Литология нефтегазоносных толщ

2.2.3 Пролювиальная фация

Песчаные тела, образованные временно действующими водными потоками (пролювий), встречаются у подножия погребенных поднятий, древних эрозионных выступов и останцов, а также в палеодолинах.

Временные потоки образуются в результате стока обильных атмосферных осадков со склонов гор. Они несут значительные массы воды и развивают большие скорости, перенося значительное количество продуктов разрушения горных пород. Эти потоки образуют сравнительно небольшие прямые русла, выполненные плохо отсортированными терригенными осадками. В горах пролювий имеет полосовидное залегание, выполняя долины, и сложен грубозернистыми и совершенно несортированными отложениями, где глыбы, валуны, щебень в беспорядке рассеяны в суглинках (долинно-потоковый пролювий).

При выходе потока на равнину он растекается по многим руслам, скорость течения резко падает и образуется веерообразный в плане конус выноса. Отдельные конусы выноса сливаются в сплошной предгорный пролювиальный пояс длиной до нескольких сотен и шириной до 100 км. Мощность пролювия в таких поясах достигает несколько сотен, а иногда и тысяч метров.

2.2.4 Аллювиальный комплекс фаций

Русла древних рек, выполненные песчаными и песчано-галечниковыми образованиями и перекрытые глинистыми отложениями пойм, представляют собой благоприятное сочетание хорошо проницаемых и непроницаемых пород, необходимое для формирования скоплений углеводородов. В связи с этим, песчаные тела аллювиального генезиса представляют большой интерес при поисках залежей нефти и газа в ловушках литологического типа.

Осадконакопление в современных реках, как и в их древних аналогах, происходило в условиях меняющихся скоростей турбулентного водного потока, неоднородного русла, меняющегося рельефа. Все это приводило к сложному распределению участков интенсивного размыва русла в зоне наибольших скоростей потока (стрежневая зона реки) и накоплению продуктов размыва в зоне ослабленных течений, где формировались русловые отмели.

Распределение осадков в русле связано с тем, что продукты разрушения, образуемые в зоне размыва, неравномерно разносятся по дну реки в зависимости от скорости течения, размера и веса обломков. Наиболее крупные из них, которые река не способна перемещать, остаются на месте или перемещаются на небольшие расстояния, более мелкие выносятся к противоположному берегу поперечным течением и, по мере ослабления водной струи, оседают. Еще более мелкие увлекаются потоком вниз по течению реки на большие расстояния, а глинистые частицы переходят во взвешенное состояние и находятся в таком состоянии длительное время.

Таким образом, в русле реки происходит размыв и разрушение одного борта и наращивание противоположного, куда переносится основная масса образовавшегося обломочного материала. В результате этого постоянно действующего процесса русло реки постепенно перемещается в боковом направлении (боковая эрозия), образуя петлеобразные изгибы-меандры.

Хорошо известно, что каждая речная система, в том числе и реки далекого прошлого, проходит три этапа своего развития: молодость, зрелость, старость.

В период молодости река ведет интенсивное углубление русла и транспортирует продукты разрушения вниз по течению в зону седиментации. Скорость течения водного потока в этот период наибольшая, а русло относительно прямое. В русле накапливается лишь незначительное количество терригенных осадков.

В период зрелости река, углубив русло и достигнув профиля равновесия, ведет, главным образом, размыв его за счет боковой эрозии, образуя многочисленные изгибы-меандры. В результате этих изгибов длина русла возрастает, хотя наклон его остается прежним. Это приводит к уменьшению скорости водного потока. Продукты разрушения уже не могут быть вынесены в область седиментации и начинают откладываться в пределах русла в виде русловых отмелей, размер которых постепенно возрастает: идет образование песчаных тел. В этот период широкого развития достигают речные поймы, формирующиеся на русловых отмелях.

Cтарость реки характеризуется дальнейшим ростом меандр и увеличением длины русла: русловые отмели достигают наибольшего размера. Течение воды настолько замедляется, что река на отдельных своих участках оказывается неспособной транспортировать продукты разрушения. Происходит закупоривание русла, и река распадается на ряд изолированных друг от друга водоемов-стариц. Продукты разрушения заполняют русловый врез: песчаное тело полностью завершает свое формирование. На поверхности образованного песчаного тела начинают откладываться глинистые осадки речной поймы.

Отрезки времени, в течение которых река проходит все три этапа своего развития, выделяются под названием стадий. В том случае, если участок земной коры, где проходит русло реки, начинает испытывать медленные опускания, то со временем на пойменных отложениях в данном участке будут снова откладываться отложения русла новой, более поздней стадии той же реки, которая вновь завершится пойменными отложениями. При этом в результате неоднократного эрозионного среза части предыдущих отложений происходит наложение друг на друга нескольких неполных последовательностей.

Современные реки по характеру строения русел подразделяются на три типа: спрямленные, ветвистые (фуркирующие) и извилистые (меандрирующие).

Фация русловых отмелей спрямленных рек. Спрямленные русла образуются в начальные этапы развития речных систем либо в периоды омолаживания меандрирующих равнинных рек в связи с понижением базиса эрозии и выработкой нового, более прямого русла, отвечающего изменившимся палеогидродинамическим условиям.

Седиментологическая модель этой фации отражает высокую гидродинамическую активность среды седиментации в течение всего времени формирования. Соответственно, электрометрическая модель имеет вид четырехугольника с Lпс 1,0-0,8. Аналогичную форму (цилиндрическую, блоковую) имеет кривая ПС для отложений русловых отмелей, образовавшихся в результате эрозионных срезов и последующего осадконакопления [9].

Фация русловых отмелей ветвящихся рек. В системах ветвящихся рек формируются мощные покровы пористых песков с высокой проницаемостью, в которых могут аккумулироваться крупные структурные залежи нефти.

Ветвящиеся реки характерны для горного рельефа. Такой тип реки возникает при большой скорости водного потока и большого количества стекающей воды в периоды обильных дождей или таяния снегов.

Увеличение скорости водного потока может происходить и при возрастании разницы высот между устьем реки и ее верховьем, обусловленной восходящими движениями земной коры. Старое извилистое русло оказывается непригодным для быстрого сброса вод. Река прорывает себе новое русло, приспосабливая его к изменившимся гидродинамическим условиям. Происходит омолаживание речной системы. Если разница высот будет продолжать возрастать, то река на этом участке из меандрирующей может превратиться в фуркирующую [13].

Особенности строения аллювия ветвящихся рек обусловлены специфическими условиями, существовавшими в многорусловых потоках.

Фации русловых отмелей меандрирующих рек. Русловые отмели формируются у внутренних изгибов меандров, когда река врезается в берег вдоль внешнего края его изгиба; русловые отмели образуются в результате наносов. Базальная часть отложений отмели, состоящих из наиболее грубых фракций переносимого рекой материала, отлагалась непосредственно у подмываемого берега, в наиболее глубокой части реки, где течение самое сильное. На более пологом внутреннем склоне берега реки отлагается средняя часть косослоистых отложений русловой отмели. Верхняя часть русловой отмели обычно находится выше уровня реки. Она образуется в период паводка, когда большой объем приносимого рекой мелкозернистого песка, алеврита и ила отлагается в условиях более мелких вод, где скорость течения ниже, чем в главном русле. Самая верхняя часть залегает горизонтально, однако наблюдается в небольших масштабах косая и косоволнистая слоистость, образующая следы ряби.

Таким образом, наблюдается характерная для аллювиальных отложений последовательность напластования, выражаемая в закономерном изменении по разрезу структуры слагающих осадков - от грубозернистой внизу до тонкозернистой вверху. Эта закономерность четко фиксируется на электрокаротажной кривой ПС. Электрометрические модели представляют собой либо четырехугольники с прямой подошвенной, волнистой боковой и наклонной кровельной линиями, либо треугольники с прямой подошвенной и наклонной кровельной линиями, либо имеют колоколовидную форму с плавным переходом от подошвенной к кровельной линии [13, 9].

Фации рек ограниченно и интенсивно меандрирующих несколько отличаются по генетическим признакам. Отличия заключаются в форме поперечного сечения и пространственном размещении песчаных тел.

Фация береговых валов. Отложения этой фации формируются в периоды паводков, когда полые воды реки, несущие большое количество материала, выходя за пределы русла на пойменную равнину, теряют скорость и отлагают несомый ими песчаный материал на узкой полосе, образуя береговой вал. Этот вал имеет плоскую нижнюю и выпуклую верхнюю поверхности. При наложении береговых валов друг на друга формируются более крупные песчаные образования - гривы. Береговые валы встречаются как на верхних границах русловых отмелей - прирусловые, так и на поймах - береговые.

Фация песков разливов. Отложения этой фации развиты в зоне перехода от внешней (песчаной) части поймы к ее внутренней (глинистой) части. Образование отложений песков разливов связано с прорывом берегового вала полыми водами и распространением их в пределах глинистой поймы. По мере растекания водных струй и ослабления скорости течения влекомый ими материал выпадает в осадок, образуя небольшие по мощности песчаные пласты, постепенно выклинивающиеся в сторону поймы.

По своему характеру пески разливов приближаются к береговым валам, но в отличие от них не имеют выпуклой верхней поверхности. Они протягиваются на значительные расстояния вглубь поймы, тогда как береговые валы имеют небольшую ширину, исчисляемую десятками метров.

Фация стариц . Эти отложения выполняют пологие асимметричные врезы. Последние, располагаясь друг над другом, разделены слоями глин. Формирование старичного аллювия происходило в условиях меняющихся гидродинамических режимов. В период паводков старицы временно превращались в активно действующие боковые русла и протоки, где шло накопление песчаного материала. По мере спада паводковых вод и уменьшения скоростей водных потоков в старицах откладывались более мелкие осадки. Когда связь старицы с рекой прерывалась, она превращалась в изолированный водоем, в котором шло накопление преимущественно глинистых осадков.

Фации внутренней (глинистой) части поймы. Отложения внутренней части поймы образованы фациями временно заливаемых участков и пойменных озер и болот. Обе эти фации тесно переплетаются друг с другом и характеризуются взаимными переходами как по разрезу, так и по площади. Это связано с тем, что полые воды достигали внутренних, наиболее удаленных частей поймы, когда скорости их были минимальными, а подавляющая масса более грубого обломочного материала уже выпала в осадок. В связи с этим, заливавшие пойму воды были способны переносить лишь наиболее тонкозернистые алеврито-глинистые частицы. При спаде полых вод вначале осушались наиболее приподнятые части пойм, на которых накапливались тонкогоризонтальнослоистые алеврито-глинистые осадки, сменявшиеся вверх по разрезу осадками тонких илов. Осушенные участки покрывались растительностью, на них формировались подпочвы и почвы.

В более пониженных участках поймы вначале также шло отложение принесенного полыми водами алеврито-глинистого материала. Затем при спаде полых вод в пониженных участках образовывались неглубокие изолированные водоемы, в которых продолжалось осаждение взвешенных в воде глинистых частиц. Эти частицы откладывались на дне водоемов в виде тонких горизонтальнослоистых глинистых напластований.

Седиментологические модели этих фаций характеризуются наличием перехода от четвертого к пятому палеогидродинамическому уровню. Фация пойменных озер и болот отличается от отложений временно заливаемых участков пойм тем, что на заключительных этапах формирование осадка происходило при очень низких палеогидродинамических уровнях. Соответственно отличаются и электрометрические модели этих фаций.

Породы рассмотренных фаций обладают экранирующими свойствами, изолируют песчаные тела друг от друга, создавая условия для накопления в них углеводородов.

2.2.5 Эоловые фации

Эоловые отложения образуются в результате выпадения из воздуха или путем волочения по поверхности земли песчаных и алевритовых частиц. Они занимают довольно небольшую часть общей массы ископаемых отложений, так как материал, отложенный ветром, в дальнейшем очень часто размывается и переотлагается водой. Крупные эоловые накопления формируются преимущественно в пустынях, в меньшей степени на низменных морских побережьях и по берегам рек в виде дюн.

Для эоловых отложений, в целом, характерна наилучшая среди других типов осадков отсортированность и окатанность зерен, проявляющаяся наиболее отчетливо в песчаных фракциях. Поверхность зерен становится либо блестящая полированная, либо рябая. Уменьшается количество легко истираемых минералов (гипса, роговой обманки, пироксенов, эпидота, полевых шпатов) и относительно возрастает число устойчивых к механическому воздействию минералов (кварца, гранатов, циркона, силлиманита, магнетита), практически отсутствуют слюды.

В ископаемом состоянии встречаются эоловые осадки, формировавшиеся на берегах рек. Активное образование речных осадков происходит только во время высоких паводков, а большую часть времени речные отложения подвержены действию ветра. В условиях влажного климата действие ветра сдерживается покровом растительности. Однако в условиях сухого климата или в засушливые периоды отложения кос, перекатов, русловых отмелей, даже паводковые площади являются объектами деятельности ветра. На них образуются песчаные дюны.

Это песчаные тела удлиненной формы, расположенные параллельно руслу.

2.2.6 Лимнические (озерно-болотные) фации

Образование этой группы фаций происходит во внутриконтинентальных или прибрежно-морских озерах и болотах. Общими признаками лимнических образований являются ограниченное распространение, соответствующее форме озера или болота, и сравнительно небольшая мощность. В связи с этим, в разрезе комплекс озерных отложений представляет собой линзу с вогнутым основанием и относительно плоской кровлей, которая, в отличие от аллювиальной, образует не полосу, а относительно изометрическую зону. Обычны также фациальные соотношения с аллювиальными, пролювиальными и коллювиально-делювиальными образованиями. Для прибрежно-морских озер существует иногда достаточно тесная ассоциация с морскими отложениями. Характер осадков и органических остатков зависит от климатической зоны.

В гумидном климате озера получают воды больше, чем испаряется с их поверхности. Поэтому эти озера обычно проточные, пресные и характеризуются, как правило, терригенным составом отложений. Терригенные осадки в озерах распределяются в соответствии с законами механической дифференциации: крупный материал осаждается у берегов, а вглубь распространяются все более тонкие частицы. Течения и неровности рельефа дна вносят в эту схему различные осложнения. Общую схему нарушает также неравномерность поступления осадочного материала.

Для осадков, в целом, характерны сравнительно хорошая сортировка, наличие правильной, часто тонкой слоистости, иногда (в прибрежных зонах) - знаки ряби и неотчетливая косая слоистость. Образование горизонтальной слоистости объясняется тем, что в большинстве озер осаждение идет, кроме прибрежной части, в довольно спокойных гидродинамических условиях. Интенсивность поступления в озеро осадочного материала и его механический состав подвержены механическим колебаниям. Если интенсивность вноса осадков меняется по временам года, то и осадки приобретают сезонную слоистость.

Нередко в озерных отложениях обнаруживаются нарушения, вызванные оползанием полужидких пластичных осадков по наклонному дну озера. Такие оползни развиваются даже при небольших уклонах дна. В результате появляются своеобразные деформационные, в том числе, оползневые текстуры.

В озерах холодного гумидного климата при ослаблении приноса обломочного материала возможно образование железных бобовых руд за счет транспортировки железа реками. Если источником осадков служила кора выветривания, то образуются бокситы, железные и марганцевые руды. Они приурочены, главным образом, к береговой части.

В озерах часто идет накопление органического вещества сапропелевого типа. Мелководные озера, которые хорошо прогреваются летом, богаты питательными веществами и планктоном, отличаются высокой биологической продуктивностью. В таких озерах имеются благоприятные условия для консервации образующегося органического материала.

В обстановке аридного климата, когда поступление вод невелико и часто не компенсирует испарение, формируются бессточные озера с повышенной минерализацией. В отличие от озер гумидной зоны, здесь наряду с терригенной, идет, а иногда и преобладает, хемогенная седиментация. Накапливаются известняки, доломиты, магнезиальные силикаты, а также растворимые соли - гипсы и ангидриты, хлориды.

К группе лимнических фаций относятся и болотные отложения. В осадках болот преобладают накопления торфа (в последствии переходящего в уголь). Кроме того, среди болотных отложений присутствуют глинистые (преимущественно каолинитового состава), а в отдельные периоды и песчано-алевритовые осадки, как правило, с обильными остатками растений. Торфяники часто залегают на озерных отложениях или ископаемых почвах. Болотные фации являются одним из примеров концентрированного накопления и сохранения органического вещества. Исходный состав, в котором преобладает высшая растительность, предопределяет преимущественно гумусовый характер органического материала и его последующую углефикацию.

2.2.7 Ледниковые фации

Ледниковые отложения формируются в областях материкового и горного оледенения. Собственно ледниковыми образованиями являются морены; водно-ледниковыми - флювиогляциальные и озерноледниковые осадки.

Морены образуются из материала, принесенного ледником и оставшегося на месте после его таяния. В общем случае - это несортированные неслоистые отложения, состоящие из различных по размеру валунов, глыб, сцементированных песчано-глинистым материалом. Петрографический состав обломков чрезвычайно разнообразен. Наряду с местными породами, захваченными ледником при его перемещении, в значительном количестве имеется петрографически совершенно чуждый и принесенный издалека материал. Характерна также своеобразная штриховатость и полированность отдельных валунов.

Непосредственно у внешнего края ледника многочисленные и не имеющие собственных долин ручейки и речки талых вод выносят и в пределах зандровых равнин переоткладывают переносимый ледником материал и конечноморенные накопления. Эти флювиогляциальные отложения представлены вначале несортированными породами. Несколько дальше это лучше отсортированные, преимущественно песчаные осадки. При дальнейшем удалении от ледника поверхностный сток постепенно приобретает упорядоченный характер, текучие воды локализуются в долинах, т.е. превращаются в реки, и флювиогляциальные отложения замещаются аллювиальными.

В пределах зандровых равнин в отдельных депрессиях и при наличии локальных подпоров образуются озера, где идет накопление лимногляциальных осадков. Они характеризуются более тонкозернистым составом, наличием тонкой горизонтальной слоистости. Типичным примером подобных образований являются ленточные глины.

2.3 Морская обстановка осадконакопления

Отличительными особенностями морских отложений являются:

1) относительное постоянство их состава на обширной территории, так как условия осадконакопления довольно стабильны на значительных пространствах и меняются не столь резко, как на континенте;

2) преимущественное развитие процессов накопления осадков;

3) обилие органических остатков животного происхождения;

4) широкое развитие хемогенных образований, обусловленное солевым режимом, газовым составом и температурой морской воды.

Моря получают осадочный материал, главным образом, из трех источников. Прежде всего, за счет сноса продуктов выветривания с суши. Осуществляется он большей частью речным стоком, меньше поступает со льдом и выносится ветром. Второй источник - собственная работа моря - размыв берегов и дна. Наконец, третий источник - вулканические извержения, поставляющие твердые продукты (лавы, туфы и вулканический пепел), жидкие (термальные растворы) и газы.

На характер морских отложений влияют следующие факторы [16]:

1) наличие волнений и течений, которые обуславливают разнос поступающего в водоемы материала и его отложение;

2) рельеф дна бассейна седиментации, оказывающий влияние на направление морских течений, которые формируют отмели и котловины, характеризующиеся специфическим составом осадков и геохимической средой осадконакопления;

3) физические свойства морской среды - температура, давление, прозрачность, количество и разнообразие органической жизни, которые непосредственно способствуют осаждению многих компонентов из морской воды;

4) климат, оказывающий влияние на температуру, соленость воды, развитие органического мира, состав поступающего с прилегающей суши материала, карбонатообразование, накопление угленосных, кремнистых или эвапоритовых толщ;

5) степень изолированности морского бассейна определяет газовый обмен и солевой режим вод; в условиях гумидного климата изолированные бассейны седиментации подвержены опреснению, аридного - засолонению;

6) глубина бассейна седиментации является наиболее важным фактором морского осадконакопления, так как от нее зависят освещенность, состав и количество органических остатков, гидродинамический режим, размеры обломочного материала, скорость осадконакопления, температура воды и т.д.

По последнему признаку морские фации (и отложения) подразделяются на литоральные (прибрежно-морские), неритовые (шельфовые), батиальные и абиссальные (рис.6). В настоящем учебном пособии рассматриваются только первые две группы морских фаций.

2.3.1 Прибрежно-морской комплекс фаций

Прибрежная часть моря является одним из участков, где происходит интенсивное накопление терригенного материала, поступающего в морской бассейн за счет разрушения морских берегов волнами (абразии), в результате подводных размывов ранее отложившихся на дне песчаных осадков. Однако наибольшее количество обломочного материала выносят реки, представляющие собой основные транспортные артерии, по которым терригенный материал поступает в области седиментации, т.е. в места своего захоронения. Обломочный материал, выносимый пресными водами рек, попадает в соленые морские воды, и на стыке двух сред - континентальной и морской - происходят сложные процессы, приводящие к его аккумуляции в устьях рек в значительных количествах. Другая часть терригенного материала, поступающего в прибрежную часть моря, подхватывается течениями и разносится вдоль берега, а частично уносится в прилегающую часть шельфа.

Именно в прибрежной части моря происходит формирование разнообразных песчаных образований, среди которых необходимо отметить следующие: устьевые и вдольбереговые бары, подводные валы, барьерные острова, косы, пляжи, а также отложения, связанные с вдольбереговыми и разрывными течениями [13].

Фация устьевых баров. Отложения устьевых баров образуются при впадении речных вод в морской бассейн. При выходе из устья реки поток пресной воды, растекаясь по поверхности соленой морской воды, имеющей большую плотность, теряет скорость и отлагает влекомый им терригенный материал в прибрежной части моря: формируется отмель - устьевой бар. По мере приближения бара к поверхности моря активность среды будет возрастать, что повлечет за собой постепенное увеличение размерности обломочных частиц вверх по разрезу песчаного тела бара.

После того, как бар выйдет на поверхность моря, на него в периоды паводков будут воздействовать воды, поступающие с суши. Эти воды, обладающие большими скоростями течения и несущие большое количество терригенного материала, будут промывать в теле бара промоины (протоки) и по ним выносить обломочный материал, откладывая его у внешнего склона устьевого бара и постепенно наращивая его в сторону моря. По мере спада паводков и ослабления скорости речных вод в протоках откладывается наиболее грубый обломочный материал, а на участках, расположенных между ними, - песчано-глинистые отложения, характерные для речных пойм.

Морфология песчаного тела устьевого бара имеет ряд особенностей, свойственных этой фации. Поперечное сечение песчаного тела линзообразно-двояковыпуклое симметричное или асимметричное, чаще всего осложнено зубчатостью. Песчаные тела могут быть простыми изолированными или сложно построенными, состоящими из нескольких соприкасающихся песчаных тел. Ширина поперечного сечения меняется в значительных пределах: от единиц до десятков километров в зависимости от речной системы и бассейна, в который она впадает. Продольное сечение песчаного тела линзообразно-выпуклое или линзообразно-изогнутое, причем изгиб очень пологий и зависит от глубины прибрежной части бассейна. Протяженность песчаного тела может достигать десятков километров.

Устьевые бары весьма разнообразны по своим очертаниям и могут их часто менять в зависимости от преобладающего влияния речных или морских условий. Бары могут быть овальной, изометрической, веерообразной или серповидной формы. Занимаемая ими площадь составляет десятки и сотни квадратных километров.

Для устьевых баров характерно обилие обугленного растительного детрита, обрывков растений, обломков стволов. Отложения этой фации на 40-60% состоят из хорошо отсортированных мелкозернистых косослоистых песков.

Энергетические уровни водной среды, в которой формировались осадки, меняются от низких в начале к высоким в середине и снова к низким в конце формирования песчаного тела бара. Наименьшее количество глинистого вещества отмечается в средней части бара и увеличивается в его подошве и кровле.

Фация пляжей. Пляжи формируются на морском берегу в защищенных заливах и бухтах вдоль низких прибрежных равнин, наклоненных в сторону моря. Пляжевые отложения распространяются в пространстве между зонами опрокидывания волн и их максимального заплеска. Материал, слагающий пляжи, может быть самым различным: от песков до галечников. Чем круче склон, тем грубее обломочный материал пляжа.

Поступление терригенного материала на пляж осуществляется за счет переноса его волнами и вдольбереговыми течениями. В пределах пляжа обломочные частицы, двигаясь вверх и вниз по склону, одновременно перемещаются и вдоль берега. При этом происходит сортировка зерен в зависимости от гидродинамических условий по их размерам и плотности. Наиболее крупнообломочный материал концентрируется у основания фронтального откоса пляжа и в зоне береговых валов. В связи с этим, седиментологическая модель фации пляжей характеризуется наличием двух максимумов гидродинамической активности (первый и второй уровни). Электрометрическая модель этой фации представляет собой сложную аномалию в виде двух прямоугольных треугольников, расположенных один над другим в зоне отрицательных отклонений ПС. Кровельная линия горизонтальная, подошвенная слабо наклонена и чаще всего рассечена.

Фация приморских болот. Приморские болота и приморские луга занимают значительные участки низменных побережий. Приморские болота возникают в наиболее пониженных участках осушенной поверхности морского дна или на месте обмелевших забаровых лагун, которые постепенно заносятся песчаным и алевритовым материалом, сносимым поверхностными водами и ветрами с прилегающих участков суши. В зависимости от климатических колебаний, площади, занимаемые болотами, и количество поступающего в них терригенного материала испытывают постоянные изменения, что приводит к переслаиванию глин, углей, алевролитов и песков. На более высоких осушенных участках морского дна и забаровых лагун развиваются приморские луга. При трансгрессии морского бассейна площади, занимаемые приморскими болотами, расширяются, а затем затапливаются, превращаясь в мелководные морские заливы, на дне которых формируются глинистые отложения.

Фация вдольбереговых баров. Среди многообразия морских аккумулятивных форм наибольший интерес представляют песчаные тела вдольбереговых баров и подводных валов. С этими образованиями, широко развитыми вдоль низких морских берегов, связаны крупные скопления углеводородов в ловушках как структурного, так и неструктурного типов.

Подводным валом называется вытянутое валообразное скопление обломочного материала, отделенное от берега вдольбереговой промоиной. По мере роста подводного вала в высоту он начинает служить все большим препятствием для волн, которые откладывают на его поверхности все новые и новые порции терригенного материала. Часть этого материала переносится волнами через гребень вала на его внутренний (обращенный в сторону берега) склон, в результате чего вал растет вверх, постепенно перемещаясь в сторону берега и превращаясь во вдольбереговой бар.

Баром называется песчаный вал, расположенный на некотором расстоянии от берега и выступающий из-под воды в период отлива. Расположенный между баром и берегом участок моря образует лагуну (рисунок 7, рисунок 8). Постепенно перемещаясь в сторону берега, бар может выйти на поверхность и превратиться в остров или цепь островов, которые образуют барьер между берегом и морем.

Эти аккумулятивные формы низкого морского побережья образуется при фронтальном (перпендикулярном) действии волн на берег. В тех случаях, когда волны двигаются под углом к берегу, образуются, кроме названных песчаных образований, косы и пересыпи (рисунок 9). Косой называется узкий намывной вал, выступающий над уровнем моря и причлененный одним концом к берегу. Косы - переймы растут от выступов берега, где набегающая косо от берега волна испытывает перелом.

Намывные косы образуются, наоборот, в вогнутых участках берега. Пересыпи представляют собой валы, образованные из сросшихся кос. Они могут совсем отчленить лагуну от моря.

Подводные валы и бары образуют асимметричные песчаные тела высотой до 10 м с выпуклой верхней и горизонтальной нижней поверхностями, постепенно выклинивающиеся в сторону моря и расщепляющиеся на отдельные песчаные прослои в сторону лагуны, протягивающееся параллельно берегу на десятки и сотни километров. Эти образования сложены мелкозернистыми песчаниками с хорошей сортировкой обломочного материала, с косой разнонаправленной слоистостью.

Строение баров, формировавшихся в условиях трансгрессии и регрессии бассейнов, диаметрально отличаются. Модель формирования трансгрессивных баров характеризуется тем, что начальный этап их образования связан с высокой динамикой водной среды (I-II гидродинамический уровень), обусловивший накопление относительно грубозернистых осадков. По мере развития трансгрессии и углубления бассейна происходит снижение гидродинамической активности (до III-IV гидродинамического уровня) и отложение тонкозернистых и глинистых осадков. В связи с этим, электрометрическая модель фации вдольбереговых трансгрессивных баров представляет собой аномалию ПС в виде треугольника, расположенного в зоне отрицательных отклонений. Для аномалии характерны горизонтальная подошвенная и наклонно-зубчатая кровельная линии. В условиях регрессирующего морского бассейна перемещение гребня бара происходит вслед за отступающим морем, и зона отложений относительно грубозернистых осадков, формирующихся при высоких гидродинамических уровнях, перемещается в сторону моря, перекрывая образовавшиеся ранее более тонкозернистые осадки. Поэтому седиментологическая модель регрессивного бара отражает увеличение активности среды седиментации от низких гидродинамических уровней, характерных для начальных этапов его формирования до высоких и очень высоких - на завершающих этапах образования песчаного тела. Электрометрическая модель фации вдольбереговых регрессивных баров представляет собой простую аномалию в виде треугольника, расположенного в зоне отрицательных отклонений ПС. Кровельная линия горизонтальная, подошвенная - наклонена, осложнена зубчатостью.

Фация барьерных островов. Барьерные баровые острова представляют собой отдельные бары или несколько наложенных друг на друга баровых гряд, вышедших на поверхность в виде островов. Прибрежные части этих островов могли подвергаться перемыву или намыву осадков. С момента образования острова вдоль его береговой линии под воздействием прибойных волн накапливается хорошо отсортированный обломочный материал.

Седиментологическая модель фации барьерных островов характеризуется постепенным нарастанием активности среды седиментации от IV или III уровня до II или I, а затем ее стабилизацией после выхода бара на поверхность моря и превращения его в остров. Электрометрическая модель этой фации представляет собой сложную аномалию, состоящую из треугольника и расположенного над ними четырехугольника. Аномалия находится в зоне отрицательных отклонений ПС. Кровельная линия горизонтальная, боковая - вертикальная ровная или волнистая, подошвенная - наклонная, осложненная зубчатостью.

Наиболее благоприятные условия для формирования барьерных островов возникали на участках стабилизации береговой линии в периоды переходов от регрессии к трансгрессии и наоборот.

Фация вдольбереговых промоин. Накопление осадков происходило в условиях еще не обособленного участка моря, ограниченного лишь прибрежным валом. Глинистые образования этой фации в поперечном сечении имеют линзообразную форму и ширину от сотен метров до нескольких километров. Продольные сечения линзообразно-вогнутые четковидные. По простиранию эти отложения протягиваются на десятки, реже сотни километров и образуют в плане линейно вытянутые вдоль морских берегов зоны или участки, имеющие овальные очертания и занимающие площади в сотни, а иногда и тысячи квадратных километров. В отложениях вдольбереговых промоин встречаются остатки донных морских организмов. Основную часть этой фации составляют серые, зеленовато-серые глины с прослоями алевролитов и песчаников, приуроченными к верхней части разреза. Гидродинамическая активность увеличивается вверх по разрезу, но преобладающими остаются низкие энергетические уровни водной среды. В связи с этим электрометрическая модель этой фации представляет собой неравнобедренную трапецию, расположенную в зоне положительных отклонений ПС (Lпс 0,4).

Фация забаровых лагун. Образованию лагуны предшествует возникновение между берегом и растущим баром береговой промоины. При достижении баром поверхности моря или образовании барьерного острова вдольбереговая промоина превращается в лагуну. Лагуны - это мелководные бассейны, чаще всего вытянутые вдоль морских побережий и отделенные от открытого моря песчаными отмелями (барами) или барьерными островами.

Условия осадконакопления в пределах лагун характеризуются ограниченной площадью, малыми глубинами, застойностью водной среды. Вследствие этого в них накапливаются преимущественно илы с высоким содержанием органического вещества либо хемогенные осадки.

Выделяются отложения краевых и центральных частей забаровых лагун. Формирование отложений в краевых частях происходило под влиянием стекающих с суши водных потоков, что обусловило неустойчивый гидродинамический режим (IV-III уровни). Отложения представлены опесчаненными глинами с прослоями алевролитов и линзами песчаников. В центральных частях накопление осадков происходило в условиях малой подвижности водных масс (V уровень). Здесь откладывались черные глины с прослоями углей, конкрециями сидерита и пирита.

При регрессивном и трансгрессивном развитии морского бассейна строение лагунных отложений различается по последовательности напластования слагающих их осадков. При регрессии, когда береговая линия смещается в сторону моря, отложения краевых частей лагун, расположенные на границе с сушей, перемещаясь в направлении к морю, перекрывают ранее отложившиеся осадки центральных частей лагуны. Вследствие этого седиментологическая модель этой фации в условиях регрессирующего морского бассейна будет характеризоваться постепенным увеличением динамической активности водной среды от очень низкого гидродинамического уровня к низкому и среднему уровням. В связи c этим, электрометрическая модель этих отложений представляет собой аномалию, имеющую вид неправильной трапеции и расположенную в зоне положительных отклонений ПС. Кровельная линия наклонная зубчатая; боковая - прямая волнистая; подошвенная - горизонтальная.

В условиях трансгрессирующего морского бассейна лагунные отложения характеризуются иной последовательностью смены отложений в разрезе. Это объясняется тем, что при трансгрессии береговая линия смещается в сторону суши. В этом же направлении происходит перемещение лагунных образований. При этом отложения центральной части забаровой лагуны, представленные черными неслоистыми глинами, смещаясь в сторону суши, перекрывают песчано-глинистые осадки краевой ее части. Поэтому седиментологическая модель фации забаровых лагун, сформированных в условиях трансгрессии, представляет собой постепенный переход от частого переслаивания песчано-глинистых осадков к чистым глинам, что отражает снижение палеодинамики водной среды от III уровня к V. Электрометрическая модель этих отложений представлена аномалией в виде неправильной трапеции, расположеннной в зоне положительных отклонений кривой ПС. Кровельная линия горизонтальная; боковая прямая волнистая; подошвенная - наклонная зубчатая.

Фация промоин разрывных течений. Разрывные течения возникают в забаровых лагунах в результате нагона в них через бар морской воды в период штормов или заполнения их пресными водами, стекающими с суши. В этом или ином случае избыточные воды разрывают песчаное тело вдольберегового бара и устремляются в открытое море. Разрывные течения образуют на дне лагун и во вдольбереговых барах борозды и промоины, имеющие вид неглубоких желобов, располагающихся как вдоль, так и поперек забаровой лагуны. Во время приливов через эти промоины в лагуну могут проникнуть морские воды, а в периоды отлива масса воды устремляется в обратном направлении. Переносимый разрывными течениями обломочный материал заполняет промоины, образуя песчаные тела.

Поперечные сечения песчаных тел линзообразно-вогнутые симметричные, ширина их достигает сотен метров. Продольные сечения пластообразно-вогнутые. Отложения этой фации простираются на десятки километров, образуя линейновытянутые полосы, иногда ветвящиеся. Характерной особенностью залегания тел этой фации является наличие следов подводных размывов в подошве.

Фация головных частей размывных течений. Разрывные течения, устремляясь в открытое море через промоины в баровых грядах, выносят с собой часть обломочного материала. В открытом море из-за растекания струй и падения скорости течения выносимый алеврито-песчаный материал накапливается в виде подводного конуса выноса. Эти отложения могут занимать различную площадь в зависимости от длительности действия этих течений, количества выносимого ими материала, рельефа морского дна, климатических и гидродинамических условий, существовавших в данной части акватории. В период действия разрывных течений в их головных частях вначале отлагаются тонкозернистые осадки. Затем, по мере возрастания силы потока, площадь разноса, размерность и количество выносимого материала увеличиваются. По достижении некоторого максимума энергия потока постепенно падает, уменьшается зернистость выносимых осадков и площадь их распространения. В связи с этим седиментологическая модель этой фации характеризуется постепенным нарастанием динамической активности среды осадконакопления (от IV к III уровню) и после достижения наиболее высокого (П) гидродинамического уровня - ее постепенным спадом. Отсюда электрометрическая модель этой фации будет представлять собой аномалию в виде равнобедренного треугольника, расположенную в зоне отрицательных отклонений кривой ПС.

2.3.2 Шельфовые фации

По условиям осадконакопления неритовая область подразделяется на две части - мелководную и относительно глубоководную.

Мелководные обстановки охватывают районы шельфа с глубиной 50-70 м, реже до 100м. Для этих отложений характерны две особенности. Во-первых, на открытых пространствах морей волнение распространяется практически до дна, в связи с чем осадки часто взмучиваются и сортируются. При этом отмечаются следы перемыва осадка. Поэтому в мелководных отложениях часто устанавливаются следы местных перемывов и размывов. Активное перемешивание водной толщи ведет к ее насыщению кислородом, поэтому геохимическая обстановка в придонном слое практически всегда окислительная.

Второй особенностью мелководных обстановок является обилие и разнообразие бентосных организмов. В связи с тем, что практически везде до дна проникает свет, пышно развиваются водные растения, поставляющие в воду дополнительный кислород. Высшие и одноклеточные водоросли обеспечивают обильное развитие разнообразного животного бентоса - подвижного, лежащего на дне, прикрепляющегося и роющего. Бентосные организмы часто являются породообразующими или в значительных количествах встречаются в терригенных отложениях.

Наиболее распространенными терригенными типами в мелководных условиях являются мелкообломочные породы-песчаники и алевролиты. Степень сортировки песчаников средняя - промежуточная между эоловыми и пляжевыми с одной стороны, и речными, - с другой. Глины содержат примесь алевритовых и песчаных частиц, по составу они гидрослюдистые и монтмориллонитовые.

Форма песчаных тел зависит от количества поступающего обломочного материала и скорости вертикальных колебательных движений, контролирующих положение береговой линии [4].

В случае ограниченного поступления песка и обильного поступления ила (при очень низком побережье) возникает серия изолированных линз песков, выклинивающихся к внутренней части бассейна и залегающих кулисообразно друг к другу. При умеренном поступлении песка и ила образуется покровообразное песчаное тело. Верхняя его граница представлена серией кулисообразно выклинивающихся языков. При обильном поступлении песка и ограниченном поступлении ила образуются покровы песчаника с террасовидной верхней поверхностью.

Поперечные сечения песчаных тел - линзообразно-выпуклые с неровной нижней и верхней поверхностями. Продольные сечения также линзообразно-выпуклые. В плане песчаные гряды имеют овальные очертания, располагаются кулисообразно. Ширина - несколько километров, длина - десятки километров.

Песчаники преимущественно мелкозернистые с хорошо окатанным и отсортированным обломочным материалом. Слоистость косая разнонаправленная, чередующаяся с горизонтальной.

Седиментологическая модель фации мелководного шельфа отражает среднюю динамику среды седиментации. Электрометрическая модель этой фации представляет собой узкий треугольник, вершина которого расположена в зоне отрицательных отклонений ПС. Кровельная и подошвенная линии пологонаклонные зубчатые.

Особо важную в практическом отношении группу мелководных образований представляют органогенные постройки и рифы. Эти органогенные постройки образуются при глубинах моря 20-70 м вдоль берегов, при отсутствии речного стока. Схема развития различных органогенных образований показана на рис. 10.

Если скорость образования постройки была равна скорости накопления окружающих осадков иного состава или структуры, то палеогеоморфологической ее формой являлось плоское морское дно, покрытое зарослями разных организмов. В геологическом разрезе возникает органогенная постройка в виде пласта или линзы, получившая название биостром.

Если формирование постройки шло быстрее, чем накопление окружающих синхронных осадков, то в рельефе дна образуется холм, изолированная отмель, подводный выступ. В ископаемом состоянии такая постройка имеет вид выпуклой линзы и называется биогермом.

При длительном развитии биогерма, когда он поднимается до уровня моря и одновременно с ростом происходит его частичное разрушение волнами, возникает подводная или надводная скала, окруженная продуктами своего разрушения - риф. Это сложное геологическое образование, возникшее в результате жизнедеятельности колониальных или нарастающих организмов. К рифообразующим организмам относятся кораллы, водоросли, мшанки, иглокожие, строматопоры. Таким образом, риф представляет собой карбонатный массив, сложенный остатками организмов в прижизненном положении и продуктами их разрушения, возвышавшийся в период своего формирования над дном и достигающий уровня моря. Мощность рифа всегда больше мощности синхронных отложений.

Возникновение рифов часто начинается на локально приподнятых участках морского дна (аккумулятивных формах рельефа, тектонических поднятиях, затопленных вулканических конусах и т.д.), в мелководных условиях при глубинах не более первых десятков метров. В этом случае образуются одиночные изолированные рифы, относительно симметричные в поперечном сечении. Кроме того, рифы часто возникают на перегибе морского дна, при смене мелководных обстановок более глубоководными. В этом случае формируются протяженные вдоль этого уступа асимметричные в поперечном сечении рифовые системы.

Рифовые обстановки характеризуются мелководностью, нормальной соленостью, высокой средней температурой воды, ее прозрачностью, интенсивной гидродинамикой. Для рифов в целом характерны [16]: куполовидная форма массива, очень чистый карбонатный состав, частое развитие органогенных структур с прижизненным положением органических остатков, наличие обломочных известняков, массивное неслоистое строение и различные пятнистые текстуры, отчетливая фациальная зональность, нередко интенсивное развитие процессов перекристаллизации и доломитизации.

Относительно глубоководные обстановки располагаются на внешнем краю шельфа от глубин 50-70 м и далее до материкового склона, т.е. в среднем до глубины 130-200 м. В отличие от мелководной части шельфа, здесь отсутствует постоянное волнение, и только во время отдельных, исключительно сильных, штормов может происходить взмучивание и образование знаков ряби. Донные течения также обычно не очень активны, а главное, пространственно ограничены. Поэтому основной перенос материала и его распределение по площади происходит во взвешенном состоянии в верхней, подверженной волнению, части водной толщи. Условия в придонном слое отличаются значительным постоянством во времени и пространстве.

Органический мир относительно глубокого шельфа также специфичен, по сравнению с мелководной его частью, и резко обеднен. Из донных организмов чаще встречаются кремневые губки, морские ежи, одиночные, реже колониальные кораллы, отдельные группы пелеципод, гастропод, мшанок. Раковины, даже при больших размерах, тонкостенные, со слабой скульптурой. Зато возрастает количество остатков нектонных и планктонных организмов - фораминифер, диатомей, радиолярий, рыб.

Спокойная гидродинамическая обстановка, способы поступления осадочного материала и отсутствие илоедов обусловили особенности состава и строения отложений. Среди них наиболее распространены тонкоотмученные глинистые осадки. Песчано-алевритовые осадки встречаются значительно реже и, главным образом, в зонах течений. Среди других образований распространены пелитоморфные и микрозернистые известняки, а в зонах холодного климата - кремнистые образования (диатомиты, спонголиты, опоки).

Продольные и поперечные сечения глинистых образований пластообразно-вогнутые. Отложения фации относительно глубоководной части шельфа (открытого моря и крупных заливов) занимают большие площади морского дна, исчисляемые сотнями и тысячами квадратных километров и имеющие в плане самые разнообразные очертания. Они представлены серыми, зеленовато-серыми монтмориллонитовыми и гидрослюдисто-монтмориллонитовыми глинами. Содержание алевритовых пород не превышает 10 %. Эти отложения, обладающие хорошими экранирующими свойствами, представляют собой региональные покрышки, способные удерживать залежи углеводородов.

2.4 Переходная обстановка осадконакопления

2.4.1 Дельтовый комплекс фаций

Дельта - это область отложения осадков, выносимых рекой, расположенная в ее устье при впадении реки в море (или озеро). Образование дельты обусловлено сочетанием двух основных факторов: выносом реками значительных масс обломочного материала и его переработкой морскими волнениями и течениями. При этом на характер дельты и ее отложений влияют рельеф дна водоема, тектонические движения и климатическая обстановка.

Схематически формирование дельты представляется следующим образом (рис.11). При впадении реки в море (или озеро) скорость ее течения резко падает, влекомый ею обломочный материал осаждается и образуется аккумулятивная линза осадков, залегающая на морских отложениях. Поскольку море не успевает разрушить эту линзу, в следующий этап река течет уже по ней, ее поверхность выходит выше уровня воды и покрывается наземными, преимущественно речными отложениями, а основная часть переносимого рекой обломочного материала отлагается на обращенном к морю склоне образованной ранее линзы и прилегающей к ней части морского дна.

В результате формируется отмель, которая, разрастаясь, достигает поверхности воды и превращается в приустьевой бар. В зависимости от гидродинамических условий бар имеет округлые, серповидные или неправильные очертания. Если интенсивность разгрузки мала, то образуется серповидный бар. При умеренной разгрузке он имеет округлые очертания. При интенсивной разгрузке бар превращается в остров-осередыш, который разделяет речной поток на две части.

Постепенно остров увеличивается в размерах, покрывается растительностью. В периоды паводков струи воды, проходящие через него с большой скоростью, прорезают в его теле бороздины. Последние, углубляясь, расчленяют его на несколько более мелких островов. В обеих частях речного потока, разделенного островом, в свою очередь, образуются новые приустьевые бары, снова разделяющие эти протоки на более мелкие. Так постепенно создается многорусловое речное устье, являющееся зачатком дельты. Созданная дельта разрастается, выдвигается в сторону моря.

В том случае, если взморье имеет небольшие глубины, образуется веерообразная (дугообразная) дельта с многочисленными рукавами, каналами, протоками. Длина этих проток быстро растет, скорость перемещающейся по ним воды падает, обломочный материал осаждается вдоль проток.