Фации и фомации карбонатных пород

2.5.1. Карбонатные формации

Понятие «карбонатная формация» является обобщающим для ряда различных типов карбонатных формаций. Н. М. Страхов в 1956 г. описал четыре типовые, или абстрактные, карбонатные формации: карбонатную и терригенно-карбонатную гумидные формации, известково-доломитовую и доломит-ангидритовую аридные формации. Отличительной особенностью карбонатных формаций платформенных и переходных территорий является широкое развитие известняковых, реже - известняковых доломитизированных формаций. Типичные доломиты в разрезе, как правило, имеют ограниченное распространение.

Среди известняков развиты оолитовые, органогенные, органогенно-обломочные разности. Подчиненное положение в карбонатных формациях занимают глинистые доломиты, доломитовые мергели, известковистые песчаники, алевролиты, известковые глины, гипсы и ангидриты.

Карбонатные формации платформ характеризуются относительной выдержанностью по простиранию, сравнительно небольшой мощностью, как правило, не превышающей первые сотни метров, являются не только аккумуляторами, но и генераторами углеводородов. Установлена неравномерная нефтегазонасыщенность карбонатных формаций, что в первую очередь объясняется особенностями развития коллекторов в карбонатных отложениях.

Реже устанавливается региональная нефтегазоносность доломитовых формаций, что связано с ограниченным развитием в разрезе пород-коллекторов, в частности представленных органогенными известняками. Доломитистые формации отличаются от доломитовых большим набором карбонатных пород, среди которых преобладают седиментационно-диагенетические и известковистые доломиты, доломитизированные и хемогенные известняки.

Незначительны перспективы нефтегазоносности формаций слоистых известняков. Коллекторами здесь служат пачки оолитовых известняков с невысокими емкостно-фильтрационными параметрами.

Формации пелагических карбонатов также редко бывают нефтегазоносными (пример - пелагические формации известняков Месопотамского прогиба, являющиеся покрышками и лишь иногда содержащие газовые залежи).

Наиболее богаты скоплениями углеводородов рифогенные субформации известняков и доломитизированных известняков, накапливающиеся в определенных физико-географических и тектонических условиях.

Необходимые фациально-палеогеографические условия образования рифов возникают в относительно крупных тепловодных морских бассейнах нормальной солености, сообщающихся с Мировым океаном и удаленных от обширных источников сноса терригенного материала. Палео-тектоническими предпосылками являются высокие скорости погружения бассейна седиментации в условиях расчлененного рельефа морского дна.

При этом большое значение имеет постседиментационное уплотнение смежных с рифовыми глинистых фаций. Рифогенные субформации нефтеносны не только в пределах рифовых тел, но и в структурных ловушках, где они образуют высокоемкие резервуары. Это обусловливает чрезвычайно большие дебиты нефти из скважин.

ТИПОВОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ФАЦИИ

Стандартные фациальные пояса

1. Бассейновые фации - фации некомпенсированной, или заполненной, впадины (фондотема). Воды слишком глубоки и плохо освещены для того, чтобы обеспечить донное образование карбонатов, и осадконакопление зависит от количества привносимого глинистого и кремнистого материала и осаждающегося отмершего планктона. Могут создаваться эвксиничные или застойные условия, а также условия повышенной солености.

2. Шельфовые фации {глубоководная андатема)-глубины достигают десятков или даже первых сотен метров. Благодаря течениям - хорошая циркуляция. Воды, как правило, насыщены кислородом и имеют нормальную морскую соленость. Донные осадки лежат ниже нормального базиса действия волн, но штормы периодически затрагивают их.

3. Фации края впадины или глубокой окраины шельфа (клинотема) - сформированы у подножия карбонатного шельфа за счет сносимого с него материала. Глубины, положение базиса действия волн и насыщенность кислородом приблизительно те же, что и в поясе 2.

4. Фации передового склона карбонатной платформы (морской коллювий; клинотема) - обычно склон расположен выше нижней границы насыщенных кислородом вод и выше или ниже базиса действия.волн. Материал представлен обломками, отложившимися на склоне крутизной до 30°; осадки подвижны; размер обломочных частиц значительно варьирует. Слоистость характеризуется наличием оползневых текстур, раздувов, клиновидных передовых пластов и крупных глыб.

5. Органогенный риф края платформы - экологические особенности варьируют в зависимости от энергии вод, крутизны склона, биологической продуктивности, степени развитости каркаса, процессов связывания элементов постройки и улавливания мелкозернистого материала между элементами каркаса, частоты осушения и последующей цементации. Можно различить три типа профилей через линейные органогенные постройки окраины шельфа. Тип I - скопление карбонатного ила и органогенных обломков на склоне. Тип II - склон, усеянный рифами- буграми или холмами; строящие каркас организмы встречаются изолированно или образуют панцирь; они растут лишь до базиса действия волн и ограничивают накопление обломочного материала. Тип III - каркасные кольцевые рифовые постройки, подобные современным кораллово-водорослевым сообществам с прикрепленными формами организмов, пересекающих при росте базис действия волн и достигающих зоны прибоя.

6. Перевеваемые (winnowed) или волновые пески края платформы слагают отмели, пляжи, веера или пояса приливных баров (offshore tidal bars) или острова - дюны. Глубины колеблются от 5 или 10 м до нуля. Воды сильно насыщены кислородом, но неблагоприятны для жизни морских организмов из-за движения субстрата.

7. Морские платформенные фации (мелководная ундатема) - проливы, открытые лагуны и заливы, расположенные позади платформы, ближе к берегу. Глубины обычно незначительны - максимум несколько десятков метров. Соленость может быть различна. Циркуляция вод умеренная.

8. Фации ограниченной циркуляции - включают главным образом тонкие осадки весьма мелководных отшнурованных бассейнов и лагун; более грубые осадки встречаются в приливных каналах и на редких пляжах. Развит весь комплекс отложений приливной полосы. Условия исключительно разнообразны и неблагоприятны для организмов. Воды пресные, соленые и сильно соленые. Встречаются осушающиеся участки, восстановительные или окислительные условия, морская и болотная растительность. Существенной частью осадков может быть принесенный ветром материал. Диагенетические изменения осадков резко выражены.

9. Платформенные эвапоритовые фации - формируются выше зоны приливов и в отгороженных от моря водоемах в областях с засушливым климатом - участки себхи, салин, соленых маршей. Климат жаркий и засушливый, по крайней мере в отдельные сезоны. Море затопляет местность лишь временами. При испарении морской воды образуются как осадочный, так и диагенетический гипс и ангидрит.