Современный

KQ-M Суперхрон смешанной полярности мелового-четвертичного (антропогенового) периодов

К—N Меловой суперхрон нормальной полярности

JK—M Юрско-меловой суперхрон смешанной полярности

(неопределенный интервал, отвечающий суперхрону)

PТ—М Пермско-триасовый суперхрон смешанной полярности

PC—R Пермско-каменноугольный суперхрон обратной полярности

С—М Каменноугольный суперхрон смешанной полярности

Для оставшихся подразделений выделение преимущественной полярности еще на стадии разработки.

8.8.10.Применение палеомагнитных исследований в стратиграфии

Магнитостратиграфические исследования ведутся по нескольким направлениям, которые включают в себя:

• Расчленение толщ горных пород по палеомагнитным характеристикам (полярности, координатам полюсов, реперным горизонтам аномальных направлений векторов J_n, скалярным параметрам).

• Палеомагнитную корреляцию региональных и местных стратиграфических схем и их сопоставление с общей стратиграфической шкалой.

• Создание единой магнитостратиграфической шкалы.

Практика использования палеомагнитного метода показала, что наиболее успешно он может использоваться при решении следующих задач стратиграфии:

1. Изучение стратиграфии четвертичных и плиоценовых отложений, определения нижней границы четвертичной системы.

2. Разработка и обоснование геохронологической шкалы для протерозоя и фанерозоя.

3. Корреляция стратиграфических шкал для континентов и биогеографических, областей, в особенности континентальных образований и привязка их к общей шкале.

4. Изучение стратиграфии немых толщ, определение геологического возраста вулканогенных образований и руд.

5. Детальная корреляция разрезов неогена, триаса — верхней перми, ордовика — верхнего кембрия.

Объекты палеомагнитных стратиграфических исследований определяются как поставленными задачами, так и тем, насколько вероятна сохранность первичной намагниченности J°n в породах и насколько просто ее выделить.

Наиболее благоприятными объектами являются первично окрашенные красноцветные осадочные породы и эффузивы основного состава, некоторые сероцветные осадочные породы и бокситы.

8.8.11. Методика палеомагнитного опробования

Палеомагнитология имеет дело с векторными величинами, поэтому образцы для палеомагнитных исследований должны быть ориентированы в пространстве. Для этого выбирают плоскость маркировки и измеряют с помощью горного компаса азимут и угол наклона этой плоскости. При изучении слоистых осадочных образований, чтобы избежать пересчетов, в качестве плоскости маркировки стараются выбрать плоскость напластования. Линию падения наносят на плоскость маркировки со стрелкой в сторону падения, азимут этой линии и угол ее наклона (угол падения) измеряют и записывают; при горизонтальном залегании стрелку направляют на север.

8.8.12.Некоторые проблемы магнитостратиграфии

Одной из основных проблем магнитостратиграфии является поиск дополнительных диагностических признаков для выделения. Это связано с возможностью ошибочной корреляции разновозрастных единиц одной полярности и вероятной неопределенностью при выборе ее ранга, если основываться только на полярности. Кроме полярности и координат палеомагнитных полюсов, позволяющих идентифицировать лишь крупные подразделения палеомагнитной шкалы — мегазоны, гиперзоны и иногда суперзоны, такими признаками могут быть, например, какие-либо характерные черты поведения поля.

При построении магнитостратиграфической шкалы для раннего палеозоя и докембрия остро стоит проблема полярности, т.е. какой из двух полюсов считать северным.

Палеомагнитные построения и выводы основываются главным образом на синхронной, одновозрастной горной породе намагниченности. Компонент естественной остаточной намагниченности выделяется любым из методов или даже их совокупностью, далеко не всегда синхронен осадку или магматической породе. Горная порода во время своей «жизни» могла погружаться на глубину, подвергаться динамическим нагрузкам, претерпевать различные физико-химические изменения, в результате которых частично или полностью разрушается синхронная намагниченность и возникает новая, метахроная намагниченность J_n^m — возраст которой моложе возраста породы.

Метахронная намагниченность, с одной стороны, является помехой при изучении геомагнитного поля эпохи образования пород и составлении палеомагнитной геохронологической шкалы. С другой — она может дать определенную информацию о геомагнитном поле в последующие эпохи и сведения о дальнейшей геологической жизни пород и всего региона.

В настоящее время в качестве основной задачи для магнитостратиграфии является построение шкал геомагнитной полярности и опорных рядов координат палеомагнитных полюсов для венда и протерозоя.

8.9. Сейсмостратиграфия

К наиболее распространенным геофизическим методам, применяемым в стратиграфии, относят сейсмические, палеомагнитные исследования, а также каротаж. Из всех средств, затрачиваемых в мире на геофизические исследования, около 90% приходится на сейсмические исследования. Фундаментальные представления о строении земной коры, ее внутренних слоях — гранитном, базальтовом, о важных границах, разделяющих эти слои, — границе Конрада, границе между гранитным и базальтовым слоем, границе Мохоровичича, разделяющей земную кору и мантию, были получены в результате внедрения сейсмических методов исследований. Новые научно-технические достижения в сейсморазведке позволили решать и другие, более сложные задачи в таких фундаментальных отраслях геологии, как стратиграфия и литология. Именно в этом смысле был предложен американскими геофизиками Вейлом, Митчумом и Тоддом термин «сейсмостратиграфия».

При сейсмических исследованиях картину внутреннего строения геологических недр наблюдают с помощью сейсмических, или упругих, волн, которые распространяются в различных породах с различной скоростью. Скорость распространения волн зависит от разных типов пород, их пористости и плотности. Принцип работы состоит в следующем. В какой-либо точке возбуждают упругие волны. Обычно сейсмические волны возбуждают с помощью взрывных источников с использованием скважин. Другие способы, например, сбрасывания груза, электродинамической вибрацией и др. нашли ограниченное применение, т. к. генерируемая при этом энергия обычно недостаточна.

Точки, которые служат источниками возбуждения упругих волн, называются пунктами взрыва. А ряд других точек, которые служат для регистрации времени прихода энергии уже отраженных и преломленных волн от границ разделов между слоями в земле, называют пунктами приема. Отраженные и преломленные волны достигают поверхности Земли и регистрируются специальными приборами — сейсмоприемниками. Колебания сейсмоприемников преобразуются в фотоизображения вертикального разреза толщи пород. Такие разрезы в сейсморазведке называются временными разрезами (рис. 22).

В сейсморазведке существует понятие «акустическая жесткость» (произведение плотности пород на скорость распространения в них упругих волн). Чем больше перепад акустической жесткости на границе раздела двух сред, тем выше интенсивность отраженных волн. Границы пород, на которых происходит отражение волн, называют отражающими. Если перепад акустической жесткости более 10%, то такие отражающие границы называют сильными, опорными или сейсмическими реперами. В разрезах, как правило, опорные границы единичны, поэтому были разработаны методики регистрации слабых отражающих границ, которые заполняют пространство между сейсмическими реперами. Интерпретация таких границ и сопоставление с данными бурения в хорошо изученных районах позволяет получать по временным разрезам значительный объем стратиграфической информации.

На современных сейсмических разрезах выделяются не только изображения от сильноотражающих границ (сейсмических реперов), но и от большого количества менее интенсивных границ, заполняющих поля между сейсмическими реперами. Оказалось, что многие слабые границы располагаются не параллельно основным границам, а под разными углами к ним. Такая ориентировка неслучайна и отражает фундаментальные свойства реальных сред, которые используются при сейсмостратиграфическом анализе.

Сейсмические отражающие границы, как показал сейсмостратиграфический анализ, в масштабе геологического времени могут считаться изохронными. Это означает, что можно определить последовательность напластования и провести сопоставление одновозрастных толщ, т.е. выполнить основные стратиграфические процедуры. Ход рассуждений здесь следующий. Как выяснилось, скачок акустической жесткости на границах толщ обусловлен либо достаточно резкими изменениями условий осадконакопления, либо перерывом в осадконакоплении. Отложения, сформировавшиеся до перерыва, будут более плотными (с большей скоростью упругих волн), чем отложения, накопившиеся после перерыва. Скачок акустической жесткости на этом рубеже (сильная отражающая граница) будет изображать рельеф дна палеоводоёма в момент начала нового этапа осадконакопления.

Другая возможность сейсмостратиграфического анализа — выявление поверхностей стратиграфических несогласий. Несогласия фиксируются по сближению отражающих границ и по выклиниванию вблизи сейсмических реперов. По границам несогласий сейсмостратиграфические разрезы расчленяются на объемные геологические тела разных размеров, называемые сейсмическими комплексами и сейсмическими фациями.

Временной разрез является временным представлением геологического разреза, т. е. отражающие границы изображаются на нем в виде функции времени пробега волны от пункта взрыва до пункта регистрации. Если скорости распространения сейсмических волн до целевых отражающих горизонтов известны с достаточной точностью, то временной разрез можно трансформировать в глубинный. Существуют несколько методических приемов преобразования, но основа их одинаковая: времена отраженных волн преобразуются в глубины.

Глубинные сейсмические разрезы всегда точно соответствуют реальным геологическим разрезам. Для обеспечения достоверной геологической интерпретации сейсморазведочных данных нужно располагать пространственными (площадными, региональными) наблюдениями и покрыть исследуемую площадь достаточно плотной сетью увязанных между собой профилей (рис. 23).

Если таковые исследования проведены, то по полученным данным строят следующие карты.

Первая из составляемых карт — карта изохрон¹⁴⁹— представляет площадное распределение времен отражения от некоего отражающего горизонта. Трассирование любого горизонта начинается в том месте, где он четко определен и надежно стратифицирован. Для стратиграфической привязки отражающих горизонтов лучше всего используются данные сейсмокаротажа. Прежде всего; стратиграфически привязанный сейсмический горизонт нужно проследить по всем другим профилям. Следующая операция — на карту расположения сейсмических профилей выписываются значения времен отражения. Точки карт, имеющие одинаковые значения времени отражения, соединяются линиями, и в результате мы получаем карту изохрон. На ней изображаются времена пробега отдельных отражений до картируемого отражающего горизонта. С целью представления глубинного строения района обычно строят карты изохрон по нескольким отражающим горизонтам.

149 Иэохрона — линия, соединяющая точки, достигнутые сейсмическими волнами за один и тот же промежуток времени.

Преимущество карт изохрон заключается в сравнительной простоте их построения по сейсмическим данным. Их главный недостаток состоит в том, что аномалии на картах изохрон в действительности являются аномалиями скоростной характеристики разреза. Подобные трудности интерпретации возрастают с увеличением сложности тектонического строения изучаемых структурных элементов. Кроме того, с глубиной уменьшается точность определения средней скорости из-за увеличения числа слоев с неизвестными скоростями. А изменение точности скорости на 5 % может привести к ошибке в определении глубины на 200 м для глубины 4 км.

Именно из-за неопределенности, содержащейся в картах изохрон, выбор точек заложения поисковых скважин производится по структурным картам, т. е. по картам изоглубин залегания отражающих горизонтов, и только при весьма простых геологических и тектонических условиях можно для этих целей пользоваться картами изохрон. Исходными данными для построения структурных карт служат:

1) временные сейсмические разрезы;

2) глубинные сейсмические разрезы;

3) карты изохрон, трансформированные в глубинные.

На карту расположения сейсмических профилей выносят значения глубин залегания отражающих горизонтов, например глубин, вычисленных для пикетов взрыва. Затем одинаковые значения глубины залегания определенного горизонта соединяются между собой, и получается структурная карта (рис. 24), которая напоминает топографическую, только вместо изолиний превышения рельефа местности над уровнем моря на ней нанесены линии изоглубин. В данном способе построения структурных карт предполагается, что закартированный отражающий горизонт однозначно прослежен на всех сейсмических разрезах и все разрывные нарушения учтены и вынесены на карту. Имеются программы вычисления на ЭВМ глубин залегания отражающих горизонтов, выделяемых на временных разрезах.

Вместе с термином «сейсмостратиграфия», заимствованным из англоязычной литературы, в отечественные публикации по этой проблеме вошел термин «сейсмофация». В англоязычной литературе под «сейсмофацией» понимается трехмерное тело, образуемое группой отражений (двухмерных поверхностей), которым свойствен набор параметров, отличный от параметров соседних сейсмофациальных единиц. Пространственная характеристика сейсмофациальной единицы складывается из конфигурации ее внешних поверхностей и конфигурации поверхностей синфазности, расположенных внутри ее.

Таким образом, американские авторы, которые ввели в геолого-геофизическую терминологию понятие «сейсмофация», употребляют термин «фация» совсем в ином смысле, нежели отечественные литологи, понимающие фацию как условия осадконакопления, единицу геологической среды осадконакопления, единицу палеоландшафта. В конечном счете «сейсмофация» представляет собой определенную форму сейсмической записи, как правило, отражающую характер напластования внутри исследуемой толщи.

Сейсмостратиграфический анализ основывается на изучении сейсмогеологических поверхностей раздела как внешних граничных поверхностей осадочных комплексов, так и «сейсмофаций», т. е. характера и напластований внутри границ. Цель анализа — расчленение сейсмического разреза на некоторые аналоги осадочных комплексов — сейсмические комплексы, генетически увязанные с тектоноседиментационными особенностями развития и строения бассейна. На начальном этапе сейсмостратиграфического анализа прежде всего выделяются стратиграфические несогласия, положительные и отрицательные тектонические формы (грабены, горсты, диапиры и др.), крупные зоны выклиниваний, а затем и более мелкие объекты, с которыми генетически могут быть связаны неантиклинальные ловушки (крупные органогенные постройки, останцы, врезы и т. д.). Производится также сопоставление выделенных комплексов с региональными и общими стратиграфическими шкалами, определяются возраст и соответствие этих комплексов известным стратонам (ярусам, подъярусам, свитам, пачкам и т. п.).

Сейсмофациальный анализ основывается на изучении внутреннего строения осадочных комплексов по сейсмическим данным и имеет целью выяснение палеотектонических и палеогеографических условий формирования осадочных комплексов, их формационной принадлежности. Базовой информацией этого анализа служат типы сейсмофаций, интерпретируемые с палеотектонической (прогибание, компенсированное или некомпенсированное осадконакопление) и палеогеографической точек зрения.

8.9.1. Основные положения сейсмостратиграфического анализа

Основные конструктивные положения сейсмостратиграфического анализа базируются на признании хроностратиграфической¹⁵² значимости сейсмогеологических границ и заключенных между ними сейсмических комплексов при соответствии последних определенным генетическим осадочным формациям и их сочетаниям.

20 {Chronostartigraphic units) — подразделения г. п., рассматриваемые в зарубежной литературе исключительно как свидетельства определенных интервалов геологического времени. Термин считается излишним, т. к. любое правильно выделенное стратиграфическое подразделение является одновременно и «хроностратиграфическим».

Хроностратиграфические возможности сейсмического метода

Под стратиграфическим горизонтом в узком смысле понимается синхронный горизонт, обеспечивающий хронологическую корреляцию геологических пород. Именно в этом, хроностратиграфическом смысле, чаще всего и применяется понятие стратиграфической корреляции в сейсмостратиграфии.

Основополагающей является гипотеза о том, что сейсмические отражающие границы приурочены к поверхностям напластования, т.е. скрытым или явным перерывам осадконакопления, и служат хроностратиграфическими реперами. Это позволяет определять по осям синфазности последовательность напластования и прослеживать границы относительно одновозрастных толщ, что, в конечном счете, приводит к решению основной задачи сейсмостратиграфического анализа — расчленению разреза на условно одновозрастные толщи. В этом случае отражающие горизонты, приуроченные к кровле и подошве сейсмического комплекса, фиксируют полный возрастной диапазон комплекса в областях согласного залегания и уменьшение этого диапазона в районах несогласного залегания. Но и несогласие оказывается важным в хроностратиграфическом смысле, поскольку породы, расположенные выше несогласия, практически всегда более молодые, чем расположенные ниже (за исключением постседиментационно опрокинутых слоев). Если сейсмические горизонты увязываются с биостратиграфическими границами, то сейсмические комплексы могут оказаться сопоставимыми со стандартными временными стратиграфическими подразделениями (системами, отделами, ярусами, свитами и т. п.).

Сейсмические границы, как правило, соответствуют поверхностям перерывов в осадконакоплении. В общем случае две любые смежные толщи, разделенные перерывом в осадконакоплении, следует считать несогласно залегающими, поскольку длительный перерыв всегда сопровождается определенным размывом отложений на отдельных участках бассейна, в результате чего верхняя толща оказывается залегающей на разновозрастных слоях. Точно также литологически однородная и даже примерно выдержанная по мощности песчаная или карбонатная пачка, сформированная в процессе трансгрессии палеоморя, может оказаться существенно разновозрастной, омолаживаясь в направлении перемещения береговой линии.

Однако в практике сейсморазведки несогласным залеганием обычно считают такое, которое фиксируется визуально обнаруживаемым по сейсмическим разрезам угловым несогласием.

8.9.2. Сейсмостратиграфические подразделения

Сейсмостратиграфические подразделения153 —геологические тела, которые выделяются в сейсмометрических границах. Последние представлены основными типами — се йсмо гори зонта ми и сейсмическими комплексами.

Сейсмогоризонт — поверхность внутри интервала геологического разреза, в котором формируется латерально устойчивый (когерентный) сейсмический сигнал, отвечающий волне определенного типа (отраженной, преломленной, обменной). Сейсмогоризонт соответствует избираемой особенности записи сейсмического сигнала (обычно главному экстремуму или вступлению) и его следует соотносить с латерально наиболее устойчивым и резким литологическим разделом внутри волнооб-разующей толщи, который играет существенную (иногда доминантную роль) в образовании сейсмического сигнала.

Сейсмические комплексы: принципы выделений и таксономия

Сейсмический комплекс представляет собой акустическое отображение осадочного комплекса пород или отдельных его элементов. Пространственная характеристика сейсмического комплекса складывается из геометрии его внешних поверхностей (сейсмоморфологии) и конфигурации поверхностей синфазности внутри него (сейсмофаций).

Макрокомплекс сейсмический (МК_С) — сейсмический образ трехмерного геологического тела, ограниченного сейсмогеологическими границами, в общем случае связанными с региональными поверхностями несогласий или перерывами осадконакопления, определяемого набором устанавливаемых по сейсмическим материалам морфологических, текстурных (сейсмофациальных), параметрических характеристик и отвечающего осадочному формационному комплексу, формирующемуся в течение крупных этажей геологической истории.

Мощность отложений, охватываемых МК_С, может соответствовать сотням метрам— нескольким километрам. В стратиграфической номенклатуре MK_с может соответствовать ярусу, подъярусу,

Комплекс сейсмический (Kс) — сейсмический образ трехмерного геологического тела, ограниченного, с одной стороны, (в подошве или в кровле) сейсмогеологической границей (в общем случае связанной с поверхностью несогласия или перерывом седиментации), а с другой — слоевой границей (скрытым перерывом), определяемой набором морфологических, сейсмофациальных и параметрических характеристик и отвечающего семейству осадочных формаций, формирующихся на определенных (трансгрессивных или регрессивных) фазах тектонических этапов. Мощности комплекса — в пределах 0,1—1 км.

Подкомплекс сейсмический (ПК_С) — сейсмический образ трехмерного геологического тела, ограниченного слоевыми разделами или эрозионными поверхностями, не приводящими к образованию видимого несогласия в залегании с ниже- и вышерасположенными телами, определяемого совокупностью морфологических, сейсмофациальных и параметрических характеристик и соответствующего одной или нескольким генетически связанным, сопряженным осадочным формациям. Мощности (п х 10)—100 м.

Клиноформа образуется при латеральном заполнении бассейна осадками в условиях некомпенсируемого погружения его дна и обычно представлена набором однонаправленных клиньев сигмовидной формы.

Покров — породнослоевая ассоциация, образующаяся при вертикальной аккреции¹⁵⁴ осадочной толщи в условиях обычно компенсируемого осадконакоплением погружения и представляющая собой комплекс параллельно-слоистых субгоризонтальных в палеоплане отложений. Покровы образуются как в течение стабильной в тектоническом отношении стадии развития бассейна, так и при его погружении или подъеме. Соответственно различают покровные комплексы стабильного, трансгрессивного и регрессивного строения. Кроме того, выделяют конденсированные покровы, формирование которых в отличие от обычных покровов происходит в обстановке региональной некомпенсации.

Микрокомплекс сейсмический (МКс) является составной частью ПК_С (подкомплекса сейсмического) и представляет собой микроклиноформу или микропокров, образованный за счет цикличности колебаний уровня моря. Микрокомплексы, как правило, отделяются друг от друга некоторым перерывом в осадконакоплении, поэтому к их поверхностям могут приурочиваться интенсивные и протяженные сейсмические границы. Мощность п—(п Х 10) м. Обычно соответствует пачке слоев.

Слой сейсмический (СС) — составная часть МК_С. Он представляет собой сейсмическое изображение геологического слоя, объединяющего отложения с общими литологическим и признаками, закономерно изменяющимися по простиранию в зависимости от изменения фациальной обстановки осадконакопления.

Отражающая поверхность (ОП) является не поверхностью, а трехмерным геологическим телом с мощностью меньшей разрешающей способности сейсморазведки, вследствие чего сейсмическое изображение такого тела имеет вид площадки при однополупериодном представлении элементарного сейсмического сигнала. В стратиграфическом отношении ОП соответствует участкам перехода от одного слоя к другому или маломощным отдельным слоям.

В рассмотренных определениях сейсмических комплексов используется ряд признаков (морфологических, сейсмофациальных (текстурных), параметрических), и по каждому из этих признаков границы могут быть установлены различно, так что контуры отдельных сейсмических признаков могут не совпадать.

8.9.3. Эвстатические колебания уровня Мирового океана

Как уже было показано, сейсмические разрезы дают возможность определения относительного возраста по принципу Стенона. Датировка осадочных толщ в единицах общей стратиграфической шкалы, производимая биостратиграфическим методом, становится в этих условиях невозможной. Для этого сотрудниками фирмы «Exxon» (Vail et all) был предложен новый метод, основанный на гипотезе цикличных колебаний уровня Мирового океана.

Явления глобальных изменений уровня моря на протяжении геологического времени вызывают все возрастающий интерес.

Изменения уровня моря привлекаются для объяснения геологических явлений с XVIII в., со времен Дж. Геттона. Время и амплитуда этих изменений рассчитывались исходя из следующих факторов:

1) площади континентов, остававшейся погруженной на протяжении определенных интервалов времени в прошлом;

2) величины изменений скорости спрединга океанических хребтов во времени. При этом подходе ошибки обусловлены использованием только одной гипсометрической кривой на протяжении времени;

3) данных сейсмической стратиграфии. Определенная последовательность стратиграфических свойств устанавливается по сейсмической записи, на которой выявляются поверхности отражения сейсмических волн. Эти поверхности отвечают изменениям уровня моря и могут быть скоррелированы с глобальными циклами уровня моря.

Построение концепции изменяющегося уровня моря основывалось на нескольких последовательных стадиях изучения. В начале были проинтерпретированы сейсмические разрезы всех континентов (исключая Антарктиду) и прилегающих морей. Они рассматривались как хроностратиграфические схемы и были проконтролированы биостратиграфическими данными. Затем исходя из этих хроностратиграфических схем были построены схемы циклов относительного изменения уровня моря для каждого изученного региона. Наконец составлена интегрированная схема глобальных циклов, которую рассматривают «просто как модальное среднее из скоррелированных региональных циклов».

На региональных и глобальных схемах циклов различаются циклы второго порядка, или суперциклы продолжительностью 10—80 млн лет, и циклы третьего порядка продолжительностью 1—10 млн лет.

Цикл включает в себя повышение уровня моря, его стабилизацию и последующее понижение. В начале цикла (трансгрессия) осадконакопление идет на шельфе. В конце цикла осадконакопление смещается на континентальный склон и абиссальную равнину, а осадки шельфа размываются. Анализ временных разрезов позволяет строить графики колебаний уровня моря и выделять интервалы очень высокого (highstand, HST) или очень низкого (lowstand, LST) его стояния. Сопоставление построенных графиков с мировой шкалой дает приблизительную датировку возраста осадочных толщ, не вскрытых бурением.

8.10. ГИС — геофизические исследования скважин

Методы геофизических наблюдений в скважинах и способы интерпретации полученных данных образовали особую область исследований. Существенной отличительной особенностью ГИС является то, что измерения производятся не на земной поверхности, а в скважине, т. е. по вертикальным профилям.

Бурение скважин дает возможность геологам получать непосредственную информацию о стратиграфии, фациальном составе, литологии, тектоническом строении и многих других особенностях изучаемой территории. Анализируя скважинные данные мы узнаем о непрерывном распределении петрофизических свойств горных пород и их стратиграфической приуроченности к определенным отражающим горизонтам. При изучении геологических разрезов скважин современная геологическая служба располагает большим числом различных методов исследования, основанных на изучении петрофизических характеристик пород.

Изучение разреза нижних структурных этажей, в том случае, если они не выходят на дневную поверхность и к ним приурочены важные полезные ископаемые, проводится при помощи бурения опорных и параметрических скважин.

Бурение опорных скважин проводится с целью вскрыть типичные разрезы крупных регионов или структурно-фациальных зон, параметрических — обычно для геологической интерпретации геофизических материалов.

При обработке материалов из опорных и параметрических скважин решаются многие задачи, важнейшими среди которых являются:

1. Изучение вещественного состава, условий залегания и мощности пород, вскрытых скважиной.

2. Выделение в разрезе стратиграфических подразделений и установление их возраста.

3. Корреляция выделенных стратиграфических подразделений со вскрытыми соседними скважинами или обнажающимися на поверхности в смежных регионах.

4. Установление необходимых для интерпретации физических свойств разреза, выделение каротажных реперов и привязка отражающих сейсмических горизонтов к разрезу.

Геофизические методы исследования скважин (каротаж) — один из разделов прикладной геофизики. Изучение геологических разрезов скважин — наиболее важное направление. При этом используются электрические, магнитные, радиоактивные, термические, акустические, механические, геохимические и другие свойства горных пород. Применение их основано на изучении естественных и искусственных физических полей различной природы. Интенсивность того или иного поля определяется разными факторами, в первую очередь физическими свойствами горных пород — электрическим удельным сопротивлением, диэлектрической и магнитной проницаемостью, электрохимической активностью, радиоактивностью и т. д.

При геофизических исследованиях горные породы и полезные ископаемые изучаются в разрезах скважин. Скважина представляет собой вертикальную или наклонную цилиндрическую горную выработку, длина которой значительно больше ее диаметра. Она состоит из трех основных частей: устья — ее верх, забоя — ее дно и ствола — вся цилиндрическая часть от устья до забоя.

Все методы каротажа представляют собой измерение значений каких-либо физических свойств пород, слагающих стенки скважин, специальным устройством (зондом). Результатом каротажа являются диаграммы, по длинной оси которых последовательно отмечают в определенном масштабе (обычно 1:500 и 1:200) глубины скважины (от устья до забоя), а по короткой оси — значения измеряемых параметров.

Вскрывая толщи горных пород, скважина нарушает их естественное залегание. В результате частично изменяются физико-химические условия окружающей среды и петрофизическая характеристика пород, прилегающих к стенке скважины. Изменяются также первоначальные геостатическое давление и температура.

Горные породы обладают различными механическими свойствами; Плотные сцементированные породы при разбуривании вблизи стенки скважины не разрушаются; рыхлые, хрупкие, трещинноватые породы, наоборот, размываются промывочной жидкостью, вследствие чего образуются каверны, т. е. увеличивается диаметр ствола скважины.

Вскрытие пород при бурении производится при давлении, превышающем пластовое, поэтому пористые породы забиваются промывочной жидкостью и на их поверхности образуется глинистая корка. Таким образом образуется зона проникновения фильтрата промывочной жидкости и в этой зоне физические свойства пород изменяются. Это является препятствием для установления истинных параметров породы.

Чтобы устранить это влияние на показания геофизических методов, созданы специальные устройства, позволяющие увеличить глубинность метода (в радиальном направлении), и разработаны специальные способы интерпретации.

Наиболее полная информация о глубинах залегания границ слоев и особенностях их литологического состава получается при сочетании следующих видов каротажа: электрического (измерение кажущегося электрического удельного сопротивления — КС, потенциал- и градиент-зондами и потенциалов естественной, собственной поляризации — ПС), радиоактивного (измерение естественного гамма-излучения — ГК, интенсивности вызванной радиоактивности гамма-излучения радиационного захвата нейтронов — НГК), метода кавернометрии — KB (измерение диаметра скважины). В некоторых случаях важное значение приобретают индукционный, акустический и другие виды каротажа. В обсаженных скважинах возможно использование только радиоактивных методов.

Первая задача, решаемая с помощью каротажа, — это определение литологического состава и глубин залегания кровли и подошвы слоя в скважинах. Наиболее важны для определения литологического состава слоев по каротажным диаграммам не абсолютные значения тех или иных параметров, зарегистрированных на диаграмме, а их соотношения (рис. 25).

Глубины залегания границ слоев горных пород, пройденных скважиной, могут быть достоверно установлены лишь по комплексу каротажных диаграмм. Несмотря на нередко встречающуюся резкую смену слоев с весьма различными физическими свойствами в разрезе, на диаграммах этот переход обычно отражается постепенным изменением регистрируемой величины.

Другой важной областью использования геологической интерпретации каротажа является корреляция разрезов. При этом решаются различные задачи: сопоставляются согласно залегающие толщи пород, каротажные диаграммы которых мало меняются от скважины к скважине; устанавливаются фациальные замещения; выявляются угловые несогласия и разрывные нарушения, осложняющие нормальную стратиграфическую последовательность отложений. Достоверная корреляция разрезов скважин, особенно если они вскрывают континентальные или разнофациальные отложения, возможна лишь при контроле материалов геофизических исследований данными палеонтологического, минералого-литологического и геохимического изучения керна, шлама и проб, отобранных боковым грунтоносом.

В основу корреляции разрезов скважин по данным каротажа, как и при корреляции обнажений, положены выделение и прослеживание маркирующих пластов. Нередко удается разделить на пачки с разными значениями сопротивления или радиоактивности визуально однообразную толщу. Последующие детальные литолого-минералогические исследования обычно подтверждают такое расчленение и объясняют его природу.

Маркирующие пласты должны обладать выдержанной в разных разрезах конфигурацией диаграмм, резко отличной от таковой вмещающих образований.

В качестве маркирующих горизонтов в терригенных толщах обычно используют прослои известняков, доломитов, мергелей, пеплов, туфов, песчаников и ангидритов, в карбонатных — слои глин или алевритово-глинистые пачки, глинистые известняки, мергели и плотные известняки, реже ангидриты, в соленосных — слои ангидритов, доломитов, пачки тонкого переслаивания разных, преимущественно несоляных пород. Нередко маркирующими являются не отдельные слои, а их пачки.

8.10.1.Электрический каротаж

Электрокаротаж является наиболее широко распространенным методом геофизического исследования скважин. Суть его состоит в непрерывном измерении по необсаженному стволу скважины естественных (спонтанных) потенциалов (ПС155), т. е. потенциалов, возникающих главным образом при взаимодействии промывочной жидкости и пластовых вод, и кажущегося удельного сопротивления горных пород (КС), обусловленного преимущественно удельным сопротивлением поровых вод и отчасти сопротивлением самой породы.

По происхождению изучаемого поля методы электрометрии скважин делятся на две большие группы — естественного и искусственного электромагнитного поля, а по частоте (т. е. изменении его во времени)— на методы постоянного, квазипостоянного и переменного поля. Рассмотрим только некоторые из них.

Методы потенциалов собственной поляризации горных пород (ПС)

В группу методов входят обычный метод потенциалов ПС, метод градиента, метод селективных зондов, метод квазистатических потенциалов, метод специальных зондов, метод электродных потенциалов (МЭП) и метод гальванических пар. Методы потенциалов собственной поляризации горных пород основаны на изучении естественного стационарного электрического поля в скважинах, образование которого связано с физико-химическими процессами, протекающими на поверхностях раздела скважин, — породы и между пластами различной литологии. На поверхностях раздела образуются двойные электрические слои, различные потенциалы которых создают определенные величины напряженности электрического поля между горными породами и скважиной.

Потенциалы собственной поляризации породы обусловлены следующими физико-химическими процессами:

1) диффузией солей из пластовых вод в промывочную жидкость или наоборот, а также адсорбцией ионов на поверхности минеральных частиц горной породы;

2) фильтрацией вод из промывочной жидкости в породы и пластовых вод в скважину;

3) окислительно-восстановительными реакциями, происходящими в породах и на контакте их с промывочной жидкостью и металлами.

Способность горных пород поляризоваться под действием указанных физико-химических процессов называется естественной электрохимической активностью. В результате этих процессов возникают диффузионно-адсорбционные U6a, фильтрационные 11ф и окислительно-восстановительные U_да потенциалы.

Величина и знак потенциалов U_da, U_ф и U_ов определяется соотношениями минерализации пластовых вод и фильтрата промывочной жидкости, минеральным составом и структурой горных пород и другими факторами. Измерение потенциалов естественного электрического поля дает возможность получать инфюрмацию о литологии разреза скважин и кол-лекторских свойств пород, о наличии в них полезных ископаемых.

Обычный метод потенциалов (ПС)

Простейший и наиболее распространенный метод замера величины U в скважине заключается в следующем. Имеется два измерительных электрода М и N. Электрод М помещают в скважину и перемещают вдоль оси, электрод N располагают неподвижно на поверхности вблизи устья скважины (рис. 26). Электроды М и N в совокупности представляют собой простейший одноэлектродный зонд. Между электродами М и N включается измерительный прибор, например гальванометр. Регистрируется разность потенциалов AU, возникающая между электродами М и N:

U=U_M-U_N,

где U_M и U_N — разность потенциалов естественного электрического поля в точках М и N.

Методы кажущегося сопротивления (КС)

В группу методов кажущегося сопротивления (КС) входят метод обычных зондов КС, боковое электрическое зондирование (БЭЗ), метод специальных зондов КС, микрозондирование (МКЗ) и резистивиметрия (Р).

Самым распространенным из методов каротажа является каротаж сопротивлений, основанный на изучении электрического сопротивления горных пород.

Физические основы методов кажущегося сопротивления

Методы кажущегося сопротивления основаны на изучении распределения искусственного стационарного и квазистационарного электрических полей в горных породах. Обычно кажущееся удельное сопротивление среды определяется по наблюденным значениям U, разности потенциалов U или напряженности электрического поля Е, созданного источником тока силой / с помощью питающих электродов А и В.

В случае, если среда однородна и изотропна, то величина сопротивления есть ее истинное удельное сопротивление, а в случае неоднородной среды — кажущееся удельное сопротивление.

Электрическое удельное сопротивление — свойство горных пород, на изучении которого основаны способы документации геологических разрезов скважин методами кажущегося и эффективного сопротивлений, сопротивления заземления, регистрации тока и индукции.

Среда, в которой измеряется сопротивление горных пород, неоднородна. Поэтому регистрируемое в скважине кажущееся удельное сопротивление горных пород, вычисляемое по приведенной ниже формуле, в общем случае не равно истинному удельному сопротивлению исследуемой среды.

S_k=K U/I,

где S_k — кажущееся удельное сопротивление горных пород, U — разность потенциалов между измерительными электродами потенциал- и градиент-зондов15В, I — сила тока, питающего зонд, К — коэффициент зонда.

158 Потенциал-зонд (ПЗ), или зонд с большим расстоянием между парными электродами АВ или MN, применяется для выделения относительно мощных платов, градиент-зонд (ГЗ), или зонд с малым расстоянием между парными электродами АВ или MN, для выделения тонких слоев {соответственно уменьшается радиус исследования).

Чтобы измерить электрическое сопротивление в скважине, между электродами А и В пропускают переменный ток низкой частоты. Электрод В опущен в скважину, а А может быть либо на дневной поверхности, либо опущен в ствол скважины. Потенциал измеряется с помощью электродов М и N таким образом, что измерительный электрод N находится в скважине, а другой М — на поверхности (рис. 27).

Сочетание электродов А, В, М и N, расположенных в скважинах на разных расстояниях друг от друга, образуют зонды КС. Существует много вариантов расположения в скважине и на поверхности указанных электродов.

Глубины исследования приблизительно равны удаленному расстоянию между электродами В и N. Поэтому чем больше это расстояние, тем больше глубина исследования вокруг ствола скважины. Но с увеличением размера зонда перестают выделяться тонкие прослои. При проведении электрического каротажа электроды опускаются в скважину на кабеле и производится непрерывная регистрация измерений либо на бумаге, либо в цифровом виде на магнитной ленте. Когда зонд проходит мимо геологической границы, происходит изменение сопротивления, которое отразится некоторым изменением величины регистрируемого сигнала. Результаты измерений представлены в виде каротажной диаграммы.

Методы сопротивления заземления (СЗ)

Методы сопротивления заземления (СЗ) включают неэкранированный метод, метод сопротивления экранированного заземления (СЭЗ), метод микрозондов и дивергентный метод.

В группу методов регистрации тока входят обычный токовый метод (ТМ), метод скользящих контактов (МСК) и экранированный токовый метод.

Эффективное удельное сопротивление изучают с помощью метода сопротивления экранированного заземления. Методы сопротивления заземления основаны на изучении изменения потенциала U3 заземления А, перемещаемого по разрезу скважины. Величина U3 определяется полным сопротивлением заземления RA и силой тока 7, отдаваемой заземлением в окружающее пространство (ствол скважины).

Термины «эффективное сопротивление» и «кажущееся сопротивление» близки по смыслу. Главное их различие состоит в том, что эффективное сопротивление всегда прямо пропорционально удельному сопротивлению сред, находящихся вблизи заземления, а кажущееся сопротивление, измеренное обычными зондами, может находиться в непрямой зависимости от сопротивления среды.

Геологическая интерпретация диаграмм кажущегося и эффективного сопротивления

Предварительный разрез исследуемой скважины расчленяют на горизонты различного сопротивления в соответствии с методическими рекомендациями (рис. 28).

На диаграммах выделяют следующие объекты: а₁, а₂; а₃; а₄; а5 — пласты низких сопротивлений; b₁; b2; b3 — мощные пласты сопротивлений; b₄ — пласт высокого сопротивления малой мощности; с — проводящие пласты.

Пласты высокого сопротивления b₁; b2 и b3 отмечаются на диаграммах рельефными аномалиями высоких сопротивлений. Пласты с — пласты весьма низкого сопротивления.

При определении литологии пород основываются на знании электрических удельных сопротивлений геологических разностей, слагающих разрез скважин. Если скважины пробурены в песчано-глинистых отложениях, пропитанных высоко минерализованными водами, то низкие сопротивления характерны для глин и песков. Высокие сопротивления наблюдаются в нефтеносных и газоносных песках, в песчаниках, в крепких породах — сцементированных песчаниках, известняках, доломитах. Очень низкие сопротивления характерны для сульфидов, сильно пиритизированных пород, антрацитов, полуантрацитов и графитизированных сланцев.

Очень велико значение корреляции каротажных диаграмм между скважинами с целью уточнения стратиграфического разреза района. Посредством корреляции можно изучить характер изменения разреза и фациальные особенности. По данным каротажа нескольких скважин, распределенных по площади, можно коррелировать маркирующие пласты, основываясь на повторяемости характерных отрезков диаграмм, а также опираясь на петрофизические характеристики горных пород (пористость, водонасыщенность, нефтегазонасыщенность, содержание глинистого материала и др.).

В результате получают исчерпывающую информацию о литолого-фациальной характеристике исследуемого разреза.

8.10.2. Радиоактивные методы

Радиоактивный каротаж основан на измерении интенсивности естественного радиоактивного излучения осадочных пород (гамма-каротаж) или на изучении взаимодействия источников радиоактивного излучения и горной породы (гамма-гамма-каротаж и нейтронный каротаж).

Наибольшее значение при интерпретации геологических разрезов получил гамма-каротаж, применяемый как в необсаженных, так и в обсаженных скважинах.

По виду первичного (возмущающего) радиоактивного измерения все радиоактивные методы подразделяются на две большие группы: гамма-методы и нейтронные методы. В первую группу входят методы естественного гамма-поля и искусственного стационарного или переменного (импульсного) гамма-поля. Нейтронные методы изучают нейтронные поля и по частоте возмущающего поля делятся на методы стационарного нейтронного поля и методы переменного (импульсного) нейтронного поля.

Кроме основных методов радиометрии скважин, основанных на регистрации интегральной интенсивности гамма-излучения и нейтронного излучения, широко используются их спектральные модификации, с помощью которых исследуются не только интенсивность излучения, но и его энергетический спектр — спектрометрия естественного нейтронного и рассеянного гамма-излучения,

Целесообразность применения каждого метода и его модификации вытекает из конкретных решаемых геологических задач и геологических особенностей месторождения.

Гамма-каротаж (ГК или ГМ)

Один из распространенных методов исследования скважин. По нему можно наиболее точно определить глубину залегания границ слоев.

Сущность метода и всех его модификаций заключается в изучении естественного гамма-поля по стволу скважины путем регистрации интегральной и дифференциальной интенсивности гамма-излучения, возникающего при самопроизвольном распаде радиоактивных элементов в горных породах.

Естественная радиоактивность горных пород в скважине измеряется специальным измерительным прибором — скважинным радиометром, который перемещается по стволу (обычно снизу вверх, как в большинстве методов ГИС), регистрируя изменение радиоактивности горных пород, слагающих разрез скважин.

Естественная радиоактивность горных пород в основном обусловлена присутствием в них естественных радиоактивных элементов — урана ²³⁸₉₂U и продукта его распада радия ²²⁶₈₈Ra, тория ²³²₉₀Th и радиоактивного изотопа калия ⁴⁰₁₉K. Остальные радиоактивные элементы (рубидий ¹⁸⁷₃₇Rb, самарий ¹⁴⁷₆₂Sm, лантан ¹³⁸₅₇La, лютеций ¹⁷⁶₇₁Lu и др.) характеризуются большими периодами полураспада и малыми концентрациями в горных породах, поэтому вклад в суммарную радиоактивность не вносят.

Содержание урана, тория и калия определяется физико-химической обстановкой, в которой формировались горные породы, а также вторичными процессами выщелачивания и переноса изотопов. Наиболее высокой радиоактивностью отмечаются магматические породы, самой низкой — осадочные, промежуточной — метаморфические. Содержание радиоактивных элементов в магматических породах закономерно связано с количеством кремнекислоты (основностью). Наиболее радиоактивные— породы кислого состава, минимальной радиоактивностью характеризуются породы ультраосновного состава. Радиоактивность осадочных пород в первую очередь определяется радиоактивностью породообразующих минералов.

Все породообразующие минералы по радиоактивности разбиты на четыре класса:

1) низкой радиоактивности, основные породообразующие минералы — кварц, кальцит, доломит, сидерит, ангидрит, гипс, каменная соль; 2) средней радиоактивности, породообразующие минералы — лимонит, магнетит, турмалин, корунд роговая обманка, барит; 3) повышенной радиоактивности, породообразующие минералы — глины, слюды, полевые шпаты, каменные соли; 4) высокой радиоактивности, породообразующие минералы — циркон, ортит, монацит,

Диаграмма или кривая гамма-каротажа характеризует гамма-активность пересеченных скважиной горных пород. Концентрация радиоактивных элементов в определенных литологических разностях изменяется в нешироком диапазоне, что позволяет по показаниям интенсивности гамма-излучения проводить литологическое расчленение разрезов скважин.

Породы, содержащие промышленное скопление минералов урана и тория, отмечаются на кривой гамма-каротажа очень высокими содержаниями. Из осадочных пород, типичных для нефтяных и газовых месторождений, наиболее радиоактивны чистые глины. Менее радиоактивны песчаные известковистые глины, за ними идут глинистые пески, песчаники, чистые пески и карбонатные породы. Наименьшую радиоактивность имеют гидрохимические осадки и большая часть каменных углей. Встречаются песчаные (глауконитовые, монацитовые и полевошпатовые пески) и карбонатные породы, обогащенные радиоактивными веществами,

В комплексе с материалами других методов промысловой геофизики данные исследования скважин гамма-каротажом используются для решения следующих геологических задач: литологическое расчленение разреза; корреляция геологического разреза; выделение полезных ископаемых {урановых, ториевых, марганцевых, железных и свинцовых руд, бокситов, апатитов, фосфоритов, кварцевых глин, зон окварцева-ния и др.); выделение пород — коллекторов; оценка глинистости пород, остаточной водонасыщенности и проницаемости пород-коллекторов. Подсчет запасов урановых и ториевых месторождений основан на данных гамма-метода.

Интерпретация диаграмм гамма-метода

Интерпретация диаграмм гамма-метода начинается с расчленения разреза и выделения пород различной радиоактивности. Поскольку величина радиоактивности пород осадочного комплекса хорошо коррелируется с их глинистостью, то в песчано-глинистом разрезе по диаграммам метода естественного гамма-излучения можно выделять пласты с различным содержанием глинистого материала.

Конфигурация кривых гамма-излучения (I_) зарегистрированных радиометром по стволу скважины, искажается из-за наличия различных помех и с целью исключения их при интерпретации кривых ГК используют не абсолютные значения I_, а относительные (рис. 29).

Рис. 29. Пример расчленения разреза по водосодержанию и глинистости пород, определения границ пластов и выбора опорных пластов по диаграммам ГМ и НГМ в комплексе с электрическими методами {по В. М. Дахнову). Условные обозначения: 1 — песчаник нефтеносный; 2 — глина; 3 — известняк глинистый; 4 — известняк чистый; 5—точки, соответствующие границам пластов на кривых ГМ и НГМ

Нейтронный каротаж

Существуют два распространенных скважинных метода, основанных на использовании нейтронов: нейтронный гамма-каротаж (НГК или НГМ) и нейтрон-нейтронный каротаж (ННГК). В качестве источника нейтронов часто берут смесь радия и мелкого порошка бериллия. При бомбардировке бериллия -частицами радия образуются нейтроны согласно реакции:

Ве⁹₄ + Не⁴₂С¹²₆ + N¹₀ + энергия

Число нейтронов, достигших детектора, будет меньше в случае присутствия большого количества водорода. Следовательно, уменьшение числа регистрируемых нейтронов указывает на присутствие водорода в породах и можно считать, что оно, в свою очередь, обусловлено нефтью, водой или газом.

Диаграммы нейтронного каротажа

Интерпретация диаграмм начинается с расчленения разреза и выделения пород с различным водородсодержанием. Поскольку при работе с зондами большой длины наблюдается обратная связь между интенсивностью тепловых нейтронов I_n водородсодержанием, породы, имеющие в своем составе большое количество водорода, отмечаются низкими значениями на кривой нейтронного каротажа, а породы с малым водородсодержанием — высокими показателями (максимумами).

Области применения

Нейтронный гамма-метод применяют для литологического расчленения разреза, выделения пластов-коллекторов и определения их пористости, отбивки водонефтяного, газоводяного и газонефтяного контактов, а также для выявления элементов с высоким сечением захвата тепловых нейтронов.

Литологическое расчленение разреза по кривым нейтронного-каро-тажа основано на различии интенсивности радиационного захвата против пород с разным водородсодержанием.

Хорошие результаты даст комплексирование гамма и нейтронного каротажей на месторождениях каменных солей, которые на обеих кривых отмечаются максимальными значениями. Также совместное их использование позволяет в гидрогеологических скважинах выделить водоносные горизонты и оценивать их пористость. Большие возможности нейтронный метод имеет при изучении железных, хромитовых, марганцевых руд и скоплений ртути. Железо, марганец и ртуть характеризуются большим сечением захвата тепловых нейтронов, сопровождающегося жестким гамма-излучением.

8.10.3.Кавернометрия (KB161)

При бурении диаметр долота зависит от конструкции скважины. Если диаметр пробуренной части ствола соответствует диаметру долота или коронки, то его называют номинальным (dH), что обычно бывает в плотных непроницаемых породах. Однако в разрезе различной литологии фактический диаметр скважины dc не всегда является таковым и может быть больше или меньше диаметра долота.

Фактический диаметр скважины изменяется каверномерами. Кривая фактического измерения диаметра скважины в масштабе глубин называется кавернограммой.

Кавернометрия — это измерение диаметра скважины. Для слежения за меняющейся формой (диаметром) ствола скважины за рубежом применяют кавернокаротаж, основанный на принципе действия эхолота. Вращающийся вокруг своей собственной оси зонд испускает ультразвуковые импульсы, а отраженные волны регистрируются. У нас в стране прежде были широко распространены типы кавернометров, основанных на преобразовании механических перемещений мерных рычагов в электрические сигналы, которые передаются по линии связи на поверхность, а затем на регистрирующий прибор.

Увеличение диаметра (dc/d_H> 1), т. е. образование каверн, характерно для глинистых пород и песков, уменьшение (d_c/d_H < 1) характерно для пород-коллекторов, в которые проникает фильтрат промывочной жидкости.

8.10.4.Сейсмометрия скважин

Для того чтобы правильно интерпретировать сейсмические разрезы в первую очередь необходимо точно определить среднюю скорость прохождения продольных и поперечных волн для каждого типа пород. Проблема достоверного определения скоростей напрямую связана с точностью глубинных построений и реальностью геологической интерпретации сейсмических данных.

Схема сейсмокаротажа проста — взрыв вблизи дневной поверхности возбуждает сейсмические волны, которые регистрируются с помощью сейсмоприемника, опущенного в скважину. По времени пробега волны от источника до сейсмоприемника после введения необходимых поправок можно вычислить среднюю скорость распространения волны через слои горных пород.

По записям сейсмических волн в скважинах можно определять местоположение геологических границ.

8.10.5.Акустический каротаж

Акустические методы исследования разрезов скважин основаны на определении упругих свойств горных пород по данным о распространении в них упругих волн. Акустический каротаж заключается в непрерывном измерении по стволу скважины скорости распространения продольных волн через горные породы. Поскольку путь пробега звуковых колебаний при акустическом каротаже постоянен, измерив время пробега звуковой волны от источника до приемника через горную породу, можно вычислить скорость.

8.10.6. Использование данных ГИС для расчленения и корреляции разрезов скважин

Каротажные методы изучения скважин дают относительно полные сведения о разрезе. Непрерывность записей различных показателей имеет важное преимущество перед отбором керна, который никогда не бывает полным. Поэтому если керн характеризует лишь отдельные интервалы пройденного разреза, то каротажные диаграммы показывают его строение в целом.

Каротажные методы изучения скважин в общем виде дают возможность судить лишь о порядке чередования в разрезе различных типов пород и о мощности отдельных пластов и пачек. Поэтому дальнейшее использование данных каротажа для целей стратиграфии аналогично литологическим методам расчленения и корреляции разрезов. Сопоставление по каротажу необходимо увязывать с данными по изучению керна и что эти сопоставления будут тем достовернее, чем теснее такая увязка.

Каменный материал из скважин необходим и для правильной интерпретации самих каротажных диаграмм. Известно, что наиболее достоверные данные каротаж дает при бурении скважин в песчано-глинистых слабоуплотненных породах. При уплотнении горных пород их электрокаротажные характеристики (наиболее широко применяемые на практике для расчленения разрезов) становятся менее индивидуализированными. В малопористых сцементированных породах отличия этих характеристик нивелируются еще больше, а в карбонатном разрезе геофизические методы исследования скважин позволяют уверенно выделять лишь глинистые разности.

В известной степени эта ограниченность отдельных методов каротажа преодолевается их комплексированием, но в общем случае необходимы дополнение и корректировка каротажных данных материалами керна, проб, полученных боковыми пробоотборниками, и шлама. Поэтому рекомендуется в пределах каждой изучаемой площади бурить скважину с достаточно полным отбором керна, а также отбирать его из ряда других скважин не только для суждения о коллекторских свойствах продуктивных пластов, но и для определения степени их выдержанности по комплексу литологических и палеонтологических данных. В этом случае каротаж скважин действительно позволяет составить исчерпывающее представление о геологическом строении изучаемого района (площади) и дает возможность установить все взаимоотношения пород в пределах изучаемой локальной структуры.

Важно помнить, что каротаж является формальной регистрацией определенных характеристик. Эти характеристики в пределах ограниченного района, для которого известен как сводный разрез, так и степень уплотненности пород, минерализация подземных вод и т. п., будут с большой долей вероятности связаны с определенными литологическими разностями. Но за пределами этого района, на практике отвечающего обычно локальной структуре, изменяются, по крайней мере, детали строения разреза, степень минерализации пластовых вод и поэтому детальные каротажные сопоставления, оправдывающие себя при корреляции близко расположенных скважин, оказываются малокорректными при региональных построениях. Поскольку, как правило, отдельные пласты и пачки не имеют индивидуальной каротажной характеристики, а выделяются на диаграммах лишь по контрасту с выше- и нижележащими отложениями, их далекое прослеживание неизбежно может проводиться лишь способом отсчета от какого-либо регионального репера. Естественно, при этом выклинивание какого-либо пласта будет приводить к ошибочным или во всяком случае к неоднозначным и, следовательно, недостоверным сопоставлениям (см. табл. 9).

8.11. Секвентная стратиграфия (sequence¹⁶² stratigraphy)

В конце 70-х гг. XX в, появилось новое научное направление, развиваемое на стыке традиционных геологических методов, получившее название секвентная стратиграфия.

Секвентная стратиграфия в основе своей представляет синтез основных стратиграфических методов:

1. Литологического метода (литостратиграфии), или выделения в разрезах и последующего прослеживания характерных слоев или определенных их группировок, когда изучаемый разрез делится определенным образом исходя из состава, окраски, текстуры, характера включений и т. п. на ряд слоев пачек или свит, отличающихся по этим признакам от выше- или нижележащих подразделений.

2. Циклостратиграфического метода, или расчленения и сопоставления осадочных толщ, основанного на использовании неоднократного чередования в разрезах сходных явлений и признаков.

3. Палеонтологического метода, или оценки последовательности и взаимоотношения осадочных толщ с помощью палеонтологических критериев, абстрагированных от самих этих толщ.

4. Сейсмостратиграфического метода — интерпретации данных сейсморазведки с целью определения вещественного состава пород, залегающих на глубине, расшифровки последовательности их напластования и геологического возраста.

5. Палеомагнитного метода — выделения в разрезе определенных реперных палеомагнитных горизонтов на основании изучения магнитного поля геологического прошлого.

Главным методом, на котором основана концепция секвентной стратиграфии, безусловно, является литологический метод. Основное отличие «секвентного» подхода корреляции от «чисто литологического» в следующем: при выделении секвенции используются реперные уровни или хроностратиграфически¹⁶³ значимые поверхности (границы)¹⁶⁴.

В основе секвенсстратиграфии лежит представление о периодическом изменении уровня моря в геологическом прошлом и ведущей роли эвстатики Мирового океана в этом процессе, хотя до сих пор нет единодушия по вопросу, возможно ли уверенно выделить эвстатический сигнал из реконструируемых кривых относительного изменения уровня моря различных седиментационных бассейнов прошлого.

Под эвстатикой понимается изменение уровня Мирового океана, вызванное изменением равновесия системы «общий объем океанических бассейнов — общий объем океанической воды».

В соответстеии с концепцией секвенсстратиграфии осадочные последовательности состоят из системных трактов (латеральных седиментационных рядов) низкого стояния уровня моря (LST), трансгрессивных трактов (TST), окраины шельфа (SMST) и трактов высокого стояния уровня моря (HST).

Секвенсстратиграфия — изучение генетически связанных фаций, ограниченных хроностратиграфическими поверхностями. Секвенция является фундаментальной пластовой единицей секвенсстратиграфичес-кого анализа.

Секвенция как ограниченная несогласиями пластовая единица была предложена американским геологом Л. Слоссом [L. Sloss]. Он признан разработчиком концепции секвенции, ограниченной несогласиями, в качестве стратиграфического инструмента. Слосс выделил на Североамериканском континенте шесть пластовых комплексов, ограниченных региональными несогласиями в отложениях от позднего докембрия до голоцена и назвал эти пластовые комплексы «секвенциями», присвоив им местные американские названия, чтобы подчеркнуть их североамериканское происхождение. Однако идеи Слосса нашли незначительное применение в 50—60-х и начале 70-х гг. XX в. за исключением бывших студентов и близких знакомых.

163 Буквально — независимо от используемого метода хронологической упорядоченности пород.

164 В этом секвентный подход перекликается с принципом Н. А. Головкинского— И. Вальтера.

Следующим главным этапом в развитии секвенсстратиграфии стала публикация специалистами компании Exxon П. Вейлом [P. R. Vail], Р. Митчумомр. М. МКсгшт],Дж. Сангри [J. В. Sangree] и С. Томпсоном [S. Thompson III] в трудах AAPG (American Association of Petroleum Geologists, Memoir 26) концепции сейсмической стратиграфии. В ряде статей эти авторы представили концепции эвстазии и пластовых комплексов, ограниченных несогласиями, являющихся результатом эвстатических колебаний уровня моря применительно к данным сейсморазведки. Митчум расширил концепцию секвенции, определяя ее как «стратиграфическую единицу, сложенную относительно согласной последовательностью генетически связанных пластов, ограниченных в кровле и подошве несогласиями или коррелируемыми с ними согласными поверхностями». Вейл модернизировал область использования секвенции Слосса двумя другими важными направлениями.

Во-первых, секвенция по Вейлу и Митчуму охватывает намного меньший интервал времени, чем секвенция Слосса, Первоначальные шесть платформенных секвенций были подразделены, в результате чего секвенции Слосса стали суперсеквенциями на цикл-диаграмме Exxon.

Во-вторых, Вейл с соавторами предложил эвстазию в качестве основного механизма развития секвенции.

В 80-е гг. прошлого века область применения сейсмической стратиграфии была расширена новыми моделями аккомодации, разработанными Дж, Джерви [Jervey] для интерпретации сейсмически разрешимых пластовых комплексов. Модели аккомодации165 быстро привели к подразделению секвенций на более мелкие пластовые единицы, в итоге названных «системными трактами», или латеральными фаци-альными (седиментационными) рядами. В концептуальных трехмерных блок-диаграммах, разработанных Г. Позаментьером [Posamentier] и Вейлом, Дж. Баумом [Baum] и Вейлом в рамках секвенций первого типа (Т-1) выделялись: системные тракты {латеральные фациальные ряды) подводных конусов выноса; низкого уровня стояния моря (LST); трансгрессии (TST); высокого уровня стояния моря (HST);

В рамках секвенции второго типа (Т-2) выделялись: системные тракты окраины шельфа (SMST); трансгрессии (TST); высокого уровня стояния моря (HST).

Позднее системный тракт низкого уровня (LST) секвенций первого типа (Т-1) был признан состоящим из «конусов выноса дна бассейна, склоновых конусов выноса, проградирующих клиньев низкого уровня и отложений вложенных (врезанных) долин». Выделение секвенций двух типов (Т-1 и Т-2) основано на типе несогласия, подстилающего секвенцию.

Одновременно с развитием концептуальных моделей другие стратиграфы компании Exxon начали изучение обмеляющихся (регрессирующих) вверх по разрезу терригенных комплексов на основе данных каротажа, изучения керна и обнажений. Цель этого анализа состояла в использовании указанных комплексов для совершенствования временной и фациальной корреляции разрезов. Эти обмеляющиеся вверх по разрезу пластовые единицы ограничены хроностратиграфическими трансгрессивными поверхностями (морского затопления) и сложены прослойками, группами прослоек, слоями и группами слоев. Слои, ограниченные практически синхронными поверхностями напластования, использовались как естественные хроностратиграфические реперы при корреляции каротажных диаграмм. Дж. Вагонер [Wagoner] назвал эти комплексы «парасеквенциями».

Также были установлены группы взаимосвязанных парасеквенций в виде ретроградационных, проградационных и агградационных комплексов. Эти особые ассоциации парасеквенций были названы «группами (пачками) парасеквенций». Каждая группа парасеквенций приблизительно соответствует системному тракту. Признание парасеквенций и групп парасеквенций в качестве составных элементов системных трактов (латеральных фациальных рядов) и секвенций поместило их внутрь хроностратиграфической основы, в пределах которой стали предсказуемы их вид, составляющие типы напластования, и в значительной степени, условия осадконакопления. Это повысило возможность их использования при временной фациальной корреляции.

К1983 г. область стратиграфических исследований компании Exxon расширилась от выделения парасеквенций до документации различных пластовых выражений терригенных секвенций и системных трактов (латеральных фациальных рядов) по данным каротажа скважин, изучения керна и обнажений. Интеграция результатов систематической документации терригенных секвенций, прогресс в изучении карбонатных фаций, успехи биостратиграфии в рамках концепции секвенции вкупе с методологией сейс-мостратиграфии дали основу и методологию стратиграфического и фациального анализа, ныне известного как секвенсстратиграфия.

8.11.1. Секвенция как инструмент стратиграфического анализа

Применение секвенсстратиграфического анализа связано с определением иерархии пластовых единиц (слои, группы слоев, парасеквенций, группы парасеквенций и секвенции, ограниченные хроностратиграфическими поверхностями эрозии, перерывов в осадконакоплении или коррелируемыми с ними). Этот метод стратиграфического анализа отличается от использования трансгрессивных и регрессивных циклов (называющихся в литературе T-R единицами) пластов для региональной временной и фациальной корреляции.

Генетическая стратиграфическая секвенция основана на концепции, когда периоды осадконакопления ограничены «перерывами» или поверхностями затопления, сформированными при повышении уровня моря или смещении дельтовых лопастей (протоков).

Как анализ T-R циклов, так и почти идентичный анализ «генетических стратиграфических секвенций» опирается при региональной корреляции на «трансгрессивную поверхность в кровле регрессивной пластовой единицы (пачки) или поверхность максимального затоплений (дословно — maximum flooding surface (mfs)».

Вагонер с соавторами считают, что граница секвенции является лучшей поверхностью для регионального стратиграфического анализа, чем трансгрессивная поверхность, по следующим причинам:

1. Граница секвенции (sequense boundary (SB) — это обособленная, широко распространенная поверхность, которая отделяет все отложения выше нее от всех отложений ниже этой границы. Хотя все точки на границе секвенции не представляют один и тот же промежуток времени, единичный момент времени является общим для всех точек. Эта синхронность относится ко всему бассейну и интерпретируется глобальной в пределах точности биостратиграфической датировки. По этим причинам граница секвенции имеет хроностратиграфическое значение.

2. Граница секвенции формируется независимо от поступления осадков. Граница секвенции, связанная со значительным эрозионным срезом, является результатом быстрого относительного падения уровня моря при быстром отложении большого объема осадков. Итогом быстрого относительного падения уровня моря при медленном поступлении небольших объемов осадка будет граница секвенции, отмеченная признаками широко распространенного субаэрального «обнажения», но незначительным эрозионным срезом. И, напротив, трансгрессии и регрессии жестко контролируются поступлением осадков и по этой причине не могут быть синхронны даже в пределах одного бассейна. Например, движения береговой линии зачастую обусловлены локальными различиями в поступлении осадка в различных частях бассейна, а не изменениями уровня моря, и поэтому обычно регионально диахронны.

3. В пределах секвенции имеются две главные поверхности: поверхность затопления, образующая верхнюю границу системного тракта низкого уровня (LST), и поверхность максимального затопления (mfs), связанная с конденсированным разрезом. Обычно между этими главными поверхностями находятся несколько других трансгрессивных поверхностей, ограничивающих (разделяющих) парасеквенции в пределах трансгрессивного системного тракта (TST). Эти поверхности могут быть перепутаны при региональной корреляции, особенно при использовании данных по удаленным точкам наблюдения. Возраст каждой трансгрессивной поверхности в пределах секвенции в различных точках бассейна может значительно отличаться в зависимости от региональных изменений в поступлении осадков.

4. Граница секвенции обычно отмечена значительной региональной эрозией (размывом) и подошвенным налеганием, которые сильно влияют на распределение фаций. Трансгрессивные поверхности же характеризуются очень слабым накоплением осадков или перерывом осадконакопления с относительно небольшим трансгрессивным размывом.

5. Системные тракты (латеральные фациальные ряды) наблюдаются в пределах секвенции и связаны с границами секвенции; каждый системный тракт связан с границей в определенной точке. Эти взаимосвязи не отмечены на трансгрессивных поверхностях.

6. Вкрест несогласной части границы секвенции первого типа (Т-1) имеется отчетливый перерыв в осадконакоплении и смещение фаций в сторону центральной части бассейна, что создает естественную поверхность, разделяющую относительно согласные выше- и нижележащие фациальные комплексы. Обычно этот перерыв находится в пределах средних и верхних частей регрессивных единиц. Если трансгрессивные поверхности, ограничивающие «генетическую стратиграфическую секвенцию», используются для стратиграфического расчленения осадочного чехла бассейна, а границы секвенции пропускаются, то в пределах основной единицы осадконакопления потенциально содержится главное несогласие, что затрудняет правильную интерпретацию латеральных фациальных взаимоотношений.

7. Признание несогласной части границы секвенции в качестве обособленной части в иерархии хроностратиграфических пластовых поверхностей и несогласий имеет большое значение в разработке хроностратиграфии и едино временности фаций. Поэтому использование только фациальных границ или подчинение «стратиграфии поверхностей» фациальным границам обычно искажает геологическое время и может привести к ошибочным заключениям об одновременности образования фаций.

8.11.2. Основные понятия

Секвенция — это относительно согласная, сингенетичная совокупность слоев (рис. 30, 31 ¹⁶⁶), ограниченных несогласиями167 (субаэральными поверхностями) или сопоставляемыми с ними согласиями168. Границы секвенций формируются при уменьшении глубины водного бассейна. Составными элементами секвенций являются парасеквенции и группы (пачки) парасеквенции.

Под секвенцией понимается объем отложений, накопленный за один цикл седиментации. Секвенция характеризуется достаточно строго определенной последовательностью вертикального и латерального соотношения слагающих ее компонентов, имеет строго определенные понятия границ и возможности их хроностратиграфического обоснования, отличается широким региональным распространением.

Латеральные седиментационные (фациальные) ряды (системные тракты) определяются как ассоциации одновозрастных фациаль-ных комплексов. Они подразделяют секвенции на меньшие пластовые единицы. Выделяются четыре системных тракта:

— Нижнего уровня, или низкого стояния уровня моря (lowstand или LST)

— Окраины шельфа (shelf-margin или SMST)

— Трансгрессивный (transgressive или TST)

— Верхнего уровня, или высокого стояния уровня моря (highstand или HST).

Термины низкий и высокий носят чисто описательный характер и отражают только положение седиментационной системы в пределах секвенции.

166 Существуют два вида несогласного перекрытия (overlap) — трансгрессивное (налегание, onlap) и регрессивное (offlap). Оба могут быть как морского, так и неморского генезиса. Трансгрессивное перекрытие лучше всего наблюдается там, где море наступает на низменную с пологими берегами сушу. В вертикальном разрезе таких отложений размер частиц увеличивается с глубиной, глубоководные отложения сменяют мелководные. Морское регрессивное перекрытие наблюдается в том случае, когда море покидает сушу, т.е. когда уровень моря понижается. В вертикальном разрезе таких отложений размер частиц уменьшается с глубиной, мелководные отложения сменяют глубоководные. Прилегание — downlap.

167 Несогласие — поверхность, отделяющая более молодые отложения от более древних со значимым геологическим перерывом, вдоль которой имеются признаки субаэрального срезания или выхода пород на поверхность, а также в отдельных случаях подводного размыва.

168 Согласие— поверхность напластования, отделяющая более молодые слои от более древних, вдоль которой нет признаков субаэральной или подводной эрозии и не установлено значимого перерыва.

Парасеквенция — это относительно согласная, сингенетичная совокупность слоев и пачек (групп слоев), ограниченная трансгрессивными поверхностями или сопоставляемыми с ними. Парасеквенции выполнены пачками (группами слоев), слоями, группами прослойков, и прослойками.

Трансгрессивная поверхность — поверхность отделяющая более молодые слои от более древних, вдоль которой имеются признаки резкого увеличения глубины водного бассейна.

Выделяют два типа границ секвенций:

1. Границы, сформированные тогда, когда скорость эвстатического падения уровня моря превышает скорость погружения на границе шельфа;

2. Границы, развивающиеся в условиях, когда скорость падения уровня моря равна или немного меньше скорости погружения.

В результате формируются секвенции I и II типов, сложенные определенными седиментационными системами (системными трактами).

Секвенции первого типа представлены системными трактами нижнего уровня (LST), трансгрессивным (TST) и верхнего уровня (HST).

Секвенции второго типа — вместо тракта нижнего уровня (LST) присутствует «погранично шельфовый» (SMST).

Парасеквенции. Большинство парасеквенции имеют проградацион-ный характер, т. е. дистальные169 части более молодых парасеквенции были сформированы в более удаленной от берега части бассейна.

В результате парасеквенции характеризуются вертикальной последовательностью фаций, отражающих обмеление бассейна. При этом выделяются два основных типа парасеквенции: «огрубляющиеся» и «утоняющиеся» вверх по разрезу. В обоих случаях они интерпретируются как обмеляющиеся последовательности. Наиболее изучены и хорошо выделяются парасеквенции в обстановках прибрежной равнины, дельты, пляжа и прибрежного шельфа.

Граница парасеквенции— это трансгрессивная или сопоставляемая с ней поверхность. Это граница обычно ровная, без существенных проявлений эрозии, резко отделяет глубоководные отложения, такие, как, например, шельфовые глины от более мелководных, песчаники при-пляжевой зоны. Вдоль ее поверхности могут отмечаться незначительная подводная эрозия (см—десятки см) и кратковременные перерывы. Группа (пачка) парасеквенции— это совокупность сингенетических парасеквенции, образующих особую пачку пластов. Они ограничены главными трансгрессивными поверхностями или соответсвующими им границами.

Границы парасеквенции и групп парасеквенции формируются при трансгрессиях. При определенных условиях осадконакопления границы парасеквенции и групп парасеквенции могут совпадать с границами секвенций.

Перечисленные пластовые единицы, в диапазоне от секвенции до прослойка, являются ячейками осадочного чехла, которые отвечают стратиграфической иерархии и обладают двумя основными свойствами:

— каждая пластовая единица, за исключением прослойка, является сингенетичной совокупностью слоев, ограниченных хроностратиграфическими поверхностями;

— каждая поверхность является отдельной физической границей, везде по своему простиранию разделяющая пласты выше нее от всех пластов, залегающих ниже.

Интерпретация и механизм образования парасеквенции

Мелководноморские парасеквенции образуются, когда скорость седиментации в прибрежно-морских обстановках больше скорости аккомодации. Когда скорость осадконакопления меньше скорости аккомодации, формируется граница парасеквенции. Предполагается три основных механизма формирования границ парасеквенции.

1. Уплотнение дельтовых глинистых осадков.

2. Погружение вдоль активных разломов.

3. Эвстатические колебания уровня моря.

Пачка парасеквенции — это последовательность генетически связанных парасеквенции, характеризующихся определенным типом переслаивания и ограниченная главными трансгрессивными или сопоставляемыми с ними поверхностями.

Существует три основных типа пачек парасеквенции:

1. Проградационный (progradation¹⁷⁰ — наступление).

2. Ретроградационный (retrogradation¹⁷¹)—оступление.

3. Агградационный (aggradation¹⁷² — намыв). Т. е каждая последующая парасеквенция остается на месте.

170 Продвижение в сторону моря береговой линии в связи с наращиванием (пляжа, дельты или конуса выноса) в результате отложения вблизи берега осадков речного происхождения или при длительном накоплении пляжного материала, наносимого волнами или передвигаемого береговыми течениями. Антоним — ретроградация (retrogradation)

171 Отступление. Движение береговой линии в сторону суши, или отступание береговой линии в результате волновой эрозии; ретроградация вызывает увеличение крутизны профиля пляжа вдоль линии прибоя.

172 Надстройка земной поверхности за счет отложения осадочного материала, особая надстройка, осуществляемая рекой для того, чтобы установить или поддержать постоянный и однообразный наклон.

Латеральные седиментационные ряды (system tract)

Нижний латеральный седиментационный ряд (LST) образуется в случае формирования в бассейне с шельфовой бровкой и в условиях, характерных для границ I типа. Он представлен:

• конусами выноса на дне бассейна;

• склоновыми конусами; ■ прибрежным клином.

Конусы выноса на дне бассейна являются результатом эрозии в каньонах на склоне и врезания флювиальных173 долин в шельфовые осадки. Именно каньоны питают конусы выноса у подножья склона.

Склоновые конусы представлены отложениями турбидных или обломочных потоков на склоне.

Прибрежный клин характеризуется формированием отложений вложенных долин и ассоциирующих прибрежных осадков. Они представлены проградационными и до аградационными пачками парасеквенций.

Во времени все эти седиментационные системы развиваются последовательно. Наиболее ранние образования — конусы у подножия (их подошва совпадает по времени с началом формирования нижнего латерального седиментационного ряда седиментационных систем), затем формируются склоновые конуса и, наконец, отложения вложенных долин, кровля которых совпадает с кровлей нижнего седиментационного ряда и подчеркивается первой трансгрессивной поверхностью.

В условиях формирования границ II типа нижний седиментационный ряд (LST) заменяется, так называемым гранично-шельфовым (SMST, или окраинно-шельфовым), характеризующимся развитием одной или нескольких слабо проградационных до аградационных пачек парасеквенций, отсутствием конуса выноса. Подошва совпадает с границей секвенции II типа, а кровля с I трансгрессивной поверхностью.

Трансгрессивный седиментационный ряд (TST) характеризуется развитием одной или более ретроградационных пачек парасеквенций. Основанием этого ряда служит первая трансгрессивная поверхность, а кровлей — так называемая поверхность прилегания или морская трансгрессивная поверхность, к которой прилегают окончания проградиру-ющей клиноформы. Эта поверхность обычно обозначает смену ретроградационных пачек парасеквенций аградационными и называется главной трансгрессивной поверхностью.

Конденсированные отложения¹⁷⁴ (condensed succession¹⁷⁵, condensed section), образовавшиеся в глубоководной части бассейна и состоящие из тонких прослоев пелагических¹⁷⁶ и хемипелагических осадков, отвечают как раз трансгрессивному (TST) и началу верхнего (HST) седиментационного рядов. Они имеют огромное хроностратиграфическое значение, т. к. обычно содержат богатый и разнообразный комплекс палеонтологических остатков. Но их формирование обычно отвечает достаточно длительному интервалу.

Верхний седиментационный ряд (HST) обычно развит в пределах шельфа и представлен одной и более аградационными пачками парасеквенций, перекрывающимися проградационными, имеющими форму клиноформ.

Диагностические признаки границ секвенций

1. Эрозионное срезание и латерально сопоставляемая с ней поверхность субаэральной переработки, характеризующаяся развитием почвенных горизонтов и поверхностью подводной эрозии.

2. Налегание перекрывающих слоев вложенной или прибрежной долины.

3. Смещение фаций в сторону моря.

4. Изменение характера строения пачек парасеквенций. Последние два признака широко используются для диагностики этих границ по каротажу скважин, керну и на основании изучения естественных выходов горных пород. Например, при развитии следующей последовательности: про градационная (или аградационная) и вновь проградационная пачка — граница секвенций обычно проводится в кровле или подошве проградационной секвенции.

Выделяются два типа границ секвенций:

Первый тип формируется, когда скорость эвстатического падения уровня моря превышает скорость погружения на границе шельфа.

Второй тип развивается в условиях, когда скорость падения уровня моря равна или немного меньше скорости погружения.

174 Применительно к российским понятиям, вероятно, правильнее будет называть не конденсированные, а редуцированные. Подробнее см. в разделе «Случаи, осложняющие применение палеонтологического метода в стратиграфии».

175 Относительно маломощная, но непрерывная стратиграфическая последовательность отложений, характеризующаяся очень медленным накоплением осадков.

176 От слова пелагиаль — толща вод океанов, морей, озер как среда обитания пелагических организмов.