Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Седиментация и геохимия литогенеза отложений менилитовой свиты олигоцена Украинских Карпат

ВАК РФ 04.00.02, Геохимия

Автореферат диссертации по теме "Седиментация и геохимия литогенеза отложений менилитовой свиты олигоцена Украинских Карпат"

ч-'о 0 7 3

£ / и Академия наук украинской сср

ИНСТИТУТ ГЕОЛОГИИ И ГЕОХИМИИ ГОРЮЧИХ ИСКОПАЕМЫХ

На правах рукописи

КОЛТУН Юрии Владимирович

УДК 550.4:552.14:553.983:551.781.5(477.8)

СЕДИМЕНТАЦИЯ И ГЕОХИМИЯ ЛИТОГЕНЕЗА ОТЛОЖЕНИй МЕНИЛИТОВОЙ свиты ОЛИГОЦЕНА УКРАИНСКИХ КАРПАТ

Специальность 04.00.02 — геохимия

Авторе ферат

диссетации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

ЛЬВОВ — 19 8 9

Работа выполнена в отделе седиментологии провинций горючих ископаемых Института геологии и геохимии горючих ископаемых АН УССР.

Научный руководитель: доктор геолого-минералогических наик

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук

профессор Я.О.Кульчицкий /Львовский государственный университет им. Ив.Франко/

Ведущая организация - Ивано-Франковский институт нефти и газа

К 016.53.01 при Институте геологии и геохимии горючих ископаемых АН УССР

по адресу: 290053, Львов, ул.Научная 3^.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института геологии и геохимии горючих ископаемых АН УССР

Автореферат разослан ЛнЛ и._ 1990г.

Ю. Н.Сеньковский

доктор геолого-минералогических наук О.И.Петриченко /Институт геологии и геохимии горючих ископаемых АН УССР/

в /Г час. на заседании Специализированного совета

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат геол.-мин. наук

Л.Т.Бойчевская

гА..,г ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

:ост.-\ц -л {

■-—Актуальность теш. Карпатский регион является о,иной из основных нефтегазоносных областей юго-запада СССР. Запасы углеводородов связаны главным образом с отложениями менилитовой свиты олигоцена, характеризующимися сложным геологическим строением и значительным интервалом глубин залегания. Прогноз размещения месторождений углеводородов в глубокозалегащих горизонтах, их поиск и разведка определяются степенью познания геологических условий формирования и постсодиментационного преобразования осадочных образований. Многие аспекты седиментогенеза и геохимии литогенеза отложений менилитовой свиты, исходя из современных представлений о развитии древних континентальных окраин, остаются нерешенными. Приведенные проблемы определили актуальность данной работы.

Цель и задачи работы. Литолого-геохимическое изучение пород менилитовой свиты и на этой основе реконструкция некоторых аспектов палеоокеанографии олигоценового седиментационного бассейна. Исследование постседиментационных преобразований пород и содержащегося в них органического вещества в связи с проблемой нефте-газэносности глубокозалегащих горизонтов.

Методика исследований. В основу исследований положено новое научное направление в науках о Земле - литология и геохимия ли-тосферных плит, созданное и развиваемое А.П.Лисициныы, современные представления о процессах седиментации /А.П.Лисицин, И.В. Хворова, А.Л.Яншин и др./ и геохимии органического вещества морских осадочных образований /Н.Б.Еассоевич, Э.М.Галимов, Н.В. Лопатин, Е.А.Романкевич, Б.П.Тиссо и др./. Использованы современные химические, физические и минералого-петрографические методы исследований осадочных пород.

Научная новизна. Результаты исследований показали, что пространственное распространение обогащенных органическим ве -ществом осадков в Карпатском олигоценовом седиментационном бассейне /менилитовая свита/ обусловлено развитием зоны кислородного минимума, в то время кал распределение терригенных и биогенных образований связано с изменениями уровня моря. По геохимическим данным установлено, что органическое вещество пород мёни-литовой свиты соответствует типу II по классификации Б.Тиссо. Получена количественная оценка нефтегенерационных свойств пород на основе метода пиролиза £>оск~ Е^а! /параметры пиролиза

$1 , Бг , Р1, Н1, Тт / и прослежены закономерности их изменения с глубиной залегшшя. Дана геохимическая характеристика керо-гена.

Практическая значимость работы. Аналитический материал показал, что до глубин 5 км породы меншштовой свиты реализовали лишь незначительную часть своего нефтяного потенциала. Реализация его основной части связана с более глубокозалегающими /до 8 км/ горизонтами. Это служит научной основой рассматривать отложения мени-литовой свиты, залегающие на больших глубинах в пределах Карпатской нефтегазоносной области, как перспективный объект для поисков нефтяных месторождений.

Апробация работы. Основные положения диссертации изложены в II статьях и отчете по законченной научно-исследовательской теми. Материалы работы докладывались на УП Всесоюзной школе морской геологии /Геленджик, 1986/, У1 научно-технической конференции молодых ученых и специалистов ВШГРИ /Ленинград, 1987/, конференции молодых геологов Украины /Киев, 1984/, республиканской конференции "Проблемы геологии и геохимии горючих ископаемых запада Украинской ССР' /Львов, 1989/, УТ научно-практической конференции молодых ученых и специалистов ИМР /Симферополь, Т986/, Ш и 1У конференциях молодых ученых ИПТИ АН УССР Львов, 1984, 1986/, а также на научных семинарах ИГГГИ АН УССР.

Основные защищаемые положения:

1. Накопление и пространственное распространение обогащенных органическим веществом терригенных и пелагических осадков в Карпатском седиментационном бассейне олигоценовой эпохи /менили-товая свита/ контролировалось развитием зоны кислородного минимума.

2. Органическое вещество пород менилитовой свиты соответствует типу II, к которому, согласно классификации Б.Тиссо /1974/, относится захороненное в морских осадках в условиях восстановительной среды автохтонное органическое вещество, представленное остатками фитопланктона и бактериальной биомассой с небольшим вкладом остатков высшей наземной растительности.

3. Породы менилитовой свиты , обогащенные органическим веществом, обладают высокими не£тегенерационнымп свойствами и в изученном интервале глубин /до 5 км/ степень их катагенетической преобраэованности соответствует зоне образования нефтг.

4. Нефтяной потенциал пород менилитовой свита до глубины

5 юл в пределах Внутренней зоны Предкарпатского прогиба реализован лишь частично, что определяет перспективность более глубоко-залегаюгцих горизонтов в отношении нефтеносности разреза.

Фактический материал. В основу диссертации положен материал, собранный в ходе полевых и лабораторных работ, проведенных автором в течение 1982-1989 г.г. Послойно отобраны и изучены 420 образцов керна из 25 глубоких скважин, а также 340 образцов пород из обнажений типовых разрезов в пределах Северного склона Украинских Карпат. Петрографически изучено 350 шлифов, проинтерпретировано 36 рентгендифрактометрических, 15 термических, 46 химических, 25 ИК-спектроскопических, 60 масспектрометрических, 42 битуминологических анализов. Изучены ультрамикроструктуры 30 образцов пород в растровом электронном микроскопе. Получено 10 определений отражательной способности витринита, 65 - содержания С0рГ , 30 - элементного состава органического вещества. Проведен программированный пиролиз 30 образцов пород. Аналитические работы выполнены в отделе седиментологии провинций горючих ископаемых и в лабораториях 0П ИГГГИ АН УССР, ВНИИГЕОИНЮШСИСУГШ, Ивано-Франковского Института нефти и газа, объединения "Артемгеология".

Структура и обьем работы. Диссертация состоит из.пяти глав: I. Краткая характеристика геологического строения и нефтегазонос-ности региона; 2. Обзор предыдущих литолого-геохимических исследований отложений менилитовой свиты; 3. Условия седиментации в олигоценовую эпоху /менилитовая свита Украинских Карпат/; 4. Особенности диагенеза олигоценовых отложений; 5. Геохимия органического вещества пород менилитовой свиты; а также введения и заключения. Работа изложена на 141 странице машинописного текста и сопровождается 14 таблицами,72 рисунками и списком литератур; из 139 наименований.

Автор искренне благодарен научному руководителю, зав.отделом седиментологии ИГГГИ АН УССР, д.г.-м.н. Ю.Н.Сеньковскому за предоставление ряда научных идей, которые использованы в данной работе, за консультации и постоянную поддерску при ее выполнении.

Автор глубоко признателен зав.лабораторией битуминологии ВНИИГЕОИШШСИСТЕМ, д.г.-м.н. О.В.Барташевич за любезно предоставленную возможность проведения исследований пород на приборе Яоск-Е^а/, за консультации и советы, а также научным сотрудникам лаборатории В.Н.Литвиновой и Л.Д.Бурмистровой за проведение анализов. Автор выражает благодарность кандидатам наук

М.П.Габиноту, С.П.Гавуре, В.В.Данкшу, ¡Г.П.Мамчуру), В.Л.Плужнико-вой, В.И.Уотоку, [в .М.Щербё), а также И.Г.Пивовару и Я.Т.Роскошу за содействие в выполнении работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Изучение карпатских нефтей и горных пород началось еще в ХУ1 веке. Многие аспекты геологии Карпат рассмотрены С.Стаиицом, Р.Зубером, В.ШаИнохой, В.Тейсейре, А.Геймом, К.Толвинским и другими исследователями. Основы современных представлений о стратиграфии, тектонике, истории геологического развития и но(?тегазо-носности Украинских Карпат разработаны О.С.Впловым, В.В.Глушко, Г.Н.Доленко, С.С.Кругловым, Я.О.Кульчицким, Н.Р.Ладыженским и другими известными учеными. Среди многих других исследователей, внесших весомый вклад в изучение литологии и геохимии карпатского флиша и, в частности, отлсжений менилитовой свиты следует назвать И.М.Афанасьеву, Л.Ы.Габинет,. М.П.Габинета, С.П.Гавуру, И.В. Гринберга, В.Е.Данша, Г.Д.Досина, А.В.Максимова, Р.М.Новосилец-кого, А.С.Пилкпчука, В.Б.Порфирьева, Л.М. Рейгана, М.Б.Вшун, Л.Г.Ткочука, В.А.Шакина, Е.Ф.Шевченко. Несмотря на значительную степень изученности, ряд принципиальных вопросов палеоокеанологии, литологии и геохимии Карпатского региона требуют дальнейших разработок.

Согласно существующим схэмам /Вялов, 1961; Глушко, .Т968; Доленко, 1962 и др./ в строении Карпатского региона выделяется ряд структурно-фациальных зон, характеризующихся надвиговым строением. Отложения менилитовой свиты в основном развиты в Ски-бовой зоне Карпат и во Внутренней зоне Предкарпатского прогиба и достигают мощности 1800 м. Они представляют собой осадочную толщу, сложенную ритмичным чередованием песчаников, алевролитов и аргиллитов, обогащенных рассеянным органическим веществом и завершают разрез флишевой формации Карпат. В направлении от внешних к внутренним структурно-тектоническим единицам Карпат отложения менилитовой свиты, резко уменьшая мощность, фациально замещаются породами красненской свиты. Граница между этими двумя фациальными разновидностями олигоценовых отложений диа-хронна и смещается вниз по разрезу в направлении с северо-востока на юго-запад.

X X б

X

Накопление осадков менилитовой свиты было результатом взаимодействия множества факторов кал глобального, регионального, так и локального масштабов и проходило под влиянием елейного сочетания тектонических, океанологических, климатических, биогеохимических и др. событий, имевших место в изучаемом регионе в олиго-ценовую эпоху и нашедших свое отражение в литологической летописи.

Седиментация флиша проходила на. северной континентальной окраине Карпатской ветви океана Тетис. Значительная мощность флшлевой формации Внешних Карпат, непрерывное осадконакопление на протяжении мел-палеогена, незначительный вклад вулканогенной седиментации, а также состав обломочных Пород свидетельствуют о седиментации на пассивной континентальной окраине. Отложения Карпатского флиша, в частности менилитовой свиты, в значительной Мере состоят из образований различного рода гравитационных потоков (подводные оползни, зерновые потоки, турбидитк и др.), которые считаются /Лисишн, 1988/ ископаемыми аналогами отложений второго глобального уровня лавинной седиментации, слагающих глубоководные конуса выноса у основания континентального склона. Одним Из наиболее важных факторов, определивших режим осадконакоп-лешш на карпатской континентальной окраине были изменения уров-нл моря. Регрессии и трансгрессии, являвшиеся их следствием, определяли пространственное распределение терригенного материал», и контролировали положение областей лавинной седиментации. Высокий глобальный уровень океана в раннем олигоцене / Vail et¡г/. ,1977/ способствовал отложению основной массы терригенных осадков в пределах шельфа. В область глубоководного конуса выноса (Карпатский флшевый бассейн) в это время поступало минимальное количество терригенного материала на фоне интенсивной биогенной седиментации, что привело к образованию халцедонолитового горизонта в основании менилитовой свиты. Крупнейшее в фанерозое понижение уровня Мирового океана около 30 млн. лет назад /Va/Zefa/, 1977/, амплитуда которого оценивается в 500ьм, способствовало осушению шельфа и верхней части континентального склона Карпатского бассейна и привело к крупномасштабной денудации нелитифи-цированных шельфовых осадков, а также более древних пород окраины Европейской платформы и перемещению их гравитационными потоками во флшевый бассейн.

В то время, как колебания уровня моря играли решающую роль

в определешш масштабов и локализации терригенных отложений, а также их литологического состава, климатические условия контролировали особенности биогенной седиментации в Карпатском ¿[лишевом бассейне. В истории мел-палеогенового развития Карпатского седи-ментационного бассейна имели место два бескислородных события, обеспечивших возможность образования мощных осадочных толщ, обогащенных рассеянным органическим веществом. Первое из них, апт-альбское, привело к накоплению отложений шипотской и спасской свит, которые явились отражением в пределах Карпатского бассейна глобального бескислородного события, повлекшего за собой седиментацию "черных сланцев" во многих регионах Мирового океана. Второе, олигоценовое, обусловило образование отложений менилитовой свиты. Как известно, на границе эоцена и олигоцена произошла резкая коренная перестройка климата ча Земле /Кеннет, 1967/, повлекшая за собой усиление атмосферной циркуляции и активизацию действия прибрежного и океанического алвеллингов, с появлением и развитием которых в это время связывается интенсивное развитие диатомовых водоролсей в глобальном масштабе. С действием апиеллинга на северо-западной окраине Карпатского бассейна в олигоцоне ряд исследователей /Досин, 1973; Сеньковский, 1977/ связывает высокую биопродуктивность его поверхностных вод. Поступление значительных масс органического вещества привело к образованию в толще воды слоя кислородного минимума, характерного для зон повышенной биопродуктивности. При пересечении этого слоя с континентальной окраиной образовалась зона кислородного минимума, в пределах которой создались благоприятные условия для эффективного захоронения органического вещества в осадках менилитовой свиты. В то время как диалогический состав пород менилитовой свиты свидетельствует о резко Еосстановительных условиях в верхних слоях осадков, состав пород кросненской свиты не обнаруживает признаков анаэробной среды. Граница между менилитовой и кросненской фациями представляла собой границу между зоной кислородного минимума и нижележащей зоной, относительно обогащенной кислородом. Постепенное уменьшение на протяжении раннеменилнтового времени мощности слоя кислородного минимума в толще вод Карпатского бассейна обеспечивало распространение все в более мелководных частях континентальной окраины относительно окисленных осадков кросненской свиты. Это обусловило характерное пространственное взаимоотношение между менилитовой и кросненской фациями олигоцзновых

а

отложений Карпат, в частности, диахронную границу между ними.

Седиментация в бескислородных условиях имела определяющее значение как для накопления в осадках менилитовой свиты значительных количеств органического вещества, так и для его дальнейшей диагенетической эволюции. Обилие органического вещества способствовало усиленному развитию процессов его анаэробного окисления на стадии диагенеза, что приводило к высокой концентрации СОг, в интерстициальных водах, растворению имевшихся в осадке карбонатов и образованию карбонатных конкреций.

X X

X

С целью осветить некоторые аспекты диагенатических преобразований отложений менилитовой свиты нами били проведены геохимические исследования карбонатных минералов и органического вещества.

Изотопный состав углерода карбонатов окремненных известняков из халцедонолитового горизонта в основании менилитовой свиты характеризуется значениями 6^С от -0,9 до + 1,1 %о . Рассеянные карбонаты из аргиллитов менилитовой свиты демонстрируют величины 513С от -2,5 до + 0,3 % . Приведенные данные свидетельствуют о седиыентационном происхождении этих образований.

Исследование изотопного состава углерода карбонатов диаге-нетических конкреций показало значительное обогащение его в большинстве образцов изотопом ^С. Значения 6^С изменяются в пределах от -0,9 до + 7,4 $о . Как известно, обогащенность карбонатов тяжелым изотопом углерода свидетельствует об участии в их образовании С0£, выделившегося совместно с метаном в результате процессов бактериальной с| ориентации. Дефицит кислорода в наддонных водах седиментационного бассейна резко ограничил процессы биотурбации в осадках менилитовой свиты, затруднив тем самым доступ в их толщу ионов ЭО^ из морской воды. Это сократило период прохождения осадком зоны сульфатреду.уции и способствовало быстрому началу бактериальной ферментации.

Активная микробиологическая переработка осадков менилитовой свиты в резко анаэробных условиях определила также ход диагенетической эволюции органического вещества. Исследование изотопного состава углерода показало обогащенность его изотопом ^С.Значения Б С керогена находятся в пределах от -23,5 до. -28,<%> .

Битумоиды характеризуются величинами Б С от-21,8 до -28%0 . Легкий изотопный состав и близкие величины керогена и биту-моидов, как показал Э.М.Галчмов, характерны для сапропелевого органического вещества, подвергшегося активной микробиологической переработке в условиях дефш;ита кислорода. Как известно, в таких условиях происходит микробиологическое разрушение наиболее изо-топически тяжелой фракции морского планктона, представленной белками и углевода?™, а также полимеризация липидного материала и обогащение органического вещостса биомассой микроорганизмов. Все эти процессы приводят к существенному уменьшению значений керогена сапропелевого типа и сближения их с изотопным составом битумоида. В результате такого рода диагенетической переработки органического воцества изменяется также изотопный состав битумоида. Б нем нарушается характерное для органического вещества линейное распределение изотопов углерода во фракциях увеличивающейся полярности и асфальтены могут достичь почти таких же низких значений б как и углеводороды /Галимов, 1985/. Кривые распределения изотопного состава углерода по фракциям биту/.юида в исследованных образцах менилитовой свиты имеют серповидную конфигурацию, характерную для сапропелевого органического вещества, подвергшегося активной микробиологической переработке, что согласуется с изложенными выше представлениями о палеоокеанологичес-ких условиях' накопления отчх отложений. Наблюдается подобие кривых распределения изотопного состава углерода во фракциях битумо-идов я нефти, отобранных приблизительно иэ одинаковых глубин. Такое подобие, как показал Э.М.Галимов на примере ряда нефтегазоносных провинций СССР, указывает на их возможную генетическую связь. Исследование содержания индивидуальных алканов в углеводородных фракциях, битумоидов показало преобладание в области С^-^23' При сопоставлении кривых распределения н-алканов битумоидов и нефти, отобранных иэ приблизительно одинаковых глубин, наблюдается хорошая корреляция,свидетельствующая в пользу их генетической связи.

X н

к

С целью определения типа органического вещества, степени его катагенетической преобразованное™ и количественного опредолегая нефтегенерационкых свойств был применен метод ппролизг: !?ОСк-£><?/ Изучено 30 образцов пород из скважин Кпмарницкая-1, Подлесовскан-1

и Ккный Монастырец - 5 (центральная и северо-западная части Внутренней зоны Предкарпатского прогаба^. Исследова;шя проводились с помощью прибора Дос/<-Ега1-Ш (ОН ¿Аои' /!па1угег).

Благодаря надвиговому строению Карпатской складчатой системы, породы менилчтовой свиты располагаются в разрезе ь несколько этажей, что дало возможность Изучить закономерности изменения параметров пиролиза в большом интервале глубин.

Диапазон содержания С0рГ в изученных образцах достаточно широк /0,9Т-Т0,93?$/ и охватывает наиболее характерные для пород менилитовой слиты значения этого параметра. Это позволяет считать результаты пиролиза изученных образцов достаточно представительными для характеристики пород менилитовой свиты в целом. Диапазоны значений С0рГ для каждой из скначигн такие достаточно широки и сопоставимы между собоЯ.

Весь комплекс параметров пиролиза характеризует нефтегенера-ционные свойства пород менилитовой свиты, в основного, как хорошие и очень хорошие (согласно классификации1985 \ Исследование изменений параметров пиролиза в пределах трех структурных ярусов (глубины 1266-5055 м^ позволило составить представление об эволюции процессов генерации углеводородов породами менилитовой свиты с глубиной. Ряд параметров пиролиза (б'г ;5|/ Сорг., Р1 ) демонстрирует интенсификацию процессов генерации углеводородов в породах третьего структурного яруса по-сравнении с двумя верхними. Параметр Э) показывает количество свободных углеводородов нефтяного ряда, имеющихся в породе. В пределах верхних двух структурных ярусов (глубины 1266-3640 м^ не наблюдается те;щен-ции к увеличению этого параметра с глубиной. Значения 5( здесь находятся в пределах 0,75-2,59 мгУВ/г породы. В породах третьего структурного яруса (глубины 4650-5055 м1» значения уве; 1чива-ются, достигая максимальных значений С,29 мг УВ/г породы.

Екце яснее эта тенденция проявляется в изменении с глубиной параметра / Сорг » показывающего количество свободных жидких углеводородов, соответствующих I г органического углерода. В породах верхних двух структурны:: ярусов его значения находятся в пределах 10,73-53,21 мг УВ/г С , а в третьем - увеличиваются до 15,79-78,33 мг УЕ/г Сог;г<

Аналогично изменяете?! с глубиной индекс продуктивности поред (Р1), демонстрируются долю углеводородов, генерированных кероге-ном в процессе его термальной гволюции. Еелкчины этого параметра

для пород двух верхних структурных ярусов находятся в пределах 0,02-0,08, а в породах третьего структурного яруса увеличиваются до 0,06-0,19. Индекс продуктивности является также показателем степени преобразовпшости органического вещества. Согласно полученным данным, породы верхних двух структурных ярусов соответствуют началу зоны образования нефти. Породы третьего структурного яруса демонстрируют несколько более глубокую степень преобразованное™, однако и они еще далеки от нижней части зоны образования нефти, для которой характерны значения Р| около 0,4.

Основным параметром, отражающим степень преобразованности органического вещества, служит температура пиролиза, при которой достигается максимальный выход продуктов крекинга керогена (Ттах ). Величина этого параметра в изученных образцах изменяется в диапазоне 421-450°С, демонстрируя в подавляющем большинстве случаев степень преобразованности органического вещества, соответствующую зоне образования нефти. Наблюдается тенденция к увеличению этого параметра с глубиной. Для большинства образцов значения Тта)< находятся в пределах 430-440°С, что соответствует началу зоны образования нефти. ТольТ.о в породах третьего структурного яруса некоторые образцы имеют более высокие значения этого параметра.

Нефтяной потенциал (62) представляет'собой количество углеводородов, образующихся в I г породы в процессе крекинга керогена. Значение этого параметра для исследованных пород менилито-вой свиты изменяются в пределах 0,77-41,67 мг УВ/г породы. Не наблюдается тенденции к изменению нефтяного потенциала изученных образцов с глубиной. Для всех структурных этажей отмечается достаточно широкий диапазон значений этого параметра. При этом величины нефтяного потенциала пород третьего структурного яруса соизмеримы с таковыми для верхних двух ярусов. Высокие значения параметра §2 на глубинах около 5 км ( до 41,67 мг УВ/г породы) свидетельствуют о незначительной реализации нефтяного потенциала пород менилитовой свиты в пределах вышележащей толщи. Параметр

позволяет оценить еще не реализованные нефтегенерационныа возможности керогена, поэтому его значение показывает количество углеводородов, которые могут быть генерированы породой в процессе дальнейших катагенетических преобразований. Однако, при изучении пород менилитовой свиты величина нефтяного потенциала имеет более широкий смысл. В связи с тем, что в пределах

Внутренней зоны Предкарпатского прогиба аналогичные породы мени-литовой свиты располагаются в несколько структурных ярусов, разрезы этой толщи встречаются в большом диапазоне глубин от поверхности до, по-видимому, значительно превышающих достигнутые бурением (около 6 гоО. Такое тектоническое строение обуславливает широкий спектр катагенетических преобразований этих пород, вкли-чяющий отложения, находящиеся в нижней части главной зоны нэфте-образования или уже прошедшие ее и полностью реализовавшие свой нефтегенерационный потенци?л. Поэтому полученные нами величины нефтяного потенциала город мегоюитовей свиты, эалегпгщих на глубинах до 5 км, позволяют составить представление о масштабах генерации углеводородов более глубокоэалегающими породами.

Эти выводы подтверждаются величинами водородного индекса Н| , представляющего количество углеводородов, генерируемых керогеном в процессе пиролиза, соответствующее I г органического углерода. Значения этого параметра в исследованных образцах изменяются в диапазоне 67-595 мг УЬ/г С0рГ Отсутствие закономерных изменений водородного индекса исследованных пород с глубиной и высокие его значения ( до 595 мг УВ/г С0рГ ) на глубинах около 5 км укалывают на неглубокое вхождение этих отложений в зону образования нефти.

При рассмотрении всех полученных параметров пиролиза для пород менилитовой свиты видно, что как абсолютныэ величины каждого из них, так и закономерности их изменения с глубиной для всех трех изученных скважин, несмотря на значительную удаленность их друг от друга, очень близки. Это свидетельствует об относительном постоянстве состава и свойств органического вещества пород менилитовой свиты в пределах ее распространения, а также о площадной устойчивости как палеоокеанографических условий его накопления в осадке, так и постседимеитационннх преобразований. Это позволяет рассматривать полученные данные как предварительную характеристику нефтегенерационних сгойств органического вещества и закономерностей их изменения с глубиной для пород менилитовой свиты в целом.

Для определения типа органического вещества и степени его преобразованности с поморью параметров пирелиэь используется диаграмма Ш _ Т^Ш • НЛН0сении на такую диаграмму получанных нами данных, исследованные образцы пород менилитовой свиты попадают в поле, соответствующее керогену типа И, к которому,

согласно классификации Б.Тиссо /1974/ относится захороненное в морских осадках в условиях восстановительной среды автохтонное органическое вещество, представленное остатками фитопланктона и бактериальной биомассой, с небольшим вкладом органического вещества наземного происхождения. Кероген этого типа является потенциально нефтепроизводящим и характерен для большинства нефтематерин-ских отложений. Диаграмма также демонстрирует соответствие степени зрелости изученных образцов зоне образования не$ти, причем на пути своей катагенетической эволюции они находятся в верхней части этой зоны и далеки от пересечения ее нижней границы. Таким образом результаты пиролиза порол менилитовой свиты показали, что в пределах верхних двух структурных ярусов (глубины до 3640 м) степень преобразованное™ органического вещества не обнаруживает изменения с глубиной и находится на уровне Начала зоны образования нефти. В породах третьего структурного яруса ( глубина 4630-5035 м) наблюдается заметная интенсификация процессов генерации углеводородов, однако до глубин около б км породы менилитовой свиты реализовали лишь незначительную часть своего нефтега-нерациенного потенциала. По-видимому, реализация основной части не^тегенерационного потенциала происходит в породах, залегающих в более глубоких горизонтах.

С целью более детального изучения керогёна пород менилитовой свиты и его катагенетической эволюции било проведено исследование его химического состава. Образцы, представляющие интервал глубин от 0 (обнажение) до 3300 м имеют близкий состав. Атомное отношение Н^С в них находится в пределах 1,09-1,10. ИК-спектры этих керогенов близки и не обнаруживают существенных изменений с глубиной. Они достаточно типичны для керогенов типа II на стадии мезокатагенеза. В частности, на них выделяются полосы поглощения с максимумами 2925, 2865, 1455 и 1380 см"*, соответствующие алифатическим группам. Они имеют достаточно большую интенсивность, что согласуется с Высокими значениями атомных отношений IVC этих керогенов, и свидетельствуют о неглубоких катагеие-тических преобразованиях и о возможности активного удаления функциональных групп с образованием углеводородов при дальнейшей термальной эволюции.

Несколько иной характер имеют данные по исследованию кероге-на из глубины 5742 м. Полученные характеристики указывают на более высокую степень его преобразованное™ по сравнению с описан-

ными выше образцами. Величина отношения Ц/С составляет 0,98. На ИК-спектре наблюдается резкое понижение интенсивности полос поглощения, соответствующих алифатическим группам, по сравнении с образцами из меньших глубин, что свидетельствует об уменьшении углеводородного потенциала керогена. Однако присутствие этих полос и достаточно высокое отношение Н/С, все же свидетельствует о наличии нефтегенерационного потетшала в исследуемом керогене и о степени преобразованное™ его в пределах зоны образования нефти.

Исходя из приведенного комплекса геохимических ,па*шых, степень преобразованности отложений менилитовой свигы на глубинах от поверхности до более 5 км соответствует эсне образования нефти, что согласуется с результатами минерапого-геохимических исследований, опубликованными ранее /Габинет, 1966/.

На дневной поверхности породи мешшгговой свиты характеризуются показателем отражения витринита Я0 = 0,55-0,60 %, что соответствует максимальным палеотемпературам Т00-П7°С. Следовательно, в прошлом они уже были вовлечены в главную зону нефтеоб-разования, но в результате дальнейших тектонических движений были выведены из нее. Такие породы занимают сейчас положение в разрезе от поверхности до глубин, на которых современные температуры соответствуют максимальным палеотемпературам. Такие температуры (около Ю0°С) в пределах Внутренней зоны Предкарпатского прогиба существуют на глубинах 4-4,5 км. Породы до этих глубин в настоящее время находятся в зоне протокатагенеза. Процессы генерации нефти в них были приостановлены на уровне начала зоны образования не^ти. Величина параметра пиролиза б,' в таких породах, по-видимому, представляет собой количество углеводородов, которое было генерировано органическим веществом в период нахождения пород в верхней части зоны неЛтеобраэования при палеотемпе-ратуре около Т00°С. При тектонической инверсии это количество свободных углеводородов осталось зафиксированным в поровом пространстве пород, что, как показал Н.В.Лопатин /1987/, характерно для зоны протокатагенеза. Этим, по-видимому, объясняется относительное постоянство полученных нами параметров пиролиза при увеличении глубин до указанных вше пределов. Породы менилитовой свиты, залегоюкрт шке указанных глубин (в данном случае породы третьего структурного яруса\ находятся в настоящее время в более "жестких" термодинамических условиях, чем они находились до нвд-

вигообразования, и» следовательно, глубже вошли в зону нефтеобра-зовашл. По-видимому, с этим связана интенсификация в них процессов генерации углеводородов, зафиксированная данными пиролиза.

Эти выводи подтверждаются величинами палеотемператур, определенными по данным отражательной способности витринита,получен-1шм нами, а также ранее опубликованным /Габинет,1965/. Величины показателя отражения витришта ( Ко) для отложений менилитовой свиты от поверхности до глубин около 4 км в основном находятся в пределах 0,55-0,66/?, что соответствует палеотедоературам 100-126°С. При этом не наблюдается закономерного увеличения с глубиной в этом интервале. Тенденция к увеличению показателя отражения витринита с глубиной начинает проявляться на глубинах 44,5 км. В интервале глубин 4846-5730 м величины возрастают от 0,70 до 0,87%. По-видимому, современные температуры для пород менилитовой свиты, залегающих глубже 4-4,5 км, являются максимальными за всю историю их существования и определяют степень их ка-тагенетической прообразованное™ и интенсивность процессов генерации и аккумуляции углеводородов. Именно на этих глубинах по данным пиролиза наблюдается интенсификация генерации углеводородов органическим веществом. Такое положение, по-видимому, стало возможным, благодаря продолжающемуся в настоящее время процессу над-вигообразования, в результате которого породы вовлечет в дальнейшее погружение. В связи с этим представляется возможным оценить глубину распространения зоны образования нефти на основании данных по современным температурам в скважинах. Если принять величину геотермического градиента для Внутренней зоны Предкарпатского прогиба 2,4°С /100 м , температура 200°С будет-характерна в изучаемом регионе для глубин около 8 км. По-видимому, эту глубину можно предварительно принять за нижнюю границу зоны образования нефти. Как показали приведенные выше данные, до глубины около 5 км основная часть нефтяного потенциала пород менилитовой свиты остается нереализованной, а интенсивная генерация углеводородов начинается лишь на глубинах 4-4,5 км. Поэтому, исходя из комплекса полученных результатов можно предположить, что реализация основной части нефтяного потенциала этих пород происходит в интервале от 4 до 8 км,и породы на этих глубинах являются нефтеносными. В соответствии с теоретическими положениями И.И.Аммосова /1987/ нами дана оценка предполагаемой нефтегазоносности изученного региона. Так, основные запасы нефти и крупные залежи газа

связаны с глубинами до 6 км /температуры до 150°С/, промышленные залежи нефти и главные запасы газа - с глубинами 6-7 км /150— 175°С/, небольшие промышленные залежи нефти и значительные месторождения газа можно ожидать на глубинах 7-в км /Г75 -200°С/. Глубже возможны месторождения газа и непромышленные залежи нефти.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Изменения уровня моря в олигоценовуп эпоху контролировали распределение терригегашх и пелагических осадков на отдельных структурных элементах КарпатскоП континентальной окраиш Те-тиса и определяли положение областей лавинной седиментации.

2. Развитие зоны кислородного минимума в седиментационном бассойне контролировало распределение осадков менилитсвой с.внты, обогащенных рассеянном органическим веществом и предопределило их взаимоотношение со смежной фацией кросненской свиты.

3. Диагенез осадкой меншштовой овиты проходил в анаэробных условиях под действием активных микробиологических процессов, отразившихся на составе пород.

4. Органическое вещество пород менилитовой свиты принадлежит типу И/согласно классификации Б.Тиссо, Т974/.

5. Породы менилитовэй свиты до глубин около 5 км реализовали лишь незначительную.часть своего нефтяного потенциала. Степень их катагензтической преобразованное™ соответствует верхней части главной зоны нефтеобраэования. На глубинах 4-4,5 км отмечается интенсификация генерации углеводородов.

б. Отложения менилитовой свиты Внутренней зоны Предкарпат-ского прогиба представляют практический интерес в отношении нефтеносности до глубин около 6 км /при наличии пород-коллекторов и структур-ловушек/. С более глубокими горизонтами, по-видимому, связаны лишь газовые скопления.

СП]-!СОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЙ!3 ДИССЕРТАЦИИ

т. Эволюция Карпато-Буковипского апзеллпнга в мел-палеоге-нэ и его влияние ня седнментогенез // ХС конгр.Карп.-Полк.геол. ассоц.: Тез.докл.-Краков, 1985.-Т.2.-С.203-206. /Соавторы Ю.Н. Сеньковский, А.Ю.Сенысовскнй, И.Г.Пивовар/.

2. К вопросу о геохимических фапнгх отложений нит.нрменили-товой подсвиты Предкчрпатского прогиба //'"ятер.З. конф.мол.уч.Ин-та геол. и геохик.горпч.игкеп.АН УССР,Львов, 79G4.-С.44-40.-Деп. в ВИН;ГГИ 25.03.G'3, У 1С"0-Е.

3. К вопросу о палеогеографии Карпатского седиментационного бассейна в олИгоцене //Матер.4 конф.мол.уч.Ин-та геол. и геохим. горюч.ископ.АН УССР, Львов, 1986.-С. 174-165.-Деп. в ВИНШ 20.11. 86, Г' 7681-В.

4. Особенности накопления органического углерода в осадках Карпатского олигоценового бассейна //Актуальные вопросы геологии Украины: Тез.докл.конф.мол.уч.Ин-та геол. наук.АН УССР.-Киев: Изд-во Сов. по изуч.произв.сил УССР АН УССР, 1986.-С. И0-П2.

5. Влияние изменения уровня океана и лавинной седиментации на формирование осадков северной континентальной окраины океана Тетис в мел-палеогене //Геология морей и океанов:Тез.докл.7 Все-союз.шк.мор.геол., Геленджик, 1986.-М., 1986.-Т.I.-С.214-215./Соавторы Ю.Н.Сеньковский, И.Г.Пивовар/.

6. Литолого-фациальные условия формирования битуминозных толщ олигоцена Украинских Карпат //Проблемы повышения эффективности геологоразведочных работ на нефть и газ в ХП пятилетке: Тез. докл.научн.-техн.конф.мол.уч. и спец.-Чернигов,1986.-С.65-67.

7. Некоторые литолого-фациальные особенности отложений ниж-неменилитовой подсвиты Предкарпатского проьлба //Литогенез и полезные ископаемые.-Киев:Наук.думка, 1986.-С.1Ю-П8.

8. Некоторые черты накопления высокоуглеродистых осадков ме-нилитовой свиты Украинских Карпат //Матер.У1 научн.-пралт.конф. мол.уч.и спец. Ин-та минер.ресурсов, Симферополь, 1936.- С.67-71,-Деп. в ВИЭМС 05.11.66, № 324 МГД ■

9. Об условиях формирования олигоценовых отложений Карпат

по данным изотопного состава карбонатных минералов и органического вещества //Минералогический сборник -1988.-№ 42.-Вып.1.-С.54-61./Соавтор Г.П.Мамчур/.

10. Некоторые аспекты седимантационной летописи Карпато-По-дольского прибрежного апвеллинга в мелу и палеогене //Геология Советские Карпат.-Киев:Наук.думка,1989.-С.167-175./Соавторы Ю.Н. Сеньковский, А.Ю.Сеньковский, И.Г.Пивовар/.

11. Геохимические исследования органического вещества пород менилитовой свиты олигоцена Украинских Карпат //Проблемы геологии и геохимии горючих ископаемых запада Украинской ССР:Тез.докл.. респ. конф.-Львов, 1989.-Т.2.-€.14-15.