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:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 8 |

«ANCIENT SEDIMENTARY ENVIRONMENTS AND THEIR SUB-SURFACE DIAGNOSIS Richard C. Selley London Chapman and Hall Р. Ч. ...»

-- [ Страница 4 ] --

Встречаются, особенно в верхней части толщи, силицифицирован ные известняки и тонкие прослои кремня. Д л я нижней части к а ж дой известняковой последовательности часто характерны косая слоистость и присутствие зерен терригенных песков. Обычны так ж е банки, сложенные целиком из чешуек криноидей, и отдельные рифы, образованные водорос лями, мшанками, кораллами и брахиоподами.

Внутри каждого цикла на известняках обычно залегают сланцы, представленные чер ными пиритовыми слюдистыми алевролитами с тонкими кон креционными прослоями сиде рита. Они, как правило, по всему разрезу не содержат ис- I-10 м копаемых организмов.

Сланцы, размер частиц ко торых постепенно увеличива ется, переходят в средне- и мелкозернистые алевритистые песчаники, обычно пластинча тые или микрокосослоистые, иногда с вертикальными иско паемыми следами червей, мол люсков и других беспозвоноч ных. Выше этой песчаной фа ции с резким перекрытием за легают косослоистые грубозер нистые песчаники. Они выпол няют крупные русла, имеющие обычно локальное распростра нение, но в глубину иногда до стигающие несколько метров.

Эти русла часто прорезают не только подстилающие песчани ки и н и ж е л е ж а щ и е сланцы, но Шельф и известняки.

Вверх по разрезу русловые песчаники измельчаются и у кровли толщи переслаиваются с тонкими прослоями углей, углистого сланца и корненос ными горизонтами. Р И С. 64. Ф а к т и ч е с к и й разрез толщи пород Ярдейл, ручей Хелл-Джил, Тип 1: интерпретация. Се Уэстморленд (местоположение разреза рия пород Ярдейл состоит из см. рис. 6 3 ).

нескольких циклов, в каждом Обратите внимание, что кластическая серия, в целом, демонстрирующая укрупнение ма из которых наблюдается про- териала вверх по разрезу, между двумя пач грессивное изменение от мор- ками известняков содержит две подсерии, из которых лишь нижняя в своей верхней ской обстановки (доказатель- части содержит угли.

ством этому служит фауна из- 1 — известняки — верхняя (основная) и ниж няя пачки;

2 — отложения ветвящихся русел;

вестняков) до континенталь- 3 — отложения платформы и склона дельты;

4—продельтовые осадки;

5 — угли и кор ных условий, о чем свидетель- неносные горизонты ствует огрубление материала вверх по разрезу и наличие корненосных горизонтов в верхней ча сти толщи. К а к у ж е указывалось в начале главы, такие признаки характерны для дельтовых отложений.

Более подробное рассмотрение особенностей фауны и литоло гии известняков показало, что их накопление происходило в ус ловиях морского шельфа при отсутствии какого-либо поступления терригенного материала.

Известковистые илы накапливались в обстановке с низким энергетическим уровнем, вероятно, ниже зоны волнового воздействия. Косослоистые скелетные калькарениты свидетельствуют о периодическом воздействии течений (более подробно см. об этом гл. VIII, где рассматриваются обстановки осадконакопления морских шельфов). Эти условия ограничивались поступлением терригенных осадков. Вначале осадки были тонкими и выпадали из суспензии в относительно спокойных условиях глу боководья. В это время образовались пластинчатые сланцы. Вер тикальное огрубление материала и наличие косой слоистости сви детельствуют о прогрессирующем обмелении и возрастании роли течений. На воздействие довольно сильных течений у к а з ы в а е т присутствие косослоистых русловых песчаников. Однако после их отложения стали господствовать спокойные условия, и участки мертвых русел и межрусловые пространства заняли торфяные бо лота.

Итак, судя по вертикальной последовательности отложений, фации (левая колонка) серии Ярдейл можно соотнести со следую щими обстановками (правая к о л о н к а ) :

угли и корненосные горизонты болота косослоистые песчаники речные протоки песчаники со з н а к а м и р я б и субаквальная дельтовая платформа дельта пластинчатые а л е в р о л и т ы продельта известняки морской ш е л ь ф Дельтовые отложения этого типа, переходящие в карбонатные фации морского шельфа, сильно отличаются от отложений, сфор мировавшихся там, где дельты впадают в более глубокие камен ноугольные бассейны.

Тип 2: описание. Дельтовые отложения второго типа рассмот рим на примере каменноугольных пород Северной Англии;

речь пойдет об отложениях Миллстоун-Грит, а т а к ж е подстилающих их песчаниках и сланцах. Д е т а л ь н ы й разрез этой толщи сделан у се верного окончания Централыюпеннинского трога. Приведем его краткое описание (см. рис. 63 и рис. 65).

У подошвы напластования находятся сланцы Идейл мощ ностью около 200 м. Они представлены темно-серыми аргиллита ми (нередко углистыми с рассеянным пиритом). Их осадочная текстура хорошо в ы р а ж е н а и представлена выдержанной лате рально пластинчатостью. Сланцы в основном лишены ископаемых, однако изредка встречаются тонкие двухстворчатые раковины моллюсков Posidonia и гониатиты. Цефалоподы отмечаются лишь ;

|2о Р И С. 65. Обобщенный р а з р е з пород серий И д е й л — К и н д е р с к о у т - Г р п т (местопо л о ж е н и е р а з р е з а см. рис. 63). Составлена по данным Дж. Коллинсона, X. Pu динга и Р. Уокера в тонких прослоях черного цвета и являются биостратнграфически в а ж н ы м и руководящими ископаемыми.

Вверх по разрезу сланцы Идейл переходят в породы серии Мэм-Тор мощностью приблизительно 120 м. Они содержат л а т е рально выдержанные переслаивающиеся песчаники и сланцы с толщиной слоев менее 1 м. Песчаники представлены тонкими гра увакками, состоящими из кварцевых зерен, обломков и полевого шпата в углисто-глинистом матриксе. Все песчаники имеют эро зионную подошву, выработанную в н и ж е л е ж а щ и х сланцах, с риф лями, знаками выемки и желобка. Внутри толщи песчаников на блюдается градационная слоистость с характерной последователь ностью текстур от основания к кровле: массивные песчаники, плоскбслоистые и со з н а к а м и ряби.

Вверх по разрезу серия Мэм-Тор переходит в породы серии Шейл-Грит мощностью 100—200 м. Последние включают главным образом граувакковые песчаники, петрографически схожие с ни ж е л е ж а щ и м и песчаниками. Сланцы встречаются редко. По срав нению с песчаниками Мэм-Тор эти песчаники более толстослоисты, пачки мощностью свыше 30 м иногда состоят из слоев толщиной 1—3 м. Градационная слоистость, знаки ряби и пластинчатость устанавливаются редко. Многие из этих песчаников отличаются массивностью. Они и значительно реже сланцы выполняют мно жество хорошо выраженных эрозионных ложбин глубиной до 20 м и более;

преимущественно развиты в верхней части серии Шейл Грит, но встречаются и в нижней части перекрывающих с л а н ц е в Гриндслоу. Последние имеют мощность около 100 м и з а л е г а ю т на отложениях Шейл-Грит с резким контактом. Здесь выделяют две пачки: верхнюю и нижнюю. Н и ж н я я представлена укрупняю щейся вверх последовательностью: пластинчатые аргиллиты, алев ролиты и тонкие плоскослоистые со з н а к а м и ряби глинистые пес чаники. Вверх по разрезу возрастает и количество вертикальных ископаемых следов движения беспозвоночных. Верхняя пачка сланцев Гриндслоу представлена ассоциацией алевролитов и тон козернистых песчаников, часто тонкослоистых со следами ряби и пронизанных ходами ископаемых организмов. Их рассекают про моины, заполненные крупнозернистыми песчаниками с косой сло истостью.

Сланцы Гриндслоу, в свою очередь, перекрыты породами Кинд ерскоут-Грит — местным аналогом серии Миллстоун-Грит. Они представлены более чем 100-метровой толщей крупнозернистых галечных аркозовых песчаников с небольшим количеством с л а н цев.

У подошвы породы Киндерскоут-Грит выполняют хорошо з а метные врезы, выработанные в подстилающих сланцах Гриндслоу.

Глубина этих ложбин часто превышает 30 м при ширине 300 м.

Они заполнены очень грубым галечным песчаником, к а к п р а в и л о, массивным у подошвы, а выше — плоско- или косослоистым. Вы ш е л е ж а щ а я часть отложений Киндерскоут-Грит включает после довательности, демонстрирующие измельчение материала вверх 1| по разрезу. На эрозионной поверхности залегают гру бозернистые косослоистые песчаники, часто с кварце вой галькой и окатышами сланцев (рис. 66). Вверх по разрезу, постепенно измель чаясь и приобретая слоис тость и знаки ряби, они пе реходят в серые пластинча тые алевролиты с тонкими прослоями угля и корненос ными горизонтами.

Тип 2: интерпретация.

Последовательность от слан цев Идейл до пород Киндер скоут-Грит демонстрирует общее вертикальное огруб ление материала и переход от морских условий к конти- Р И С. 66. П л о с к о - н а к л о н н а я косая слоис нентальным, о чем соответ- тость в крупнозернистых аллювиальных ственно свидетельствуют песчаниках Киндерскоут-Грит, местополо ж е н и е Уоррен, Хэтерсейдж. Фото предо присутствие гониатитов и ставлено Дж. Д. Коллинсоном наличие корненосных гори зонтов. Оба эти показателя, к а к уже говорилось в начале главы, служат критериями типично дельтовой обстановки. Однако при более детальном рассмотрении выявляются серьезные отличия последовательности Идейл-Киндер скоут от модели развития современной дельты, с одной стороны, и от пород серии Ярдейл, с другой. В частности, последовательность Идейл-Киндерскоут на самом деле состоит из двух серий с огруб лением материала вверх по разрезу в каждой. Эти серии принад л е ж а т разным фациям и, таким образом, не могут быть следстви ем отключения дельты.

Особенности пород Идейл указывают, что отложение илов про текало из суспензии в обстановке с низким энергетическим уров нем. Наличие гониатитов свидетельствует о морских условиях, а присутствие рассеянного пирита — об анаэробной восстановитель ной среде. Сортированные граувакки серий Мэм-Тор и Гриндслоу предполагают отложение этих пород мутьевыми потоками. Осно вания для такого рода заключения здесь не приводятся (см.

гл. X). Глубокие промоины в верхней части отложений Шейл Грит, по-видимому, т а к ж е были выработаны мутьевыми течения ми, которые, попадая на дно бассейна, отлагали там более тонкие равномернослоистые граувакки Мэм-Тор. Это дает возможность считать отложения Гриндслоу проксимальными турбидитами, ко торые эродировали и выполняли подводные каньоны. В таком случае песчаники Мэм-Тор могут быть определены как дистальные турбидиты, отложенные на конусах, радиально расходящихся от ШЗ О б с т а н о в к и, м и г р и р у ю щ и е в с т о р о н у бассейна (причина) Аллювиальная Подводная Склон Турбидитный размыв прибрежная Д н о бассейна внутренняя дельты равнича дельта 1 Серии о с а д о ч н ы х п о р о д (результат) Р И С. 67. С х е м а т и ч е с к и й п р о ф и л ь, и л л ю с т р и р у ю щ и й с о о т н о ш е н и я м е ж д у ф а циями и обстановками накопления пород каменноугольного возраста в Централь нопеннинском троге:

1 — конусы;

2 — каньоны устьев каньонов. Такого рода взаимосвязь каньонов и турбидито вых конусов хорошо известна д л я современных прибрежных бас сейнов, таких, например, как впадина Сан-Диего ( С Ш А ) ;

об этом сообщается в работе Б. Хэнда и К- Эмери.

Кровля отложений Шейл-Грит маркирует конец первой после довательности с огрублением материала вверх по разрезу. Подош ва л е ж а щ и х на ней пород серии Гриндслоу отмечает начало вто рой такой последовательности.

Пластинчатые алевриты и тонкие алевритистые пески в осно вании сланцев Гриндслоу свидетельствуют, что отложение осадка протекало из суспензии ниже базы волнового воздействия. Пере ход этих отложений по вертикали в верхние осадки серии — более грубозернистые, со знаком ряби, ископаемыми следами жизне деятельности организмов и промоинами, предполагает постепен ное обмеление при все более возрастающей роли в процессах се диментации волокущих течений.

Глубокие ложбины-каньоны в основании в ы ш е л е ж а щ е й серии Киндерскоут-Грит со всей очевидностью свидетельствуют о раз витии системы чрезвычайно сильных течений с грубозернистыми осадками. Еще выше песчаниково-сланцевые циклы, характери зующиеся измельчением материала вверх по разрезу чередуются с более грубыми отложениями. Наличие таких циклов предпола гает осадкообразование в мелких руслах, мигрирующих по аллю виальной равнине. Присутствие углей и корненосных горизонтов у к а з ы в а е т на периодическую субаэральную экспозицию. Прини мая все это во внимание, можно сделать вывод, что породы ниж ней части серии Гриндслоу-Шейлз накапливались на склоне дель 1( ты. Упоминавшиеся ранее глинистые пески со знаками ряби и ис копаемыми вертикальными следами жизнедеятельности представ ляют собой отложения дельтовой платформы и приурочены к уча сткам между руслами, в которых формировались косослоистые пески. И, наконец, внутренняя дельта о к а з ы в а л а с ь погребенной под осадками наступающей аллювиальной равнины.

Таким образом, толща Идейл-Шейл — Киндерскоут-Грит отра ж а е т последовательное заполнение Центральнопеннинского трога сначала турбидитами, а затем дельтовыми осадками. Исследова ние палеотечений показало, что, по-видимому, материал сюда по ступал из района Северопеннинского блока, причем различные фации мигрировали диахронно преимущественно в южном направ лении (рис. 67). Эта толща является классическим подтверждени ем закона Вальтера (см. с. 12): хорошо в ы р а ж е н н а я вертикальная последовательность фаций обусловлена латеральной миграцией ряда обстановок.

дискуссия Рассмотренные примеры дают наглядное представление о двух типах дельт. Дельтовые отложения серии Ярдейл образуют отно сительно тонкие кластические клинья на мелководных карбонат ных осадках морского шельфа. Напротив, дельтовые отложения Миллстоун-Грит сформировались в глубоководном морском бас сейне. Здесь существовал более крутой и высокий дельтовый склон, у подошвы которого накапливались шлейфы турбидитных осадков. Существуют и другие примеры древних дельтовых отло жений, которые могут быть соотнесены с только что рассмотрен ными разновидностями дельтового склона: высоким и низким.

Д е л ь т ы с высоким склоном, где морские сланцы переходят вверх по разрезу через турбидиты в русловые песчаники, известны для формации Коаледо (эоцеп) в Орегоне, д л я ордовикских пород Аппалачей и пород вестфальского яруса в северной части граф ства Девон. Отложения низких склонов, где морские сланцы, а иногда и известняки переходят через фацию чисто отмытых по кровных песков в русловый аллювий, типичны для пород пенсиль ванского возраста (поздний карбон) бассейна Иллинойс ( С Ш А ).

Особенно хорошим примером является песчаник Энвилл-Рок.

Породы нижней, покровной, фазы мощностью около 7 м тонкосло исты, несут знаки ряби и вниз по разрезу постепенно переходят в морской сланец. Л о к а л ь н о породы этой фазы содержат более грубые косослоистые песчаники русел, меандрировавших вниз по палеосклону. Геология и петрография песчаников этой серии, а т а к ж е их структура рассматриваются в работах М. Гопкинса и П. Поттера и Д ж. Саймонса. Отложения группы Крайм (ордовик ско-силурийские) бассейна Табук в Саудовской Аравии демон стрируют серию дельтовых циклов, нижний из которых отвечает варианту турбидитов высокого склона. В ы ш е л е ж а щ и е циклы сви детельствуют о накоплении осадков в условиях относительно не большого склона. Внутри к а ж д о г о цикла наблюдается переход от листоватого алевролита (силта) через тонкопереслаивающиеся (со з н а к а м и ряби и ископаемыми следами жизнедеятельности беспоз воночных) алевролиты и песчаники к верхним русловым песча никам (рис. 68).

Исходя из вышеизложенного, можно было бы предположить, что такие хорошо документируемые осадки, к а к дельтовые, интер претируются вполне определенно. Но это не так. Многие пробле мы остаются нерешенными, в частности вопрос о происхождении цикличности в дельтовых отложениях. Это характерное для осад- I ков древних дельт явление изучено подробно в породах каменно угольного возраста, где дельтовые фации имели, по-видимому, об щемировое распространение [22].

Изучение современных дельт показало, что размыв прирусло вых валов ветвящимися руслами обеспечивает развитие цикличе- * ской седиментации;

при этом не требуется никаких дополнитель ных внешних причин (подробнее см. работы Д. Мура по цикличе-, ской седиментации и Д ж. Коулмена и С. Гаглиано). Все объяс- I нения происхождения дельтовых циклов, игнорирующие этот факт, выглядят малоубедительными, например, гипотеза тектонических импульсов для циклов формаций Ярдейл, предложенная в 1967 г.

М. Ботом и Г. Джонсоном. Вместе с тем, не все циклы в дельто- i вых отложениях удается отнести на счет переключения (переме щения) дельты. Может быть проведена корреляция отдельных по ясов маркирующих морских горизонтов, связанных с дельтами карбона, на обширной территории — от Ирландии до Центральной Европы. Поскольку такие отложения выходят за рамки отдельных ( дельт или бассейнов, их формирование нельзя объяснить ни про рывами прирусловых валов, ни спорадическим погружением бас сейна. Значительно более убедительным объяснением этого явле ния могут служить эвстатические изменения уровня океана (при ведено в работе X. Уонлесса и Шепарда, исследовавших поздне палеозойские осадочные циклы в связи с изменением климата и i уровня моря). Поэтому более вероятно, что хотя дельты могут и \ сами порождать циклы своего развития, внешние факторы (регу лярные тектонические импульсы, изменения климата и колебания уровня моря) т а к ж е могут оставлять знаки своего воздействия в разрезе дельтовых отложений.

Д л я понимания последовательности накопления осадков в дель товых толщах необходимо выработать критерии отделения л о к а л ь ных дельтовых циклов (которые должны существовать) от цик лов, происхождение которых связано с внешними причинами (ко торых может и не быть).

Существуют два рациональных подхода к решению этой зада чи, причем оба предусматривают использование компьютеров для выполнения сложных статистических выкладок. Первый подход подразумевает определение мощности и региональных вариаций циклотем и выявление их связей с другими геологическими пере менными, как это было сделано при количественном изучении уг 1/ Группа Хрейм Циклы отложений ордовик (лланвир, средний пологоскпонной дельты нижний силур!

Толща турбидитов крутосклонной дельты Формация Ум-Сэхм Морской шельф Р И С. 68. С в о д н ы й ф а к т и ч е с к и й р а з р е з, в ы я в л я ю щ и й ц и к л ы о с а д к о н а к о п л е н и я с укрупнением материала в к а ж д о м, бассейн Табук, С а у д о в с к а я Аравия:

/ — брахиоподы;

2 — следы движения;

3 — вертикальные ходы;

4 — граптолиты леносных циклических серий намюра Центральной Шотландии У. Ридом и Д ж. Дином в 1967 г.

Второй подход предусматривает использование компьютера д л я моделирования дельтовой седиментации: калибровка таких переменных, как поступление осадочного материала и скорость по гружения, базируется на данных по современным дельтам (обзор работ дан в сборнике трудов коллоквиума по моделированию гео логических систем, вышедшем в 1968 г. под редакцией Д. Мерриэ ма и Н. Кока, а т а к ж е в работах Г. Б о н х э м а - К а р т е р а и А. Сатер л е н д а и других).

Э К О Н О М И Ч Е С К И Е АСПЕКТЫ Дельтовые отложения с л у ж а т важным источником накопления углей, нефти и газа. Д л я болот и маршей современных дельтовых а л л ю в и а л ь н ы х равнин типично образование торфяников. Д е т а л ь ный анализ седиментологии угленосных толщ дан в целом ряде работ, в том числе в работе «Обстановки накопления угленосных отложений» под редакцией Е. Д э п л а и М. Хопкинса, 1969 г.;

под робнее см. [29, 106].

Очевидно, что для эффективной эксплуатации угольных место рождений в а ж н о знать обстановку их накопления. Угли не всегда генетически связаны с дельтами: как уже упоминалось, некоторые из угольных залежей приурочены к удаленным от моря континен тальным бассейнам. И в пределах самой дельты угли могут фор мироваться в самых разных ситуациях.

Существует много различных обстановок, с которыми связано развитие болот, т. е. имеется много разных путей формирования древних углей. Классический очерк соотношения между обстанов ками осадконакопления и геометрией угленосных горизонтов в дельтах пенсильванского возраста в бассейне Иллинойс дали X. Уонлесс, Ж- Б а р р о ф и о и П. Трескотт. Они рассмотрели усло вия накопления углей Пенсильвания в работе, вошедшей в тот ж е •сборник «Обстановки накопления угленосных отложений»;

см.

т а к ж е [29]. На рис. 69 и 70 показаны различные типы угольных пластов в плане и в разрезе.

Иногда, когда отмирает крупная дельта, или при значительном эвстатическом поднятии уровня моря могут формироваться (см.

рис. 69, а) торфяные покровы. В ограниченном масштабе слоем торфа могут быть перекрыты отдельные ложбины-прорывы русло вых валов (см. рис. 69, б ). Повторение этого процесса может при вести к образованию расщепляющихся от к р а я русла тонких угольных горизонтов.

Торфяники могут т а к ж е формироваться в мертвых речных про токах и в дельтовых рукавах (см. рис. 69, в). С небольшими из менениями та же ситуация наблюдается в случае старичных озер* (см. рис. 69, г). Покровные торфяники могут образовываться в затопляемых понижениях аллювиальных равнин (см. рис. 69, д).

.Необходимо знать, что покровные угли могут оказаться локально il. Палеопростирание 10 км — 1 км б Несколько километров Р И С. 69. С х е м а, и л л ю с т р и р у ю щ а я в а р и а н т ы ф о р м и р о в а н и я у г о л ь н ы х п л а с т о в.

Отметим, что их геометрия является функцией как обстановки накопления, так и воздей ствия субсеквентной эрозии.

а — мертвая дельтовая лопасть;

б — брошенная ложбина—прорыв руслового вала;

в — схо дящиеся (речные) и расходящиеся (дельтовые) русла;

г — старичные озера;

д — болота затопляемой поймы с локальной русловой эрозией;

е — прибрежный соленый марш (со лончак) и лагуна Зак. Р И С. 70. С х е м а т и ч е с к и й р а з р е з, де монстрирующий латеральную выдер жанность и размещение угольных пластов различного типа. Разрез ориентирован параллельно палеопро стиранию.

Буквы на рисунке соответствуют типам геометрии пластов, показанным на рис. 69.

1 — русловые песчаники;

2 — недифферен цированные тонкие песчаники и сланцы;

3 — автохтонные угли с корненосными го ризонтами;

4 — аллохтонные привнесенные •Щ/ [ \2 h^Hi;

— угли Р И С. 71. К а р т а и з о п а х и т д л я пес чаников Буч (пенсильваний) в Ок л а х о м е. По Д. А. Бушу, 1961 [30], приводится с разрешения Американ ской ассоциации геологов-нефтяни ков.

1 — покровная фация мощностью 0—6 м;

2 — русловая фация мощностью 6—60 м;

3 — нефтеносные пласты (приурочены к русловым песчаникам) Р И С. 72. Г е о ф а н т а с м о г р а м м а, д е м о н с т р и р у ю щ а я в з а и м о о т н о ш е н и я т р е х ф а ц и й п е с ч а н и к о в ю р с к о г о в о з р а с т а ( п е с ч а н и к о в ы е к о л л е к т о р ы С е в е р н о г о м о р я ). По Р. Селли (1976), с разрешения Союза геологов.

1 — трансгрессивные песчаники мелководья;

2 — морские сланцы, образовавшиеся ниже уровня волнового воздействия;

3 — аллювиальные песчаники;

4 — фация продвигающейся дельты эродированы руслами (см. рис. 69, а). Очевидно, что для таких участков большое значение приобретают детальное картирование и выявление протяжения таких русел. В а ж н о это не только пото му, что песчаники таких русел расчленяют угольный пласт, но и потому, что иногда они являются водоносными горизонтами, кото рые могут вызвать затопление подземных выработок. И наконец, угли могут встречаться в виде вытянутых тел, параллельных ло кальной береговой линии (см. рис. 69, е ). Это происходит, когда торф накапливается в обстановке соленых маршей и прибрежных лагун.

Краткий обзор соотношений между геометрией угольных плас тов и обстановками осадконакопления показывает, что фациаль ный анализ помогает при разработке угольных месторождений.

По ряду причин дельты нередко оказываются крупными нефтега зоносными провинциями. Процессы, происходящие в дельтах, дают прекрасную возможность для транспортировки песков (потенци альных резервуаров углеводородов) на значительные расстояния в пределы морских бассейнов с обогащенными органикой илами (потенциальными нефтегазоматеринскими породами).

Поскольку дельты часто развиваются в областях, где з е м н а я кора нестабильна, структурные деформации приводят к форми рованию ловушек д л я мигрирующих углеводородов. Кроме того, в самих дельтах при развитии разломов и в связи с опрокинуты ми антиклиналями образуются стратиграфические ловушки [13, 26 и др.].

Очевидно, что для прогнозирования распространения и геомет рии з а л е ж е й углеводородов важно знать седиментологию дельто вых отложений. На рис. 71 приводится классический пример стра тиграфической нефтяной ловушки в пределах дельтовых рукавов.

Отдельные виды русловых ловушек, рассмотренные нами при ана лизе аллювиальных русел, могут быть отнесены и к дельтам (см.

рис. 36). Д а ж е там, где нефть собирается в структурных ловушках дельт, интерпретация условий накопления осадков не утрачивает своей значимости как при поисках и разведке, так и при эксплуа тации нефтегазовых месторождений.

Многие месторождения углеводородов Северного моря генети чески связаны с блоковыми ловушками, срезанными наклонными разломами. Основные скопления нефти приурочены к среднеюр ским песчаникам Брент, отлагавшимся в дельтовой системе, про двигавшейся к северу, т. е. в сторону оси грабена Викинг. Здесь можно выделить три главные фации: крупнозернистые неморские песчаники с галькой и сланцы (аллювиальные);

углистые сланцы, песчаники и угли (дельтовые);

чистые песчаники, местами глини стые, глауконитовые с ископаемыми следами жизнедеятельности беспозвоночных (морские, мелководные). Они образуют законо мерно построенные регрессивно-трансгрессивные пачки (рис. 72).

Существует тесная корреляция между фациями и качественными характеристиками (пористостью и проницаемостью) коллекторов углеводородов. Д е т а л ь н ы й фациальный анализ позволил закарти 9* 113' А Б г в к- Р И С. 73. Серия п а л е о г е о г р а ф и ч е с к и х к а р т (А—Г), показывающая эволюцию дельты Брент (средняя юра) в северной частц Сеэерцого моря, По Г. Ейнону (1981), с разрешения Лондонского института нефтц РИС. 74. Обобщенная стратиграфическая ко л о н к а с р е д н е ю р с к и х по р о д г р у п п ы Б р е н т, се Породы Тарберт, верная часть Северного преимущественно морские пески моря.

1...-4'-.",, В нижней части толщи не фтяна залежь хорошо выдержана, однако по на правлению к кровле ее гео метрия усложняется за счет Местные продвижения дельты и че Ч. трансгрессии редования осадков лопастей с и регрессии локальной субдельты П о р о д ы Несс, трансгрессивными морски п р е и м у щ е с т в е н н о пески ми песчаниками д е л ь т о в ы х русел, а также илы и у г л и заливов Пачка пород Этайв Фронт дельты Р И С. 75. С х е м а, и л л ю стрирующая соотноше ние л а т е р а л ь н о й в ы д е р С к л о н дельты жанности нефтеносного пласта в гетерогенном дельтовом комплексе с п е р е с л а и в а ю щ и м и с я рус П а ч к а п о р о д Ранноч ловыми и прибрежными морскими песчаниками / — ось максимальной про Продельта ницаемости;

2 — выдержан ность песчаного тела;

3 — Пачка пород Брум (папеоруспо?) трансгрессивная фаза, пре обладают осадки морских С л а н ц ы Д а н л и н (поздняя Kipaf баров;

4 — регрессивная фа за, преобладают русловые пески;

5 — палеосклон ровать продвижение и деструкцию дельты Брент. Следовательно, палеогеографические карты могут оказаться полезными при прог нозировании региональных изменений коллекторских свойств (рис. 73). На рис. 74 представлена стратиграфия толщи Брент.

В нижнюю фазу — фазу продвижения дельты откладывались пач ки, характеризующиеся значительной латеральной выдержан ностью. Верхней части разреза присуща большая изменчивость с локальными ф а з а м и трансгрессии и размыва. При оценке нефте газоносных площадей трудность заключается в том, что дельто вые русловые пески необходимо дифференцировать от морских.

Первые локально вытянуты вниз по склону дельты, а последние обычно параллельны ему (рис. 75).

подповерхностная диагностика дельтовых отложений Распознать погребенные дельтовые отложения по данным бу рения и геофизических исследований нетрудно. Геометрию дельт часто можно установить с помощью одной правильно пробурен ной скважины. Косая слоистость 1-го порядка фазы продвижения, как правило, хорошо выделяется на сейсмических разрезах дель товых осадков (рис. 76). Во внутренней дельте отдельные русла могут быть закартированы тем ж е методом, что и речные (см.

с. 77). Д л я углей характерны аномально низкие скорости про хождения сейсмических волн, поэтому в случае их значительной мощности и неглубокого залегания они т а к ж е могут быть легко установлены. Если пробурено несколько скважин, то появляется возможность картировать отдельные лопасти дельты на основе палеонтологических данных и по результатам к а р о т а ж а.

В литологическом отношении д л я дельт характерно наличие крупных клиновидных тел, состоящих из обломочных терриген ных отложений и демонстрирующих широкое разнообразие в раз Р И С. /6. Сейсмический р а з р е з п р о д в и г а ю щ е й с я дельты (от вершинных частей д е л ь т ы через передовые слои к придонным). По [27] 135.

Р И С. 77. С х е м а р а с п о л о ж е н и я п е с ч а н ы х т е л (А) и х а р а к т е р и с т и к а д е л ь т о в ы х о с а д о ч н ы х ф а ц и й по д а н н ы м к а р о т а ж а (Б).

Там, где позволял керновый материал, определялись осадочные текстуры Однако и пои отсутствии керна обстановки осадконакопления устанавливались по типам капотажных за писей и данным о распространении глауконита и углистого детрита разрезы: на разрезе I—а — аллювиальные "песчаники;

на разрезе II—а — песчаники :мелководья;

на разрезе Ш - а - отложения каналов стока в приливно-отливной зоне б — осадки дельтовых русел, в - отложения фронта дельты;

на разрезе V-e - отложения.дельтового склона и шилсми,, На рис. 77, Б: 1 — уголь;

2— эрозионная поверхность;

3—7 — текстуры: 3 — мас сивность, 4 — плоская сло истость, 5 — косая слоис тость, 6 — пластинчатость, 7 — микрослоистость;

8— вертикальные ископаемые — следы жизнедеятельности червей, моллюсков и других беспозвоночных;

9 — турби диты.

На колонках справа: 1 — присутствие глауконита и/ или обломков раковин;

2 — присутствие углистого дет рита и/или слюды 6 и IIL АНИ АНИ мере зерен и значении песчано-глинистого коэффициента. Ш и р о ким распространением пользуются угли или лигниты, рассеянный углистый детрит встречается в песчаниках дельтовых рукавов w других фациях, связанных с дельтами. Напротив, в береговых:

песках дельт, испытывающих преимущественно волновое в о з д е й ствие, вместо углистого детрита может присутствовать глауконит.

В общем случае при к а р о т а ж е крупной дельтовой лопасти устанавливается последовательность, х а р а к т е р и з у ю щ а я с я укруп нением материала вверх по разрезу. Однако при более детальном рассмотрении оказывается, что здесь можно выделить все четыре главных мотива записи. На рис. 77 показаны к а р о т а ж н ы е кривые и осадочные текстуры, которые можно встретить в случае дель товых отложений. В своей работе, посвященной седиментологиче ским аспектам изучения нефтяных месторождений в дельте Ниге ра, К- Вебер показал, к а к с помощью детального анализа резуль татов к а р о т а ж а объяснить генезис комплекса дельтовых песчани ков и сланцев. На рис. 78 приведена колонка и к а р о т а ж н ы е гра фики д л я скважины, пробуренной в дельтовых отложениях Север ного моря.

Нередко устанавливается сложный характер наклона пластов,,, однако в случае правильной интерпретации данные такого рода, могут послужить источником получения дополнительной и н ф о р м а ции при определении геометрии фаций [31]. Обычно д л я этих от ложений характерны два главных типа (мотива) записи накло нов. Первый тип — «голубой», демонстрирующий увеличение угла:

наклона вверх по разрезу;

он отвечает фазе продвижения дельты..

Реконструируя распределение таких мотивов в пределах одной дельтовой лопасти, удается локализовать ее наиболее песчанистую часть, где и могут существовать оптимальные для формирования з а л е ж и условия. Внутридельтовым руслам т а к ж е соответствует сложное распределение наклонов. Однако при нанесении наклонов от одного русла на круговую диаграмму (polar plot) можно о б н а р у ж и т ь бимодальное распределение наклонов под углом 90°.

Это свидетельствует о наличии двух мод крутонаклонной слоисто сти: одна направлена в сторону оси русла, а другая, для которой характерен «красный» мотив каротажного графика с у м е н ь ш е н и ем угла наклона вверх по разрезу,— перпендикулярно первой.

Т а к а я запись о т р а ж а е т главные передовые слои отложений кос с.

наклоном к оси русла (рис. 79).

Методы анализа русловых отложений подобного типа (широко применяемые в случае аллювиальных русел вообще) чрезвычайно в а ж н ы. Они дают возможность по материалам одной с к в а ж и н ы определять к а к общий уклон русла, так и направление к его оси.

Подобного рода информация совершенно неоценима при поисках, стратиграфических нефтяных ловушек в русловых песчаниках и при региональных палеогеографических исследованиях.

Литература: [13, 22, 26, 27, 29, 30, 31, 67, 79, 106].

137.

Размерность Гамма- Число экземпляров Р И С. 78. Б у р о в а я к о л о н к а д е л ь т о в ы х о с а д к о в ( с к в а ж и н а, п р о б у р е н н а я в С е в е р н о м м о р е ). По [79], с разрешения Американской ассоциации геологов-нефтяников.

Выявляется толща красных песчаников и сланцев, которые накапливались в аллювиальной обстановке;

далее следуют углистые песчаники и сланцы с тонкими прослоями угля. По керну и графикам гамма-каротажа устанавливается опесчанивание вверх по разрезу, ха рактерное для осадков продвигающейся дельты. С последующей морской трансгрессией связано отложение глауконитовых песков мелководья на осадки мертвой дельты, выше залегают морские илы.

Р И С. 79. Т и п ы г р а ф и к о в н а к л о н о м е р н о г о к а р о т а ж а в с л у ч а е д е л ь т о в ы х отло ж е н и й. По Р. Сеяли (1977), воспроизводится с разрешения издательства «При кладная наука».

«Голубой» мотив (с увеличением угла наклона вверх по разрезу в осадках дельтового склона) говорит о продвижении дельты в южном направлении;

«красный» мотив (с умень шением угла наклона вверх по разрезу в осадках ветвящихся русел) свидетельствует, что основные поверхности напластования имели меридиональное простирание вдоль оси русла и были наклонены к западу, внутрь русла. Близкие наклоны (в нижней части) могут свидетельствовать о том, что слои с «красным» рисунком записи имеют наклон к западу (незалитые «головастики»), тогда как более крутые наклоны отвечают косой слоисто сти и направлены к югу, в сторону русла (залитые «головастики») А — песчаники от желто- до красно-коричневых, крупнозернистые, плохо сортированные, ангидритовые, аллювиальная обстановка: зандровая равнина с ветвящимися руслами;

Б — песчаники светло-коричневые, средне- и тонкозернистые, аргиллитовые, углистые;

в керне отмечается укрупнение материала вверх по разрезу, в верхах толщи прослои угля и корненосные горизонты;

дельтовые условия;

В — песчаники светлые среднезернистые, чис тые, глауконитовые;

по керну определяется их пластинчатость и наличие биотурбаций:

морское мелководье;

Г — серый аргиллит, известковистый, алевритистый;

морские условия [ниже зоны волнового воздействия];

1 — ветвящиеся русла;

2 — дельтовая равнина Г Л А В А VI ЛИНЕЙНЫЕ ТЕРРИГЕННЫЕ БЕРЕГОВЫЕ Л И Н И И современные терригенные береговые линии Д е л ь т ы формируются только там, где реки доставляют в море больше материала, чем может быть переработано морскими тече ниями. Следовательно, у ж е по своей природе дельтовые серии от р а ж а ю т регрессию береговой линии. Там, где морские течения до статочно сильны, чтобы перераспределять поступающие с суши « с а д к и, формируются линейные береговые линии с барами и пля ж а м и, протягивающимися вдоль берега.

К а к в дельтах, так и в случае линейных береговых линий, об становки осадконакоплений варьируют в весьма широком диапа з о н е — от континентальных до морских. Изучение современных осадков показывает, что и линейные, и лопастные береговые линии могут образовывать регрессивные серии с укрупнением материала вверх по разрезу. Поскольку в дельтах, как и на линейных берего.вых линиях морских бассейнов, накапливаются пористые пески, последние становятся в а ж н ы м и л о к а л и з а т о р а м и углеводородов.

О д н а к о ввиду совершенно различных очертаний песчаных тел в этих двух типах обстановок осадконакопления в а ж н о уметь их различать.

Изучение современных терригенных линейных береговых линий позволяет выделить четыре главные обстановки осадконакопления [32, 41, 91, 93];

см. т а к ж е специальные выпуски: «Береговое и прибрежное осадконакопление» (1976 г., под редакцией Р. Дей виса и Р. Этингтона) и «Осадконакопление в приливно-отливной зоне» (1977 г., под редакцией Д. Хобдэя и К- Эриксона и др.).

К ним относятся две обстановки с высоким энергетическим уров нем, которые в сторону открытого моря сменяются двумя обста новками с низким энергетическим уровнем. В общем случае (по направлению от суши к морю) они следующие: а л л ю в и а л ь н а я бе реговая равнина, комплекс лагун с приливно-отливной отмелью, барьерные острова и морской шельф дальней прибрежной зоны :(рис. 80). К а ж д о й из этих четырех обстановок осадконакопления о т в е ч а ю т фации, различающиеся по литологии, осадочным тексту р а м и биоте. Они будут рассмотрены позже. В основу приведен ных ниже данных положены результаты упомянутых ранее работ.

Накопление осадков на прибрежной аллювиальной равнине происходит так, к а к это описано в гл. II. Там, где прибрежная равнина имеет незначительный уклон, накапливается аллювий того ж е типа, что и в случае меандрирующих рек. При крутом ук лоне обычно формируется з а н д р о в а я равнина с ветвящимися рус л а м и. В первом, более общем случае тонкозернистые пойменные 140.

Р И С. 80. Г е о ф а н т а с м о г р а м м а, п о к а з ы в а ю щ а я о б с т а н о в к и о с а д к о н а к о п л е н и я, ф а ции и о с а д о ч н ы е т о л щ и, с в я з а н н ы е с н а с т у п а ю щ е й л и н е й н о й т е р р и г е н н о й б е р е г о в о й линией. По [80], с любезного разрешения издательства Академик Пресс.

Обстановки осадконакопления: I — прибрежная аллювиальная равнина — переслаивающиеся пойменные сланцы, угли и утончающиеся вверх по разрезу русловые песчаники;

/ / — ла гуны и приливно-отливная отмель — песчаники, сланцы и угли;

/ / / — барьерный остров — песчаники, укрупняющиеся вверх по разрезу;

/V —открытое море (сланцы);

барьерный остров (III) рассечен каналами приливно-отливного стока осадки доминируют над толщами русловых песков, измельчаю щихся в верхних частях. Биота здесь континентальная, с костями, древесиной и другими остатками растений, с пресноводной фауной беспозвоночных.

Аллювиальная прибрежная равнина в сторону моря постепен но переходит в болота, приливно-отливные отмели и лагуны. В бо лотах откладывается торф. На приливно-отливных отмелях на капливаются тонкопереслаивающиеся илы и алевриты и очень тон кие пески, часто со знаками ряби и ископаемыми следами жизне деятельности червей, моллюсков и других беспозвоночных. Они рассечены меандрирующими руслами-промоинами, в которых при донные русловые конгломераты косо перекрываются тонкопере слаивающимися мелкозернистыми осадками, отложенными в про двигающихся косах (эти вопросы рассмотрены в работах Л. Ван Страатена и Г. Э в а н с а ).

Отложения лагун обычно т а к ж е тонкозернисты, но в зависи мости от их размера и глубины формирования могут включать в себя осадки в диапазоне от песка до илистой мути. На участках с малым поступлением материала возможно накопление карбонат ных илов. В сверхсоленых лагунах вероятно образование эвапо ритов. Фауна лагун тоже варьирует в зависимости от степени со лености, меняясь от полностью пресноводной через солоноводную 141.

(с ракушечными банками) до нормально морской;

в случае з а м кнутой лагуны и высокой солености фауна может отсутствовать вообще. Осадочные текстуры в отложениях лагун аналогичны тем, которые встречаются в осадках приливно-отливных отмелей: слег ка слоистые илы переслаиваются с песчаными суглинками (иногда со знаками ряби) и илами. Обычно присутствуют биотурбадии.

Лагуна отделяется от открытого моря системой барьерных островов, сложенных преимущественно хорошо сортированным пес ком с фрагментами морской фауны. Обзор современных барьерных отложений, как свидетельствуют материалы вышедшей в 1978 г.

под редакцией Р. Дейвиса книги «Прибрежные обстановки осадко накопления», показывает, что для них типичны правильные на пластования со слабым наклоном в сторону моря. Наклоны ред кой корытообразной и плоской слоистости ориентированы обычно в сторону суши, хотя бывают и биполярными (к берегу и от бере га). Барьер может представлять собой внешний береговой бар, экспонируемый только при низком отливе, или ж е может сформи ровать остров с эоловыми дюнами в верхней части. Местами вдоль его протяжения барьер может быть рассечен к а н а л а м и при ливно-отливного стока, в которых накапливаются косослоистые пески. В сторону суши барьер может резко обрываться в лагуну и сопровождаться развитием конусов из перемытого материала.

В других случаях приливно-отливная отмель может прорывать барьер. В типичном варианте бары в сторону моря переходят (с измельчением частиц осадка) во внешнюю, или дальнюю, при брежную зону, где ниже зоны волнового воздействия начинает от кладываться ил. Осадки становятся слоистыми и содержат мор скую фауну. М е ж д у этой зоной и барьером существует переход ная зона тонкопереслаивающихся песков, супесей и глин со з н а к а ми ряби и вертикальными ходами червей и моллюсков [19]. Та ким образом, когда барьерный берег продвигается в сторону моря, он оставляет в разрезе укрупняющиеся кверху осадки с характер ным набором осадочных текстур.

Итак, современная линейная береговая линия состоит из чере дующихся друг с другом зон: соответственно двух с высоким энер гетическим уровнем и двух с низким. В отдельных случаях барь ерные пески продвигаются в сторону суши за счет аллювиальной равнины. Тогда комплекс лагун и приливно-отливной отмели от сутствует. Подобная ситуация обычно встречается на штормовых побережьях с небольшим поступлением материала с суши.

Р е а л ь н а я седиментарная последовательность кластической ли нейной береговой линии является функцией количества имеющего ся осадка и скорости поднятия или опускания суши относительно моря.

Все четыре описанные фации присутствуют лишь тогда, когда происходит массовое поступление материала с суши. Если при этом береговая линия сохраняет стационарное положение, отло жения всех четырех обстановок образуют толщу, состоящую из четырех следующих одна за другой фаций. Подобные статичные береговые линии очень редко встречаются в геологических разре зах, поскольку для их поддержания необходимо очень тонкое рав новесие между седиментацией и поднимающимся уровнем моря.

Песчаники Фрио (олигоцен) на северо-западе Мексиканского за лива могут служить примером достаточно древней кластической береговой линии. Там, где значительный приток материала сопро вождается отступанием береговой линии (за что ответственным может быть само поступление осадков), все четыре фации нара щивают друг друга по разрезу в сторону открытого моря. Т а к а я регрессивная серия подобна дельтовым. В основном наблюдается укрупнение материала вверх по разрезу — от морских глин в ос новании до континентальных песков в верхах. Значительное по ступление материала, сопровождающееся относительным подъе мом уровня моря, приводит к возникновению трансгрессивной се рии (с измельчением материала вверх по р а з р е з у ), которая явля ется как бы зеркальным отражением напластования первого типа.

Регрессивные и трансгрессивные береговые линии, где отмечается сохранение всех четырех фаций, известны для третичной провин ции Мексиканского залива [66] и в верхнемеловых породах Ска листых гор в пределах США. Последний пример описан и обсуж дается в данной главе.

Регрессия моря по низменной суше, для которой характерно от сутствие обломочного материала, может вообще не оставить ни каких, кроме к а к несогласия, следов в геологическом разрезе.

Собственно береговая линия может включать в себя п л я ж или барьерную отмель и лагунный комплекс. Отступая, море оставля ет валы прежних отмелей, повышающиеся в сторону суши. Они размываются, а осадки снова сносятся в море, чтобы переотло житься по краю п л я ж а. В таком случае выше несогласия осадки не накапливаются вообще.

Трансгрессивные.серли более-сложны, _чем р е г р е с с и в н ы е - Е с л и.

трансгрессия идет быстро и расстояние,. на кохорое-лереиосятся.

осадки, невелико, то глубоководные морские сланцы могут пере-, крывать древние континентальные поверхности, j Если наступле ние моря идет медленно^ а привнос осадков достаточен, то могут сохраниться пояса всех четырех фаций, образуя зеркальное от ражение регрессивной серии. При детальном рассмотрении транс грессивной серии в разрезе обычно устанавливается, что это «зер кальное» отражение не полное, поскольку оно касается только морских песков на мористой стороне. Д л я песков барьерных_ баров постепенный переход к..более глубоководным "морским глинам не типичен: д л я них более обычна регрессивная последовательность^ с укрупнением материала вверх и ре_зким._контактом с перекры вающими морскими сланцами. В таких случаях обнаруживается, что при трансгрессии ^"действительности возникла серия латераль но друг на друга налегающих регрессивных инкрементов. Море, очевидно, з а т а п л и в а л о барьерную отмель и создавало новую пред фронтальную зону ближе к берегу. Берег продвигался в сторону 143.

Р И С. 81. Р а з р е з и схема, п о к а з ы в а ю щ и е р а з л и ч и я м е ж д у регрессивными и т р а н с грессивными т о л щ а м и линейных береговых линий.

Следует отметить, что трансгрессивные песчаники, хотя и могут приобретать форму покро ва, образуются за счет серии латерально налегающих друг на друга регрессивных инкре ментов. К а ж д ы й отдельный инкремент представляет собой растущую (правда, ограни ченную во времени и пространстве) песчаную пачку с укрупнением материала вверх по разрезу.

Обстановки осадконакопления: / — аллювиальная равнина и лагуна, II — береговой бар;

III — зона ниже волнового воздействия;

а, в — трансгрессии;

б — регрессия 2-го порядка моря, при этом отлагалась толща осадков, х а р а к т е р и з у ю щ а я с я укрупнением материала вверх по разрезу;

в случае побережий с высоким энергетическим уровнем накапливались пески, перекры вающие с резким контактом абрадированное и покрытое галькой морское дно. Новая трансгрессия з а т а п л и в а л а вторую предфрон тальную зону п л я ж а и создавала третью, и т а к далее до границы бассейна (рис. 81).

В местах, где поступление осадков оказывалось достаточным, накапливался покров морских песков. Но детальные исследования показывают, что это сложное песчаное тело построено из серии латерально наложенных песчаных элементов с эродированными вершинами, укрупнением материала вверх по разрезу или резки ми нижними границами. Когда поступление осадков недостаточно, в разрезе могут сохраниться серии изолированных линзовидных песчаных тел. На рис. 82 сделана попытка показать типы разре зов, возникающих при различной скорости поступления материа ла и разной скорости изменений уровня моря. Эти процессы рас сматриваются во многих работах, в том числе в [74]. Меловые отложения в бассейне Скалистых гор дают прекрасные примеры линейных терригенных береговых линий.

Увеличение поступления осадка Р И С. 82. Схема, п о к а з ы в а ю щ а я скорость поступления м а т е р и а л а и скорость под н я т и я или опускания у р о в н я м о р я ;

к о н т р о л и р у ю т геометрию фаций линейной береговой линии береговые линии и фации мелового возраста, с к а л и с т ы е горы, сша:

описание и интерпретация Описание. В ы к л и н и в а ю щ а я с я к востоку кластическая призма н а к а п л и в а л а с ь в прибрежной зоне мелового моря, которое рас пространялось по территории западной части Великих равнин Се верной Америки — от Арктического бассейна до Мексиканского за лива. Уменьшение на востоке мощности этой толщи сопровожда ется постепенным измельчением материала: крупнозернистые 10 1 Зак. конгломераты, образованные за счет привноса материала с под нимающихся Скалистых гор, сменяются песчаниками и сланцами.

В этих породах могут быть выделены три главные осадочные фа ции, перемежающиеся друг с другом по л а т е р а л и и вертикально переслаивающиеся (рис. 83). В направлении с з а п а д а на восток здесь можно выделить следующие фации: 1) угленосную, 2) по кровных песчаников, 3) пластинчатых сланцев. Приведем их опи сание.

Угленосная фация. Литостратиграфически она включает фор мацию Менефи в штатах Колорадо и Нью-Мексико, формацию Л а н с е и частично формации Олмонд и Д ж у д и т - Р и в е р в штатах Вайоминг и Монтана. Отложения этой фации представляют собой клиновидное тело на западе толщиной более 600 м, на востоке, при удалении от Скалистых гор, утончающееся и расщепляющее ся на несколько языков. На з а п а д е эта фация включает в бебя преимущественно конгломераты;


в подчиненном положении нахо д я т с я грубые и плохо сортированные песчаники и алевролиты.

Имеются т а к ж е прослои л а в ы и пепла, а в состав конгломератов и песчаников часто входит вулканический детрит. В перечислен ных осадочных породах нередко обнаруживаются линейные размы вы и косая слоистость.

По направлению к востоку наблюдается измельчение материа л а до средне- и тонких косослоистых песчаников со следами эро зии и прослоями сланцев в основании. С л а н ц а м присуща пластин чатость и следы ряби. Они содержат редкие кости рептилий и ра ковины пресноводных двустворчатых моллюсков Corbula и Ostrea.

Устричные образуют рифы. Сланцы обычно имеют темный цвет, часто углисты, содержат остатки ископаемых растений. Л о к а л ь н о сланцы и песчаники переслаиваются с углями;

угленосные гори зонты иногда имеют мощность до 3 м и могут представлять про мышленный интерес.

Фация покровных песков. Литостратиграфически она включает формацию Фокс-Хиллз, верхнюю часть формации Олмонд и ниж нюю часть формации Д ж у д и т - Р и в е р в ш т а т а х Вайоминг и Монта на. В штатах Колорадо и Нью-Мексико песчаники этой фации представлены формацией Клиф-Хауз и Пойнт-Лукаут.

Породы этой фации распространены в виде покровов, отделяю щих угленосные сланцы предыдущей фации на з а п а д е от фации пластинчатых сланцев третьей фации на востоке (см. рис. 81).

Отдельные песчаные покровы имеют мощность около 30 м и могут быть трассированы на значительные расстояния как вдоль палео склона ( з а п а д — восток), так и вдоль палеопростирания (север — юг). В штатах Колорадо и Нью-Мексико они включают в себя л о к а л ь н о утолщающиеся бенчи, которые протягиваются латераль но вдоль палеопростирания на десятки километров. Восточнее главного поля развития песчаных покровов отдельные песчаные линзы местами переслаиваются с пластинчатыми сланцами. Слан цы эти имеют шнуровидную форму и вытянуты в меридиональном направлении. Сюда относятся, например, песчаники Игл в шт. Мон тана и песчаная линза Ту-Уэллз в шт. Нью-Мексико.

Петрография фации покровных песков отличается региональной изменчивостью, варьируя от -глауконитовых протокварцитов до уг листых полевошпатовых песков и субграувакк. Покров Гэллап в штатах Аризона, Колорадо и Нью-Мексико местами содержит оса дочные россыпи т я ж е л ы х минералов (в частности, ильменита).

Сортировка от плохой до средней, в значительном количестве при сутствует глинистый интерстициальный заполнитель. Строение, фауна и осадочные текстуры обнаруживают закономерные верти кальные изменения в пределах к а ж д о г о покрова (рис. 84). В слу чае регрессивных песчаников формируется т а к а я последователь ность.

Верхний контакт песчаников со сланцами угленосной фации резкий. Известен только один пример, когда в кровле песчаника обнаружены ложбины, выполненные алевролитом с устричными (как указывает Р. Веймер в своей работе по верхнемеловым пес чаникам района Скалистых гор). Верхняя часть песчаниковой толщи наиболее грубозерниста и отличается самой хорошей сор тировкой по всей толще. Тонкие песчаники редко имеют косую слоистость и, как правило, латерально выдержанную стратифи кацию с малыми углами (5—15°) наклона обычно к востоку (в случае шнуровидных песчаников Игл, к з а п а д у ). В этой фации часто присутствуют вертикальные ходы — ископаемые следы жиз недеятельности вида Ophiomorpha, сравнимые с теми, которые ос тавляют в настоящее время ракообразные Callianassa в приливно отливной и субприливной береговых зонах.

Эти тонкозернистые плоскослоистые песчаники книзу переходят в очень тонкие алевритистые песчаники. Последние отличаются тонкой слоистостью, имеют пеструю окраску, иногда несут иско паемые следы жизнедеятельности донных организмов. Они содер ж а т аммониты Baculites и Discoscaphites вместе с пелециподами Inoeeramus и Pholadomya. Эта последняя пачка фации покровных песков переходит вниз по разрезу в пластинчатые алевролиты.

На основе детальных корреляций по результатам к а р о т а ж а ус тановлено, что эти песчаники представляют собой клинья, продви гающиеся в сторону бассейна. Маркирующие горизонты, напри мер прослои вулканического пепла, показывают, что перепады вы сот во время осадконакопления достигали 700 м.

Фация пластинчатых сланцев. Эта фация меловых отложений Среднего З а п а д а включает формации Левис, Манкос, Беэрпо и Пьер-Шейл. Породы этих формаций наиболее хорошо развиты к востоку, где они местами становятся известковистыми и перехо дят в известняки (формация Н и о б р а ). Протягиваясь на запад, эта фация становится тоньше и расщепляется на несколько язы ков, которые линзовидно выклиниваясь, переслаиваются с порода ми фации покровных песчаников, образующих передовые слои продвигающихся песчаных покровов. Н а б л ю д а е т с я их постепен ный переход в алевролитовую толщу, отделяющую сланцы от очень 10* Формация Форт-Юнион (третичная) Канада Г" США I °г юо 200 L Песчаники Д а к о т а 300 м (нижний мел) Р И С. 8 3. ' К а р т ы, поперечный профиль и стратиграфические колонки, иллюстрирующие распределение прибрежных отложе ний м е л о в о г о м о р я ( р а й о н С к а л и с т ы х гор, С Ш А ).

Следует отметить, что наименования формаций и их мощность варьируют в пределах региона (использованы материалы, цитируемые в этой главе).

1 — Лансе;

2 — песчаники Оакс-Хилл;

3, 7 — сланцы льюиса;

4 — присутствуют локально тонкие отложения или отложения отсутствуют во обще;

5 — песчаники Олмонд;

6 — песчаники Эриксон;

8— Клыфф-Хауз;

9 — Менефи;

10 — песчаники Пойнт-Лукаут;

11 —сланцы Маикос;

а — сланцы льюиса;

б — сланцы Манкос;

в — песчаники Дакота (нижний мел);

1, 2— угленосная фация: 1 — песчаников больше, чем сланцев (аллювиальные осадки), 2— сланцев больше, чем песчаников (лагунные осадки);

3 — известняк Ниобра;

4 — фация покровных песков (барь ерный остров);

5 — фация пластинчатых сланцев (зона ниже волнового воздействия) Р И С. 84. Регрессивные покровы барьерных песчаников П о й н т - Л у к а у т, вниз п о р а з р е з у постепенно переходящие в с л а н ц ы открытого моря Манкос. По [101], воспроизводится с разрешения Американской ассоциации геологов-нефтяников тонких алевролитистых песчаников. На отдельных участках по кровные песчаники отсутствуют и пластинчатые сланцы непосред ственно перекрывают угленосную фацию. Литологически рассмат риваемая фация состоит из серых пластинчатых аргиллитов с фа уной аммонитов и пелеципод, аналогичной фауне из нижней части фации покровных песчаников;

встречаются т а к ж е зубы акул.

Интерпретация. Конгломераты и грубозернистые косослоистые, со следами руслового размыва песчаники на крайнем з а п а д е тер ритории, очевидно, накапливались в обстановке с высоким энерге тическим уровнем под действием сильных волокущих течений. Бо лее тонкие осадки, с которыми они переслаиваются далее к восто ку, свидетельствуют о снижении энергетического уровня. Наличие в сланцах раковин пелеципод предполагает их накопление в водах, которые по солености варьировали от пресных до солоноватых.

Тонкие прослои угля свидетельствуют о периодическом существо вании болот. Исходя из сказанного, можно, по-видимому, считать, что угленосная фация н а к а п л и в а л а с ь в условиях предгорной аллю виальной равнины, которая, понижаясь, переходила к востоку в область, занятую болотами и солоноватоводными лагунами.

Наличие фации покровных песчаников предполагает, что на востоке лагуны были ограничены обстановкой с более высоким энергетическим уровнем. Аммониты и пелециподы в этой толще свидетельствуют, что она о т к л а д ы в а л а с ь в морской (или близкой к ней) обстановке. Вертикальная последовательность, характери зующаяся укрупнением материала и повышением сортированности, типична для современных.барьерных баров, так же как и последовательное изменение осадочных текстур с преобла данием в верхней части каждого песчаного покрова слабонакло ненной стратификации. Факты у к а з ы в а ю т на связь рассмотренной 150.

фации с барьерными барами. Л о ж б и н ы (каналы стока) в верх ней части к а ж д о й толщи, вероятно, были выработаны приливными течениями, действовавшими между открытым морем на востоке и солоноватоводными лагунами на западе.

Поэтому береговая линия мелового моря в районе Скалистых гор может рассматриваться как с л о ж н а я конусовидная дельта нильского типа с преобладанием волнового воздействия. Кроме то го, исходя из регионально развитой цикличности, можно с боль шим основанием считать, что береговая линия формировалась за счет чередования регрессивных дельтовых фаз с трансгрессивными ф а з а м и барьерных баров.

Пластинчатые сланцы в восточной части региона несомненно откладывались в обстановке с низким энергетическим уровнем.

Поскольку присутствующая в них фауна свидетельствует о мор ских условиях, то наиболее вероятно, что осадки этой фации на капливались на морском шельфе в зоне ниже волнового воздейст вия и к востоку от барьерных песков.

Изложенные наблюдения и результаты экспериментов позволя ют заключить, что рассмотренные меловые осадочные породы мож fjo считать прекрасным примером осадков линейной кластической береговой линии. Здесь представлены все четыре основные обста новки осадконакопления, устанавливаемые для современных ли ч.'йных пластических б^оеговых линий (в регрессивной или транс грессивной ф а з а х ). Угленосная фация отвечает аллювиальной или лагунной обстановкам, покровные песчаники свидетельствуют о песчаных береговых барах, а морские сланцы — о существовании обстановки открытого моря. Повторяющиеся вертикальные пере слаивания и латеральные взаимопереходы со всей очевидностью показывают, что осадконакопление происходило синхронно во всех четырех обстановках. Р я д признаков указывает на наличие флук туации скорости наступания и отступания береговой линии. Ло кальное налегание морских сланцев непосредственно на угленос ную фацию предполагает, что временами море трансгрессировало слишком быстро и барьерные пески не успевали сформироваться.


Это могло происходить по причине сокращения объема сносимого с суши материала или в связи с чрезвычайно быстрым подъемом уровня моря или опускания суши.

Присутствие изолированных шнурковых песчаных тел в толще морских сланцев т а к ж е позволяет предположить, что иногда море продвигалось столь быстро, что барьеры формировались не ранее, чем они были затоплены и образовали бары и мелководья дальней прибрежной зоны. Местоположение последних иногда контролиро валось палеоподнятиями морского дна (в частности, шнурковое песчаное тело Игл-Сэнд тянется вдоль оси антиклинали). Ориенти ровка на з а п а д наклонной слоистости обусловлена миграцией мел ководья в сторону суши.

Напротив, мощные чисто песчаные п л я ж и в фации покровных песчаников указывают на то, что время от времени береговая ли ния оставалась неподвижной. Затем высокие уровни перекрыва 151.

лись морем, пески постепенно перерабатывались, а глины вымы вались.

В заключение отметим, что меловые осадки с л у ж а т хорошим примером образований линейной кластической береговой линии, где достаточно быстрое осадконакопление позволяло формировать ся осадкам всех четырех обстановок как в ф а з ы регрессии, т а к и в фазы трансгрессии.

дискуссия К а к показывают рассмотренные примеры, кластические берего вые линии идентифицируются без особого труда. Это у т в е р ж д е н и е справедливо не только в отношении тех из них, где в ф а з у регрес сии сохранились все четыре обстановки осадконакопления. Л е г к о определяется т а к ж е ход трансгрессии там, где несогласия пере крываются морскими осадками с промежуточными континенталь ными толщами или без них (см. рис. 82 и 83). Существует, одна ко, особый случай, когда может возникнуть путаница. П о с к о л ь к у такие отложения часто имеют экономическое значение, возникает необходимость детального рассмотрения этого в а р и а н т а.

К а к у ж е отмечалось, с наступающими линейными береговыми линиями и с дельтами связано накопление весьма схожих м е ж д у собой осадочных толщ. В основании тех и других л е ж а т морские сланцы, характеризующиеся укрупнением материала вверх по раз резу и переходящие в пластинчатые алевролиты, со знаками ряби и ископаемыми следами жизнедеятельности организмов. В свою очередь, они перекрываются более грубыми сортированными пес чаниками (часто с континентальными ископаемыми), углями и не морскими сланцами.

К а к дельтовые, так и барьерные пески нередко с л у ж а т хороши ми ловушками углеводородов. Пески дельтовых проток встреча ются в ложбинах, спускающихся вниз по склону. Напротив, пески береговых баров представляют собой тела шнуровидной формы, тянущиеся вдоль палеопростираиия. Когда возникает необходи мость установления геометрии нефтяной з а л е ж и, точное опреде ление обстановки осадконакопления приобретает принципиальную важность.

Путаница наиболее вероятна там, где барьерные пески разви ваются вокруг активных дельт, к а к это, например, можно наблю дать в современном устье р. Нил. Аналогичным образом, мертвые лопасти дельты р. Миссисипи в настоящее время перерабатывают ся морем, наступающим на древнюю внутреннюю дельту. Песча ные бары и мели затапливаются, мигрируя в сторону суши, и остав ляют за собой тонкий, но обширный по площади слой морских песков на континентальной поверхности древней дельты. Древний аналог этого процесса можно наблюдать на примере каменно угольного дельтового комплекса Муллагмор в бассейне Слиго в Ирландии. Русловые песчаники в верхах дельтовой толщи харак теризуются укрупнением материала вверх по разрезу и перекрыты пачкой светлого известковистого песчаника с остатками морских ископаемых.

Эти примеры современного и древнего сопряжения песчаных отложений морских побережий и дельтовых рукавов показывают, к а к тесно могут быть связаны те и другие, когда речь идет о дель тах нильского типа (с преобладанием волнового воздействия) или типа Нигера, занимающих промежуточное место между ранее упо мянутыми типами дельт. К счастью, с помощью некоторых кри териев в большинстве случаев их можно различить. Нижние мор ские части разреза в том и другом случаях в значительной мере идентичны. То ж е самое относится к переходной зоне тонкопере слаивающихся глинистых песков со следами ряби и ископаемыми следами жизнедеятельности организмов и тонких песков. Малове роятно, чтобы в осадочных толщах линейных береговых линий мог ли быть найдены турбидиты. Относительно более медленное осад конакопление дает больше времени морским течениям на перера ботку осадка, при том, что наклоны морского дна, как правило, весьма невелики. Однако присутствие турбидитов не обязательно и д л я дельтовых береговых линий (см. гл. V ). Разница отмечается лишь в верхней части толщ дельтовых и барьерных береговых ли ний. Пески дельтовых русел обычно имеют эрозионную подошву, на которой л е ж а т тонкие конгломераты. Следующие за ними пес чаники, как правило, имеют косую слоистость, обнаруживают из мельчение материала вверх по разрезу и могут переходить в очень тонкие песчаники со знаками ряби. Ископаемые в руслах бывают представлены обломками костей наземных животных и растений, часто фрагментированных, со следами транспортировки.

Вместе с тем, для барьерных песчаников эрозионная подошва не характерна, там чаще наблюдается постепенный переход к ни ж е л е ж а щ и м пластинчатым илистым отложениям. Сами песчани ки отличаются типичной плоской слоистостью с редкими изолиро ванными косослоистыми пачками. Фауна может быть и фрагмен тарной, но всегда морской.

Отличительные признаки песчаных толщ дельт и линейных бе реговых линий приведены на рис. 85 (кроме того, обзор диагности ческих критериев барьерных обстановок осадконакопления дан в работе 1971 г. Д. Дэйвиса, Ф. Этриджа и Р. Б е р г а ).

Итак, существуют определенные критерии, которые могут быть использованы для различения песков прибрежных баров и дель товых песчаных накоплений. В случае, когда имеется керн или с помощью методов э л е к т р о к а р о т а ж а точно определяется характер подошвы песчаной толщи (резкий или с постепенным переходом), д л я установления генезиса таких отложений достаточно одной скважины. Кроме того, при некотором знании палеогеографии рай она можно предсказать ориентацию песчаного тела.

В некоторых случаях, однако, выполнение такой задачи об легчает сама природа. К а к у ж е было показано применительно к береговой линии района Скалистых гор, мигрирующие барьеры могут формировать песчаные покровы. Аналогичным образом, по 153.

Р И С. 85. И д е а л и з и р о в а н н ы е г е о л о г и ч е с к и е р а з р е з ы н а с т у п а ю щ е й д е л ь т ы (А) и барьерного бара (Б).

Обращает внимание тесное сходство нижних частей того и другого разрезов и тот факт, что в том и другом случае наблюдается укрупнение материала вверх по разрезу. Глав ные отличия отмечаются в верхних частях серий песчаников кровы может включать и верхняя часть дельты: здесь их образо вание связано с расходящимися руслами. Примером могут слу ж и т ь дельтовые песчаники бассейна Табук в Саудовской Аравии и мертвая субдельта Л а Фурш р. Миссисипи.

Дельты и линейные кластические береговые линии схожи не только в том, что с теми и другими связано накопление характер ных толщ морских сланцев с огрублением м а т е р и а л а вверх — вплоть до континентальных песчаных толщ, но и в том, что осад кам тех и других часто присуща цикличность (как это было по 154.

к а з а н о на примере меловых осадочных образований Скалистых гор). Циклические осадки линейных пластических береговых линий особенно характерны для третичного периода. Д л я пород этого возраста цикличность известна из весьма далеко расположенных друг от друга областей — от Англо-Парижского бассейна и побе р е ж ь я Мексиканского залива штатов Луизиана и Техас (США) д о о. Суматры.

В отличие от дельт барьерным береговым линиям не свойствен ны седиментарные процессы, которые могли бы создавать циклич но построенные толщи. Общепринято считать, что здесь циклы бы вают обусловлены эвстатическими и/или тектоническими причина ми (см. специальный выпуск «Палеогеография, палеоклиматоло гия, палеоэкология», вышедший в 1968 г. под редакцией У. Таннера и посвященный изменению уровня моря в третичное время, работу «Циклическая седиментация» под редакцией П. Д а ф ф а и др.).

экономические аспекты Поскольку с линейными терригенными береговыми линиями связано отложение чистых пористых песков вокруг морских бас сейнов, к ним нередко приурочены обильные скопления нефти и газа. По-видимому, барьерные пески с л у ж а т наилучшими потен циальными коллекторами углеводородов, причем нефтематерин скими породами могут быть как морские, так и лагунные сланцы.

Поэтому так в а ж н о уметь распознавать пески баров и отмелей, а т а к ж е прогнозировать их геометрию и простирание. Критерии, позволяющие отличить такие песчаные образования от накопле ний дельтовых русел, были рассмотрены в предыдущем разделе.

Хотя в какой-то период времени бар или отмель представляют собой линейную обстановку накопления, параллельную берегу, гео метрия песчаных тел, которые здесь формируются, может быть самой различной. Они могут быть трех основных типов: регрессив ные песчаные покровы;

трансгрессивные песчаные покровы и шнурковые барьерные пески. Рассмотрим все три типа.

Регрессивные песчаные покровы. Осадочные породы меловой береговой линии области Скалистых гор представляют собой хо роший пример регрессивных (впрочем, к а к и трансгрессивных) песчаных покровов. С ними связаны скопления газа объемом свы ше 20 трлн. кубических футов (1 куб. фут составляет около 0,3 м 3 ) и некоторого количества нефти. Хотя какая-то часть этой продук ции происходит из континентальных фаций, тем не менее основ ной объем углеводородов связан своим происхождением с морски ми барьерными песками. Имея форму покровов, эти последние легко локализуются. Однако отыскать участки с хорошими кол лекторскими свойствами не так просто. З а счет глинистого матрик са значения и пористости, и проницаемости низки. Оптимальные свойства отличают участки, где развита пористость, обусловлен ная вторичным трещинообразованием, где пески характеризуются 155.

особо высокой степенью сортированности и свободны от глины.

Второй из этих признаков обнаруживается у кровли к а ж д о й пес чаной толщи, где его легко установить, и в мощных песчаных бен чах. Поскольку последние встречаются в виде узких полос шири ной около 3—5 км, локализовать их не всегда просто, и д а ж е ког да они у ж е найдены, нелегко установить их региональный тренд.

Береговая линия мелового моря не тянулась по прямой с севера на юг — от К а н а д ы до Мексиканского з а л и в а : подобно современ ной морской береговой линии она имела заливы, мысы и косы, т а к что локальное направление мощных песчаных барьерных бенчей (береговых платформ) менялось от северо-западного до северо восточного. К счастью, осадки слегка смяты в складки и благода ря эрозии о б н а ж а ю т с я в разных местах на поверхности, что дает возможность локализовать их, а т а к ж е сделать предположение об их подповерхностном простирании.

У. Эванс еще в 1970 г. показал, что пески мелового бара Ви кинг в Саскачеване накапливались в виде серии линейных тел, чешуйчато налегающих друг на друга. Простирание песчаной тол щи приблизительно параллельно границе бассейна, а перекрыва ется она в направлении центра бассейна.

Трансгрессивные песчаные покровы. Геометрия трансгрессив ных песчаных образований в значительной степени контролируется формой несогласия, над которым распространялось море. Там, где существовала плоская поверхность несогласия, перекрывающие ее пески образуют покровы. Скопления нефти в таких покровах (ли нейные в плане) простираются параллельно береговой линии. И х верхнее ограничение контролируется выклинивающимся песчаным телом, а распространение вниз по наклону ограничено контактом между нефтью и водой (рис. 86, а). Месторождения нефти бывают приурочены к базальным трансгрессивным пескам к а к морского, так и не морского происхождения (примером могут служить соот ветственно нижнемеловые песчаники Катбанки в шт. Монтана (США) и плиоценовые месторождения нефти Квайеквайе в Вене суэле).

Более с л о ж н а я геометрия з а л е ж е й наблюдается там, где отло жения кластической береговой линии трансгрессивно залегают на континентальной поверхности со сложным рельефом. Морские и неморские базальные песчаники в этом случае часто накаплива ются в понижениях рельефа, но отсутствуют над приподнятыми участками. Палеогеоморфологическое исследование (изучение по гребенных континентальных поверхностей) с точки зрения их эко номического значения осуществлено было в 1966 г. Р. Мартином в его «Палеогеоморфологии». В песчаниках, перекрывающих поверх ности с расчлененным рельефом, могут находиться стратиграфи ческие ловушки двух типов.

Русла древних рек тянутся по палеосклону в сторону моря. П р и трансгрессивном наступании береговой линии аллювиальные пес ки оказываются под морскими сланцами. В этом случае скопле ния нефти и газа могут формироваться в виде линейных нефтяных Р И С. 86. Р а з л и ч н ы е т и п ы с т р а т и г р а ф и ч е с к и х з а л е ж е й н е ф т и и г а з а в о т л о ж е н и я х терригенных линейных береговых линий:

а — разрез по палеосклону — скопления углеводородов в базальном трансгрессивном пес чаном покрове и в отдельных линзах барьерных песков;

б — разрез по палеопростиранию со скоплениями нефти в русловых песках;

в — нефтяные ловушки в песках, выполняющих субсеквентные долины, прорезанные в слабоустойчивых породах, представленных череду ющимися твердыми и мягкими слоями;

1 — нефтесодержащие пласты;

2— коренные поро ды;

3 — пески;

4 — перекрывающие сланцы;

5 — подстилающие породы и газовых з а л е ж е й (см. рис. 86, б ). Примеры таких нефтегазовых з а л е ж е й достаточно многочисленны. Среди них з а л е ж и, приурочен ные к базальным песчаникам мелового возраста в Канаде. Особым случаем такого рода месторождений следует признать скопления нефти в песчаниках речных террас, погребенных сланцами, рас смотренные К. Конибеэером.

Месторождения углеводородов второго типа на сложных транс грессивных поверхностях наблюдаются там, где пески отлагались в субсеквентных долинах, перпендикулярных консеквентной по верхности палеостока. Они формируются там, где л е ж а щ и е ниже несогласия породы состоят из переслаивающихся слабонаклонен ных твердых (образующих скарпы) и мягких (в них выработаны долины) слоев (см. рис. 86, в). Нефтяные з а л е ж и в песках субсек вентных долин встречаются в меловых базальных песчаниках про винций Альберта и Саскачеван ( К а н а д а ), а т а к ж е в базальных песчаниках пенсильванского возраста Чероки в штатах К а н з а с и Оклахома ( С Ш А ).

Очевидно, что, когда речь идет о базальных песчаниках транс грессивных кластических береговых линий, д л я успешного прогно за расположения перспективных месторождений углеводородов не обходимо иметь полное представление не только о седиментологи ческих особенностях этих образований, но и о геоморфологии рай она.

Шнурковые барьерные пески. Линзовидные песчаники класти ческих береговых линий делят на два главные типа: барьерные 157.

о б р а з о в а н и я (I тип), отделяющие морские сланцы от неморских;

шнурковые тела, включенные в морские сланцы (II тип). Проис хождение таких песчаников (в свете данных по современным барь ерным пескам морских шельфов) рассмотрены в 1963 г. Т. Оффом.

Крупные продуктивные нефтеносные горизонты побережья Мексиканского залива (США, штаты Техас и Л у и з и а н а ) связаны именно с барьерными шнурковыми песчаниками третичного воз раста. Хотя многие из этих песчаных баров образовали трансгрес сивные и регрессивные песчаные покровы, здесь имеют место и линзы песчаника, формирующие шнуровидные тела, которые от д е л я ю т морские сланцы от неморских. Олигоценовые песчаники Фрио мощностью 1500 м при ширине 40 км с л у ж а т прекрасным примером образований такого рода. Месторождение нефти про тягивается на несколько сотен километров вдоль палеопростира ния. Аналогичные примеры встречаются в образованиях Миддл Виксбург (нижний олигоцен) того ж е региона. З д е с ь шнуровидные тела барьерных песчаников залегают к северо-востоку и юго-запа д у от дельтового комплекса, отделяя лагунные сланцы на северо з а п а д е от сланцев открытого моря на юго-востоке. Мощность за л е ж и составляет, по данным Д ж. Грегори, около 20 м при ширине 5 км.

Имеется значительное число хорошо документированных при меров приуроченности нефтегазовых месторождений к шнуровид ным песчаным телам, включенным в морские сланцы. В частности, это касается осадочных образований пенсильванского возраста в ш т а т а х Оклахома и Канзас: отдельные бары достигают здесь 3 км и более в ширину при мощности около 20 м. В плане эти линзо видные тела часто эшелонированы, их тренды (как прямо-, т а к и криволинейные) могут быть прослежены на расстояния до 75 км [30 и др.]. К а к показал П. Уитроу, в пределах структуры Инид бассейна Энедарко в шт. Оклахома (США) скопления нефти в концентрических морских линзах приурочены к песчаникам, вы полняющим направленные в сторону бассейна русла. Аналогич ные месторождения углеводородов в барах дальней прибрежной зоны встречаются в силурийских песчаниках Клинтон и в отло жениях верхнего девона — нижнего миссисипия в Пенсильвании и з а п а д н о й Вирджинии, США [64].

В а ж н о е экономическое значение осадков линейных кластиче ских береговых линий определяется не только их способностью а к к у м у л и р о в а т ь нефть и газ, но и вероятным наличием углей, об разование которых связано с расположенными за барами боло тами и лагунами (например, в меловой формации Месаверд Ска листых гор). Угленосные толщи каменноугольного возраста буду чи преимущественно дельтовыми по происхождению т а к ж е содер ж а т угли, сформировавшиеся позади барьерных песчаников.

П л я ж н ы е пески могут содержать ценные рассеянные об ломочные минералы (примером служат современные ильменитсо д е р ж а щ и е п л я ж н ы е пески Индии, Ш р и - Л а н к а и Новой З е л а н д и и ).

Их древним аналогом являются, согласно Д ж. Мерфи, обогащен ные ильменитом меловые пляжные отложения (песчаники Гал лап) в шт. Нью-Мексико ( С Ш А ).

Медный пояс Замбии может рассматриваться в качестве еще одного примера, иллюстрирующего в а ж н о е экономическое значение линейных кластических береговых линий. Докембрийское море рас пространялось здесь по расчлененной поверхности, сложенной гра нитами, аллювиальными и эоловыми песчаниками. Пирит, халько пирит, борнит и халькозин встречаются как в аллювиальных пес чаниках, так и в перекрывающих их морских сланцах, песчаниках и доломитах. Минерализация происходила главным образом в за ливах и затопленных морем долинах. Независимо от того, счи тать ли эти минералы образовавшимися в момент накопления осадков или позднее, необходимо признать важность седименто логических исследований для объяснения палеогеографических ус ловий и установления обстановки накопления этих осадков. И то и другое помогает локализовать рудные тела и определять их гео метрию, как это показали Ф. Мендельсон, У. Гарлик и В. Флей шер с соавторами. Таким образом, изучение линейных кластиче ских береговых линий может оказаться весьма результативным.



Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 8 |
 





 
© 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.