Литологические признаки тектонических деформаций

Осадочные бассейны, седиментационные и постседиментационные процессы в геологической истории
ЛИТОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ ТЕКТОНИЧЕСКИХ ДЕФОРМАЦИЙ
КАРБОНАТНЫХ ПОРОД АДАКСКОЙ ПЛОЩАДИ (ГРЯДА ЧЕРНЫШЕВА)
Т.В. Майдль, И.И. Даньщикова
Институт геологии Коми НЦ УрО РАН, Сыктывкар,
[email protected]; [email protected]
Гряда Чернышева (рис. 1) представляет собой сложную веерообразную структуру
поп-ап во фронте Косью-Роговской пластины, сформированную в результате послойного
срыва по верхнеордовикским соленосным отложениям. У поверхности этот срыв выражен
дугообразными в плане Западно-Чернышевским взбросо-надвигом и встречно падающим
Восточно-Чернышевским ретронадвигом (Юдин, 1985, 1994).
Центральная часть поднятия Чернышева имеет сложное строение. Тальбейский и ШарьюЗаостренский блоки (чешуи) характеризуются в осевых зонах крупными одноименными
синклиналями, выполненными образованиями орогенного комплекса, и обрамлены по краям
антиклинальными дизпликатами из интенсивно смятых палеозойских карбонатных пород
(Данилов и др., 2011). Северная центриклиналь Шарью-Заостренской и южная Тальбейской
синклинали приурочены к наиболее узкой зоне в области интенсивных дислокаций
поднятия Чернышева, известной как «Адакская чешуя» (Тимонин, 1975). Это зона на ряде
современных тектонических схем выделяется как самостоятельный тектонический элемент
II порядка «Адакский блок» (Острижный, 1999) или «Адакская складчато-надвиговая зона»
(Государственная…, 2003).
Согласно
современным
представлениям,
центральная
часть
поднятия
Чернышева
представляет
сочетание крупных тектонических пластин
противоположной вергентности. Пластины
сформированы надвиговыми дислокациями,
на глубине сходящимися к единой
поверхности скольжения, приуроченной
к
верхнеордовикским
эвапоритовым
отложениям
(Юдин,
1985,
1994).
Фронтальные зоны пластин интенсивно
дислоцированы и формируют многообразие
чешуйчато-складчатых приповерхностных
структур (Данилов и др., 2011).
Выявление
связанных
с
процессами растяжения зон повышенной
проницаемости на закрытых территориях
является одним из важнейших вопросов
при поисках и разведке месторождений
углеводородов. Существенную помощь при
его решении могут дать исследования керна,
Рис. 1. Обзорная карта района исследований (фрагмент
геологической карты масштаба 1:1 000 000). направленные на выявление признаков,
Треугольником обозначено положение скважин 1, позволяющих диагностировать характер
тектонических процессов.
2-Адакские
205
VII Всероссийское литологическое совещание 28-31 октября 2013
Как известно, зоны тектонического сжатия (надвиги и взбросы) и растяжения
характеризуются различным набором вторичных преобразований пород. Так, например, в зонах
сжатия по мере возрастания его интенсивности формируются различные формы будинажа
(от эмбрионального до линзовидного), складки волочения, брекчии трения, катаклазиты и
милониты. Последние характерны для зон интенсивного разрушения, особенно по плоскостям
надвигов и взбросов. В известняках происходит брекчирование, возрастает количество сутур
и стилолитов, наблюдается перекристаллизация с увеличением размера зерен, уменьшается
пористость, возрастает количество межзерновых контактов. В зернах минералов появляются
разрывы сплошности, волнистое угасание, двойники скольжения, в милонитах формируется
типичная сланцеватость «тектонического течения» (Сергеева, 2004; Казанцева, 2008).
Зоны разрывов (сдвиги и сбросы) также характеризуются определенным набором общих
и специфических литологических признаков. Общими являются: микросбросы и системы
микросбросов, микровзбросы и системы микровзбросов, горизонтальные зеркала скольжения,
проявления прожилковой и выполняющей трещины отрыва минерализации: баритовой,
целестиновой, пиритовой, кальцитовой. Микровзбросы, системы микровзбросов, сутурные
швы и микроскладки волочения локализуются в локальных зонах сжатия. Микросбросы и их
системы возникают в локальных зонах растяжения, горизонтальные зеркала скольжения — в
осевых частях магистральных нарушений (швах) сдвигов, зоны рассланцовывания — в областях
между швами сдвигов. Проявления признаков могут быть как единичными для небольших
или малоамплитудных сдвиговых нарушений, так и многочисленными (интенсивными) для
крупных сдвигов (Игнатов и др., 2011). Закономерности распределения основных тектонических
признаков в сдвиговых нарушениях представлены в таблице.
Характеристика признаков тектонических нарушений. Составлена с использованием данных
(Сергеева, 2004) и (Игнатов и др., 2011)
Зоны сжатия (надвиги и взбросы)
Перекристаллизация с
увеличением размеров зерен
(собирательная рекристаллизация).
Увеличиваются твердость,
уменьшается пористость
(мраморизация), возрастает
количество контактов и взаимное
растворение зерен. Происходит
вынос вещества из внутренних зон
сжатия и переотложение его во
внешни зонах. В микрозернистых
и битуминозных известняках
происходит брекчирование,
возрастает количество сутуров
и стилолитов. Характерно
двойникование зерен кальцита
Зоны разрывов (сдвиги и сбросы)
Общие признаки:
микросбросы и системы
микросбросов; микровзбросы
и системы микровзбросов;
горизонтальные зеркала скольжения;
проявления прожилковой вторичной
минерализации: баритовой,
целестиновой, пиритовой,
кальцитовой.
Микровзбросы, системы
микровзбросов, сутурные швы
и микроскладки волочения – в
локальных зонах сжатия.
Микросбросы и их системы
возникают в локальных зонах
растяжения, горизонтальные зеркала
скольжения – в осевых частях
магистральных нарушений (швах)
сдвигов, зоны рассланцевания – в
областях между швами сдвигов.
Трещины отрыва часто выполнены
вторичной кальцитовой, пиритовой
или барит-целестиновой
минерализацией
Характерные для
сдвигиов:
сопряженные продольные
и косые сколы зоны
рассланцевания;
вертикальные сутурные
швы; тектонические
брекчии; микроскладки
волочения
Характерные для
сбросов:
трещины отрыва;
субвертикальные зеркала
скольжения; проявления
древнего карста.
Изучение проявления тектонических признаков проводилось по керну скв. 1
и 2-Адакские, которыми в Тальбейской пластине под четвертичными отложениями
вскрыты: нижнекаменноугольные карбонатные отложения; верхнедевонские рифогенные
и надрифогенные отложения; глубоко эродированные на этапе предтиманского размыва
206
Осадочные бассейны, седиментационные и постседиментационные процессы в геологической истории
Рис. 2. Серия стилолитов в доломите с
линзами кварцина (седъельский горизонт, S1)
Рис. 3. Известняк с текстурой блокового будинажа,
обусловленной наличием крупных обломков доломита в
глинистом доломите (филиппъельский горизонт, S1)
нижнедевонско-верхнеордовикские карбонатные отложения
(до подошвы салюкинского горизонта); верхнеордовикские
брекчированные
карбонатно-сульфатно-галогенные
толщи
(малотавротинская свита). Поднадвиговые верхнедевонские
депрессионные толщи на контакте с соленосными отложениями,
представляющими собой постель аллохтонной пластины,
интенсивно деформированы. Ниже залегают те же карбонатные
отложения, что и в аллохтонном блоке: нижнедевонские и
силурийские (Данилов и др., 2011).
В исследованных нами ордовикско-нижнедевонских
отложениях интенсивность проявления дислокаций в керне
определяется как вещественным, так и тектоническим строением
разреза. Они более выражены в толщах переслаивания
карбонатных, сульфатных и/или глинистых пород (будинаж,
микроскладчатость,
перекристаллизация,
доломитизация,
стилолиты, трещины скола, брекчирование, кластогенез,
микститы) и менее — в более однородном разрезе.
Стилолитизация характерна для всего разреза, но
наиболее насыщены стилолитами и сутурами карбонатные
породы седъельского горизонта нижнего силура. Стилолиты
мелкозубчатые, ветвящиеся, расположение швов относительно
напластования пород меняется от субвертикального до
горизонтального. На поверхностях стилолитовых швов, помимо
концентрации обломочных компонентов породы, отмечаются
новообразованные слюды, барит, пирит, никелистое железо; в
пограничных зонах отмечаются зоны окремнения, микронные
выделения латуни и олова, галит, гидроксиды и водные сульфаты
магния (рис. 2).
Широко распространены также «обломочно-комковатые»
текстуры эмбрианального и блокового будинажа, которые
преобладают в нижнесилурийских отложениях. Обломки
неокатанные, угловатые, чаще удлиненно-вытянутые. Их размеры
варьируют от 9 до 2 см (в среднем 2,5 см) (рис. 3). Направленное
давление способствует образованию и брекчий трения
(тектонические брекчии), локализованных преимущественно в
довольно жестких породах при малом количестве пластического
Рис. 4. Тектонические
брекчии и складки волочения материала либо его полном отсутствии. Они состоят из обломков
в керне соленосной толщи
пород обычно угловатой формы, сцементированных литокластами
малотавротинского
и кристаллокластами значительно меньшей размерности. В
горизонта (О3)
207
VII Всероссийское литологическое совещание 28-31 октября 2013
зонах тектонических нарушений, образованных
односторонним давлением, такие породы встречаются
довольно часто. Брекчирование пород отмечается
интервалами по всему разрезу, оно наиболее типично
для пограничных отложений карбонатной салюкинской
свиты и соленосной пачки сульфатно-карбонатной
малотавротинской свиты верхнего ордовика. Нередко
в этом же интервале наблюдаются микроскладки
волочения, обычные для некомпетентных пород
вблизи субпослойных срывов (рис. 4); катаклазиты
и милониты, также характерные для зон дробления,
особенно для плоскостей надвигов и взбросов (рис. 5,
Рис. 5. Катаклаз и сланцеватость в
6). В породах нижнего силура (филиппъельский
брекчиевой толще овинпармского
горизонта (D1)
горизонт) и верхнего ордовика (салюкинская свита)
часто отмечаются микровзбросы (рис. 7). В зонах
локального растяжения трещины в породах обычно
заполнены минеральными новообразованиями. В
зонах миграции флюидов может также активно
развиваться выщелачивание, формирующее каверны
и каналы (рис. 4). Этот процесс хорошо проявлен в
отложениях верхнего ордовика (малотавротинский
горизонт) и нижнего девона (лохковский ярус).
Породы здесь интенсивно трещиноваты, развиты
макро- и микротрещины, распределение которых
весьма
неравномерно.
Наблюдаются
поры
и
каверны выщелачивания, частично или полностью
Рис. 6. Катаклаз и милонизация
заполненные
новообразованными
минералами
в карбонатно-сульфатной толще
(в основном кальцитом) или нефтью. В прослоях
малотавротинского горизонта (О3)
брекчий отмечаются аутигенные целестин, барит,
галит, ангидрит, гипс, встречены микронные зерна
самородного никеля. В толще малотавротинской свиты
широко представлен палеокарст.
Процессы окремнения развиты в породах
верхнего и нижнего силура, но более характерны для
нижнедевонских отложений. Эти процессы выражены в
виде различных мелких стяжений, линз и линзовидных
пропластков (рис. 2). Интенсивное окремнение
наблюдается, как правило, или выше крупных залежей
нефти, или в пределах самих выдержанных нефтяных
пластов, лишая их пористости.
Таким образом, в рассматриваемом районе
поднятия Чернышева отмечаются как процессы
сжатия, так и локального растяжения в сместителях Рис. 7. Фрагмент взброса в аргиллитах и
доломитах салюкинской свиты (О3)
сдвигов. Стресс обусловил такие изменения, как
перекристаллизация, стилолитизация, брекчирование.
Об условиях растяжения в процессе дезинтеграции
пород вблизи сместителя свидетельствует развитие трещин, пористых брекчий, процессы
выщелачивания и окремнения. В сместителях сдвигов и надвигов все они могут создавать
зоны повышенной проницаемости, разгерметизирующие аллохтонные структурные
ловушки углеводородов. Исключение могут составлять участки сместителей, выполненные
пластичными позднеордовикскими солями. В связи с этим наиболее перспективными, видимо,
следует считать поднадвиговые структуры, выявленные под Западно-Чернышевским надвигом
и Восточно-Чернышевским ретронадвигом.
208
Осадочные бассейны, седиментационные и постседиментационные процессы в геологической истории
Работа выполнена при поддержке программы фундаментальных исследований УрО РАН,
проект УрО РАН № 12-5-6-012-АРКТИКА «Формирование углеводородных систем в толщах
верхнего палеозоя в арктическом районе Тимано-Печорского нефтегазоносного бассейна».
Литература
Государственная геологическая карта Российской Федерации масштаба 1:200 000 (издание второе).
Серия Полярно-Уральская. Листы Q-40-XVII-XVIII. СПб., 2003.
Игнатов П.А., Новиков К.В., Бушков К.Ю., Толстов А.В. Реконструкция кинематики
разломов на закрытых территориях по данным анализа микронарушений в керне // Известия
вузов. Геология и разведка. 2011. № 3. С. 55–60.
Казанцева Т.Т. Эволюция природных деформационных структур. От будин к нанокристаллам //
Геологический сборник. № 7. Уфа: ИГ УНЦ РАН, 2008. С. 44–53.
Острижный М.Ю. Оценка перспектив нефтегазоносности Приполярных районов Предуральского
краевого прогиба по комплексу геолого-геофизических данных: Автореф. дисс. на соискание степени
кандидата геолого-минералогических наук. М., 1999. 27 с.
Данилов В.Н., Иванов В.В., Гудельман А.А. и др. Перспективы нефтегазоносности центральной
части поднятия Чернышева по результатам геологоразведочных работ на Адакской площади // электр.
науч. журн. Нефтегазовая геология. Теория и практика. 2011. Т. 6, № 2. С. 1–30.
Сергеева Э.И. Эпигенез осадочных пород. СПб.: Изд-во СПб. ун-та, 2004. 152 с.
Тимонин Н.И. Тектоника гряды Чернышева. Л.: Наука, 1975. 130 с.
Юдин В.В. Послойные срывы в чехле востока Печорской плиты — возможный объект поиска
углеводородов // Печорский нефтегазоносный бассейн (Труды Института геологии Коми ФАН СССР,
вып. 52). Сыктывкар, 1985. С. 38–45.
Юдин В.В. Орогенез севера Урала и Пай-Хоя. Екатеринбург: УИФ Наука, 1994. 285 с.
209