита, гипса и ангидрита. Мергели с прослоями тонкослоистых зелено-серых алевритовых доломитов. Переслаивающиеся алевролиты красновато-коричневые, доломиты серые и зеленовато-серые, тонкозернистые, иногда волнисто-слоистые с редкими включениями крупнокристаллической каменной соли (галита). Встречаются маломощные выклинивающиеся пластовые интрузии долеритов

Переслаивающиеся пласты доломитов и каменной соли. Доломиты серые, светло-серые, зеленовато-серые, мелко- и среднезернистые, неравномерно глинистые и ангидритистые (до доломито-ангидритов), иногда сильно засолоненные.

Встречаются маломощные выклинивающиеся пластовые интрузии долеритов

Долериты серые и темно-серые, среднекристаллические, часто трещиноватые

-С

о и

О

Переслаивающиеся пласты доломитов и каменной соли. Доломиты серые, светло-серые зеленовато-серые, мелко- и среднезернистые, неравномерно глинистые и ангидритистые (до доломито-ангидритов), иногда сильно засолоненные

Доломиты серые и темно-серые, мелко- и срецнезернис-тые массивные и слоистые (водорослевые), к низу разреза глинистые, иногда известковистые со стилолитовыми швами

ІІ 1

Переслаивающиеся пласты каменной соли и доломитов. Каменная соль бесцветная прозрачная, белая, крупнокристаллическая. Доломиты серые, светло-серые, темно-серые, иногда зеленовато-серые неравномерно глинистые

Долериты серые и темно-серые, среднекристаллические, часто трещиноватые

О:

Доломиты серые и темно-серые, мелко- и среднезернистые, глинистые, иногда известковистые

1П>Т1

/ /

Доломиты и известняки серые, темно-серые и коричневато-серые, тонко-, мелко- и среднезернистые, массивные и слоистые (водорослевые), со стилолитовыми швами, редко с желваками темного и серого кремня. Встречаются прослойки (2-5 м) глинистых доломитов, доломитовых мергелей и глинистых доломитов зеленовато-серых и коричневато-серых волнистослоистых

Переслаивающиеся пласты каменной соли и доломитов. Каменная соль бесцветная прозрачная, белая, розоватобелая, крупнокристаллическая. Доломиты серые, темносерые, светло-серые и зеленовато-серые, мелко- и среднезернистые, массивные и слоистые неравномерно глинистые (до доломитовых мергелей) и ангидритистые (до доломито-ангидритов.

Переслаивающиеся пласты доломитов и известняков

Долериты серые и темно-серые, среднекристаллические Преслаивающиеся доломиты и пласты каменной соли

о

і -Є

7^7

Доломиты серые, темно-серые и коричневато-серые, неравномерно ангидритистые, редко глинистые

Поглощения: О частичное ф полное

Рис. 1. Размещение поглощений бурового раствора в кембрийских отложениях

Эвенкийская свита (Є2-3 єу) делится на три подсви-ты. Нижняя подсвита сложена красноцветными с зелеными пятнами мергелями, доломитами, известняками, оползневыми брекчиями, каменной солью, гипсом. Средняя подсвита представлена мергелями, аргиллитами вишнево-бурыми с зелеными прослоями зеленовато-серых доломитов пелитоморфных и оолитовых. Отмечаются линзы и прослои гипса. Верхняя подсвита сложена доломитами глинистыми и алевритистыми, строматолитовыми и онколитовыми, алевролитами, аргиллитами, песчаниками, мергелями и вскрывается по склонам долин р. Подкаменной Тунгуски и ее притоков. Отложения свиты иногда включают маломощные тела долеритов. Мощность свиты порядка 400 м.

В тектоническом плане Куюмбинская площадь располагается в центральной части Камовского свода. В структурном плане в рифейских отложениях здесь выявлена крупная структура - Куюмбинский мегавал, осложненный более мелкими структурами: Рассолкин-ским структурным мысом и Кукшидинской структурной мульдой. По кровле подсолевого вендского комплекса выделена моноклиналь, наклоненная в северовосточном направлении [1]. Рассматриваемая территория интенсивно раздроблена дизъюнктивными нарушениями. Большинство разрывных нарушений имеет северо-западное и северо-восточное простирание, но также встречаются субширотные и субмеридиональные разрывы. Наибольшую протяженность имеют нарушения субширотного и северо-западного простирания, по ним же отмечаются максимальные амплитудные смещения [1].

Важным элементом разреза осадочной толщи являются трапповые образования. Трапповый магматизм пермотриасового периода оказал влияние на геологическое строение всего региона. На Байкитской антек-лизе интрузивные образования составляют около 10 % от объема платформенного чехла [1].

Стратиграфический диапазон их залегания на Бай-китской антеклизе очень широк: отложения венда, кембрия, ордовика. В пределах Куюмбинского участка интрузии долеритов встречаются в отложениях кембрия, ордовика. По анализу данных по глубоким скважинам можно сказать, что они представлены тремя крупными пластовыми телами (силлами), территориально перекрывающими друг друга, а также многочисленными секущими образованиями.

Первый, самый нижний силл встречается только на западе и юге Куюмбинского участка и на Терско-Камовском в отложениях усольской свиты. Причем стратиграфически это интрузивное тело меняет свое положение: на западе участка - в подосинской пачке, на юге - в осинском горизонте, и далее на юго-восток в пределах Терско-Камовского участка снова переходит в подосинскую пачку. Мощность силла в пределах участка невелика - до 10 м, увеличиваясь к западу и юго-востоку до 20-27 м.

Второе трапповое тело по мощности может достигать 160 метров и территориально распространяется практически по всему участку, за исключением, возможно, севера. Этот силл залегает в породах бельской свиты, обычно в верхней подсвите. В редких случаях раздваивается, иногда переходит в нижнюю подсвиту.

Наиболее широким распространением пользуется третий силл, самый мощный из всех. Суммарная мощность его достигает 500 м и более. Долериты этого траппового тела встречаются практически во всех скважинах в отложениях ангарской и эвенкийской свит. Часто он расщепляется на несколько образований (от 2 до 6), причем мощность некоторых из них может быть свыше 300 м (рис. 2).

Траппы на Куюмбинском участке обладают теми же характеристиками, что и образования трапповых комплексов на всей Байкитской антеклизе, а также на других структурах Сибирской платформы [1]. Здесь также отмечаются плавные изменения толщин силлов по площади, клинообразная форма их выклинивания, ступенчатый «переход» траппов с одного стратиграфического уровня на другой.

Кроме пластовых интрузий, осадочные образования осложнены также секущими трапповыми телами: дайками, штоками. Выходы секущих тел на поверхность обычно приурочены к возвышенностям. На участке встречаются интрузивные образования 2, 3 и 4 фаз внедрения (выделение фаз интрузивной деятельности произведено группой петрографов ВСЕГЕИ под руководством М.Л. Лурье (1962 г.)) [1]. Петрографический состав различен: троктолитовые, оливиновые долери-ты, габбро-долериты, микродолериты, пегматоидные долериты.

Водоносные горизонты и комплексы в разрезе Тунгусского артезианского бассейна объединяются в три гидрогеологические формации (сверху-вниз): надсоле-вую (палеоген-неоген-четвертичные отложения, триас, карбон, ордовик, верхний и средний кембрий), соленосную (нижний кембрий), подсолевую (основание кембрия, венд, рифей). В них выделяются 12 водоносных комплексов: палеоген-четвертичный, верхнепалео-зойско-триасовый, ордовикский, надсолевой (надсоле-вая формация), ангарско-литвинцевский, булайский, бельский, усольский (соленосная формация), карбонатный, терригенно-сульфатно-карбонатный, терриген-ный, рифейский (подсолевая формация) [3].

О влиянии интрузивных тел на коллекторские свойства вмещающих пород существуют различные мнения. По мнению Е.Н. Родновой контактовый метаморфизм на свойства коллекторов в приинтрузивных зонах влияет неблагоприятно [4]. В то же время ряд исследователей (Н.В. Мельников, С.П. Кузьмин, М.Б. Букаты, В.И. Вожов) пришли к выводу, что именно контактово-измененные породы выше и ниже пластовых интрузий обладают повышенными коллекторскими свойствами, а сами интрузивные тела могут являться флюидоупо-рами (особенно наиболее мощные из них) [3-5]. По данным ряда исследователей [3, 5], имеется связь флюидопроявлений и поглощений бурового раствора с приконтактовыми зонами вмещающих интрузии пород. В западной части Сибирской платформы распространение высокопроницаемых горизонтов в кембрийских отложениях на контакте с интрузиями отмечается почти повсеместно.

На Куюмбинской площади практически во всех скважинах в приконтактовых с долеритами зонах отмечаются поглощения бурового раствора вплоть до катастрофического (см. рис. 1).

0 ________

500

1000

1500

2000]

Отложения О

500

1000

1500

2000

га

Переслаивание алевролитов, аргеллитов, доломитов и мергелей £

Доломиты, доломиты глинистые, ангидритизированные

Карбонатные породы £ с пластами каменной соли

Переслаивание известняков и доломитов £

Доломиты £

с пластами каменной соли

Интрузии долеритов Т

Дизъюнктивные нарушения

Отложения УН

Горизонты пресных и солоноватых вод, имеющие широкое распространение

Горизонты пресных и солоноватых вод, имеющие ограниченное распространение

Горизонты вод соленой и рассольной минерализации, имеющие широкое распространение

,-------, Горизонты вод соленой и

___ ____ рассольной минерализации,

Рис. 2. Геолого-гидрогеологический разрез по глубоким скважинам

Поглощения получены при прохождении отложений ангарской, булайской, бельской свит. В ряде случаев получены притоки пластовой воды. Эти данные свидетельствуют о повышении проницаемости пород в приконтактовых зонах.

Исходя из приуроченности высокопроницаемых горизонтов к пластовым интрузивным телам, можно сделать вывод о влиянии внедряющихся магматических расплавов и сопутствующих агрессивных растворов на коллекторские свойства вмещающих пород. При этом сами пластовые тела могут выполнять роль экранов, предотвращая проникновение крепких высокометаморфизованных рассолов в вышезалегающие горизонты вод и слабых рассолов [3].

Исходя из вышеизложенного, можно предположить на Куюмбинской площади наличие водоносных гори-

зонтов соленосной формации вблизи пластовых интрузий долеритов в отложениях нижнего и среднего кембрия. Особенно перспективными для выявления наиболее производительных водоносных горизонтов могут быть отложения верхнебельской и ангарской свит. Пластовая интрузия в усолькой свите имеет ограниченное распространение на Куюмбинской площади, однако в других районах этот силл может иметь влияние на коллекторские свойства карбонатного осинского горизонта усольской свиты.

Вопрос о влиянии пластовых интрузий на формирование водоносных горизонтов в приконтакто-вых зонах вмещающих пород на взгляд автора недостаточно изучен и требует дальнейших исследований.

ЛИТЕРАТУРА

1. Шемин Г.Г. Геология и перспективы нефтегазоносности венда и нижнего кембрия центральных районов Сибирской платформы (Непско-

Ботуобинская, Байкитская антеклизы и Катангская седловина). Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2007. 467 с.

2. Государственная геологическая карта СССР масштаба 1:200000. Серия Тунгусская, лист Р-47-ХХУ1. Объяснительная записка / Боручинкина А.А.,

Тарасова В.Б., Бардеева М.А. М., 1970. 87 с.

3. Букаты М.Б. Геология и геохимия подземных рассолов западной части Сибирской платформы: Дис. ... д-ра геол.-минер. наук. Томск, 1999.

289 с.

4. Кузьмин С. П. Связь водоносности глубоких горизонтов с пластовыми интрузиями на западе Тунгусского нефтегазоносного бассейна //

Гидрогеология нефтегазоносных бассейнов Сибири: Сборник научных трудов. Новосибирск, 1977. С. 69-74

5. Вожов В.И., Кузьмин С.П., Букаты М.Б. О возможности локализации углеводородных залежей под интрузивными траппами // Геология и

нефтегазоносность Сибирской платформы: Сборник научных трудов. Новосибирск, 1981. С. 87-94.

Статья представлена научной редакцией «Науки о Земле» 19 октября 2009 г.

0