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 |   ...   | 4 | 5 || 7 | 8 |

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

-- [ Страница 6 ] --

Карбонатные шельфовые отложения представляют экономиче ский интерес и другого рода, поскольку в них могут содержаться эвапориты и фосфаты. Происхождение фосфатов — это сложная и противоречивая проблема, и параметры, которые контролируют обстановку их накопления, не вполне ясны (см. работу Р. Бромли в [ 1 9 ] ). Ценные ф о с ф а т с о д е р ж а щ и е отложения встречаются в верхнемеловых шельфовых карбонатах Ближнего Востока. Они приурочены к поясу, тянущемуся от Сирии (формация Сухне) че рез Вади-Сирхан в Саудовской Аравии в Иорданию, Палестину, Египет и Марокко. Хотя фациальные взаимоотношения ясно сви детельствуют об их морском происхождении, конкретные обста новки, в которых происходило накопление этих фосфатов, были, по-видимому, различны. Так, в Египте, согласно данным Р. Сайда, они соотносятся с обстановкой регрессирующей береговой линии, в то время, как М. Юссеф считает, что они накапливались в син седиментационных бассейнах (в наиболее глубоких частях морско го л о ж а ). С другой стороны, в Иордании, согласно Ф. Бендеру, фосфатная фация приурочена к палеоподнятиям. Проблема эта представляет значительный интерес и подробно рассмотрена в ра ботах А. Нотольта и Г. Батурина.

подповерхностная диагностика шельфовых отложений Методы распознавания шельфовых отложений широко разли чаются в зависимости от того, идет ли речь о карбонатных или терригенных осадках, как это показал П. Геккель.

К а к у ж е указывалось в гл. I, обстановки накопления карбона тов диагностируются главным образом на основе петрографии;

тер ригенные отложения выявляются в основном по последовательно стям осадочных текстур и размерности частиц.

Таким образом, подповерхностная диагностика карбонатных по род в значительной степени основывается на данных, полученных при исследованиях под микроскопом бурового шлама, дополняе мых изучением керна, когда таковой имеется.

В пределах зон «X», «У» и «Z» конкретные литологические еди ницы могут быть выделены по их текстуре и типу зерен, как это показано на рис. 99 и 100. Состав и текстура карбонатов меняются в направлении от центра бассейна к его окраине в такой последо вательности: микрит, ваккит, пэккит, зернистый известняк (или баундстоун в случае рифовых береговых линий), пэккит, микрит.

Соответственно варьирует и тип частиц — от известкового ила (с пелагическими ископаемыми), скелетных зерен бентосных фосси лий и /или оолитов до пелоидальных частиц в зоне «2», в лагунах и на приливно-отливных отмелях. Конечно, такое изложение гре шит значительным упрощением, и очевидно, что диагностику об становки осадконакопления карбонатных пород невозможно осуще ствить без практического изучения современных карбонатных осадков и микропетрографических исследований соответствующих древних отложений.

Напротив, распознавание терригенных шельфовых отложений сталкивается с целым рядом проблем. Во многих случаях эти от ложения неотличимы от песков береговых баров, особенно там, где морские пески л е ж а т поверх несогласия и сами перекрываются трансгрессивными морскими сланцами.

Изучение современных шельфовых морей с сильными прилив но-отливными течениями, например таких, как Северное море или моря Юго-Восточной Азии, привлекли внимание к песчаным гря дам, мигрирующим по размытому течениями коренному ложу.

Эти гряды могут иметь мощность до 10 м при ширине в сотни метров и протяженности в несколько километров и идти парал лельно оси отливного течения и потока, как показано в работах А. Страйда и X. Рейнека. Они бывают сложены ракушечными глауконитовыми песками. К а к показывают результаты съемки с помощью искрового р а з р я д а, они имеют сложную внутреннюю ко сую слоистость, о т р а ж а ю щ у ю сложность систем течений, с которы ми связано их образование.

Подповерхностная диагностика песчаных тел, создаваемых при ливно-отливными течениями и аналогичных этим грядам, иногда может быть осуществлена по данным сейсмических наблюдений.

Такого рода «песчаные достройки», как их иногда в просторечии именуют, обнаруживают плоские подошвы, сложные внутренние рефлекторы и волнистые верхние поверхности. На рис. 114 пред ставлена к а р о т а ж н а я д и а г р а м м а для скажины, пройденной в пес чаном теле, связанном происхождением с действием приливно отливных течений.

Литература: [19, 25, 38, 49, 60, 61, 70, 74, 86, 110].

199.

Гамма-излучение, А Н И Р И С. 114. Р е з у л ь т а т ы б у р е н и я с к в а ж и н ы в п е с ч а н о м теле, генезис к о т о р о г о с в я з а н с п р и л и в н о - о т л и в н ы м и т е ч е н и я м и. По [79], с разрешения Американской ассо циации геологов-нефтяников.

Обращают на себя внимание литология (глауконит, обломки раковин), резкая размытая •подошва и явно униформный характер кривой гамма-каротажа ГЛАВА IX РИФЫ Первоначально термин «риф» применялся к скалистым высту пам морского дна, о которые разбивались «корабли. Коралловые рифы, встречающиеся в настоящее время в тропических водах,, представляют особую форму опасных для навигации о б р а з о в а ний.

Геологи используют термин «риф» применительно к о б р а з о в а ниям, построенным из известковых скелетов организмов, о б и т а в ших в этом месте.

Во многих случаях, однако, невозможно доказать, п р е д с т а в л я л ли древний «риф» некое топографическое поднятие морского д н а или, когда таковое было, не было ли оно останцом пород, устой чивых в отношении волнового воздействия.

Е. Каммингз в 1932 г. в работе «Рифы или биогермы?» к л а с с и фицировал известковые скелетные образования следующим о б р а зом.

Биогерм: «Риф, банка или иное образование округлой формы;

;

термин используется применительно к рифоподобным, холмо- или линзовидным или каким-либо иным округлой формы структурам, сложенным исключительно органогенными породами, заключенны ми в породы иного литологического состава».

Биостром: «Четкослоистые структуры, такие как ракушняк криноидные, коралловые слои и т. д., состоящие и построенные главным образом из скелетов обитающих в этом месте организ мов, не имеющие сводо- или линзоподобной формы плоские тела или слои».

Соответственно термин «риф» использовался в очень широком смысле применительно к линзам карбонатов, выявленным ч а с т о лишь на основе сейсмических исследований еще до того, к а к осу ществлялось бурение. Проблема классификации и идентификации:

рифов рассматривалась целым рядом исследователей, в частности:

Р. Данхемом, Ч. Брейтуэйтом, П. Геккелем. П р и в я з а т ь линзы кар бонатных пород к одному из жестко определенных классов, к а к это предполагают отдельные номенклатурные схемы, чрезвычайно трудно. И не только потому, что изучению в горных в ы р а б о т к а х или по керну доступно лишь ограниченное число пород, но т а к ж е и потому, что диагенез способен быстро уничтожать те характер ные признаки, фаунистические и структурные, на которых зиждит ся само определение «риф».

В соответствии с з а д а ч а м и этой книги нами использованы сле дующие определения:

карбонатная достройка* — пласт (линза) карбонатной породы (описательный термин). Достройки могут быть двух типов:

* « К а р б о н а т н а я достройка», или « к а р б о н а т н а я постройка» («.buildup»), в со ветской л и т е р а т у р е чаще употребляется в т о р а я ф о р м а.

201.

риф— карбонатная достройка из скелетных организмов, кото р а я во время формирования представляла топографический выступ, устойчивый к волновому воздействию, возвышавшийся над общим уровнем морского дна;

банка — карбонатная достройка, которая во время формирова ния я в л я л а с ь топографическим выступом из материала, который не мог противостоять волнам, т. е. оолитовые отмели, ракушечные банки или гряды, сложенные обломками криноидей.

В этой главе дается описание древних карбонатных построек, которые интерпретировались как рифы, но в первую очередь будут рассмотрены особенности современных рифов. Среди них наиболее хорошо документированы коралловые рифы. Обобщение данных по этому вопросу основано на ряде специальных работ, в том чис л е тех, что приведены в списке литературы.

С О В Р Е М Е Н Н Ы Е РИФЫ Большинство современных рифов встречается в мелководных тропических морях. Факторы, ограничивающие развитие рифов, до статочно разнообразны, но в целом наиболее благоприятны д л я роста рифов такие условия: глубина менее 25 морских саженей (1 с а ж е н ь = 182 см), соленость 27—40°/оо, при том что температура воды редко бывает ниже 20 0 C [84]. О коралловых рифах Норвеж ского побережья, рассмотренных Ч. Тейчером, образовавшихся в холодных водах на глубинах в 35 морских саженей, приходится говорить к а к об исключении. Рифы, образованные известковыми водорослями, могут формироваться в неморских водах.

Биота современных рифов крайне разнообразна. Устойчивый к а р к а с рифов образуют кораллы, известковые водоросли, гидро кораллины («коралловый мох») и мшанки. Фактически главен ствующее положение в этом сообществе принадлежит кораллам.

Среди других организмов, связанных с рифами, находятся извест ковые губки, фораминиферы, иглокожие, пелециподы, гастроподы и сабеллериды (т. е. организмы, переводящие карбонат кальция из раствора в скелетные ф о р м ы ).

Рифовый комплекс в разрезе может быть подразделен на че тыре геоморфологических элемента (рис. 115).

К а к правило, рифы отделяют мелководье лагун от открытого моря. Д н о лагун в наиболее глубоких частях покрыто карбонат ным илом, а на мелководных участках, где действуют турбулент ные течения, песком. Лагунные осадки состоят из фекальных пел лет, фораминиферовых песков, кораллово-водорослевых песков, включающих мелкие обломки кораллов и известковых водорослей вместе с другими скелетными песками и мельчайшими частицами карбонатного ила. Цепочки рифов могут быть рассеяны по всей лагуне.

Размерность частиц вкрест лагуны увеличивается в направле нии рифов, и локально осадки могут быть представлены конгло Т ы л о в о й риф, шельф-лагуна^ ^ Рифовая ^ j^ Фронт рифа ^ ^Передовая часть платформа рифа Р И С. 115. С х е м а т и ч е с к и й р а з р е з р и ф а, п о к а з ы в а ю щ и й р а с п р е д е л е н и е р а з н о г о типа осадков и соотношение экологии и обстановки осадконакопления:

1 — илы с фекальными пеллетами;

2— кораллово-водорослевый детрит намывного конуса;

3 — породы растущего рифа;

4 — инкрустирующие виды;

5 — коротковетвистые (пнеобраз ные) виды;

6 — ветвящиеся;

7 — пластинчатые;

8 — папоротникоподобные мератами, состоящими из обломков органогенных пород, оторвав шихся от рифов и перенесенных в лагуну штормами.

Собственно риф, как следует из его определения, состоит из твердого волноустойчивого каркаса, построенного из органических известковых скелетов. Вершина рифа плоская, так как созидаю щие его организмы не выдерживают продолжительной субаэраль ной экспозиции. Кроме того, верхняя поверхность рифа постоянно эродируется и выполаживается под действием волн, ее рассекают направленные в сторону моря волновые каналы. Иногда верхние части этих поперечных каналов, секущих внешний край рифа, пе рекрываются наростами того ж е рифового материала и приобре тают форму подводных туннелей. Сам жесткий к а р к а с рифа зача стую отличается высокой степенью пористости (согласно К. Эмери, до 80 %)• Верхняя часть обращенного в сторону моря края рифа, т а к на зываемый фронт рифа, представляет собой подводный клиф с осыпным склоном у подошвы. Он сложен обломками органоген ной породы, отломившимися от фронта рифа;

вниз по склону, т. е. в сторону глубоководья, размер частиц уменьшается. Непо средственно у подошвы фронта рифа могут располагаться круп ные обломки пород, слагающих риф, затем по мере увеличения глубины идут пески и илы. Осыпному склону отвечает фауна, ана логичная той, что наблюдается в пределах самого рифа, однако более спокойные условия позволяют развиваться более тонковет вистым к о р а л л а м и известковым водорослям. Р и ф о в а я осыпь имеет слабо выраженную слоистость с наклоном в сторону моря.

На краях древних рифов отмечались оползни и турбидиты (см.

с. 209).

Что касается геометрии рифов, то тут в а ж н о выявить их истин ную геометрию. Вероятно, рифы можно сравнить с машинами по производству карбонатного осадка. Биогенный карбонатный мате риал, который формируется в рифовой обстановке, подвергается постоянным атакам моря. Таким образом, относительно неболь шие участки собственно рифа, по-видимому, сохраняются в преде 203.

Р И С. 116. Т р и г л а в н ы е т и п а с о в р е м е н н ы х р и ф о в :

а _ окаймляющий, или береговой;

б — барьерный;

в — атолл л а х обширных образований, состоящих из переотложенных с рифа коралло-водорослевых песков и илов. Это хорошо видно на при мере Большого Барьерного рифа Австралии. Хотя эта полоса со временных рифов тянется вдоль побережья более чем на 2000 км, л и ш ь немногие отдельные рифы имеют протяженность более 20 км.

В соответствии с их геометрией современные рифы подразде л я ю т на три главных типа. Разумеется, существуют и переходные типы.

Окаймляющие, или береговые рифы представляют собой ли нейные в плане и идущие п а р а л л е л ь н о берегу рифы без каких л и б о промежуточных лагун (рис. 116). Такого типа рифы могут о б р а з о в а т ь с я там, где благодаря скудным атмосферным осадкам поступление пресной воды невелико, а ил, который сносится в море, з а д е р ж и в а е т рост колониальных рифовых организмов. Хо рошим примером могут служить береговые рифы, окаймляющие пустыни залива Акаба в Красном море.

Барьерные рифы т о ж е линейные образования, но отделенные от суши лагуной (см. рис. 116). Л а г у н а может быть относительно узкой или, как в случае Большого Барьерного рифа Австралии, 204.

п р е д с т а в л я т ь собой участок открытого моря шириной в сотни ки лометров.

Атоллы — коралловые рифы приблизительно округлой формы, о т г о р а ж и в а ю щ и е лагуну от открытого моря (см. рис. 116). Р и ф ы такого типа широко распространены в Тихом океане;

типичный пример — атолл Бикини. Классическая теория, о б ъ я с н я ю щ а я воз никновение атоллов, была сформулирована Ч. Д а р в и н о м в 1842 г.

Согласно этой теории барьерные рифы первоначально формиро вались вокруг вулканических островов. По мере того как остров погружался под действием собственной тяжести, происходила — в соответствии с относительным повышением морского уровня — надстройка рифового сооружения. В конце концов, после того как вулканический остров полностью исчезал под океанической гладью, над водой оставался округлый коралловый риф, или атолл.

Результаты исследования современных рифов и основные прин ципы их развития успешно используются в изучении рифов древ них [40, 95]. Однако рассмотрение конкретных примеров иско паемых рифов необходимо предварить рядом замечаний.

Во-первых, рифообразующие организмы прошлого отнюдь не всегда относились к тем ж е группам, что мы наблюдаем сегодня.

Р о л ь различных групп организмов меняется во времени и про странстве. Так, например, известковые водоросли в некоторых си туациях действуют лишь как материал, цементирующий скелетный каркас рифа. В других случаях и в иные геологические эпохи эти водоросли доминировали в формировании самой жесткой струк туры рифа.

Во-вторых, следует отметить, что современные рифы постра д а л и от субаэральных воздействий в плейстоценовый период. По этому их современная топография не столь выразительна. В част ности, необходимо иметь в виду, что большинство современных фронтов рифов являются древними морскими клифами.

В-третьих, это относится к геометрии современных и древних рифов. Очевидно, что настоящие береговые рифы в геологической летописи встречаются редко. Комплексы линейных рифов распро странены широко, но представлены барьерным типом и отделяют отложения открытого моря от лагунных фаций или л е ж а т на структурных поднятиях между пониженными частями бассейна.

Ископаемые атоллы редки. Субаэральные рифовые комплексы описаны как атоллы, но они не покоятся на вулканических кон струкциях. П р и м е р а м и ископаемых атоллов служат атолл Хошшу (Подкова) и рифы Скарри-Снайдер (пенсильванского возраста) в западном Техасе и риф Эль-Абра в Мексике. Последний вначале считали барьерным баром, но исследования дальней прибрежной зоны, как сообщает Е. Гузман, выявили, что он имеет овальную форму.

Второй основной тип древних рифов, кроме барьерных, это округлые рифовые ядра, окаймленные склоновыми рифовыми осы пями. Ядро может о г р а ж д а т ь лагуну с подветренной стороны. Этот тип структуры именуют «изолированным рифом» или, когда в вер 205.

тикальном разрезе наблюдается существенно конусообразная фор ма, «рифовым пиком».

Н и ж е рассматриваются конкретные примеры древних барьер ных рифов и атоллов.

П Е Р М С К И Е Р И Ф Ы З А П А Д Н О Г О ТЕХАСА:

ОПИСАНИЕ И ИНТЕРПРЕТАЦИЯ Описание. Одна из наиболее хорошо задокументированных древних окраин карбонатного шельфа приурочена к пермским по родам западного Техаса (рис. 117 и 118). Рифы о б н а ж а ю т с я по кромке бассейна Д е л а в э р и в погребенном состоянии прослежи ваются д а л е е на восток по краю платформы Мидленд, где с ними связаны крупные месторождения нефти. По причине их в а ж н о г о экономического значения эти рифы весьма интенсивно исследо вались в обнажениях, а кроме того, проводился анализ фаций и устанавливалось их распространение по данным бурения и резуль татам геофизических исследований. Нижеследующее описание да ется на основе обобщения известных литературных данных.

В серии осадочных фаций могут быть выделены такие, что рас полагаются концентрически по ограничению бассейна, и те, что распространяются одна над другой в направлении его центра (табл. 7).

На северо-западном шельфе различаются три фации: Б е н э л, Ч о к - Б л а ф и Карлсбад. Они встречаются в хорошо в ы д е р ж а н н ы х Таблица Фации и обстановки накопления пермских п о р о д з а п а д н о г о Техаса.

По данным Ф. Мейснера, Дж. Уилсона и др.

Фация Описание Обстановка накопления Красный алевролит Континентальные условия Бернэл Т о н к о с л о и с т ы й гипс и д о л о м и - Э в а п о р и т о в а я себха Чок-Блаф товый ваккит Карлсбад Доломитовый ваккит, водорос- Ограниченный шельф левые строматолиты Пелоидальные доломиты Обсыхающая краевая часть Косослоистые скелетные доло- шельфа митовые зернистые известняки Скелетные в а к к и т ы и б а у н д - Р и ф ы или к р а й ш е л ь ф а Кэпитэн с тоуны Основные ваккиты и брекчия К р а й склона со с к л о н о в о й с л о и с т о с т ь ю Черные радиоляриевые сланцы Некомпенсированный бассейн Делавэр Тонкозернистые песчаники Турбидиты К) П р и м е ч а н и е. Отложение турбидитов бассейна Делавэр и красноцветной толщи Бер нэл происходило в регрессивные фазы, другие фации накапливались во время трансгрес сий. Стрелкой показано направление с юга на север.

206.

Р И С. 117. П е р м с к а я т е к т о н и ч е с к а я ( к о н с е д и м е н т а ц и о н н а я ) с т р у к т у р а З а п а д н о г о Т е х а с а — Л ( г р а н и ц а ш е л ь ф а п о к а з а н а т о л с т о й з а л и т о й л и н и е й ) (по П. Кингу, модифицировано) и с х е м а т и ч е с к и й р а з р е з (Б), и л л ю с т р и р у ю щ и й р а с п р о с т р а н е ние ф а ц и й п е р м с к и х п о р о д в з а п а д н о м Т е х а с е (по Н. Ньюэлу, и др., модифици ровано).

Шельфовые фации: Бернэл, Чок-Блаф и Карлсбад;

окраина шельфа: известняк фации Кэпитэн;

бассейновая фация: песчаники и сланцы групп Делавэр. I — шельфовая фация (себха—лагуна);

2—биолититовая фация краевой части шельфа (осыпной склон рифа);

3 — калькаренитовая фация края шельфа (скелетные пески мелководья);

4 — бассейновая фация (дно некомпенсированного бассейна) переслаивающихся формациях. Фация Бенэл, которая наиболее хо рошо развита на севере, включает пластинчатые красные алевро литы с трещинами высыхания и переслаивающиеся косо- и тонко слоистые красные песчаники.

Присущая этой фации тонкозернистость свидетельствует о ее накоплении в обстановке с низким энергетическим уровнем, а тре щины высыхания и красный цвет осадочных пород у к а з ы в а ю т на субаэральную экспозицию и существование континентальных усло вий. Поэтому наиболее вероятным представляется, что эта фация 207.

Р И С. 118. Ф о т о г р а ф и я (А) и схема (Б) гор Г в а д е л у п е ( з а п а д н ы й Техас), д е м о н с т р и р у ю щ и е в з а и м о о т н о ш е н и я фаций. Печатается с разрешения Дж. Хармса, П. МакДаниэла и Л. Прэйя о т л а г а л а с ь в сложной системе обширных мелководных лагун или илайевых озер.

Д а л е е к югу вкрест шельфа континентальная фация Бенэл, линзовидно выклиниваясь, перемежается с фацией Чок-Блаф. Эта последняя включает тонкослоистые гипсы и доломитовые ваккиты.

Переход эвапоритовых пород к югу в морские карбонаты предпо лагает, что фация Ч о к - Б л а ф накапливалась в обстановке лито рального соленого марша.

Третья и наиболее выдвинутая в бассейн фация Карлсбад мо жет быть подразделена на две субфации: первую из них представ ляют доломитовые ваккиты и пэккиты с обильными пелоидальны ми зернами. Она содержит т а к ж е водорослевые строматолиты. По следние свидетельствуют об обстановке морского мелководья, при чем плохая сортировка предполагает условия слабого развеива ния, а обилие пелоидальных зерен типично для современных при брежных лагун и ограниченного морского шельфа. Вторая из суб фаций фации К а р л с б а д включает косослоистые доломито-скелет ные зернистые песчаники. Косая слоистость и хорошая сортировка, присущие этой субфации, предполагают ее отложение на открытом морском шельфе.

М е ж д у тремя вышеописанными платформенными фациями и бассейном находится фация Кэпитэн, отвечающая краевой зоне шельфа. В ней т а к ж е выделяются две субфации. Вдоль гребня ус тупа располагаются массивные карбонаты: рифовый баундстоун * (in situ) и скелетные зернистые известняки и ваккиты. Ископаемые этой фации представлены двумя видами организмов: одни ведут прикрепленный образ жизни, а другие — инкрустирующие колони альные организмы. Сюда входят губки, мшанки, известковые водо росли, криноидеи и брахиоподы. Настоящие кораллы встречаются редко. Эта фация обнаруживает экологическую зональность отно сительно границы шельфа (рис. 119).

Массивная субфация фации Кэпитэн в направлении бассейна перекрывает другую субфацию, состоящую из скелетных ваккитов, брекчий и валунника;

породы последней субфации обнаруживают первичные наклоны в направлении центра бассейна под углом 30° (см. рис. 118). Массивная субфация Кэпитэн является ключом к интерпретации пермских пород западного Техаса в целом. Совер шенно очевидно, что образование субфации, демонстрирующей на клонную слоистость, происходило на подводном склоне между краем шельфа и дном бассейна. По поводу происхождения мас сивных известняков фации Кэпитэн существуют разногласия, по скольку это мог быть и настоящий барьерный риф (см. следую щий р а з д е л ).

* « Б а у н д с т о у н » ( « b o u n d s t o n e » ) — термин, введенный Д а н х е м о м (Dunham, 1962) д л я обозначения к а р б о н а т н ы х осадочных пород, первичные компоненты которых находились в с в я з а н н о м состоянии в ходе о т л о ж е н и я осадка и в про цессе увеличения массы пород по существу не изменились, сюда относится боль шинство рифогенных пород.

14 Зак. 803 Т ы л о в о й риф Рифовая платформа Передовая часть рифа Гастроподы Пелециподы Брахиоподы ь. Эхинодермы Фузулиниды Водоросли прикрепленные Мшанки \ организмы рИфостроителИ Губки / Р И С. 119. П р е д п о л а г а е м о е распределение сообществ р и ф о о б р а з у ю щ и х о р г а н и з мов д л я перми з а п а д н о г о Техаса. По книге И. Ньюэла с соавторами «Пермский рифовый комплекс гор Гваделупе, Техас и Нью-Мексико», 1953 г.

Конечные передовые слои склоновой субфации Кэпитзн в сто рону моря фациально переслаиваются с породами фации Д е л а в э р.

Толща пород этой фации мощностью около 1220 м покрывает уча сток дна бассейна площадью приблизительно 100 000 квадратных миль (около 250 тыс. км 2 ). В ней выделяются две переслаиваю щиеся субфации: одна состоит из черных углистых аргиллитов и алевролитов, местами переслаивающихся с тонкозернистыми из вестняками, содержащими пелагические фораминиферы, аммонои ды, окремнелые спикулы губок и радиолярии.

По мере продвижения вдоль края склона большее распростра нение приобретают известняки, при этом отмечается укрупнение частиц, появляются обломки скелетного материала, снесенного с шельфа и его края.

Вторая субфация фации Д е л а в э р представлена терригенными обломочными отложениями. К ним относятся тонкозернистые сор тированные тонкослоистые песчаники, петрография которых сви детельствует о их связи с гранитами области питания, распола гающейся к северу от бассейна по другую сторону края шельфа.

Тот факт, что именно этим песчаникам было уделено особое вни мание, объясняется тем, что они являются коллекторами углеводо родов. По данным, полученным с помощью изучения материалов двух близко расположенных скважин, установлено, что эти песча ники приурочены к вытянутым неглубоким депрессиям, прости рающимся перпендикулярно краю бассейна.

210.

Фация Д е л а в э р очевидно н а к а п л и в а л а с ь в относительно глубо ководных условиях, во всяком случае ниже уровня воздействия волн и приливно-отливных течений. Черные сланцы скорее всего отлагались в условиях некомпенсированного бассейна с ограничен ной циркуляцией. Хорошо сортированные песчаники интерпрети руются как турбидиты (см. гл. X), принесенные из области, нахо дящейся за пределами северо-западного шельфа, тогда как скелет ные известняки, вероятно, были привнесены под действием тех ж е процессов с окраины карбонатного шельфа.

С учетом всего изложенного можно полагать, что пермские породы западного Техаса являются классическим примером ком плекса карбонатного шельфа, склона и продвигающегося бассей на, который в конце концов был заполнен эвапоритами.

Интерпретация. То, что пермские карбонатные породы з а п а д ного Техаса накапливались в условиях шельфа, склона и бассей на, является общепризнанным. После ранней работы П. Кинга, посвященной стратиграфии пермских пород Техаса, крупное иссле дование было выполнено Н. Ньюэлом с соавторами. Упомянутые исследователи интерпретировали массивную фацию формации Кэ питэн как гигантский барьерный риф, протянувшийся на несколь ко сотен километров вдоль края шельфа. Последующими более детальными исследованиями эта интерпретация была, однако, по ставлена под сомнение.

Основные факты, касающиеся геометрии этих отложений, бес спорны: наличие значительной по размерам обстановки накопле ния органогенной карбонатной формации, тянущейся вдоль к р а я шельфа, продвижение в сторону бассейна по осыпному склону, сложенному обломками тех ж е пород;

максимальный размах вы сот в области осадконакопления (от самой высокой точки шельфа до дна бассейна) составлял около 700 м.

Предметом дискуссии явился вопрос, был ли край шельфа барьерным рифом. Ответ на него в какой-то мере зависит не толь ко от результатов палеонтологических и петрографических иссле дований, но в значительной степени и от определения самого тер мина «риф». Тот факт, что массивная фация Кэпитэн содержит типичную для рифа фауну, разногласий не вызывает (это касается не только организмов, участвующих в построении рифа, но и тех, что обеспечивают цементацию материала и целостность к а р к а с а ).

Спорным является вопрос, достаточно ли количество рифообра зующего осадка (баундстоуна), чтобы можно было говорить о формировании живого барьера. Общий объем таких пород с тру дом поддается определению из-за труднодоступности этой горной области, а т а к ж е по причине широкого развития рекристаллиза ции, в результате чего бывает трудно различать первичные оса дочные текстуры.

В работе Ч. Эчауера наряду с признанием наличия in situ во дорослевого биолитита высказывается сомнение в достаточности экологического потенциала рифообразующих организмов для со здания жесткой и устойчивой к волновому воздействию формы 14* рельефа. В этой связи возникает еще один интересный вопрос.

Многие исследователи отмечали, что фация Кэпитэн о б н а р у ж и в а е т признаки субаэральной экспозиции: вадозные пизолиты, много угольники высыхания, именуемые «шатровыми структурами», вну триформационные каналы и конгломераты и диагенетический це мент, подобный тому, что находят в недавно вышедших на днев ную поверхность известняках. Р. Д а н х э м, в работе, посвященной вадозным пизолитам пермского рифа Кэпитэн, выделил так назы ваемые «экологические рифы», представляющие органически свя занные образования, в отличие от «стратиграфических рифов», устойчивость которых к волновому воздействию обеспечивается цементацией неорганического происхождения. По его мнению, фор мация Кэпитэн принадлежит последнему типу. Представление о том, что шельф мог оказаться субаэрально экспонированным, раз вивал Ф. Мейснер. Хотя рассматриваемые фации в основном ре грессивны, поскольку в бассейне Д е л а в э р наблюдается и продви жение фаций, там отмечается т а к ж е и циклическая седиментация.

Ф. Мейснер предположил, что во время трансгрессий карбонатная седиментация происходила на шельфе при господстве в бассейне анаэробных условий. Трансгрессии чередовались с регрессивными понижениями уровня моря, когда происходила субаэральная экс позиция и цементация карбонатов краевой зоны шельфа (с обра зованием стратиграфических рифов). На шельфе господствовали континентальные условия, терригенные осадки сносились в на правлении центра бассейна по к а н а л а м, прорезавшим экспониро ванную зону шельфа, и отлагались на дне бассейна в виде турби дитов.

Этот механизм, таким образом, предполагает, что массивный известняк фации Кэпитэн не связан с истинным экологическим барьерным рифом, хотя периодически мог существовать страти графический риф. По-видимому, можно считать общепризнанным, что массивный известняк Кэпитэн образовался в более глубоко водной части бассейна, ниже шельфа, там, где организмы, строя щие тонкий известковый каркас, действовали как дефлекторы се диментации, образуя ловушки для карбонатного ила. Периодиче ское осушение приводило к цементации этих органогенных иловых построек, которые к началу следующей трансгрессии формировали стратиграфический риф, литифицированная поверхность которого, по-видимому, представляла идеальный субстрат д л я развития ин крустирующих и других бентосных организмов. Действительно, как показали детальные исследования, в массивном известняке Кэпи тэн прослеживаются отдельные передовые слои, а бровка края шельфа на самом деле могла располагаться там, где в настоящее время находятся косослоистые скелетные зернистые известняки [110]. Другими словами, северо-западный шельф временами бы вал отделен от бассейна Д е л а в э р песками морского мелководья, а иногда сцементированными карбонатными отложениями барьер ных островов, но редко, если это вообще когда-либо имело место, представлял собой настоящий экологический барьерный риф.

К а к можно видеть на рис. 117, различные фации пермского возраста, описанные выше, постоянно мигрировали от шельфа в сторону бассейна. Об этом ясно свидетельствует факт перекрытия массивными биолититами наклонно слоистых известняков. Еще бо лее поразительным представляется то, что эвапоритовые и крас ноцветные фации мигрировали от тыловой части шельфа к цен тру бассейна Д е л а в э р, где они образуют мощную серию Окоэн, как это показано в работе Д ж. Хиллза. Н и ж н я я часть этой серии (формации Кэстайл и Саладо) представлена толщей мощностью в несколько сотен метров, состоящей из тонкослоистого ангидрита, полигалита, гипса, галита и сланцев. Последние часто имеют лен точную слоистость, смяты, им присущи ж е л в а к о в ы е включения.

Отдельные пачки сланцев прослеживаются на площади в сотни к в а д р а т н ы х. километров. Эта эвапоритовая фация перекрывается тонкими красноцветными песчаниками и алевролитами формаций Растлер и Дьюи-Лейк.

Д Е В О Н С К И Е РИФЫ Л Е Д Ю К, КАНАДА:

ОПИСАНИЕ И ИНТЕРПРЕТАЦИЯ Рифовый комплекс Л е д ю к дает множество прекрасных приме ров второго широко распространенного типа древних рифов — изолированных. Они развиты по краю сланцевого бассейна Айртон (девон) в провинции Альберта (рис. 120). Изолированные рифы приурочены к перегибам склона, располагаются вдоль края шель фа и на самом шельфе. Поскольку в 1947 г. здесь были открыты крупные з а л е ж и нефти, значительное число данных было получено именно при интенсивном бурении. Карбонатные линзы Л е д ю к ле ж а т на латерально выдержанной толще формации Кукинг-Лейк, включающей известняки, иногда глинистые, с тонкими прослоями сланцев. Изредка известняки представлены биокластическими калькаренитами или биостромами с тонкими, имеющими плохую выдержанность, биогермами. Кровля формации Кукинг-Лейк пред ставляет собой плоскую поверхность, на которой покоятся карбо натные постройки формации Ледюк. Верхняя часть отдельных линзовидиых образований иногда находится на высоте 300 м над кровлей формации Кукинг-Лейк (например, на участке месторож дения Ачесон). Большинство структур Ледюк располагается вдоль протягивающегося с северо-востока на юго-запад обрыва склона на восточной окраине сланцевого бассейна Айртон. С ними свя заны нефтяные месторождения Ачесон, Ледюк, Бонни-Глэйн и Римби. Месторождение Рзд-Уотер приурочено к изолированной постройке на шельфе, расположенной восточнее. Другой архипелаг рифов, более древних, находится на краю палеоподнятия Пис Ривер на северо-западном склоне бассейна Айртон. Петрографиче ски большинство карбонатов Ледюк представлены средне- и тон козернистыми пористыми кристаллическими доломитами, содержа щими мало поддающиеся определению ископаемые. Имеются от дельные исключения из этого правила, когда ископаемые сохра 213.

няют первичные признаки;

одно из таких исключений будет рас смотрено более подробно. JIa терально линзы карбонатов JIe дюк отделены одна от другой породами формации Дюверней.

Последняя представлена толщей тонкослоистых темных пиритовых битуминозных известняков и сланцев. Известняки в значитель ной степени глинистые, лучше всего развиты в нижней части формации, содержат фауну — криноидеи, остракоды и брахио поды. В составе фауны известко вых сланцев, доминирующих в верхней части формации Д ю в е р ней, спикулы губок, брахиоподы, остракоды, конодонты и споры растений.

К а р б о н а т н а я постройка Гуз Ривер — одна из тех, что распо Р И С. 120. Р а с п о л о ж е н и е девонских ложены на северо-западном ф а ц и й в ю ж н о й части пров. Альбер та ( К а н а д а ). По А. Докенику и Дж. шельфе бассейна Айртон. Она Лербекмо, с разрешения Американ имеет округлую форму, д и а м е т р ской ассоциации геологов-нефтяни около 12 км с юго-запада на се ков, модифицировано.

веро-восток и 8 км с юго-востока на северо-запад и высоту приблизительно 50 м. В целом в этом объеме горных пород может быть выделено 22 типа пород и 8 фа циальных обстановок. Д л я нашего рассмотрения такое дробное деление было бы излишним. По существу постройка Гуз-Ривер со стоит из краевой фации приблизительно округлой формы в плане, которая окаймляет центральную фацию, к а к это представляют Н. Фишбах и А. Д ж е н и к и Д ж. Лербекмо.

К р а е в а я фация включает биолититы, калькарениты и кальци рудиты. Биолитит состоит в основном из находящихся in situ ко лоний строматопороидей — массивных, морфологически напоми нающих короткие обрубки ветвей. Калькарениты встречаются в виде линз, переслаивающихся с биолититами, и выполняют кана лы, секущие последние. Они состоят из обломков строматопорои дей, мшанок, брахиопод, иглокожих (как криноидных, ведущих прикрепленный образ жизни, т а к и эхиноидных). На внутреннем и внешнем краях маргинальной фации находятся внутриформаци онные конгломераты, состоящие из угловатой и окатанной гальки, заключенной в глинистый матрикс. Галька микритовая с полно стью истертыми фрагментарными остатками водорослей, строма топороидей, мшанок, криноидей, эхиноид, брахиопод и форамини ферами.

Р И С. 121. Р а з р е з о с н о в н ы х о с а д о ч н ы х ф а ц и й и р а с п р е д е л е н и е ф а у н ы в р а й о н е р и ф о в Г у з - Р и в е р ( в е р х н и й д е в о н ), п р о в. А л ь б е р т а, ( К а н а д а ). По А. Дженику и Дж. Лербекмо, с разрешения Американской ассоциации геологов-нефтяникев, модифицировано.

1 — глинистый кальцилютит, 2 — биолитит, калькаренит и кальцирудит, 3 — кальцилютит К р а е в а я фация, представленная, как было показано выше, тре мя основными литологическими типами, окружает фацию тонко зернистых карбонатов в центре постройки. Эта центральная фация включает слоистые микриты, микритовые пеллеты и скелетные пе ски, а т а к ж е слои пизолитовых и онколитовых водорослей. Ее био та отличается от биоты краевой фации. М а к р о ф а у н а обычно от сутствует, более широко распространены микрофоссилии, куда вхо дят фораминиферы, остракоды и кальцисферы (последние, веро ятно, являются репродуктивными цистами дазикладацитовых водо рослей). Так же, к а к в краевой фации, присутствуют строматопо роидеи, однако они отличаются тонковетвистой морфологией, та кой, например, формы, как Amphipora (рис. 121).

К а к явствует из особенностей геометрии формации Ледюк, она состоит из серии так называемых карбонатных достроек. Там, где интенсивный диагенез уничтожил первичные структуры, доказать, были ли это первоначально банки или рифы, невозможно. Л и ш ь там, где первичная структура не подверглась изменениям, может быть установлено их истинное происхождение.

Формации Л е д ю к и Дюверней перекрываются сланцами фор мации Айртон, локально утончающейся над палеоподнятиями Ле 215.

дюк. Эта формация мощностью более 200 м состоит из слоистых пиритовых глинистых доломитов и доломитовых сланцев с тонки ми ракушечными прослоями.

Р и ф Гуз-Ривер интерпретируется в качестве примера девонских рифов Альберта, хотя он несколько древнее ранее описанных ри фов Л е д ю к и отличается от большинства из них, т а к как не пред ставлен кристаллическим доломитом: здесь сохранились первич ные осадочные признаки и фауна.

К р а е в а я строматопороидная биолититовая фация является под тверждением того, что линзовидное образование Гуз-Ривер — истинный риф. Отталкиваясь от этого постулата, нетрудно разо браться в происхождении фаций. Кальцирудиты и калькарениты, связанные с краевым биолититом, по-видимому, обязаны проис хождением разрушению рифа под действием волн. Образовавший ся в результате этого детрит вымывался через вершинную часть рифа в лагуну или ж е мог отлагаться на внешнем осыпном склоне.

Наличие тонкозернистых осадков в центральной части построй ки свидетельствует об обстановке с низким энергетическим уров нем и условиях, позволявших развиваться ископаемым микроор ганизмам и более тонко организованным макрофоссилиям. Лито логия, фауна и серединное положение фации свидетельствуют о ее формировании в лагуне, окруженной почти округлым рифом.

Связь с открытым морем осуществлялась, вероятно, по к а н а л а м, секущим краевую фацию, выполненную скелетными калькарени тами.

Сходное, хотя и не столь симметричное, распределение фаций описано т а к ж е для постройки Рэд-Уотер на юго-восточном шельфе бассейна Айртон. В последнем случае вытянутый с северо-запада на юго-восток дугообразный риф з а щ и щ а л низкоэнергетические осадки, находящиеся к юго-западу, т. е. здесь мы имеем дело с не полностью замкнутой лагуной.

По аналогии с этими двумя рифами можно полагать, что и другие, в настоящее время рекристаллизованные, постройки свя заны происхождением с изолированными рифами, в которых дуго образные или округлые атоллоподобные рифовые я д р а отделяли от открытого моря обстановки накопления с низким энергетиче ским уровнем.

Р И Ф О В О Е М Е С Т О Р О Ж Д Е Н И Е НЕФТИ БУ-ХАСА, А Б У - Д А Б И, О Б Ъ Е Д И Н Е Н Н Ы Е А Р А Б С К И Е ЭМИРАТЫ:

ОПИСАНИЕ И ИНТЕРПРЕТАЦИЯ Месторождение нефти Бу-Хаса открыто в прибрежной зоне Абу-Даби. Оно связано с продуктивным горизонтом формации Шуайба аптского яруса в верхах группы Т а м а м а. Месторождение Бу-Хаса занимает участок на окраине карбонатного шельфа ме лового возраста, развитого между Аравийским щитом на юге и впадиной Персидского залива на севере (рис. 122).

Р И С. 122. Р е г и о н а л ь н а я с х е м а р и ф о в о г о н е ф т я н о г о м е с т о р о ж д е н и я Б у - Х а с а ( м е л ), А б у - Д а б и. По T. Xappucy и др., Б. Тумб ли, Дж. Скотту, Т. Хассану и др.

/ — бассейновые известковые алевролиты;

2 — скелетные ваккиты;

3 — лагуна-шельф;

4 — рудистовый барьерный риф;

5 — кораллово-водорослевый изолированный риф Р И С. 123. Ф а ц и и и о б с т а н о в к и н а к о п л е н и я о с а д к о в, м е с т о р о ж д е н и е н е ф т и Б у Х а с а, А б у - Д а б и. По Т. Xappucy, Б. Тумбли, Дж. Скотту, Т. Хассану и др.

I — милиолитовый пеллеговый ил (лагуна—шельф);

2 — рудистовый баундстоун (риф);

3 — скелетные зернистые известняки (пляж);

4 — рудистовые фораминиферовые ваккиты (осыпь передовой части рифа);

5 — известковый аргиллит (бассейн);

6 — водорослевый баундстоун (мелководная платформа) Д е т а л ь н ы е петрографические исследования выявили значи тельное число карбонатных микрофаций. На упрощенном р а з р е з е (рис. 123) показано их распространение в пределах месторожде ния. Образование карбонатной постройки Бу-Хаса началось на об ширном биостроме, образованном инкрустирующей известковой водорослью Bacinella. Эта пачка на шельфе перекрывается толщей осадочных карбонатных пород со связанными первичными ком п о н е н т а м и — баундстоуном Lithoeodium (рис. 124), переходящими в направлении бассейна в глинистый битуминозно-известковый ар гиллит с редкими пелагическими фораминиферами (рис. 125).

Обращенный к бассейну край пачки Lithocodium перекрыт ру дистовым баундстоуном (рис. 126). Последний имеет мощность 60 м при ширине 6 км и тянется латерально вдоль края шельфа приблизительно на 200 км. (Рудисты — группа двустворчатых мол люсков, принявших облик кораллов. Одна из створок их ракови ны образует своего рода чашу, вторая служит защитной крышкой.

В меловое время рудисты играли весьма активную роль в созда нии рифов.) Именно с ними связано возникновение нефтяных ре зервуаров в Персидском заливе, в Ливии, в Мексике и США. P y дистовые баундстоуны Бу-Хаса переходят в сторону бассейна в скелетные ваккиты с обломками рудистов и крупными бентосными фораминиферами Orbitolina (рис. 127). В свою очередь, ваккиты переходят в известковые алевролиты. К югу, в направлении Ара вийского щита, наблюдается переход рудистового баундстоуна в илы с фекальными пеллетами и милиолидовыми фораминиферами (рис. 128). Л о к а л ь н о в верхней части, обращенной в сторону бас сейна, баундстоун замещен обломочным рудистовым зернистым известняком (рис. 129).

Кровля формации Шуайба образует региональное несогласие, выше его залегают богатые органикой сланцы алъбского возраста формации Нахр-Умр (именно они, по-видимому, являются нефте материнскими породами месторождения Бу-Хаса и соседних с ним).

Очевидно, что карбонатные породы (баундстоун) Lithoeodium и Bacinella накапливались в условиях мелководья, в пределах эй фотической зоны, где могли развиваться водоросли. Л а т е р а л ь н ы й переход литокодиумного баундстоуна в известковый аргиллит м а р кирует зарождение топографических поднятий на морском дне.

Известковые аргиллиты с их пелагическими фораминиферами д о л ж н ы были накапливаться в более спокойных и глубоких водах, ниже границы эйфотической зоны. К а к и вообще для многих ри фов, обращенный к морю край шельфа о к а з а л с я благоприятным для развития и активного воспроизводства организмов, произво дящих карбонат кальция. Таким образом, обращенный в сторону моря край шельфа, сложенный баундстоуном Lithocodium, обеспе чивал идеальные условия д л я формирования рудистового барьер ного рифа. Ваккиты Orbitolina, развитые на внешней стороне рифа, представляют передовую осыпь рифа, которая переходит посте пенно в базальные известковые аргиллиты. М и л и о л и д с о д е р ж а щ и е Р И С. 124. Водорослевый баундстоун, на котором с ф о р м и р о в а л с я риф Бу-Хаса (мнкрофото) Р И С. 125. Известковый аргиллит, о т л а г а в ш и й с я в бассейне к северу от рифа Б у - Х а с а (микрофото) РИС. 126. П о р о д ы рудистового рифа, м е с т о р о ж д е н и е Б у - Х а с а (микрофото) Р И С. 127. Скелетный ваккит с ф о р а м и н и ф е р а м и Orbitolina и обломками рулис тов, п е р е д о в а я часть рифа Б у - Х а с а ( м и к р о ф о т о ) •у \ пр-д wk T JH фекальньши x f c a ' (микрофото) ° пеллетами, ш е л ь ф позади барьерного рифа Б у " -«»••-«?••••* 4Ш а®1 «КОТ:.

' :..

(1ижроР|отоГВЫЙ 3еРНИСТЫЙ ИЗВ6СТНЯК С М0РСК0Г E ««^мления рифа Бу илы- с фекальными пеллетами за рифом являются аналогом лагун ных отложений современного карбонатного шельфа.

Скелетные зернистые известняки вдоль обращенной к морю кромки фронта рифа, по-видимому, являются п л я ж н ы м и отложе ниями. Несогласие предальбского возраста свидетельствует о про странственно развитом эпизоде субаэральной экспозиции, во время которого по всей подстилающей толще пород формации Шуайба развилась пористость растворения. Образование скелетных зерни стых известняков по краю рифа, вероятно, происходило во время регрессии. Современный структурный рельеф свода Бу-Хаса со ставляет около 35—20 км. Не ясно, однако, связано ли его раз витие с процессами структурными, осадочными или эрозионными.

Распределение пористости и проницаемости в пределах месторож дения не зависит от границ фаций, и это в какой-то мере обуслов лено растворением, связанным с несогласием пост-Шуайба. • Рассмотренный выше пример показывает, каким образом петро графия помогает в интерпретации условий накопления карбонатов.

Но помимо этого, он, увы, выявляет и тот факт, что, когда д е л о касается карбонатных нефтяных резервуаров, фациальный а н а л и з отнюдь не всегда эффективен в прогнозе зон повышенной пори стости и проницаемости.

ДИСКУССИЯ В этом разделе будут представлены на обсуждение три темы:

факторы, контролирующие геометрию рифов и распределение фа ций, связь рифов с эвапоритами.и эвксенитовыми сланцами и, на конец, диагенез рифогенных пород.

Факторы, контролирующие геометрию рифов и фации. Кон троль за геометрией рифа и распространением связанных с ним фаций осуществляется за счет взаимодействия таких факторов, как изменения уровня моря, тектоника, биота и океанографиче ские характеристики.

Принято считать, что древние рифы развивались в условиях мелководья (без обозначения абсолютной глубины). Это заключе ние базируется на аналогиях с современными рифами. Кроме того, осадочные фации, ассоциируемые с древними рифами, в целом предполагают их накопление в условиях мелководного рельефа.

Если древние рифы действительно развивались на мелководье, то их рост д о л ж е н был самым тесным образом зависеть от изме нений уровня моря. Рифовые организмы не могут п р о д о л ж а т ь жизнедеятельность выше уровня моря, т а к как длительная суб а э р а л ь н а я экспозиция действует на них губительно. Не могут они развиваться и на больших глубинах, поскольку водоросли, как и всякие растения, могут существовать лишь в эйфотической зоне.

Среда обитания кишечнополостных организмов ограничена ана логичным образом, поскольку они находятся в симбиотической связи с зооксантеллами (одноклеточными желто-коричневыми во дорослями), обитающими в их живой ткани.

221.

При сохранении постоянного уровня моря риф расширяется в сторону моря за счет собственного осыпного склона, как это про исходило в случае пермских рифов западного Техаса. Если ж е уро вень моря медленно поднимается, риф будет расти в основном вверх, без каких-либо латеральных миграций фаций, или ж е трансгрессивно наступать по направлению к суше, перекрывая ла гунную фацию тылового рифа. Примером такого рода могут слу жить девонские рифы бассейна Кенинг в Австралии. Быстрый подъем уровня моря приводит к гибели рифа из-за большой глу бины. Медленное понижение уровня моря заставляет риф мигри ровать в сторону моря и вниз. Однако такого рода события до вольно редки, так как по мере отступания береговой линии проис ходит разрушение рифов под действием субаэральной эрозии. Бы строе снижение уровня моря вызовет быструю гибель рифа из-за длительной экспозиции. Следовательно, колебания уровня моря оказывают серьезное воздействие на геометрию рифа, а т а к ж е свя занных с ним фаций.

Вторым основным фактором, контролирующим геометрию ри фов, является тектонический режим, так как он играет решающую роль в положении морского дна по отношению к уровню моря.

По существу, рифы — это типичные образования тектонических шельфов, где осадконакопление происходит в условиях морского мелководья, без привноса терригенного материала. В пределах этой •обширной области могут быть выделены четыре основных подти па: во-первых, рифы очень часто образуются у края шельфа, там, где он переходит в более глубокий бассейн. Вдоль таких линий перегибов могут образовываться барьерные рифы (например, пермские рифы западного Техаса) или прерывистые цепочки изо лированных рифов, подобные девонскому рифовому комплексу Ле дюк Канады. Иногда край шельфа может представлять собой раз лом с рифами вдоль бровки сбросового уступа. В качестве при мера могут быть приведены рифы Крако и Крейвен в Северной Англии.

Иногда шельф бывает слишком глубок для формирования ри фов, но локально синседиментарные движения замков антиклина лей приводят к тому, что глубина оказывается здесь небольшой, отвечающей условиям образования рифов. Примером такого рода с л у ж а т палеоценовые рифы Интисар в Ливии, а т а к ж е рифы Кли теро в раннекарбоновом прогибе Боуленд в Англии.


Аналогичным образом за счет подводных вулканических извер жений на небольших глубинах на дне океана могут возникать ла вовые постройки, верхние части которых колонизируют организмы рифопостроители. К этому типу рифов принадлежит девонский риф Х а м а р - Л а г д а д в бассейне Тафилалет в Марокко. Как у ж е упоми налось, древние вулканы, увенчанные атоллами, встречаются редко.

Объясняется это, по-видимому, тем, что они представляют собой сугубо океанические образования и в областях, доступных тради ционным геологическим исследованиям, встречаются редко.

Четвертая разновидность рифов, приуроченных к ш е л ь ф а м, — изолированные рифы, беспорядочно рассеянные по весьма широ кой площади. Такие рифовые архипелаги, или как их иногда остро умно называют «кучки рассыпанной дроби», встречаются в ниа гарской серии силура на окраине Канадского щита.

Третьим фактором, от которого зависят геометрия и фации рифа, как уже упоминалось, является биота. О п р е д е л я ю щ а я роль глубин у ж е была отмечена. Одной из интереснейших особенностей рифов является то, что хотя возрастные пределы их очень широ ки — от докембрия до настоящего времени, при идентичности гео метрии и субфаний связанная с ними фауна варьирует во време ни. Докембрийские водорослевые биостромы согласно их геоме трии и внутреннему строению были разделены на несколько ти пов. Мнения о природе этих различий (стратиграфической или эко логической) существенно расходятся, как это следует из работы Б. Логана с соавторами, посвященной классификации водоросле вых строматолитов. Во многих районах мира нижнекембрийские породы содержат рифы, построенные необычайно странными созда ниями (неопределенной видовой принадлежности), именуемыми археоциатиды. Широко распространены по всему миру рифы в по родах палеозойского возраста;

их жесткий к а р к а с в этом случае бывает создан в основном строматопороидеями, к о р а л л а м и ругоза, гидрокораллинами (кораллиновыми водорослями) и мшанками. Ру гоза и днищевые кораллы в значительном объеме вымерли в конце палеозойской эры, тогда как альционарии (октокораллы) и скле рактинии (гексакораллы) внезапно получили в это время широкое развитие, занимая ту ж е самую экологическую нишу. В раннеме ловое время в а ж н у ю роль в качестве организмов-рифопостроите лей начинает играть одна из групп пелеципод, а именно, рудисти ды. Д л я этой формы характерна неравностворчатая раковина:

одна из створок имеет чашеобразную форму, в ней и помещается моллюск, а другая служит щитком. Рудистовые рифы раннемело вого возраста встречаются в известняках Эдвардз в Техасе и Гол ден-Лейн в Мексике, а т а к ж е в Альпах, Ливии и Иране. Брахио поды группы Richtofenid сохраняли подобный псевдокораллиновый облик в течение позднего палеозоя. На протяжении огромного про межутка геологического времени, по-видимому, было немного групп водных беспозвоночных, которые в то или иное время не имели бы развитых колониальных рифоформирующих видов. Однако почти во все периоды геологического прошлого в а ж н у ю роль в качестве организмов-рифопостроителей играли известковые водоросли (о чем в 1961 г. писал Д ж. Х а р л а н - Д ж о н с о н ). По большей части их функция сводилась к тому, что они скрепляли воедино к а р к а с рифа, построенный другими организмами. Иногда, правда, они сами главным образом формировали этот каркас, без помощи дру гих организмов. Водорослевые рифы обычно были менее мощны ми, но латерально более выдержанными, чем рифы, созданные другими организмами.

223.

Установлена, как свидетельствуют данные А. Хаддинга и А. Мэнтона, тесная зависимость геометрии рифов Готланда (Шве ция) от их фауны. Там выделено три типа рифов: линзовидные рифовые постройки, созданные сфероидальными строматопороидея ми Favosites и Heliolites\ биостромы, построенные днищевыми строматопороидеями;

рифовые пики с хорошо развитой фланговой брекчией из тонковетвистых столбчатых строматопороидей.

Следовательно, поскольку риф состоит почти полностью из остатков ископаемых организмов, палеонтология и палеоэкология играют существенную роль в понимании условий их формирования.

Кроме того, так как биота рифа контролирует его диагенез, а от сюда и развитие пористости, знание этой биоты приобретает важ ное значение с точки зрения экономических оценок рифов.

Рифы — эвапориты — ассоциация эвксинных сланцев*. Для пермских пород западного Техаса характерны отложения застой ных бассейнов, окаймленных рифами, перекрытыми эвапоритами.

Такого рода ассоциации имеют широкое распространение в древ них осадках. В работе Л. Уикса, посвященной происхождению и миграциям нефти и поискам и разведке ее месторождений, приво дится еще 19 аналогичных примеров, причем все они, как и упо мянутый пермский комплекс, нефтеносны. По поводу происхож дения и развития таких бассейнов существует множество разного рода представлений. Принято объяснять их генезис таким обра зом: рифы развиваются по краю замкнутого моря, где воды верх него слоя с нормальной соленостью благоприятны для их роста;

значительно более соленые воды (рапа) на больших глубинах, препятствуя активности бентоса, способствуют формированию се роводородных илов, а в конечном счете, осаждению эвапоритовых минералов на более глубоких участках дна бассейна. По мере за полнения бассейна эвапоритовая фация трансгрессивно распрост раняется в сторону берега, вызывая гибель рифов и накопление в них углеводородов, мигрировавших сюда из бассейновых илов (так объяснял происхождение нефти в карбонатных породах Д ж. Хант). Этой концепции противоречит тот факт, что рост крае вых рифов был синхронен выпадению бассейновых эвапоритов, как это следует из данных Ф. Хенсона и Ф. Хейброуэка.

Однако это не всегда удается доказать, так что для объясне ния может быть предложен и другой механизм. К а к у ж е упоми налось, в настоящее время образование эвапоритов может проис ходить на участках себхн, в литоральной и надлиторальной зонах (с. 196). Эти отложения не только петрографически сходны с упо минаемыми «бассейновыми» эвапоритами, но во многих других от ношениях напоминают последние: органогенной слоистостью, на личием текстур смятия и ангидритовых желваков. Отсюда, к а к считают Д. Шеерман и Д ж. Фалер, образование внутририфовых * «Эвксинные сланцы» — фации черных сланцев, накопление которых про исходило в среде с ограниченной ц и р к у л я ц и е й и з а с т о й н ы м и или анаэробными условиями.

224.

эвапоритов девонской формации Виннипег в Канаде скорее может быть объяснено диагенезом отложений себхи, чем накоплением осадков на дне бассейна. Если ж е это так, то эвапориты образо вались у ж е после того, как понижение уровня моря привело к ги бели рифов.

Аналогичным образом пермские эвапориты бассейна Д е л а в э р со временем продвигались от шельфа в бассейн, т. е. происходило именно то, что можно было ожидать в случае движения (в сторо ну моря) себхи. Если бы эвапориты формировались на дне бассей на, закономерно было бы наблюдать обратный эффект. Невольно возникает вопрос: нет ли здесь путаницы между тектоническими бассейнами (слабо прогнутыми участками, заполненными осадка ми) и седиментарными бассейнами (т. е. бассейнами, которые во время осадконакопления представляли собой депрессии морского д н а ). Очевидно, что происхождение бассейновых эвапоритов и их временные соотношения с рифами з а с л у ж и в а ю т тщательного ана лиза (см. т а к ж е исследования Д. Кекленда и Р. Э в а н с а ).

Диагенез рифов. Строго говоря, диагенез рифов — процесс постседиментационный и поэтому выходит за рамки этой книги, посвященной исследованию обстановок осадконакопления.

Однако диагенез рифогенных пород играет решающую роль в оценке их экономического значения и потому з а с л у ж и в а е т вни мания. Диагенез карбонатов вообще, и рифовых в частности,—• тема обширная и очень сложная, подробно рассмотренная в целом ряде работ ([20], а т а к ж е работах Г. Лэнгрса с соавторами и А. Риикмана и Г. Фридмана [70] по изучению карбонатных ре зервуаров). Поэтому приводимое ниже рассмотрение будет по не обходимости кратким.

Р и ф а м присущи три интересные и д а ж е необычные особенно сти, весьма важные с точки зрения их постседиментационной исто рии. Во-первых, при образовании рифы имеют очень высокую пер вичную пористость;

во-вторых, одновременно с формированием рифа происходит их литификация с весьма слабым уплотнением, и, таким образом, первичная пористость сохраняется;

в-третьих, рифы образуются из химически нестабильных минералов (преиму щественно арагонита и к а л ь ц и т а ), которые, вступая в реакции с циркулирующими поровыми водами, испытывают различные хи мические превращения. В этом случае различают два типа преоб разований: минералогические и структурные. Очевидно, те и дру гие взаимосвязаны. В начальной стадии арагонитовый скелетный материал переходит в более стабильный полиморфный кальцит.

Теоретически это д о л ж н о приводить к увеличению объема и одно временно к уменьшению пористости и проницаемости. На разных участках рифового комплекса этот процесс идет с различной ско ростью, поскольку устойчивость карбонатных частиц различна.

Одновременно или с некоторым запозданием по отношению к это му процессу превращения арагонита в кальцит может происходить обогащение карбонатов магнием, поступающим из морской воды, и превращение их в доломит. Согласно теории это д о л ж н о было 15 Зак. 803 2 бы приводить к разительному сокращению суммарного объема по род на 13 % за счет межкристаллической пористости между от дельными равновеликими кристаллами доломита. Окремнение, ча сто влекущее за собой селективное замещение ископаемых орга низмов,— второй диагенетический прооцесс, обычный в рифовых образованиях, как это отмечает Н. Ньюэл с соавторами.


Эти химические преобразования сочетаются с модификациями структуры рифов. Во-первых, первичная пористость может умень шиться сразу ж е после осадкообразования за счет инфильтрации тонкого карбонатного ила — продукта дробления известковых во дорослей. Снижение пористости может т а к ж е осуществляться при накоплении в каркасе спаритового кальцита за счет рекристалли зации карбонатных скелетов и развития кальцитовых оболочек.

Все эти преобразования ведут к уменьшению пористости и, вместе с доломитизацией, часто уничтожают все признаки первоначальной органогенной структуры. В дальнейшем может появиться вторич ная пористость за счет вдольтрещинного растворения, что со провождается возникновением пористости, обусловленной удале нием отдельных биокомпонентов, и пустотной пористости. Многие из этих процессов обратимы.

Таким образом, можно видеть, что диагенез рифов, будучи функцией их исходного фаунистического и литологического состава и химизма циркулирующих затем в них флюидов, — это процесс сложный. Первое, что необходимо отметить, это то, что рекристал л и з а ц и я способна полностью разрушить первичную органическую структуру рифа. Во-вторых, хотя древние рифы зачастую отлича ются высокой пористостью, ее тип и распространение могут не иметь никакой связи с теми, что существовали при формировании рифов. Месторождение нефти Бу-Хаса демонстрирует это со всей очевидностью. Перечисленные моменты приобретают особую важ ность при экономической оценке рифов с точки зрения поисков и разведки полезных ископаемых.

Э К О Н О М И Ч Е С К И Е АСПЕКТЫ Д Р Е В Н И Х Р И Ф О В Отложения древних рифов имеют большое экономическое зна чение: благодаря пористости они часто, будучи соответственным образом запечатаны, становятся вместилищами углеводородов;

за счет той ж е пористости и химической неустойчивости они могут быть замещены рудными минералами.

Ассоциация рифов, окаймляющих сланцевые бассейны и увен чанных эвапоритами, у ж е рассматривалась. Значительное внима ние при этом было уделено аккумуляции нефти в таких ситуациях.

Считается, что решающую роль играют эвапориты, поскольку они являются источником рапы, препятствующей окислению органики, что способствует образованию нефти, а т а к ж е потому, что сами эвапориты образуют хорошие кепроки, как свидетельствуют дан ные Л. Уикса и Л. Слосса. Вопрос о значении карбонатов в каче стве нефтематеринских пород в прямом смысле этого слова, как 226.

это видно из работы Д ж. Ханта по происхождению нефти в кар бонатных породах, является дискуссионным. Однако обычно счи тается, что нефтеносные рифы как таковые едва ли могли быть источником нефти потому, что окисление органического материала в период рифообразования происходит весьма интенсивно. Инте ресно между тем отметить, что в третичных рифах И р а н а накоп ление нефти предшествовало, согласно Ф. Хенсону, цементации, причем по составу эта нефть отличается от той, что составляет главный объем нефтяного резервуара.

Кроме самого рифа, нефть и газ могут накапливаться в выше л е ж а щ е м, нерифогенном, пористом слое, облекающем вершину рифа (более подробно о рифогенных нефтяных з а л е ж а х см. в ра ботах Д ж. Харбо и А. Риикмана и Г. Фридмана [70], посвящен ных проблемам формирования нефтяных резервуаров в карбонат ных породах). Несмотря на то, что поиски и разработка нефтега зовых месторождений, связанных с рифами, дело довольно труд ное, усилия такого рода могут себя оправдать.

Помимо способности аккумулировать значительные объемы нефти и газа, рифы являются т а к ж е вмещающими породами ме таллоносных отложений. Существует частная разновидность таких пород, именуемых по месту их первого открытия отложениями «типа долины Миссисипи» (см. [36] и др.). Они представлены те летермально замещенными сульфидными рудами, сфалеритом и галенитом;

подчиненное значение имеют флюорит, барит, доломит и, конечно, кальцит. Как правило, такие отложения, з а м е щ а я рифы и другие карбонатные постройки в тектонически стабильных об ластях, встречаются на значительных расстояниях от разломов и изверженных пород, которые могли бы служить источником метал лов. Роль эвапоритов в процессах переноса металлов в рифы с растворами солей рассматривал Ч. Дэйвидсон. Идея о седиментар ном происхождении большинства таких руд была поддержана ря дом исследователей [20].

Поскольку илы вокруг рифа уплотняются, остаточные, обога щенные металлами, растворы выжимаются и могут проникать в соседние пористые рифы, где они з а м е щ а ю т вмещающую породу..

Так же, как в случае нефти и газа, распределение минералов в рифовых комплексах изменяется от места к месту. Д л я ранне каменноугольных рифов Ирландии характерно, согласно Д. Дерри:

с соавторами, наличие минерализованных ядер. Девонские рифы:

бассейна Кеннинг в Австралии демонстрируют минерализацию* предрифовых фаций, как сообщают М. Джонстоун с соавторами,, в то время как в триасовых рифах Альп минерализация о к а з ы в а ется иногда приуроченной к лагунным фациям тылового рифа..

Таким образом, древние рифы имеют большое экономическое значение и как возможные залежи углеводородов, и как породы, вмещающие рудные минералы. Подповерхностный анализ фаций играет в а ж н у ю роль в поисках и разработке таких отложений.

15* ПОДПОВЕРХНОСТНАЯ ДИАГНОСТИКА РИФОВ Методам локализации нефтяных резервуаров, связанных с древ ними рифами, уделяется серьезное внимание, хотя, как у ж е гово рилось, сделать это не всегда просто. Когда дело касается древ них рифов, трудности удваиваются. Р и ф ы трудно обнаружить, так как они могут быть беспорядочно рассеяны по шельфу, будучи погребенными под горизонтально з а л е г а ю щ и м и слоями, зачастую без каких-либо структурных проявлений на поверхности. Трудно оконтурить и уникальные нефтяные з а л е ж и, границы которых определяются рифами, поскольку диагенез нередко уничтожает первичные органогенные структуры. Д а л е е эти проблемы будут рассмотрены подробнее.

Поскольку традиционные методы полевых геологических изы сканий на поверхности часто оказываются в этом случае непри годными, поиски рифов главным образом базируются на данных геофизических исследований. Нередко успех является делом слу чая. Поиски рифовых пиков, имеющих всего несколько киломе тров в диаметре, на участке шельфа площадью в несколько сотен квадратных километров напоминают поиски иголки в стоге сена.

Именно такова ситуация с открытием рифов Интисар в бассейне Сирт (Сурт) в Ливии. Т а к случилось, что второй сейсмический профиль, прослеженный на концессионной площади в 1880 км 2, пересек как раз вершинную часть рифа. Н а ч а л ь н а я продуктивность скважины-открывательницы составила 43 ООО баррелей * в день.

Д л я поисков подобного рода структур были предприняты сейсмо разведочные работы по специальной программе. Р и ф оказался по будительным толчком.

Поскольку рифы сложены известняком, а иногда доломитом, они обычно имеют большую плотность, чем сланцы или эвапориты, которые их перекрывают. Это открывает возможность идентифици ровать рифы с помощью гравиметрических измерений по положи тельным аномалиям Буге, как это показано в работе Ч. Ферриса.

Однако в настоящее время этот метод в значительной мере заме нен сейсмическими.

Р и ф ы могут быть выявлены главным образом на основе сей смических данных. Там, где существует достаточная контрастность в значениях скорости сейсмических волн между рифами и порода ми их перекрывающими, о т р а ж а ю щ и м горизонтом может служить кровля. Так обычно случается, когда риф венчают эвапориты. Од нако в случае уплотненных сланцев разница в значении скоростей может быть слишком незначительна для того, чтобы генерировать сигнал. Иногда, при наличии рефлектора на фланге рифа, над его вершиной этот о т р а ж а ю щ и й горизонт исчезает. Это означает, что * Б а р р е л ь (barrel) — м е р а о б ъ е м а ж и д к и х и сыпучих тел, п р и н я т а я в Вели кобритании, С Ш А и р я д е других стран и и с п о л ь з у е м а я большинством н е ф т я н ы х компаний мира. Так, «нефтяной баррель» С Ш А равен 159 л, б а р р е л ь Велико б р и т а н и и — 163,65 л.

228.

a d Р и с. 130. С х е м а, о б ъ я с н я ю щ а я н е к о т о р ы е п р и н ц и п ы р а с п о з н а в а н и я р и ф о в по д а н н ы м сейсмических и с с л е д о в а н и й ( б о л е е п о д р о б н о см. т е к с т ) :

а, б — сейсмика: а — прерывистость сводового рефлектора не предполагает никакого им педанта;

мнимая синклиналь под рифом обусловлена низким значением скорости;

б — не прерывность сводового рефлектора предполагает резкое изменение скорости на границе между рифом и перекрывающими его сланцами;

мнимая антиклиналь под рифом за счет резкого увеличения значения скорости;

в, г — геология: в — пористый риф;

г — плотный риф известняки, приуроченные к этой зоне, характеризуются более низ кими значениями акустического импеданса, а следовательно, отли чаются большей пористостью, чем на флангах. Рифы могут ока заться сейсмически «невидимыми», когда никакой разницы в зна чениях с перекрывающими их осадками не отмечается. Куполооб разная форма о т р а ж а ю щ е г о слоя выше уровня рифа может ука зывать на их наличие в таких случаях.

Сами рифы, как правило, обнаруживают однородные скорости и обычно лишены каких бы то ни было внутренних о т р а ж а ю щ и х горизонтов. Исключением из этого правила может быть т а к назы ваемое «светлое пятно», которое отвечает контакту флюидов (обычно газа и жидкости). Несколько примеров такого рода при водят для верхнепермских рифов Северного моря М. Д ж е н ь о н и Д ж. Тэйлор. В обычном случае о т р а ж а ю щ и е горизонты, суще ствующие на флангах рифа, по направлению к его ядру отмирают.

Интерес может представлять и рефлектор под рифом. Плотный риф может послужить причиной повышения скорости, что неопыт ным интерпретатором может быть воспринято как свидетельство существования под ним антиклинали. Напротив, обратная ситуа ция, когда под рифом обнаруживается мнимая синклиналь, — это о б н а д е ж и в а ю щ а я новость. Это «падение скорости» предполагает наличие низкоскоростного интервала, а следовательно, пористости.

На рис. 130—132 показано несколько таких примеров, которые приводят Д ж. Б а б б и У. Хэтледид в работе по методам сейсмиче ского распознавания карбонатных достроек.

При отсутствии геофизических данных или при их низком ка честве л о к а л и з а ц и я рифов может быть осуществлена по резуль татам исследования бурового материала. В этом случае критерием при их поиске служит аномальное увеличение мощности извест няков между двумя близко расположенными скважинами, ано мальные углы наклонов слоев за счет расслоенности отложений 229.

(8) Интерпретированная стратиграфия 01234 t I 1 I IKM Р И С. 131. С е й с м и ч е с к и й р а з р е з о д н о г о из н е ф т я н ы х м е с т о р о ж д е н и й б а с с е й н а Сурт (Сирт), Ливия, связанного с коническим рифом Идрис-Интисар. По Дж. Баббу и У. Хэтледиду, с разрешения Американской ассоциации геологов нефтяников.

Следует обратить внимание на отрицательные аномалии скорости под рифом L, I MXM Р И С. 132. С е й с м и ч е с к и й р а з р е з м и о ц е н о в о г о б а р ь е р н о г о р и ф о в о г о к о м п л е к с а в заливе П а п у а. По Дж. Баббу и У. Хэтледиду, с разрешения Американской ас социации геологов-нефтяников Обращает на себя внимание регрессивное прилегание некоторых осыпей передовой части рифа, что предполагает педнятие и, следовательно, возможность существования пористости растворния в сводовой части рифа I Гамма -излучение, АНИ углы наклона, градусы • О 50 100 О 10 20 30 40 V V \ i Г ! —• * / /»

\ О1 • V к V Р И С. 133. Г р а ф и к и и з м е р е н и я н а к л о н о в ( с п р а в а ) и г а м м а - к а р о г а ж а ( с л е в а ) д л я с к в а ж и н ы, п р о б у р е н н о й на ю г о - в о с т о ч н о й с т о р о н е « р и ф а » :

J — однородный тектонический наклон в сланцах;

2 — увеличение угла наклона вниз по разрезу за счет облекания;

3— хаотическое распределение наклонов в ядре рифа (извест няк);

4 — уменьшение угла наклона вниз по разрезу в осыпи передовой части рифа (пе реслаивающиеся известняки и сланец);

5 — однородный тектонический наклон в предрифо вых сланцах рифовой осыпи и изменения фаунистических х а р а к т е р и с т и к, свиде т е л ь с т в у ю щ и е о наличии органогенной постройки, к а к это показа но в р а б о т е Д ж. Андричука по верхнедевонским р и ф а м Л е д ю к в К а н а д е. Я д р о рифа, когда оно пройдено с к в а ж и н о й, м о ж е т остать ся н е р а с п о з н а н н ы м в связи с р е к р и с т а л л и з а ц и е й. П р и наличии д в у х с к в а ж и н, если одна из них в с к р ы в а е т ф а ц и и открытого моря, а э к в и в а л е н т н ы й интервал другой отвечает л а г у н н ы м о с а д к а м, следует поискать в п р о м е ж у т к е м е ж д у ними б а р ь е р н ы й риф.

П р и м е р нефтяного м е с т о р о ж д е н и я Бу-Хаса (с. 218) демонстри рует в а ж н у ю роль петрографии в подповерхностной д и а г н о с т и к е рифов. Этот случай п о к а з ы в а е т т а к ж е, что д и а г е н е з м о ж е т изме 231.

нять первоначальное распределение пористости и проницаемости.

Таким образом, д а ж е тогда, когда риф локализован, предска зать распределение оптимальных коллекторских свойств трудно.

В отдельных случаях продуктивными бывают ядра рифов (рифы Л е д ю к в К а н а д е и Интисар в Л и в и и ). В других ситуациях ядро рифа может представлять собой немую зону, а продуктивными окажутся фации передовой части рифа, к а к это, согласно Ф. Хен сону, наблюдается в третичных рифах И р а н а. Л а г у н н ы е фации ты ловых рифов обычно бывают плохими коллекторами. При высокой пористости пеллетовых известняков они могут иметь, как показал Д ж. Стаут, низкую проницаемость. Последняя повышается при наличии трещиноватости. В Техасе нефть добывают из лагунных песков пермского рифового комплекса, где вверх по восстанию они переслаиваются с эвапоритами и доломитами, к а к писал А. Ле версон в книге «Геология нефти».

Графики г а м м а - к а р о т а ж а и к а р о т а ж а по естественным потен циалам, как у ж е упоминалось, мало применяются для определения обстановок накопления карбонатов. Кривая, демонстрирующая по нижение А Н И вверх по разрезу, может отвечать участку, где осыпь передовой части рифа постепенно надвигается на бассейно вые сланцы. В ы ш е л е ж а щ е м у рифу будет соответствовать типичная д л я чистых карбонатов кривая с постоянно низким значением А Н И (рис. 133).

Особенно результативными могут оказаться наклономерные из мерения, но именно для установления геометрии рифа в случае, когда он у ж е найден. Ядро рифа за счет трещиноватости и рекри сталлизации нередко д а е т на графиках наклонов хаотическое рас пределение типа «мешка с гвоздями». Д л я осыпных склонов пере довой части рифа нередко бывают хорошо различимы первичные наклоны, в этом случае отмечается характерный «голубой мотив»

с увеличением угла наклона вверх по разрезу. Ядро рифа находит ся в противоположной по отношению к наклону продвижения сто роне (см. рис. 133). Там, где двумя соседними с к в а ж и н а м и ока жется пройденным фланг рифового пика, его вершина может быть локализована с помощью двух линий, обратных направлению на клона передовой части рифа [39].

Литература: [20, 36, 39, 40, 70, 84, 95].

ГЛАВА X ГЛУБОКОВОДНЫЕ МОРСКИЕ ПЕСКИ ОПРЕДЕЛЕНИЕ Современными глубоководными морскими песками называют те, накопление которых происходит ниже уровня континентального шельфа, т. е. ниже 200 м. Определить, что такое древние глубо ководные песчаные отложения, значительно труднее. Вероятно, под таковыми можно понимать те (каковы бы они ни были), накопле ние которых шло на глубинах ниже уровня активного волнового воздействия. Точная батиметрия — дело чрезвычайно трудное и в случае древних осадков по большей части представляет чисто ака демический интерес.

Существует несколько критериев, на основании которых мож л о утверждать, что те или иные песчаники отлагались в условиях глубоководья, т. е., как указывалось выше, ниже базы волнового ^ воздействия. Одни из них носят чисто негативный характер, дру гие позитивный. Какие бы то ни было признаки субаэральной экспозиции или формирования в условиях мелководья не д о л ж н ы присутствовать. Иначе говоря, глубоководным морским пескам аб солютно не свойственны трещины высыхания, следы дождя, следы позвоночных животных, корненосные горизонты и палеопочвы.

Морские глубоководные осадки не д о л ж н ы обладать признаками, присущими мелководью, хотя последние менее определенны, чем субаэральные особенности. К ним относятся колонии водорослей (in situ), поскольку водоросли растут лишь в пределах эйфотиче ской зоны, следы жизнедеятельности организмов, обитающих на мелководье (т. е. в основном вертикальные ископаемые следы пол зания червей, моллюсков и т. п.) и крупная косая слоистость (предполагается, что волокущие течения, действующие в глубоко водных частях, не обладают скоростью, достаточной для образова ния мегаряби).

Позитивные критерии, свидетельствующие в пользу морской глубоководной обстановки, не столь определенны. Исследования морских глубоководных отложений показывают, что с о д е р ж а щ а я ся в них фауна в значительной степени состоит из привнесенных мелководных и свободно плавающих организмов. Тела ископае мых глубоководных морских животных редки, хотя ископаемые следы жизнедеятельности сообществ беспозвоночных, поверхност ные и внутри осадочных слоев, распространены широко. Регио нальная и стратиграфическая позиция формации т а к ж е может быть использована для суждения о глубоководном ее отложении.

Можно предполагать, что в центральных частях бассейнов песча ники имеют глубоководное происхождение, особенно, если они пе рекрываются или переходят в направлении шельфа в склоновые отложения (что подтверждается обилием признаков слоистости оползания), за ними следуют осадки морского мелководья. Так, закон Уолтера предполагает глубоководное происхождение для сланцев Идейл и песчаников Мэм-Тор в Д е р б и ш и р е (см. рис. 65).

Полезными могут оказаться и результаты сейсмических исследова ний. Песчаники, вскрытые бурением во фронтальной части круп ной, выявленной сейсмическим методом, наступающей дельты, по видимому, отлагались на глубинах в интервале от поверхностного дельтового слоя до продвинутой части передовых слоев (см.

рис. 76).

Несмотря на очевидные трудности в идентификации глубоко водных морских песков, большинство геологов признают, что круп 233.

ные объемы древних глубоководных песчаников широко представ лены в стратиграфических колонках. Многие из этих формаций прежде относили к т а к называемому флишу (кажется, этот тер мин выходит из моды). Петрографически многие флишевые песча ники представлены граувакками. Осадочные текстуры флишевых песчаников предполагают, что они являются «турбидитами», т. е. отложены турбидитными (мутьевыми) течениями, представля ющими особый тип плотностных течений. Н и ж е дается толкование основных терминов.

Флиш: мощные толщи переслаивающихся песчаников и слан цев. Песчаники обычно имеют эрозионное основание и отличаются внутренней градационной слоистостью. Сланцы содержат морскую фауну. Будучи впервые использовано в Альпах, это наименование применялось к аналогичным породам геосиклинальных поясов са мого разного возраста во всех частях земного шара (подробнее см. [24] и др.).

Турбидитовое (мутьевое) течение: поток мутьевого течения, движение которого происходит под действием нагрузки (массы осадка, несомого этим потоком и делающего его избыточно плот н ы м ) ;



Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 | 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.