Фациальный анализ осадочных образований

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Фациальный анализ - это средство для воссоздания физикогеографических обстановок геологического прошлого. Он слагается из комплекса приемов и методик, позволяющих на основании литологических признаков и свойств осадочных пород, комплекса заключенных в них органических остатков и следов жизнедеятельности, особенностей распространения и взаимоотношения осадочных тел, определять условия осадконакопления. Естественно, что решение подобной обратной задачи возможно лишь с учетом знаний об обстановках и условиях, где и при каких условиях, формируются те или иные осадочные комплексы с присущими им особенностями.

Фациальный анализ, представляет собой актуальное направление при поисках и разведке нефти и газа. Литолого-фациальный анализ позволяет определять условия, благоприятные для нефте- и газообразования, воссоздавать палеогеографическую и палеотектоническую обстановки. Детальные литолого-фациальные карты продуктивных отложений нефтегазовых месторождений позволяют выбрать рациональную систему разработки и способствуют увеличению коэффициента нефтеотдачи.

В последние годы анализ условий накопления древних осадочных пород, как прогрессивный метод геологических исследований, получил дальнейшее развитие, будучи подкреплён интенсивным изучением их современных аналогов. Экономическая значимость фациального анализа осадочных образований с каждым годом возростает, особенно при поисках углеводородов в трудно распознаваемых ловушках литологического и стратиграфического типов.

1. Общие принципы фациального анализа

При фациальном анализе стоит задача восстановления физико-географических особенностей среды района в течение определенного времени и установления их отличий от условий, существовавших в то же время на соседних участках.

Так как понятие фации включает обстановки и их отличия от смежных обстановок, это предопределяет необходимость изучения внутренних свойств объекта (т.е. минеральный состав, структура, текстура, органические остатки, цикличность) и его внешних связей (характера изменчивости).

Подобный комплексный анализ позволяет путем изучения коррелятных отложений, т. е. отложений, возникающих одновременно с образованием скульптурного рельефа, не только восстанавливать условия образования осадков, но и реконструировать обстановки, где осадконакопления в этот период не происходило. Все реконструкции так или иначе опираются на знание современных обстановок осадконакопления.

При этом нельзя все современные условия механически переносить на древние эпохи, т.е. полностью абсолютизировать принцип актуализма, необходимо учитывать общую эволюцию Земли и геологических процессов. Относительно постоянными в истории Земли были процессы механического переноса и отложения осадков по законам механической осадочной дифференциации.

Вместе с тем, даже в этих относительно простых случаях при постоянстве механизмов осаждения эволюция физико-географических обстановок земной поверхности, обусловливала изменение характера фациального облика некоторых терригенных отложений.

Что касается геохимических обстановок, состава фауны и флоры, определяющих условия и характер отложения хемогенных, биохемогенных и органогенных пород, то они существенно менялись.

Это определяет необходимость постоянного сопоставления и сравнения с современными осадками и обстановками, что является одним из методов и одной из основ фациального анализа.

Таким образом, для фациального анализа необходимо комплексное использование материалов исследования (рис. 1), которое включает:

1. Литологическое и геохимическое изучение осадочных пород, т.е. их вещественного состава, структурных и текстурных особенностей, прежде всего тех, которые имеют генетическое значение (литофациальный анализ);

2. Изучение остатков древних организмов и следов жизнедеятельности с целью восстановления условий обитания и захоронения;

3. Установление и интерпретация изменчивости одновозрастных отложений, т.е. смены в пространстве их состава, структуры, текстуры, остатков фауны и флоры, следов жизнедеятельности и т. д.;

4. Изучение формы осадочных тел, их строения и взаимоотношения с одновозрастными геологическими телами, а также подстилающими и покрывающими отложениями.

Рис. 1. Блок схема основных направлений фациального анализа

2. Литологическое изучение осадочных пород для фациального анализа

При исследовании любой осадочной горной породы рассматривается обычно три основных момента:

1. Состав породы (минералогический, химический (для крупнозернистых) и петрографический);

2. Структура породы - размер, форма и характер отсортированности слагающих ее фрагментов (обломочных зерен в обломочных породах, органогенных остатков в органогенных породах);

3. Текстура породы-характер взаимного расположения этих фрагментов. Каждый из этих аспектов литологии пород имеет важное генетическое значение.

2.1 Генетическое значение состава пород

Исследование состава обломочной части осадочных горных пород дает материал не только для восстановления условий его осаждения, длительности, направления и дальности переноса, но, и для некоторых реконструкций областей сноса, в частности, в решении вопроса о составе пород в областях питания и иногда частично о климате.

Так обилие в тяжелой фракции апатита, циркона, рутила, роговых обманок, а в легкой фракции калиевых полевых шпатов и кварца свидетельствует о размыве гранитоидов. Ассоциация магнетита, титаномагнетита, сфена, основных плагиоклазов, амфиболов и пироксенов наиболее характерна для основных и ультраосновных пород. Последняя ассоциация позволяет предполагать относительно недалекий перенос и аридный климат в пределах области питания, поскольку многие из этих минералов легко истираются при механическом переносе и быстро разрушаются при выветривании в условиях гумидного климата.

Развитие дистена, ставролита, силлиманита, граната, андалузита при значительном количестве в легкой фракции кварца с волнистым и мозаичным угасанием указывает на размыв метаморфических комплексов.

Общая бедность минералами тяжелой фракции, наличие переотложенного глауконита, остатков фосфоритов, кремней, кварцитов свидетельствует о развитии на водосборной площади осадочных пород. Значительно труднее интерпретировать мономинеральный состав обломочной части осадочных пород.

Состав обломочной части дает возможность устанавливать положение областей сноса и пути переноса обломочного материала изучением изменчивости состава и процентных соотношений минералов. Если полученные материалы по процентному содержанию различных кластогенных минералов в ряде разрезов изучаемого стратиграфического подразделения, то можно построить карту или схему количественного размещения минералов по площади. Направление относительного уменьшения содержания неустойчивых минералов и соответственного роста устойчивых, показывает удаление от источника питания и тем самым намечает общие пути переноса материала. При достаточно крупных размерах бассейна, когда обычно существует несколько областей сноса, строят карты терригенно-минералогических провинций - областей седиментации, охарактеризованных одним комплексом легких и тяжелых минералов, связанных с определенными питающими провинциями. Выделяя в пределах одной области седиментации отдельные терригенно-минералогические провинции, можно выяснить, откуда поступал обломочный материал в каждую часть бассейна, установить пути переноса, а часто и выявить неизвестные ранее области суши.

Аутигенные минералы осадочных пород тоже имеют важное значение для реконструкции физико-географических и часто геохимических особенностей сред осадкообразования. При этом необходимо различать минералы, выпавшие в осадок химическим или биохимическим путем в стадию седиментации. Первые - кальцит и доломит в карбонатных породах, сульфаты и галоиды в эвапоритах, пластовые фосфориты характеризуют обстановку бассейна седиментации; вторые - обстановку диагенеза и лишь частично, в каких-то очень общих чертах, могут быть использованы при выяснении собственно седиментационных условий. Минералы, которые однозначно определяют обстановку седиментации, немного.

Наиболее распространенные карбонатные минералы (кальцит и доломит) образуются в широких пределах солености - от слабо минерализованных, практически пресноводных условий до морских, нередко с несколько повышенной соленостью. В то же время достаточно точно установлено, что они образуются в зоне относительно высоких температур. Современные неритовые карбонатные осадки располагаются двумя полосами примерно в пределах 15-25° обеих широт.

Наличие мощных толщ гипсов и ангидритов (или нахождение их в цементе базального типа пойкилитовой структуры), а также галоидных солей четко указывает на высокие стадии засолонения бассейнов, которые обычно определяются резкой аридизацией климата. Причем, чем более растворимые соли встречаются в породе, тем больше стадия засолонения и, в общем случае, тем более сухой и жаркий климат они характеризуют. При этом наличие хлоридов и хлорид-сульфатов говорит о связи соленакопления с морскими бассейнами, карбонатов и сульфатов натрия - с континентальными (озерными). Нахождение автохтонных углей, напротив, свидетельствует о влажности климата и достаточно высокой температуре (по крайней мере, положительной среднегодовой).

В настоящее время все большее генетическое значение приобретают геохимические показатели, поскольку геохимия рассматривает историю отдельных элементов, их миграцию и осаждение. В принципе можно использовать данные о любых элементах, однако элементы с высоким кларком - породообразующие Са, Mg, Si, AI, в отдельных породах Fe, Na, P, Sr и некоторые другие, образуют: минералы и горные породы. В генетическом анализе обычно изучаются не сами элементы, а состоящие из них минералы и породы.

Имеются определенные геохимические показатели условий с точки зрения их окислительно-восстановительного потенциала. Так, в отложениях, формирующихся в восстановительной среде, и часто обогащенных органическим веществом, повышены концентрации меди, никеля, ванадия, молибдена и некоторых других элементов. Например, свинец осаждается в сероводородной восстановительной обстановке, в бессероводородной среде свинец растворим и его содержания весьма низки.

Геохимические данные, в частности содержание стронция, магния, изотопные соотношения и т. д. используются и в других направлениях генетического анализа, например, при определении палеотемператур.

2.2 Генетическое значение структуры пород

Теоретическая основа генетической интерпретации данных о структуре обломочных пород достаточно проста. Размер обломков зависит, прежде всего, от контрастности рельефа и динамики среды отложения, отсортированность - от длительности перекоса и стабильности гидродинамики, окатанность - от длительности транспортировки (при равных прочих условиях). При этом могут возникать определенные соотношения между параметрами, характеризующими структуру-максимальным и медианным размером частиц, их окатанностью и др.

По структуре обломочной части можно косвенно судить о рельефе областей питания. Чем он выше, тем более грубозернистый материал образуется и тем его больше.

Уже само наличие грубообломочных пород говорит о резкой расчлененности рельефа, а размер галек и валунов позволяет в ряде случаев оценить высоту разрушающихся гор. Расчеты показали, что контрастность рельефа в течение геологической истории направленно растет. Так, в Азии, после байкальской складчатости и горообразования, высота хребтов составляла 1500-2000 м, после герцинской 3000-4000 м, киммерийской 5000-6000 м и, наконец, современная, после альпийского орогенеза 7000-9000 м. (по Б.К. Прошлякову и В.Г. Кузнецову, 1991 г.).

Поскольку способы переноса и отложения обломков зависят от динамики водного потока, которая в значительной мере определяется физико-географическими условиями, то на основе диаграммы СМ можно с определенной степенью вероятности восстанавливать эти условия.

Диаграммы Пессега, как и другие генетические диаграммы, с той или иной достоверностью определяют именно динамику среды осаждения. А эта динамика может быть одинакова в разных фациях (пляжи моря и крупного пресноводного озера). В разных фациях могут быть одинаковые формы движения воды (реки и морские течения), в пределах одной группы фаций или даже одной фации могут быть движения разного типа или разной интенсивности (в русловых фациях характер движения и его интенсивность различны в стержневой зоне и у берегов, на перекатах и в западинах и т. д.). Кроме того, структура обладает определенной консервативностью и при переотложении осадка в ней сохраняются (наследуются) особенности исходных пород и осадков, Так некоторые современные эоловые пески Кара-Кумов попадают на генетических диаграммах в поле речных осадков.

Отсортированность отложений зависит от среды переноса и отложения (воздушной или водной) и характера ее движения. Эоловые осадки отличаются обычно высокой степенью отсортированности. Осадки, отложенные при колебательных движениях водной среды, в связи с неоднократным взмучиванием и переотложением, характеризуются значительно лучшей отсортированностью по сравнению с осадками, отложенными при поступательном движении воды. Отсортированность отложений резко ухудшается, если обломочный материал поступает из различных источников сноса и перед захоронением не успевает пересортироваться в месте осаждения. В этом случае гистограммы гранулометрического состава становятся двухвершинными (распределение бимодально).

Очень важно выявлять и изучать тенденции и направления изменений структуры. Например, осадки и образованные из них породы вблизи берегов в общем виде более грубозернистые, чем в центральных частях водоема. Более грубозернистый состав, отмечается также в полосе течений и в зоне более активного волнения на отдельных поднятиях рельефа дна. Поэтому, имея достаточно большое количество каменного материала из естественных обнажений и скважин и проведя массовые гранулометрические анализы, можно построить в изолиниях карты медианного диаметра обломочной части.

Таким образом, в использовании данных о структурных особенностях пород для фациального анализа наметилось три направления.

1. Построение различного типа генетических диаграмм, которые отражают скорее не фации, а динамику среды и часто не дают достоверных и однозначных результатов.

2. Разделение отложений, выявление и обособление естественных групп, отличающихся друг от друга теми или иными показателями. Проще всего это можно сделать, анализируя распределение фигуративных точек на треугольных диаграммах, сопоставляя и группируя в отдельные типы гистограммы, кумулятивные кривые и др. Эти данные непосредственно не дают никакой генетической информации, однако объективное обособление определенных комплексов немало способствует дальнейшей успешной их генетической интерпретации.

3. Картирование гранулометрических параметров, т. е. построение карт, где в изолиниях рассматривается распределение по площади среднего диаметра частиц, модальных или медианных значений, коэффициента отсортированности, появление наиболее грубых фракций и т. д. Эти карты дают объективную картину "изменчивости" отложений и не только пространственно обособляют отдельные комплексы, но показывают также характер и тенденции таких изменений, что облегчает дальнейший генетический анализ.

2.3 Генетическое значение текстуры пород

Текстурные особенности пород - характер слоистости и разнообразные знаки на границах пластов, ориентировка фрагментов породы, имеют очень большое значение для выяснения условий их происхождения. Вместе с тем сейчас становится все яснее, что непосредственно устанавливать фации по этим текстурным признакам невозможно. Дело в том, что текстурные признаки характеризуют в какой-то степени динамику среды переноса и отложения, а эта динамика может быть одинакова или похожа в различных фациях и тогда одни и те же текстуры будут встречаться в отложениях различных фаций. Рассмотрим генетическое значение некоторых текстур.

Слоистость. Появление слоистой текстуры, несмотря на разнообразие формы ее проявления, в конечном счете отражает изменение гидродинамики среды переноса и осаждения, поэтому разные виды слоистости характеризуют разную гидродинамику. Среди наиболее распространенных горизонтально слоистых текстур остановимся подробнее на интерпретации тонкой правильной слоистости, приобретающей иногда вид микрослоистости (рис. 2, а). Эта текстура представляет особый интерес для геологов-нефтяников, так как часто характеризует условия накопления толщ, обогащенных органическим веществом, которое впоследствии может генерировать углеводороды.

Происхождение такой слоистости может быть достаточно разнообразным. Она может встречаться и в мелководных и, напротив, в очень глубоководных отложениях. Но во всех случаях общее необходимое условие ее формирования - спокойная обстановка в природном слое, так как отсутствие волнения и придонных течений, которые взмучивали бы осадок, способствует сохранению тонкой слоистости. Такие условия существуют в небольших озерах, а также в хорошо защищенных от ветра и морского волнения заливах. Современные примеры такого типа - фиорды Скандинавии, где иногда даже существует сероводородное заражение.

Также, тонкослоистые осадки формируются и в открытых морях. Это либо изолированные котловинные и достаточно глубоководные водоемы типа Черного моря, либо отдельные более глубокие впадины среди обычных шельфовых морей, как это наблюдается, например, в Балтийском море, где в отдельных депрессиях - иловых впадинах идет накопление тонкослоистых илов с высоким содержанием органического вещества. А раз обстановка осаждения очень спокойная, нет перемешивания вод, то нередко здесь возникает и дефицит кислорода (поэтому здесь нет или мало донной фауны), что способствует накоплению и, главное, сохранению в осадке органического вещества, из которого впоследствии образуется нефть.

Рис 2. Типы слоистости: а - тонкая горизонтальная, межсолевые глины соленосной толщи среднего мноцена Армени; б - пологоволнистая, нижний титон, верховья р. Эшкакон, северный Кавказ; в - перекрестная со срезанием косослойстых серий; г - разнонаправленная косия. Крым, средный - верхний плиоцен, окрестности г. Севастополя. (по Б.К. Прошлякову и В.Г. Кузнецову, 1991 г.)

Многие нефтематеринские толщи имеют тонкослоистое строение и формировались в очень спокойной обстановке. При наличии небольшого волнения, которое лишь в сравнительно небольшой мере взмучивает и перерабатывает осадок, возникают пологоволнистые (см. рис. 2, б) и линзовидно-волнистые текстуры. Важна для генетического анализа косая слоистость (см. рис. 2, г). Она наиболее характерна для мелкообломочных пород-песчаников и алевролитов, реже встречается в обломочных известняках.

Имеются также некоторые отличия косой слоистости, образованной в водной среде и в воздушной. В эоловых отложениях, косослоистые серии достигают иногда 12-30 м, в то время как в водных они не превышают 1,0-1,5 м. Эоловая косая слоистость особенно в сравнении с речной отличается волнистыми слойками, непостоянством и сменой углов падения, частым срезанием одних волнистых серий другими.

Рис. 3. Типы знаков ряби: а - водных потоков с величиной индекса около 5; б - эоловая с высоким индексом; в - волновая с небольшим индексом, на малых глубинах вершины гряд обычно закругляется; г- волновая с большим индексом

Установление течений в бассейне имеет большое значение. Они приносят кислород и обеспечивают окислительную обстановку седиментации, определяют характер осадков и их распределение, расселение водных организмов и разнос их после смерти, т. е. определяют многие важные фациальные особенности отложений. Поскольку они откладывают, как правило, грубый материал, то в зонах ископаемых течений формируются коллекторские толщи, которые могут содержать залежи нефти и газа.

Рис. 4. Знаки ряби на поверхностях слоев. Средний карбон, Приуралье площадь Татарский Нагадак, скв. 34, интервал 832-836 м: а - современная эоловая рябь, Центральные Кызылкумы; б, в - симметичная подная волновая рябь. (по Б.К. Прошлякову и В.Г. Кузнецову, 1991 г.)

Знаки на поверхности слоев чрезвычайно разнообразны. Довольно часто встречаются и подробно изучены знаки ряби на поверхности слоев (рис. 3, 4). Они образуются при действии на осадок водных или воздушных течений, а также волн, причем имеются достаточно определенные отличия ряби эоловой от ряби, образованной в результате течений-поступательное движение воды, и волнений - колебательное движение воды. Раньше считалось, что водная рябь всегда образуется на очень небольших глубинах и может быть важным признаком мелководья. В настоящее время знаки ряби обнаружены на поверхности осадка в океанических глубинах.

2.4 Циклический анализ

Циклический анализ - метод изучения осадочных толщ и форм, ставящий перед собой задачи выявления в разрезе закономерных сочетаний п., образующих циклы (иначе циклотемы, многослои, ритмы), и всестороннего анализа характера этих циклов, их поведения по площади и смены по разрезу с конечной целью использовать результаты исследований для освещения теоретических вопросов и решения практических задач.

1. Литоциклы - единицы разреза, выдерживаются по площади значительно лучше, чем составляющие их отдельные элементы (слои, пласты).

2. Литоциклы на площади не изменяют свой состав в зависимости от общего палеографического плана. Каждый из литоциклов неизменно сохраняет направленность изменения отложений.

3. Фациальное разнообразие седиментационых циклов и наличие в них индивидуальных черт, позволяет выделить в разрезе маркирующие литоциклы.

4. Чередование литоциклов в разрезе не случайно, а подчиняется определенной, также периодичной закономерности, что позволяет выделить литоциклы высших порядков.]²

3. Изучение остатков древних организмов и следов жизнедеятельности для целей фациального анализа

Биоценоз - это население данного участка, сформировавшееся за определенное время под влиянием особенностей среды, свойственных этому участку. Место обитания биоценоза называется биотопом. Иными словами, в биотопе мы встречаем остатки организмов в среде их обитания в прижизненном положении и (или) практически не испытавшие переноса.

Танатоценоз - это посмертное скопление организмов, нередко разных биоценозов, поскольку захоронение происходит не в местах их жизни, а на участках, куда остатки организмов переносятся после смерти.

Фациальное значение ископаемых биоценозов. Значение ископаемых биоценозов в том, что на основании экологии входящих в него организмов можно восстановить многие физико-химические черты среды их обитания.

В ряде случаев уже простое определение состава организмов позволит сделать некоторые выводы об условиях осадконакопления. Распределение основных групп беспозвоночных в зависимости от глубин, солености. Хотя эти условия характерны для современных организмов, многие из них встречаются и в ископаемом состоянии, поэтому эти данные, с теми или иными коррективами, можно использовать и для древних отложений.

Количественный анализ видового состава ископаемых организмов должен быть дополнен детальным исследованием различных экологических групп организмов (их наличия, количества, разнообразия, морфологии, размеров и т. д.). Отметим в связи с этим некоторые основные экологические группы и их значение для фациального анализа.

Наличие ползающих по дну организмов может свидетельствовать об относительно нормальном газовом режиме, т. е. наличии в придонной части бассейна кислорода, которым они дышат.

Присутствие зарывающихся организмов свидетельствует об илистом рыхлом характере грунта. Эти организмы могут жить на самых различных глубинах и часто даже в обстановке недостатка или отсутствия кислорода (лингулиды, леды, солены, синдесмиа и др.).

Важное фациальное значение имеют различные каменеточцы или сверлящие организмы. Они известны среди двустворчатых и брюхоногих моллюсков, губок, червей, морских ежей и ракообразных, причем в ископаемом состоянии большинство сверлильщиков не сохраняется, и наблюдаются только следы их жизнедеятельности в виде норок колбовидной формы с более узким отверстием.

Находки следов сверления имеют очень важное значение в фациальном анализе. До сих пор не известны сверлильщики в озерах и озерных отложениях, поэтому они, видимо, являются важными показателями моря. Поскольку сверление возможно только в твердом скальном грунте, то обнаружив эти следы, можно твердо и однозначно говорить о характере грунта. Скальный же грунт встречается не часто и только в определенных зонах моря. Одна из них - скальные побережья, и по находкам сверлений можно очень точно фиксировать положение береговых линий древних бассейнов, а это имеет важное палеогеографическое и прикладное значение, позволяет решать и некоторые тектонические вопросы.

Кроме береговых скал твердый грунт может обнажаться и в пределах самих бассейнов на том или ином расстоянии от берега. Это либо рифовые постройки, либо участки дна с активными донными течениями, которые препятствуют осадконакоплению и отмечают перерывы в осадконакоплении, даже без вывода данного участка выше уровня моря.

Сверлильщики могут поселиться также на твердых предметах, среди относительного рыхлого грунта - на крупных раковинах, гальках и т. д. В этом случае можно говорить о медленном накоплении осадка, который не перекрывал твердые обломки, или о перерыве в осаждении под действием течений. Источенность камнеточцами гальки только с одной стороны свидетельствует о том, что гальки уже твердо зафиксировались в осадке. Зная размер и форму данного обломка, можно получить представление о степени подвижности придонных вод. Находки норок на двух сторонах указывает на то, что гальки периодически переворачивались в результате эпизодических волнений, связанных с бурями, цунами и т. д.

Фациальное значение ископаемых танатоценозов. Ископаемые танатоценозы, сложенные остатками бентонных организмов также характеризуют обстановку захоронения и прежде всего ее гидродинамику.

На основе экологии слагающих танатоценоз остатков организмов можно с той или иной степенью вероятности восстанавливать и среду их обитания, соленость, температуру, газовый режим и т.д.

Для выяснения форм переноса и условий отложения органических остатков необходимо исследовать их форму, размеры, отсортированность и ориентировку, т. е. в какой-то мере программа изучения подобна той, что применяется при изучении структуры и текстуры в литологических исследованиях.

Крупные и тяжелые остатки, несущие следы сортировки, свидетельствуют о значительной мощности переносившего их течения, в то время как мелкие, легкие и пластинчатые могли переноситься слабыми движениями воды и откладываться в условиях почти полного покоя.

Важные выводы можно получить при наблюдениях над ориентировкой органических остатков. Скелетные образования планктонных форм после гибели организмов осаждаются на дно. Если они удлиненной цилиндрической формы, то в спокойной обстановке в природной части водной толщи бассейна располагаются параллельно слоистости и без всякой ориентировки. При наличии же движений воды остатки этих организмов не просто вертикально оседают на дно, но и на какое-то расстояние переносятся и приобретают определенную ориентировку.

4. Основные приемы фациального картирования

Естественный и закономерный итог фациального анализа - картографическое представление его результатов - составление фациальной карты изучаемого стратиграфического подразделения. Она отражает распределение типов осадков стратиграфического отрезка с генетическим истолкованием условий их накопления, выявленных путем комплексного исследования отложений. Из этого определения ясно, что составление такой карты включает два основных момента: изображение на карте областей распространения различных типов пород определенного стратиграфического подразделения, т. е. выявление изменчивости отложений по площади и ее закономерностей; генетическую интерпретацию полученных данных, т. е. определение условий образования отложений.

Наиболее полный и в то же время относительно не сложный способ решения первой задачи - составление литолого-фациальной (литофациальной) карты, которая показывает распространение типов пород данного стратиграфического отрезка и обычно не отражает условия их образования.

Американские, а в последнее время и ряд российских геологов-нефтяников строят литолого-фациальные карты с помощью литологического треугольника, что существенно формализует процесс составления легенды и отнесение каждого разреза к тому или иному подразделению легенды. По этому методу все породы изучаемого горизонта объединяются в три группы. Принцип такого объединения обуславливается, прежде всего, набором пород картируемого подразделения. Так в исключительно терригенных отложениях могут быть выделены: песчаники - алевролиты - глины; в хемогенных: доломиты - ангидриты-соли, при наличии широкой гаммы пород: песчаники и алевролиты - глины - прочие породы и т.д.

Соотношения между этими группами пород графически изображаются с помощью треугольника, где каждой вершине соответствует стопроцентное содержание одной из выделенных групп, а сам треугольник разбивается на ряд полей, штрихуемых определенным знаком.

Затем, в изучаемых разрезах выделяются группы пород, которые положены в основу треугольника (песчаники - алевролиты - глины, доломиты - ангидриты - соли и т.д.), подсчитывается суммарная мощность каждой из них, и рассчитывается процентное содержание пород относительно общей мощности горизонта. В результате, разрез горизонта в данной точке, оказывается охарактеризованным тремя цифрами, отражающими относительное содержание трех групп пород. Найденная на основе этих цифр фигуративная точка, попадает в одно из полей треугольной диаграммы, и условный знак этого поля в виде соответствующей штриховки переносится на карту в месте положения разреза. После обработки всех разрезов, на карте появляется ряд условных значков, соответствующих тем или иным наборам пород, причем сами наборы закодированы в виде отдельных полей классификационного треугольника. В результате объединения одинаковых знаков в единые зоны получается карта, показывающая размещение по площади соответствующих наборов пород.

Литолого-фациальная карта - объективная основа для перехода к фациальной. Этот переход заключается в реконструкции условий образования осадков, выполняемой на основе генетической интерпретации показанного на литолого-фациальной карте характера изменчивости, с привлечением всего комплекса данных, полученных при изучении остатков фауны и флоры, различных генетических диаграмм, структурных и текстурных особенностей отложений, морфологии осадочных тел и их взаимоотношений с вмещающими породами и т.д.

Фациальные карты необходимо дополнять одним или несколькими фациальными профилями, расположенными более или менее вкрест простирания фациальных зон, и проходящими через пункты с достаточно подробными данными о разрезе (детально задокументированные обнажения, скважины и др.). Во-первых, на профилях многие фациальные соотношения приобретают большую наглядность, чем на фациальной карте. Во-вторых, независимое построение профилей и карт, способствует их взаимной проверке. Наконец, профили позволяют отразить фациальные изменения, происходящие по разрезу изучаемого горизонта, цикличность строения и смены фациальных обстановок в разрезе, смещения некоторых фаций в пространстве в период отложения этого стратиграфического комплекса, т. е. детали часто очень важные, которые, как правило, не могут быть отображены на фациальной карте. фациальное литологическое геохимическое осадочная

В отличие от геологических, фациальные профили строятся, как правило, без учета современного структурного положения изучаемого горизонта прежде всего потому, что оно определяется обычно последующими тектоническими движениями, а фациальный профиль отражает обстановки осаждения.

Любая фациальная карта - субъективная авторская интерпретация объективных геологических данных.

Фациальные карты и профили служат основой для следующего этапа обобщения - составления палеогеографических карт, которые показывают распространение физико-географических обстановок для данного отрезка времени в геологическом прошлом. При этом на основе выявленных при фациальном анализе закономерностей, проводятся экстраполяции в области, где геологических данных мало или отложения этого возраста отсутствуют. В отличие от фациальной, здесь более подробно реконструируются ландшафты.

5. Использование фациального анализа в нефтегазовой геологии

Учитывая последние достижения в области генезиса углеводородных газов, геологи-нефтяники должны уметь выделять и внимательно изучать и те фации, в которых накапливаются торфяники и растительный дендрит. Дело в том, что в процессе катагенеза, по мере превращения торфа и растительного детрита в бурый уголь, а затем в каменный разных стадий углефикации и, наконец, в антрацит, происходит образование и выделение больших масс углеводородных газов, главным образом метана, который может образовывать важные промышленные месторождения.

Заключение

Литолого-фациальный анализ позволяет решать следующие основные задачи:

1. Выявление в разрезе фаций и формаций, благоприятных для образования нефтематеринских и газоматеринскнх отложений;

2. Воссоздание физико-географических обстановок геологического прошлого.

3. Выяснение литолого-фациальных условий формирования регионально нефтегазоносных комплексов;

4. Расчленение и корреляция разрезов осадочных пород с учетом цикличности и ритмичности их строения;

5. Изучение литологических и палеогеографических факторов, предопределяющих распространение в разрезе осадочного чехла пород-коллекторов и пород-покрышек, приуроченность их к определенным фазам циклов различного порядка;

6. Выяснение палеотектонической обстановки (в совокупности с анализом мощностей);

7. Выяснение условий образования и закономерностей размещения зон нефтегазонакопления литологического, стратиграфического, рифогенного и комбинированного типов.

Выделение, изучение внутреннего строения и пространственно-временных связей формаций, рассмотрение палеотектонических и палеогеографических черт развития, цикличности строения разрезов, выяснение закономерностей размещения скоплений нефти и газа внутри нефтегазоносных формаций - вот главные составляющие фациального анализа.

Список литературы

1. Прошляков Б.К. и Кузнецов В.Г. - Литология, - М.: Недра, 1991 г.

2. Лекционный материал "Литолого-фациальный анализ".

Размещено на Allbest.ru