ФОРМИРОВАНИЕ ПОРОД-КОЛЛЕКТОРОВ ВИЗЕЙСКО-РАННЕМОСКОВСКОГО ВОЗРАСТА НА ЖАРКАМЫССКОМ СВОДЕ ВОСТОЧНОГО БОРТА ПРИКАСПИЙСКОЙ ВПАДИНЫ

Глава 3. Литологическая характеристика пород

3.1. Основные типы терригенных пород

Терригенные отложения, вскрытые бурением на площадях Кожасай, Лактыбай, Жанатан, Восточный Акжар, Терешковская, Терескен и Урихтау, накапливались на протяжении турнейского и большей части визейского веков. Разрез терригенного комплекса сложен конгломератами, гравелитами, песчаниками, алевролитами, аргиллитами и породами смешанного состава.

Конгломераты образуют прослои небольшой мощности в аргиллитах и песчаниках. Это серые и темно-серые, мелко- и среднегалечные, изредка крупногалечные, песчанистые, неотсортированные породы, сложенные гальками кварца, диабазов, кварцитов, кремнисто-глинистых сланцев, темноцветных эффузивных пород и туфов кислого состава. Гальки окатанные и полуокатанные (95%). Тип цементации поровый, контактово-поровый и коррозионно-поровый.

Гравелиты встречаются в пластах небольшой толщины среди песчаников и часто замещаются ими. Это неотсортированные породы преимущественно серого цвета, содержащие гравийные обломки, реже цветную гальку, полуокатанной или окатанной формы с размерами 1,0-5,0 мм. В обломочной части преобладают зерна кварца, обломки кремнистых, реже глинистых и эффузивных пород. Встречаются единичные карбонатные зерна. Песчаный матрикс имеет кварцевый состав, средне- мелкозернистую структуру и включает линзочки глинисто-углистого материала. Присутствуют зерна полевых шпатов, пластинки слюд и хлорита. Цемент в основном поровый, контактово-поровый, пленочно-поровый, карбонатный.

Песчаники распространенны в отложениях визейского яруса, где они представлены темно-серыми, плотными породами со средней или слабой сортировкой. Встречаются мелко-среднезернистые и средне-крупнозернистые, а также разнозернистые разности. Обломки в основном полуокатанные и остроугольные, иногда покрыты концентрически слоистыми известково-глинистыми корочками. По составу песчаники могут быть отнесены к петрокласто-полевошпатово-кварцевым грауваккам. Помимо кварца и полевых шпатов в них присутствуют обломки глинистых, эффузивных, кремнистых и других осадочных пород, а также чешуйки хлоритов и слюд. Реже встречаются мезомиктовые разности, в которых преобладают зерна кварца и обломки кварцитов, кремней, халцедона, серицитово-кремнистых сланцев. Цемент песчаников контактово-поровый, пленочно-поровый, контактовый и неполно-поровый, по составу глинистый (2-10%, иногда до 17%, хлоритовый и хлоритово-каолинитовый).

Алевролиты образуют тонкие прослои в аргиллитах и песчаниках. Это крупно-мелкозернистые, плотные, крепкие, как правило, неотсортированные породы, по составу полимиктовые (преобладают зерна кварца и полевых шпатов). Цемент глинистый и глинисто-карбонатный порового и базально-порового типа. Среди пород-коллекторов встречаются редко. Содержат тонкие пропластки, сложенные углистым  и глинистым материалом.

Аргиллиты представлены темно-серыми, алевритистыми, слюдистыми,  тонкослоис-тыми разностями. Раскалываются вдоль поверхностей, параллельных напластованию. Лишь в низах разреза встречаются массивные разности: крепкие, микрослоистые, известковые и неизвестковые, содержащие пиритизированные растительные остатки.

3.1.1. Смешанные разности

Конгло-гравелиты образованы обломками эффузивных пород основного, среднего и кислого состава, кремней, кремнисто-углистых сланцев и кварцитов. Их размер колеблется в широком диапазоне от 0,8 до 15 мм. Гальки имеют хорошо окатанную форму. Зерна кварца довольно редки. В качестве цемента выступает песчаный материал, по составу аналогичный основной массе породы. Иногда поры заполнены карбонатным и углистым веществом. Цемент контактово-порового типа, иногда конформный.

Алевро-песчаники встречаются практически повсеместно среди терригенных отложений визейского возраста, развитых в Жанажольской и Торткольской зонах. Размер зерен самый разнообразный, от 0,03 до 0,63 мм. Сортировка отсутствует. Состав обломков, как правило, граувакковый: кварц, обломки пород, реже полевые шпаты. Обломки полуокатанные, форма зерен неправильная. Цемент глинистый, в небольших количествах содержащий углефицированные растительные остатки.

3.2. Основные типы карбонатных пород

Карбонатные отложения, которые преобладают в разрезе нижнего, среднего и верхнего карбона, накапливались в разнообразных обстановках. Они представлены биогенными и биохемогенными известняками, среди которых распространены биогермные, биоморфные, биокластовые (биоморфно-детритовые и детритовые), оолитовые, сферово-узорчатые и микрозернистые разности, а также доломитами.

Биогермными известняками сложены крупные и мелкие органогенные сооружения, обнаруженные в Жанажольской и Торткольской зонах (пл. Алибекмола, Кожасай, Жанажол, Синельниковское, Урихтау и др). Биогермные постройки нижнего карбона образованы в основном водорослевыми известняками, в которых наряду со слоевищами альгофлоры присутствуют пелоиды, цельные раковины фораминифер, а в виде примеси - форменные элементы иглокожих, остракод, брахиопод и мшанок. Тонкие компоненты осадка улавливались и осаждались между слоевищами водорослей, по видовому составу которых можно выделить шартимофикусовые, кальцифолиумовые, унгдареловые, предонецеловые и другие разновидности известняков. В шлифах видны поперечные срезы слоевищ (>5%), что свидетельствует о прижизненном захоронении альгофлоры in situ. В серпуховское время доминирующими ее представителями были шартимофикусы, предонецелы и кальцифолиумы. Биогермные известняки формировались на краю палеошельфа и в верхней части подводного склона при активной динамике водной среды. Чаще всего ими сложены биогермы и биостромы небольших размеров. 

Биоморфные известняки представлены фораминиферовыми, коралловыми и водорослево-фораминиферовыми разностями. Преобладают раковинки мелких фораминифер: тубертин и палеонубекулярий. Каркас других сложен ветвями четырехлучевых кораллов - ругоз и табулятоморфных - мультитекопора (Multithecopora). Пространство между элементами каркасообразующих организмов заполнено микропелоидным цементом и/или кальцитом разной зернистости. В заметных количествах присутствует неоморфный спарит, заполняющий пространство между зернами.

В разрезе серпуховских отложений описаны микробиально-детритовые известняки, на 70-80% сложенные пелитоморфным или микрозернистым кальцитом, в котором рассеяны обломки мшанок. Они характерны для начальных этапов формирования так называемых карбонатных холмов (куполов). Различают несколько их разновидностей: микробиальные, скелетные и иловые. Развитие Башенкольского карбонатного массива началось с образования такого холма. При этом осаждавшиеся иловые частицы заполняли пустоты между мягкими скелетами мшанок. В шлифах видны микробиальные инкрустации и строматотаксисные текстуры. Обломки мшанок и другого детрита, как правило, рассеяны в яснокристаллическом спарите (скв.6, пл.Башенколь).

Детритовые и биоморфно-детритовые известняки сложены скоплениями скелетных остатков разной сохранности. В известняках "предрифовой" фации преобладает крупные биокласты, размер которых превышает 2 мм. Они связаны микритовым или спаритовым цементом. Эти разности образуют конусообразные шлейфы перед фронтом органогенных построек. По мере удаления от постройки наблюдается замещение крупнодетритовых известняков мелкодетритовыми. В других обстановках породообразую-щие элементы представлены форменными элементами фораминифер, брахиопод, криноидей, водорослей, остракод и мшанок. Полидетритовые разности образованы окатанными обломками с размерами 0,1 - 1 мм. В них много члеников сифоней. Цементом служит микритовая масса либо диагенетический кальцит различной зернистости.

Пелоидно-биокластовые известняки образуют тонкие пропластки в разрезах нижнего карбона. Основными компонентами являются форменные элементы (биокласты) и коллоидно-микрозернистые комковатые образования (пеллеты и пелоиды). Соотношение этих компонентов самое разное. Первые представлены обломками фораминифер, брахиопод, криноидей, реже водорослей, мшанок, кораллов, остракод и гастропод. Содер-жание пелоидных частиц и биокластов в пелоидно-биокластовых известняках достигает 75-80%, первичного микритового компонента от 5 до 25%. Типы цементации различные: от порового, пленочно-порового и неполно-порового, до цемента обрастания. Благоприятные условия для аккумуляции пелоидно-биокластовых известняков складывались в лагунах со слабой активностью водной среды, обычно в зонах литорали и сублиторали.

В качестве сгустковых известняков выделены породы с комковатой, микроструктурой и спаритовым цементом, содержащим мелкие пелоидные частицы с неясными краями. Подобные известняки с беспорядочной микробиальной структурой распространены в серпуховских отложениях. Нередко сгустковые образования почти сливаются друг с другом, образуя пятнистые бесформенные агрегаты. Присутствуют редкие биогенные остатки (фораминиферы, брахиоподы, водоросли, иглокожие) и комочки отчетливо выраженной овальной формы. Межформенное пространство в известняках этого типа чаще всего заполнено микро- и тонкозернистым известковым материалом. В низкопористых разностях содержание цемента достигает 25% объема породы. Для некоторых разновидностей сгустковых известняков характерна фенестровая текстура, образование которой связано с гниением водорослевых остатков.

Оолитовые известняки распространены в верхней части серпуховского яруса, а также в разрезе башкирских отложений. Они сложены ооидами, окатанными биокластами, пелоидами и комочками овальной формы. Для ооидов характерны  несколько оболочек из микритового и тонкозернистого кальцита.  В качестве ядра присутствует детрит фораминифер и водорослей, пелитоморфные комочки и кристаллики кальцита. Оболочка имеет преимущественно радиально-лучистое, реже тангенциальное или беспорядочное строение и была сложена арагонитом, замещенным впоследствии кальцитом. Встречаются также псевдоолитовые разности, сложенные тонкозернистым кальцитом с толстыми радиальными оболочками. Для них характерна беспорядочная микроструктура, возникшая под воздействием эндолитовых микроорганизмов. Ооиды в оолитовых известняках отличаются хорошей сортировкой. Их размеры колеблются в пределах 0,3-0,8, редко до 1,5 мм в диаметре. Цемент - спаритовый, поровый, пленочно-поровый и крустификационно-поровый, позднедиагенетический.    

Микрозернистые известняки присутствуют в отложениях нижнего карбона, встречаются спорадически. Они характеризуются однородным строением и незначительным содержанием форменных элементов с размерами менее 2 мм: Это органогенный детрит и комочки, пятна перекристаллизации, создающие неравномерно-сгустковую структуру. В тех разностях, которые накапливались в лагунах, присутствует детрит остракод, мелких фораминифер, зеленых и сине-зеленых водорослей. Они несут следы доломитизации. В  разновидностях глубоководного генезиса присутствуют спикулы губок, тонкостенные раковины брахиопод, остракод и радиолярий, а также обломки мшанок. Если формирование микрозернистых известняков происходило на границе действия штормовых волн, то в общей микритовой массе видны линзы и слойки, сложенные обломками брахиопод, иглокожих и других организмов. Такие структуры характерны для штормовых фаций - дистальных темпеститов.

Среди доломитов, распространенных в нижнесерпуховских отложениях, выделяются две группы: седиментационные и диа- катагенетические. Седиментационные доломиты представлены микрозернистыми коллоидными разностями с размерами кристаллов от 10 до 100 мкр и микро-, тонкозернистыми, с размерами от 50 до 200 мкр. Кристаллики имеют идиоморфную и гипидиоморфную структуру и в разной степени содержат глинистую примесь. Это породы светло-коричневого цвета, плотные, крепкие, нередко трещиноватые. Участками наблюдаются сингенетические межкристаллические поры, заполненные глинистым веществом. Остатки организмов отсутствуют.

Диа-, катагенические доломиты образуют тела и прослои неправильной формы, мощностью до нескольких метров. Это породы коричневато-серого цвета, массивные, нередко пятнистые из-за присутствия битумоидов, неравномерно пористые и кавернозные, с редкими микротрещинами. Структура их чаще  тонко- мелкозернистая (0,05-0,25 мм), реже средне- и крупнозернистая (0,25-0,80 мм). Кристаллы имеют преимущественно идиоморфную, реже гипидиоморфную структуру, часто содержат, пылевидные включения пелитоморфного кальцита. В породах сохраняются реликтовые структуры, оставшиеся от первичных известняков, чаще всего в виде отпечатков раковин и слоевищ альгофлоры. На отдельных участках при неполной доломитизации пространство между ромбическими кристаллами доломита заполнено осадочным пелитоморфным кальцитом. Породы, содержащие 20-40% кальцита, выделяются  в качестве известковых доломитов.

3.3. Силициты

 Силициты широко распространены в составе нерасчлененной пачки отложений поздневизейско-раннеассельского возраста, характеризующихся высокой гамма-активностью и микрослоистой текстурой. Порода сложена округлыми и уплощенными кремнистыми раковинками радиолярий (30-50%) и спикулами губок. Межзерновое пространство заполнено глинистым, битуминозным материалом и пиритом.

3.4. Палеопочвы в карбонатных отложениях

При выведении карбонатного субстрата на дневную поверхность он подвергался воздействию атмосферных осадков, следствием чего были калькретизация и почвообразование. Следы этих процессов проявляются в форме биогенных структур, таких как ризолиты, "червоточины", микрокодии, изгибы слойков под давлением корешков растений (альвеолярно-септальная структура).

Среди разнообразия ископаемых остатков, встречающихся в известняках, самыми проблематичными являются микрокодии. Они были описаны в карбонатных породах разного возраста, однако их генезис и таксономическая принадлежность остаются дискуссионными. Преобладающей является точка зрения, что Microcodium являются продуктами изменения карбонатных пород под воздействием почвенных микроорганизмов.

Нами скопления Microcodium были впервые описаны в башкирских и поздневизейских отложениях Жаркамысского свода. Они присутствуют в шлифах (скв.71 пл.Кожасай, скв.28 пл.Алибекмола, скв.5 пл.Жанатан) в виде зерен кальцита трапециевидно-цилиндрической формы, с размерами 100-850 мкм в длину и до 300 мкм в ширину. Агрегаты  Microcodium имеют трубчатую форму и светло-коричневую окраску в проходящем свете, а в поперечном сечении образуют кольцеобразные и вытянуто-элипсоидные структуры. В зернах под большим увеличением видны непрозрачные включения черного цвета с радиальной и волокнистой структурой. В краснополянских (скв.53 пл.Алибекмола, гл. 3459 м, скв.28 гл.3430-3435 м) и северокельтменских (скв. 71 пл.Кожасай, гл. 3224,89 м) отложениях башкирского века были встречены скопления проблематичных микрофоссилий Microcodium в палеопочвенных горизонтах в нескольких метрах под поверхностями размыва. В скв.5 пл.Жанатан, гл. 3755-3758 м, в отложениях, датированных по фораминиферам как михайловский горизонт верхневизейского подъяруса, во вмещающих карбонатных породах выявлены лепестковидные зерна кальцита, определенные нами как Microcodium. В поле микроскопа видно, что агрегаты формировались постепенно в процессе преобразования карбонатного субстрата.