Литологические исследования пород, а также проведенные ранее U-Pb датирования детритовых цирконов из основания алешинской свиты, подтвердили ранневендский возраст отложений и показали, что значительную роль в формировании изучаемых терригенных толщ играли разновозрастные источники сноса, расположенные как в пределах платформы, так и на обрамляющих ее территориях. По результатам циклостратиграфического анализа в разрезе алешинской свиты выделены 10 седиментационных циклитов, каждый из которых имеет
трансгрессивное строение. Закономерности распространения седиментационных циклитов отражают развитие вендского бассейна осадконакопления. Породы-коллекторы приурочены к нижним частям седиментационных циклитов алешинской свиты и связаны, главным образом, с фациями русловой долины. Фациальный фактор, вторичные процессы аутигенного минералообразования и трещиноватость определили пространственное распределение пород-коллекторов в отложениях раннего венда Нижнего Приангарья.

К настоящему времени изученность этого региона является весьма неравномерной и в целом низкой, относительно изученностью бурением. Продуктивные отложения отличаются высокой
степенью геологической неоднородности, как по латерали, так и по вертикали. Одним из таких объектов, являются продуктивные отложения алешинской свиты тасеевской серии венда.

В нижних частях разреза отмечаются единичные обломки карбонатно-кремнистых пород. Количество слюдистых сланцев закономерно уменьшается вверх по разрезу, при этом увеличивается кварцевая составляющая. Среди акцессорных минералов выделены циркон и монацит. Цемент глинистый смешанный, преимущественно иллит-хлоритового состава. Хлориты преимущественно железистые. Обилие железистого хлорита и местами гематита обуславливает красную окраску терригенных отложений алешинской свиты. Преобладающий тип цемента пленочно-поровый [1]. Среди вторичных преобразований пород алешинской свиты наиболее широко распространенными являются процессы регенерации зерен кварца и КПШ, уплотнения, а также связанные с
ними процессы образования инкорпорационных контактов, структур бластеза и различные деформации обломков слюдистых сланцев. Спорадически и в незначительной степени проявляются процессы сульфатизации, карбонатизации и выщелачивания цементной составляющей. В прослоях, где значительную роль играют обломки слюдистых сланцев, вторичные процессы развиты не столь интенсивно.

Отложения алешинской свиты с размывом залегают на разновозрастных отложениях верхнего рифея, сложенных светло-серыми строматолитовыми доломитами и темно-серыми аргиллитами. По результатам проведения циклостратиграфического анализа в отложениях алешинской свиты выделено десять седиментационных циклитов, которые в разном объёме прослеживаются в пределах всей территории Нижнего Приангарья. Они имеют трансгрессивное строение, которое проявляется в постепенной смене вверх по разрезу грубозернистых разностей на мелкозернистые. Общие толщины свиты сокращаются по направлению с юго-запада на северо-восток изучаемого региона, за счет выпадения из разреза нижних циклитов (рис. 1).

В пределах Нижнего Приангарья выделяются два типа разрезов алешинской свиты. К северу изучаемой территории происходит резкое уменьшение толщин алешинской свиты вплоть до полного её выклинивания. Наиболее полный тип разреза, содержащий десять седиментационных циклитов, развит на юге изучаемой территории, а сокращенный тип разреза, состоящий из двух циклитов, характерен для северной части региона (рис. 2). Закономерности распространения отложений седиментационных циклитов алешинской свиты отражают пульсационное развитие ранневендской трансгрессии.

К началу алешинского времени, видимо, завершилась одна из крупнейших ледниковых эпох в истории Земли, и началось постепенное потепление климата. Тектонические процессы, приведшие, в частности, к распаду континента Родиния, сформировали предвендскую эрозионную поверхность, рельеф которой, во многом определил распределение фациальных зон базальных отложений алешинской свиты.

Немаловажную роль в формировании рельефа предвендской поверхности сыграли процессы ледниковой эрозии, которые способствовали образованию как отрицательных, так и положительных форм рельефа. Ориентацию ледниковых долин, по которым происходило отступление ледников и, затем, движение флювиогляциальных потоков, видимо, задавали простирания разломно-блоковых структур предвендской поверхности, наиболее значимыми из которых были субширотного, субмеридионального и северо-западного простирания.

Состав обломочной части терригенных отложений алешинской свиты достаточно разнообразен и включает в себя как кварц-полевошпатовый материал, так и, в существенном количестве, обломки слюдистых сланцев. Формирование аллювиальной системы алешинской свиты определялось движением водных потоков, стекавших с северных и северо-западных склонов Байкитской антеклизы и прилегающих территорий Енисейского кряжа. Основной объем кварц-полевошпатового обломочного материала поступал со сводовой части Байкитской антеклизы. Источники сноса, состоящие из сланцевых пород, видимо располагались преимущественно на территории Енисейского кряжа. Помимо региональных источников сноса на предвендской эрозионной поверхности существовали локальные источники сноса, которые вносили существенный вклад в общий объем терригенного материала. Проведенные исследования комплекса обломочных цирконов, выделенных из отложений алешинской свиты, позволили однозначно установить её вендский возраст не моложе, чем 600±13 млн лет [5].

Наиболее древние следы алешинской аллювиальной системы выявлены на юго-западе исследуемой территории [6].

Здесь скважинами вскрываются отложения нижнего циклита алешинской свиты, наиболее песчаный разрез которого характеризуется частым чередованием песчаников красно-коричневых косослоистых, неясно-косослоистых, пятнистых толщиной до 3-5 м и алевро-аргиллитов бурых, темно-серых тонко-горизонтальнослоистых, массивных толщиной до 0,3-0,5 м (рис. 3а). Контакты между породами резкие, часто со следами размыва. В разрезе близлежащей скважины в базальной части нижнего циклита песчаники развиты незначительно. Большую часть разреза представляют алевро-аргиллиты бурые и темно-серые с массивными и тонко-горизонтальнослоистыми текстурами. Отдельные глинистые обломки (1-10 см), разной степени окатанности часто прослеживаются в песчаных прослоях (рис. 3б).

Вероятно, скважинами вскрываются разнофациальные разрезы, которые с определенной долей условности можно идентифицировать как фации поймы, старицы и русловой долины анастомозирующей реки (рис. 3г).

Подобного рода аллювиальные системы широко развиты в современных ландшафтах (рис. 3д), что позволяет прогнозировать распространение фациальных зон на исследуемой территории с определенной долей уверенности.

Во время формирования отложений IX циклита область осадконакопления значительно расширилась и охватила северную часть исследуемой территории (рис 5а). Здесь в скважинах вскрываются песчаные отложения верхних частей конуса выноса, представленные серыми и светло-серыми песчаниками разнозернистыми с неясно-косослоистыми, волнисто-косослоистыми и прерывистослоистыми текстурами, нарушенными следами оползания и смятия осадка (рис. 5б).

Обрамляют верхнюю часть конуса выноса преимущественно глинистые отложения дистальной части приливно-отливной равнины. В них отмечаются такие текстуры, как полого-волнистослоистая, тонко-горизонтальнослоситая, интракластовая, а также смятия и оползания осадка, подчеркнутая намывами песчаного материала (рис. 5в).

На юге территории в это время формируются области развития аккумулятивных тел приливно-отливной равнины, в которых накапливались буро-коричневые песчаники преимущественно средне-мелкозернистые с примесью гравийного материала. В них отмечается полого-волнистослоистая, косо-волнистослоистая, реже косослоистая текстуры (рис. 5г, д).

Развитие алешинского бассейна осадконакопления завершается формированием прибрежной зоны морского бассейна, где выделяются области развития аккумулятивных тел и подводных частей конуса выноса, которые граничат с фациями дистальной части приливно-отливной равнины (рис. 5е, ж). Морской режим осадконакопления фиксируется по появлению волнистослоистых текстур и текстур качения в терригенных породах, а также в формировании редких прослоев карбонатных пород (рис. 5з, и).

Породы-коллекторы отложений алешинской свиты относятся к поровому и порово-трещинному типам.

Пустотное пространство в коллекторах представлено в основном межзерновыми порами, реже пустотами выщелачивания по карбонатному цементу и микропустотами в корродированных обломках кварца и калиевых полевых шпатов.

Важную роль в фильтрационной системе вендских терригенных резервуаров Приангарья сыграли зоны трещиноватости, а также состояние их геодинамической напряженности [7]. Проведенные исследования новейшей геодинамики Нижнего Приангарья позволили выделить зоны современного растяжения и сжатия, сформированные в результате сдвиговых разнонаправленных деформаций осадочного чехла. К зонам растяжения приурочены наиболее крупные притоки газа, полученные, в частности, в пределах Абаканского месторождения.

Породы-коллекторы нижних циклитов алешинской свиты, сформировавшихся в условиях анастомозирующих речных потоков, отличаются наиболее высокой степенью неоднородности фильтрационно-емкостных свойств (ФЕС). Пористость коллекторов здесь колеблется от 1-2 до 15%. Несколько менее изменчивы ФЕС пород-коллекторов отложений спрямленной русловой долины и верхних частей конусов выноса рек. Они представлены песчаными и гравийно-песчаными породами с пористостью от 7 до 18%. Низкие значения пористости и проницаемости в целом характерны для пойменных фаций и песчано-алевро-глинистых отложений литорали.

Дифференциация свойств и морфометрических характеристик пустотного пространства пород-коллекторов алешинской свиты определяются их фациальной принадлежностью, а также интенсивностью и направленностью вторичных процессов.

В породах-коллекторах алешинской свиты установлен широкий спектр вторичных преобразований, проявляющихся в активной кальцитизации, сульфатизации и формировании многочисленных деформационных структур (бластез, гравитационная коррозия, инкорпорация, конформные контакты, регенерация зерен кварца). Эти процессы во многом определили изменение морфометрических характеристик и поверхностных свойств пустотного пространства, сформировавшегося на стадии седиментогенеза. Многоэтапность аутигенного минералообразования обусловлена периодическим обновлением тектонических дислокаций в результате активизации флюидодинамики в зонах растяжения.

В основу работы положен керновый материал по скважинам глубокого бурения на участках Нижнего Приангарья, материалы геофизических исследований скважин (ГИС), а также фондовые геолого-геофизические данные. Использованы результаты исследования пород в шлифах, на электронном микроскопе и рентгеновском дифрактометре.

Экспериментальные исследования проводились с использованием поляризационного микроскопа Axio Imager A2m Carl Zeiss и стереомикроскопа Carl Zeiss Micro Imaging GmbH; исследования минерального состава литотипов, а также элементного состава пород выполнены с помощью энерго-дисперсионного спектрометра на растровом электронном микроскопе (РЭМ) JEOL JSM-6610LV с приставкой для микроанализа OXFORD INSTRUMENTS IE350-IW500-HKL; изучение минерального состава пород было проведено с помощью рентгеновского дифрактометра RIGAKU (XRD) SmartLab.

Сибирская платформа, Нижнее Приангарье, венд, тасеевская серия, алешинская свита, аллювиальные отложения, фациально-палеогеографические обстановки

О. В. Постникова, Е. С. Изъюрова, О.А. Зуева, И. В. Горлов, А. С. Смирнов. История формирования ранневендской аллювиальной системы на юго-западе Сибирской платформы // Экспозиция Нефть Газ. 2020. №4. С. 20-24. DOI:10.24411/2076-6785-2020-10090

17.07.2020

УДК 551
DOI:10.24411/2076-6785-2020-10090