УДК 553.98:551.7:550.834.05(899.341.221) |
СЕЙСМОСТРАТИГРАФИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ
БАССЕЙНА ПУНТА-ДЕЛЬ-ЭСТЕ НА КОНТИНЕНТАЛЬНОМ ШЕЛЬФЕ УРУГВАЯSeismic stratigraphic analysis of the Punta Del Este basin, offshore Uruguay, South America/Stoakes F.A., Campbell C.V., Cass R., Ucha N. // AAPG Bulletin. – 1991. – Vol.
75, № 2. – P. 219-240.Бассейн Пунта-дель-Эсте является одним из нескольких перикратоновых рифтовых бассейнов, пересекающих Южноатлантическую континентальную окраину под острым углом к современным линиям изобат континентального шельфа. В тектоническом и стратиграфическом отношении бассейн Пунта-дель-Эсте генетически схож с бассейном Саладо – соседней субпараллельной осадочной мульдой того же возраста и структурного типа. Бассейн Саладо отделяется от основной мульды Саладо поднятием Мартин Гарсия – Ла-Плата, крупным горстовым блоком. Комплекс бассейнов Пунта-дель-Эсте – Саладо считается самым северным из группы авлакогеновых прогибов, расположенных вдоль аргентинского континентального шельфа, включающей бассейны Колорадо, Валдес и Сан-Хорхе. В целом считается, что эти бассейны образовались в результате сбросовой активности растяжения, которая проявлялась вдоль древних слабых зон, т. е. сдвигов фундамента и (или) древних сутурных зон докембрийских-палеозойских систем сводов и желобов, омоложенных во время образования Южной Атлантики в позднем мезозое.
Бассейн Пунта-дель-Эсте – воронкообразная осадочная мульда, сужающаяся к северо-западу и открывающаяся на юго-восток, где пересекает нарушенную линию шарнира флексуры континентальной окраины. Площадь мульды превышает 11 тыс. км
2 , а глубина осадочной толщи более 7000 м в самой толстой части. Бассейн ограничен на севере стабильными кратоновыми элементами, соответствующими сегменту Бразильского щита (кратон Ривера); на северо-востоке поднятием Полонио, крупным горстовым блоком, отделяющим этот бассейн от бассейна Пелотас на юге Бразилии, на западе – поднятием Мартин Гарсия – горстом Плата. Северо-восток рассматриваемого района представляет собой продолжение сбросовой зоны Рио-Гранде-Сантос, крупного разлома фундамента, являющегося шарнирной линией между неглубокозалегающей континентальной платформой на западе и глубоководным морским бассейном на востоке. Горизонтальное расстояние между частями сброса около 2500 м.Бассейн Пунта-дель-Эсте приблизительно совпадает с трендом более древней сбросовой зоны Мартин Гарсия, крупным ложным сбросом, простирающимся к северо-западу и переходящим в палеозойский бассейн Парана. Считается, что трансгрессия, связанная с этой зоной смятия
, привела к формированию крупного поднятия Мартин Гарсия, сложенного докембрийскими метаосадочными и меловыми вулканическими породами. Та же самая сбросовая зона обусловила образование ослабленной зоны, определившей место начального рифтообразования, формировавшего бассейн Пунта-дель-Эсте и обусловившего его независимое от соседнего Саладо развитие.Расщепляющийся разлом, ориентированный на восток от главной правосторонней системы ложных сбросов, простирается в Бразильский щит севернее Монтевидео. Зона ослабленной коры была также омоложена в период раннемелового растяжения, сопровождавшего разделение Гондваны. Она превратилась в бассейн Санта-Лючия. Этот почти симметричный бассейн-грабен имеет толщу меловых и третичных пород более 2500 м. Историю осадконакопления в этом бассейне полезно проследить при региональном палеогеографическом восстановлении южно-американской окраины в целом.
Авлакогеновые бассейны, как и почти все бассейны, связанные с рифтообразованием, могут быть описаны в виде трехфазной тектонической и осадочной эволюции, включающей в хронологической последовательности дорифтовую фазу, рифтовую фазу и фазу прогибания внутренней части. Каждой из этих фаз присущи характерная геометрия, характер структурной деформации и стратиграфическая последовательность напластования. Вслед за прекращением тектонических проявлений рифтообразовательного характера наступила четвертая фаза. Эта фаза пассивной окраины соответствует периоду относительного тектонического спокойствия, когда опускающаяся окраина вновь образованного Южного Атлантического океана была постепенно погребена осадками регрессивного прилегания, происходящими из тыловых зон континента.
Скважины, пробуренные в аргентинской части бассейна Саладо – Пунта-дель-Эсте, свидетельствуют о том, что породы фундамента, обнажающиеся на окраинах бассейна, могут оказаться дорифтовыми
отложениями. Фирмой Union Oil пробурены две относительно неглубокие скважины, вскрывшие фундамент, в нескольких километрах от рассматриваемого района на поднятии Мартин Гарсия.Отложения рифтового заполнения бассейна Саладо, включая грабены Пунта-дель-Эсте и Санта-Лючия, схожи с соответствующими отложениями в большинстве перикратоновых и авлакогеновых бассейнов рифтовой атлантической окраины. Осадконакопление в этих рифтовых грабенах проходило одновременно с вулканической активностью и опусканием, вызванным сбросообразованием. Это обеспечило отложение толстых пачек неморских литофаций, переслаивающихся с экструзивными вулканическими и вулканокластическими породами.
В целом породы заполнения рифта в рассматриваемом районе можно подразделить на нижний интервал, где преобладают экструзивные вулканические породы, и верхний интервал континентального осадконакопления, характеризуемый постепенным снижением энергетического уровня снизу вверх при осадконакоплении.
Породы, отложенные в течение фазы опускания, накоплены в ходе регионального опускания, когда высокий тепловой поток рифтовой фазы сократился и литосфера с трещинами охладилась и затвердела. Результирующее опускание или прогибание наложилось на более раннюю зону авлакогенового рифтообразования, ориентированную перпендикулярно вновь образованному Атлантическому бассейну. Такая конфигурация сформировала широкую впадину, на которую был направлен региональный водосбор в приподнятой северо-западной части и которая определяла трансгрессивное наступление моря в юго-восточной части.
На сейсмопрофилях в рассматриваемом районе лишь немногие нормальные сбросы, совпадающие с рифтом, нарушают картину отраженных волн, соответствующую заполнению бассейна. Для отраженных волн характерны взаимная согласованность и горизонтальная устойчивость. Отсюда следует, что осадочная толща в бассейне Пунта-дель-Эсте в целом не нарушена выше линии несогласия рифт – оседание за исключением нескольких низкоамплитудных портьерных складок в связи со сжатием, локализованным выше крупнейших ограничивающих сбросов.
В рассматриваемом районе и прилегающих бассейнах рифтовой атлантической окраины осадочное заполнение, отложенное в течение фазы опускания бассейна, в целом датируется мелом – палеоценом. Этот период характеризуется низкой и умеренной скоростью поступления осадочного материала из глубины вновь образованного континента. Выше была скорость конседиментационного опускания. В результате в разрезе бассейна опускания отражен период прибрежного несогласного трансгрессивного прилегания, причем ранние континентальные отложения несогласно перекрываются прибрежными и морскими мелководными литофациями.
На основании скважинных данных породы бассейна опускания в рассматриваемом районе можно разделить на два интервала: нижний разрез неморских пород и верхний интервал прибрежных и морских пород. Эти литофации образуют единое генетическое напластование, которое выделяется и характеризуется как сейсмическая последовательность.
По нижнему разрезу бассейна опускания разрешающая способность высока настолько, что позволяет картирование сейсмофаций. Наиболее выдвинутая в море часть нижнего разреза подразделяется на три осадочные толщи, которые образуют морскую окраину преимущественно континентального разреза бассейна опускания. В них возможно наличие мощных коллекторских пластов в отличие от пород морского генезиса. Здесь же предполагаются крупные стратиграфические и структурные ловушки, что обусловливает перспективность данного района.
Континентальные песчаники и конгломераты, слагающие нижний интервал бассейна опускания, называются формацией Дженерал белграно в пределах бассейна Саладо. В Аргентине эти породы именуются формацией Колорадо и датируются туронским-палеоценовым возрастом. Соответствующие им породы в бассейне Пунта-дель-Эсте датируются аптским-маастрихтским возрастом по данным микрофауны. Темно-зелено-серые алевриты и песчаники верхнего интервала бассейна опускания называются формацией гилкас. Эти породы по микрофауне примерно датируются маастрихтским-палеоценовым возрастом.
Вслед за фазами рифтообразования и опускания процесс растяжения морского дна привел к непрерывному расширению Атлантического океана. Новая континентальная окраина Южной Америки удалялась от активного центра растяжения, охлаждалась, твердела и была погребена под толстым слоем континентальных осадков. В рассматриваемом районе эта фаза представлена утолщающимся к юго-востоку клином кремнисто-обломочных осадочных пород эоцена-голоцена с максимальной толщиной 4500 м. Третичный стратиграфический разрез бассейна Пунта-дель-Эсте разделяется по крайней мере на три крупные трансгрессивно-регрессивные пачки, которые соотносятся со схожими циклами в других бассейнах вдоль атлантического побережья и зависят от эвстатических колебаний уровня моря и регионального проявления тектоники Анд. Вслед за первым наступлением моря в конце фазы опускания бассейн Пунта-дель-Эсте перестал быть отдельным депоцентром с собственной тектоникой и характером осадконакопления. В течение оставшейся части третичного времени бассейн Пунта-дель-Эсте был частью равнинной региональной системы шельф – склон – бассейн, наступавшей в Южный Атлантический океан.
Возможность генерации и накопления углеводородов в рассматриваемом районе оценивается на основании геохимических данных из скважин фирмы
Chevron и данных скважины в Аргентине, пробуренной фирмой Union Oil. С помощью геохимического анализа проб, отобранных боковым грунтоносом, и выбуренной породы не удалось выявить потенциальные нефтегенерирующие интервалы. Содержание органического углерода обычно было меньше 0,5 % и только в палеоценовых морских глинистых сланцах оно было выше. Таким образом, для прямой оценки данных недостаточно.В разрезе заполнения рифта органическое вещество преимущественно гуминовое. При разобщенной системе стока, характерной для рифтового района, прилегающие пониженные районы бассейна могут накапливать толстые отложения материнских пород озерного типа (кероген
I типа). По всей видимости, центральный горст превратился в водораздел бассейна. В близлежащем бассейне Санта-Лючия отложения рифтового заполнения содержат переслаивающиеся темный битуминозный сланец и аргиллит (формация кастелланос), похожие на озерные фации, богатые органикой.Континентальные породы фазы опускания бассейна, вероятно, содержат органическое вещество, схожее по типу с подстилающими породами заполнения рифта. Данные, полученные с помощью проекта глубоководного морского бурения в Южной Атлантике, говорят о широком распространении мелкозернистых тонколистоватых углистых сланцев, богатых органикой, в меловом разрезе. Тип органического вещества непостоянен. Это кероген
II типа (нефтепродуцирующий) и III типа (газопродуцирующий) и остаточное органическое вещество (без генерирующего потенциала).Условия, способствовавшие сохранению органического вещества, существовали в различных частях раннемелового Протоатлантического океана. Подобные же условия должны были существовать вблизи окраинных шельфовых отложений в бассейне Пунта-дель-Эсте. С трансгрессией моря в бассейн опускания они могли обеспечить благоприятные условия для отложения материнских пород. Образцы палеоценовых морских пород из скважин фирмы
Chevron содержат довольно низкий процент органического углерода: от 0,5 до 0,67 %.В районе этих скважин окраинные отложения низкой энергии представляют собой однородную серию континентальных и морских осадочных пород с очень низким содержанием органического углерода. Органическое вещество, накапливаемое в настоящее время на восточной окраине Южной Америки, имеет континентальное происхождение, поскольку движение плит, вызывающее развитие Анд, в сильной мере изменило рисунок речной сети в Южной Америке на обратный. Все крупные реки текут теперь к Атлантическому океану.
На основании данных около 40 разведочных скважин можно сделать вывод о том, что материнские породы окраинных отложений низкой энергии редки в бассейнах Сантос и Пелотас, расположенных севернее рассматриваемого района. Созревание материнской породы связано с превращением твердого керогена в подвижные углеводороды, зависящим от температуры и времени. По рассматриваемому району имелись три типа данных: показатель теплового изменения по спорам и пыльце, показатель отражательной способности по небольшому количеству витринита и современные температурные и расчетные градиенты по данным бурения.
По данным теплового изменения зона нефтеобразования находится в нижнем эоцене на глубине 1550 м и возможно в верхнем мелу на глубине 1680 м (по данным скважин фирмы
Chevron). Эти отметки согласуются с другими показателями зрелости (отражательная способность), хотя данных отражательной способности недостаточно много. Данные теплового изменения указывают на начало генерации углеводородов на глубине около 1500 м, а переходная зона перезрелых углеводородов находится на глубине около 2800 м. Таким образом, нижняя часть пород заполнения рифта в районе скважин фирмы Chevron может оказаться перезрелой, хотя данных в подтверждение нет.Данные теплового изменения и отражательной способности витринита из скважин указывают на их постепенный рост с глубиной, что свидетельствует о простом характере погребения. В ходе бурения была отмечена температура 137 °С на глубине 3632 м и 105 °С на глубине 2714 м в скважинах фирмы
Chevron. Нижняя часть вскрытого разреза имела наивысший градиент 65 °С/км, тогда как в верхних интервалах он находился в пределах от 21 до 27 °С/км. Схожие данные по градиентам известны по скважинам, бурившимся в районах западно-африканской окраины на отложения низкой энергии.Более древний возраст и более длительное время выхода на дневную поверхность стабильной атлантической окраины снижают глубину погребения и температуру, необходимую для достижения пика генерации. По расчетам мезозойские отложения вдоль северо-атлантической окраины могут достичь зрелости уровня нефтегенерации (
0,6 % r0) на глубине около 2,4 км. Это глубже, чем ожидаемая глубина созревания материнских пород в бассейне Пунта-дель-Эсте. Начало интервала нефтегенерации в Бразильском бассейне колеблется от глубинной отметки 1000 м на северо-востоке Бразилии до более 3000 м в штате Амазонас и на южном побережье.В штате Амазонас глубина интервала нефтегенерации зависит от
мощной верхней части третичных отложений, но этот фактор не играет роли в южных бассейнах, где третичные покрывающие отложения тонки. Поэтому можно заключить, что разница в глубине интервала нефтегенерации определяется геотермическим градиентом. С другой стороны, глубина погребения зрелых пород увеличивается на толщину кайнозойских отложений, причем глубина погребения пропорциональна возрасту третичных покрывающих пород. Там, где кайнозойские покрывающие отложения достигают толщины 1...2 км, глубина начала зрелости должна возрастать с 2 до примерно 3 км.При толщине кайнозойских пород более 2 км глубина до зоны зрелости может составить 4 км. Несмотря на данные скважин фирмы
Chevron, глубина интервала нефтегенерации на внешнем континентальном шельфе бассейна Пунта-дель-Эсте, вероятно, значительно больше. В расположенной по восстанию части бассейна Пунта-дель-Эсте глубина начала интервала зрелости около 1,5 км, а глубина конца интервала нефтегенерации 3 км.Резюмируя вышесказанное, следует отметить, что бассейн Пунта-дель-Эсте сложен осадочными породами, в число которых входят кол лекторские, потенциально материнские и покрышки. В рассматриваемом районе заполнение рифта и бассейна опускания, вероятно, находится в пределах интервала нефтегенерации. Литологический характер дорифтовых пород в рассматриваемом районе неизвестен. Ни одна из двух скважин фирмы
Chevron не предоставила исчерпывающий материал. Заполнение рифта состоит из толстых пачек коллекторских неморских песчаников, переслаивающихся с экструзивными вулканическими и вулканокластическими породами.Заполнение нарушено несколькими конседиментационными грабенами, симметрично расположенными вокруг центрального поднятия фундамента. Факторами риска в поисково-разведочных работах являются отсутствие покрышек и материнских пород. Материнскими породами могут быть переслаивающиеся озерные отложения, в особенности, если они перекрыты морскими породами. Такова картина в юго-восточной части бассейна. Однако главная задача состоит в выявлении материнских пород.
Вверх по восстанию пластов в грабене фактором риска становится покрышка, так как здесь пористые континентальные осадки начальной фазы опускания бассейна перекрывают несогласие, образуемое напластованием заполнения рифта и напластованием фазы опускания бассейна. Последнее характеризуется соседством коллекторских пластов и покрышек. Однако в данном интервале отсутствуют сбросы и складки. В бассейне могут существовать стратиграфические ловушки.
Одна из таких перспективных зон возможна в морской окраине бассейна первичного опускания на современной линии изобат 200 м.Коллекторские породы здесь находятся в непосредственной близости от зрелых потенциально материнских интервалов. Кроме того, эти отложения образуют несколько обширных структурных замыканий. Вторая перспективная зона связана с районом, где морские отложения наступающего моря перекрывают поднятие Полонио и в свою очередь трансгрессивно несогласно перекрываются морскими породами. Образуется ловушка, которая может улавливать углеводороды, мигрирующие из зрелых потенциально материнских пород, находящихся вниз по падению в заполнении рифта, или из перекрывающих потенциально материнских морских пород, которые также играют роль экрана.
Референт Г.В. Самохвалова