Литолого-стратиграфическая характеристика

Каменноугольная система (С)

Отложения среднего карбона представлены глинистыми сланцами тёмно-серыми до чёрных, дислоцированные и метаморфизованные. Вскрыты и изучены только первые 10 метров.

Юрская система (J)

Нижний отдел (J₁) представлен только одним ярусом, остальные выклиниваются в результате литологического несогласия

Средний отдел (J₂) имеет полный стратиграфический разрез. Келловейский ярус до недавнего времени относился к верхнему отделу юрской системы.

Верхний отдел (J₃) полностью отсутствует

В среднем и нижнем отделе юры объединены два яруса: ааленский (J₂a) и тоарский (J₂t). Этот ярус принято называть добайосским. Мощность этих отложений до 230 м. Представлен чередующимися пачками глин и песчаников. В верхней части преобладают глины, в нижней - алевролиты и песчаники. Песчаники зеленовато-серые, мелко- и среднезернистые, глауконитово-кварцевые, неизвестковистые.

 Байосский ярус (J₂b) представлен песчаной толщей с небольшими по мощности прослоями глин. Песчаники серые и тёмно-серые, мелкозернистые, кварцевые, с обуглившимися растительными остатками. Мощность отложений около 460 м.

Батский-байосский ярус (J₂bt-b). Отложения байосс-батского возраста развиты повсеместно. Эта толща является литологически наиболее выдержанной в разрезе. Для толщи характерно значительное содержание растительных остатков и обилие сидерита. Она является хорошим каротажным репером. Ярус представлен глинами тёмно-серыми, почти чёрными, переслаивающимися с глинистыми светло-серыми алевролитами, с многочисленными обуглившимися растительными остатками. Мощность отложений от 160 до 165 м.

Келловейский ярус (J₂k) представлен глинами с пачками песчаников серых, мелкозернистых, кварцевых в подошве яруса. Мощность отложений около 65 м.

Меловая система (K)

Нижний отдел (K₁) представлен шестью ярусами (барриасским (K₁b), валанжинским (K₁v), готеривским (K₁g), барремским (K₁br), аптским (K₁а), альбским (K₁al)). Барриасский, валанжинский, готеривский и барремский ярусы объединены в один общий ярус, названный неокомским. Аптский ярус разделён на нижний и верхний подъярусы, а альбский на нижние и объединённые средние и верхние подъярусы. Нижне меловые отложения со стратиграфическим несогласием залегают на глинах келловейского яруса. Мощность нижне меловых отложений от 700 до 750 м.

Неокомский ярус. Представлен песчаниками серыми мелкозернистыми, кварцевыми с тонкими прослоями тёмно-серой песчанистой глины. Мощность пород неокома не превышает 40 м.

Аптский ярус (K₁а). Отложения аптского яруса на территории распространены повсеместно. Они трансгрессивно залегают на неокомских отложениях. Верхняя граница апта всюду проводится по подошве мощной толщи песков и песчаников низов альба. Каждый из подъярусов апта представляет собой цикл, состоящий из нижней, алевролитово-песчаной пачки и верхней, глинистой, или алевролитово-глинистой. Мощность аптских отложений достигает 118-126 м.

Нижне-аптский подъярус. Литологически представлен глинами тёмно-серыми до чёрных с прослоями алевролитов и песчаников. Мощность залегания отложений 41-43 м.

Верхне-аптский подъярус. Литологически представлен песчаником серым и тёмно-серым, зеленоватым, мелкозернистым, глауконитово-кварцевым, с тонкими прослоями глин. Мощность 77-83 м.

Альбский ярус (K₁al). Представлен тремя подъярусами: нижним, средним, верхним. В изучаемом районе альбский ярус залегает на отложениях верхнего апта. Верхняя граница чётко определяется по смене тёмно-серых плотных глин альба резко отличными литологически, как правило, карбонатными породами верхнего мела; исключение составляют лишь места контакта альба с терригенным сеноманом, когда установление этой границы затруднительно. Нижняя граница не столь отчётлива, особенно при залегании альбских отложений на аптских, но в большинстве разрезов устанавливается довольно легко. Мощность альбского яруса около 550-585 м.

Нижнеальбский подъярус. Литологически представлен мощной толщей слабоуплотнённых песчаников и песков мелкозернистых, тёмно- и зеленовато-серых, глауконитово-кварцевых, с прослойками алевритистых глин. Кровельная часть нижне-альбской песчаной толщи газонасыщена и является основным продуктивным горизонтом. Залегает он на глубинах порядка 935-960 м. Песчаники обычно мелкозернистые, глауконитово-кварцевые, серые и тёмно-серые, зеленоватые, некрепкие. Основную их часть – 60-80% - составляет терригенный материал, представленный на 50-65% кварцем и на 15-20% глауконитом; материал плохо отсортирован. Средняя открытая пористость газонасыщенных песчаников равна 26,8%. Коэффициент газонасыщенности, определённый по промыслово-геофизическим данным, равен 0,77. Проницаемость по двум образцам крепких песчаников колеблется от 83 до 165 мд; в действительности она, вероятно, гораздо выше, но по рыхлым образцам песчаника, составляющего основной объём породы, не определялась. Мощность всей толщи нижнего альба 184-190 м.

Верхне- и среднеальбский подъярус. Литология представлена глинами тёмно-серыми, плотными с прослоями песчаников и алевролитов. Мощность отложений относительно велика и достигает отметок порядка 366-394 м.

Верхний отдел (K₂) представлен пятью ярусами: сеноманским (K₂s), туронским (K₂t), коньякским (K₂k), сантонским (K₂st), кампанским (K₂km). Сантонский ярус разделён на два подъяруса: нижний и верхний. Маастрихский ярус на данной территории полностью отсутствует. Верхнемеловые отложения залегает на плотных тёмно-серых альбских глинах. Мощность от 100 до 315 м.

Сеноманский ярус (K₂s). Вскрыт на данной территории практически всеми разведочными скважинами. В верхней части толщи залегают глины тёмно-серые, переходящие постепенно в алевролиты серые, глауконито-кварцевые, известковистые. Эти отложения содержат характерный комплекс фораминифер. Толща сеноманских отложений достигает 50-80 м. Самая мощная толща верхнего мела.

Туронский ярус (K₂t). Залегает на тёмно-серых глинах сеномана. Литология представлена известняками белыми и светло-серыми, пелитоморфными, мелоподобными. Мощность от 25 до 45 м.

Коньякский ярус (K₂k). Отложения сходны по литологическому строению с туронскими. В основном эти ярусы очень трудно выделить, из-за их литологического однообразия, но на данной территории их выделение не затребовало много времени, т.к. известняки коньяка имеют в своей структуре стилолитовые швы. По фауне отложения коньяка установлены в Скв. 4. Турон-коньякские карбонатные отложения являются региональным маркирующим горизонтом, репером, свидетельствующим о значительном изменении условий осадкообразования в туроне сравнительно с сеноманом и об установлении в турон-коньякское время на всей рассматриваемой территории одинаковых условий осадконакоплений. Мощность отложений от 14 до 33 м.

Сантонский ярус (K₂st). Залегает трансгрессивно на турон-кампанских отложениях. Породы сантона отличаются значительным разнообразием и ритмичностью литологического состава, свидетельствующими о нарастании в это время интенсивности тектонических движений. Мощность от 12 до 95 м.

Нижнесантонский подъярус. Фаунистически охарактеризованы в скв. 4. Литологически представлен светло-серыми известняками. Мощность от 12 до 24 м.

Верхнесантонский подъярус. Литологически представлен характерной сменой известняков нижнегосантона на глины известковистые, опесчаненные, с прослоями светлого крепкого мергеля. Мощность от 0 до 71 м.

Кампанский ярус. Трансгрессивно залегают на сантонских отложениях. Кампан сложен толщей плотных серых глин и мергелей с пачкой белых мелоподобных известняков в основании. Литологически породы кампана весьма сходны с сантонскими. Мощность отложений от 0 до 60 м.

Палеогеновая система (Ρ)

Трансгрессивно залегает на кампанских отложениях. Литологически представлена на данной территории глинами серыми и тёмно-серыми с редкими тонкими прослоями мергелей. Мощность от 0 до 71 м.

Неогеновая система (N)

На данной территории представлены плиоценовые отложения, а именно акчагыльский и апшеронский ярусы. Они трансгрессивно залегают на палеогеновых отложениях. Из разреза выпадают миоценовые отложения.

Акчагыльский ярус. Представлен толщей светло-серых глин, голубоватых и зеленоватых, плотных, неслоистых. Мощность от 72 до 119 м.

Апшеронский ярус. Представлен чередованием глин, песчаников и песков. Мощность от 191 до 233 м.

Четвертичная система (Q)

Литологически представлена глинами, песками и супесями. Мощность отложений достигает 115-140 м.

Далее приведён стратиграфический разрез Цубукского газового месторождения

Табл. 1. Стратиграфический разрез Цубукского месторождения

Тектоника

В геотектоническом отношении территория Калмыкии охватывает северную часть Скифской эпигерцинской и южную часть Русской докембрийской плит. Сочленение этих двух крупных геотектонических элементов на территории Калмыкии происходит в пределах Каракульско-Смушковской зоны дислокации.

По данным сейсморазведки на всей территории Калмыкии регистрируется серия последовательно сменяющих друг друга преломленных волн граничными скоростями 6,5-7 км/с., непрерывно прослеживающихся в интервале от 70 до 130 км. От пункта взрыва в виде многофазного колебания. Основные характерные кинематические и динамические особенности этой группы волн, а также значительные величины кажущейся скорости свидетельствует о приуроченности ее в разрезе к ярко и резко выраженном физическому разделу, что позволяет всем исследователям условно отождествлять этот опорный преломляющий горизонт с поверхностью кристаллического фундамента. Породы кристаллического фундаменты бурением изучены на юго-восточном склоне Воронежской антиклизы. Они сложены преимущественно различными парагнейсами, амфиболитами и сланцами, которые прорваны магматическими породами кислого среднего состава. В них намечается два тектономагматических комплекса, испытавших стадии регионального метаморфизма: нижний – от амфиболитовой стадии до гранулитовой, верхний – от стадии зеленых сланцев до эпидоамфиболитовой. Абсолютный возраст нижнего комплекса составляет 2170 млн. лет, верхнего –1870 млн. лет, что отвечает завершающим эпохам карельской эры тектономагматической активности.

Комплексная интерпретация и обобщение геолого-геофизических материалов позволяют следующим образом охарактеризовать глубинное строение территории Калмыкии. Поверхность кристаллического фундамента, залегающая на глубинах 2,5 км., системой региональных разломов, относящихся к типичным скрытым, глубинным разломам разделена на крупные глыбы. Развиты разломы нескольких систем пространственной ориентировки, основными же, определяющими особенностями глубинной структуры, является дизъюнктивы северо-восточного и северо-западного направлений. На северо-западе территорий поверхность кристаллического фундамента погружается примерно до глубин 7 км. в сторону Прикаспийской впадины. Юго-западная часть впадины отличается более глубоким залеганием фундамента и значительно более интенсивной его тектонической расчлененностью. Здесь выделяются ярко-морфологически выраженные, отделенные друг от друга разломами Карасальская моноклиналь, Сарпинский прогиб и Астраханский свод. Таким образом, границы между Прикаспийской впадиной и кряжем Карпинского, четко разделяющихся по поверхности кристаллического фундамента, служит высокоамплетудный Каракульский разлом, отделяющий область относительно приподнятого его залегания от области существенно погруженной.

Сравнение сейсмогеологических и магнитогравиметрических характеристик, а также региональные общегеологические реконструкции дают основание предполагать, что на территории Прикаспийской впадины преломляющий горизонт связан с поверхностью фундамента, представленного магматическими и метаморфическими породами дорифейского возраста. Здесь, как и на юго-восточном склоне Воронежской антиклизы на геофизическом гранитогнейсовом слое залегает осадочный чехол. Данные сейсморазведки позволяет предполагать, что на территории Сарпинского прогиба и кряжа Карпинского на геофизическом базальтовом слое залегает осадочный чехол повышенной мощности, начинающийся доплитным комплексом верхнего протерозоя. Поверхность Мохоровичича на территории Калмыкии залегает на глубинах более 40 км. По подошве земной коры на севере выделяются две крупные структурные ванны, разделенные достаточно широким перешейком. Сопоставление их со структурами по поверхности кристаллического фундамента показывает, что восточная ванна отвечает левобережной вершине Астраханского свода и западной части Северо-Каспийского выступа, западная – двум зонам выступов Волгоградско-Камышенской и Антиповско-Щербаковской. На кряже Карпинского расположен обширный относительно приподнятый участок по подошве земной коры, отвечающий Элистинскому прогибу. Этот достаточно резкий подъем поверхности Мохоровичича проходит по Астраханскому и Северо-Манычскому разломам, которым в геомагнитном поле отвечают цепочки аномалий повышенной интенсивности.

Таким образом, для территории Калмыкии характерны обращенные структурные планы по подошве и кровле консолидированной земной коры. Выступы фундамента характеризуются увеличенными мощностями более 35 км., прогибы – сокращенными 15-25 км. Отмеченные существенные вариации мощностей указывает на значительную дифференциацию внутреннего строения фундамента, а также позволяют предполагать существование двух резко отличных друг от друга типов земной коры. Земная кора здесь характеризуется пониженными мощностями консолидированной части при увеличенной мощности геофизического базальтового слоя за счет отсутствия геофизического гранитогнейсового слоя. Все это типично для коры океанического типа, однако, общая мощность земной коры этих районов характерна для континентального ее типа. Поэтому можно считать, что на территории Сарпинского прогиба и кряжа Карпинского развита двухслойная земная кора субокеанического или переходного типа, которая по предполагаемому вещественному составу, мощности и геофизическим характеристикам аналогична земной коре современных глубоководных котловин внутренних морей – Средиземного, Черного, Каспийского.

На остальной территории развита, по-видимому, трехслойная земная кора типично континентального типа. Она характеризуется нормальной общей мощностью (50км.) и присутствием в консолидированной ее части гранитогнейсового и базальтового геофизических слоев.

Изложенное свидетельствует о сложном глубинном строении территории Калмыкии, сложных и специфических геологических процессах, протекавших в ее недрах на протяжении позднего протерозоя–палеозоя, связанных, в первую очередь, с проявлением субгоризонтальных тектонических движений.

Цубукское поднятие находится в сводовой, сложно построенной части погребённого вала Карпинского. Здесь на фоне узкой, вытянутой с северо-запада на юго-восток приподнятой зоны, разбитой многочисленными сбросами различных направлений, намечается несколько более или менее чётких локальных поднятий. Одним из них является Цубукское. На структурной карте этой зоны (рис. 4), построенной по кровле нижнеальбского подъяруса, Цубукское поднятие имеет вид небольшой куполовидной складки, несколько вытянутой в восток-юго-восточном направлении с углами падения пород на крыльях около 2-3⁰. Западное и северное крылья поднятия нарушены сбросами. Амплитуда сводовой ненарушенной части поднятия около 60 м., размеры 8 x 5 км. Наличие и положение сбросов фиксируется поисковыми и структурными скважинами. Амплитуда сбросов по кровле продуктивного горизонта достигает 100 м. Описанный структурный план по нижнемеловым отложениям в принципе соответствует структурному плану верхнемеловых пород. Структурный план юрских отложений неясен, так как они вскрыты только одной скважиной.

Рис. 4. Структурная карта Цубукского месторождения

1 – изогипсы в м; 2 – тектонические нарушения