научная статья по теме МАНГЫШЛАКСКИЕ ОТЛОЖЕНИЯ (ГОЛОЦЕН) СЕВЕРНОГО КАСПИЯ Геология

Текст научной статьи на тему «МАНГЫШЛАКСКИЕ ОТЛОЖЕНИЯ (ГОЛОЦЕН) СЕВЕРНОГО КАСПИЯ»

СТРАТИГРАФИЯ. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ КОРРЕЛЯЦИЯ, 2014, том 22, № 4, с. 88-108

УДК 551.79;551.351.2(262.81)

МАНГЫШЛАКСКИЕ ОТЛОЖЕНИЯ (ГОЛОЦЕН) СЕВЕРНОГО КАСПИЯ

© 2014 г. Ю. П. Безродных*, С. В. Делия**, Б. Ф. Романюк*, В. И. Федоров*,

В. М. Сорокин***, В. Л. Лукша***

*АО "Моринжгеология", Латвия, Рига **"ЛУКОЙЛ—Нижневолжскнефть", Астрахань ***Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва

e-mail: vsorok@rambler.ru Поступила в редакцию 07.06.2012 г., получена после доработки 10.09.2012 г.

Впервые для Северного Каспия выполнен комплексный анализ материалов высокоразрешающего сейсмоакустического профилирования, бурения и отбора осадков грунтовыми трубками, биостратиграфических исследований и радиоуглеродного датирования мангышлакских отложений на ряде участков дна. Установлено, что мангышлакские отложения заполняют под новокаспийским покровом многочисленные линейно-вытянутые понижения глубиной до 5—10 м, аналогичные по морфологическим характеристикам современным "подстепным" ильменям дельты Волги, и речные врезы, наиболее крупным из которых является долина р. Волги, а также образуют по окраине шельфо-вой зоны дельтовые конусы выноса разных площадных размеров. Анализ фауны моллюсков и биологических остатков свидетельствует о накоплении мангышлакских отложений в пресноводных и слабосолоноводных обстановках с различным гидродинамическим и гидрохимическим режимом. Согласно данным радиоуглеродного датирования по органическому веществу, мангышлакские отложения формировались во время регрессии моря в интервале от 10 до 8 тыс. лет назад изотопного времени или от 11.5 до 8.5 тыс. лет назад календарного времени. Они представлены несколькими типами: глинисто-карбонатными осадками, обогащенными органическим веществом вплоть до формирования сапропелей и торфа, накопившимися при минимальном уровне; слабо известковыми алевритово-глинистыми илами, сформировавшимися при последующем активном заполнении палеопонижений терригенным материалом. Особенности минерального состава отложений проявляются в полиминеральном составе глинистого вещества с высокой долей гидрослюд и неупорядоченных смешанослойных образований, большом содержании минералов группы эпидота, роговых обманок и других акцессориев, что указывает на генетическую связь мангышлакских осадков с волжским материалом.

Ключевые слова: Каспийское море, мангышлакские отложения, сейсмоакустическое профилирование, мангышлакская регрессия, биостратиграфия.

Б01: 10.7868/80869592X14040036

ВВЕДЕНИЕ

Последнее наиболее глубокое снижение уровня Каспия, называемое мангышлакской регрессией, рассматривается в разных аспектах в большом количестве публикаций (Артамонов, 1976; Варущенко и др., 1987; Жуков, 1945; Лебедев и др., 1973; Леонтьев, 1961; Маев, 2006, 2009; Рихтер, 1954; Свиточ, Янина, 1997; Федоров, 1978; Хрусталев, Ковалев, 1991; Янина, 2009). В результате выявлены затопленные береговые террасы мангышлакского времени, установлен широкий интервал колебаний уровня моря (до абсолютной отметки —100 м), рассмотрены особенности распространения и состава мангышлакских отложений разных фациальных типов — от континентальных до глубоководных морских. Весьма пол-

ная характеристика времени и особенностей развития мангышлакской регрессии приведена в публикациях Е.Г. Маева (2006, 2009). Однако следует отметить, что представления о мангышлак-ской регрессии базируются в основном на геоморфологических материалах и данных изучения колонок донных грунтов, отобранных главным образом в глубоководных частях акватории.

Несмотря на достигнутые успехи, изучение мангышлакских отложений остается актуальным как с научных позиций, так и в прикладном отношении. Данные о вещественном составе накопившихся в период регрессии осадков и заключенных в них разнообразных органических остатков позволяют осуществлять реконструкции палеогеографических и палеоэкологических условий в перио-

47° 48° 49° 50° 51° в.д.

46°

44°

46° с.ш.

44°

47°

48°

49°

50°

51°

&

1

1

3

4

2

Рис. 1. Обзорная карта-схема мест локализации мангышлакских осадков в акватории Северного Каспия с расположением изученных районов.

1, 2 — места локализации мангышлакских осадков: 1 — погребенные мангышлакские палеопонижения, выявленные в местах изысканий; 2 — погребенная палеодолина р. Волга периода мангышлакской регрессии по данным сейсмоаку-стического профилирования и замыкающий ее конус выноса; 3 — сейсмоакустические профили, пересекшие полностью или частично палеодолину р. Волга, и их номера; 4 — районы изучения.

ды глубокого снижения уровня моря. Кроме того, сведения, полученные для шельфовых обстано-вок, малочисленны и фрагментарны, поэтому представления о литологии, условиях накопления и распространения мангышлакских отложений весьма схематичны и требуют дальнейшего развития.

Необходимость изучения мангышлакских отложений в практическом отношении определяется их специфическими свойствами. С геотехнических позиций большая их часть относится к категории "слабых" грунтов. Поэтому участки дна с их повышенной мощностью весьма неблагоприятны для размещения гидротехнических сооружений, подводных трубопроводов и подлежат в связи с этим обязательному выявлению и оконту-риванию при производстве инженерно-геологических изысканий.

Большое количество новых материалов по осадкам периода мангышлакской регрессии с

мелководного шельфа Северного Каспия получено при инженерно-геологических изысканиях, проведенных по заказам нефтегазовых компаний в рамках проектов геолого-разведочных работ и для разработки проектов обустройства выявленных месторождений. В настоящей статье приведены результаты изысканий, касающиеся особенностей распространения, возраста и условий накопления, состава и свойств мангышлакских отложений в районах Северного Каспия (рис. 1). Эти районы приурочены к разным мезоформам донной поверхности. Районы 1 и 2 располагаются в различных частях обширной плоскодонной котловины Широтная, примыкающей на севере к мелководной придельтовой равнине, ограниченной на юге банками Кулалинская и Безымянная, на западе островом Малый Жемчужный и банками Малая Жемчужная, Средняя Жемчужная и Большая Жемчужная, а на востоке — возвышенностью меридионального направления. Район 3

приурочен к седловине между банками Кулалин-ская и Безымянная, исследованной при изысканиях по одной из трасс трубопроводов. Район 4 располагается в наиболее глубоководной внешней шельфовой равнине, а район 5 в наиболее мелководной придельтовой части акватории.

МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ

Основой для выделения в разрезах грунтовой толщи и картирования погребенных залежей мангышлакских отложений послужили материалы двухчастотного высокоразрешающего сейсмо-акустического профилирования. Оценка состава и свойств мангышлакских отложений базируется на результатах лабораторных исследований керна инженерно-геологических скважин, колонок донных грунтов, отобранных вибрационным пробоотборником, а также на данных статического зондирования. Заключения о возрасте и условиях накопления рассматриваемых мангышлак-ских отложений основаны на данных радиоуглеродного датирования и результатах флоро-фаунистических исследований, часть которых приведена ранее в статье Ю.П. Безродных с соавторами (2004).

Определение абсолютного возраста органического материала, захороненного в осадках, выполнено радиоуглеродным методом в Московском государственном университете им. М.В. Ломоносова (МГУ) (О.Б. Парунин) и Санкт-Петербургском государственном университете (Х.А. Арсланов). Изучение видового состава раковинного материала проведено Е.В. Бабак (Президиум РАН), а органических остатков — О.Н. Успенской (НИИ Овощеводства РАСХН). Состав и физико-механические свойства грунтов определены в ОАО "Трест инженерно-строительных изысканий" (Астрахань) и Институте геоэкологии РАН (Москва). Особенности минерального состава осадков исследованы рентгенодифрактометриче-ским методом, а их микростроение — на поляризационном и сканирующем электронном микроскопах в МГУ (Москва).

ОСОБЕННОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ МАНГЫШЛАКСКИХ ОСАДКОВ

Основными местами локализации мангыш-лакских осадков являются погребенные палео-формы двух генетических типов: (1) речные врезы, сформировавшиеся при снижении уровня моря, и (2) замкнутые, большей частью вытянутые в одном направлении депрессии разных размеров, представляющие собой реликтовые понижения в рельефе осушавшихся палеодельт. Общая схема распространения таких палеоформ приведена на рис. 1. По южной окраине шельфовой зоны отмечаются в виде покрова дельтовые отложения того

же времени, а у бровки северо-западного борта Средне-Каспийской (Дагестанской) котловины в интервале глубин около 45—60 м выделяется обширный конус выноса.

Наиболее крупной палеоформой, сформированной в период мангышлакской регрессии, является врез (долина) Волги, протягивающийся в юго-восточном направлении до указанного выше конуса выноса. Этот врез был зафиксирован ранее на региональном разрезе, пересекающем Каспийское море от полуострова Тюб-Караган до Махачкалы (Куприн, Росляков, 1991). Однако было предположено, что он был сформирован Палео-Уралом.

При производстве инженерно-геологических изысканий этот врез подсечен семью сейсмоаку-стическими профилями на протяжении около 90 км (рис. 1). Полная ширина вреза изменяется в пределах 6—8 км. На большом протяжении он не проявляется в рельефе дна. Признаки вреза в виде пологой ложбины намечаются южнее 44° 15' с.ш. Сейсмогеологические разрезы по линиям, пересекшим эту долину, на севере в районе 2 и в наиболее южном районе 4 приведены на рис. 2.

Судя по сейсмоакустическим записям (рис. 3), рассматриваемый речной врез заполнен осадками, содержащими значительные скопления "свободного" газа. Из-за интенсивного отражения и поглощения акустической энергии газонасыщенными грунтами формируются обширные зоны потери корреляции, препятствующие непрерывному прослеживанию на разрезах днища вреза. Максимальные глубины вреза, достигающие 35— 40 м, зафиксированы на юге исследованного района по профилям 6, 7. Здесь дно наиболее глубоких участков вреза располагается в 75—80 м от поверх

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.

Показать целиком