УДК 552:14
КАТАГЕНЕЗ И МЕТАМОРФИЗМ ПОГРУЖЕНИЯ ТЕРРИГЕННЫХ И ВУЛКАНОГЕННЫХ ТОЛЩ (РАЗРЕЗ, ВСКРЫТЫЙ ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ СКВ. СГ-7, ЕН-ЯХИНСКОЙ)
© 2011 г. И. М. Симанович, В. И. Горбачев*
Геологический институт РАН 119017Москва, Пыжевский пер.,7;
E-mail: simanovich@ginras.ru *ОАО НПЦ "Недра" 150000Ярославль, ул.Свободы, 8/38; E-mail: geol@nedra.ru Поступила в редакцию 03.03.2008 г.
Вторичные преобразования терригенных комплексов мелового, юрского и триасового возрастов, вскрытых скважиной СГ-7, изучены, начиная с глубины 3620 м и до 6920 м (кровли базальтов). До глубины ~6770 м наблюдается постепенное нарастание интенсивности катагенетических преобразований песчаных пород: формирования структур растворения под давлением и регенерации обломочного кварца. Увеличения степени преобразования глинистых минералов в этом интервале не отмечено; колебания процентного содержания иллита, гидрослюд, смешанослойных минералов, смектита, хлорита и каолинита на разных глубинах вскрытого разреза связано с изменениями областей сноса по мере накопления осадочных комплексов. Крупнозернистые песчаные породы среднего триаса (надбазальтовая толща) преобразованы значительно интенсивнее: в них появляются микростилолитовые структуры растворения под давлением, рекристаллизационный бластез обломочных зерен кварца, а также обнаружены новообразованные выделения цоизита. Изменяется также состав глинистых минералов: слюды представлены серицитом с AD = 0, отмечаются железистый хлорит и каолинит. Эти признаки указывают на отсутствие линейного роста Т и Р по мере погружения осадочных комплексов. Интенсивный (до 200—300°С) прогрев надбазальтовых отложений среднего триаса обусловлен, скорее всего, температурным воздействием долгоживущего суперплю-ма, с которым (до отложения осадочных толщ) была связана трапповая деятельность — интенсивные излияния базальтовых лав. Исследование вторичных минералов в базальтах, вскрытых скважиной СГ-7, позволило сделать вывод, что степень их метаморфизма отвечает среднетемпературной субфации фации зеленых сланцев.
Бурение сверхглубокой Ен-Яхинской параметрической скважины (СГ-7) проводилось с целью изучения глубинного геологического строения северной части Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции (рис. 1), а также оценки перспектив нефтегазоносности глубокопогру-женных юрских, триасовых и палеозойских отложений. В частности, ставилась задача изучения вещественного состава и вторичных преобразований вскрытых скважиной терригенных и вулканогенных комплексов юры и триаса. Использование кернового материала позволило провести достаточно детальное микроскопическое изучение песчаных и вулканогенных пород, а также рентгено-структурное исследование глинистых минералов.
ПЕСЧАНЫЕ И ПЕСЧАНО-ГРАВИЙНЫЕ ПОРОДЫ
Первично-седиментационная характеристика осадочных пород. Скважина СГ-7 пересекла по-
дошву терригенного комплекса и вошла в базальты. Поскольку отбор керна производился начиная с глубины 3620 м, эталонные шлифы были изучены с интервала 3620—6920 м (меловые, юрские и триасовые отложения).
Для песчаных пород в пределах этого интервала характерны общие черты, свидетельствующие об устойчивом компенсированном накоплении мощных толщ при незначительных колебаниях палеогеографических условий. Для всех изученных образцов песчаных пород характерна относительно низкая степень окатанности обломочных зерен, что свидетельствует о том, что транспортировка и осаждение обломочного материала происходили исключительно в водной среде. Хорошо окатанные зерна отсутствуют, следовательно, перекомпенсация осадконакопления, сопровождавшаяся эоловой обработкой обломочного материала, не происходила.
По составу, в соответствии с классификацией В.Д. Шутова [1967], все изученные эталонные об-
Рис. 1. Схема расположения Ен-Яхинской параметрической скважины СГ-7.
Серые поля — нефтегазоносные структуры.
разцы относятся к грауваккам (рис. 2). При этом песчаные и песчано-гравийные породы среднего триаса, непосредственно залегающие на базальтах, являются кварцевыми граувакками. Обилие в породах кремнистых и фтанитовых обломков и песчано-гравийная размерность зерен позволяют предположить, что, скорее всего, происходил размыв бортовых участков грабена, обнажавшихся в результате тектонических подвижек. Песчано-гравийные породы среднего триаса не содержат продуктов размыва подстилающих их базальтов, которые, следовательно, не являлись источником сноса при формировании надбазальтовой терри-генной толщи.
Верхнетриасовые песчаные отложения характеризуются несколько повышенным, по сравнению с породами среднего триаса, содержанием зерен плагиоклаза и на классификационном треугольнике В.Д. Шутова попадают в поле полево-шпат-кварцевых граувакк. Еще выше относительное содержание полевых шпатов в юрских и меловых песчаниках. В целом наблюдается отчетливый тренд: чем моложе песчаные породы, тем больше в их составе полевых шпатов; при этом в юрских и меловых песчаниках возрастает доля калиевых полевых шпатов.
Очень важной особенностью описанных песчаных пород является практически полное отсутствие в их составе первичного матрикса. Поэтому, исходя из теоретических положений Ф. Петти-джона с соавторами [1976], их нельзя считать классическими граувакками, столь характерными для осадочных бассейнов активных окраин континентов, а также складчатых областей, возникших на месте этих осадочных бассейнов ("эв-
Кварц
Обломки Полевые пород _ _ _ _ _ _ обломки
Н 102Н304Ш5 Н 6
Рис. 2. Классификационная диаграмма песчаников, вскрытых скважиной СГ-7.
Границы полей проведены по данным В.Д. Шутова [1967]. 1 — 4 — песчаники: 1 — среднего триаса, 2 — верхнего триаса, 3 — юры, 4 — мела; 5, 6 — поля: 5 — кварцевых граувакк, 6 — полевошпат-кварцевых грау-вакк.
геосинклиналей"). По классификации Ф. Петти-джона с соавторами [1976], изученные породы следует считать лититовыми аренитами (или суб-граувакками, по более ранней классификации Ф. Петтиджона). Обилие в составе песчаников обломков пластичных пород (глинистых, глинисто-алевритовых, метаосадочных) создавало условия для ранней литификации песчаных отложений и образования псевдоматрикса, игравшего роль цемента.
Постседиментационные преобразования песчаных пород разреза. Как уже отмечалось, песчаники на всем протяжении вскрытой части разреза изначально были практически лишены первичного матрикса, что в значительной мере определило характер и тип их литификации. В мелкозернистых песчаниках мелового возраста, несмотря на значительную глубину погружения (3826 м), литификация осуществлялась в основном за счет деформации и частичного дробления пластичных осадочных и метаосадочных пород с образованием псевдоматрикса, выполняющего роль цемента (рис. 3а). Сильно преобразованные и деформированные кластогенные слюды также вошли в состав псевдоматрикса. Конформные контакты между зернами кварца, полевых шпатов и обломков кремней проявлены слабо, следовательно, структуры растворения под давлением при данной глубине погружения не являлись главным фактором литификации пород. Иногда отмечается хрупкая деформация полисинтетически сдвой-
Рис. 3. Микрофотографии структур песчаных пород из разреза скважины СГ-7.
а — структура песчаника; слабо проявлены конформные контакты между зернами, николи скрещены (мел, глубина 3826 м); б — отчетливо проявленные структуры растворения под давлением, николи скрещены (средняя юра, 4828 м); в — конформные контакты и регенерация обломочных зерен кварца, николи скрещены (верхний триас, 5575 м); г — регенерация обломочных зерен кварца, николи скрещены (верхний триас, 5618 м ); д — конформно-регенераци-онная структура песчаника, николи скрещены (верхний триас, 6092 м); е — микростилолитовый контакт между обломочными зернами, николи скрещены (средний триас, 6773 м).
никованных зерен плагиоклаза. Регенерация обломочных зерен кварца не установлена.
Литификация нижнеюрских мелко-средне-зернистых песчаников (глубина 4828 м) происходила также за счет интенсивной деформации оса-
дочных и метаосадочных литокласт. Однако в участках скопления обломочных зерен кварца, полевых шпатов и кремнистых пород наблюдаются отчетливо проявленные конформные структуры растворения под давлением (см. рис. 3б). Ред-
ко отмечается слабо проявленная регенерация обломочных зерен кварца. Полисинтетически сдвойникованные зерна плагиоклаза иногда деформированы. Кластогенные слюды интенсивно преобразованы — отмечается их деформация, разбухание, замещение гидромусковитом, иногда — хлоритом. Некоторые зерна полевых шпатов замещены или корродированны кальцитом.
Проявленные прежде всего в структурном преобразовании постседиментационные изменения средне-крупнозернистых, реже — мелкозернистых песчаников среднего триаса постепенно возрастают с глубиной погружения. Так же, как и в вышележащих песчаниках юрского возраста, литификация описываемых пород происходила за счет деформации относительно пластичных обломков — аргиллитов, алевропелитов, метаоса-дочных; участками происходило дробление этих пород с образованием псевдоматрикса. Конформные структуры растворения между зернами кварца, полевых шпатов и кремнистых обломков выражены заметно интенсивнее, чем в дотриасо-вой части разреза (5575 м, см. рис. 3в). Иногда отмечаются микростилолитовые контакты между зернами кварца. Регенерация кварца за счет перешедшей в раствор кремнекислоты в ряде случаев устанавливается вполне отчетливо (5618, 6092 м, см. рис. 3г, 3д), но, вероятно, масштаб этого процесса на самом деле более значителен, поскольку границы обломочных зерен кварца и их регенера-ционных каемок наблюдать очень трудно из-за почти полного отсутствия газово-жидких и пылевидных включений на контакте между обломочным и аутигенным кварцем. В ряде случаев тонкие послойные примазки и линзочки органического вещества способствовали формированию протяженных микростилолитовых швов, явно более поздних по отношению к уже сформировавшейся структуре породы. Кластогенные слюды, содержащиеся в песчаниках, очень сильно преобразованы: деформированы (иногда приобретают структуру "столбика монет"), замещены гидромускови
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.