Структурно-геодинамические и углеводородные системы Черноморско-Каспийского региона тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.12, доктор наук Мустаев Рустам Наильевич

• Мустаев Рустам Наильевич
• доктор наук
• 2022

Оглавление диссертации доктор наук Мустаев Рустам Наильевич

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ГЕОЛОГО-ГЕОФИЗИЧЕСКОЙ ИЗУЧЕННОСТИ ЧЕРНОМОРСКО-КАСПИЙСКОГО РЕГИОНА, БАЗА ГЕОЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Анализ геолого-геофизической изученности Черноморско-Каспийского региона

1.2 Исходные материалы

1.3 Методика исследований

1.3.1 Изучение структурно-геодинамических систем

1.3.2 Бассейновый анализ и исследование углеводородных систем

ГЛАВА 2. СТРУКТУРНО-ГЕОДИНАМИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ ЧЕРНОМОРСКО-КАСПИЙСКОГО РЕГИОНА

2.1 Современная структурно-тектоническая модель - основа для анализа развития и эволюции структурно-геодинамических систем

2.1.1 Сводная региональная структурная модель поверхности разновозрастного фундамента/подошвы осадочного чехла Черноморско-Каспийского региона

2.1.2 Современная модель тектонического районирования и иерархических систем классификации и номенклатуры главных элементов структуры Черноморско-Каспийского региона

2.2 Разработка модели тектонической зональности основания осадочного чехла Черноморско-Каспийского региона, выявление и обоснование структурно-

геодинамических систем, анализ их развития и эволюции

2.2.1 Разработка модели тектонической зональности фундамента на основе переинтерпретации структуры его поверхности с использованием комплекса геолого-геофизических данных, и выявление зон разнотипной палеозойской, мезозойской и кайнозойской активизации

2.2.2 Анализ модели, выявление и обоснование позднепалеозойских, мезозойских, альпийских и новейших структурно-геодинамических систем, характеристика их

развития и эволюции

ГЛАВА 3. УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ И ЭВОЛЮЦИИ ОСАДОЧНЫХ БАССЕЙНОВ ЧЕРНОМОРСКО-КАСПИЙСКОГО РЕГИОНА. РЕЗУЛЬТАТЫ БАССЕЙНОВОГО АНАЛИЗА И МОДЕЛИРОВАНИЯ

3.1 Выявление условий формирования и закономерностей размещения осадочных бассейнов Черноморско-Каспийского региона

3.2 Уточнение морфологии осадочных бассейнов и условий их формирования бассейнов Черноморско-Каспийского региона

3.3 Условия формирования и разработка концептуальной схемы осадочных бассейнов Черноморско-Каспийского региона

3.4 Бассейновый анализ эволюции осадочных бассейнов Черноморско-

Каспийского региона

ГЛАВА 4. ГЕНЕРАЦИОННО - АККУМУЛЯЦИОННЫЕ УГЛЕВОДОРОДНЫЕ СИСТЕМЫ ЧЕРНОМОРСКО - КАСПИЙСКОГО РЕГИОНА

4.1 Элементы ГАУС и исходные данные для моделирования

4.2 Анализ признаков нефтегазоносности и закономерностей размещения скоплений углеводородов в мезо-кайнозойском комплексе ЧКР

4.3 Анализ процессов генерации и эмиграции углеводородов в мезо-кайнозойском комплексе Черноморско-Каспийского региона, выделение очагов

нефтегазогенерации

ГЛАВА 5. ВЛИЯНИЕ СТРУКТУРНО-ГЕОДИНАМИЧЕСКИХ СИСТЕМ НА ФОРМИРОВАНИЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ УГЛЕВОДОРОДНОГО ПОТЕНЦИАЛА

ЧЕРНОМОРСКО-КАСПИЙСКОГО РЕГИОНА

ГЛАВА 6. ПЕРСПЕКТИВЫ ПОИСКОВ И ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ

ПОИСКОВО-РАЗВЕДОЧНЫХ РАБОТ НА НЕФТЬ И ГАЗ В ЧКР

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Структурно-геодинамические и углеводородные системы Черноморско-Каспийского региона»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследований. Становление и развитие нефтегазовой промышленности Черноморско-Каспийского региона (ЧКР) имеет глубокие исторические корни и насыщено далеко не ординарными событиями. Уместно вспомнить, что с началом Второй мировой войны Черноморско-Каспийский регион, в особенности, Бакинский и Грозненский нефтепромышленные районы приобрели важное военно-стратегическое значение. Нефть, топливо и нефтепродукты из нефтяных промыслов и нефтеперерабатывающих заводов региона сыграли огромную роль в Великой Отечественной войне. В количественном отношении к Черноморско-Каспийскому региону может быть отнесено около 680 месторождений/скоплений нефти, газа и конденсата, крайне неравномерно распределённых по нефтегазоносным провинциям и областям региона. Такая неравномерность скоплений обусловлена двумя главными причинами - естественно-геологическими условиями, которые определяют продуктивность разреза провинций, и состоянием их общегеологической и нефтегазогеологической изученности и разведанности. Важными факторами здесь являются пространственно-временные особенности геологического развития земной коры и её структуры, существенно влияющие на реализацию геодинамических и флюидодинамических процессов структурообразования в осадочном чехле, изменение коллекторских свойств горных пород и др. Несмотря на высокую разведанность и выработанность месторождений на большей части территории ЧКР, здесь прогнозируется значительный остаточный углеводородный потенциал и сохраняются хорошие перспективы наращивания ресурсной базы. Исследование условий формирования структурно-геодинамических, углеводородных систем и закономерностей размещения скоплений углеводородов (УВ) на основе современных методов и технологий в совокупности с развитием геологоразведочных работ создаёт возможности новых серьезных открытий, реализации новых крупных экономических проектов и интенсификации развития нефтегазового комплекса региона, что определяет актуальность темы исследований.

Степень разработанности. Черноморско-Каспийский регион включает по большей части зрелые нефтегазодобывающие территории, которые характеризуются, в целом, достаточно высокой степенью геолого-геофизической изученности, включая геологические съёмки, сейсморазведку, грави- и магниторазведку, поисковое и разведочное бурение, геохимические исследования. Вместе с тем, при более внимательном рассмотрении, очевидно, что большая часть полученных данных (например сейсморазведочных), полученная в 70-90 годы прошлого века, характеризуется низким качеством и разрешенностью, что не позволяет использовать их для решения геологических задач на современном технологическом уровне. Похожая картина наблюдается и в части геохимических исследований. Несмотря на проведение в последние годы

ряда специализированных исследований, направленных на изучение органического вещества осадочных пород, результаты пиролитического и биомаркерного анализа до сих пор носят отрывочный характер, что делает невозможным установление надежных генетических связей и закономерностей на региональном уровне. Геологическое строение и тектонический режим Черноморско-Каспийского региона изучались многими исследователями в различных аспектах, включая нефтегазогеологические. Существует большое количество обобщающих работ, часть из которых устарела и не соответствует вновь получаемым данным. Тем не менее, существующий научный задел составил надежную основу для пересмотра и переосмысления ретроспективных и современных геологических материалов, актуализации геологических моделей, комплексирования и анализа с позиций концепции генерационно-аккумуляционных углеводородных систем. Подобного рода комплексные исследования ранее не проводились, хотя потребность в систематизации данных давно назрела и обусловлена необходимостью оценки остаточного углеводородного потенциала региона и выявления новых поисковых трендов, что невозможно без системного и глубокого изучения сложной структуры генерационно-аккумуляционных углеводородных систем (ГАУС), функционирующих в пределах изучаемой территории и определяющих перспективы ее нефтегазоносности.

Цель исследований заключается в решении научной проблемы выявления закономерностей становления и развития структурно-геодинамических и углеводородных систем Черноморско-Каспийского региона и определении условий формирования и размещения месторождений углеводородов на основе бассейнового анализа, численного геологического моделирования, палеотектонических и палеогеографических реконструкций, геохимических исследований и др.

Для достижения поставленной цели решались следующие основные задачи:

- выделение структурно-геодинамических систем и разработка их современной структурно-тектонической модели - основы для анализа их формирования и эволюции;

- разработка модели тектонической зональности складчатого основания осадочного чехла Черноморско-Каспийского региона;

- выявление и обоснование структурно-геодинамических систем, анализ их развития и эволюции;

- определение условий формирования и закономерностей размещения осадочных бассейнов Черноморско-Каспийского региона;

- уточнение морфологии осадочных бассейнов и условий их формирования;

- исследование процессов формирования и эволюции ГАУС Черноморско-Каспийского региона;

- анализ влияния структурно-геодинамических систем на формирование и распределение углеводородного потенциала Черноморско-Каспийского региона;

- оценка перспектив поисков углеводородов и определение основных направлений поисково-разведочных работ на нефть и газ в Черноморско-Каспийском регионе.

Фактический материал. Работа базируется на анализе фондовых и опубликованных материалов, фактических материалов Федерального агентства по недропользованию (РОСНЕДРА), Государственной комиссии по запасам полезных ископаемых (ФБУ «ГКЗ»), данных Государственных балансов; большом объёме исходной геолого-геофизической информации - данных по 517 поисковым площадям в континентальной части региона и в акваториях Черного, Азовского и Каспийского морей, информацию о более 700 месторождений/скоплений нефти и нефтегазопроявлений, фондовые и опубликованные материалы по региону исследований, аккумулированных по завершению регионального и, отчасти, поискового этапов геологоразведки на нефть и газ в регионе в геологических фондах и библиотеках отчётной документации АО «Союзморгео», АО «Южморгеология», АО «ИГиРГИ» и других предприятий и организаций. Использованы результаты геохимических исследований, проведеных при участии соискателя на основе обобщения результатов лабораторных исследований более 500 образцов, в том числе химико-битуминологических исследований - 270 образцов, пиролитических - 310 образцов. Обобщен обширный материал по геохимическим показателям, показателям давлений, температур, изотопному составу углерода газов, кислорода и водорода.

Научная новизна работы.

- Созданы модели структурно-геодинамических систем Черноморско-Каспийского региона, выявлены зоны повышенной проницаемости осадочного разреза, обеспечивающие миграцию углеводородов и благоприятные условия для формирования разнотипных структурных и седиментационных ловушек УВ.

- Определено влияние геодинамических процессов на формирование структурно-геодинамических систем осадочных бассейнов.

- В результате бассейнового анализа и моделирования выделены основные депоцентры осадконакопления на каждом этапе формирования осадочного чехла, а также четыре области устойчивого погружения - бассейны осадконакопления - Каркинитский, Индоло-Кубанский, Восточно-Кубанский и Терско-Каспийский, каждый из которых характеризуется уникальной эволюцией.

- Определены условия, благоприятные для развития углеводородных систем в бассейнах региона, выраженные в последовательном погружении осадочных комплексов и формированием

структур, содействующих стабильному оттоку УВ к окраинным частям бассейна и близлежащим регионам.

- Выделены самостоятельные очаги генерации углеводородов - среднеюрские, нижнемеловые, эоценовые, майкопские и миоценовые, различающие по ряду показателей.

- Определено влияние скоростей погружения бассейнов на различных стадиях их развития, оказавшее критическое воздействие на реализацию нефтегазоматеринскими толщами (НГМТ) их генерационного потенциала и преодоление критического момента.

- Выявлены условия, способствующие вертикальным перетокам УВ между генерационно - аккумуляционными углеводородными системами разных стратиграфических уровней, а также оттока УВ из очагов генерации под влиянием пульсирующего геодинамического режима.

Теоретическая ценность. Заключается в целостном анализе закономерностей формирования и развития структурно-геодинамических и углеводородных систем Черноморско-Каспийского региона на основе численного геологического моделирования, палеотектонических и палеогеографических реконструкций, геолого-геохимических исследований и т.д., что позволяет выработать теоретическую концепцию эволюции осадочных бассейнов и углеводородных систем Черноморско-Каспийского региона.

Практическая значимость. Определены перспективы поисков УВ и основные направления поисково-разведочных работ на нефть и газ в Черноморско-Каспийском регионе. Основным перспективным комплексом изучаемой территории являются меловые отложения, углеводородонасыщение которых обеспечивается как за счет собственной НГМТ, так и за счет перетоков из более глубоких горизонтов осадочного чехла. Вторым по значимости является палеогеновый комплекс. Подавляющее число открытых месторождений и проявлений генетически связано с очагами генерации, расположенными в пределах выделенных осадочных бассейнов. Вместе с тем часть месторождений, расположенных вдоль северной окраины Скифской плиты и Центрально-Ставропольской системы поднятий, находятся за пределами максимального плеча миграции, установленного по результатам численного моделирования. Их происхождение связано с ГАУС переходного комплекса, имеющего доказанную нефтегазоносность.

Результаты геолого-геохимических исследований и моделирования показывают также наличие перспектив поисков нетрадиционных («сланцевых») скоплений, связанных с хадумскими отложениями Центрального и Восточного Предкавказья. Максимальной углеводородонасыщенностью отличаются хадумские отложения в наиболее погруженной центральной части Терско-Каспийского прогиба, в центральной части Прикумского вала, в восточных районах Восточно-Ставропольской впадины и Ногайской ступени, которые могут рассматриваться как потенциальные скопления УВ. Выявленные перспективы поисков УВ и

рекомендации основных направлений поисково-разведочных работ на нефть и газ в ЧКР могут быть использованы недропользователями, федеральными и региональными структурами и администрациями при формировании долгосрочных и среднесрочных планов геологоразведочных работ и развития минерально-сырьевой базы, разработки стратегии лицензирования.

Результаты выполненных исследований также используются в образовательном процессе для обучения студентов, изучающих курсы геологии, поисков и разведки морских месторождений нефти и газа.

Методология и методы исследования.

В процессе исследований для изучения структурно-геодинамических систем ЧКР использовались классические способы реконструкций условий седиментации (анализ фаций и мощностей, формационный состав отложений, перерывов и несогласий), на основе массива фондовых и опубликованных материалов. При определении структурно-геодинамических систем, принадлежащих к разным геохронологическим интервалам и вычленении их из общего тектонического пространства, представленного в модели тектонической зональности фундамента региона, был использован принцип тектонопар А.И. Суворова, который использовался им для анализа глобальной кинематики литосферы. История развития региональной структуры осадочного чехла ЧКР в позднем палеозое, мезозое и кайнозое опираются на непалинспастические реконструкции структурно-геодинамических систем (способ палеореконструкций, который осуществляется в сегодняшних географических координатах, т.е. без учёта гипотетических перемещений объектов относительно друг друга в геологическом прошлом, и наиболее достоверно документируемых геологическими данными).

Реконструкция эволюции осадочных бассейнов в течение всей геологической истории развития опиралась на структурно-геодинамические палеореконструкции и была выполнена с применением технологий бассейнового анализа и моделирования УВ систем с использованием программного пакета «PetroMod» компании «Schlumberger». Результаты исследований интегрировались в составе трехмерных моделей с учетом геодинамики и геофлюидюдинамики.

Геохимические исследования были проведены при участии соискателя в лаборатории «Геохимии УВ» РГУ нефти и газа (НИУ) им. И.М.Губкина на оборудовании Rock-Eval-6 компании VINCI Technologies (метод прямого определения углеводородного потенциала пород и органического вещества (ОВ), позволяющий выявить спектр параметров, отражающих качественные и количественные характеристики ОВ пород).

В работе защищаются следующие основные положения:

1 В Черноморско-Каспийском регионе активность геодинамических процессов выражается в формировании сложных структурно-геодинамических систем

(деструктивного или контракционного генезиса), существовании глубоких впадин, сохраняющих реликтовые структуры древнего основания, огромном суммарном размахе структур поверхности фундамента - от вершинных поверхностей горного сооружения до подошвы осадочного чехла во впадинах (до 25-30 км), предполагающем наличие большого запаса потенциальной энергии для саморазвития тектонической структуры, образования углеводородов и формирования нефтегазоносности региона.

2 Результаты моделирования структурно-геодинамических систем Черноморско-Каспийского региона свидетельствуют об их развитии в период с позднего палеозоя до плейстоцена с тенденцией постепенного затухания геодинамической активности в его северных зонах и её сосредоточение в зонах альпийского и новейшего орогенеза. В результате этого происходило формирование пояса подвижных платформ с сохранением в их основании относительно подвижных глыб и блоков фундамента и их ассоциаций. Над границами этих элементов в перекрывающем осадочном чехле создаются зоны дислокаций и повышенной проницаемости, вдоль которых и возникают благоприятные условия для формирования разнотипных ловушек УВ, миграции разноглубинных флюидов и формирования скоплений нефти, газа и конденсата.

3 Выделяемые четыре области устойчивого погружения - бассейны осадконакопления (Каркинитский, Индоло-Кубанский, Восточно-Кубанский и Терско-Каспийский) характеризуются уникальной эволюцией, которая проявляется в различиях тектонического режима и скоростей осадконакопления, что позволяет выделить основные депоцентры осадконакопления на каждом этапе их формирования и эволюции. Особенности эволюции бассейнов способствовали формированию благоприятных условий для развития в них углеводородных систем, которые обеспечили, с одной стороны, созревание ОВ нефтегазоматеринских пород в результате последовательного погружения осадочных комплексов, с другой -формирование режима, содействующему регулярному оттоку УВ к краевым частям бассейна и сопредельным зонам, занимающим на протяжении развития бассейнов приподнятое положение.

4 Вариации скоростей погружения бассейнов на различных стадиях их развития оказали критическое влияние на реализацию НГМТ их генерационного потенциала. Одновозрастные НГМТ бассейнов преодолевали критический момент в разное время и в разной степени реализовали потенциал, что связано с эволюцией самостоятельных очагов генерации, различающихся характером их размещения в изучаемых осадочных

бассейнах и распределением по разрезу. В бассейнах с низкими скоростями погружения наблюдается запаздывание процесса эмиграции по отношению к генерации, что нехарактерно для бассейнов с высокими скоростями.

5 Периодическая тектоническая активизация Черноморско-Каспийского региона с конца палеогенового периода сформировала в осадочных бассейнах условия для вертикальных перетоков УВ и формирования многопластовых месторождений. В сочетании с особенностями профиля реализации материнскими толщами генерационного потенциала, тектонический фактор определил высокие риски сохранности залежей для некоторых изученных ГАУС. Возможности для дальней миграции УВ обеспечиваются совокупностью устойчивого погружения в очагах генерации и подъёма прилегающих структур Скифской плиты в неогене-квартере, что в значительной степени увеличило область аккумуляции и площадь перспективных территорий.

6 Пульсирующий геодинамический режим обеспечил начало эмиграции и быстрый отток углеводородов из очагов генерации практически сразу после ее начала. Реверсивный характер тектонических движений способствовал изменению структурного плана очагов, миграции углеводородов на большие расстояния и перераспределению скоплений УВ по разрезу. Это свидетельствует о том, что оцениваемый на сегодня углеводородный потенциал Черноморско-Каспийского региона определяется последней по времени проявления эпохи новейшей геодинамической активизации. Для всех изученных бассейнов формирование скоплений сопровождается разрушением части из них в периоды тектонической активизации.

Реализация и апробация работы. Основные выводы и результаты диссертационной работы были представлены на российских и международных конференциях, семинарах и круглых столах: EAGE «Геомодель» - 2014, 2015, 2016, 2017, 2018, 2019, 2020, 2021 (г. Геленджик); EAGE «Управление недрами как кросс-функциональный процесс - 7-ая научно-практическая конференция по разведке нефти и газа» (г.Тюмень, 2021); «International Conference on Comprehensible Science», ICCS (г. Эйлат, 2021); «Международная научно-техническая конференция, секция «Науки о земле» (г. Владивосток, 2020); Международная научно-практическая конференция «О новой парадигме развития нефтегазовой геологии» (Казань, 2020); EAGE «Интеллектуальный анализ данных в нефтегазовой отрасли» (г.Москва, 2020); EAGE «Геонауки: трансформируем знания в ресурсы» (г. Санкт-Петербург, 2018, 2020); 16-й Международный симпозиум «Взаимодействие воды с горными породами» и 13-й Международный симпозиум «Прикладная изотопная геохимия» (г.Томск, 2019); SPE «Геология

Каспийского моря и сопредельных областей» (г.Баку, 2019), EAGE «Морские технологии 2019» (г.Геленджик, 2019); Совместный семинар EAGE/SPE: «Наука о сланцах» (г.Москва, 2017, 2019, 2021); XIII и XIV Международная научно-практическая конференция «Новые идеи в науках о Земле» (г.Москва, 2017, 2019), XIX, ХХ, XXI «Губкинские чтения» (г. Москва, 2011, 2013, 2015), 1-ая международная конференция «Углеводородный потенциал больших глубин: Энергетические ресурсы будущего - реальность и прогноз» (г.Баку, 2012).

Публикации. Автором опубликовано 137 научных работ (84 за последние 5 лет, 48 по теме диссертации). Основное содержание диссертации, выводы и рекомендации опубликованы в 23 публикациях автора, включенных в международные наукометрические базы данных Scopus / Web of Science, в 8 статьях в ведущих научно-технических рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ, в 14 тезисах и докладах, включенных в сборники научных конференций, в 3-х монографиях.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав и заключения. Общий объем работы составляет 291 страницу, включая 118 рисунков и 7 таблиц. Библиографический список включает 417 наименований.

Благодарности. Автор признателен своему научному консультанту, доктору геолого-минералогических наук, профессору, заслуженному геологу Российской Федерации Керимову Вагифу Юнус оглы за большое внимание к работе, поддержку на всех этапах ее выполнения, ценные советы и возможность совместной работы.

Автор выражает благодарность д.г.-м.н. Сенину Б.В. (главному геологу АО «Южморгеология») и к.г.-м.н. Лавреновой Е.А. (ведущему научному сотруднику кафедры геологии и разведки месторождений углеводородов МГРИ) за ценные консультации, рекомендации и замечания при выполнении настоящей работы.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ГЕОЛОГО-ГЕОФИЗИЧЕСКОЙ ИЗУЧЕННОСТИ ЧЕРНОМОРСКО-КАСПИЙСКОГО РЕГИОНА (ЧКР), БАЗА ГЕОЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Анализ геолого-геофизической изученности ЧКР

Исследуемый Черноморско-Каспийский регион (рисунок 1.1.1) охватывает территорию Северного Кавказа, Предкавказья и прилегающих акваторий Азовского и Черного морей на севере-западе, Каспийского моря на юго-востоке.

Рисунок 1.1.1 - Местоположение региона исследования

В региональном плане Черноморско-Каспийский регион изучен целым комплексом геофизических методов, включая геологические съёмки, сейсморазведку, грави- и магниторазведку, поисковое и разведочное бурение (рисунок 1.1.2, 1.1.3, 1.1.4). С 1921 по 1950 годы восточная часть Ставрополья покрывалась магнитной съемкой. В 1950-1964 г.г. СевероКавказской геофизической экспедицией были проведены гравиметрическая съемка и рекогносцировочные сейсмические исследования, в результате которых впервые было отмечено Журавское осложнение по отложениям эоцена. Наряду с результатами потенциальных методов, важным источником информации для изучения зон разломной тектоники и напряженного состояния горных пород являются аэро- и космоснимки.

Начиная с 1957 года, район работ покрывался планомерной сеткой профилей МОВ силами треста «КНГФ». В результате обобщения этих работ было подтверждено и детализировано Журавское поднятие по верхнемеловым и эоценовым отложениям и выявлены Серафимовский приподнятый участок, Прасковейское и Чернолесское поднятия.

Рисунок 1.1.2 - Сводная карта сейсмической и буровой изученности Черноморско-Каспийского региона

(ГНЦ ФГУПП «Южморгеология», НПП «ЦМГД»)

Рисунок 1.1.3 - Сводная картограмма гравиметрической изученности Черноморско-Каспийского региона

(ГНЦ ФГУПП «Южморгеология», НПП «ЦМГД»)

Рисунок 1.1.4 - Сводная картограмма магнитометрической изученности Черноморско-Каспийского региона (ГНЦ ФГУПП «Южморгеология», НПП «ЦМГД», ФГУП ПО «Союзморгео»)

Регулярное изучение региона берет начало с организации Геологического комитета и территориальных геологических управлений, когда были проведены геологосъемочные и геологоразведочные работы с применением бурения, геофизических работ в комплексе с региональными работами. Так, были составлены стратиграфические схемы осадочного чехла Восточно-Европейской платформы, Скифской плиты и кряжа Карпинского.

Работы выполнялись ВСЕГЕИ, НПИ, ДонУТИ, «Грознефть», МГРИ, ВНИГРИ и др.

После войны геологическое изучение производственными и научными организациями проводилось в гораздо больших масштабах. Были выполнены комплексные геологические съемки, проведены работы по бурению глубоких скважин, геофизическим исследованиям, изучению различных видов полезных ископаемых, геохимическому изучению, гидрогеологии, инженерной геологии, геоморфологии, стратиграфии, минералогии и петрографии и т.д.

В 1971 году поисковыми и детализационными работами МОВ партиями 19/71 и 29/71 треста «КНГФ» было подтверждено ранее выявленное Пошелкинское поднятие, а также выявлены и детализированы Сотниковское, Довсунское и Круглолесское поднятия. Начиная с 1973 года, на территории района работ геологическое строение изучается сейсморазведкой МОГТ силами треста «СНГФ».

Территория покрыта региональной сейсмической сьемкой масштаба 1:1000000. Большая часть территории покрыта детальной съемкой. Начиная с 1977 года, ОАО «Ставропольнефтегеофизика» по материалам сейсмических исследований было подготовлено 24 паспорта и рекомендаций на перспективные объекты в глинистых отложениях олигоценового возраста. Основной объем, 17 объектов (70,8%), пришелся на период 1984-1991 годов. Процент подтверждаемости объектов составил более 47%. Ряд объектов остался неопоискованным. В процессе выполнения сейсморазведочных работ во все годы проводились изучение и анализ поисковых признаков, которые использовались для прогноза коллекторов при подготовке объектов к бурению и выдаче рекомендаций на проведение детальных геофизических работ.

В 2002 г. выполнено составление атласа геологического строения и нефтегазоносности юга России (ГНЦ ФГУГП «Южморгеология», Сенин Б.В., Шайнуров Р.В., Савченко В.И., и др.). Издание включает систематизированный комплект картографических данных по Югу России, схемы изученности геолого-геофизическими методами, геологические разрезы, структурно-тектонические карты, карты естественных полей и нефтегазогеологического районирования.

В 2004 г. был сформирован ГИС-Атлас Южного федерального округа (ФГУП «ВСЕГЕИ», ФГУГП «Кавказгеолсъемка»), включающий различные геологические карты, схемы, разрезы, профили и т.д.)

Начиная с 2005 г., ГНЦ ФГУГП «Южморгеология» на акватории Каспийского моря и ФГУГП «Кавказгеолсъемка» на прилегающей суше проводят планомерные работы по

Список литературы диссертационного исследования доктор наук Мустаев Рустам Наильевич, 2022 год

веке

Условные обозначения: см. условные обозначения к рисунку 3.1.8.

Начиная с нижнемеловой эпохи, унаследованно развивались Гудиловский прогиб, протягивающийся далеко на восток, и Цубукская зона погружения. Опущенные участки оказались как бы зажатыми между зонами относительных воздыманий, приуроченными к своду Ростовского выступа, Ремонтненскому и Бузгинскому блокам и Астраханской зоне поднятий, где на отдельных участках отмечается отсутствие турон-коньякских отложений, размытых сантонской трансгрессией.

С юга ступенчато опускающаяся система Тузлово-Манычских прогибов ограничивалась зоной относительных воздыманий, приуроченных к северной части Ставропольского свода, Арзгирскому и Прикумско-Тюленевскому поднятиям.

Южнее этой приподнятой области в пределах Беломечетской синклинали и Чернолесского прогиба продолжали существовать тенденции к погружению. Здесь осадки турона и коньяка отлагались в относительно глубоководной части шельфа.

Чернолесский прогиб отчленялся от геосинклинального бассейна Терско-Кумского прогиба областью относительного поднятия в районе Передовых хребтов.

Аналогичная картина распределения зон погружения и поднятий, унаследованная с турон-коньякского времени, продолжала существовать и в сантонский век (рис. 3.1.10 в).

Развивающаяся в сантонский век трансгрессия местами обусловила размыв турон-коньякских отложений (Петровское, Озексуатское и другие поднятия) и налегание пород сантона на альбские. Ростовский выступ полностью был погружен под уровень моря.

Максимальное прогибание в сантоне отмечается в пределах Гудиловского прогиба, где накапливались толщи мергелей с прослоями известняков и глин мощностью до 379 м.

Интенсивно опускался район Тимашевской ступени, который в предшествующие века медленно погружался.

В сантонский век усилится привнос, в основном морскими течениями, терригенного материала из районов Донбасса. Вследствие этого в пределах Ростовского выступа, Тузловского и Пролетарского прогибов в основном образовались толщи песчанистых известковистых глин, внизу сменяющихся известняками. По мере удаления от Донбасской суши и углубления морского дна количество терригенного материала резко уменьшалось, Южнее Адыгейско-Ставропольской поднятой зоны, уже в условиях глубокого шельфа, происходило накопление известняково-мергельных пород.

В кампанский век геотектонические движения усилились и на территории Предкавказья произошла новая перестройка тектонического плана (рис. 3.1.11 а).

В интенсивное погружение совместно с Тузловским прогибом была вовлечена северная часть Ростовского выступа. Дальнейшая дифференциация движений происходила в Ейско-Березанской зоне, что привело к развитию на отдельных участках небольших поднятий и

погружений. Резко в рельефе выступал Каневско-Березанский вал, который образовал с Адыгейским выступом единую относительно приподнятую зону.

Дальнейшее развитие получил узкий грабенообразный прогиб, разделяющий поднятия Адыгейского выступа и южной части Ставропольского свода.

Интенсивность погружения платформенной части Азово-Кубанской впадины (Тимашевская ступень) была в общем незначительной. Эта часть впадины отделялась от унаследованного геосинклинального бассейна зоной кордильер, протягивающейся от антиклинория Передового хребта в северо-западном направлении.

Зб'Е 37° Е 38*Е 39'Е 40'Е 41'Е 42'Е 43'Е 44'Е 45'Е 46'Е 47'Е 48'Е 49'Е

37°Е 38'Е 39'Е 40'Е 43"М 41'Е 42'Е 43'Е 44'Е 45*Е 46*Е 47'Е 48'Е 49'Е

0 100 200 300 400 500 км

Зб'Е 37"Е ЗВ'Е 39*Е 40'Е 41"Е 42'Е 43'Е 44'Е 45*Е 46'Е 47'Е 48'Е 49'Е

37'Е 38'Е 39'Е 40*Е 43'М 41'Е 42'Е 43'Е 44'Е 45'Е 46*Е 47'Е 48'Е 49'Е О 100 200 300 400 500 км

Рисунок 3.1.11 - Карта распространения осадочных бассейнов Предкавказья в позднемеловом периоде в: а - кампанском веке; б - маастрихтском веке Условные обозначения: см. условные обозначения к рисунку 3.1.8.

После длительного перерыва, охватившего сеноман, турон — коньяк и сантон, в геосинклинальное развитие был вовлечен южный борт Азово-Кубанской впадины. Здесь в кампанский век происходили интенсивное прогибание и накопление флишевых осадков.

На территории Восточного Предкавказья подъем Ремонтненского и Бузгинского блоков привел к резкому сокращению размеров Гудиловского прогиба. Амплитуда его погружения по сравнению с сантонским веком сократилась в 2—3 раза. Закончилось существование и Цубукского палеопрогиба. Размеры Чернолесского прогиба увеличились за счет погружения его Петровской ветви, что привело к отделению Ставропольского свода от Арзгирского поднятия, которые в сеноманский век являлись единой воздымающейся зоной. Интенсивное погружение Чернолесского прогиба привело к накоплению карбонатных пород, мощностью до 173—192 м.

Для распределения фаций кампанского века характерны общие закономерности, присущие сантону. В пределах Тузловского и Гудиловского прогибов, расположенных вблизи Донбасской суши, наряду с глинами отлагались и песчаники. Значительную роль в разносе песчаного материала играли морские течения. Количество терригенного материала уменьшалось по мере удаления от Донбасской суши. В районах Беломечетской синклинали и Чернолесского прогиба в условиях относительно глубокого шельфа накапливались карбонатные породы.

На значительной территории Предкавказья маастрихтские отложения связаны постепенным переходом с кампанскими, и только для районов Адыгейского выступа и южной части Ставропольского свода отмечается трансгрессивное налегание пород маастрихта на альбские (рис. 3.1.11 б).

В Ейско-Березанской зоне поднятия дифференцированные подвижки привели к относительному подъему Каневско-Березанской и Ново-Покровской антиклинальных зон, что обусловило отделение собственно Восточно-Кубанского прогиба от зоны Копанской синклинали. Последняя начала развиваться с сантона, но в маастрихте испытала максимальное погружение амплитудой до 540 м.

В пределах Северо-Западного Кавказа н маастрихтский век продолжал существовать геосинклинальный бассейн в границах, унаследованных с кампанского времени.

Очень слабое погружение по сравнению с сантоном кампаном испытывал район Тимашевской ступени.

В маастрихте продолжало развиваться поднятие районов Ремонтненского и Бузгинского блоков, которое охватило и Арзгирский выступ.

Чернолесский прогиб через свою Петровскую ветвь соединялся с Гудимовским прогибом. Максимальное погружение (более чем на 200—250 м) испытали Тузловский и Чернолесский прогибы. В маастрихтский век оживился Минераловодский выступ, который поднимался по сравнению с прилегающими участками Беломечетской синклинали и Чернолесского прогиба.

Этот подъем сопровождался накоплением песчанистых известняков и известковистых песчаников.

В Терско-Каспийском прогибе, в районе Передовых хребтов погружение сопровождалось дифференцированными движениями и формированием зон относительных поднятий.

Палеогеновый период. Регрессия морского бассейна с конца маастрихта достигла наибольших згначений в датский век (рис. 3.1.12 а).

36-Е 37-Е 38"Е 39е Е 40'Е 4ГЕ 42*Е 43'Е 44"Е 45"Е 46'Е 47"Е 48'Е 49'Е

37еЕ 38*Е 39°Е 40*Е 43'М 41*Е 42'Е 43'Е 44'Е 45'Е 46*Е 47*Е ДВ'Ё 49'Е

О 100 200 300 400 500 км

36°Е 37-Е 38-Е 39-Е 40"Е 41*Е 42"Е 43'Е 44"Е 45'Е 46"Е 47-Е 48'Е 49'Е

37'Е 38-Е 39-Е 40"Е 43'ГЧ 4ГЕ 42'Е 43"Е 44"Е 45"Е 46'Е 47'Е 48'Е 49'Е

О 100 200 300 400 500 к»

Рисунок 3.1.12 - Карта распространения осадочных бассейнов Предкавказья в палеоценвой эпохе в: а - датском веке б - зеландском и танетском веках Условные обозначения: см. условные обозначения к рисунку 3.1.8.

На палеоценовом этапе седиментации можно выделить трансгрессию моря в области Предкавказья. В течение палеоцена продолжали унаследовано развиваться Ейско-Березанская

зона поднятия и Ростовский выступ, в пределах которого происходило дальнейшее формирование локальных структур (рис. 3.1.12 б).

В пределах Ейско-Березанской зоны поднятия продолжался относительный рост локальных структур. Наиболее интенсивно прогибающимся районом платформенной части Предкавказья в эоценовую эпоху оставался Восточно-Кубанский прогиб, где накапливались наиболее мощные (600-650 м) в Предкавказье толщи осадков рассматриваемого времени. Наиболее мелководной частью ранне- и среднеолигоценового бассейна был район Ростовского выступа, в пределах которого отлагались преимущественно алевритовые осадки, чередующиеся с редкими глинистыми прослоями (рис. 3.1.13).

37°Е 38°Е 39°Е 40°Е 43°М 41°Е 42°Е 43°Е 44°Е 45°Е 46°Е 47°Е 48°Е 49,>Е

О ЮО 200 300 400 500 км

Зб'Е 37*Е 38*Е 39°Е 40'Е 4ГЕ 42°Е 43"Е 44'Е 45*Е 46°Е 47"Е 48'Е 49'Е

О 100 200 300 400 500 км

36° Е 37° Е 38°Е 39'Е 40вЕ 41вЕ 42'Е 43°Е 44°Е 45'Е 46"Е 47°Е 48"Е 49'Е

О 100 200 300 400 500 км

Рисунок 3.1.13 - Карта распространения осадочных бассейнов Предкавказья в эоцен и олигоценовые эпохи в: а - ранне- и среднеэоценовое время; б - позднеэоценовое время; в -

олигоценовая эпоха Условные обозначения: см. условные обозначения к рисунку 3.1.8

Неогеновый период. Начало миоценового времени характеризовалось слабым региональным опусканием всей территории Предкавказья. После кратковременного опускания вновь начался региональный подъем (рис. 3.1.14 а).

36'Е 37"Е 38-Е 39" Е 40"Е 41°Е 42"Е 43'Е 44"Е 45"Е 4б"Е 47°Е 48'Е 4Э"Е

37°Е 38-Е ЗЭ-Е 4СГЕ 43"Г4 4ГЕ 42"Е 43"Е 44"Е 45"Е 45°Е 47'Е 48"Е 49°Е

О 100 200 300 400 500 км

36'Е 37-Е 38°Е 39-Е 40"Е 4ГЕ 42"Е 43'Е 44"Е 45"Е 46°Е 47"Е 48*Е 49°Е

37"Е 38-Е 39-Е 4СГЕ 43^ 4ГЕ 42'Е 43"Е 44"Е 45°Е 46"Е 47°Е 48'Е 49"Е

О 100 200 300 400 500 км

Рисунок 3.1.14 а - Карта распространения осадочных бассейнов Предкавказья в среднем

миоцене в: а - тархан и чокракском веках; б - караган и конкском веках Условные обозначения: см. условные обозначения к рисунку 3.1.8

В последующее караганское и конкское время трансгрессия в последующее караганское и конкское захватила почти всю территорию Предкавказья (рис. 3.1.14 б).

Последующий сарматский век ознаменовался новой трансгрессией, захватившей всю территорию Предкавказья. На этом фоне наибольший подъем испытывал Ставропольский свод. Зона развития глубоководных осадков сократилась (рис. 3.1.15 а).

Зб'Е 37" Е ЗВ°Е 39"Е 40°Е 4ГЕ 42°Е 43'Е 44"Е 45°Е 46°Е 47°Е 48°Е 49°Е

37°Е 38°Е 39°Е 40°Е 43°М 41°Е 42°Е 43°Е 44°Е 45"Е 46°Е 47°Е 48°Е 49*Е

О 100 200 300 400 500 км

Зб'Е 37'Е За'Е 39аЕ 40'Е 41*Е 4ГЕ 43-Е 44'Е 45'Е 4б°Е 47'Е 48'Е 4Э'Е

37° Е 38°Е 39°Е 40"Е 43°м 41'Е 42°Е 43"Е 44'Е 45"Е 46*Е 47"Е 48°Е 49*Е

О 100 200 300 400 500 км

Рисунок 3.1.15 - Карта распространения осадочных бассейнов Предкавказья в позднем миоцене в: а - сарматском веке; б - мэотическом веке Условные обозначения: см. условные обозначения к рисунку 3.1.8

Общий подъем Предкавказья, начавшийся в среднем сармате достиг максимума в мэотический век. Это привело к ограниченному распространению мэотических осадков. Присутствуют они, в основном, в пределах Западного Предкавказья, а также на юге Терско-Сулакского прогиба (рис. 3.1.15 б).

Начало плиоценовой эпохи характеризовалось затоплением почти всей территории Предкавказья. Только область Ставропольского свода оставалась приподнятой (рис. 3.1.16).

36° Е 37°Е 38°Е 39°Е 40°Е 41°Е 42°Е 43°Е 44°Е 45°Е 45°Е 47°Е 48°Е 49°Е

Рисунок 3.1.16 - Карта распространения осадочных бассейнов Предкавказья в позднем

миоцене

Условные обозначения: см. условные обозначения к рисунку 3.1.8

Каспийский субрегион. Характеристика условий формирования и закономерностей размещения осадочных бассейнов этого субрегиона в настоящем обзоре опирается на результаты литолого-палеогеографических реконструкций, полученные коллективом исследователей АО «Союзморгео» и ПАО «Лукойл» с участием [Глумов, Маловицкий, Новиков и др., 2004], которые рассматриваются здесь с некоторыми изменениями в порядке увязки с материалами по рассмотренным выше субрегионам. Геохронологический интервал, охватываемый реконструкциями, занимает период от среднего триаса по балаханское время плиоцена. При этом реконструкции занимают акватории Каспия и прилегающие территории по мере их обеспеченности геолого-геофизическими данными и соответствующими структурными построениями, необходимых рабочих масштабов, которые выполнены работающими здесь компаниями. В связи с этим условия бассейнов в мезозое рассматриваются для средней и северной частей субрегиона, которые обеспечены указанными данными в требуемых объёмах и масштабах, а в кайнозое - для всего субрегиона в целом.

Рисунок 3.1.17 - Литолого-палеогеографическая карта Каспийского субрегиона. Средний триаса-ранняя юра, Т2-э^1 (см индексы). Условные обозначения: см рис. 3.1.18. По [Глумов, Маловицкий, Новиков и др., 2004] с изменениями

Рисунок 3.1.18 - Условные обозначения к литолого-палеогеографическим картам

Каспийского субрегиона.

Средний-поздний триас (рисунки 3.1.17, 3.1.18). В центральной части Каспия устанавливается относительно устойчивый морской солоновато-водный режим. «.В позднем триасе на фоне общего подъема региона и регрессии бассейна морские условия сохраняются только в отдельных, временно соединяющихся глубоких впадинах, общий контур которых соответствует наиболее прогнутой зоне древнего пермско-триасового бассейна. Относительно глубоководный бассейн в это время существует в зоне Большого Кавказа. На западной и восточной окраинах Центрально-Каспийского бассейна (от современного Кизлярского залива до Южного Мангышлака) располагаются периодически затопляемые области, ограниченные с севера прерывистым Мангышлакско-Каспийским «барьером» и образующие крупную

субширотную мульду, ориентированную вкрест современного Каспия и давшую начало Среднекаспийско-Мангышлакской синеклизе. Мульда, меньшего размера и более сложных очертаний расположена и к северу от указанного «барьера». Осадконакопление позднетриасового времени на большей части территории характеризуется широким развитием кор выветривания, аллювиальных, озерных и озерно-болотных отложений, обогащенных углистым материалом. Таким образом, к концу триаса обособляется обширная Среднекаспийская область прогибания, возникшая на месте некогда существовавшего здесь Центрально-Каспийского континентального массива и глубокого палеозойского пролива к северу от него. Разобщенные остатки массива сохранились в виде небольших возвышенностей и невысоких плато. Эта область на севере и северо-западе ограничена грядовыми поднятиями Мангыстау и южной зоны кряжа Карпинского, а на юге - возвышенностью Карабогазского массива. Ее формирование сопровождается проявлением вулканизма, признаки которого устанавливаются как в нижних, так и в верхних частях разрезов триаса» [Глумов, Маловицкий, Новиков и др., 2004].

Ранняя юра. Для рубежа позднего триаса и ранней юры характерен региональный перерыв в осадконакоплении, соответствующий раннекиммерийской фазе активизации тектонических движений. В это время произошло некоторое сокращение площади морских бассейнов, распространение которых в начале юры было ограничено Средним Каспием и примыкающими к нему с запада районами Равнинного Дагестана. Одновременно с этим происходит углубление и расширение морского бассейна, занимавшего область современного Большого Кавказа, где накапливались мощные флишевые толщи.

Средняя юра (рисунок 3.1.19). В это время продолжается развитие среднемезозойской морской трансгрессии, ранние фазы которой, связанные с начавшимся в триасе или поздней перми расширением океана Тетис, проявились здесь в раннеюрскую эпоху. По-видимому, этим процессом обусловлена незначительная дифференцированная активизация участков сводовых поднятий в южных и восточных районах платформы. Последняя привела к мобилизации поверхностного стока, образованию выраженных речных долин и формированию наземных и подводных дельтовых комплексов, особенно характерных для северо-восточных (Приуральских) окраин региона.

Рисунок 3.1.19 - Литолого-палеогеографическая карта Каспийского субрегиона. Средняя-поздняя юра, J2-Jз (см индексы). Условные обозначения: см рис. 3.1.18. По: [Глумов, Маловицкий, Новиков и др., 2004] с изменениями

Таким образом, области устойчивых режимов шельфа в средней юре охватывают практически весь современный Каспий и Прикаспий, и примыкающий к ним с запада регион Восточного Предкавказья. При этом наиболее глубокие зоны шельфа (внешний или переуглубленный шельф) сосредоточены внутри контура современного Каспия. Западная часть морского бассейна изобилует отмелями и низкими, периодически затопляемыми заболоченными островами, образуя картину «шхерного моря».

Поздняя юра может быть определена в целом как эпоха продолжающейся морской трансгрессии при относительно спокойном тектоническом режиме, с преобладанием погружений в области платформы и расширением зон поднятий, с одновременной редукцией глубоководных бассейнов в зоне Кавказа.

«... Предполагается, что в это время существовали широкие проливы, которые связывали Каспийский, Баренцевский и Балтийский палеобассейны. Продолжение трансгрессии способствовало возникновению устойчивого режима шельфа на востоке региона, там, где ранее существовали переменные континентально-морские обстановки. В то же время в Восточном Предкавказье морской режим становится менее устойчивым, время от времени здесь возникают зоны частичного осушения, где в лагунах накапливаются хемогенные осадки. В платформенной области, занятой морем, происходит сокращение участков переуглубленного шельфа и их смещение к южной окраине платформы, в зону Предкавказья. При этом рельеф дна мелководного шельфового бассейна остается дифференцированным и характеризуется сочетанием шельфовых плато (отмелей), впадин, холмов и гряд, которые определяют большое разнообразие сочетаний карбонатных и терригенно-карбонатных осадков. На северной периферии Кавказско-ЮжноКаспийской системы глубоководных бассейнов вновь активизируется формирование системы барьерных поднятий и уступов, которая отделяет шельфовую область от глубоководных впадин. Подобная система барьерных поднятий, частично выступающих из-под уровня моря, вновь (после триаса и ранней юры) формируется также между бассейнами Среднего и Северного Каспия. Таким образом, в позднеюрскую эпоху, по-видимому, впервые отчетливо оформляется трехзвенная система бассейнов (мегабассейнов) Каспийского региона, с его Северо-, Средне- и Южно-Каспийскими секторами, которые разделены системами барьерных поднятий» [Глумов, Маловицкий, Новиков и др., 2004].

Ранний мел (рис. 3.1.20). Для меловой эпохи в целом характерен режим тектонического погружения платформенной области, на фоне которого продолжается развитие морской трансгрессии.

«.В раннемеловую эпоху в основных чертах сохраняется палеогеографический облик региона, существовавший в поздней юре. В это время продолжают расширяться шельфовые каналы, связывающие Каспийский палеобассейн с Западной (Баренцевоморской) Арктикой через

Печорскую синеклизу. Эта связь начинает нарушаться в аптском веке и полностью прекращается в альбе. Однако в это же время возникают шельфовые проливы, которые соединяют Каспийский палеобассейн с Западной Сибирью и Карским морем. В условиях обширного относительно мелководного бассейна происходит дальнейшее сокращение размеров и снижение островных возвышенностей платформенной области, сопровождаемое их периодическим затоплением. Наиболее контрастно этот процесс проявился в районе Карабогазского свода, который длительное время существовал в виде крупного возвышенного острова» [Глумов, Маловицкий, Новиков и др., 2004].

Поздний мел. В этот период обстановка тектонического прогибания получает свое максимальное развитие. «...Практически вся область платформы в пределах региона занята шельфовым морем с редкими островами, которые сосредоточены в зоне современного Горного Мангышлака и вдоль южной окраины платформы. Здесь располагаются наиболее крупные массивы островной суши. Для бассейнов этой эпохи характерно преимущественно карбонатное осадконакопление. Однако в северной части палеобассейна, ограниченной системой подводных возвышенностей по линии Мангышлак - кряж Карпинского, в разрезе отложений становится заметной доля терригенного материала. В Закавказской части региона, особенно в глубоководных бассейнах, терригенное осадконакопление, по-видимому, преобладает над карбонатным. Известняковые толщи, образующие карбонатные платформы, здесь накапливаются в зонах узких шельфовых плато, разделяющих глубоководные желоба» [Глумов, Маловицкий, Новиков и др., 2004].

В палеоцене-эоцене платформенные области Северного с Среднего Каспия в целом закрепляли условия седиментации, полученные от позднемелового периода. «.. .Шельфовый регион занимал большую часть Прикаспийской впадины и Восточного Предкавказья в палеоцене, и здесь накапливались глины, мергели, алевролиты, пески и глинистые известняки. В эоцене положение шельфа не изменилось. Расширение трансгрессии в эоцене (после короткой фазы регрессии в позднем палеоцене) привело к восстановлению связи между Каспийским и Западноарктическим бассейнами через так называемый Тургайский пролив. Характер осадконакопления мало изменился по сравнению с палеоценом - в условиях относительно мелководного шельфа продолжалось отложение глин, мергелей, алевролитов, песков и иногда известняков» [Глумов, Маловицкий, Новиков и др., 2004].

Рисунок 3.1.20 - Литолого-палеогеографическая карта Каспийского субрегиона. Ранний-поздний мел, К1-К2 (см индексы). Условные обозначения: см рис. 3.1.18. По [Глумов, Маловицкий, Новиков и др., 2004] с изменениями

В олигоцене-раннем миоцене (майкопский век) (рисунок 3.1.21) обстановка седиментации в Северном и Среднем Каспии значительно поменялись. «.В это время начались активные орогенные процессы в зоне Большого Кавказа и Мангышлака и связанное с ними образование сводовых поднятий на обширных территориях Скифской и Туранской платформ. В это время в мелководных шельфовых бассейнах Среднего и Северного Каспия происходило накопление песчано-глинистых осадков, приносимых сюда со стороны Восточно-Европейской платформы. С началом олигоцена связано образование Паратетиса - частично изолированного от океана единого, большого бассейна Черноморско-Каспийского региона [Глумов, Маловицкий, Новиков и др., 2004].

На границе раннего и среднего миоцена значительные территории Скифской и Туранской плит, за исключением наиболее прогнутых частей депрессий, были вовлечены в краткосрочное поднятие. После этого начался новый цикл трансгрессии. Максимальное погружение в Терско-Каспийском краевом прогибе происходило в среднем миоцене, когда здесь накопилось более 1 500 м осадков.

К среднему плиоцену стабильные обстановки мелководного шельфа закрепились лишь в областях, прилегающих к восточной части Кавказского орогена. «.В более западных районах Восточного Предкавказья установились седиментационные обстановки чередования мелкого моря и низкой аккумулятивной равнины. К северу и востоку от них континентальные условия установились почти до конца неогена. На территории Восточно-Европейской платформы и в Приуралье началось формирование глубоко врезанной речной сети. Наиболее выраженными палеодолинами этого времени являются Палео-Волга и Палео-Урал» [Глумов, Маловицкий, Новиков и др., 2004].

Рисунок 3.1.21 - Литолого-палеогеографическая карта Каспийского субрегиона. Олигоцен-миоцен (майкопский век) -плиоцен (балаханское время), (см индексы). Условные обозначения: см рис. 3.1.18. По [Глумов, Маловицкий, Новиков и

др., 2004] с изменениями

3.2 Уточнение морфологии осадочных бассейнов и условий их формирования.

Уточнение морфологии осадочных бассейнов и условий их формирования базировалось на большом объёме исходной геолого-геофизической информации, аккумулированной по завершению регионального и, отчасти, поискового этапов геологоразведки на нефть и газ в регионе в геологических фондах и библиотеках отчётной документации АО «Союзморгео», АО «Южморгеология», ИГиРГИ и других предприятий и организаций в период 1999-2014 гг. и включающей, наряду с данными, полученными за счёт федерального бюджета, также и коммерческие данные, для которых истёк временной лаг, ограничивающий их доступность для изучения в научных целях.

Поверхности основных разделов осадочного чехла.

Юрские отложения. Особенность распространения юрских отложений, картирующихся сейсморазведкой и бурением, состоит в его неповсеместном распространении в границах рассматриваемого региона и наличия значительных по площади пространств, где этот горизонт отсутствует. К числу областей его отсутствия относятся почти вся северная и центральная части Азовского моря за исключением небольшой зоны Копанского прогиба к северу от Азовского вала, северные приазовские территории, значительные области западной, центральной и северной частей современной Скифской плиты, примерно до меридианов 44°30'-45°30' в.д.

В контуре Большого Кавказа юрские отложения входят в состав альпийского складчатого комплекса.

Наибольшие площади распространения юрских отложений в границах рассматриваемого региона представлены в районах Южного Азова и «ближнего» Предкавказья, восточной части Черноморской впадины, в западном, северном и восточном Прикаспии и во впадине Каспийского моря.

В пределах региона намечается четыре области наиболее глубокого залегания поверхности юрских отложений. На западе - это области Индоло-Кубанского прогиба и область Черного моря, примыкающие к Кавказскому орогену, в которых эта поверхность картируется на глубинах, 9,0-12,0 км. На востоке региона - это области Терско-Каспийского прогиба и северной части Южно-Каспийской впадины с глубинами залегания поверхности юры до 8,2 и 7,0 км, соответственно.

Наименее глубокое залегание поверхности отмечено в зоне упомянутого выше Копанского прогиба (до 1,0-1,2 км), восточной части зоны кряжа Карпинского (0,6-1,9 км), северо-восточных районах Каспия, где развита соляно-купольная тектоника, и в районе Песчаномысско-Ракушечного свода Среднего Каспия (0,6-2,0 км).

В региональной морфологии юрских отложений находят яркое выражение крупные сводовые поднятия в системе структур кряжа Карпинского («Бузгинский блок»), Ялама-Самур,

Песчаномысско-Ракушечое и Бузачинское, валообразные системы поднятий Мангышлака и Лаганского/Ракушечного порога, ячеисто-купольная структура в районе развития галокинетических процессов Северного Каспия. Хорошо выражена также напряжённая складчато-грядовая структура поверхности юрских отложений в Терско-Сунженском и Восточно-Дагестанском районах Восточного Кавказа, где она сопровождается многочисленными разрывными нарушениями.

Меловые отложения, в отличие от юрских распространены практически повсеместно, за исключением относительно небольших по площади участков в континентальной и морской (азовской) частях региона. В Азовском море этот горизонт не картируется в районе Азовского вала. В континентальной части он отсутствует в районах Ростовского и Ставропольского сводов, кряжа Карпинского (Бузгинский выступ) и в зоне Горного Мангышлака. Горизонт не представлен также в пределах Приазовского массива и складчатого Донбасса. На Кавказе меловые отложения, как и юрские, входят в состав складчатого комплекса мегантиклинория. В распределении глубин залегания поверхности меловых отложений отчётливо видна субширотная («кавказская») и поперечная к ней («антикавказская») зональность. Субширотная, параллельная Большому Кавказу зональность представлена двумя структурно-морфологическими поясами.

Северный, или Северо-Скифский пояс характеризуется сравнительно неглубоким залеганием рассматриваемой поверхности в общем интервале от 0 до 2,0 км. Он включает Ростовский выступ и зону Кряжа Карпинского, которая в своей восточной, прикаспийской части разделяется на ряд валов, ступеней и прогибов, часть которых прослеживается и в Каспийском море (Лаганский/Ракушечный вал, или порог; Кулалинский вал).

Южный, Южно-Скифский, или Северо-Кавказский пояс, в котором поверхность меловых отложений залегает на существенно больших глубинах, разделён поперечными (или косопоперечно-диагональными) структурными перемычками на четыре депрессионные «ячеи». В качестве структурных перемычек выступают Каневско-Березанский вал, Ставропольская система поднятий и Самурско-Песчаномысская зона поднятий. Разделяемые ими депрессионные структуры на западе представлены Азово-Кубанской (включающей Индоло-Кубанский прогиб) и Восточно-Кубанской «ячеями», а на востоке - Восточно-Предкавказско-Среднекаспийской (включающей Терско-Каспийский прогиб) и северной частью Южно-Каспийской впадины.

В депрессиях Южно-Скифского пояса поверхность меловых отложений погружена до 5,09,0 км в Индоло-Кубанском прогибе и до 3,5-4,0 км в Восточно-Кубанском, до 6,5-7,0 км в Терско-Каспийском прогибе и до 5,5-6,0 км в северной части Южно-Каспийской впадины. В восточной, прикавказской части Черноморской впадины поверхность меловых отложений погружена в зоне максимального прогибания до 5,0-7,0 км.

Поверхность меловых отложений осложнена большим количеством локальных антиклинальных структур относительно небольших размеров, особенно характерных для района Ставропольского свода, расположенного восточнее уступа, выраженного в рельефе поверхности меловых отложений и на ступени к югу от Ростовского выступа. Более крупные поднятия венчают вершинные участки некоторых валообразных зон, например, зоны Лаганского/Ракушечного вала (порога) и Кулалинского вала в Среднем-Северном Каспии.

Наряду со структурными осложнениями в рельефе и структуре поверхности меловых отложений местами выражены формы, имеющие предположительно эрозионное происхождение. Такая форма, выработанная, скорее всего по разлому пересекает в субмеридиональном направлении Самурско-Песчаномысскую зону поднятий Среднего Каспия. Она представлена протяжённым глубоким жёлобом («врезом») с относительной глубиной 200-300 м или более.

Палеоцен-эоценовые отложения. Структура этих отложений в новейший период исследований изучалась сейсморазведкой и бурением в континентальной части региона и в разной степени в его западных акваториях. В то же время применительно к каспийской части региона данные о строении этой поверхности на всей акватории Каспия, как правило, не представлены в собраниях геоинформации, возможно - по причине того, что она не включалась в число целевых горизонтов из-за незначительной мощности палеоцена-эоцена.

На пространстве Черноморско-Каспийского региона, ограниченном мегантиклинорием Б. Кавказа и южной частью Восточно-Европейской платформы, поверхность, определяемая как кровля палеоцен-эоцена развита повсеместно, за исключением вершинной области Азовского вала на западе и вершинной области зоны поднятия (Промысловской зоны) на прикаспийком погружении кряжа Карпинского.

Как и в случае с поверхностью меловых отложений, эта поверхность по глубинам залегания разделяется на южный и северный пояса. Граница между ними примерно соответствует изогипсам 1,0-1,2 км. Эти же изогипсы оконтуривают Ставропольскую структурную перемычку субмеридионального простирания, разделяющую две области погружений этой поверхности в южном, Северо-Кавказском, или Южно-Скифском поясе.

В северном, Северо-Скифском поясе глубина залегания поверхности отложений палеоцена-эоцена составляет от 0-0,6 км в вершинной области кряжа Карпинского и в зоне Ставропольской перемычки до 1,0-1,2 км на южном склоне кряжа.

В зоне Ставропольской перемычки глубина залегания рассматриваемой поверхности изменяется от 0,2-0,4 км на юге, в районе её примыкания к орогену, до 0,6-0,8 км на севере, в районе её сопряжения со склоном кряжа Карпинского.

Максимальные глубины погружения поверхности в депрессиях Азово-Кубанской и Восточно-Предкавказской областей превышает 6,0-7,0 км. Однако районы с такими глубинами

ограничены по площади, и обычный интервал погружения этой поверхности составляет 1,2-5,5 км.

Майкопские отложения. Область распространения майкопских отложений и соответствующей ей поверхности имеет относительно сложную конфигурацию.

С севера она ограничена южной окраиной Приазовского массива, районом складчатого Донбасса и участками отсутствия этих отложений в зоне кряжа Карпинского. На северо-востоке и востоке региона майкопские толщи распространены, в основном, в центральной и западной частях Северного Каспия и отсутствуют или представлены локально и в малых мощностях, согласно имеющимся данным, в Северном Каспии, на восточном шельфе Среднего Каспия и прилегающей суше.

В распределении глубин поверхности майкопских отложений в Азовском море, на континентальной территории региона и Каспийском море выделяются три субширотных пояса.

Северный, или Северо-Скифский соответствует вершинной области кряжа Карпинского, а в акватории Каспия - области, расположенной к северу от геоморфологически выраженного Мангышлакского порога и части мелководья, примыкающего к одноимённому полуострову. Для этого пояса характерны минимальные глубины залегания майкопских отложений (до 0,1 -0,2 км) или их полное отсутствие. С этим поясом сопряжена область малых глубин поверхности или отсутствия отложений, соответствующая упомянутой ранее Ставропольской перемычке и одноименному своду в её составе, которые отделены от кряжа Карпинского жёлобом (Манычская зона прогибов), с глубиной залегания рассматриваемой поверхности до 0,25 км.

Южнее Северо-Скифского пояса и по обе стороны от Ставропольской перемычки расположены области «Средне-Скифского» пояса, которые представляют собой наклонённые в сторону Кавказа поверхности, глубины которых нарастают в южном направлении от 0,2 до 1,01,5 км на западе региона и от 0,2 до 1,0 км - на его востоке.

Расположенный южнее, вдоль границы Скифской плиты с орогеном Большого Кавказа пояс максимальных погружений поверхности майкопской толщи представлен краевыми (предорогенными) прогибами - Индоло-Кубанским и Терско-Каспийским, с глубинами погружения поверхности майкопа до 4.0-4,5 км или более. Последний, по глубинам залегания рассматриваемой поверхности, согласно имеющимся на сегодня данным, разделяется на две части - западную, в основном континентальную и наиболее глубокую (до 4,0-4,5 км или более) и восточную, преимущественно морскую, с глубинами залегания поверхности 3,0-3,5 км.

Майкопские отложения Индоло-Кубанского и Терско-Каспийского прогибов в зонах, примыкающих к Кавказскому орогену, интенсивно дислоцированы с образованием протяжённых линейных антиклиналей, сопровождаемых продольными, косопоперечными и поперечными нарушениями, характеризующими формирование этих структур в условиях сжатия.

В части региона, относящейся к северному району Южно-Каспийской впадины, поверхность майкопской толщи испытывает быстрое погружение на юг, с нарастанием глубин её поверхности на сравнительно коротком (70-100 км) расстоянии от 1,7 до 5,0-6,0 км.

Глубины залегания поверхности майкопской толщи в отдельных районах восточной части Черноморской впадины в целом превышают 4,0 км. В частности, в Туапсинском прогибе они достигают 6,0-7,0 км, уменьшаясь до 1,0-1,5 км на поднятии вблизи абхазско-грузинского побережья (Грузинская глыба).

В пределах Туапсинского прогиба майкопские отложения смяты в линейные складки, сопровождаемые разломами, подобно складчатым структурам приорогенных зон Терско-Каспийского прогиба (Восточно-Кавказский форланд). В связи с этим прогибы Туапсинский и Терско-Каспийский в структурно-тектоническом и, возможно, геодинамическом отношении выступают как однотипные «центросимметричные» (по отношению к Центральному Кавказу) тектонические объекты.

Распределение мощностей отложений.

Юрские отложения. Как было показано выше, юрские отложения пользуются наибольшим распространением в восточной и крайней южной частях региона и в меньшей степени - в его западной части. В Чёрном море юрские отложения представлены в его восточной котловине, однако, особенности распределения их мощностей здесь достоверно не изучены.

Максимальные мощности отложений сосредоточены на Восточном Кавказе, где они составляют до 8-10 км, на южном склоне мегантиклинория и в Закавказье, где они местами могут достигать 6,5-7,0 км.

В Индоло-Кубанском прогибе максимальная мощность юрских отложений, скорее всего, превышает 1,0-2,0 км, однако, их полная величина, как и в Черноморской впадине, пока не установлена. Учитывая, что в Восточно-Кубанской впадине мощность этих отложений достигает 4,0-5,0 км или более, можно предполагать, что близкую или большую величину может иметь юрская толща Индоло-Кубанского прогиба.

В районах западного и северного Прикаспия, Устюрта, Мангышлака и в некоторых районах Среднего Каспия распределение мощностей отложений имеет характер «плато», составляя, в основном, устойчивый интервал от 0,1 до 0,5-0,6 км. На этом фоне развит ряд протяжённых зон повышенной мощности отложений, в которых эта величина может достигать 1,0 км, а в некоторых изометричных участках - до 1,5 км.

В системе таких зон обращает на себя внимание зона северо-восточного простирания, простирающаяся от района Аграханского п-ова Каспия на СВ, к впадине на востоке Северного Каспия, представляющей западный («Прорвинский») сегмент Южно-Эмбенской системы прогибов. С этой зоной сопряжены две крупные субширотные зоны повышенной мощности

отложений - восточная, Жазгурлинско-Сегендыкская со стороны Южного Мангышлака и западная, Джанайско-Зюдевская, выходящая в Северный Каспий южнее дельты Волги.

По мере приближения к Восточно-Кавказской области повышенных мощностей юры, нарастают её мощности в границах, выходящих сюда со стороны платформы зон повышенной мощности, которая здесь может достигать 2,0-3,0 км или более.

Меловые отложения. Распространение меловых отложений в рассматриваемой части региона ограничивается на северо-западе районом Приазовского массива и выходящим сюда периклинальным замыканием складчатого Донбасса, а на юге - выходами доюрских и юрских комплексов мегантиклинория Большого Кавказа.

В распределении мощностей меловых отложений, как и в структуре их поверхности, отмечается определённая поясная зональность.

Северный пояс, объединяющий северо-западную часть кряжа Карпинского примерно до района Бузгинского блока и примыкающую к нему с севера и северо-востока область Прикаспийской впадины, характеризуются мощностями отложений не более 0,5 км, с редким локальным их увеличением до 0,7-0,9 км (субмеридиональная зона к востоку от района Астраханского свода).

Широтный Скифско-Туранский пояс, отличающийся в целом несколько большими мощностями (до 0,8-1,0 км) меловых отложений, включает ряд крупных районов сокращения мощностей до 0,1-0,5 км. В части Скифской плиты они имеют изметричную (районы Ростовского и Ставропольского выступа) или линейную конфигурацию (Азовский и Каневско-Березанский валы). В части Туранской плиты изометричные в плане районы пониженной мощности отложений представлены меньшими по размеру (район Бузачинского свода) или слабо выраженными (Песчаномысско-Ракушечный свод) формами.

Сокращение мощностей мелового разреза вплоть до нулевых значений характерно и для зоны сопряжения структур Скифской плиты и Кавказского орогена.

В непосредственной близости к Кавказскому орогену расположена система областей повышенной мощности меловых отложений. На западе региона это Индоло-Кубанский прогиб и Северная зона Западного Кавказа, где мощности отложений могут достигать 2-3 км. Такие же мощности характерны для районов Терско-Каспийского прогиба Среднего Каспия.

Со стороны акватории Черного моря значительными мощностями меловых отложений (до 7,0 км или более) характеризуются Туапсинско-Анапский склон Западного Кавказа, а также район Гурийского прогиба у Абхазско-Грузинского побережья, где мощность отложений меняется от 1,0-до 3,0-4,0 км и более. Для района вала Шатского (Черноморская впадина) по имеющимся на сегодня данным мощность меловых отложений может изменяться от 1,0 км или менее до 2-3 км.

Палеоцен-эоценовые отложения. Распространение этой толщи в Черноморско-Каспийском регионе ограничено на севере областью Приазовского массива, структурами складчатого Донбасса, северной зоны кряжа Карпинского и южной части Восточно-Европейской платформы, а с юга - складчато-орогенным сооружением Большого Кавказа.

Обзорные модели распространения отдельных комплексов палеоцена-эоцена, созданные ещё в середине 60-х гг. ХХ в. [геология нефтяных и газовых ..., 1969] по результатам анализа данных большого числа скважин глубокого бурения, обозначили различия в распределении мощностей отложений в западной и восточной частях региона - существенном преобладании их повышенных значений в Азово-Кубанской (Приазовской) области, их умеренные значения в области Ставропольского свода и минимальные - в Восточном Предкавказье (или - Западном Прикаспии). Это обстоятельство в сочетании с полученными позднее геофизическими данными по Среднему и Северному Каспию могло, по-видимому, стать одной из причин того, что этот комплекс в указанном районе, как мы уже отмечали выше, не относится к числу ключевых картируемых единиц разреза.

Северный пояс структурно соответствует кряжу Карпинского и сопряжённой с ним области Ростовского выступа. Этот пояс характеризуется продольно-поперечной зональностью распределения мощностей отложений. Продольная зональность определяется субширотными зонами минимальных (менее 0,2 км) мощностей или их отсутствием, между которыми расположены зоны повышенной (от 0,3 до 0,6 км или более) мощностей.

Поперечная зональность определяется субмеридиональной региональной зоной градиентов мощности отложений, которая расположена в полосе между меридианами 44° и 45° в.д. Восточнее этой зоны в регионе происходит кратное сокращение мощностей палеоцена-эоцена по сравнению с западными районами, вплоть до их полного исчезновения на отдельных участках. В северном поясе (кряж Карпинского) вдоль этой зоны образован субмеридиональнй участок повышенной мощности отложений до 0,6-0,8 км.

Расположенный южнее Скифский пояс характеризуется разнообразием картины распределения мощностей отложений. Как отмечено выше, восточнее региональной зоны градиентов мощностей расположена обширная Восточно-Предкавказская, или Западно-Прикаспийская область малых мощностей, как правило, не превышающих 0,1-0,2 км или меньших.

К западу от зоны градиентов расположена область более высоких мощностей, составляющих интервал от 0,3-0,5 до 2,0-3,0 км.

Мощности отложений в северо-западном, азовском районе этой области, примерно на широте 46° с.ш., где расположена зона поднятий Азовского вала и бейсугского сегмента Каневско-Березанского вала, мощность отложений сокращена до 0,2 км или до полного

отсутствия отложений в вершинной части поднятий. Эта же широта (46° с.ш.) ограничивает с юга примыкающий к Азову район южно-ориентированного повышения мощности от 0,4 км в районе примыкания к Ростовскому своду и кряжу Карпинского до 0,8 км вблизи указанной широты.

Южнее располагаются два района повышенной мощности отложений, соответствующих Западно- и Восточно Кубанскому прогибам с мощностями отложений в них от 0,8-1,2 км до 2,0 км или более. Эти районы разделены полосой сокращенной до 0,6-0,8 км мощности палеоцена-эоцена, соответствующей Каневско-Березанскому валу.

Ещё один район с мощностью отложений до 1,2-1,4 км расположен к северу от Ставропольского свода и примерно соответствует центральной части Тузлов-Манычской зоны прогибов.

Сокращение мощностей палеоцен-эоцена от 0,5-0,6 км до 0 км происходит в зоне северного подножья горно-складчатого сооружения Большого Кавказа.

Со стороны Черноморской впадины вдоль морской окраины Кавказского орогена сформирована зона повышенной мощности отложений, достигающей 1,0-1,2 км или более. Повышение значений мощности отложений палеоцен-эоцена определяется геофизическими исследованиями для района Таманского прогиба, где интервал мощностей изменяется от 0,8-1,0 км до 2,0-3,0 км или более.

Майкопские отложения. Распространение этих отложений ограничено на севере Приазовским выступом структурами складчатого Донбасса, значительной и, в основном, юго-восточной части кряжа Карпинского. Наличие этих отложений достоверно не установлено в Северном Каспии и на восточных прикаспийских территориях Бузачинского и частично Мангышлакского полуостровов. Лишены майкопских отложений орогенные территории Малого и Большого Кавказа и примыкающего к последнему южного района Ставропольского поднятия. В прикавказской части Черноморской впадины отсутствие майкопских отложений по сейсмическим данным предполагается на юго-западных вершинных участках вала Шатского, обращённых к Восточно-Черноморской впадине. Область наименьших мощностей майкопских отложений, составляющих до 0,1-0,2 км (локально до 0,3 км), занимает северо-западную, придонбасскую часть кряжа Карпинского и примыкающий к ней район Ростовского выступа.

Расположенная к югу от этой области территория по наиболее общим чертам распределения мощности майкопских отложений до «подошвы» Кавказского орогена может быть разделена на четыре условные области - Западную, или Западно-Предкавказскую, Центральную, или Центрально-Предкавказскую, Восточную (Восточно-Предкавказскую) и Среднекаспийскую.

Западная область, примерно соответствует структурной системе, объединяющей Индоло-Кубанский прогиб и районы северной части Керченского п-ова и Таманского прогиба. Для неё

характерен интервал суммарных мощностей майкопской толщи от 2,0 до 5,0 км или более. Центральная область включает два района - северный и южный. Первый охватывает северную половину Азова, в том числе зону Азовского вала, территорию Ейского п-ова и примыкающую к нему с востока территорию, ограниченную с юга широтой 46° с.ш. Этот район характеризуется относительно небольшими мощностями отложений, составляющими обычно 0,2-0,5 км.

Расположенный южнее район объединяет территории Каневско-Березанского вала и Ставропольского поднятия. Мощности отложения на этих территориях изменчивы и составляют от 0,3 до 0,5 км на вершинах поднятий до 0,8-1,0 км на ступенях и во впадинах, и до 1,2 км в некоторых локальных депоцентрах.

Обширная Восточно-Предкавказская область характеризуется мощностями отложений от 0,9 до 1,6 км и более, а в районе Терско-Каспийского прогиба до 2,2 км и более.

В Среднекаспийской области располагается район повышенных до 1,7-2,2 км мощностей отложений, соотвествующий морскому продолжению Терско-Каспийского прогиба (район впадин Сулак и Ачи-су), разделённых полосой сокращённой мощности майкопской толщи. В расположенном восточнее районе Среднего Каспия мощности отложений, составляющие интервал от 0,2 км до 0,5-0,6 км (иногда до 0,7 км) сопоставимы с теми, которые свойственны Центральной области Предкавказского региона.

Мощности отложений в прилегающей к Кавказу части Черноморской впадины изменяются в широких пределах от 0 км до 6,0-7,0 км и более. Наименьшие мощности, занимающие интервал значений от 0 до 0,5 км, соответствует вершинной области вала Шатского. В расположенном между ним и Кавказским орогеном Туапсинском прогибе максимальные мощности отложений могут превышать 7,0 км, а в Восточно-Черноморской впадине их величина достигает 4,0 км.

3.3 Условия формирования и разработка концептуальной схемы осадочных бассейнов ЧКР

Для целей бассейнового анализа на основе всей доступной геолого-геофизической информации были построены цифровые структурные карты: по кровле доверхнеюрских отложений, верхней юры, мела, эоцена, майкопа, сармата, плиоцена (рисунки 3.3.1, 3.3.2).

Рисунок 3.3.1 - Структурные карты по поверхности доверхнеюрских (а), верхнеюрских (б) и

меловых (в) отложений.

а

б

в

г

Рисунок 3.3.2 - Структурные карты по поверхности эоценовых (а), майкопских (б) отложений, сарматских (в) и плиоценовых (г) отложений.

В процессе проведения бассейнового анализа на основе изученного геолого-геофизического материала были построены структурные карты и карты мощностей, позволившие проследить смещение депоцентров седиментации, выявить особенности формирования осадочных бассейнов, установить их границы и выделить крупные области устойчивого прогибания (рисунки 3.3.3 и 3.3.4).

а

б

в

Рисунок 3.3.3 - Карты мощностей верхнеюрских (а), меловых (б) и палеогеновых (в)

отложений

Рисунок 3.3.4 - Карты мощностей майкопских (а), миоценовых (б) и плиоценовых (в)

отложений

Анализ карт мощностей позволил проследить смещение депоцентров осадконакопления в течение периода формирования осадочного чехла, выявить характерные особенности образования осадочных бассейнов, определить их границы и выделить крупные зоны устойчивого прогибания (рисунок 3.3.5).

а

б

Рисунок 3.3.5 - Модель (а) и схема (б) осадочных бассейнов - областей устойчивого

прогибания ЧКР

Таким образом, в современных границах Скифской плиты были выделены четыре крупных депрессии (бассейна) с мощностью осадочного чехла, превышающей пять километров: Каркинитский, Индоло-Кубанский, Восточно-Кубанский и Терско-Каспийский. Основные характеристики бассейнов приведены в таблице 3.1.

Таблица 3.1 - Характеристика осадочных бассейнов

Бассейн Мощность осадочного чехла, м Площадь, кв. км

минимум максимум

Каркинитский 6000 9000 25092.48

Индоло-Кубанский 5000 11500 50193.09

Восточно-Кубанский 5000 6700 5946.98

Терско-Каспийский 4300 9500 102519.44

Результаты вышеуказанных работ позволили разработать модели осадочных бассейнов для юрского, мелового и палеоген-миоценового (майкоп) седиментационного циклов. Наряду с

ними, для всего осадочного разреза Черноморско-Каспийского региона была построена сводная модель бассейнов с выделением в ней трёх уровней бассейновой структуры и систематизированной номенклатурой выделяемых бассейновых образований.

Юрские осадочные бассейны (рисунок 3.3.6). Области развития бассейнов этого возраста занимают континентально-морской пояс, объединяющий современные орогенно-складчатые структуры Крыма, Кавказа и Копетдага, и сопряжённые с ними глубоководные впадины Черного моря и Каспия. Ещё одна область развития юрских бассейновых структур связана с регионом Среднего и Северного Каспия и прилегающими с запада и востока территориями.

В Крымско-Кавказском («континентально-морском») поясе в юрское время существовал обширный седиментационный бассейн с преимущественно морским осадконакоплением, которое местами имело, судя по мощностям отложений, интенсивный характер. Весьма энергичными, в частности, эти процессы были, вероятно, в районе современного Восточного Кавказа.

Особенностью распространения юрских бассейновых структур в области современного Каспия и прилегающих территорий является «древовидный» характер в плане очертаний бассейнов.

МПКГВ ЗОТОГЕ 4СГ1НГЕ 4Г0ЧГЕ 4ГНГЕ «WE 4 К-OWE STOVE S24TE

Рисунок 3.3.6 - Карта юрских осадочных бассейнов ЧКР Области с мощностями отложений: а - более 0,5 км, б - более 0,8-1,0 км, в - более 1,52,0 км.

Ось основного «ствола» этого «дерева» ориентирована с юго-запада на северо-восток, от района современного Аграханского п-ова, где этот линейный бассейн раскрывается в обширную

Восточно-Кавказскую область седиментации, к Северо-Каспийскому западному сегменту Южно-Эмбенской зоны прогибов и далее - к Южному Уралу.

С этим «стволом» сопрягаются поперечные к нему субширотные боковые бассейновые структуры. Наиболее крупными из них на западе являются Джанайско-Зюдевская, а на востоке -Сегендыкско-Жазгурлинская.

В глубинно-тектоническом отношении бассейновая система северо-восточного простирания (условно - Аграханско-Эмбенская) почти на всём своём протяжении в пределах рассматриваемого региона развивается над зоной Аграхан-Гурьевского (Атырауского) глубинного разлома и выработанных вдоль него триасовых структурно-седиментационных зон [Глумов, Маловицкий, Новиков и др., 2004]. Боковые бассейновые структуры, в свою очередь, развивали (наследовали) структурные тренды тектонического плана палеозойско-киммерийского осадочного чехла восточной части региона.

Соотношение юрских бассейновых структур с элементами более глубокого структурного плана позволяет предполагать вероятность того, что их (бассейнов) план формировался как следствие грабен-рифтовой активизации зоны тектонического контакта между Скифской и Туранской плитами (Аграхан-Атырауского разлома) вследствие геодинамического -расклинивающего воздействия со стороны Восточно-Кавказского бассейна и, возможно, расположенного под ним в ту эпоху локального мантийного диапира (выступа/купола/плюма?), инициировавшего и/или поддерживавшего условия относительного растяжения - раскрытия этого бассейна.

Меловые осадочные бассейны (рисунки 3.3.7). В сравнении с юрскими бассейнами структурный план размещения меловых осадочных бассейнов существенно изменился. В пределах рассматриваемой части региона возникли два обширных ареала бассейновой седиментации, разделённых межбассейновым субмеридиональным поясом поднятий сложной конфигурации.

Этот пояс протягивается из области западного Закавказья на север через Большой Кавказ и Ставропольское поднятие в направлении Восточно-Европейской платформы. К западу от него формируется Азово-Черноморский ареал бассейновой седиментации, а к востоку -Прикаспийско-Каспийский.

В морфологическом отношении пояс поднятий формируется за счёт складчатости и возникновения поднятий на месте прогибов Малого и Большого Кавказа, их смыкания посредством структурных перемычек - седловин и частичного погружения окраинных зон существовавшей в юре внебассейновой области в северо-западной части региона.

□ >

Рисунок 3.3.7 - Карта меловых осадочных бассейнов ЧКР Осадочные бассейны: 1 - с мощностями отложений более 0,5 км, 2 - то же, с мощностями отложений более 1,0 км.

Азово-Черноморский ареал погружения включает обширный Черноморско-Южно-Азовский бассейн, который наследует с некоторыми изменениями конфигурации в зоне Кавказского орогена, существовавший здесь ранее юрский бассейн и расположенные к северу и северо-востоку от него две области седиментации, условно определяемые как Северо-Азовско-Восточно-Кубанская и Тузловско-Восточно-Ростовская.

Взаимное плановое расположение этих бассейновых структур может рассматриваться как результат давления с юго-запада и со стороны северо-восточной части Черноморско-Южно-Азовского бассейна и реакции на это давление сформированных в позднем палеозое структурных элементов - Азовского и Каневско-Березанского валов и Ростовского выступа. Эта реакция выразилась в соответствующем распределении зон поднятия и прогибания, определивших положение осадочных бассейнов.

Прикаспийско-Каспийский ареал бассейновой седиментации отчасти сохраняет некоторые элементы северо-восточного и субширотного структурных трендов в расположении бассейновых структур. В то же время в целом области седиментации мелового периода значительно расширяются, захватывая территории современного Западного Прикаспия, Мангышлака и Северного Каспия. Расширение с изменением конфигурации бассейновой области захватило Сегендыкско-Джазгурлинскую зону Восточного Прикаспия. В связи с формированием

Восточно-Кавказской орогенной структуры, приобретает собственную (самостоятельную) конфигурацию Восточно-Предкавказский осадочный бассейн.

Сформированная в меловое время система ареалов бассейновой седиментации и главного межбассейнового раздела возможно свидетельствует о существовании в эту эпоху двух основных источников геодинамических импульсов горизонтально действующего сжатия-растяжения. Один из источников мог располагаться в районе восточной части современной Черноморской впадины, другой - в районе Южного Каспия- Закаспия. Встречные геодинамические импульсы, поступавшие из этих источников, могли определять возможности возникновения наблюдаемых на уровне осадочной толщи мелового возраста отношений мегарегиональных бассейновых и межбассейновых структур. Вероятность существования таких источников не противоречит модели, характеризующей альпийские структурно-геодинамические системы Черноморско-Каспийского региона.

Кайнозойские осадочные бассейны (рисунок 3.3.8). Распределение бассейновых структур кайнозоя отличается от представленного выше, свойственного меловым толщам.

Бассейновые структуры в составе этой системы - Западно- и Восточно-Кубанские, Восточно-Предкавказские - частично зависимы более глубоким структурным планам. Ближе к платформенной области бассейновые структуры деградируют и осадконакопление формирует внебассейновый характер. Бассейновые структуры южной части рассматриваемого региона в основном ограничиваются контурами глубоководных впадин Черного моря и Южного Каспия и сопряжённых с ними межгорных и предгорных прогибов.

Рисунок 3.3.8 - Карта кайнозойских осадочных бассейнов ЧКР Осадочные бассейны: 1 - с мощностями отложений более 0,5 км, 2 - то же, с мощностями отложений более 1,5 км.

Как следует из сводной карты осадочных бассейнов ЧКР (рисунок 3.3.9), области с суммарными мощностями осадочного разреза более 1,5 км занимают большую часть ЧКР.

В системе бассейновых структур можно выделить три мегабассейна (см. рис.3.3.9) -Мизийский, Прикаспийский и Эгейский, а также две крупные бассейновые системы -Черноморско-Южно-Каспийскую и Скифско-Туранскую.

Прикаспийский мегабассейн в рамках рассматриваемого региона включает Сарпинский и Южно-Эмбенско-Северо-Каспийский бассейны с осложняющими их суббассейнами. Черноморско-Южно-Каспийская система включает Западно- и Восточно-Серноморский бассейны, а также бассейны Рионо-Куринский и Южно-Каспийский. Скифско-Туранская система формирует бассейны Северо-Западного шельфа Черного моря - Азово-Кубанский, Восточно-Предкавказский, Бузачинско-Устюртский и Южно-Мангышлакский.

30°0'0"Е 3&€№Е 42П0'0"Е 48°0,0"Е 54°0'0ИЕ

48°0'0Г'Е 54а0,0"Е

Рисунок 3.3.9 - Сводная карта осадочных бассейнов Черноморско-Каспийского региона с суммарными мощностями мезозойско-

кайнозойского разреза более 1,5 км 1 - бассейновые структуры: а - бассейновые системы/мегабассейны, б - бассейны, в - суббассейны; 2 - внебассейновые области; 3 - индексы бассейновых структур: а - бассейновых систем/мегабассейнов, б - бассейнов, в - суббассейнов (в пределах акваторий и транзитных зон).

Бассейновые структуры. 1 - ПРИКАСПИИСКИИ МЕГАБАССЕЙН. Бассейны: 1.1 - Сарпинский, 1.2 - Южно-Эмбенско - Северо-Каспийский (суббассейны: а -Укатненский, б - Бурдынский, в - Приморско-Прорвинский). 2 - СКИФСКО-ТУРАНСКАЯ БАССЕЙНОВАЯ СИСТЕМА. Бассейны: 2.1 - Северо-Западного шельфа Черного моря (суббассейны: а - Каркинитский, б - Сивашский/Северо-Крымский, в - Крыловский), 2.2 - Азово-Кубанский (суббассейны: а - Индоло-Кубанский, б -Таманский), 2.3 - Бузачинско-Устюртский (а - Южно-Бузачинский суббассейн), 2.4 - Восточно-Предкавказский (суббассейны: а - Терско-Каспийский, б - Сегендыкский, в - Кизлярский), 2.5 - Южно-Мангышлакский (суббассейны: а - Карагиинский, б - Аксу-Кендырлинский, в - Жазгурлинский). 3 - МИЗИИСКИИ МЕГАБАССЕЙН. 4 -ЧЕРНОМОРСКО-ЮЖНО-КАСПИЙСКАЯ-БАССЕЙНОВАЯ СИСТЕМА. Бассейны 4.1 - Западно-Черноморский {суббассейны: а - Глубоководный/Одесско-Синопский, б - Бургаский, в - Акчакоджа-Алаплы, г - Синопский), 4.2 - Восточно-Черноморский (суббассейны: а - Глубоководный/Крымско-Восточно-Понтийский, б - Сорокина, в -Туапсинский, г - Колхидский, д - Гурийский, е - Орду), 4.3 - Рионо-Куринский (а - Евлах-Агджабединский суббассейн), 4.4 - Южно-Каспийский (суббассейны: а -Апшероно-Прибалханский, б - Гилянский), 5 - ЭГЕЙСКИЙ МЕГАБАССЕЙН, Фракийский бассейн.

3.4 Бассейновый анализ эволюции осадочных бассейнов Черноморско-Каспийского региона

Основное внимание было уделено анализу развития осадочных бассейнов, формировавшихся в пределах Скифско-Туранской бассейновой системы в период позднего мезозоя-кайнозоя в целях установления закономерностей размещения фактических залежей углеводородов и выявления новых нефтегазопоисковых трендов. В рамках проведенного анализа было установлено, что в мезозое изучаемые бассейны частично входили в состав Черноморско-Южно-Каспийской бассейновой системы, а на поздних этапах эволюции часть из них была вовлечена в тектонические дислокации и с точки зрения современного тектонического районирования отчасти входит в состав альпийской складчатой зоны. В связи с этим, для корректного и более глубокого понимания особенностей развития этих бассейнов область детализированного анализа была расширена за пределы Скифско-Туранской бассейновой системы. На рисунке 3.4.1 изображена граница области детализированного анализа на фоне схемы тектонического районирования территории. Из рисунка видно, что большую часть области занимают Скифская и Туранская плиты. Также в нее входят южная часть Восточно-Европейской платформы, Терско-Каспийский прогиб, Крымско-Кавказская складчатая система, а также северо-восточная часть Черноморско-Южно-Каспийской системы прогибов.

В соответствии с представлениями о двухъярусном строении фундамента молодых платформ, на Скифской плите выделяется два яруса: древний (байкальской консолидации) -собственно кристаллический фундамент и второй, верхний - переходный комплекс, образованный в результате разных по интенсивности складчатых деформаций раннеплатформенного чехла на герцинском и, частично, древнекиммерийском этапах тектоногенеза. Формирование древнего фундамента происходило в геосинклинальной системе, заложившейся на южной окраине древней платформы в позднепротерозойское (рифейское) время. По сравнению с породами фундамента степень дислоцированности и метаморфизма (преимущественно динамометаморфизма) отложений переходного комплекса - умеренная и слабая, она уменьшается снизу-вверх и более выражена внутри и вблизи разломных зон.

Рисунок 3.4.1 - Тектоническое строение Черноморско-Каспийского региона

Условные обозначения: Региональные тектонические элементы: I - Восточно-Европейская платформа, II - Крымско-Кавказская орогенно-складчатая зона, III - Скифская плита, IV - Терско-Каспийский прогиб, V - Туранская плита, VI - Черноморско-Южно-Каспийская система прогибов; Структурные элементы I порядка: 2 - Кабардинская впадина, 3 - Кусаро-Дивичинский прогиб, 4 - Терско-Сунженская складчатая зона, 5 - Осетино-Чеченская зона впадин, 6 - Дагестанская складчатая зона, 7 - Таманский складчатый прогиб и зона прибортовых третичных складок, 8 - Северо-Керченская складчатая зона, 9 - Мегантиклиногрий Большого Кавказа, 10 - Мегантиклинорий Горного Крыма, 11 - Ирклиевская впадина, 12 - Северо-Азовско-Бейсугская зона прогибов, 13 - Тимашевская ступень, 14 - Восточно-Кубанский прогиб, 15 - Азово-Майкопская система поднятий, 16 - Сосыкская седловина, 17 - Восточно-Ставропольская ступень, 18 - Ногайская ступень, 19 - Чернолесская впадина, 20 - Восточно-Манычская система прогибов, 21 - Прикумско-Тюленевская система поднятий, 22 - Ачуевская ступень, 23 -Восточно-Арабатская ступень, 24 - Керченско-Темрюкская впадина, 25 - Чербугольская ступень, 26 - Сивашский прогиб, 27 - Штормовой (Каркинитский грабен), 28 - Краевая ступень, 29 -Ильичевско-Тарханкутская система поднятий, 30 - Тарханкутский вал, 31 - Альминская впадина, 32 - Симферопольское поднятие, 33 - Каламитско-Новоселовская зона поднятий, 34 -Новоцарицинское поднятие (ступень), 35 - Заветнинская ступень, 36 - Бузгинский блок, 37 - Промысловско-Кулалинская зона поднятий, 38 - Джанайско-Зюдевская зона прогибов, 39 -Каспийско-Лаганская зона поднятий, 40 - Ростовский выступ, 41 - Ростовский выступ, 42 - Западно-Ставропольская впадина, 43 - Ставропольско-Минераловодская система поднятий, 44 -Система поднятий Добруджи, 45 - Тузлов-Пролетарский прогиб, 46 - Маныч-Гудиловский прогиб, 47 - Аграханская впадина, 48 - Хазринская перемычка, 49 - Впадина Ачису, 50 - Терский прогиб, 51 - Нарын-Токубайская зона поднятий, 52 - Южно-Бузачинский прогиб, 53 - Бейнеуский прогиб, 54 - Тюб-Караганский вал, 55 - Кряж Мангыстау, 56 - Северо-Туркменская система поднятий (антеклиза), 57 - Бике-Башкудуксакая ступень, 58 - Жетыбай-Узеньская ступень, 59 - Прогиб Казахского залива, 60 - Сегендыкский прогиб, 61 - Самурско-Песчаномысская зона поднятий, 62 - Аксу-Кендырлинская седловина, 63 - Крымско-Понтийская котловина, 64 - Поднятие Тетяева, 65 - Вал Шатского, 66 - Западно-Грузинская глыба, 67 - Западно-Черноморский бассейн, 68 - Прогиб Сорокина, 69 - Туапсинский прогиб, 70 - Вал Андрусова.

В состав переходного комплекса входят отложения среднего-позднего палеозоя, а также мезозойские породы от триаса до средней юры. Стратиграфический интервал отложений переходного комплекса не является постоянным и варьирует в зависимости от особенностей тектонического развития отдельных блоков Скифской плиты. Вне зависимости от этого к плитному чехлу относятся отложения позднего мезозоя (13) - кайнозоя. Именно с этого времени на значительной части территории установились относительно спокойные в тектоническом отношении платформенные условия. При этом следует отметить, что южная окраина платформы испытывала более поздние тектонические деформации в связи с орогенезом на Кавказе, а центральная и восточная области вовлекались в поднятия с небольшими скоростями (1.2 м/млн.лет) [Клавдиева, 2007].

Как показали выполненные исследования, плитный чехол области изучения представлен карбонатными и терригенными отложениями верхней юры-мела, а также преимущественно терригенными отложениями кайнозоя. Он разделен основными поверхностями несогласия на семь комплексов: верхнеюрский, меловой, палеоцен-эоценовый, майкопский, нижне-среднемиоценовый, верхнемиоцен-плиоценовый и четвертичный.

Для целей бассейнового анализа были построены модели и карты скоростей осадконакопления для всех стратиграфических комплексов, развитых в осадочном чехле Черноморско-Каспийского региона (рисунки 3.4.2-3.4.6), которые отражают динамику тектонического погружения в осадочных бассейнах. Это позволило создать карты размещения осадочных бассейнов (рисунки 3.4.7-3.4.9) для всех стратиграфических комплексов, развитых в осадочном чехле ЧКР.

а

б

а

б

Тектонические элементы ^ ^ Черноморско-Южно-Каспийская система прогибов

Тектонические элементы Черноморско-Южно-Каспийская система прогибов

Крымско-Кавказская орогенно-складчатая система Восточно-Европейская платформа

а

б

Тектонические элементы ^ ^ Черноморско-Южно-Каспийская система прогибов

а

б

В конце юрского периода в пределах Скифской платформы в условиях продолжающейся обширной регрессии начинает формироваться плитный чехол. При этом на большей части территории существовали континентальные обстановки и осадки не накапливались. Морские обстановки и основные депоцентры осадконакопления располагались в юго-западной части изучаемого региона (рисунки 3.4.2 и 3.4.7а). Здесь выделяется крупный Большекавказский бассейн, а также несколько самостоятельных котловин, расположенных на его северной периферии: Южно-Крымский, Крымско-Керченский, Индольский, Западно-Кубанский и Восточно-Кубанский. В восточной части изучаемой территории расположен небольшой по площади Терско-Каспийский прогиб.

В последствии большая часть этих бассейнов испытала складчатость и инверсию под влиянием орогенеза на Кавказе и в Крыму. Полностью в состав Крымского орогена вошел ЮжноКрымский бассейн. Частичной инверсии подверглись - Большекавказский и Терско-Каспийский бассейны. В состав Крымско-Кавказской складчатой области вошли Крымско-Керченский, Индольский и часть Терско-Каспийсго бассейна. Только Западно- и Восточно-Кубанский депоцентры не вышли из состава Скифской платформы.

Карта скоростей осадконакопления (рис. 3.4.2б) отражает динамику тектонического погружения в позднеюрское время. В пределах акватории центрального Каспия и прилегающей территории Восточного Предкавказья скорости осадконакопления в позднеюрское время не превышали первые сантиметры в год. В пределах выделенных юрских депоцентров эти величины на порядок выше. Максимальные скорости осадконакопления установлены для самого крупного Большекавказского бассейна.

В меловое время осадконакопление происходило в условиях обширной трансгрессии. Морские обстановки с множеством депоцентров распространились практически на всю изучаемую территорию (рисунки 3.4.3 и 3.4.7б).

На севере, вдоль шовной зоны Скифской и Восточно-Европейской платформы заложилась целая цепочка бассейнов: Каркинитский, Северо-Азовский, Западно-Ставопольский, Гудиловский и Устюртский. На востоке изучаемой терриории сформировались значительные по площади Терско-Каспийский и Центрально-Каспийский бассейны. На западе расширили свои границы Большекавказский, Западно- и Восточно-Кубанский бассейны. Продолжали развиваться Южно-Крымский, Крымско-Керченский и Индольский депоцентры. Так же, как и позднеюрские, меловые бассейны, располагавшиеся на южной периферии Скифской плиты, испытали складчатость и частичную инверсию (Южно-Крымский и Большекавказский). Скорости осадконакопления в большинстве выделенных депоцентров низкие, - не превышают 10-20 м/млн. лет. Только в Каркинитском и Большекавказском бассейнах, по-видимому, происходит

тектоническое погружение, на что указывают отностительно повышенные скорости осадконакопления, достигающие величин 60 и 90 м/млн. лет соответственно.

В палеогене в восточной части изучаемой территории тектоническое погружение полностью прекратилось (рисунки 3.4.4 и 3.4.8а).

Осадочные бассейны располагались исключительно на западе: Каркинитско-Сивашский, Бердянский, Северо-Азовский, Западно- и Восточно-Кубанский. Послединий расширил свои границы, по сравнению с меловым периодом, в том числе в область Ставропольского свода, который на протяжении всей мезо-кайнозойской эволюции сохранял приподнятое положение. К югу от формирующихся орогенов Крыма и Кавказа - зародились прогибы (бассейны) Туапсинский, Таманский, Сорокина. Скорости осадконакопления в палеоцене-эоцене продолжили снижаться и не достигали 100 м/млн. лет ни в одном из выделенных депоцентров.

Олигоцен-миоценовое время отличается трансгрессией, одновременно сопровождавшейся углублением бассейнов и расширением области морских условий формирования отложений. Последнее, по мнению [Клавдиева, 2007] происходит под влиянием закрытия океана Тетис, располагавшегося к югу от изучаемой территории. Глубоководные обстановки осадконакопления существовали в крупных депоцентрах: Восточно-Предкавказском, Индоло- и Восточно-Кубанском, Туапсинском, Керченско-Таманском (рисунки 3.4.5 и 3.4.8б).

Скорости осадконакопления увеличились по итогам активного формирования аккомодационного пространства за счет энергичного тектонического погружения. Однако наблюдается существенная дифференциация среди выделенных бассейнов по скоростям осадконакопления. В большинстве депоцентров (Устюртский, Восточно-Предкавказский, Западно-Кубанский и Каркинитский) величины не превышают 100 м/млн. лет). На этом фоне, депоцентры, испытывающие влияние орогенеза на Кавказе и в Крыму: Туапсинский, Индоло-Кубанский (западная часть), Керченско-Таманский, характеризуются увеличением скоростей осадконакопления в два-три раза.

В миоцене погружение сохраняется только в бассейнах, испытывающих активизирующийся орогенез на Кавказе. Среди них выделяются крупные депоцентры: Терско-Каспийский, Индоло-Кубанский (восточная часть), Туапсинский, а также небольшие -Сорокина, Анапский, Керченско-Таманский. На остальной территории, вероятно заполняется аккомодационное пространство, сохранившееся от майкопского бассейна. В Крыму и в пределах Ставропольского свода осадки почти не накапливаются. Максимальные скорости седиментации (от 200 до 400 м/млн. лет) отмечаются в Терско-Каспийском и Туапсинском прогибах (рисунки 3.4.6 и 3.4.9а).

В плиоцене активизируется погружение в Восточно-Кубанском бассейне. Продолжается развитие Терско-Каспийского и Западно-Кубанского депоцентров. В северо-восточной части

акватории Черного моря, напротив, погружение замедляется, бассейны распадаются на несколько небольших котловин (рисунки 3.4.7 и 3.4.96). Наиболее высокие скорости осадконакопления отмечаются в Терско-Каспийском и Индоло-Кубанском бассейнах. В последнем они достигают 500 м/млн. лет.

Интересно сравнить два наиболее крупных устойчивых бассейна (Индоло-Кубанский и Терско-Каспийский). Первый - сформировался в современных очертаниях еще в палеоцене-эоцене, второй - в конце майкопа - миоцене. Это согласуется с выводами, сделанными ранее Клавдиевой по результатам реконструкции в скважинах (серия одномерных моделей).

Интенсивность погружения в двух бассейнах меняется ассинхронно. Максимальные скорости в майкопе проявились в Индоло-Кубанском бассейне, в миоцене - в Терско-Каспийском, в плиоцене - опять в Индоло-Кубанском.

Оба бассейна рассматриваются как передовые прогибы, сформированные перед фронтом Кавказского орогена. Проведенный анализ показал, что для Индоло-Кубанского возможным дополнительным фактором, контролирующим тектоническое погружение, на отдельных этапах его развития является опосредованное влияние рифтогенеза в Восточно-Черноморской впадине через систему сдвиговых дислокаций.

На рисунках (3.4.10 - 3.4.13) приведены графики погружения в различных частях четырех выделенных бассейнов. Стратиграфические колонки на графиках отражают соотношение мощностей осадочных пород. Линии горизонтов - изменения скоростей погружения осадочных образований на разных этапах эволюции бассейнов.

Видно, что преобладающим осадочным комплексом в Каркинитском бассейне являются меловые отложения, в Терско-Каспийском - неоген-четвертичные, в Индоло-Кубанском доминирует кайнозойская часть разреза при, примерно, равном соотношении палеогена и неогена. Восточно-Кубанский бассейн отличается примерно равным соотношением основных комплексов.

В Каркинитском бассейне наиболее высокие скорости характерны для мелового периода и палеогена. С середины миоцена погружение резко замедляется. Центральная часть бассейна и его северный борт демонстрируют одинаковый характер погружения, для южного борта характерны в целом более низкие скорости.

В Индоло-Кубанском бассейне относительно пологие отрезки линий указывают на спокойное погружение отложений в мезозое и палеогене. Начиная с майкопа, картина резко меняется: бассейн начинает очень быстро погружаться. Такой характер погружения особенно характерен для центральной и северной бортовых зон прогиба. На его южном борту в миоцене погружение практически полностью прекращается, возобновляясь только в плиоцене.

Рисунок 3.4.10 - График погружения Каркинитского бассейна: а -северный борт; б - центральная часть; в - южный борт

Рисунок 3.4.11 - График погружения Индоло-Кубанского бассейна: а -северный борт; б - центральная часть; в - южный борт.

а

б

в

Рисунок 3.4.12 - График погружения Восточно-Кубанского бассейна: а - северный борт; б - центральная часть; в - южный борт.

а

б

в

Рисунок 3.4.13 - График погружения Терско-Каспийского бассейна: а - северный борт; б - центральная часть; в - южный борт

Выполненный анализ позволил установить основные этапы формирования осадочного разреза, выделить депоцентры осадконакопления на каждом из них и таким образом реконструировать его эволюцию, а также сделать следующие выводы:

1 В пределах изучаемой территории выделены четыре области устойчивого погружения (бассейна) в течение всего периода формирования плитного чехла: Каркинитский, Индоло-Кубанский, Восточно-Кубанский и Терско-Каспийский. Каждый из бассейнов характеризуется уникальной эволюцией, которая проявляется в различиях тектонического режима, скоростей осадконакопления. Это определило особенности геологического строения бассейнов - различия в соотношении мощностей основных осадочных комплексов.

2 В мезозое изучаемые бассейны частично входили в состав Черноморско-Южно-Каспийской бассейновой системы, а на поздних этапах эволюции часть из них была вовлечена в тектонические дислокации и, с точки зрения современного тектонического районирования, отчасти входит в состав альпийской складчатой зоны. В связи с этим, для корректного и более глубокого понимания особенностей развития этих бассейнов область детализированного анализа была расширена за пределы Скифско-Туранской бассейновой системы. Большую часть области занимают Скифская и Туранская плиты. Также в нее входят южная часть Восточно-Европейской платформы, Терско-Каспийский прогиб, Крымско-Кавказская складчатая система и северо-восточная часть Черноморско-Южно-Каспийской системы прогибов.

3 В соответствии с представлениями о двухъярусном строении фундамента молодых платформ, на Скифской плите выделяется два яруса: древний (байкальской консолидации) - собственно кристаллический фундамент - и второй, верхний -переходный комплекс, образованный в результате разных по интенсивности складчатых деформаций раннеплатформенного чехла на герцинском и, частично, древнекиммерийском этапах тектоногенеза. Формирование древнего фундамента происходило в геосинклинальной системе, заложившейся на южной окраине древней платформы в позднепротерозойское (рифейское) время. По сравнению с породами фундамента степень дислоцированности и метаморфизма (преимущественно динамометаморфизма) отложений переходного комплекса - умеренная и слабая, она уменьшается снизу-вверх и более выражена внутри и вблизи разломных зон.

4 В состав переходного комплекса входят отложения среднего-позднего палеозоя, а также мезозойские породы от триаса до средней юры. Стратиграфический интервал отложений переходного комплекса не является постоянным и варьирует в зависимости от особенностей тектонического развития отдельных блоков Скифской плиты. Вне

зависимости от этого к плитному чехлу относятся отложения позднего мезозоя (J3)-кайнозоя. Именно с этого времени на большей части территории установились относительно спокойные в тектоническом отношении платформенные условия. При этом следует отметить, что южная окраина платформы испытывала более поздние тектонические деформации в связи с орогенезом на Кавказе, а центральная и восточная области вовлекались в поднятия с небольшими скоростями (12 м/млн. лет).

5 Плитный чехол области изучения представлен карбонатными и терригенными отложениями верхней юры-мела, а также преимущественно терригенными отложениями кайнозоя. Он разделен основными поверхностями несогласия на семь комплексов: верхнеюрский, меловой, палеоцен-эоценовый, майкопский, нижне-среднемиоценовый, верхнемиоцен-плиоценовый и четвертичный.

6 Наиболее высокие скорости погружения в Восточно-Кубанском бассейне отмечаются в позднеюрское время. В мелу погружение замедляется и вплоть до современного этапа проявляется устойчивый тренд постепенного нарастания скоростей погружения.

7 Выделяемые четыре области устойчивого погружения - бассейны осадконакопления (Каркинитский, Индоло-Кубанский, Восточно-Кубанский и Терско-Каспийский) характеризуются уникальной эволюцией, которая проявляется в различиях тектонического режима и скоростей осадконакопления, что позволяет выделить основные депоцентры осадконакопления на каждом этапе их формирования и эволюции. Особенности эволюции бассейнов способствовали формированию благоприятных условий для развития в них углеводородных систем, что связано с выдержанным погружением осадочных комплексов и образованием структурного плана, способствующему значительному оттоку УВ к окраиным частям бассейна и пограничным территориям, занимающим приподнятое положение.

8 Вариации скоростей погружения бассейнов на разных этапах их развития оказали критическое влияние на реализацию нефтегазоматеринскими толщами их генерационного потенциала.

ГЛАВА 4. ГЕНЕРАЦИОННО - АККУМУЛЯЦИОННЫЕ УГЛЕВОДОРОДНЫЕ СИСТЕМЫ ЧЕРНОМОРСКО- КАСПИЙСКОГО РЕГИОНА

4.1 Элементы ГАУС и исходные данные для моделирования

Для оценки и прогноза перспектив нефтегазоносности изучаемой территории применялись методические приемы и технологии, базирующиеся на концепции, изложенной в работах Л. Магуна с соавторами, включая технологию численного моделирования генерационно-аккумуляционных систем. Под термином - генерационно-аккумуляционная углеводородная система (ГАУС) - понимается совокупность динамического взаимодействия элементов (НГМТ, коллектор, покрышка) и процессов (формирование ловушек, генерация, миграция, аккумуляция) в масштабе геологического времени. Процессы в ГАУС протекают во времени и пространстве таким образом, чтобы ОВ, изначально содержащееся в НГМТ, смогло обеспечить формирование залежей УВ. Геолого-геофизическая и геохимическая информация анализировалась с позиций концепции с целью выявления потенциальных ГАУС в осадочном разрезе, изучения их элементов, подготовки входных данных для последующего пространственно-временного моделирования процессов и проверки выработанных гипотез.

Результаты изучения отдельных элементов углеводородных систем представлены в работах О.К. Баженовой, С.И. Горлова, А.Н. Дьяконова, И.П. Жабрева, О.О. Лукановой,

B.Ю. Керимова, С.Т. Короткова, Ю.А. Косыгина, В.Л. Крипиневича, Н.Е. Митина, М.В. Муратова, Д.В. Надежкина, В.П. Пекло, М.Р. Пустыльникова, Б.В. Сенина, О.В. Скрипнюк,

C.Ф. Сидоренко, В.Е. Хаина, А.Н. Шарданова, Н.Ш. Яндарбиева и многих других ученых.

На основе проведенного бассейнового анализа, информации о вещественном составе отложений осадочного чехла и геохимических характеристиках разреза, его фактической нефтегазоносности были выделены элементы потенциальных ГАУС - нефтегазоматеринские толщи, проницаемые породы и флюидоупоры.

Бассейны Черноморско-Каспийского региона, как и все бассейны складчатых областей, характеризуются рядом общих черт нефтегазообразования, связанных с условиями образования и реализации нефтегазоматеринского потенциала, а также обусловленных историей их геологического развития. Для них, в частности, характерно:

- резкое преобладание алевритово-глинистых НГМТ пород и сравнительно незначительная доля карбонатов;

- большие мощности (до 3 км) главных НГМТ толщ - нижне-среднеюрской и олигоцен-миоценовой;

- огромные массы исходной биопродукции;

- повсеместное присутствие терригенного ОВ (кероген III типа). Влияние высшей растительности проявляется даже в относительно глубоководных осадках. Отсюда и отсутствие, собственно, доманикитов, хотя доманикитовые концентрации ОВ отмечаются в ряде горизонтов. Следствием присутствия керогена III типа является также повышенный газогенерационный потенциал;

- значительные глубины бассейна седиментации, обусловившие длительное нахождение ОВ в водной колонне, способствовали, с одной стороны, его биологической и физико-химической деградации, с другой - образованию органоминеральных агрегатов, сохранявших лабильные компоненты ОВ;

- относительно низкая дифференциация гранулометрической приуроченности ОВ: модальные значения концентраций ОВ в аргиллитах, алевролитах и даже песчаниках близки;

- динамика вод и сложная морфология дна бассейна обусловили формирование неустойчивых окислительно-восстановительных обстановок в осадке и как следствие - большие диагенетические потери ОВ и крайне неравномерный (пятнистый) характер распределения ОВ и величин НГМ потенциала в пределах одновозрастных горизонтов.

В работе [Баженова, Фадеева, Никишин и др., 2006] выполнено обобщение материалов по геохимии органического вещества мезокайнозойских осадочных образований Кавказско-Скифского региона. Основные выводы, сделанные в исследовании, подтверждаются и уточняются более поздними исследованиями, выполненными для отдельных регионов Западного и Восточного Предкавказья (Колесниченко, Луканова, Скипнюк, Дистанова, Суслова, Фадеева и др.). Собранная база данных результатов изучения ОВ пород, включающая 940 объектов, представлена на рисунке (4.1.1)

Рисунок 4.1.1 - Схема расположения пунктов изучения органического вещества отложений

плитного чехла

Результаты анализа опубликованных материалов и базы данных позволяют выделить следующие регионально нефтегазоматеринские толщи:

- нижняя-средняя юра - мощная (от 1 до 4 км) толща темноцветных аргиллитов и глинистых алевролитов, содержащая кероген II/III типа (в средней юре - преимущественно III типа). Степень преобразованности ОВ сильно варьирует (МК2^ЛК) (здесь и далее данные по зрелости даны на основании изучения образцов по опубликованным и собственным данным) как между осадочными бассейнами, так и в пределах одного бассейна, например, Терско-Каспийского. Содержание Сорг. находится в интервале от 0,02 до 5,00 %, достигая 4^10 % в отдельных прослоях, но в среднем составляет 1^3%. Максимальные значения остаточного потенциала органического вещества составляют 16 мг УВ/г Сорг.;

- нижний мел - барремские, аптские и альбские глины, глинистые известняки, (мощности - от десятков до сотен метров), степень преобразованности ОВ соответствует стадии МК^ЛК, кероген - II/III типа, содержание ОВ изменяется от 0,1 до 3% и в среднем составляет 1,8 %. Наиболее высокие содержания ОВ связаны с аргиллитами альба;

- эоцен (кумская свита): мергели, известковистые глины, содержание Сорг. - от 0,6 до 11,5 %, среднее - 3,3 %, кероген - преимущественно II типа, градация катагенеза - ПК2^МК4;

- олигоцен - миоцен (майкопская серия) - мощная толща темноцветных глинистых алевролитов с прослоями песчаников и олистостромовых горизонтов мощностью от 0,1 до 4,0 км. Градации катагенеза - ПК^МК4, кероген - II/III типа, содержание Сорг. - от 0,1 до 18,0 %. Величины генерационного потенциала (S1+S2) варьируют от 0,7 до 127,3 мг УВ/г породы. Водородный индекс (HI) изменяется от 110 до 680 мг УВ/г Сорг. [Баженова, Фадеева, Никишин и

др., 2006].

Кроме региональных выделены следующие локальные НГМТ:

- верхняя юра представлена терригенно-карбонатной толщей келловея и тёмно-серыми известняками оксфордского яруса мощностью до 700 м. Содержание Сорг. изменяется от 0,08 до 2,50 %. Кероген соответствует II типу, градация катагенеза - стадии МК2^ЛК;

- верхний мел (сеноман - турон) распространён досточно локально. Хотя в последнее время появляется все больше работ, демонстрирующих более широкое распространения этих отложений в пределах Западного Предкавакзья, Кавказа и Крыма. Отложения представлены мергелями, терригенно-карбонатными породами мощностью несколько десятков метров. Породы содержат кероген II/III типа и Сорг. от 0,01 до 10,00 %.

Локально распространенные НГМТ верхней юры и верхнего мела в моделировании не учитывались. При этом, основываясь на результатах палеогеографических реконструкций, прогнозируется потенциальная НГМ (которая может иметь региональное распространение) в отложениях миоцена.

Для выделения резервуарных толщ использовалась доступная информация о нефтегазонасыщении осадочного разреза - месторождения и нефтегазопроявления. Для этого была составлена соответствующая база данных признаков нефтегазоносности (раздел 4.2, рисунок 4.2.1). Опираясь на эту информацию, а также принимая во внимание выполненные палеогеографические реконструкции для каждого осадочного бассейна были определены наиболее значимые проницаемые толщи и флюидоупоры (таблица 4.1). Среди региональных закономерностей следует отметить распространение преимущественно терригенных резервуарных толщ в отложениях нижнего мела, карбонатных - верхнего. В верхней юре карбонатные резервуары развиты преимущественно в западном Предкавказье, терригенные - в Восточном.

Также по имеющимся данным установлено, что в пределах изучаемого региона отсутствуют регионально распространенные флюидоупоры, что отмечается многими исследователями (Скрипнюк, Папоротная, Яндарбиев и др.).

Таблица 4.1 - Элементы и состав отложений ГАУС изучаемых бассейнов

Терско-Каспийский бассейн

Углеводородная система Элементы Отложения Состав

Флюидоупор Нижний мел (апт-альб) Тонкозернистые терригенные

Юрская ГАУС Коллектор Верхняя юра, Нижний мел (до апта) Грубозернистые терригенные

НГМТ Средняя юра Глины

Флюидоупор палеоцен, эоцен (кумская, Терригенные глинистые,

белоглинская свиты) глинисто-карбонатные

Меловая ГАУС Коллектор Верхний мел, палеоген (терригенный) Карбонаты (верхний мел), терригенные грубозернистые

НГМТ Нижний мел (апт-альб) Глины

Флюидоупор Нижний майкоп Терригенные глинистые

Палеогеновая ГАУС Коллектор Кумская, белоглинская свиты Мергели, плитчатые известняки (трещинные)

НГМТ Эоцен (кумская свита) Битуминозные мергели, глины

Флюидоупор Нижний миоцен глинистые

Коллектор Олигоцен, хадум Алевролиты, песчаники

Майкопская ГАУС (нетрадиционные) (олигоцен), сланцы

НГМТ хадум глины

Миоценовая ГАУС (предполагаемая) Флюидоупор Сармат, плиоцен Глины

Коллектор Караган, чокрак Песчаники (караган), карбонаты

НГМТ Тархан? Нижний миоцен? Глины

Индоло-Кубанский бассейн

Углеводородная система Элементы Отложения Состав

Юрская ГАУС Флюидоупор Нижний мел (апт-альб) Тонкозернистые терригенные

Коллектор Верхняя юра, Нижний мел (до апта) Карбонаты (верхняя юра), грубозернистые терригенные

НГМТ Средняя юра глины

Меловая ГАУС Флюидоупор палеоцен, эоцен (кумская, белоглинская свиты) Терригенные глинистые, глинисто-карбонатные

Коллектор Верхний мел, палеоген (терригенный) Карбонаты (верхний мел), терригенные грубозернистые

НГМТ Нижний мел (апт-альб) Глины

Палеогеновая ГАУС Флюидоупор Нижний майкоп Терригенные глинистые

Коллектор Верхний эоцен Терригено-Карбонатные

НГМТ Эоцен (кумская свита) Битуминозные мергели, глины

Майкопская ГАУС Флюидоупор Нижний миоцен глинистые

Коллектор Олигоцен Алевролиты, песчаники

НГМТ Нижний майкоп глины

Миоценовая ГАУС (предполагаемая) Флюидоупор Сармат, плиоцен Глины

Коллектор Караган, чокрак Песчаники (караган), карбонаты

НГМТ Тархан? Нижний миоцен? Глины

Восточно-Кубанский бассейн

Углеводородная система Элементы Отложения Состав

Юрская ГАУС Флюидоупор Нижний мел (апт-альб) Тонкозернистые терригенные

Коллектор Верхняя юра, Нижний мел (до апта) Карбонаты (верхняя юра), грубозернистые терригенные

НГМТ Средняя юра глины

Меловая ГАУС Флюидоупор палеоцен, эоцен (кумская, белоглинская свиты) Терригенные глинистые, глинисто-карбонатные

Коллектор Верхний мел, палеоген (терригенный) Карбонаты (верхний мел), терригенные грубозернистые

НГМТ Нижний мел (апт-альб) Глины

Палеогеновая ГАУС Флюидоупор Нижний майкоп Терригенные глинистые

Коллектор Верхний эоцен Терригенно -Карбонатные

НГМТ Эоцен (кумская свита) Битуминозные мергели, глины

Майкопская ГАУС Флюидоупор Нижний миоцен глинистые

Коллектор Олигоцен Алевролиты, песчаники

НГМТ Нижний майкоп глины

Каркинитский бассейн

Углеводородная система Элементы Отложения Состав

Меловая ГАУС Флюидоупор палеоцен, эоцен (кумская, белоглинская свиты) Терригенные глинистые, глинисто-карбонатные

Коллектор Верхний мел, палеоген (терригенный) Карбонаты (верхний мел), терригенные грубозернистые

НГМТ Нижний мел (апт-альб) Глины

Палеогеновая ГАУС Флюидоупор Нижний майкоп Терригенные глинистые

Коллектор Верхний эоцен Карбонатные

НГМТ Эоцен (кумская свита) Битуминозные мергели, глины

Майкопская ГАУС Флюидоупор Нижний миоцен глинистые

Коллектор Олигоцен Алевролиты, песчаники

НГМТ Нижний майкоп глины

Обобщенный график распределения элементов генерацинно-аккмуляционых углеводородных систем приведен в таблице 4.2. Наиболее близким распределением элементов ГАУС по стратиграфическим уровням характеризуются Индоло-Кубанский и Терско-Каспийский бассейны. Для Каркинитского бассейна отмечается наиболее узкий стратиграфический диапазон распространения ГАУС.

Таблица 4.2 - Элементы ГАУС изучаемых бассейнов

Терско-Каспийский бассейн

Мезозой Кайнозой ЭРА

Юрский Меловой Палеоген Неоген ПЕРИОД

ранний средний поздний ранний поздний Палеоцен Эоцен Олигоцен Миоцен Плиоцен ОТДЕЛ

НГМТ

1 ■ КОЛЛЕКТОРЫ

ФЛЮИДОУПОРЫ

Индоло-Кубанский бассейн

Мезозой Кайнозой ЭРА

Юрский Меловой Палеоген Неоген ПЕРИОД

ранний средний поздний ранний поздний Палеоцен Эоцен Олигоцен Миоцен Плиоцен ОТДЕЛ

НГМТ

1 ■ КОЛЛЕКТОРЫ

ФЛЮИДОУПОРЫ

Восточно-Кубанский бассейн

Мезозой Кайнозой ЭРА