Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Состояние изученности фундамента и его влияния на формирование и нефтегазоносность осадочного чехла 8
Глава 2. Формационные комплексы и инфраструктура фундамента. 19
2.1. Формационные комплексы Курско-Среднеднепровского мегаблока 29
2.2» Формационные комплексы Холмско-Кировоградского мегаблока 37
2.3. Инфраструктура Курско-Среднеднепровского мегаблока. 44
2.4. Инфраструктура Холмско-Кировоградского мегаблока... 47
2.5. Разломная тектоника фундамента 48
Глава 3. Взаимосвязь внутреннего строения и современной структуры фундамента 58
Глава 4. Породные ассоциации девона и карбона как отражение динамики деструкции фундамента 86
4.1. Породные ассоциации девонских отложений 93
4.1.1. Раняесинеклизный этап 93
4.1.2. Рифтовый этап 100
4.2. Породные ассоциации карбона позднесинеклизный этап. 118
Глава 5. Тектоника осадочного чехла и ее связь со структурой и динамикой деструкции фундамента 138
5.1. Типы структур осадочного чехла 138
5.2. Взаимосвязь тектоники осадочного чехла и фундамента.149
Глава 6. Влияние тектонической эволюции фундамента на нефтегазоносность осадочного чехла 178
6.1. Основные черты нефтегазоносности осадочного чехла 178
6.2. Влияние тектонической эволюции фундамента на нефтегазоносность осадочного чехла 190
6.3. Некоторые вопросы влияния фундамента на закономерности размещения месторождений нефти и газа 203
Заключение 210
Литература 215
- Состояние изученности фундамента и его влияния на формирование и нефтегазоносность осадочного чехла
- Формационные комплексы Курско-Среднеднепровского мегаблока
- Взаимосвязь внутреннего строения и современной структуры фундамента
- Породные ассоциации девонских отложений
- Типы структур осадочного чехла
Состояние изученности фундамента и его влияния на формирование и нефтегазоносность осадочного чехла
Современное состояние изученности характера влияния кристаллического фундамента на формирование тектонической структуры осадочного чехла и на закономерности образования и локализации месторождении нефти и газа в Днепровско-Донецкой впадине следует рассматривать в трех направлениях В первую очередь следует остановиться на изученности самого кристаллического фундамента, как основы для выяснения его влияния на геологическое развитие осадочного чехла и: формирование и размещение залежей нефти и газа.
Первые сведения о петрографическом составе и структуре фундамента относятся к 1930-1940 гг. В этот период в пределах ДДВ начинаются поисково-съемочные геолого-геофизические работы, направленные на выяснение перспектив нефтегазоносности данной территории» При этом скорость накопления геологической информации значительно уступала новым геофизическим данным. В 1941 г. появилась работа В.СгЗавистовского и С.И.Субботина /70/, в которой были изложены результаты интерпретации площадных магнито- и гравиметрических исследований и представлена первая схема гипсометрии поверхности кристаллического фундамента. Рельеф этой поверхности отображался в виде корытообразной мульды, изогипсы поверхности которой характеризовались плавностью и относительно небольшими градиентами перепада.
В 1945 г. И.А.Балабушевич предпринял новую попытку анализа геофизических материалов, полученных в ходе работ конца 30-х годов» Опубликованная им работа /Qjt в которой изложены результаты этого анализа, в значительной степени осветила характер строения докембрийского фундамента впадины. Модифицировав схему В.С.Завис-товского и С.И.Субботина, И.А.Балабушевич показал на ней краевые региональные сбросовые нарушения, ограничивающие центральный грабен Тем самым был сделан вывод об относительной тектонической разобщенности фундамента Днепровско-Донецкой впадины, При-пятского прогиба и докембрийских образований Украинского щита /УЩ/ и Воронежского кристаллического массива /ВКМ/. Вместе с тем й.А.Балабушевич подчеркнул, что все эти элементы докембрийского цоколя Восточно-Европейской платформы некогда представляли единое целое, в связи с чем для познания закономерностей состава и строения фундамента Днепровско-Донецкой впадины первоочередное значение имеет их тесная корреляция с более доступными для изучения образованиями УЩ и ВКМ. Исходя из этого Й.А.Балабушевич, проанализировав пространственную ориентировку и интенсивность магнитных и гравитационных аномалий, показал принципиальное сходство тектонической структуры фундамента впадины и прилегающих частей УЩ» Сходство это выражалось в линейном характере складчатости образований фундамента и субмеридиональном простирании основных складчатых структур.
Формационные комплексы Курско-Среднеднепровского мегаблока
Курско-Среднеднепровский мегаблок отличается довольно сложным составом слагающих его пород. Здесь в пределах отдельных глыб развиты раннеархейские складчатые образования, слагающие фундамент всего мегаблока в целом Значительная часть объема мегаблока занята среднеархейскими складчатыми образованиями. Кроме того, здесь развиты позднеархейско-раннепротерозойские складчатые зоны, получившие название "зеленокаменных поясов" /рис. 2.1 1./.
Раннеархейские складчатые образования, обнажающиеся на Украинском щите в пределах Славгородской глыбы, а также, по всей вероятности, залегающие вблизи поверхности в районе Томаковского гравитационного максимума, объединяются в один монофациальный гранулитовый формационный комплекс. Наиболее типично этот комплекс развит в районе Среднего Побужья, где в нем выделяется ряд суцеркрустальных и ультраметаморфических формаций /Ї00/. В пределах же рассматриваемой территории комплекс представлен одной суперкрустальной формацией - гиперстенсодержащих гнейсов и крис-таллосланцев и развивающейся по ней ультраметаморфической эндер-битовой формацией. В пределах впадины образования этого комплекса не вскрыты, да и вероятность этого, по-видимому, очень мала. Дело в том, что выходы пород этого комплекса на Украинском щите приурочены к высоко приподнятым и, соответственно, более эродированным участкам земной коры; в то же время породы фундамента впадины с конца девона оказались захороненными под мощным осадочным 33. чехлом.
Среднеархейские складчатые образования, сложенные аульской серией и днепровским комплексом гранитоидов на Украинском щите и обоянской серией на ВОД, широко развиты в пределах мегаблоков и объединяются в аульский моно фациальный амфиболитовый формаци-онный комплекс. В его составе выделяются суперкристальные, ультра метаморфические, метаморфизованные и интрузивные формации. Суперкрустальные образования представлены /снизу вверх/ гнейсо-во-чфисталлосланцевой и кристалдосланцево-амфиболитовой формациями, состав которых отражен в таблице 2Х 1оПо этим формациям развиваются две ультраметаморфические формации - биотитовых и биотит-роговообманковых гранито-гнейсов и диоритоЕидных пород соответственно /табл. 2JL.I./.B числе метаморфизовашшх выделяется одна формация — метаморфизовашшх тоналитов» 1С интрузивным формациям комплекса условно отнесена формация аплито-пегматоид-ных гранитов, тела которых слагают обширные территории на Щ и БШ, включают ксенолиты пород описанных, выше формаций и очень часто в точности наследуют их складчатую структуру.
Взаимосвязь внутреннего строения и современной структуры фундамента
Обсуждение проблемы происхождения ДДВ насчитывает к настоящему времени несколько десятилетий, в связи с чем мы не имеем возможности подробно останавливаться на всех существующих геотектонических схемах и рассмотрим лишь современные варианты моделей. В целом в настоящее время развиваются две основные схемы. Сторонники первой /Ї62Д63 и др.7 связывают образование ДДВ с горизонтальным растяжением земной коры, тогда как другие исследователи Д9,26,38,50,63 и др.7 полагают, что первопричиной образования впадины явилось воздымание сводовой части Сарматского щита, обусловленное изменениями объема подкорового вещества, растрескивание и проседание осевой части свода с трансформацией возникавших при этом тангенциальных растягивающих напряжений в вертикальные, преимущественно нисходящие движения соответствующих участков консолидированной земной коры. Основные положения и спорные вопросы этих схем рассмотрены в работе В.йЛнтипова /6/,
Проведенный автором анализ породных ассоциаций девона и карбона /см. гл. 4/ показал, что значительная роль среди них принадлежит песчано-глинистым ассоциациям. При этом соотношения между главными членами этих ассоциаций свидетельствуют о том, что в ходе развития впадины накопление песчаников и алевролитов многократно сменялось накоплением аргиллитов. Такое явление могло иметь место только в обстановке периодических колебаний гипсометрического уровня дна бассейна седиментации, когда погружение территории регулярно сменялось ее воздыманием. Именно такой характер развития структуры предполагается второй из перечисленных геотектонических схем, которая представляется автору наиболее соответствующей имеющимся фактическим данным.
Согласно существующим представлениям /23,44,497, в развитии впадины выделяется три основных этапа - ранний синеклизный, начавшийся в конце среднего девона и завершившийся в начале позднего девона; рифтовый, охватывающий большую часть позднего девона; поздний синеклизный, продолжающийся от карбона по настоящее время В последние годы все большее число исследователей присоединяется к мнению о наличии в юго-восточной части впадины "рифейского праграбена", т.е. рифта рифейского возраста, аналогичного таковым других участков Восточно-Европейской платформы. Как отмечалось в предыдущей главе, идее наличия рифейского рифта в указанном районе не противоречат материалы по строению фундамента. Однако до тех пор, пока наличие такой структуры не будет подтверждено геологически, включать историю ее развития в общую историческую схему эволюции ДДВ нет достаточных оснований.
Каждый из отмеченных этапов развития впадины характеризовался своим геотектоническим режимом. Ранний синеклизный этап протекал в обстановке слабого растяжения земной коры. На рифто-вом этапе степень растяжения земной коры значительно усилилась. Согласно классификации рифтовых зон И.Б.Рамберга и П.Моргана /128/, заложение рифтовой зоны в своде воздымающегося участка континентальной земной коры отвечает условиям активного рифто-генеза, и сопровождается интенсивной деструкцией земной коры, т.е. фундамента рифтовой зоны.
Породные ассоциации девонских отложений
Как известно, важным показателем палеотектонических условий формирования осадочных толщ являются мощности. Однако при проведении настоящих исследований выяснилось, что применение анализа мощностей для реконструкции характера динамики деструкции фундамента довольно ограничено. Дело в том» что большую часть разреза девонских отложений слагают породные ассоциации с участием вулканогенных и соленосних толщ. В первом случае распределение мощностей обусловлено главным образом особенностями пространственной локализации палеовулканияеских аппаратов и поэтому реальные мощности не являются индикатором темпов погружения различных участков бассейна. Подобно этому, соляные толщи чаще всего не отражают истинных значений мощностей, накопленных в соответствующие отрезки времени, поскольку в данном случае соляные массы подвергались перераспределению» Таким образом, в качестве индикаторов темпов прогибания различных участков фундамента могут использоваться только мощности песчано-глинистых и глинисто-карбонатных типов породных ассоциаций. Но и при этом возникают определенные сложности, обусловленные многочисленными внутри- и межформационными размывами. Это затруднение, однако, в нашем случае вполне преодолимо, ибо для реконструкции характера .динамики деструкции фундамента определяющее значение имеет установление не абсолютных величин мощностей отложений, а их относительных характеристик для различных участков впадины, с этой точки зрения фиксируемые в настоящее время мощности отложений могут являться показателем относительных темпов прогибания бассейна, суммарная величина которого равна разности собственно величины прогибания какого-либо, участка и последующего его возды-мания с размывом части отложений.
Другая сложность анализа мощностей песчано-глинистых и глинисто-карбонатных отложений, возникающая при изучении образований. карбона, обусловлена тем, что в этот период в ДЦВ имел место конседиментационный рост большого количества локальных структур /2,7l7» Поскольку подавляющее большинство последних относится к типу соляных структур /структур индукционного типа, см» гл» 5/, естественно ожидать, что соотношение мощностей одновозрастных отложений в пределах по-разному развивавшихся /кон- или постседи-ментадионно/ структур не будет адекватно отражать динамику деструкции фундамента как в количественном, так и в качественном отношениях» К атому следует добавить, что развитие рифогенных построек в отложениях карбона вносит еще большую погрешность в анализ мощностей глинисто-карбонатных отложений.
Таким образом, ниже основное внимание будет уделено анализу состава породных ассоциаций и лишь по возможности будут привлекаться данные анализа мощностей отложений»
Прежде всего необходимо отметить, что изученность девонских отложений продолжает оставаться довольно слабой» Основные объемы глубокого бурения приходятся на северо-западную часть впадины и северную и южную прибортовые зоны» В связи с этим какие-либо построения, касающиеся юго-востока впадины и значительной территории ее центральной части, в настоящее время не могут считаться достаточно надежными» Приводимые ниже данные относятся к девонским отложениям главным образом северо-запада впадины и фактически все построения выполнены для участка, отвечающего Холмско-Кирово-градскому мегаблоку фундамента»
Типы структур осадочного чехла
Вопрос типизации структур осадочного чехла ДЕВ имеет длительную историю. В разное время ему уделяли1 внимание различные авторы /9,84,8&,П4,138,157,175,177 и др./7. В 50-х и 60-х годах, когда объем геолого-геофизических материалов был сравнительно небольшим, существовавшие схемы типизации структур отличались определенной простотой и значительной генерализацией. По мере накопления большого количества материала становилось ясным, что структурные условия осадочного чехла весьма сложны» в соответствии с чем схемы типов структур постоянно уточнялись и детализировались. В то же время наметились разные подходы к принципам классификации структур осадочного чехла. Не имея возможности детально останавливаться на этом вопросе, отметим, что существующую к настоящему времени ситуацию достаточно полно охарактеризовали В.А.Витенко и БЛ.Кабышев /$2? t обратив внимание на то, что ни одна из предложенных схем типизации не описывает исчерпывающе всех особенностей структур, потому что эти особенности имеют различный характер - тектонический, морфологический, генетический, возрастной, экономический и т.д. Естественно, что любая классификация, учи тыкающая лишь один из этих параметров, не является исчерпывающей. Но учитывая то, что учет всех этих параметров в одной схеме приведет к ее чрезмерной сложности, указанные авторы предложили принимать те схемы, которые удобны для поставленных перед исследователем задач, т.е» выбор классификации: структур должен определяться в первую очередь целями исследований. В соответствии с этой рекомендацией, в настоящей работе принята одна из последних структурно-возрастных классификаций, типов структур ДДВ, разработанная »»Кравцом /8 8/. Согласно этой схеме /рис» 5.I.I /, все структуры осадочного чехла делятся на солевые /с активной девонской или девонской и, нижнепермской солями/ и бессолевые. Наиболее простым строением отличаются бессолевые структурные формы. Они подразделяются на структуры неантиклинального и антиклинального типов» Неантиклинальные структуры представлены моноклинальными формами различных размеров, в той или иной степени осложненными разрывами, обусловливающими блокировку моноклиналей. Развиты структуры этого типа преимущественно в прибортовых зонах /Гороб-цовская, Сорочинская и др./. Структуры антиклинального типа представлены брахиантиклинальными складками /Вергуновская, Голу-бовская и др./, которые в отдельных случаях осложнены вертикальными разломами или даже пологими надвигами /Красно-Поповская структура/.
