авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |
-- [ Страница 1 ] --

STRATIGRAPHIC TRAPS

IN SANDSTONES

-EXPLORATION TECHNIQUES

by Daniel A. B u s c h

Published by

The American Association of

Petroleum Geologists

Tulsa, Oklahoma, U.S.A., July 1974

Д.А. БУШ

СТРАТИГРАФИЧЕСКИЕ

ЛОВУШКИ

В ПЕСЧАНИКАХ

Методика исследований

Перевод с английского И.П. ЛАВРУШКО и Ю.Г. ТАКАЕВА

Под редакцией и с предисловием

д-ра геол.-мин. наук Н.А. ЕРЕМЕНКО Издательство "Мир" Москва 1977 УДК 553.98.078.4:552.51 В хорошо иллюстрированной книге на многих к о н кретных примерах освещены различные вопросы, с в я занные с поисками месторождений нефти и г а з а, к о н т ролируемых ловушками литологического и с т р а т и г р а фического типов. Перспективы таких месторождений широко известны. Достаточно сказать, что в США б о л е е 4 0 % нефти д о б ы в а е т с я из подобных з а л е ж е й. В э т о й связи книга Д. Буша (публикация Американской ассоциации геологов—нефтяников), обобщающая боль шой опыт г е о л о г о в США, представляет значительный научный и практический интерес.

Книга явится ценным п о с о б и е м для г е о л о г о в - п р а к тиков и сотрудников научно-исследовательских о р г а н и заций, занимающихся поисками, разведкой и выяснени е м условий образования месторождений нефти и г а з а, а также для с т у д е н т о в при изучении метоййки г е о л о горазведочных работ на эти полеаные ископаемые.

Редакция лите'рат'чры по вопросам геологических наук Copyright 1974 by The American Association of Petroleum Geologists All rights reserved 20804 - Б 041(01)- Предисловие Предлагаемая вниманию советского читателя книга Д. A. Бушa "Стратиграфические ловушки в песчаниках'', изданная Американской ассоциацией геологов-нефтяников, безусловно, заинтересует г е о л о гов широкого профиля, занимающихся вопросами палеографии, а также изучением прибрежных фаций и песчаных формаций. Но осо бенно большой интерес эта книга должна вызвать у геологов-нефтя ников. В книге детально рассматриваются проблемы, связанные с образованием стратиграфических и литологических ловушек в при брежных условиях, имеющие первостепенное значение для США, так как более 40% добычи нефти и г а з а в этой стране ведется* из т а ких ловушек или их комбинаций с антиклинальными структурами.

В СССР изучению нефтегазовых месторождений подобного типа до сих пор уделялось явно недостаточное внимание. Объясняется это различными причинами и в первую очередь, по-видимому, наличием достаточно большого числа антиклинальных структур, расположен ных в благоприятных условиях. Разведка залежей, связанных с антиклинальными складками, значительно проще и соответственно экономически более эффективна. Однако в последние годы в ряде нефтегазоносных областей, особенно в старых нефтегазоносных рай онах Европейской части страны и Кавказа, все более и более ощу щается "структурный голод". Назрела насущная необходимость з а няться изучением и разведкой залежей нефти и г а з а, приуроченных к стратиграфическим и литологическим ловушкам.

Впервые в нашей стране залежи в литологических ловушках, так называемые "рукавообразные залежи", были описаны акад. И.М-Губ киным в 1 9 1 1 г. Им ж е была разработана методика разведки т а ких залежей. На основе исследований Хельквиста, Бальзамова и многих других краснодарских геологов были разработаны теория образования и методика поисков и разведки "заливообразных з а л е жей". Поиски и разведка литологических и стратиграфических з а л е жей в других районах страны носили спорадический характер. Т а к о го типа залежи открывались главным образом лишь попутно при разведке антиклинальных складок. Отсутствие существенных успе 6 Предисловие хов в значительной степени обусловлено о т с т а в а н и е м теоретических исследований, некоторым пробелом в знаниях, прежде в с е г о отно сящихся к оценке условий образования коллекторов—резервуаров з а лежей подобного типа. Предлагаемая книга восполняет э т о т пробел в части изучения литологических ловушек в песчаных коллекторах, образовавшихся в прибрежных обстановках.

Американские г е о л о г и не выделяют литологические ловушки в самостоятельную группу, как э т о принято в нашей стране, а рас сматривают их в м е с т е с о стратиграфическими ловушками. Это по ложение отразилось в названии настоящей книги. В р у с с к о м пере воде было сохранено оригинальное название книги, хотя в ней в основном рассматриваются именно литологические ловушки.

Американскими г е о л о г а м и приобретен большой опыт по деталь ному изучению литологических ловушек, м е т о д а м их картирования и разведки в них з а л е ж е й нефти и г а з а.

Книга Д. А. Б у ш а д а е т советскому читателю в о з м о ж н о с т ь озна комиться с опытом американских г е о л о г о в в э т о м направлении. Она является ярким примером использования актуализма в геологии не только в т е о р е т и ч е с к о м плане, но и для решения конкретных п р а к тических з а д а ч разведки з а л е ж е й определенного типа.

Н. Еременко В память моею сына Дэниела Эндрю Буша (21 января 1942 - 5 декабря 1966) Предисловие к английскому изданию Данная книга представляет собой модифицированный вариант курса из 1 2 лекций о песчаниках, которые были прочитаны группам геологов. Большая ч а с т ь курса соответствовала п р о г р а м м е повышения квалификации Американской ассоциации геологов—нефтя ников.

Книга издана в связи с т е м, что многие лица, прослушавшие курс, просили предоставить им материалы лекций. Несмотря на то что в книге содержится много сведений, которые не представляют собой ничего нового д л я г е о л о г о в, работающих в научно—исследова тельских лабораториях, надо и м е т ь в виду, что лишь относительно небольшое число геологов—производственников имеют д о с т у п к м а териалам таких лабораторий. Данная книга должна быть особенно полезной г е о л о г а м - р а з в е д ч и к а м, которые работают в небольших компаниях, независимым предпринимателям, а также консультан т а м - г е о л о г а м, которые не имеют возможности активно участвовать в исследовательских работах.

В книге д а е т с я краткий о б з о р опубликованных данных о с о в р е менных и древних осадках, который дополнен представлениями са м о г о автора и примерами из е г о личной практики. Автор не ставил с в о е й целью д а т ь полное изложение каждой статьи. Проанализиро ваны лишь аспекты, имеющие отношение к т е м внутренним и внеш ним о с о б е н н о с т я м слагающих резервуары песчаников, которые мо г у т быть непосредственно использованы в практике проведения поисково—разведочных р а б о т на нефть и г а з. Т а м, г д е было необ ходимо, рассмотрены г и п о т е з ы и теории происхождения песчаных тел;

э т о сделано для т о г о, чтобы вооружить читателя достаточным о б ъ е м о м знаний по и з у ч а е м о м у вопросу, а также в целях лучшего понимания о б с у ж д а е м ы х в книге м е т о д о в поисково-разведочных работ на нефть.

Помещенный в конце книги список литературы подразделен на с е м ь категорий. Он не полный, но т е м не менее с о д е р ж и т доста т о ч н о е число работ по каждому типу песчаников и п о э т о м у может оказаться очень п о л е з н ы м для любого г е о л о г а, который з а х о т е л бы 8 Предисловие % английскому изданию изучить тот или иной тип песчаников. Число вошедших в список литературы учебников очень незначительно, так как большая часть описанных в данной книге представлений в них не рассматривается.

В о время многочисленных неофициальных дискуссий с о слуша телями моих лекций я извлек для с е б я очень много полезного. Я особенно признателен Артуру А.Мейергоффу и Пегги Р а й е з а то, что они просмотрели и подвергли конструктивной критике рукопись кни ги, а также Д е б о р е Зикмунд з а е е тщательное редактирование т е к с т а. Я благодарен господину и г о с п о ж е Говард Кларк, которые и з готовили многочисленные фоторепродукции рисунков, использованные во время чтения лекций и помещенные в книге. Я также благодарю ДжонаК.Уорна з а фотографию е г о гипсовой модели меандрируюшего пояса.

Дзниел. Буш Талса, Оклахома март 1973 г.

Глава ВВЕДЕНИЕ Практика современных поисково—разведочных работ требует з н а ния основ стратиграфии. Геолог—нефтяник должен для овладения пред м е г о м постичь основные принципы минералогии, осадочной пет рологии, седиментологи, стратиграфической палеонтологии и г е о морфологии. Хотя все эти предметы обычно изучают отдельно, они т е м не менее, будучи взаимосвязанными, перекрывают друг друга.

Практическое знание всех этих предметов является основой пони мания проблем стратиграфии толщ, залегающих на глубине. Особо г о внимания заслуживают следующие области исследования: принци пы отложения осадков, обстановки осадконакопления, синхронные стратиграфические маркирующие горизонты, стратиграфические и лалеогеоморфологические ловушки.

Обсуждение проблем, связанных с трактовкой принципов осадко накопления, является неотъемлемой частью курса седиментологии.

Эти принципы применены к широкому разнообразию энергетических обстановок, каждая из которых должна рассматриваться отдельно, что д а е т возможность определить, какой из типов песчаных тел может образоваться в данной обстановке. Общая классификация энергетических обстановок включает в себя четыре основных об·* становки осадконакопления: континентальную, озерную, прибрежную и морскую. Каждая из этих обстановок характеризуется разнооб разными противоположными друг другу энергетическими особен ностями осадконакопления, в которых происходит аккумуляция боль шого количества кластических осадков. В табл. 1 представлена о д на из классификаций обстановок осадконакопления.

По голоценовым отложениям, образовавшимся в большинстве обстановок, перечисленных в таблице 1, опубликована многочислен ная литература. По аналогичным древним обстановкам осадконакоп ления, которые были изучены на основании данных обнажений, т а к же имеются публикации. Однако выделению и прослеживанию этих древних обстановок на глубине посвящено слишком мало работ. О б суждение в данной книге проблемы происхождения песчаников дает возможность определить методы изучения последовательности зале— Глава I Таблица Классификация обстановок осадконакопления I. Континентальные A. Аллювиальных равнин Б. F1Jrcen рек B. Дюн Г. Пролювиальных конусов выноса Д. Осыпей Е. Ледниковая II. «Озерная III. Морские прибрежные A. Прибрежных равнин Б. Пляжей 1. Фронтальная часть пляжа а) барьерный или прибрежный бар 2. Тыловая часть пляжа B. Низких гряд (ченьеров) и равнин, в пределах которых разви ты последние Г. Бухт и лагун Д. Приливно—отливных равнин Е. Песчаных банок приливно-отливной полосы Ж. Дельт 1. Дельты в форме птичьей лапы 2. Дельты, приуроченные к эстуариям 3. Полукруглые дельты 4. Остроконечные дельты 5. Лопастевидные дельты IV. Морские А. Континентального шельфа Б. Континентального склона, континентального подножья, бати альной и абиссальной зон 1. Турбидиты а) русел б) глубоководных конусов выноса в) ложа бассейна гания комплексов на глубине и представляет в распоряжение и с с л е дователя ряд примеров. В книге рассматривается проблема выде ления и использования синхронных литологических маркирующих г о ризонтов (реперов). С помощью синхронного маркирующего репера при условии критического подхода к этому вопросу можно: 1) оп ределить тип песчаного тела, 2 ) установить связь его формы с Введение условиями с р е д ы осадконакопления и 3 ) п р е д с к а з а т ь р а с п р о с т р а н е ние э т о г о т е л а на глубине в дополнение к тому, что можно у з н а т ь об э т о м на основании имеющихся контрольных данных.

Детальные исследования показывают, что среди ловушек в п е с чаниках значительное количество относится либо к стратиграфичес ким, либо палеогеоморфологическим. Выявление обоих типов лову шек и их анализ лучше в с е г о проводить п о с р е д с т в о м их привязки к синхронным литологическим маркирующим горизонтам. Извест но, что как тот, так и д р у г о й тип ловушек часто с о д е р ж и т нефть и г а з. Можно с уверенностью с к а з а т ь, что большая ч а с т ь запасов нефти и г а з а в пределах континентальной части Северной Америки б у д е т обнаружена в э т и х двух типах ловушек,.

Геолог, изучающий р а з в и т ы е на глубине отложения, использует пробы, отобранные пробоотборником, шлам, керн и диаграммы к а р о тажа. Основными типами каротажа являются электрический, р а д и о активный и акустический, х о т я применяют также б о л е е 3 0 типов механического каротажа. Совершенно необходимо, чтобы геолог разведчик в с о в е р ш е н с т в е владел всеми этими методами.

В книге намеренно приведены примеры по осадочным породам различного в о з р а с т а и по многим осадочным б а с с е й н а м. Таким о б р а з о м, читатель д о л ж е н с е б е ясно представлять, что обсуждаемые принципы и методы применимы к проблеме поисков нефти и газа во в с е х частях з е м н о г о шара.

РАНЕЕ ПРИМЕНЯВШИЕСЯ МЕТОДЫ ПОИСКОВО-РАЗВЕДОЧНЫХ РАБОТ НА НЕФТЬ И ГАЗ С т е х пор как при поисках нефти и г а з а стали применяться г е о логические знания, методика поисково-разведочных работ, как и другие прикладные дисциплины, претерпела эволюцию. Когда г е о л о ги воспользовались специализированными знаниями в области строения з е м н о й коры д л я поисков нефти, их основные усилия были направлены на выяснение стратиграфии и строения толщ пород, слагающих обнажения. Былс изучено, описано и детально нанесено на карты множество обнажений. В целях выбора под лицензии и разбуривание участков выделялись один или несколько маркирующих горизонтов и строились структурные карты поверхности.

В с к о р е для г е о л о г о в, занимающихся изучением поверхности, с т а ло очевидным, что у д а р н о е бурение открывает новые возможности.

П у т е м исследования под микроскопом шлама оказалось возможным у с тановить природу,глубину з а л е г а н и я и распространение изучаемых формаций, а не только с т р о и т ь предположения на э т о т с ч е т. Впер вые были выделены и закартированы целые комплексы, не обна жающиеся на поверхности. При интерполяции отложений, обнажаю 12 Глава I щихся на поверхности, и их корреляции с породами, развитыми на глубине, выяснилось, что большая часть первых образовалась в у с ловиях древней прибрежно-морской шельфовой зоны. В связи с т е м что осадки отлагались преимущественно в районах прибрежья, для толщ, сформировавшихся в э т о й обстановке, характерно наличие очень многочисленных поверхностей несогласия. Отдельные поверх ности н е с о г л а с и я, которые наблюдаются вблизи обращенного к морю края шельфовой з о н ы осадконакопления (шарнирной линии), по на правлению к береговой линии обычно сближаются и д а ж е сливают ся друг с д р у г о м.

Причины несогласия многочисленных тонких пластов, сближения поверхностей н е с о г л а с и я и часто встречающихся фациальных и з м е нений в условиях шельфа не были полностью поняты до т е х пор, пока геологи не получили возможность изучать образцы пород, и з влекаемых с глубины.

В начале З О - х годов, когда в практику нефтяной промышленно сти был введен механический каротаж, г е о л о г получил в с в о е р а с поряжение точный инструмент для измерения глубины залегания слоя, е г о мощности и т. д. Стало возможным сопоставлять литоло гию пород, основанную на анализе данных изучения образцов, с электрокаротажными диаграммами, полученными путем измерения спонтанной поляризации и электрического сопротивления.

С г о д а м и в нефтяную промышленность были внедрены более совер шенные м е т о д ы м е х а н и ч е с к о г о каротажа. Применение этих видов каро т а ж а в сочетании с описанием образцов пород использовалось для точ ной корреляции развитых на глубине напластований. Совместная интер претация этих данных позволила построить структурные карты ряда районов, для которых имелись лишь немногочисленные данные о наличии складчатых и разрывных структур или они вообще о т с у т с т в о ли. На основании анализа образцов и диаграмм механического к а ротажа можно построить карты изопахит для различных типов с т р а тиграфических комплексов. В тех районах, г д е анализ обнажений не д а е т возможности выяснить глубинное строение, можно построить структурные карты и карты изопахит толщ, залегающих под поверх ностями несогласий.

Г р а б а у [ И 5 ] в с в о е й книге "Принципы стратиграфии" выдвинул идею о взаимосвязи литофаций. Однако лишь Крамбейн [ 1 6 3, 1 6 4 ] и Дэппле и д р. [ 6 2 ] п о к а з а л и, что карты литофаций четко отобра жают конфигурацию бассейнов осадконакопления и географию р а з в и тия основных литологических р а з н о с т е й для условно выбранных стратиграфических единиц. Эти работы явились первым, действи ^K сожалению, автор книги не знаком с советской литературой. Подобные работы проводились в нашей стране еще в 30-е годы. См,, например, работы Н.М. Страхова, В.П. Батурина, JI.В. Пустовалова и др. - Прим. ред.

Введение тельно обоснованным подходом к количественной интерпретации и графическому изображению материала, который ранее представлял собой лишь большой о б ъ е м описательных стратиграфических данных.

Предложенные м е т о д ы позволили использовать данные поверхност ных наблюдений и бурения по отдельности, а также с о в м е с т н о.

Такая м е т о д и к а представляла собой значительный шаг в п е р е д по сравнению с традиционными картами изопахит, так как она позво ляла отобразить графически количественное соотношение различных по литологическому с о с т а в у пород и т е м самым выделить пояса осадконакопления, благоприятные для аккумуляции в их пределах нефти и г а з а. Такие карты особенно полезны при изучении о с а д о ч ных бассейнов и проведении региональных стратиграфических и с с л е дований. Однако в п р о ц е с с е выявления конкретных объектов под бурение они имеют ограниченное значение.

В течение последних 1 0 - 1 5 лет геологи—нефтяники, занимаю щиеся поисками и разведкой нефтяных и газовых з а л е ж е й, стали в с е больше и больше о с о з н а в а т ь, что в с е осадочные породы явля ются производными обстановок осадконакопления или эпигенеза или же т о г о и д р у г о г о одновременно. Геометрическая форма многих осадочных образований, особенно песчаников, непосредственно с в я з а н а с палеообстановкой осадконакопления. Так, например, форма, р а з м е р и простирание отдельного песчаного слоя во многих случаях генетически связаны с палеогеоморфологическими особенностями.

Эти общие взаимосвязи хорошо описаны в работе Мартина [ 1 8 9 ].

Другой относящийся к э т о м у вопросу пример приводится в работе Петерсона и Осмонда [ 2 1 1 ]. Обе упомянутые работы получили большое признание среди геологов-нефтяников как примеры наибо л е е современных направлений мышления.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ ПО ОБСУЖДАЕМОЙ ПРОБЛЕМЕ Наука о стратиграфии залегающих на глубине отложений, столь важная для нефтяной промышленности, развивалась мучительно м е д ленно, что, вероятно, обусловлено тремя главными причинами.

Первая причина связана с т е м, что авторы большинства учеб ников д л я университетов редко имеют возможность углубляться в изучение стратиграфии залегающих на глубине отложений. Большин с т в о п р о ф е с с о р о в - г е о л о г о в, занимающихся стратиграфией, гораздо больше внимания уделяют стратиграфии отложений, обнажающихся на поверхности. Таким о б р а з о м, их работы носят петрологический и палеонтологический характер. Очень немногие ученые имеют доступ к многочисленным данным бурения, и еще меньшее их число з а и н т е р е с о в а н о в изучении проблем глубинной геологии.

14 Глава I Второй причиной медленного развития основных представлений о стратиграфии залегающих на глубине пород, по-видимому, надо считать общий недостаток эрудиции в таких дисциплинах, как с е д и ментология, стратиграфическая палеонтология и геоморфология. Э т о з а м е ч а н и е относится к большинству геологов-нефтяников, проводя щих поисково—разведочные работы. Решение э т о й проблемы, п о - в и димому, заключается в самообразовании специалистов.

Т р е т ь я причина с о с т о и т в том, что в о з м о ж н о с т ь публикации м а териалов опытными исследователями, работающими в компаниях, с д е р ж и в а е т с я руководством компаний. Значительная ч а с т ь ценных в э т о й области исследований проводится, пожалуй, в шести научно исследовательских лабораториях. Р е з у л ь т а т ы этих исследований обычно освещены в секретных отчетах компаний, и их не разре шается публиковать в открытой печати до т е х пор, пока т о или иное конкурентноспособное достижение не б у д е т реализовано. Во многих научно-исследовательских лабораториях крупных нефтяных компаний в е д е т с я р а з р а б о т к а самых разнообразных важных геоло гических проблем. Некоторые из них относятся к категории о с н о в ных и требуют длительных фундаментальных исследований, тогда как другие м о г у т быть разрешены и внедрены в практику в более короткие сроки.

Очень важным источником информации о стратиграфии развитых на глубине толщ является литература по голоценовым отложениям.

В е с ь м а значительный скачок в осуществлении таких исследований о т м е ч а л с я в период после второй мировой войны. Обширные и с с л е дования голоценовых отложений были проведены р а д о м научных о р ганизаций Северной Америки, в т о м числе Скриппсовским океано графическим институтом, океанографическим институтом в Вудо— Холе, д е п а р т а м е н т о м США по эрозии пляжей, Американским нефтя ным институтом, Геологической обсерваторией Ламонт-Дохерти Колумбийского университета, а также береговой и геодезической службой США, институтом по исследованию побережья Университета штата Луизиана и Канадским институтом Арктики.

Многие исследования современных осадков проводятся не для изучения стратиграфии залегающих на глубине отложений, а с о в с е м в других целях. В связи с э т и м на геологах—нефтяниках лежит о б я з а н н о с т ь отыскать в материалах этих исследований сведения, к о т о рые представляют потенциальную ценность или у ж е сейчас могут использоваться для решения проблемы поисково-разведочных работ на нефть и г а з. Освещая проблему песчаников с этих позиций, автор з а и м с т в о в а л много сведений из с т а т е й по голоценовым о с а д кам, с т а р а я с ь п о к а з а т ь необходимость использования любых данных и з всевозможных источников для т о г о, чтобы получить п р е д с т а в л е ние о стратиграфии развитых на глубине отложений и разработать методы исследования.

Введете ОСНОВОПОЛАГАЮЩИЕ КОНЦЕПЦИИ О ВЗАИМОСВЯЗЯХ МЕЖДУ ФАЦИЯМИ Большая ч а с т ь нефти и г а з а, добываемая и з некарбонатных п о род, обнаружена в коллекторах, отложившихся в обстановке м о р с к о г о прибрежья. Из табл. 1 видно, что различные типы резервуаров, относящихся к категории, связанной с обстановкой морского при брежья, имеют о с о б о е значение для геолога-нефтяника. Обстановка морского прибрежья в противоположность континентальным, озер ным и истинно морским обстановкам х а р а к т е р и з у е т с я относительно высоким энергетическим уровнем. Это район, в пределах которого б е р е г о в а я линия меняет свое положение. Такие латеральные сме щения б е р е г о в о й линии могут быть р е з у л ь т а т о м приливн тливных процессов, тектонических движений, эвстатических изменений у р о в ня моря или с л е д с т в и е м проявления всех трех факторов одновре менно. Латеральные перемещения береговой линии независимо от характера вызвавших их причин сопровождаются аналогичными с м е щениями з о н, в пределах которых отлагаются определенные типы осадков. Для проведения целевого стратиграфического анализа в а ж но обладать достаточными знаниями о существующих взаимосвязях м е ж д у фациями, образующимися в этой обстановке, п о э т о м у жела тельно р а с с м о т р е т ь з д е с ь основополагающие понятия и принципы, относящиеся к этой проблеме, и проиллюстрировать их наглядными примерами.

Понятия о морской трансгрессии и р е г р е с с и и рассматриваются как основополагающие. Однако не все геологи вкладывают в эти термины один и т о т же смысл. В словаре терминов по геологии и с м е ж н ы м наукам Американского геологического института [ 137 ] определение термина трансгрессия не приводится, а в м е с т о э т о г о читатель о т с ы л а е т с я к терминам трансгрессивное прилегание и трансгрессивное перекрыме.Термин трансгрессивное прилегание (onlap) т р а к т у е т с я так же, как и термин трансгрессивное перекрытие (trans gressike overlap). В э т о м же словаре термин регрессия трак т у е т с я как регрессивное прилегание (offlap). Отмечается, что термин регрессивное прилегание некоторыми г е о л о г а м и отождест вляется с термином регрессивное перекрытие (regressive overlap).

Совершенно очевидно, что понятие о процессе было спутано с п о нятием о е г о результате: стратиграфические взаимоотношения явля ются р е з у л ь т а т о м п р о ц е с с о в трансгрессии и регрессии. В новом словаре Американского г е о л о г и ч е с к о г о института [ 1 0 5 ] термины трансгрессия и регрессия определяются как процессы, что в б о л ь шей степени с о о т в е т с т в у е т представлениям автора.

Предлагаются следующие определения трансгрессии и регрессии.

Трансгрессия - миграция береговой линии в направлении к суше.

Регрессия - миграция б е р е г о в о й линии в сторону моря. В приве д е н н о м з д е с ь определении э т и термины м о г у т применяться как к 16 Глава I морским, так и о з е р н ы м обстановкам. Ни одно определение не п о д р а з у м е в а е т выклинивания осадочных пород в сторону б а с с е й н а о с а д конакопления или в противоположном направлении. Только там, г д е стратиграф с о п о с т а в л я е т пачки пород, синхронных по времени обра зования, и о т м е ч а е т, что з а л е г а н и е определенных пачек осадочных пород и м е е т трансгрессивный или регрессивный характер, примени мы такие термины как трансгрессивное прилегание, трансгрессивное пе рекрытие, регрессивное прилегание и регрессивное перекрытие. Б о л е е т о г о, только изучая подобные физические взаимосвязи, можно сделать заключение о т о м, как трансгрессировала или регрессировала д р е в няя береговая линия. Понятие трансгрессии и р е г р е с с и, о п р е д е л я е м о е по взаимоотношениям сравнительно мелководных отложений с б о л е е глубоководными, исключительно полезно для геологов, в е д у щих поиск и разведку нефти и г а з а, при э т о м необходимо выяснить ряд важных о б с т о я т е л ь с т в, часть которых п е р е ч и с л я е т с я ниже:

1. Палеогеоморфология граничащей с м о р е м суши. Имела ли э т а суша глубоко изрезанный, расчлененный рельеф или представляла собой пологий ундулирующий пенеплен или приливно-отливную р а в нину?

2. Природа источника с н о с а осадков. Были ли э т о изверженные, осадочные, метаизверженные, метаосадочные породы или в с е п е р е численные типы пород в м е с т е ?

3. Палеообстановка осадконакопления. Какая существовала па леообстановка и в какой степени она контролировала направление развития, распределение и мощность песчаных тел?

4. М е х а н и з м осадконакопления. Какие процессы о с а д к о о б р а з о в а ния имели м е с т о в пределах каждого участка и до какой степени они предопределили форму и внутреннее строение песчаного тела?

5. Прочие миграции б е р е г о в о й линии. Являлось ли перемещение б е р е г о в о й полосы р е з у л ь т а т о м эвстатических изменений уровня м о ря? Если э т о так, т о фации должны были с м е щ а т ь с я в латеральном направлении как в сторону моря, так и в сторону суши. Если же эти подвижки были обусловлены тектоническими явлениями (напри мер, воздымание Скалистых г о р в плиоцене), то должно отмечаться обильное поступление терригенных осадков и р е г р е с с и я береговой линии.

Среди других б о л е е академических аспектов, связанных с п о н я т и е м трансгрессии — р е г р е с с и и, являются следующие:

1. Время. Как давно в г е о л о г и ч е с к о м прошлом были отложены т е или иные осадки?

2. Скорость поступления осадков.

3. Р а с с е и в а н и е осадков.

Это некоторые из наиболее трудных проблем, связанных с трансгрессиями и регрессиями. Решение любой из них может ока з а т ь с я важным при поисках нефти и г а з а.

Глава ОТЛОЖЕНИЕ ТЕРРИГЕННЫХ ОСАДКОВ В ПРЕДЕЛАХ ПРИБРЕЖНО-МОРСКИХ РАЙОНОВ Взаимоотношения между трансгрессивно перекрывающими друг друга и выклинивающимися осадками, отложившимися в прибрежно морских заливах, могут быть сложными. Однако всегда прослежи ваются признаки, указывающие на поведение поверхности осадко накопления, — е е опускание, воздымание или стабильность. Эти взаимоотношения отражают также природу тектонических движений:

были ли они последовательными (однонаправленными) или цикличес кими. Можно также определить и скорость поступления осадков о т носительно скорости погружения или воздымания поверхности осад конакопления. В табл. 2 приводятся сводные данные о тех факто рах, которые влияют на процесс осадконакопления в обстановке морского прибрежья.

Сопоставление скоростей накопления осадков и погружения б а с сейна в табл. 2 (А. 1. а и А. 1.6) приведено по данным Грабау [ 1 1 5 ], Таблица Факторы, влияющие на процесс отложения терригенных осадков в прибрежно-морских районах А. Опускание дна 1. Постепенное погружение а. Скорость накопления осадков меньше скорости погружения б. Скорость накопления осадков больше скорости погружения в. Скорость накопления осадков равна скорости погружения 2. Циклическое (прерывистое) погружение а. Ограниченное поступление песка и обильное поступление ила б. Умеренное поступление песка и обильное поступление ила в. Ограниченное поступление песка и ила г. Обильное поступление ила д.

Пески долин, развитых по -простиранию слоев Б. Поднятие дна 1. Постепенное воздымание а. Ограниченное поступление песка б. Поступление песка от умеренного до обильного 2- Глава I Продолжение табл. 2. Циклическое (прерывистое) воздымание а. Постоянное поступление песка В. Стабильное положение дна который первым признал существование в з а и м о с в я з и м е ж д у э т и ми двумя факторами. В этой таблице также собраны и с и с т е м а тизированы связи между накоплением определенного типа осадка, с одной стороны, и циклическим погружением и воздыманием, а т а к же постепенным воздыманием - с другой (А. 2,. 1, Б. 2 ). Уонлесс и У э л л е р [ 2 8 6 ] впервые указали на существование циклических с е рий пластов в р а з р е з а х угольной свиты в пределах Восточного Внутреннего бассейна. Р а с с м о т р е н и е циклических р а з р е з о в осадков, отложившихся в прибрежно-морских условиях, с в и д е т е л ь с т в у е т о том, что принцип циклического отложения применим к осадкам от палеозойского д о голоценового возраста. До какой степени процесс циклического осадконакопления связан с циклическим характером тектонических движений (поднятие и понижение морского дна) или с циклическими изменениями уровня моря, не известно. Характер отложения осадков, который показан на профилях фиг. 1 - 1 0, б о л е е удобно с в я з а т ь с и з м е н е н и е м уровня моря. Такой же характер осадконакопления имел бы м е с т о, если уровень моря оставался п о стоянным, а поверхность осадконакопления воздымалась или пони жалась постоянно или циклически. На в с е х этих схематических р и сунках вертикальный масштаб увеличен.

ПОСТЕПЕННОЕ (НЕПРЕРЫВНОЕ) ПОГРУЖЕНИЕ С к о р о с т ь п о с т у п л е н и я о с а д к о в м е н ь ш е скорости погружения.

На фиг. 1 схематически изображен р а з р е з осадочной толщи, отложившейся в прибрежно-морских условиях, когда погружение п о верхности осадконакопления шло быстрее, ч е м поступление о с а д о ч ного материала. В р е з у л ь т а т е э т о г о береговая линия постепенно трансгрессировала справа налево. В пределах района, который в целом претерпел трансгрессию, морские песчаники з а л е г а ю т несо гласно на пластах континентального происхождения. Несколько л и ний, разделяющих зоны развития песков и илов, являются "услов ными" линиями, которые определяют максимальную глубину дейст вия волн для нескольких последовательных положений уровня моря, отмеченных на рисунке. Район аккумуляции морских песков выше этой линии х а р а к т е р и з у е т с я высоким энергетическим уровнем сре ды. Выше такой условной линии энергия волн и прилива достаточно велика, чтобы большинство алевритистых и глинистых частиц н а х о дилось во взвешенном состоянии. Эти мелкие частицы о с т а ю т с я во взвешенном состоянии до т е х пор, пока они не будут перенесены* в T ерригенные осадки в прибрежно-морских районах Уровень моря Линия песок—ил J Нзохроны Положение ' песок—ил / береговой, линии.

Г Wcniie песчаники.

Континентальные слои.

Фиг. 1. Осадочная толща, образовавшаяся в прибрежно-морской обстановке [115 с изменениями].

Осадки накапливались медленнее, чем погружалась поверхность осадкона копления.

условия, характеризующиеся б о л е е низким энергетическим уровнем ( т. е. в защищенную от действия открытого моря бухту или лагу н у ), г д е они оседают и образуют либо алевритистые глины, либо глины. Ниже линии, разделяющей зоны развития песков и илов, толща воды находится в довольно спокойном состоянии. В связи с э т и м глинистые и алевритистые частицы, осаждаясь в э т о м районе, образуют толщу, которая по времени формирования эквивалентна об разовавшимся ближе к б е р е г у морским песчаникам. Фиг. 1 иллюст рирует условия, когда количество поступающего осадочного мате риала в д в а р а з а меньше необходимого для того, чтобы береговая линия сохраняла постоянное положение. Такие условия м о г у т с в и д е тельствовать о наличии сглаженного бордерленда, дренируемого с п о койными потоками. Литологические единицы (континентальные п л а сты, морские песчаники и глины) явно трансгрессивно с е к у т вре менные линии ( и з о х р о н ы ). Р а з р е з, представленный в левой нижней части ф и г. 1, построен с использованием изохрон, взятых в к а ч е с т ве условных линий отсчета. Это позволяет графически отразить одновременность накопления всех трех литологических единиц. В нижней правой части фиг. 1 в качестве поверхностей о т с ч е т а ус ловно приняты литологические границы. При т а к о м изображении временная эквивалентность нескольких литологических единиц в большинстве случаев затушевывается. Основной смысл фиг. 1 за ключается в том, что он д а е т наиболее вероятное объяснение о б р а зования непрерывного покрова морского базального песчаника.

Скорость поступления осадков больше скорости погружения.

На фиг. 2 изображен р а з р е з осадочной толщи, образовавшейся в прибрежно-морской обстановке, когда скорость поступления осадков Глава I Положение береговой линии HfoeeHi моря уния песок-ил J шет моря -)иния пеш-ин г уровень моря / Линия песок-ил 1x Pona Нонтиментамные сдои.

Морские песчаники, :

=- - ' 3^ глины и 2. Разрез осадочной толщи, образовавшейся в прибрежно-морской об становке [115 с изменениями].

Скорость поступления осадков больше скорости прогибания бассейна. Скорость поступления осадков в два раза превышает скорость, которая необходима для того, чтобы береговая линия сохраняла постоянное положение.

к м е с т у их накопления была выше скорости прогибания бассейна. В данном случае скорость поступления осадков в два раза превыша ла скорость, необходимую для того, чтобы б е р е г о в а я линия с о х р а няла постоянное положение. Так же как и на фиг. 1, расположение участков образования морских песчаников и глин в основном к о н т ролируется положением линии, отделяющей з о н ы развития песков и илов в вертикальной плоскости. Три основных литологических типа пород з а л е г а ю т явно р е г р е с с и в н о по отношению к изохронам. Эта взаимосвязь, п о - в и д и м о м у, с в и д е т е л ь с т в у е т о т о м, что изображенный в левой части фигуры участок с н о с а дренируется потоками, харак теризующимися уклоном русла от с р е д н е г о д о большого. В таких условиях континентальные (неморские) слои имеют большую мощ ность по сравнению с эквивалентными им по времени образования слоями морского происхождения. В левой части фиг. 2 в качестве условных поверхностей приняты изохроны. При э т о м м е т о д е изо бражения подчеркивается, что континентальные слои образовались в период р е г р е с с и й и что они эквивалентны по времени с в о е г о о б р а зования и условиям з а л е г а н и я морским песчаникам и морским глинам. Показанные в правой нижней части рисунка литологические границы условно используются в качестве поверхностей отсчета.

Характер "пересечения" изохрон тремя регрессивными л и т о л о г и ч е с кими пачками противоположен изображенному на фиг. 1.

T ерригенные осадки в прибрежно-морских районах Из сравнения фиг. 1 и 2 видно, что стратиграфическая п о с л е д о вательность, изображенная на фиг. 1, с о с т о и т из континентальных слоев, несогласно перекрытых песчаниками, на которых залегают глины. На фиг.2 изображена обратная стратиграфическая последо вательность: на глинах з а л е г а ю т песчаники, которые перекрыты континентальными отложениями;

н е с о г л а с н о г о залегания 1 ' пород з д е с ь нет.

Местами, г д е присутствующие комплексы фауны н е п о с р е д с т в е н но связаны с о средой осадконакопления, латеральное смещение (трансгрессивное или р е г р е с с и в н о е ) зоны накопления песков или илов сопровождается таким же латеральным смещением области развития фауны, особенно б е н т о с а. В р е з у л ь т а т е э т о г о каждый из литофациальных комплексов, характеризующихся свойственной т о л ь ко е м у фауной, может как трансгрессивно, так и регрессивно п е р е с е к а т ь изохроны.

Скорость поступления осадков равна скорости погружения Фиг. 3 х а р а к т е р и з у е т условия, при которых скорость осадконакопления равна скорости погружения бассейна, в р е з у л ь т а т е чего б е р е г о в а я линия /•Стабильная береговая линия Уровень моря г линия песок-ил Уровень моря Линия песок-ил Изохрона Континентальные щ ;

, „шрона C Or MU морские Морские песчаники. глины Фиг. 3. Разрез осадочной толщи, образовавшейся в прибрежно-морской об· становке [115 с изменениями].

Скорость осадконакопления равна скорости погружения бассейна;

береговая линия сохраняет постоянное положение, · ''Типы несогласий, которые упоминаются в этой книге, взяты из работы Данбара и Роджерса [73] и определяются следующим образом. Несогласие (nonconformity) — слоистые породы лежат на неслоистых магматических или метаморфических породах;

угловое несогласие (angular uncohformity) - две слоистые пачки пород залегают под углом друг к другу;

стратиграфическое (disconformity) - толща состоит из параллельно зале Сэрозионное) несогласие гающих пластов, однако контакт между пластами представлен неровной эро зионной поверхностью;

параллельное несогласное напластование (paraconfor mity) — контакт между залегающими последовательно друг на друге толщами представлен в виде простой поверхности напластования, на уровне которой предполагается наличие перерыва в осадконакоплении.

сохраняет стабильное состояние. Поскольку береговая линия не трансгрессирует и не р е г р е с с и р у е т, накапливаются мощные толщи континентальных осадков, песчаников (включая песчаники—коллекто ры) и глин. Примером м о ж е т служить олигопеновый песчаник б а р ь ерного бара Фрио в пределах т е х а с с к о г о побережья Мексиканского залива [ 3 3 ], максимальная мощность которого с о с т а в л я е т 1 5 2 5 м.

В о з р а с т песчаников и глин, отложившихся в условиях, показан ных на фиг. 3, один и т о т же, а переходные зоны, отделяющие мор ские песчаники с одной стороны от континентальных слоев, а с другой - от морских глин, расположены почти вертикально.

Поверхности напластования и синхронные поверхности по существу совпадают и пересекают переходные зоны под прямыми углами.

Очень большая мощность толщи морских песчаников обусловлена т е м, что скорость погружения, бассейна была равной скорости о т л о жения осадков. ' ЦИКЛИЧЕСКОЕ (ПРЕРЫВИСТОЕ) ПОГРУЖЕНИЕ1' Ограниченное п о с т у п л е н и е п е с к а и о б и л ь н о е п о с т у п л е н и е ила.

На фиг. 4 приведен довольно распространенный пример фаци альных в з а и м о с в я з е й, которые являются р е з у л ь т а т о м циклического характера погружения. Скорость поступления материала н е д о с т а т о ч на, чтобы превысить скорость прогибания дна, и п о э т о м у п р о и с х о дит трансгрессия б е р е г о в о й линии. В данном примере песчаный Трансгрессия Маркирующие горизонты известняков Уровень моря, стадии. Переслаивающиеся известняки и глины Преимуществ, Положение глины береговой линии.

Ф и г. 4. Циклическое (прерывистое) погружение бассейна при очень ограни ченном поступлении песка и обильном поступлении ила и алеврита.

Выклинивающиеся песчаные линзы упираются в поверхность несогласия, сви детельствуя о том, что толща осадков откладывалась в условиях неподвижной линии в течение общего периода морской трансгрессии.

'Здесь и далее под циклическим погружением автор понимает прерывис тое погружение с остановками (фиксацией) положения береговой линии во вре мени. Прим. ред.

T ерригенные осадки в прибрежно-морских районах материал поступает в ограниченном количестве, а глинистый и алевритистый — в большом количестве. По существу количество по— с т у п а е м о г о песка недостаточно для того, чтобы на поверхности несогласия образовался сплошной покров отложений. Существование таких условий приводит к возникновению серии линз пляжевых п е с ков, которые упираются в поверхность несогласия и выклиниваются по направлению к внутренней части бассейна. В вертикальном р а з р е з е они з а л е г а ю т кулисообразно друг к другу. Положение и форма каждого песчаного тела, показанного на фиг. 4, очень с х е м а т и з и р о вано и с о о т в е т с т в у е т неподвижному состоянию б е р е г о в о й линии в период максимального развития морской трансгрессии. Толщи а л е в ритистых и глинистых осадков, разделяющие выклинивающиеся п е с чаные пачки, образуются в п р о ц е с с е циклического погружения (в условиях ограниченного поступления песчаного материала),при ко т о р о м трансгрессия идет слишком быстро, чтобы обеспечить на копление песка. Характер процесса осадконакопления в условиях пляжевой обстановки обсуждается и иллюстрируется ниже. Каждая из показанных на фиг. 4 песчаных линз состоит из осадков, отло жившихся в пределах верхнего и нижнего участков фронтальной ч а сти б е р е г а. Поэтому одна и т а же песчаная линза, как схемати чески показано на фигуре, м о ж е т частично с о с т о я т ь из пляжевого песка, а частично быть представленной песками одного или большего количества баров. Серия непротяженных, кулисообразно р а с п о л о ж е н ных по вертикали карбонатных слоев м о ж е т сопровождать песчаные линзы с внутренней стороны бассейна. В большинстве районов эти карбонатные слои с о с т о я т из претерпевшего диагенетические и з м е нения к л а с т и ч е с к о г о материала. Толща алевритистых и глинистых осадков, разделяющая любую пару карбонатных слоев, обычно и м е е т постоянную мощность, причем если мощность меняется, то она немного увеличивается в сторону внутренней части бассейна. К а ж дый карбонатный слой отлагался одновременно с расположенным ближе к б е р е г у песчаным телом и на одном уровне с ним. Карбо натные слои имеют очень большую протяженность параллельно б е реговой линии, их ширина в направлении, перпендикулярном б е р е г о вой линии, и з м е н я е т с я от нескольких километров до 1 6 - 2 4 км. Т а ким образом, они представляют собой з а м е ч а т е л ь н ы е синхронные маркирующие горизонты, которые могут быть использованы для проведения детальных стратиграфических исследований. Самая в е р х няя ч а с т ь фиг4 свидетельствует об истощении источника сноса песка;

з д е с ь осадочная толща целиком с о с т о и т из переслаивающих ся друг с д р у г о м тонких слоев карбонатных осадков алевритов и глин.

Если построить карту изопахит стратиграфического интервала от поверхности несогласия до одного из нескольких тонких прослоев карбонатных пород, показанных в верхней части фигуры, то она 24 Глава I будет отражать рельеф поверхности, существовавший до периода морской трансгрессии. Неровности этой поверхности несогласия н е посредственно определяют изгибы береговой линии на той или иной стадии циклического погружения дна. В свою очередь направ ление б е р е г о в о й линии ч а с т о определяет характер извилистости контура той части района прибрежно-морской обстановки, в которой откладываются пески. Градиент падения поверхности несогласия в сторону моря также является фактором, определяющим не только изменчивость простирания зоны осадконакопления, но и изменения ширины т о г о или иного песчаного тела. Построение такой карты изопахит является превосходным с р е д с т в о м для т о г о, чтобы про следить и спроецировать каждый из кулисообразно расположенных тел песчаника по простиранию зоны осадконакопления.

У м е р е н н о е поступление п е с к а и обильное поступление ила.

Условия осадконакопления и р а з р е з отложений, показанные на фиг.5, сходны с теми, которые приведены на ф и г. 4, з а исключени е м того, что в данном с л у ч а е из источника с н о с а поступает уме ренное количество песка и большое количество ила. Образовавшие ся слои аргиллита переслаиваются с многочисленными маломощны ми прослоями известняка. Количество песка было достаточным для т о г о, чтобы он отложился сплошным покровом на поверхности не согласия. Главным с в и д е т е л ь с т в о м цикличности (прерывистости) процесса погружения б а с с е й н а является наличие гальки в верхней части песчаной толщи, а также кулисообразное расположение м а л о мощных карбонатных с л о е в, которые отлагались ближе к внутрен ним ч а с т я м бассейна от выклинивающихся языков песчаного тела.

Хотя такое песчаное т е л о вполне м о ж е т обладать значительной п о ристостью и проницаемостью, оно может с о д е р ж а т ь и отдельные Ф и г. 5. Циклическое (прерывистое) погружение бассейна при среднем коли честве поступающего песка и обильном количестве поступающего ила.

Песчаники сплошным, покровом залегают на поверхности несогласия. Верхняя граница тела песчаников представлена серией кулисообразно выклинивающих ся языков, каждый из которых соответствует положению береговой линии в период покоя.

T ерригенные осадки в прибрежно-морских районах хорошо выраженные резервуары, благоприятные для аккумуляции углеводородов. Причиной образования этих резервуаров могут быть либо структурные, либо стратиграфические факторы. Наклон толщи пород после завершения процесса осадконакопления против часовой стрелки мог превратить каждый язык "галечниковых" песчани ков в обособленный р е з е р в у а р с собственными водо-нефтяным и газо—водяным контактами. При таких условиях основное песчаное тело на участках е г о залегания на поверхности несогласия может с о д е р ж а т ь только воду.

Палеорельеф поверхности несогласия можно восстановить п у т е м построения карты изопахит глинисто—алевритовой толши, залегающей между поверхностью н е с о г л а с и я и любым из нескольких маломощ ных карбонатных слоев, который выбирается в качестве плоскости отсчета. В связи с т е м что каждый карбонатный слой имеет о г р а ниченное географическое р а с п р о с т р а н е н и е, в районах, расположенных з а пределами карбонатного пласта, выбранного в к а ч е с т в е п о в е р х ности о т с ч е т а, может возникнуть необходимость в выделении "ус ловного* горизонта.

О г р а н и ч е н н о е п о с т у п л е н и е п е с к а, у м е р е н н о е п о с т у п л е н и е ила и обильное п о с т у п л е н и е к а р б о н а т н о г о материала. На фиг.

6 показан пример циклического характера погружения, при котором в б а с с е й н поступает ограниченное количество песка, с р е д н е е коли чество ила и много карбонатного материала.

З д е с ь так же, как и на фиг. 4, отдельные тела пляжевых песков отложились кулисообразно (как видно на вертикальном разрезе) вдоль склона поверхности несогласия. Каждому телу с о о т в е т с т в у е т Трансгрессия to цзоЛРоНа" Ф и г. 6. Циклическое (прерывистое) погружение бассейна при ограниченном поступлении песка, умеренном поступлении ила и обильном поступлении кар бонатного материала.

Каждый из выклинивающихся пластов песчаника отлагался параллельно после довательно смещавшейся береговой линии, примыкая к ней.

26 Глава I эквивалентный по времени образования карбонатный слой, который формировался в б о л е е внутренних частях бассейна. Пляжевые пески отлагались параллельно простиранию последовательно смещавшейся береговой линии. Рельеф поверхности несогласия может быть вос становлен т е м же с п о с о б о м, который был описан при рассмотрении фиг. 5 ;

для построения карты изоиахит интервала р а з р е з а, распо ложенного выше поверхности несогласия, в качестве поверхности о т с ч е т а можно также использовать кровлю выклинивающейся к а р б о натной толщи. Наиболее примечательной чертой о б с у ж д а е м о й фигуры является относительно постоянная мощность глинисто-алевритовой толщи, заключенной м е ж д у поверхностью несогласия и выклинивак щейся карбонатной толщей. Глинисто—алевритовая толща может протягиваться в виде непрерывной литологической единицы на р а с стояние с о т е н миль как перпендикулярно з о н е осадконакопления, так и параллельно ей.

Согласно записке Американской комиссии по стратиграфической номенклатуре [ 3 ] и положению, принятому в геологической службе Канады, осадочная формация определяется как "...имеющее четко выраженный литологический с о с т а в образование, возникшее в ре з у л ь т а т е по существу непрерывного процесса осадконакопления и выделенное из локального р а з р е з а отложений как объект, удобный для картирования, описания и использования в качестве условного репера". Это определение относится к т е м комплексам пород, вы деление которых не основывается на временных взаимоотношениях.


Толща преимущественно глинисто—алевритовых пород на фиг. 6 яв л я е т с я явно трансгрессивной по отношению к изохронам;

все слои, расположенные справа от изохрон, имеют явно более древний воз раст. Большая часть из присутствующей в р а з р е з е фауны распре д е л я е т с я аналогичным о б р а з о м. Схема, изображенная на фиг. 6, построена на основании данных р а з р е з а нижнесилурийских пород самой западной части Аппалачской геосинклинали. Несмотря на с у ществующую точку зрения о т о м, что основной источник сноса м а териала, поступавшего в э т о т бассейн, р а с п о л а г а е т с я на востоке, фигура также с в и д е т е л ь с т в у е т о том, что протягивающаяся в с е в е р о - в о с т о ч н о м направлении западная окраина э т о г о у з к о г о залива, как правило, трансгрессировала на с е в е р о - з а п а д. Горизонты гальки, последовательно встречающиеся в р а з р е з е пляжевых песков, отла гавшихся вдоль э т о г о с е в е р о - з а п а д н о г о б е р е г а, несомненно, сви д е т е л ь с т в у е т либо о циклическом характере погружения поверхности осадконакопления, либо о циклическом поднятии уровня моря. Глины и песчаники, показанные на фиг. 6, принадлежат к формации Клин тон;

выклинивающийся известняк (силурийско —девонского в о з р а с т а ) и з в е с т е н у буровиков под названием "Биг Лайм". Тонкие слои известняков, расположенные кулисообразно среди клинтонских глин, T ерригенные осадки в прибрежно-морских районах названы ( буровиками "Пакер Лайм". Они являются литологииескими временными маркирующими горизонтами и используются в качестве поверхностей о т с ч е т а при построении карт изопахит интервалов р а з р е з а клинтонских глин, которые залегают ниже этих поверхностей.

Глины Чаттануга представляют собой другой пример пачки м о р ских глин хорошо выдержанной мощности, которая з а л е г а е т транс г р е с с и в н о по отношению к временным линиям ( и з о х р о н а м ). В т и п о в о м р а з р е з е близ г о р о д а Чаттануга эта пачка содержит поздне— девонскую фауну. В направлении к северу она прослежена на км вдоль восточного склона купола Нашвилл и ч е р е з штат Кентукки в центральную ч а с т ь штата Огайо вдоль восточного склона свода Цинциннати. Э т о непрерывная литологическая пачка. На востоке центральной части штата Огайо глины этой пачки имеют р а н н е м и с сисипский возраст, а под ними з а л е г а ю т глины Бедфорд и песча ники Бериа (самый ранний миссисипский). Глины Ч а т т а н у г а пред ставляют собой трансгрессивную пачку;

в юго-западных районах они имеют девонский в о з р а с т, в северо-восточных - миссисипский.

Приведенные выше примеры свидетельствуют о том, что каждая глинистая пачка, мощность которой о с т а е т с я постоянной на з н а ч и тельном расстоянии в направлении, перпендикулярном простиранию б е р е г о в о й линии, вероятно, либо трансгрессивна, либо регрессивна по отношению к изохронам.

Обильное п о с т у п л е н и е п е с к а и ила На фиг. 7 приведен пример циклического погружения дна при обильном поступлении п е с ка и ила. В р е з у л ь т а т е э т о г о о б р а з у е т с я сплошной покров базальных Уровень моря, Трансгрессия стадии HsotPonw Ф и г. 7. Циклическое (прерывистое) прогибание бассейна при обильном по ступлении песка и ила.

Песчаник залегает на поверхности несогласия в виде сплошного мощного по крова. Tеррасированная верхняя поверхность песчаной толщи образовалась в результате эрозионного действия волн в периоды, когда уровень моря не изме НЛЛСЛ· 28 Глава I песков, несогласно залегающий либо на морских, либо на кон тинентальных слоях. Мощность песков обычно большая, однако она меняется в значительных пределах. Песчаный покров залегает явно трансгрессивно по отношению к изохронам. На фигуре показаны два различных типа синхронных маркирующих горизонтов - мало мощные слои известняка и черной глины. Последний более удобен для использования в данных обстоятельствах в качестве поверхно сти отсчета, так как он более протяженный. Черные глины могут распространяться в пределы зоны развития прибрежных песчаников (фиг. 7 ). Такие маломощные слои черной глины выделяются на кри вой кажущегося сопротивления электрокаротажной диаграммы по характерным минимумам.

Неровный профиль верхней поверхности песчаника является следствием волновой эрозии в течение последовательно сменяющих друг друга периодов неподвижного положения уровня моря. В ре зультате эрозионных процессов образуются серии песчаных греб ней, более крутые склоны которых обращены к морю. Изменение наклона этой толщи в направлении против часовой стрелки после завершения осадконакопления может создать идеальные для скопле ния нефти и г а з а ловушки вдоль самых приподнятых участков от дельных гребней. Для того чтобы закартировать структуру верхней поверхности такого песчаного тела, необходимо интенсивное разбу ривание. Такая карта может оказаться полезной для прогнозирова ния местоположения и условий залегания отдельных террас (или гребней), а также для того, чтобы установить, имел ли место на клон против часовой стрелки.

Такие построения можно сделать, если выбрать в качестве ли тологического маркирующего горизонта тонкий слой черной глины и измерить расстояние по вертикали от него до кровли залегающего ниже или выше песчаника. Карта, построенная по данным этих з а меров, будет отображать подводный палеорельеф поверхности песча ника. В дальнейшем вычерченную на кальке структурную карту, ко торая строится по условному литологическому маркеру, можно н а ложить на карту палеорельефа. Сочетание этих карт помогает г е о логу—поисковику оконтурить районы, где можно ожидать наличие ловушек.

Песчаники, выполняющие долины, развитые по простиранию пород. На фиг. 8 показана обстановка осадконакопления, которую трудно классифицировать согласно принципу, положенному в основу табл. 2. Несмотря на то что данная фигура представлена в качест ве примера циклического характера прогибания бассейна ( А. 2. д ), е е также логично рассматривать как пример постепенного прогибания бассейна, который в табл. 2 значится под индексом A. l. r. В этом примере поверхность несогласия, располагающаяся ниже песчаных T ерригенные осадки в прибрежно-морских районах Уровень Линия - Трансгрессия моря, песок — ил, стадии стадии Кузста.

Ф и г. 8. Циклическое или постепенное погружение, в процессе которого в до· линах, развитых по простиранию пластов между кузстами древней поверхности, отлагаются асимметричные каплевидные линзы песчаников.

В сторону суши песчаные линзы выклиниваются постепенно, а в сторону моря — резко. Они могут быть сильно вытянутыми и протягиваться параллельно доли нам, в которых они отлагались.

тел, определяет их простирание и площадь распространения. Поверх ность несогласия представляет собой эрозионную поверхность на клонной толщи, сложенной известняками и глинами. В результате возникла серия субпараллельных куэст и долин, вытянутых по п р о стиранию пород. Уступы сложены устойчивыми к эрозии породами, а долины, параллельные простиранию пород, образовались там, г д е субсеквентные потоки прорезали м е н е е крепкие породы. Субсек вентные потоки являются притоками консеквентных, которые воз никли на только что претерпевшей поднятие поверхности земли. В связи с т е м что п о з д н е е в долинах, развитых по простиранию с л о ев, образовались линзовидные т е л а песчаников, логично предполо жить, что в пределах консеквентных долин м о г у т быть распростра нены песчаные т е л а, протягивающиеся в поперечном направлении.

Такие песчаники должны быть одинаково ориентированы по отноше нию к долинам, развитым по простиранию слоев, так как консек вентные потоки текут почти под прямым у г л о м к субсеквентным потокам.

Песчаные тела, отложившиеся в долинах по простиранию слоев, в поперечном р а з р е з е имеют асимметричную каплевидную форму (фиг. 8 ). В сторону суши они выклиниваются постепенно, а в сто рону моря - резко. По простиранию они м о г у т протягиваться на много километров. Между отдельными песчаными телами и распо ложенной ниже поверхностью несогласия обычно з а л е г а ю т глины мощностью до нескольких футов. Глины могут представлять собой переотложенную почву. Показанные на фиг. 8 песчаные тела рас положены кулисообразно по отношению друг к другу, поэтому при классификации для у д о б с т в а их можно относить к типу песчаников, 30 Глаьа, Z образовавшихся в п р о ц е с с е циклического погружения бассейна. О д нако такое расположение асимметричных, субпараллельных песчаных тел может явиться р е з у л ь т а т о м постеленного прогибания в усло виях ограниченного поступления песка. Какие энергетические фак торы обусловили такое расположение песчаных линз, точно не у с тановлено. Предполагают, что п е с о к сносился с приподнятого р а й о на, расположенного влево от фиг. 8. Можно также предположить, что энергия вдоль б е р е г о в о г о течения и волн заставила привне сенный с суши алевритистый и глинистый материал находиться во взвешенном состоянии, т о г д а как грубозернистый песчаный мате риал осаждался в лагунообразном понижении м е ж д у двумя сосед ними уступами. В пределах таких лагунообразных заливов волновая б а з а находится ближе к поверхности, ч е м в обычных прибрежно морских условиях, г д е волны свободно бьют о б е р е г. Там, г д е ла— гунообразный участок оказывается изолированным двумя куэстами, при наступлении моря б о л е е выдвинутая в море к у э с т а в конце к о н цов погружается под воду. Вертикальное положение гребня куэсты по отношению к уровню моря определяет эффективную глубину волновой базы.


Литологический с о с т а в и строение толщи, залегающей ниже п о верхности несогласия, имеют очень важное значение для установ ления типа песчаного тела, которое о т л а г а е т с я вдоль кромки на ступающего залива.' Как правило, обнаружить на глубине песчаники рассмотренного в данном р а з д е л е типа трудно, хотя они и являются совершенно обычными образованиями.

Песчаники, выполняющие долины по простиранию, фактически представляют собой особый тип русловых песчаников. Несмотря на то что они развиты в долинах, которые некогда были эродированы субсеквентными потоками, с л е д у е т иметь в виду, что два субсек вантных потока, впадающих в один и т о т же или в разные консек вентные потоки, м о г у т течь в противоположных направлениях:

либо удаляясь друг от друга, либо навстречу друг другу. Таким образом, описываемые песчаники могут находиться в разных ч а стях одной и той же долины, развитой по простиранию пород.

В связи с т е м что песчаные тела, выполняющие долины, р а з в и тые по простиранию пород, с к о р е е в с е г о отлагались параллельно древней б е р е г о в о й линии и представляют собой вытянутые линзо видные тела, их можно легко принять з а встречающиеся на глубине древние прибрежные бары. Критерии, позволяющие отличить первые от вторых, р а с с м о т р е н ы ниже.

На фиг. 8 срезанная н е с о г л а с и е м толща известняков и глинистых сланцев погружается в сторону моря. Первое ( с а м о е д р е в н е е ) п е с чаное тело, выполняющее долину, развитую по простиранию пород (справа на фиг. 8 ), з а л е г а е т на самой молодой по в о з р а с т у части стратиграфического р а з р е з а под поверхностью несогласия, и, наобо— T ерригенные осадки в прибрежно-морских районах рот, самое молодое из трех песчаных тел залегает на самой д р е в ней по возрасту части стратиграфического разреза.

Фиг. 8, так же как и фиг. 1 - 7, схематична и служит для того, чтобы графически изобразить основополагающие концепции. Безус ловно, к представленным иллюстрациям можно бьио StvI добавить много других, которые явились бы их модификацией. Например, п е с чаные тела, по типу близкие, но не идентичные описываемым п е с чаникам, могли отложиться на определенных участках поверхности несогласия, а именно там, где срезанные поверхностью несогласия пласты погружались в сторону от залива, а не в направлении к нему. В э т о м случае песчаники, выполняющие долины, развитые по простиранию пластов, должны резко выклиниваться в сторону суши и постепенно - в сторону моря.

Другой модификацией концепции о долинах, развитых по прости ранию слоев, могут служить условия, когда в процессе постепенно го прогибания поступает большое количество песка. В зависимости от скорости поступления осадков по отношению к скорости проги бания вся поверхность несогласия окажется покрытой чехлом песка либо трансгрессивного, либо регрессивного типа. Таким образрм, вместо изолированных вытянутых с обеих сторон линз песчаника формируется песчаный покров асимметричной формы с основанием в виде "стиральной AocKHff и плоской верхней поверхностью. В у с л о виях циклического погружения, когда песок поступает в количестве от умеренного до обильного, образующееся песчаное тело будет иметь асимметричную в виде "стиральной доски" подошву;

верхняя граница такого тела будет образовывать серию кулисообразно р а с положенных языков, проникающих в глинистые сланцы. Между до вольно отчетливо вЬщеляющимися верхней и нижней поверхностями будет залегать покров трансгрессивного песчаника. На основании этих немногих описанных модификаций основных типов песчаников становится очевидным, что в природе может существовать и много других сочетаний.

ПОСТЕПЕННОЕ ВОЗДЫМАНИЕ Ограниченное поступление песка и обильное поступление ила. На фиг. 9 изображен случай, когда поверхность осадкона копления постепенно поднимается, а песок поступает в ограничен ных количествах. В этих условиях породы, слагающие берег, п о с т е пенно разрушаются, а пески и глины залегают регрессивно. На первой стадии прибрежно-морские пески отлагаются между б е р е г о вой линией и линией пересечения границы зон развития песков и илов с расположенной под водой поверхностью осадконакопления. На второй стадии происходят выветривание и эрозия песчаных и конти нентальных слоев в условиях постепенно обнажающегося дна моря и Глава I Уровень Линия Фиг. 9. Постепенное воздымание бассейна при ограниченном поступлении песка.

Осадки, слагающие берег, непрерывно подвергаются эрозии;

в процессе рег рессии моря происходит переотложение прибрежно-морских песков. Нижний кон такт песчаников с подстилающими их глинами постепенный, а верхний частич но является несогласным, частично согласным по отношению к отложившимся позже осадкам.

ограниченного поступления песка. Верхняя поверхность песчаных и континентальных с л о е в (первая стадия) на второй стадии представ ляет собой поверхность несогласия. Б о л е е того, на э т о й стадии береговая линия о т с т у п а е т ( р е г р е с с и р у е т ) и з а н и м а е т новое п о л о жение. Эродированный материал, образующийся в п р о ц е с с е второй стадии, переносится к кромке залива, г д е в р е з у л ь т а т е волнения происходит е г о сортировка и песок о т д е л я е т с я от алеврита и г л и ны. Таким образом, на второй стадии происходит переотложение морских песков и континентальных слоев, образовавшихся в первую стадию. На т р е т ь е й стадии в с е континентальные слои и большая ч а с т ь морских песчаников, отложившихся на первой стадии, эроди руются. Б о л е е т о г о, пески, отложившиеся на второй стадии, под вергаются активному выветриванию и эрозии. Зоны осаждения п е с ков и ила постепенно смещаются еще дальше в море. Контакт п е с чаного тепа с подстилающей глиной постепенный. Ч а с т ь верхнего T ерригенные осадки в прибрежно-морских районах контакта представляет собой эрозионную поверхность несогласия, а другая часть, выдвинутая в море, з а л е г а е т согласно с вышележа щими осадками. На всех трех стадиях литологические границы се кут изохроны.

При таком сочетании условий, а именно когда происходит п о с т е пенное поднятие поверхности осадконакопления при ограниченном поступлении осадков, отлагающиеся морские песчаные тела харак теризуются незначительной шириной, однако в длину они могут п р о тягиваться на десятки миль. Если бы началось опускание поверх ности осадконакопления, т о линзовидное песчаное тело, образовав шееся на третьей стадии, оказалось бы полностью изолированным, так как поверх него отложился бы ил. Такие залегающие в глинах полностью изолированные линзы песчаников явились бы идеальными ловушками для углеводородов. Подобные условия осадконакопления существовали во многих районах побережья Мексиканского залива в кайнозойское время.

П е с о к и ил п о с т у п а ю т в к о л и ч е с т в а х от умеренных до обиль ных. В и з у а л ь н о е представление о характере распространения осадков в условиях постепенного обнажения дна при п о с т у п л е нии песка и ила в количествах от умеренных до обильных можно получить, рассматривая фиг. 2, хотя последняя приведена в к а ч е с т в е примера, иллюстрирующего условия постепенного погружения, когда скорость поступления материала превышает скорость погру жения. Источник с н о с а осадков и м е с т о их окончательного о т л о ж е ния одновременно поднимаются с одной и той же скоростью. На фиг. 2 показан случай, когда трудно определить, происходит п о г р у жение поверхности осадконакопления или е е выход над уровнем м о ря. В такой ситуации обычно можно провести точный анализ для выяснения вопроса: образовались ли толщи осадков, залегающие н е посредственно над и под э т о й поверхностью, в период е е погруже ния или появления над у р о в н е м моря?

ЦИКЛИЧЕСКОЕ (ПРЕРЫВИСТОЕ)ВОЗДЫМАНИЕ Постоянное поступление песка в умеренных количествах и обильное поступление ила. В ряде м е с т наблюдается цикличес кий характер выхода поверхности осадконакопления над уровнем моря. На фиг. I O показано взаимоотношение отложений, сформиро вавшихся в р е з у л ь т а т е т а к о г о циклического воздымания в услови ях. когда осадки поступают постоянно и в умеренных количествах. В общем регрессивный покров песчаника с о стороны моря (справа) ограничен морскими глинами, а с о стороны суши ( с л е в а ) - углями и континентальными отложениями. Э т о т песчаник, однако, отлича е т с я от песчаника, показанного на фиг. 2, т е м, что в отдельных участках он и м е е т большую мощность. Каждый из таких участков 3- 34 Глава I Фиг. 10. Циклическое воздымание при постоянном поступлении песка в уме ренных количествах.

Каждый из участков, где наблюдается локальное увеличение мощности песча ников, характеризует период устойчивой пляжевой обстановки. Покровные пес чаники формировались в периоды относительно быстрой регрессии береговой линии.

характеризует период устойчивой пляжевой обстановки в п р о ц е с с е циклической р е г р е с с и и береговой линии. Маломощные песчаники, развитые на участках между локально распространенными мощны ми песчаниками, образовались в р е з у л ь т а т е довольно быстрой ре грессии. Мощность э т о г о покрова песчаников непосредственно за висит от скорости р е г р е с с и и и количества поступающего песка.

Пунктирными горизонтальными линиями на фиг. I O показаны изо хроны. Каждая изохрона с е ч е т толщу осадков, что с в и д е т е л ь с т в у е т об одновременном отложении четырех литологических пачек, изо браженных на фигуре слева направо: континентальных слоев, боло тистых углеобразующих осадков, морских песков и морских илов.

В данном случае, когда угольный пласт перекрывает регрессивный морской песчаник, е г о нельзя использовать в качестве поверхности о т с ч е т а для проведения стратиграфического анализа залегающих на глубине отложений. Дело в том, что э т о т угольный пласт сформи ровался в пределах у з к о г о, располагавшегося по окраине залива б о лота, которое сначала р е г р е с с и р о в а л о, а з а т е м трансгрессировало и характеризовалось то континентальными, т о морскими условиями осадконакопления. В обстановке, изображенной на фиг. 1 0, встре чающийся м е с т а м и мощный песчаник, по—видимому, содержит х о р о шо сортированные песчаные з е р н а, имеет б о л е е высокую пористость и проницаемость по сравнению с маломощным покровом, который не отличается хорошей сортировкой з е р е н, б о л е е тонкослоист и д а ж е может включать прослои глин.

СТАБИЛЬНОЕ ПОЛОЖЕНИЕ ДНА БАССЕЙНА Р а з р е з д е л ь т о в ы х отложений. На фиг. 1 1 изображена взаи мосвязь между фациями, образовавшимися в условиях стабильного положения поверхности осадконакопления. Характер распространения i Терригенные осадки в прибрежно-морских районах Континентальные Положение береговой линии Фиг. 11. Стабильное положение поверхности осадконакопления при равномер ном поступлении осадков [115 с изменениями].

В таких условиях береговая линия регрессирует. Изображенный разрез очень типичен для дельтовой обстановки. Наклон передовых слоев в пределах при брежно-морского участка развития дельты сильно увеличен. Изохроны обраще ны вогнутой стороной кверху, а их взаимоотношение со всеми четырьмя изо браженными литологическими типами пород имеет регрессивный характер.

отложений не зависит от скорости поступления осадков. П о с л е д о в а тельные положения регрессирующей береговой линии пронумерова ны, чтобы показать направление е е движения.

В с в я з и с т е м что мощность с л о е в глинистых сланцев посте пенно уменьшается в направлении внутренней части бассейна, изо хроны имеют изогнутую форму. Континентальные слои отделены от залегающих ниже морских песчаников угольным пластом, который, так же как и на фиг. 1 0, не м о ж е т быть использован в качестве региональной поверхности о т с ч е т а. Условия, изображенные на фиг, 1 1, очень типичны для дельтовой обстановки осадконакопления, о д нако они показаны в слишком упрощенном виде. Обычно бывают развиты покрывающие, п е р е д о в ы е и подстилающие слои. Однако в прибрежно—морских условиях ни один из них, п о - в и д и м о м у, не о т л о жился бы при столь больших углах наклона поверхности осадкона копления, какие показаны на фиг. 1 1 ;

особенно велики углы падения передовых пластов. Крутопадаюшие передовые слои образуются только в очень специфических условиях, которые обсуждаются и и л люстрируются в р а з д е л е о дельтах.

Нижняя ч а с т ь фиг. 1 2 представляет собой вдвое увеличенное изображение фиг. 1 1. Оно приведено для того, чтобы показать не которые трудности, с которыми обычно сталкивается · стратиграф при сопоставлении каротажных д и а г р а м м различных скважин. На пример, три пробуренные скважины вскрыли резко отличающиеся друг от друга, но т е м не м е н е е генетически связанные между со бой пачки осадочных пород. Скважина вскрыла преимущественно континентальные слои, ниже которых з а л е г а е т г о р а з д о м е н е е мощ— Глава I Скважина А Скважина В Уровень моря г Линия песок-ил Z Уровень моря !

к— Линия песок —ufif Континентальные слои.

Угли.

Mopcme песчаники.

Морские глины и г. 12. Три стадии осадконакопления.

а - неподвижная поверхность осадконакопления с регрессирующей береговой линией;

b — быстрое прогибание, скорость которого превосходит скорость по ступления осадков, с трансгрессирующей береговой линией;

г - неподвижная поверхность осадконакопления с регрессирующей береговой линией.

ная толща углей, подстилаемая морскими песчаниками. Скважиной В вскрыт более изменчивый р а з р е з отложений с частично повторяю щимися слоями. Скважина С пересекла преимущественно морские глины, в толще которых з а л е г а е т тонкий слой морских песчаников.

Реконструкция истории осадконакопления, как видно на профиле, позволяет представить с е б е формирование изображенного разреза отложений следующим образом: а) р е г р е с с и в н о е осадконакопление в условиях неподвижного дна (табл. 2, В ) ;

б) прогибание бассейна со скоростью, превышающей скорость накопления осадков (А. 1. а ) ;

в) р е г р е с с и в н о е осадконакопление в условиях неподвижного дня ( В ).

ПРИМЕРЫ ФАПИАЛЬНЫХ ВЗАИМОСВЯЗЕЙ Т р а н с г р е с с и в н о - р е г р е с с и в н ы й характер кембрийско—ордовикской толщи пород, развитой в Аппалачской геосинклинали, был у с т а н о в лен еще Грабау [ 1 1 5 ]. На фиг. 1 3 изображен поперечный разрез э т о й толщи в направлении с с е в е р о - з а п а д а на ю г о - в о с т о к. Песча ники X - Z з а л е г а ю т трансгрессивно и являются эквивалентом п е с чаников Риган. Изохроны 1—5 (цифры справа) последовательно упираются в верхнюю поверхность песчаников Риган, подчеркивая трансгрессивный характер этой формации. Формация X - Y пред ставлена песчаниками Сент-Питер, которые являются как р е г р е с ' ^ г о т раздел написан по материалам Грабау [115].

T ерригенные осадки в прибрежно-морских районах Фиг. 13. Схематический поперечный разрез кембрийско-ордовикской толщи, развитой в Аппалачской геосинклинали [115 с изменениями].

Песчаник Риган трансгрессивный, тогда как песчаник Сент-Питер как регрес сивный, так и трансгрессивный. Изохроны 1—8 параллельны друг другу, но не параллельны изохронам 9 — 14.

сивными, так и трансгрессивными по происхождению. На р е г р е с с и в ное з а л е г а н и е песчаников указывает то, что изохроны 6 и 7 по следовательно упираются в основание этих песчаников. Между п е с чаниками Риган и Сент—Питер з а л е г а ю т доломиты Бикментаун, к о торые отлагались как в трансгрессивных, так и регрессивных ус ловиях. Песчаник С е н т - П и т е р ( X ' - Y ) перекрыт карбонатными п о р о дами Блэк—Ривер, представляющими собой трансгрессивную толщу, мощность которой уменьшается по направлению к с е в е р о - з а п а д у. То о б с т о я т е л ь с т в о, что изохроны 9-14 последовательно упираются в верхнюю поверхность песчаников С е н т - П и т е р, свидетельствует о трансгрессивном характере не только верхней части этих п е с ч а н и ков, но также и карбонатных пород Б л э к - Р и в е р. В песчаниках С е н т Питер (X — У) должна и м е т ь с я внутриформационная поверхность н е согласия, поскольку они формировались сначала в регрессивных, а з а т е м трансгрессивных условиях. В о з м о ж н о, что большая часть песчаников Сент-Питер, отложившихся в период регрессии, была эродирована до начала отложения осадков трансгрессивной фазы.

Четко выраженная поверхность несогласия в кровле толщи Бикмен таун, установленная в штате Огайо, могла быть с л е д с т в и е м этой эрозии. Калверт [ 4 6, 4 7 ] наглядно продемонстрировал, что толща Бикментаун постепенно с р е з а е т с я в с е в е р о - з а п а д н о м направлении по мере т о г о, как постепенно и с ч е з а ю т доломиты Чепултепек и Kon пер-Ридж.

Изохроны 9 - 1 4 параллельны между собой, но не параллельны изохронам толщи Y — Z (2 — 7). Отсутствие параллелизма между двумя группами изохрон свидетельствуют о том, что эти две толщи явно отличаются друг от д р у г а по с в о е м у происхождению.

В т о м случае, если регрессивная часть р а з р е з а (изохроны 6-8) отделена от толщи —, становится очевидным наличие третьей, 38 Глава I Ф и г. 14. Толща, представленная сочетанием трансгрессивных и регрессив ных морских песчаников, глин и известняков и перекрытая регрессивными континентальными слоями [115 с изменениями].

отличной по с в о е м у г е н е з и с у группы слоев. И з фиг. 1 3 должно быть ясно, что для детального стратиграфического анализа кемб— рийско—ордовикской толщи Аппалачской геосинклинали необходимо расчленить е е на отчетливые, генетически связанные между собой группы слоев.

Фиг. 1 4 представляет собой схематический поперечный разрез толщи, сложенной морскими и неморскими отложениями [ 1 1 5 ]. Б а зальные морские песчаники в правой половине р а з р е з а имеют т р а н с грессивный характер. Они перекрыты маломощным ч е х л о м мор ских глин, над KoTopbiNtH з а л е г а ю т морские известняки. Все три литологических типа пород отлагались в море, которое трансгрес сировало до т е х пор, пока б е р е г о в а я линия не д о с т и г л а района, расположенного в средней части рисунка. В э т о время в р е з у л ь т а т е воздымания источника с н о с а ( с л е в а на фиг. 14) началось о б и л ь ное накопление континентальных осадков, которое шло вдоль о к р а инных ч а с т е й морского залива, а также ближе к внутренней части моря. Таким о б р а з о м, р е г р е с с и я береговой линии б ь и а вызвана либо т е м, что скорость поступления осадков превышала скорость прогибания бассейна, либо т е м, что обильное поступление осадков происходило в условиях постепенного воздымания. Или регрессия проходила столь быстро, что песок, отсортированный волнами, не успевал образовывать регрессивный песчаный покров, или в р а й о не, примыкающим к заливу, количество песчаного материала было недостаточным для т о г о, чтобы он подвергся переработке и с о р т и ровке.

Глава ОСНОВОПОЛАГАЮЩИЕ КОНЦЕПЦИИ, ОТНОСЯЩИЕСЯ К ОСАДКАМ ПРИБРЕЖНО-МОРСКОЙ ЗОНЫ ПРОФИЛИ РАВНОВЕСИЯ На фиг, 1 - 1 0 показаны линии, разделяющие зоны развития п е с ков и илов. Ранее указывалось, что эти линии определяют макси мальную глубину действия волн. Они также определяют глубину, выше которой осаждаются прибрежно—морские пески, а ниже - алев риты и глины. Сила действия волн варьирует в широких пределах.

Данбар и Роджерс [ 7 3 ] указывали, что "при тихой погоде глубина действия волн почти равна нулю, тогда как в сильные штормы в о л ны проникают до глубины 1 0 0 м и более. Глубина воздействия волн м е н я е т с я изо дня в день в зависимости от штормов, а также от с е з о на к с е з о н у в процессе смены погоды. Меняются также и течения, возникающие в результате действия ветров;



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.