УДК 553.98.041(574.54) |
Н. Ж. СИРАЖЕВ (КазИМС) |
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ, РАЗВИТИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ НЕФТЕГАЗОНОСНОСТИ ЮЖНО-ТУРГАЙСКОЙ СИНЕКЛИЗЫ
Южно-Тургайская синеклиза площадью свыше 60 000 км2 расположена в южной части Тургайского мегапрогиба и ограничена системой горных сооружений Урало-Монгольского складчатого пояса.
В ее геологическом строении принимают участие породы, образующие три структурных этажа. Нижний сложен архейско-нижнепалеозойскими метаморфическими породами: гнейсами и различными сланцами, которые обнажаются в горных обрамлениях и вскрыты отдельными скважинами во внутренних и прибортовых частях синеклизы. В центре Южно-Тургайской синеклизы с глубины 1904 м подняты гнейсы, которые по петрографическому составу и степени метаморфизма сопоставимы с архейско-нижнепротерозойскими гнейсами Бессазского блока антиклинория Каратау, актюзской серией Заилийского Алатау и аналогичными комплексами Таримского массива Китая. В бортовых и прибортовых частях синеклизы залегают верхнепротерозойско-нижнепалеозойские сланцы различного состава, метаморфизм которых не превышает зеленосланцевой стадии.
Средне-верхнепалеозойский структурный этаж представлен спорадически развитыми девонскими, карбонатными и пермскими отложениями мощностью до 1,5–2 км.
В своде Мынбулакской седловины, осложняющей центральную часть синеклизы, под меловыми осадками вскрыты (скв. 9-С) красноцветные терригенно-обломочные породы, литологически идентичные живет-франским образованиям Чу-Сарысуйской синеклизы и Центрального Казахстана. Скв. 1-С, пробуренная в зоне сочленения западного борта Арыскумского прогиба со склонами Нижне-Сырдарьинского свода, на глубине 761 м вошла в слабометаморфизованные светло-серые кавернозные известняки нижнего карбона, которые в интервале 864–864,2 м пропитаны нефтью.
Верхний структурный этаж объединяет юрско-четвертичный наложенный комплекс. В его основании залегает мощная (до 1,5 км и более) сероцветная толща нижне-средне-юрских терригенных отложений с прослоями углей и горючих сланцев, выполняющих грабены и выклинивающихся на склонах поднятия фундамента и Мынбулакской седловины. Верхнеюрские сероцветные и пестро-цветные терригенные отложения толщиной до 150 м распространены шире, залегая в сводах горстов на породах фундамента. Мел-четвертичный комплекс осадков толщиной до 1800 м развит повсеместно и представлен широким спектром фаций от континентальных терригенных красноцветов до карбонатных морских, плащеобразно перекрывающих все более древние образования вплоть до пород фундамента в бортовых частях синеклизы и на сводах горстов.
В структурном плане осадочного чехла Южно-Тургайской синеклизы выделяются тектонические элементы второго порядка: Арыскумский и Жыланшикский прогибы, разделенные Мынбулакской седловиной. Арыскумский прогиб северо-западного простирания, площадью 25 000 км2 ограничен с юга по Каратаускому глубинному разлому Нижнесырдарьинским (Жосалинским) сво-довым поднятием. В пределах прогиба выделяются несколько грабен-синклиналей субмеридионального простирания (Арыскумская, Акшабулакская, Бозынгенская и др.) с разделяющими их горст-антиклиналями: Акшийская, Сорбулакская и др. (рис. 1, рис. 2), где известно свыше десяти локальных структур (Арыскум, Байгетам, Караванши и др.), перспективных на нефть и газ.
Жыланшикский прогиб субмеридионального простирания занимает северную часть Южно-Тургайской синеклизы, ограничен Кустанайской и Мынбулакской седловинами и при размере 270x150 км также осложнен рядом грабен-синклиналей (Жанакуралской, Жинишкекумской и др.), разделенных горст-антиклиналями (Аккольской, Тен-тексорской и др.– см. рис. 2), где выявлен ряд антиклинальных структур (Тентексор, Баймурат, Жинишкекум и др.). Мынбулакская седловина размером 130x80 км имеет субширотное простирание, поперечное ориентировке Южно-Тургайской синеклизе. Это, видимо, обьясняет наличие системы приподнятых блоков фундамента, соединяющей погребенные ответвления антиклинориев Улутау и Большого Каратау, что подтверждается идентичным петрографическим составом и равной степенью метаморфизма пород, вскрытых скв. 7-С и 8-С Мынбулак. Для седловины характерно общее сокращение мезозойско-кайнозойского осадочного чехла за счет выпадения из разреза юрских и низов неокомских отложений.
Блоково-клавишное строение фундамента и самостоятельное развитие блоков во времени нашли отражение в морфологии и истории формирования структур мезозойско-кайнозойского наложенного осадочного чехла с широким развитием ранне-среднеюрских грабенов и горстовидных поднятий фундамента, которым в верхнеюрских и мел-палеогеновых отложениях соответствуют прогибы, мульды и валы. Последние, в свою очередь, осложнены пологими брахиантиклинальными складками и структурными носами.
О доюрском периоде тектонического развития Южно-Тургайской синеклизы на данном этапе ее изученности судить трудно. Можно лишь отметить, что вскрытие древних гнейсов в центральной части синеклизы свидетельствует о наличии здесь жесткого архейско-нижнепротерозойского блока. Это, на наш взгляд, во-первых, подтверждает идею о существовании единой архейско-раннепротерозойской плиты в пределах Русской платформы и Китая (Н.Г. Кассин, 1936 г., 1960 г. и А.А. Пронин, 1956 г.), в теле которой в позднем протерозое – раннем палеозое произошло заложение геосинклиналей; во-вторых, вызывает расщепление и разворот осей названных геосинклиналей Улутау и Каратау, а также во многом предопределяет современный структурный план осадочного чехла Южно-Тургайской синеклизы и особенно ее южной части.
Путем палеотектонических реконструкций мезозойско-кайнозойской истории геологического развития Южно-Тургайской синеклизы с позиций тектоники плит [2] нами установлено шесть геодинамических этапов: грабен-горстовый (ранняя – средняя юра), изостатического выравнивания (позднеюрская эпоха), инверсионный (неокомский век), раннесинеклизный (аптский, альбский века и позднемеловая эпоха), позднесинеклизный (палеоцен – эоцен) и второй инверсионный (олигоценовая эпоха – четвертичный период). В. С. Шеин с соавторами (1986 г.) установили этапы рифтогенеза с выделением средней (ранняя и средняя юра) и поздней (позднеюрская эпоха) стадий и этап иадрифтовых депрессий (меловой и палеогеновый период). Гребен-горстовый геодинамический этап характеризуется расхождением блоков фундамента, заложением серии грабенов и разделяющих их горстов (см. рис. 1). В грабенах происходило накопление озерных, русловых и пойменных фаций, обильно содержащих гумусовое и гумусово-сапропелевое ОВ (Сорг до 10%). Широкое развитие ограничивающих грабены разломов и усиление теплового потока по ним обусловило благоприятные, судя по углепетрографическим определениям, палеотермические условия (100–130 °С). Это обеспечивало прогрев ОВ пород, степень катагенетического преобразования которого относится к МК12 – МК21, и создавало благоприятные условия для генерации УВ нефтяного ряда на сравнительно небольших глубинах (1 – 1,2 км).
Последующие этапы геодинамического развития: изостатического выравнивания и инверсионный характеризуются как структурообразующие, с формированием локальных структур (Арыскум, Кумколь и др.) и замыканием неантиклинальных ловушек нефти и газа в бортовых частях грабен-синклиналей и на склонах горст-антиклиналей (Кенлык, Караванши и др.). Плавные колебания в позднеюрскую эпоху привели к тому, что к началу мелового периода поверхность рельефа была выровнена, в континентальных водоемах происходило накопление озерных фаций с содержанием Сорг в среднем 0,2 % и фоновыми концентрациями битумоидов. Интенсивные подвижки инверсионного характера сформировали в неокомский век огромный по площади межгорный прогиб, где в условиях аридного климата накапливались красноцветные отложения русел мелких рек, ручьев, проток и других стоков. Тектонические движения этих этапов создавали благоприятные условия для миграции УВ, генерируемых нижне-среднеюрским угленоснотерригенным комплексом, и их аккумуляции в неантиклинальных ловушках бортовых зон грабен-синклиналей и склонов горст-антиклиналей. При этом в ловушках длительного конседиментационного развития (Кумколь) формировались преимущественно залежи нефти, а в структурах, возникших за счет одноактовых подвижек инверсионного геодинамического этапа (Арыскум), образовались в основном газовые залежи.
Раннесинеклизный и позднесинеклизный геодинамические этапы знаменуются накоплением озерных, аллювиально-равнинных и морских комплексов отложений, медленным и стабильным прогибанием центральных частей Южно-Тургайской синеклизы, что благоприятствовало сохранению образовавшихся залежей нефти и газа, вызвало дальнейшее погружение нижне-среднеюрских толщ, дополнительную генерацию ими УВ и их миграцию в сторону бортовых частей грабен-синклиналей и разделяющих их горстов.
Таким образом, комплексный анализ и история геологического развития Южно-Тургайской синеклизы приводят к выводу о пространственном совпадении или близости зон генерации и аккумуляции УВ в нижне-среднеюрских нефтегазоматеринских отложениях, о минимальных потерях УВ при миграции и в итоге позволяют высоко оценить перспективы нефтегазоносности рассматриваемой области. Впервые представилась возможность провести детальное ее нефтегеологическое районирование (см. рис. 2), выделить два нефтегазоносных района (НГР): Арыскумский и Жыланшикский, приуроченных к одноименным прогибам.
В пределах указанных НГР в юрских и меловых отложениях прослежены зоны нефтегазонакопления (ЗНГН) структурного, структурно-литологического и структурно-стратиграфического типов.
Бортовые части юрских грабенов и склоны Мынбулакской седловины отнесены к ЗНГН структурно-литологического типа с предполагаемой нефтегазоносностью приразломных антиклинальных и неантиклинальных ловушек нефти и газа. Нефтегазоматеринские способности юрских отложений подтверждаются наличием быстро испаряющихся капель газоконденсата на сколах керна алевролитов из скв. 13-С (интервал 1179–1200 м), пробуренной на западном борту Бозыгенской грабен-синклинали.
Сокращение мощностей юрских отложений в бортовых зонах грабен-синклиналей и на склонах горст-антиклиналей вплоть до полного их выпадения из разрезов на сводах структур позволяет предполагать широкое развитие здесь неактиклинальных ловушек литологического и структурно-литологического типов, аналогичных ловушкам Березовского и Шаимского нефтегазоносных районов Западной Сибири и известных под названием “лысых” структур (антиклинали Кенлык, Караванши, Нуралы и др.).
Горст-антиклинали выделены как ЗНГН структурного типа. Промышленная нефтегазоносность Сорбулакской ЗНГН доказана открытием Кумкольского нефтяного месторождения, приуроченного к одноименной брахиантиклинальной складке, расположенной в пределах Сорбулакского выступа фундамента. По поверхности каледонского фундамента Кумкольская складка имеет плоский свод размером 12х7 км и амплитудой 250 м. По подошве неокомских пород она характеризуется сложной конфигурацией, смещением свода к северо-востоку. Месторождение состоит из нескольких пластово-сводовых залежей (неокомской, верхнеюрской и нижне-среднеюрской), приуроченных к горизонтам песков, песчаников и алевролитов, перекрытых глинистыми покрышками. Высота среднеюрской залежи 19, верхнеюрской 116 м. В пределах Сорбулакской ЗНГН также выявлены антиклинальные складки: Северный Кумколь, Аксай, Карагансай, Такырсай и Байгетам. На территории Кумкольской и Северо-Кумкольской площадей юрские и неокомские отложения содержат нефтяную залежь с единым ВНК и высотой ПО и 40 м соответственно.
Акшийская ЗНГН приурочена к одноименной горст-антиклинали меридионального простирания, разделяющей Сарыланскую и Бозынгенскую грабен-синклинали. Тектоническое строение зоны изучено слабо. На южном периклинальном окончании Акшийской горст-антиклинали пробурен ряд структурно-поисковых скважин, в которых установлены прямые признаки нефтегазоносности низов неокомских отложений (пропитка нефтью кернов и повышенные газопоказания по ГК).
Кудукская ЗНГН расположена западнее Акшийской и ограничена Сарыланской, Арыскумской и Акшабулакской грабен-синклиналями. Нефтегазоносность зоны доказана промышленными притоками нефти из юрских отложений на площади Кызылкия. В ее пределах также перспективны антиклинальные складки Кенлык, Караванши, Аксай, Ащисай и др.
Жинишкекумская грабен-синклиналь, расположенная на непосредственном продолжении Арыскумской, по размерам и мощности выполняющих ее юрских пород выделена как высокоперспективная зона на нефть и газ. В ее пределах выявлены перспективные антиклинальные складки Тенгельбай, Жоркабай, Западный и Восточный Бектебай, Жинишкекум-1, Жинишкекум-2, Западный Жинишкекум, Кайнарбулак и др.
Мынбулакская возможная ЗНГН с предполагаемой нефтегазоносностью нижнемеловых и выклинивающихся юрских отложений отнесена к структурно-литологическому и литологическому типам. Тектоническое положение этой зоны, со всех сторон окруженной грабен-синклиналями (Жинишкекумской, Арыскумской и др.), выполненными юрскими нефтегазоматеринскими и нефтегазоносными породами, благоприятно для широкого развития здесь ловушек структурно-литологического н литологического типов. В пределах Мынбулакской ЗНГН также выявлен ряд локальных антиклинальных структур, перспективных по меловым отложениям (Садык, Актабан и др.).
На западном борту Южно-Тургайской синеклизы выделяется Приуральская возможная ЗНГН, приуроченная к одноименной моноклинали, нефтегазоносность которой связывается с зонами выклинивания базальных песчаных горизонтов неокома и верхней юры.
Южные погружения Улутауского антиклинория, где разрез осадочного чехла резко сокращен, отнесены к бесперспективным землям. Исключение составляют Аксумбинская тектоническая ступень, расположенная на крайнем юге и разделяющая Арыскумский прогиб, где нефтегазоносность юрских и неокомских отложений доказана, а также Какпансорский прогиб Чу-Сарысуйской синеклизы, где известен ряд газовых месторождений в палеозойском терригенно-карбонатном комплексе. Благоприятное структурное положение Аксумбинской ступени, несмотря на сокращенность разреза осадочного чехла, позволяет отнести ее к категории перспективных районов на нефть и газ в меловых (неоком, апт-альб) и палеозойских отложениях.
Площадь Нижне-Сырдарьинского свода размером 210х150 км, где из нижнекаменноугольных трещиновато-кавернозных известняков получены прямые признаки нефтегазоносности, выделена в качестве перспективной ЗНГН по отложениям палеозоя. Повышенная кавернозность и пористость известняков позволяют прогнозировать в его пределах развитие зон трещиноватости, приуроченных к Каратаускому глубинному разлому.
Все выделенные ЗНГН при дальнейшем изучении их глубинного геологического строения и подготовке объектов для нефтегазопоисковых работ заслуживают целенаправленных исследований по прослеживанию зон выклинивания пластов высокоразрешающей сейсморазведкой в комплексе со структурным и опережающим поисково-разведочным бурением. Есть основания полагать, что в Южно-Тургайской синеклизе основными объектами геологоразведочных работ на нефть и газ будут ловушки неантиклинального и комбинированного типов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Рис. 1. ПАЛЕОТЕКТОНИЧЕСКИЕ ПРОФИЛИ ЮЖНО-ТУРГАЙСКОЙ СИНЕКЛИЗЫ:
а – к современному моменту; к началу периода: б – палеогенового, в – мелового; г – к началу позднеюрской эпохи. 1 – известняки;
2 – алевролиты; 3 – карбонаты; 4 – граница слоев. Тектонические элементы: I – Нижнесырдарьинский свод; грабен-синклинали: II – Арыскумская; IV – Акшабулакская; VII – Бозынгенская; горсты: III – Кудукский; V – Сорбулакский; VI –Акшийскнй; VIII – антиклинорий Улутау КАРТА ПЕРСПЕКТИВ НЕФТЕГАЗОНОСНОСТИ ЮЖНО-ТУРГАЙСКОЙ СИНЕКЛИЗЫ.Перспективные земли:
1 – высокоперспективные, 2 – перспективные, 3 – малоперспективные, 4 – с невыясненными перспективами; месторождения: 5 – нефти, 6 – газа; 7 – локальные структуры, перспективные на нефть и газ; 8 – складчатые обрамления; границы: 9 – распространения ннжне-среднеюрскнх отложении, 10 – распространения верхнеюрских отложений, 11 – перспективных земель; грабен-синклинали: I – Акшабулакская, II – Бозынгенская, III – Арыскумская, IV – Сарыланская, V – Жи-нишкекумская, VI – Кулагакская, VII – Тентексорская, VIII – Жанакуралская; месторождения нефти и газа и перспективные локальные структуры: 1 – Тентексор, 2 – Жанакурал-II 3 – Западный Ащиколь, 4 – Баймурат, 5 – Жинишкекум-1, 6 – Жи-нишкекум-2, 7 – Западный Жинишкекум, 8 – Восточный Бактебай, 9 – Западный Бактебай, 10 – Жоркабай, 11 – Акбатан, 12 – Такырсай, 13 – Северный Кумколь, 14 – Кумколь, 15 – Байгетам, 16 – Карагансай, 17 – Нуралы, 18 – Караванши-Кызылкия, 19 – Кенлык, 20 – Арыскум