Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Геологическое строение майкопских отложений Каспийского сектора восточного Паратетиса по результатам сейсмостратиграфических исследований

ВАК РФ 25.00.01, Общая и региональная геология

Автореферат диссертации по теме "Геологическое строение майкопских отложений Каспийского сектора восточного Паратетиса по результатам сейсмостратиграфических исследований"

/ ,

На правах рукописи

Патина Ирина Станиславовна

ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ МАИКОПСКИХ ОТЛОЖЕНИИ КАСПИЙСКОГО СЕКТОРА ВОСТОЧНОГО^ІАРАТЕТИСА ПО РЕЗУЛЬТАТАМ СЕЙСМОСТРАТИГРАФИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Специальность 25.00.01 - Общая и региональная геология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

г ч моя 2013

005540452

Москва-2013

005540452

Работа выполнена в

Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Геологическом институте Российской Академии Наук

Научный руководитель:

доктор геолого-минералогических наук Волож Юрий Абрамович

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук Кузнецов Николай Борисович

доктор геолого-минералогических наук Хортов Алексей Владимирович

Ведущая организация:

Государственное федеральное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт геофизических методов разведки»

Защита состоится 19 декабря 2013 г. в 14.30 часов на заседании диссертационного совета Д 002.215.01 при ГИН РАН. Адрес: 119017 Москва, Пыжевский пер., 7, ГИН РАН. Факс: +7(495)951-04-43; e-mail: gin@ginras.ru

С диссертацией можно ознакомиться в отделении геологической литературы БЕН РАН по адресу: 119037 Москва, Старомонетный пер., 35, ИГЕМ РАН.

Автореферат разослан 18 ноября 2013 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 002.215.01

при Геологическом институте РАН II /.

доктор геолого-минералогических наук М.В. Лучицкая

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. В настоящее время Каспийский регион относится к числу наиболее изученных в геологическом плане российских морей. Вместе с тем, геолого-геофизическая изученность Каспия и его обрамления весьма неравномерна, а иногда и недостаточна, особенно в связи с развитием здесь морской нефтегазовой индустрии и появлением новых средств и методов исследований. Это относится в первую очередь к строению и истории формирования в регионе своеобразного комплекса олигоцен-нижнемиоценовых (майкопских) отложений. Анализ накопленных региональных сейсмических профилей показывает, что для повсеместно распространенных отложений майкопской серии Кавказско-Каспийского региона характерны многочисленные перерывы и несогласия, а также клиноформенные структуры. Геологическая история таких структур, их роль в формировании осадочного чехла и методология исследований клиноформ до сих пор остаются в сфере поиска и дискуссий. Это связано прежде всего с недостатком фактических данных, особенно в Каспийском регионе, где майкопский клиноформенный комплекс был детально исследован лишь в Восточном Предкавказье (Кунин и др., 1990; Косова, 1994), тогда как прилегающая акватория Каспия остается в этом плане практически не изученной. Попытка восполнить этот пробел и реконструировать структуру, распространение и геологическую историю майкопского комплекса в Каспийском регионе предпринята в данной работе с использованием современных методических подходов и средств.

Таким образом, актуальность проблемы, которой посвящена работа, определяется необходимостью получения новых данных и представлений об особенностях структуры и условиях формирования майкопской серии на восточной окраине Каспийского сектора Восточного Паратетиса.

Цели и задачи работы. Данная работа нацелена на комплексное региональное изучение олигоцен-нижнемиоценовых (майкопских) отложений, распространенных в основном в Среднем Каспии и его обрамлении. При этом решались следующие основные задачи:

• сейсмостратиграфический и секвенс-стратиграфический анализ майкопской серии в пределах региона;

• выявление особенностей локальной структуры, седиментогенеза и распределения клиноформ по площади бассейна;

• палеогеографическая реконструкция условий и хронологии осадконакопления в майкопском бассейне;

• оценка перспектив нефтегазоносное™ клиноформенных структур в регионе. Фактические материалы и методы. Основным источником фактической

информации являлись отобранные сейсмические профили из фондовых материалов ГИН РАН, «Лукойл», «Грознефтегеофизика» и других организаций. Отбирались региональные профили с выраженными признаками структуры майкопского клиноформенного комплекса, а также подстилающих и перекрывающих его толщ. Проанализированные профили общей протяженностью около 4000 км расположены в Среднем и Северном Каспии и прилегающих территориях. Материалы региональных сейсмических съемок MOB-2D разных лет обработаны и обобщены с использованием методов сейсмостратиграфии, палеогеографии, литологии и секвенс-стратиграфии. Кроме того в работе использованы данные буровых скважин в пределах акватории Каспийского моря и его обрамления. Все имеющиеся материалы были объединены в базу данных Are GIS.

Научная новизна. Впервые получены и обобщены на региональном уровне новые данные о формировании клиноформенных тел, их структуре и масштабе распространения в майкопских отложениях исследуемого региона. С использованием современных методов сейсмо- и секвенс-стратиграфии выявлены особенности локальной структуры и седиментогенеза клиноформенных толщ региона. Палеореконструкция разреза по

отражающим горизонтам позволила впервые выявить условия и хронологию формирования майкопской толщи в олигоцен-раннемиоценовое время и уточнить геологическую историю современного структурного плана исследуемой территории.

Практическая значимость. В пределах Среднего Каспия основное внимание нефтяников было обращено до сих пор на мезозойские комплексы, тогда как перспективы майкопской серии в море, несмотря на ее региональную нефтегазоносность в пределах Предкавказья, остаются до сих пор малоизученными. В этой связи полученные в работе результаты и выводы представляют интерес для прогноза углеводородного потенциала майкопских отложений Среднего Каспия, поскольку распространенные здесь клиноформы часто сопряжены с неструктурными ловушками нефти и газа.

Защищаемые положения и результаты:

1. Региональная структура майкопского комплекса Предкавказья и Среднего Каспия определяется крупными клиноформенными осадочными телами, что свидетельствует о сходных тектоно-седиментационных обстановках в регионе в олигоцен-раннемиоценовое время.

2. Расположение клиноформенных тел отражает поставку обломочного материала с двух основных направлений. Поступление осадков с северо-востока привело к формированию единого конуса в Среднем Каспии и Восточном Предкавказье. Снос материала с юго-востока определял формирование клиноформ в районе Казахского залива.

3. В Среднем Каспии и Восточном Предкавказье существовал обширный некомпенсированный мелководный бассейн, который в течение олигоцена заполнялся проградирующими клиноформенными телами и к миоценовому времени был полностью скомпенсирован осадками

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на семи конференциях и форумах: VII Международная конференции по проблеме нефтегазоносное™ Юга России, Черного, Азовского и Каспийского морей (Геленджик, 2010 г.); IV Международная конференции молодых ученых и студентов «Новые подходы и достижения в науках о Земле» (Баку, 2011); IV Яншинские чтения «Современные вопросы геологии» (Москва, 2011); XLIV тектоническое совещание «Осадочные бассейны и геологические предпосылки прогноза новых объектов, перспективных на нефть и газ» (Москва, 2012); Международная конференция Европейского геологического союза (Вена, 2012); Научная конференция секции палеонтологии МОИП и Московского отделения Палеонтологического общества при РАН Палеострат-2013 (Москва, 2013). Основные результаты работы докладывались на коллоквиумах лабораторий ИО РАН и ГИН РАН.

Публикации. По теме диссертации опубликованы 9 научных работ, из них 2 - в изданиях, рекомендуемых ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация стоит из введения, четырех глав с выводами в конце каждой главы, заключения, списка литературы из 112 наименований, содержит 47 рисунков. Общий объем работы - 125 страниц.

Благодарности. Работа выполнялась в ГИН РАН и ИОАН РАН им. П.П. Ширшова. В процессе работы над диссертацией мне помогали советами и консультациями сотрудники этих институтов: к.г.-м.н. М.П. Антипов, д.г.-м.н. М.А. Ахметьев, д.г.-м.н. В.Н. Беньямовский, к.г.-м.н. Ю.М. Берлин, к.г.-м.н. В.А. Быкадоров, к.г.-м.н. И.Е. Варшавская, к.г.-м.н. A.B. Егоров, к.г.-м.н. А. Забанбарк, Е.С. Курина, д.г.-м.н. Ю.А. Лаврушин, чл.-кор. РАН Л.И. Лобковский, к.г.-м.н. Л.Р. Мерклин, д.г.-м.н. C.B. Попов, к.г.-м.н. В.А. Путане, д.г.-м.н. Н.П. Чамов, д.г.-м.н., А.Е. Шлезингер. Благодарю всех за помощь и внимание, оказанное мне на разных этапах этой работы. Моя особая благодарность и признательность научному руководителю д.г.-м.н. Ю.А. Воложу за постоянное участие и помощь в подготовке диссертации.

Содержание работы

Глава 1. Осадочный чехол Каспийского региона и условия его формирования

1.1. Геолого-геофизическая изученность региона

Из обзора многочисленных работ о состоянии геолого-геофизической изученности Каспия следует, что по объему и масштабу выполненных исследований акватория Средне-Каспийского региона изучена в наименьшей степени по сравнению с прилегающей сушей и другими каспийскими регионами. По мнению ряда авторов (Глумов и др., 2004; Леонов, Волож, 2004; Гулиев и др., 2009), к числу нерешенных задач относятся развитие существующих моделей и представлений о строении осадочной толщи Каспийского моря (в частности Среднего Каспия) и закономерностях ее формирования по сравнению с аналогичными структурами прилегающей суши. Это особенно актуально в отношении майкопских отложений, комплексные региональные исследования которых в акватории Каспийского региона до сих пор не проводились.

1.2. Структура осадочного чехла и тектоническое районирование

В современном тектоническом плане Каспийское море как внутриконтинентальный реликт палеобассейна Восточного Паратетиса представляет собой крупную гетерогенную депрессию меридионального простирания. Каспийское море характеризуется гетерогенностью строения консолидированного основания и по поверхности фундамента разделяется на три основные блока (сегмента): Северный Каспий является южной частью Восточно-Европейской платформы, Средний Каспий - частью Скифско-Туранской плиты, а Южный Каспий (включая Южно-Каспийскую впадину) рассматривается в составе альпийской складчатой области (рис.1). Каждый из этих блоков характеризуется особенностями строения осадочного чехла, выявленными на прилегающей суше.

1.3. Литолого-стратиграфическая характеристика разреза

В работе дано краткое описание литологических и стратиграфических особенностей геологического разреза региона по литературным материалам. Фоновая сейсмостратиграфическая характеристика региона отражена на рис.2, из которого следует, что осадочный чехол Среднего Каспия подразделяется на три крупных структурных комплекса: палеозойское метаморфическое складчатое основание, прорванное палеозойскими интрузиями и переработанное более поздними дислокациями; частично дислоцированный пермско-триасовый доплитный комплекс и юрско-четвертичный плитный комплекс. Общая мощность осадочного чехла изменяется в пределах 10-16 км.

По опубликованным данным была проведена корреляция литолого-стратиграфических схем майкопских отложений на западном и восточном обрамлениях Среднего Каспия, которая показала однотипность их литологического состава с преобладанием глин, прослойками алевролитов и песчаников.

Анализ имеющих данных показывает повсеместность распространения майкопских отложений в Средне-Каспийском регионе и значительные колебания их мощности (от 50 до 2300 м). В структурном плане для майкопской серии в пределах Восточного Предкавказья характерно клиноформенное строение осадочной толщи. Прилегающая акватория Каспия остается в этом плане практически не изученной.

Рис. 1. Схема тектонического районирования Среднего Каспия и прилегающих территорий

(Волож и др., 2012)

Ссвсроалшсроиско-Келькорскиіі прогиб

ЮВ

1

Районы границы литйіого-стратиграфичсскік

\ нормальные сбросы комплексошорные отражающие горизонты

^ надвнпі

опорный ПрЄЛОЯТЯЮШИИ горизонт внутри осадочного чехла

Манычский прогиб

КРЯЖ КАРПИНСКОГО

Тгрско-Каспннгкин прогиб

ПІКИ

Ногайская пупсиь

Рис.2. Сейсмогеологический разрез Каспийского моря (Волож и др., 2012)

Глава 2. Сейсмостратиграфический анализ майкопских отложений

2.1. Районы и материалы работы

На рис.3 показано расположение сейсмических профилей М0В-20 и скважин, материалы анализа которых легли в основу данной работы. Районы исследования охватывают акваторию Среднего и Северного Каспия, Восточное Предкавказье и районы Мангышлака и Северного Устюрта. При просмотре сейсмических профилей для анализа отбирались те из них, на которых хорошо прочитывается структура не только клиноформенного комплекса, но и подстилающих и перекрывающих его толщ.

| Основной район исследований

Рис.3. Схема расположения исследованных региональных сейсмопрофилей и скважин Жирными красными линиями выделены ключевые профили.

2.2. Методы исследования

Клиноформенное строение и фациальная изменчивость майкопской серии предопределяют необходимость комплексной методологии исследования. В работе был использован широкий набор известных методов и подходов, включая: выявление и прослеживание локальных и региональных несогласий, выделение сейсмокомплексов и границ клиноформенных тел, палеореконструкции, построение хроностратиграфических и корреляционных литолого-стратиграфических схем и кривых колебаний относительного уровня моря. Помимо традиционных геолого-геофизических методов и приемов, в работе использованы относительно новые модификации секвенс-стратиграфии (Антипов и др.,

2005; Маргулис, 2008; СаШпеапи, 2006). Кроме того, для подтверждения возраста выделяемых сейсмических горизонтов были изучены данные по буровым скважинам в пределах исследованного региона. Комплексирование разных методов и подходов позволяет получить новые данные о строении осадочной толщи и изменчивости условий осадконакопления по площади комплекса. Это позволяет также уточнить и расширить современные представления о палеогеографии региона в олигоцен-миоценовое время.

2.3. Региональная сейсмостратиграфия осадочного чехла

Разрезы осадочного чехла в пределах исследованного региона достаточно четко дифференцированы по акустической жесткости. Как показано на примере изученных временных разрезов через Средний Каспий, в них выделяется ряд устойчивых отражающих горизонтов, являющихся маркирующими в пределах обширных территорий. К ним относятся сейсмические горизонты, приуроченные к кровле фундамента, подошве нижне-среднеюрских отложений, кровле верхнеюрских отложений, подошве нижнего мела, кровле палеоцен-эоцена и подошве плиоцена.

Анализ имеющихся литературных данных и сейсмических разрезов позволил установить сейсмостратиграфичексие особенности осадочного чехла в пределах Средне-Каспийского региона. Для майкопского комплекса построены структурные карты его подошвы и кровли. Показано, что он несогласно налегает на эоценовые структуры и представлен в основном клиноформенными сейсмофациями. Из карты на рис.4 видно, что мощность майкопского комплекса достигает максимальных значений (до 2000 м) в Терско-Каспийском прогибе и уменьшается к северу. Описание комплекса, анализ его строения и истории развития приведены в разделе 2.4.

Рис.4. Карта мощностей майкопского комплекса

2.4. Сейсмостратиграфическая модель майкопского клиноформенного комплекса

Среди известных моделей формирования осадочных структур все большее внимание в последнее время привлекают модели, в основе которых лежит анализ клиноформенной структуры осадочной толщи. Известны многие разновидности клиноформ в зависимости от конкретных ситуаций и условий седиментогенеза. Однако общим для них является формирование в условиях наклонного дна палеобассейнов и выклинивание при боковом наращивании осадочной толщи, что показано схематически на рис.5.

глинистые отложения

Рис.5. Строение и условия формирования клиноформ

В структуре клиноформенных седиментационных тел различаются три основные части с разными условиями их формирования:

1. ундоформа слагается из обломочного материала на мелководном шельфе;

2. ортоклиноформа накапливается в основном из пелитовых отложений с прослоями песчаников и алевролитов, формирующихся в условиях склоновой седиментации за кромкой шельфа;

3. фондоформа с преобладанием тонких глинистых осадков располагается в глубоководной области бассейна.

Формирование каждой клиноформы начинается трансгрессивной фазой седиментационного цикла, в течение которой происходит отложение терригенного материала.

Клиноформенный комплекс Предкавказья. Как отмечалось выше, майкопский сейсмокомплекс достаточно полно изучен в Восточном Предкавказье (Кунин и др., 1989; Косова, 1994). Результаты этих работ показали повсеместное развитие здесь мощных (до 2000 м) и протяженных (до 300 км) клиноформ западного, юго-западного и южного падения. Отметим при этом, что результаты и выводы этих исследований основаны на анализе профилей, которые проходят через прикаспийские территории и прерываются на побережье Среднего Каспия. Приведенные ниже наши материалы относятся к неизученной в этом отношении прилегающей акватории Каспийского региона.

Клиноформы Среднего Каспия. Из анализа имеющихся сейчас сейсмических данных есть основания утверждать, что клиноформы Предкавказья продолжаются в пределах акватории Каспийского моря и образуют с ними единую систему. На рис.3 показано расположение ключевых сейсмических профилей, которые были отобраны из

общей сети просмотренных разрезов и которые наиболее четко отображают структуру майкопского комплекса в Среднем Каспии. Для этих профилей была выполнена сейсмостратиграфическая корреляция отражающих горизонтов и их увязка с данными бурения скважин, что показано в качестве примера на двух профилях на рис.6 и 7. Другие исследованные профили характеризуются аналогичной волновой картиной.

На приведенных рисунках выделяются отдельные клиноформы разной мощности и глубины залегания, а также горизонты их перекрытия (кровли и подошвы) и области эрозии за счет размыва отложений. Эти и многие другие аналогичные профили, охватывающие основную акваторию Среднего Каспия, свидетельствуют о повсеместности развития в этом регионе майкопского клиноформенного комплекса. Мощности комплекса колеблются в пределах от первых десятков до 2000 тысяч метров, а протяженность отдельных клиноформ исчисляется сотнями километров.

Схема строении и история формирования комплекса. По результатам обобщения полученных данных о распространении, характере залегания и направлении выклинивания клиноформ на сейсмических разрезах по площади бассейна, была составлена сводная схема (рис.8), отражающая в плане строение и условия формирования майкопского клиноформенного комплекса на территории Средне-Каспийского региона и его обрамления. Как видно из схемы, в регионе сложились две системы майкопских клиноформ. Первая система образует обширный конус на территории Восточного Предкавказья и северной части Среднего Каспия. Основным источником осадочного материала здесь служила юго-восточная часть Прикаспийской впадины. Потоки осадков веерообразно распространялись с севера на юг и с северо-запада на юго-восток. Вторая система клиноформ начинается в районе Мангышлака и выклинивается в противоположном направлении в сторону Казахской депрессии с юго-востока на северо-запад. Область размыва располагалась, вероятно, в районе Туаркыра.

В качестве теоретического обобщения изложенных материалов на рис.9 изображены двухмерные модели майкопского клиноформенного сейсмокомплекса. Они выполнены по двум принципиальным сейсмостратиграфическим разрезам по линиям А-Б и В-Г, показанным на схеме рис.8. Как видно из рис.9, в строении комплекса участвуют три сейсмофации: 1) ундоформенные (шельфовые) средней мощности, 2) ортоформенные сейсмофации перегиба склона с максимальной мощностью и 3) фондоформенные дистальные маломощные. В начале формирования каждой клиноформы уровень моря опускался ниже бровки шельфа, и осадконакопление проходило только на склоне и в относительном глубоководье.

Для реконструкции условий осадкообразования в бассейне с участием клиноформ была построена сводная хроностратиграфическая модель, представленная на рис. 10. Она показывает, как в течение майкопского времени происходило изменение условий седиментации в бассейне: в начале майкопского времени большая часть территории была областью недокомпенсации и заполнялась маломощными депрессионными отложениями, а проградация клиноформ и заполнение бассейна обусловили увеличение доли шельфовой седиментации и ее преобладание к концу майкопского времени.

Для восстановления истории майкопского бассейна в данной работе были также выполнены секвенс-стратиграфические исследования по одному из ключевых сейсмическиих профилей, который показан на рис.7. На нем отчетливо прослеживается клиноформенная структура Майкопа, а также подстилающих и перекрывающих его толщ. На этом профиле клиноформенный комплекс залегает на эоценовых отложениях с несогласием по типу подошвенного прилегания, граница между майкопским и эоценовым комплексами проведена по региональному сейсмическому горизонту F. Клиноформы I-VI представлены здесь только своими фондоформными частями и не расчленяются, остальные же клиноформы (VII-XII) представлены ундоформенными, ортоформенными и фондоформенными частями, поэтому границы между ними проводятся достаточно

г !

Широтное поднятие

Рис.6.Сейсмостратиграфический профиль через Средний Каспий (сейсмический разрез из фондовых материалов «Лукойл») А - региональный сейсмостратиграфический горизонт подошвы плиоценового сейсмокомплекса

/■■ - региональный сейсмостратиграфический кровли палеоцен-эоценового сейсмокомплекса. Римскими цифрами обозначены номера клиноформ. Индексами обозначен возраст отложений.

Палеорусло-1

Терско-Каспийский прогиб

Песчаномысский свод

Рис.7. Сейсмостратиграфический профиль через Средний Каспий (сейсмический разрез из фондовых

Условные обозначения см. рис. 6

материалов «Лукойл»)

45°0'0"а. д.

I ■ Майкопские клиноформы Предкавказья (по Кососвой. 1994)

Клиноформы Предкавказья, заполняющие канал (по Кососаой. 1994) Г'тт Майкопские клиноформы северной части Среднего Каспия г-т- Майкопские клиноформы южной части Среднего Каспия

^ ^ зона соленовского размыва Л А Фронт предсарматских скаладчаты* деформаций зона отсутсвия майкопских отложений

-Сейсмические профили

51 "СО"*, д.

Области компенсированной седиментации (мелководный шельф)

__Области лавинной седиментации (погруженный шельф)

(______Области развития покровных сейсмофаиий некомпенсированной

"" седиментации (глубоководный шельф)

Рис. 8. Структурно-тектоническая схема формирования майкопского комплекса

Принципиальный хроностратиграфический разрез

Принципиальный хроностратиграфический разрез майкопского сейсмокомплекса (двумерная модель по по линии В-Г)

Сейсмок'елттгекс^ащащ^ ~ > Рвгиопрусы Восточного Пзраплиса Жмурский і!

- - - Майкопский (олигоцен-нижнемиоценовы^) сейсмоксщплекс -—-——-— Сакврвупьосий Караджалгинсши Калмыдой | Майкопская сери і Г* 1-І

Пшеюжик

Естопяпстои Йи

- Границы сейсмокомплексов

(и) Номер клиноформы | | Ундатема (область компенсированного осадконакопления)

fz-Z-.il Клиногема (область клиноформенного осадконакопления)

||[|| Фондотема (область некомпенсированного осадконакопления) | ' | Каналовые сейсмофации нижнего Майкопа

Рис. 9. Двухмерные модели майкопского сейсмокомплекса по линиям А-Б и В-Г (см. рис.8)

Сводная хроностратиграфическия колонка майкопского сейсмокомплекса

Шельфовые условия осадконакоппвния

Склоновые и глубоководные условия осадконакоппвния

Границы майкопскою сейсмокомплекса

Интервал разреза, подвергшийся эрозии в результате резкого падения уровня моря в соленовское время

Рис. 10. Сводная хроностратиграфическая модель майкопского сейсмокомплекса

уверенно. Выше залегают шельфовые части более молодых клиноформ майкопского комплекса. Тархан-сарматские отложения здесь практически размыты, однако в северной части профиля хорошо выражено несогласие между майкопскими и миоценовыми отложениями, что позволяет проводить границу между ними. В непосредственной близости от профиля пробурена скважина «Палеорусло-1», что позволяет подтвердить данные сейсмостратиграфического анализа результатами бурения.

Как видно из палеореконструкций на рис. 11, в олигоцене на территории Терско-Каспийского прогиба существовала шельфовая котловина глубиной 300-350 м, которая постепенно заполнялась системой клиноформенных тел. Депоцентр бассейна, расположенный в районе Терско-Каспийского прогиба, под весом мощных осадков ортоформенных частей клиноформ прогибался значительно сильнее, чем область глубоководной седиментации. Можно предполагать, что таким образом началось формирование относительного поднятия, которое в современной структуре выражено как Песчаномысско-Самурская седловина. Палеореконструкции показывают, что накопление майкопской толщи происходило в шельфовых условиях и компенсировалось тектоническим прогибанием дна. При этом образование Терско-Каспийской депрессии носит конседиментационный характер.

Секвенс-стратиграфические исследования, а именно построение кривых относительных колебаний уровня моря (рис.12) и хроностратиграфических схем (рис.13) показывают, что с начала майкопского времени происходило планомерное уменьшение площади аккомодационного пространства и проградация бровки шельфа.

Отдел

ті В' в» [т< о

Рис.11. Палеореконструкции по сейсмостратиграфическому профилю (рис.7) через Средний Каспий. Условные обозначения: 1- номера клиноформ в соответствии со схемой на рис.1 2 - границы клиноформ; 3 - граниг/ы трактов внутри клиноформ; 4 - депрессионные отложения хадума; 5 - уровень моря

Млн лет 350 300 250 200 150 100 50 0 -50 м I I I I I I I I I I I I I I I 1 I I I 11=

242526 -27. 28 J 29- 7

6

5

\ 4

3

3233- 2

1

высокий уровень моря низкий уровень моря

повышение изменения относительного уровня моря понижение—.

Рис.12. Кривая ОИУМ для олигоценового времени в Среднем Каспии по сейсмостратиграфическому профилю (рис.7)

Млн. лет

*•'•'.*■'.'. шельфовые (ундаформные) песчано-глинистые отложения склоновые (ортоформные) отложения относительно глубоководные (фондоформные) отложения [Л область развития конденсированных покровов в относительном глубоководье

I

область перерыва в осадконакоплении Цифрами и цветами обозначены олигоценовые клиноформы от древних к молодым

Рис.13. Хроностратиграфическая схема для олигоценового времени в Среднем Каспии по 1 сейсмостратиграфическому профилю (рис.7)

і

Погружение Терско-Каспийской депрессии обуславливает процесс наращивания шельфа и постепенное поднятие относительного уровня моря. Однако, на фоне общего повышения отмечаются кратковременные падения для каждой клиноформы, что связано с цикличностью колебаний относительного уровня моря.

Совокупность представленных в данной главе данных и выводов является обоснованием первых двух защищаемых в диссертации положений (см. Введение).

Глава 3. Палеогеографические исследования региона

В этой главе приведены результаты, полученные на основе объединения рассмотренных выше сейсмических материалов с данными стратиграфических, палеонтологических и литологических исследований керна и обнажений. В качестве палеогеографи ческой основы, на которую наносились наши данные, были использованы известные карты ряда авторов (Столяров, 1991; Попов и др., 2009; Беньямовский и др., 2013). В результате имеющиеся карты, отражающие ключевые этапы развития майокопского бассейна, были дополнены и изменены.

Ранний олигоцен. К началу формирования майкопских отложений в Средне-Каспийском регионе образовалась обширная некомпенсированная впадина глубиной 300400 м, которая заполнялась клиноформенными телами, дугообразно вытянутыми вдоль палеоберега на сотни километров. Палеогеографическая схема, иллюстрирующая развитие основных обстановок осадконакопления раннего олигоцена, представлена на рис.14. Терригенный материал поступал с двух направлений. С северо-запада на юго-восток осадки разносились по территории Восточного Предкавказья, а с юго-востока на северо-запад - по площади Мангышлакского полуострова и Среднего Каспия. В начале олигоцена относительно глубоководная часть (Терско-Каспийский прогиб) был значительно удален от основных источников сноса. В нем накапливались тонкие известковые илы (мощностью 4020 м и менее) с остатками планктонных фораминифер и батипелагических рыб (Щерба, 1993; Копп, Щерба, 1998).

направление сноса материала песчаники

область размыва отложений алевролиты

в конце пшехского времени

Глубины бассейна:

1 I >0 | | от0 до-100 | (от-100 до-300

-1 глины зноксические глины

Рис.14. Палеогеографическая карта Среднего Каспия и его обрамления для раннего

олигоцена

Ранний миоцен. Как видно из представленной на рис. 15 палеогеографической карты, к миоценовому времени площадь северного шельфа заметно сократилась по сравнению с олигоценом, но шельф оставался достаточно резко дифференцирован по глубинам. Осадконакопление в бассейне шло в условиях устойчивого, но не интенсивного прогибания. Терско-Каспийский прогиб в позднем олигоцене - начале миоцена в северной части был почти снивелирован осадками.

В настоящее время на большей части исследуемого региона (Песчаномысский свод, Северный Каспий, Терско-Каспийский прогиб) миоценовые отложения частично или полностью размыты предплиоценовой эрозией. На остальной территории они имеют нормально слоистый характер, представлены шельфовыми разностями и характеризуются на сейсмических профилях протяженными параллельными отражениями, что свидетельствует об относительной стабилизации тектонического режима, выравнивании скоростей прогибания и седиментации, и, как следствие, приводит к обмелению бассейна.

алевролиты аноксическив глины

Глубины бассейна: >0 | | от0до-100 | [от-100до-300 | |>-300

Рис.15. Палеогеграфическая карта Среднего Каспия и его обрамления для раннего миоцена

Таким образом в период накопления майкопской толщи бассейн Каспийского моря и его обрамление претерпевали значительные изменения. В начале олигоцена бассейн представлял собой обширную котловину на шельфе, не компенсированную осадконакоплением. В олигоценовое время впадина активно заполнялась клиноформенными проградирующими отложениями и к концу олигоцена была практически полностью нивелирована осадками. В миоценовое время почти вся территория представляла собой обширный неглубокий шельф, в пределах которого накапливались параллельно залегающие неглубоководные отложения.

Представленные в данной главе материалы и выводы являются обоснованием вынесенного на защиту положения 3 (см. Введение).

Глава 4. Состояние и перспективы нефтегазоносное™ комплекса

Несмотря на длительные исследования нефтегазоносности майкопских отложений (в том числе в Предкавказье), многие вопросы, связанные с оценкой нефтегазоносного потенциала этих отложений, особенно в акватории Средне-Каспийского региона, остаются нерешенными (Глумов и др., 2004).

Как было показано в главе 2, основную часть майкопских отложений в акватории Среднего Каспия составляют клиноформы, к которым часто тяготеют неструктурные ловушки нефти и газа. На рис.16 показано, что клиноформенные комплексы имеют два фациальных уровня концентрации терригенного материала, в которых возможна локализация потенциально продуктивных объектов: зона фондоформы (выклинивающаяся часть) и область ундаформы (шельфовая часть). Склоновая часть клиноформы, как правило, характеризуется преобладанием алевролито-глинистых фаций, тогда как на шельфе и в депрессионной зоне развиты различные по строению, размерам и морфологии песчаные тела.

Рис.16. Потенциальные участки накопления углеводородов в клиноформенных седиментационных структурах

Опираясь на приведенные выше данные и особенности локализации продуктивных участков в структуре клиноформ, на рис.17 приведена ориентировочная схема размещения перспективных нефтегазоносных площадей майкопской серии в пределах Среднего Каспия. Наилучшими коллекторскими свойствами обычно отличаются дистальные части шельфовых слоев клиноформ, расположенные рядом с бровкой шельфа. На схеме выделены участки пересечения бровок клиноформ и изогипс кровли майкопских комплексов, что в плане образует крупные зоны нефтегазонакопления.

Из приведенной схемы следует, что одной из наиболее благоприятных зон для формирования перспективных участков в интервале майкопской толщи является северный склон Терско-Каспийского прогиба. Здесь литологические залежи могут быть обнаружены в шельфовых частях клиноформ. В верхней части клиноформенного разреза шельфовые пласты часто размыты последующей эрозией, и потому обнаружение ловушек в них маловероятно. Залежи углеводородов могут также дислоцироваться в песчано-алевритовых пластах фондоформенных (шельфовых) частей клиноформ, однако для картирования этих зон необходимы более детальные сейсмические съемки.

В районе поднятий, в частности Песчаномысско-Ракушечного свода, майкопские отложения значительно размыты, поэтому здесь перспективы нефтегазоносности могут быть связаны с надмайкопскими комплексами, в которые могли мигрировать углеводороды из близлежащих очагов нефтегазоносности.

Наиболее перспективные участки

Рис.17. Перспективные нефтегазоносные участки клиноформ майкопского комплекса в Среднем Каспии

Предложенная схема согласуется в общих чертах с результатами ранних геохимических исследований и данными по катагенетической преобразованное™ органического вещества в майкопских отложениях Среднего Каспия (Геодекян и др., 1978; Берлин и др., 2003). В этих работах также выделяется в качестве наиболее перспективного участка Терско-Каспийский краевой прогиб, где расположен крупный очаг генерации и прогнозируется высокая интенсивность процессов нефтегазообразования. Эта же область отличается наибольшими мощностями майкопской серии, интенсивным осадконакоплением и погружением.

Заключение

Кратким обобщенным итогом данной работы можно считать реконструкцию геологического строения и особенностей формирования майкопской серии на ее восточной окраине, т.е. в пределах Каспийского сектора Восточного Паратетиса. Полученные новые данные и результаты восполняют в определенной степени существующий пробел в региональной геологии Каспия, связанный с историей Майкопа в исследованном регионе в олигоцен-нижнемиоценовый период.

Основные научные результаты выполненных в диссертации исследований сводятся к следующим положениям:

1. Впервые выполненный комплексный сейсмостратиграфический анализ майкопских отложений в акватории Каспия показал повсеместное развитие в них обширных и мощных клиноформенных осадочных тел. Установлены особенности их локальной структуры, седиментогенеза и распределения по площади бассейна. Выделенные в море региональные клиноформы являются продолжением аналогичных осадочных тел, изученных ранее в Восточном Предкавказье.

2. Методами палеогеографии и секвенс-стратиграфии реконструированы условия и хронология формирования майкопской толщи в олигоцен-нижнемиоценовый период. Уточнена геологическая история формирования современного структурного плана исследуемой территории.

3. Полученные результаты впервые воспроизводят картину формирования майкопского клиноформенного комплекса в пределах Средне-Каспийского региона и свидетельствуют о том, что в олигоцен-раннемиоценовое время на северо-восточной окраине Паратетиса (на территории Восточного Предкавказья и Каспийского моря) формировалась единая система шельфовых клиноформ.

4. По совокупности полученных данных сделана ориентировочная оценка перспектив нефтегазоносности клиноформенных структур майкопских отложений в Среднем Каспии.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Быкадоров В.А., Патина U.C., Шлезингер А.Е. Шельфовые клиноформы и связанные с ними котловины // Известия высших учебных заведений. Геология и разведка. № 2. 2011. С. 75-78.

2. Патина И.С. Майкопские клиноформы Каспийского региона // Бюллетень МОИП. Отд. геол. Т.88. Вып.5. 2013. С. 3-8.

3. Патина И.С. Сейсмостратиграфия меловых отложений северной части Каспийского моря и его обрамления // Тезисы докладов 7-й Международной конференции по проблеме нефтегазоносности Юга России, Черного, Азовского и Каспийского морей. 2010. Геленджик: ГНЦ ФГУГП «Южморгеология». 2010. С. 235.

4. Patina /. Methodic and practice of sequence stratigraphy analysis // Abstracts of the 4-th international scientific conference of young scientists and students «Earth sciences: new approaches and achievements». Baku. 2011. P. 125-127.

5. Патина И.С. Секвенс-стратиграфия эоценового клиноформенного комплекса Северного Устюрта // Материалы конференции «4-е Яншинские чтения. Современные вопросы геологии». Москва. 2011. С.152-157.

6. Курина Е.Е., Патина И.С. Букеевская экзосинеклиза - особый тип осадочных бассейнов // Материалы XLIV тектонического совещания «Осадочные бассейны и геологические предпосылки прогноза новых объектов, перспективных на нефть и газ». Москва. 2012. С.208-213.

7. Patina 1. Seismostartigraphy of the Maykopian clinoforms in the Middle Caspian II материалы международной конференции « EGU General Аззегпогу». Вена. 2012. http://meetingorganizer.copernicus.org/EGU20 12/EGU20 12-9585. pdf

8. Патина И.С. Строение клиноформ майкопской серии в Среднем Каспии // ПАЛЕОСТРАТ-2013. Годичное собрание (научная конференция) секции палеонтологии МОИП и Московского отделения Палеонтологического общества при РАН. Программа и тезисы докладов. Москва. 2013. С. 55-56.

9. Беньямовский В..Н., Ахметьев М.А., Запорожец Н.И., Антипов М.П., Патина И.С., Попов C.B. Кумский (средне-позднеэоценовый) этап развития бассейна Северного Перитетиса // ПАЛЕОСТРАТ-2013. Годичное собрание (научная конференция) секции палеонтологии МОИП и Московского отделения Палеонтологического общества при РАН. Программа и тезисы докладов. Москва. 2013. С. 15

Доклады:

1. Патина И.С. Сейсмостратиграфия меловых отложений северной части Каспийского моря и его обрамления. Доклад на 7-ой Международной конференции по проблеме нефтегазоносности Юга России, Черного, Азовского и Каспийского морей. Геленджик. 2010.

2. Патина И.С. Методика и практика секвенс-стратиграфического анализа. Доклад на 4 международной конференции молодых ученых и студентов «Новые Подходы и Достижения в науках о Земле». Баку. 2011.

3. Патина И.С. Секвенс-стратиграфия эоценового клиноформенного комплекса Северного Устюрта. Доклад на конференции 4-е Яншинские чтения «Современные вопросы геологии». Москва. 2011.

4. Курина Е.Е., Патина И.С. Букеевская экзосинеклиза - особый тип осадочных бассейнов // Доклад на XLIV тектоническом совещании «Осадочные бассейны и геологические предпосылки прогноза новых объектов, перспективных на нефть и газ». Москва. 2012.

5. Patina 1. Seismostartigraphy of the Maykopian clinoforms in the Middle Caspian // Стендовый доклад на международной конференции « EGU General Assembly». Вена. 2012.

6. Патина И.С. Строение клиноформ майкопской серии в Среднем Каспии // Годичное собрание (научная конференция) секции палеонтологии МОИП и Московского отделения Палеонтологического общества при РАН Палеострат-2013. Москва. 2013.

7. Беньямовский В.Н., Ахметьев М.А., Запорожец Н.И., Антипов М.П., Патина И.С., Попов C.B. Кумский (средне-позднеэоценовый) этап развития бассейна Северного Перитетиса // Годичное собрание (научная конференция) секции палеонтологии МОИП и Московского отделения Палеонтологического общества при РАН Палеострат-2013. Москва. 2013.

Бумага «БуеЬсору». Формат 60x90 1/16. Тираж 100 экз. Подписано в печать 17.11.2013 г. Отпечатано в типографии ООО КМП «Фирма ЭРА» 105484, г. Москва, Сиреневый б-р, д. 72 Тел.: 8 (499)464-1774,8(903)194-3190

Текст научной работыДиссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Патина, Ирина Станиславовна, Москва

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Геологический институт РАН

Патина Ирина Станиславовна

04201453287

ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ МАЙКОПСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ КАСПИЙСКОГО СЕКТОРА ВОСТОЧНОГО ПАРАТЕТИСА ПО РЕЗУЛЬТАТАМ СЕЙСМОСТРАТИГРАФИЧЕСКИХ

ИССЛЕДОВАНИЙ

Специальность 25.00.01 - Общая и региональная геология

Диссертация на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Москва-2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение (общая характеристика работы) 3

Глава 1. Осадочный чехол Каспийского региона и условия 8

его формирования

1.1. Геолого-геофизическая изученность региона

1.2. Структура осадочного чехла и тектоническое районирование

1.3. Литолого-стратиграфическая характеристика разреза

1.4. Выводы

Глава 2. Сейсмостратиграфический анализ майкопских отложений 53

2.1. Районы и материалы работы

2.2. Методы и подходы исследования

2.3. Региональная сейсмостратиграфия осадочного чехла

2.4. Сейсмостратиграфическая модель майкопского клиноформенного комплекса

2.5. Выводы

Глава 3. Палеогеографические исследования региона 96

3.1. Поздний палеоцен-эоцен

3.2. Ранний олигоцен

3.3. Поздний олигоцен - ранний миоцен

3.4. Выводы

Глава 4. Состояние и перспективы нефтегазоносности комплекса 104

Выводы

Заключение 113

Список использованной литературы 115

ВВЕДЕНИЕ

(общая характеристика работы)

Каспийский сектор включает в себя собственно Каспийское море, а также его западное и восточное обрамление. Каспийское море как внутриконтинентальный реликт палеобассейна Восточного Паратетиса представляет собой крупную гетерогенную депрессию меридионального направления. Разделяется на три основные части: Северный Каспий является южной частью Русской платформы, Средний Каспий - частью Скифской плиты, а Южный Каспий (включая морскую Южно-Каспийскую впадину) является частью альпийской складчатой области. Границы между ними принято проводить согласно морфологии современного рельефа дна: мелководный Северный Каспий отделяется Мангышлакским порогом от Среднего Каспия, который в свою очередь отделяется от глубоководного Южного Каспия Апшеронским порогом. В данной работе исследуется средняя часть Каспийского сектора, а именно Средний Каспий и его обрамление - Восточное Предкавказье, полуострова Мангышлак и Бузачи.

Актуальность проблемы. В настоящее время Каспийский регион относится к числу наиболее изученных в геологическом плане российских морей. Вместе с тем, геолого-геофизическая изученность Каспия и его обрамления весьма неравномерна, а иногда и недостаточна, особенно в связи с развитием здесь морской нефтегазовой индустрии и появлением новых средств и методов исследований. Это относится в первую очередь к строению и истории формирования в регионе своеобразного комплекса олигоцен-нижнемиоценовых (майкопских) отложений. Анализ накопленных региональных сейсмических профилей показывает, что для повсеместно распространенных отложений майкопской серии Кавказско-Каспийского региона характерны многочисленные перерывы и несогласия, а также клиноформенные структуры. Геологическая

история таких структур, их роль в формировании осадочного чехла и методология исследований клиноформ до сих пор остаются в сфере поиска и дискуссий. Это связано прежде всего с недостатком фактических данных, особенно в Каспийском регионе, где майкопский клиноформенный комплекс был детально исследован лишь в Восточном Предкавказье (Кунин и др., 1990; Косова, 1994), тогда как прилегающая акватория Каспия остается в этом плане практически не изученной. Попытка восполнить этот пробел и реконструировать структуру, распространение и геологическую историю майкопского комплекса в Каспийском регионе предпринята в данной работе с использованием современных методических подходов и средств.

Таким образом, актуальность проблемы, которой посвящена работа, определяется необходимостью получения новых данных и представлений об особенностях структуры и условиях формирования майкопской серии на восточной окраине Каспийского сектора Восточного Паратетиса.

Цели и задачи работы. Данная работа нацелена на комплексное региональное изучение олигоцен-нижнемиоценовых (майкопских) отложений, распространенных в основном в Среднем Каспии и его обрамлении. При этом решались следующие основные задачи:

• сейсмостратиграфический и секвенс-стратиграфический анализ майкопской серии в пределах региона;

• выявление особенностей локальной структуры, седиментогенеза и распределения клиноформ по площади бассейна;

• палеогеографическая реконструкция условий и хронологии осадконакопления в майкопском бассейне;

• оценка перспектив нефтегазоносности клиноформенных структур в регионе.

Фактические материалы и методы. Основным источником фактической информации являлись отобранные сейсмические профили из фондовых и опубликованных материалов ГИН РАН, «Лукойл», «Грознефтегеофизика» и других организаций. Отбирались региональные профили с выраженными признаками структуры майкопского клиноформенного комплекса, а также подстилающих и перекрывающих его толщ. Проанализированные профили общей протяженностью около 4000 км расположены в Среднем и Северном Каспии и прилегающих территориях. Материалы региональных сейсмических съемок MOB-2D разных лет обработаны и обобщены с использованием методов сейсмостратиграфии, палеогеографии, литологии и секвенс-стратиграфии. Кроме того в работе использованы данные буровых скважин в пределах акватории Каспийского моря и его обрамления. Все имеющиеся материалы были объединены в базу данных Are GIS.

Научная новизна. Впервые получены и обобщены на региональном уровне новые данные о формировании клино форменных тел, их структуре и масштабе распространения в майкопских отложениях исследуемого региона. С использованием современных методов сейсмо- и секвенс-стратиграфии выявлены особенности локальной структуры и седиментогенеза клино форменных толщ региона. Палеореконструкция разреза по отражающим горизонтам позволила впервые выявить условия и хронологию формирования майкопской толщи в олигоцен-раннемиоценовое время и уточнить геологическую историю современного структурного плана исследуемой территории.

Практическая значимость. В пределах Среднего Каспия основное внимание нефтяников было обращено до сих пор на мезозойские комплексы, тогда как перспективы майкопской серии в море, несмотря на ее региональную нефтегазоносность в пределах Предкавказья, остаются до сих пор

малоизученными. В этой связи полученные в работе результаты и выводы представляют интерес для прогноза углеводородного потенциала майкопских отложений Среднего Каспия, поскольку распространенные здесь клиноформы часто сопряжены с неструктурными ловушками нефти и газа.

Защищаемые положения и результаты:

1. Региональная структура майкопского комплекса Предкавказья и Среднего Каспия определяется крупными клино форменными осадочными телами, что свидетельствует о сходных тектоно-седиментационных обстановках в регионе в олигоцен-раннемиоценовое время.

2. Расположение клино форменных тел отражает поставку обломочного материала с двух основных направлений. Поступление осадков с северо-востока привело к формированию единого конуса в Среднем Каспии и Восточном Предкавказье. Снос материала с юго-востока определял формирование клино форм в районе Казахского залива.

3. В Среднем Каспии и Восточном Предкавказье существовал обширный некомпенсированный мелководный бассейн, который в течение олигоцена заполнялся проградирующими клино форменными телами и к миоценовому времени был полностью скомпенсирован осадками

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на семи конференциях и форумах: VII Международная конференции по проблеме нефтегазоносности Юга России, Черного, Азовского и Каспийского морей (Геленджик, 2010 г.); IV Международная конференции молодых ученых и студентов «Новые подходы и достижения в науках о Земле» (Баку, 2011); IV Яншинские чтения «Современные вопросы геологии» (Москва, 2011); XI.IV тектоническое совещание «Осадочные бассейны и геологические предпосылки прогноза новых объектов, перспективных на нефть и газ» (Москва, 2012); Международная конференция Европейского геологического

союза (Вена, 2012); Научная конференция секции палеонтологии МОИП и Московского отделения Палеонтологического общества при РАН Палеострат-2013 (Москва, 2013). Основные результаты работы докладывались на коллоквиумах лабораторий ИО РАН и ГИН РАН.

Публикации. По теме диссертации опубликованы 9 научных работ, из них 2 - в изданиях, рекомендуемых ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация стоит из введения, четырех глав с выводами в конце каждой главы, заключения, списка литературы из 112 наименований, содержит 47 рисунков. Общий объем работы - 125 страниц.

Благодарности. Работа выполнялась в ГИН РАН и ИОАН РАН им. П.П. Ширшова. В процессе работы над диссертацией мне помогали советами и консультациями сотрудники этих институтов: к.г.-м.н. М.П. Антипов, д.г.-м.н. М.А. Ахметьев, д.г.-м.н. В.Н. Беньямовский, к.г.-м.н. Ю.М. Берлин, к.г.-м.н. В.А. Быкадоров, к.г.-м.н. И.Е. Варшавская, к.г.-м.н. A.B. Егоров, к.г.-м.н. А. Забанбарк, Е.С. Курина, д.г.-м.н. Ю.А. Лаврушин, чл.-кор. РАН Л.И. Лобковский, к.г.-м.н. Л.Р. Мерклин, д.г.-м.н. C.B. Попов, к.г.-м.н. В.А. Путане, д.г.-м.н. Н.П. Чамов, д.г.-м.н., А.Е. Шлезингер. Благодарю всех за помощь и внимание, оказанное мне на разных этапах этой работы. Моя особая благодарность и признательность научному руководителю д.г.-м.н. Ю.А. Воложу за постоянное участие и помощь в подготовке диссертации.

Глава 1

Осадочный чехол Каспийского региона и условия его формирования

1.1. Геолого-геофизическая изученность региона

Главным импульсом для развития геологических работ в Каспийском регионе был и остается высокий нефтегазоносный потенциал его недр. Первые разведочные скважины на нефть были пробурены на месторождении Биби-Эйбат Апшеронского полуострова в середине XIX в., а спустя 50 лет на морском продолжении в этом районе была заложена первая на Каспии морская скважина для добычи нефти.

Начало систематического изучения глубинного геологического строения Предкавказья и Каспия относится к послевоенным годам, когда начались региональные геофизические съемки и поисково-разведочное бурение. К настоящему времени за более чем вековую историю изучения региона накоплены огромные массивы геолого-геофизической информации (Лебедев и др., 1987; Кунин и др., 1990; Косова, 1994; Международная тектоническая карта, 2003; Глумов и др., 2004; Гулиев и др., 2009; Волож и др., 2011).

Сейсмические съемки. В рамках данной работы особый интерес представляют геолого-геофизические исследования Среднего Каспия и Восточного Предкавказья, которые активно развивались здесь с 1950-х годов усилиями целого ряда научно-исследовательских и производственных организаций.

В пределах Восточного Предкавказья сейсморазведочные работы планомерно развивались начиная с 1950-х годов. Особенно масштабные работы по программе региональных исследований были проведены здесь предприятиями «Грознефтегеофизика» и «Ставропольнефтегазофизика»,

которые в период с 1980 по 1992 гг. выполнили около 3000 км профилей ОГТ 24-48 кратности. Сейсмостратиграфический анализ большинства этих профилей, дополненный другими материалами и методами, позволил впервые выполнить расчленение осадочного комплекса на крупные единицы сейсмостратиграфической иерархии и квазисинхронные седиментационные сейсмические комплексы (КССК). В КССК майкопских отложений было обнаружено повсеместное доминирование структур и тел клиноформенного типа. Эти и другие полученные результаты имели первостепенное значение для оценки нефтегазоносного потенциала майкопских отложений Восточного Предкавказья (Кунин и др, 1990; Косова, 1994). Отметим, что прилегающая акватория Среднего Каспия остается в этом плане практически не изученной.

В Равнинном Дагестане в период 1984-1988 гг. трестом «Грознефтегеофизика» отработана серия региональных сейсмических профилей (около 4000 пог. км), пересекающих Терско-Каспийский прогиб, Ногайскую ступень, Прикумскую систему поднятий, Восточно-Манычский прогиб и кряж Карпинского. Аналогичные работы в этом районе были выполнены позднее (2001-2004 гг.) ГНПП «Спецгеофизика». Региональные сейсмические съемки МОГТ общей протяженностью 4000 км охватывали также неизученную восточную часть Терско-Сулакской равнины, прилегающую к морю.

Первые сейсморазведочные работы в акватории Каспия выполнялись в 1960-1970-е годы. Значительная часть площади моря, особенно мелководные участки у Дагестанского шельфа (в прибрежной полосе от Махачкалы до Каякента), побережья Азербайджана и Туркмении и отчасти Казахстана (Примангышлакский район) были покрыты сетью региональных профилей.

Набор методических приёмов, применявшихся на первых этапах работ, включал однократное профилирование методом отраженных волн (MOB) с малоканальными сейсмическими станциями и косами. Выполнялись работы с

применением метода центрального луча (ЦЛ). Все эти методики обладают слабой помехоустойчивостью, в связи с чем качество прослеживания отражающих границ, динамическая выраженность и разрешающая способность сейсмических записей, а также глубинность исследований не соответствуют современным требованиям. В этот период были отработаны также 13 профилей методом глубинного сейсмического зондирования (ГСЗ) общей длиной более 2500 км, которые расположены в основном в Южном Каспии (Гулиев и др., 2009).

В результате этих исследований была получена информация о глубине залегания консолидированной коры, ее мощности, особенностях состава и структуры. Были выявлены также основные структурно-тектонические элементы в пределах акватории Каспия и впервые было высказано предположение о возможном существовании палеорусла Волги (Борисов, Маловицкий, 1964; Сабанаев и др., 2008).

В 1970-х годах на акватории Среднего Каспия (особенно у западного побережья) проводились комплексные геоакустические и геохимические исследования Института океанологии АН СССР и других организаций (Геодекян и др., 1977; Берлин и др., 2003; Исмагилов и др., 2003). В результате этих работ удалось уточнить структуру поверхности фундамента в Среднем Каспии, установить моноклинальное залегание сарматских слоев, выявить ряд особенностей строения верхней части осадочной толщи шельфа и оценить перспективы нефтегазоносности региона. Были прослежены также некоторые локальные поднятия. В комплексе с магнитометрическими, гравиметрическими и геотермическими исследованиями дна Среднего Каспия это позволило построить новые схематические структурные карты с выделением геоструктурных элементов.

В 1975 г. в Дагестанском секторе Каспия были проведены сейсмические исследования с однократным профилированием. В результате построены структурные карты по горизонтам А, Б и В чокракского горизонта и выявлена структура Инчхе-море и складка Дербент-море (Лебедев и др., 1975; Сабанаев и др., 2008).

Новый период геофизического изучения шельфа Каспия связан с внедрением в 1974-1975 гг. сейсморазведочного метода многократного профилирования по общей глубинной точке (МОГТ). Работы проводились в окрестностях Каспийского моря и на мелководье. В период 1974-1988 гг. были отработаны около 60 тыс. пог. км сейсмических профилей. В результате этих работ сетью региональных профилей была охвачена большая часть Среднего Каспия (Гаджиева, Попков, 1988; Марабаев и др., 2005).

Первые региональные комплексные геофизические исследования, включающие сейсморазведку MOB ОГТ с 24-х кратным накапливанием, были проведены в районе Дагестана (Алиев, Мамедов, 1983). Отработано 50 региональных профилей, пересекающих Средний Каспий с запада-юго-запада на восток-северо-восток. Полученные результаты позволили уточнить строение Терско-Каспийского прогиба на Махачкала-Избербашском участке, проследить его ось по меловым отложениям и выявить локальные поднятия и разрывные нарушения, осложняющие его юго-западный участок. Выделена группа поднятий платформенного типа у устья реки Самур. В то же время не подтверждвердилось существование Центрально-Каспийского свода по фундаменту, прогнозировавшегося по материалам гравиразведки (Сабанаев, Черкашин, 2008).

Полученные к концу 1980-х годов многочисленные материалы геолого-геофизических работ позволили, кроме выяснения геологического строения региона по мезозойско-кайнозойскому комплексу, протрассировать

предполагаемые палеорусла рек Волги и Терека. В морской части территории к востоку от городов Махачкала и Каспийск был выделен вал субширотного простирания, отделяющий Южно-Дагестанскую ступень от Терско-Каспийского прогиба (Лебедев и др., 1987).

В 1992 г. в Кизлярском зали