На правах рукописи ЗДОБНОВА Елена Николаевна

На правах рукописи
ЗДОБНОВА
Елена Николаевна
МИОСПОРЫ И ВОДОРОСЛИ TASMANITES
НИЖНЕПЕРМСКИХ ПОДСОЛЕВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ
ВОЛГОГРАДСКОГО ЗАВОЛЖЬЯ
И ИХ ЗНАЧЕНИЕ ДЛЯ СТРАТИГРАФИИ И НЕФТЕГАЗОВОЙ
ГЕОЛОГИИ
Специальность: 25.00.02 - палеонтология и стратиграфия
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата геолого-минералогических наук
С А Р А Т О В – 2009
Работа выполнена на кафедре исторической геологии и палеонтологии ГОУ
ВПО Саратовского государственного университета им. Н.Г.Чернышевского
Научный руководитель:
доктор геолого-минералогических наук,
профессор Кухтинов Дмитрий Акимович,
СГУ, г. Саратов
Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук,
профессор Гужиков Андрей Юрьевич
СГУ, г. Саратов
кандидат геолого-минералогических наук
Макарова Ирина Ральфовна,
ВНИГРИ, г. Санкт-Петербург
Ведущая организация:
ФГУП НВ НИИГГ, г. Саратов
Защита состоится 4 декабря 2009 года в 14 часов на заседании
Диссертационного Совета Д 212.243.08 геологического факультета
Саратовского государственного университета им. Н.Г. Чернышевского, по
адресу: 410012, г. Саратов, ул. Астраханская 83, ауд. 53, 1 учебный корпус
СГУ.
С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Саратовского
государственного университета.
Автореферат разослан «
» ноября 2009 г.
Ученый секретарь Диссертационного Совета
Д 212.243.08
доктор геол.-мин. наук, профессор
2
О.П.Гончаренко
Введение
Актуальность работы.
Поисковые работы на нефть и газ в подсолевых отложениях западной части
Прикаспийской впадины (Волгоградское Заволжье) в начале XXI века ставят
задачи по детализации стратиграфических схем как надежной основы для поисков
и разведки месторождений углеводородов современными комплексными методами.
Одному из таких методов посвящена настоящая работа, направленная на
использование катагенетической преобразованности для выявления инситных
палинокомплексов, состоящие из миоспор и тасманацей. Это является важным для
решения задач биостратиграфического расчленения разрезов с неравномерным
распределением в них органических остатков, представленных гетерохронными
фаунистическими и спорово-пыльцевыми комплексами с многочисленными
цистами планктонных водорослей Tasmanites Newton. Подходом к решению
поставленных стратиграфических задач явилось раздельное изучение в
палинокомплексах спороморф, находящихся in situ и переотложенных из более
древних отложений палеонтологических объектов. Весьма перспективным
оказалось также изучение цветовой «изменчивости» микрофоссилий в
палинокомплексах, возникшей под воздействием мягкого теплового поля Земли.
Цветовая «изменчивость» микрофоссилий впервые применена автором для
установления в гетерохронных комплексах переотложенных палиноморф и
микрофоссилий in situ с целью детализации расчленения отложений. На основе
изучения эталонных альгоспектров с цистами микроводорослей Tasmanites medius
Eisenack была создана цветовая шкала, которая успешно использована для решения
палинологических и стратиграфических задач - установления таксонов in situ
(синхронных) и переотложенных (асинхронных) микрофоссилий в гетерохронных
палинокомплексах, выявления толщ переотложения, полноты их разрезов, наличия
или отсутствия стратиграфических несогласий. Наряду с этим оказалось
возможным использование этих данных для определения предполагаемых зон
нефте- и газогенерации в пределах рассматриваемой территории.
Цель и задачи работы:
Изучение палинокомплексов, содержащих (наряду с миоспорами) цисты
одноклеточных водорослей рода Tasmanites Newton, и оценка возможностей их
использования для стратиграфии и нефтегазовой геологии.
В связи с этим решались следующие задачи исследования:
1. Комплексное изучение и анализ палинокомплексов нижнепермских
отложений Волгоградского Заволжья:
 установление критериев определения инситных и переотложенных таксонов
в палинокомплексах;
 детальное
расчленение
нижнепермских
подсолевых
отложений
Волгоградского Заволжья на основе сопоставления полученных палинокомплексов
с региональными, ранее установленными на сопредельных территориях.
2. Монографическое описание представителей рода Tasmanites Newton и
миоспор, характерных для нижнепермских отложений.
3
3. Изучение цветовой изменчивости тасманацей в качестве индикаторов для
определения степени катагенеза. Создание цветовой шкалы цист тасманацей на
основе изменения температур.
4. Установление вертикальной (глубинной) палеотемпературной зональности в
разрезах подсолевых нижнепермских отложений Волгоградского Заволжья:
 фиксация
крупных
палеотемпературных
скачков
(несогласий),
подтвержденных стратиграфическими данными;
 определение непрерывности осадконакопления (отсутствия размывов).
5. Построение схемы латеральной палеотемпературной зональности саргинских
отложений Волгоградского Заволжья.
Научная новизна:
1. Впервые проведено расчленение нижнепермских подсолевых отложений
Волгоградского Заволжья на основе зональных палинокомплексов Русской
платформы.
2. Выработаны основные критерии оценки цвета для таксонов in situ и
переотложенных из более древних отложений в составе палинокомплексов.
3. Выполнено монографическое описание миоспор и водорослей рода Tasmanites
Newton.
4. Установлена степень цветовой изменчивости Tasmanites medius Eisenack под
влиянием температур.
5. Прослежена палеотемпературная латеральная и глубинная зональности
нижнепермских отложений западной части Прикаспийской впадины.
6. Обоснована возможность использования празинофитов в комплексном
изучении закономерностей пространственно-временного размещения скоплений
углеводородов.
Защищаемые положения:
1. Обосновано детальное расчленение нижнепермских отложений на основе
комплексов инситных миоспор, выделенных из состава гетерохронных
палинокомплексов.
2. Монографически описаны миоспоры и водоросли семейства Tasmanaceae,
установлены пять новых видов и определено их стратиграфическое
распространение.
3. Шкала, построенная на основе закономерных изменений цвета цист
тасманацей под действием температур, применима в стратиграфии для оценки
полноты разреза, в нефтегазовой геологии при определении степени катагенеза
вмещающих отложений.
Реализация работы: Основные элементы методики исследований были
использованы в отчетах ООО “ЛУКОЙЛ-ВолгоградНИПИморнефть” по
Волгоградской области и акватории Каспийского моря.
Практическая ценность работы:
Палиностратиграфическое расчленение подсолевых нижнепермских отложений
Волгоградского Заволжья, предложенное автором, позволило детализировать
геологическое строение района исследований. Разработанная цветовая шкала по
4
цистам водорослей Tasmanites Newton отличается (от существующих) большей
чувствительностью и может быть использована для выявлении полноты
стратиграфических разрезов и установления глубинного и латерального
распространения палеотемператур в качестве дополнительного метода при оценке
перспектив на поиски углеводородов на территории Волгоградского Заволжья.
Фактический материал. Работа основана на результатах изучения
палинологического материала (более 1000 образцов) из нижнепермских разрезов
скважин глубокого (до 7 км) бурения Волгоградского Заволжья, использовании
данных по юго-восточной части Прикаспийской впадины и мезозойским разрезам
Каспия. Кроме того, в сравнительных целях использованы материалы С.Б.
Остроухова по тасманацеям силура Алжирской Сахары и палинологические
коллекции из нижнепермских отложений восточной части Прикаспийской
впадины, любезно предоставленные автору Л.В. Кухтиновой.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на
палинологической конференции (Москва, 2005), на LIII сессии ВПО (СанктПетербург, 2007), на Всероссийской конференции студентов, аспирантов и
молодых специалистов геологического факультета СГУ в 2003г., на
Международной научно-практической конференции (Санкт-Петербург, 2008),
опубликованы в научных статьях, изданных в трудах палинологических
конференций, стратиграфических совещаний, сборниках ВолгоградНИПИнефть,
ВолгоградНИПИморнефть. По теме диссертации опубликовано 24 работы.
Публикации по теме диссертации. Основные положения диссертационной
работы опубликованы в 10 статьях, и в том числе в журнале, рекомендованном
ВАК.
Личный вклад автора.
Диссертация обобщает результаты палиностратиграфических (за 20 лет работы)
и катагенетических исследований оптическим палинологическим методом за 6летний период работы. Методическая разработка данных исследований и их
практическое применение осуществлялась лично автором.
Автор глубоко благодарен своему учителю к.г.-м.н. Н.Н. Подгайной , почетному
Председателю палинологической комиссии России д.г.-м. н. Л.В. Ровниной, к.г.-м.
н. А.Л. Рогозиной, к.хим. н. С.Б. Остроухову, к.г.-м. н. П.В. Медведеву, д.г.-м. н.,
проф. А.В. Бочкареву, д.г.-м. н., проф. Е.М. Первушову, д.г.-м. н. Ю.А. Писаренко,
научному руководителю д.г.-м. н., проф. Д.А. Кухтинову и другим специалистам за
ценные советы, консультации, всестороннюю помощь и поддержку.
Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из основной
части и приложения. Основная часть включает введение, шесть глав и заключение,
изложенные на 140 страницах с 12 рисунками и семью таблицами. Список
литературы насчитывает 140 наименований. В приложении приведены девять
фототаблиц миоспор и празинофитов Tasmanites Newton.
Работа выполнена на кафедре исторической геологии и палеонтологии
геологического факультета Саратовского государственного университета им.
Н.Г.Чернышевского под руководством доктора геолого-минералогических наук,
профессора Д.А. Кухтинова.
5
Содержание работы
Глава 1. Методы исследований
Палинологические исследования отложений нижней перми проведены по
разрезам параметрических, опорных и поисково-разведочных скважин, в описании
которых автор принимал непосредственное участие. В связи с детальностью
исследований и необходимостью послойного
комплексного изучения
таксономического состава всех микрофитофоссилий каждого палиноспектра
образцы отбирались с интервалом 0,5-2,0м в зависимости от состава, мощности
отложений и выноса керна. В палиноспектрах изучались споры, пыльца и
одноклеточные планктонные водоросли.
Для выделения палиноморф из карбонатно-терригенных и терригенных
палеозойских пород применялась стандартная методика и методика
С.Б.Остроухова (1986), основанная на экстракции терригенных, карбонатнотерригенных и преимущественно глинистых пород органическими растворителями.
Особое внимание в работе уделялось морфологии, систематической
принадлежности и цветовой «изменчивости» одноклеточных водорослей
Tasmanites, зависящей от катагенетических преобразований органического
вещества. С помощью эталонных альгоспектров была получена шкала,
отражающая цветовую изменчивость цист Tasmanites medius Eisenack при тепловом
воздействии. Цвет цист водорослей в палиноспектрах сопоставлялся с ключевыми
цветами шкалы, которым соответствуют в ней определенные температуры.
Полученные таким образом значения для всех палиноспектров наносились на
изученные разрезы для определения латеральной и вертикальной (глубинной)
палеотемпературной зональности нижнепермских отложений Волгоградского
Заволжья.
Миоспоры, водоросли и акритархи изучались в постоянных препаратах в
световом микроскопе ZEISS ”Axiostar plus“ с увеличением 420 раз. В каждом
препарате насчитывалось не менее 200 зерен. Процентное содержание отдельных
таксонов миоспор в спектре (одном образце) считалось от общего их количества.
Процентное содержание водорослей вычислялись из общего количества, учитывая
все микрофоссилии. Фотографирование палиноморф производилось с помощью
цифровых аппаратов Nikon 4500 и Soni 7200.
Глава 2. История геологической и палинологической изученности
Волгоградского Заволжья
В истории геологических исследований, связанных с разработкой стратиграфии
нижнепермских отложений Волгоградского Заволжья, можно выделить
преимущественно два этапа. Первый охватывает период времени с конца 40-х
годов до 70-х, когда проводились геолого-съемочные работы и поисковое, опорное
и параметрическое бурение. Результаты исследований представлены в работах
многих авторов (Лапкин, 1951; Копелиович, Лапкин, 1955, 1956; Лацкова, 1958,
1962, 1966; Грачевский, 1961; Урусов, 1962, 1963, 1964, 1965, 1968; Масленников,
1958; Казанцев, Хлыстова, 1964; Яриков, Никитина, 1967; Кетат, 1964, 1965, 1968 и
др.).
6
С 1970 года начинается этап современных исследований. В это время
происходит увеличение объемов структурного, опорного и параметрического
бурения, разрабатываются основы стратиграфии (в том числе палиностратиграфии)
подсолевых верхнепалеозойских отложений территории исследований. Этот этап
связан с исследованиями Ефремовой (1967), Синегуб (1970), Аванисьяна (1972,
1974), Беловой (1975), Котельникова (1978), Замаренова (1970, 1989), Маркиной
(1983), Кетат (1972-1990), Золотухиной (1986-1993), Даньшиной (1989-2007),
Подгайной (1988, 1993, 1994), Мовшовича (1994), Кухтинова, Кухтиновой (1990,
1998), Кухтинова (2000), Писаренко, Левиной, Кухтинова (2000) и др.
Глава 3. Стратиграфия нижнепермских подсолевых отложений
Волгоградского Заволжья
Приуральский отдел
Подсолевые отложения приуральского отдела перми представлены ассельским,
сакмарским и артинским ярусами, стратиграфический объем, литологический
состав, мощности и распространение которых на исследуемой территории
существенно различаются.
Ассельский ярус. Ассельские отложения рассматриваются в объеме
сокольегорского (зоны Sphaerochwagerina vulgaris и Schwagerina moelleriPseudofusulina fecunda) и шиханского (зона Schwagerina sphaerica-Pseudofusulina
firma) горизонтов.
В ассельском ярусе выделены карбонатный слоистый, рифогенный и глинистобитуминозно-карбонатно-обломочный типы разреза (Кетат, 1982; Золотухина,
Кетат, Даньшина, Здобнова, 1994). В разрезах первых двух типов выделены
фораминиферовые зоны (Кетат, 1978, 1982).
Карбонатный слоистый тип разреза охватывает Николаевско-Городищенскую
ступень и представлен в разрезе известняками с преобладанием доломитов.
Рифогенный тип разреза приурочен к бортовой зоне Прикаспийской впадины и
сложен рифогенными породами. Глинисто-битуминозно-карбонатно-обломочный
тип выделен в пределах внутренней прибортовой части Прикаспийской впалины.
Глинисто-битуминозно-карбонатно-обломочные отложения (0-171 м) вскрыты
скважинами 275 Ново-Никольская, 1 Заволжская, 1 Ахтубинская и представлены
известняковыми брекчиями с прослоями известняков, доломитов и мергелей.
Брекчия состоит из обломков известняков различной структуры и цвета
(биоморфно-детритовых, микросгустковых, комковатых), доломитизированных,
окремнелых, с обломками эффузивов и известняковых песчаников. В обломках
микросгустковых известняков обнаружены фораминиферы нижнего карбона:
Monotaxinoides transitorius Brazh. & Jars., Howchinia gibba (Moell.), Loebeichia sp. и
верхнего асселя Schubertella sphaerica Sul. - зональный вид шиханского горизонта
(лона Schwagerina sphaerica - Pseudofusulina firma).Обломки известняков содержат
в скважине 1 Ахтубинская фауну фораминифер среднего карбона: Textularia
communis Reitl., Bradyina magna Roth. & Skinn., Ozawainella mosquensis Raus. и др. и
ассельского яруса нижней перми – Schubertella obscura Lee & Chen., Glomospira ex
gr. hemigodiformis Tscherd.
Из глинисто-битуминозного цемента известняковых гравелитов, брекчий,
конглобрекчий выделен палинокомплекс Potonieisporites novicus-VittatinaComplexysporites polymorphus, характерный для шиханского горизонта.
7
Сакмарский ярус представлен также карбонатным слоистым, рифогенным и
глинисто-битуминозно-карбонатно-обломочным (условно) типами разрезов в
объеме тастубского и стерлитамакского горизонтов суммарной мощностью до
600м.
Тастубский горизонт в пределах изученного района представлен двумя типами
разреза - карбонатным слоистым и рифогенным. Первый тип разреза сложен
тонкослоистыми доломито-ангидритовыми породами с прослоями сульфатов (7299 м). В разрезе второго типа доминируют известняки в объеме двух
фораминиферовых зон - Pseudofusulina moelleri и Pseudofusulina verneuilliEoparafusulina tschernyschewi (250-300 м).
Стерлитамакский горизонт по объему соответствует фузулинидовой зоне
Pseudofusulina urdalensis и сложен в рифогенном типе разреза известняками
биогермными, водорослевыми, прослоями окремнелыми и прослоями
известняковых песчаников.
Артинский ярус объединяет нерасчлененные бурцевско-иргинские отложения
и саргинский горизонт.
Бурцевско-иргинские отложения представлены рифогенным (0-207 м) и
глинисто-битуминозно-карбонатным обломочным типами разреза. Глинистобитуминозно-карбонатно-обломочные отложения (145 м) представлены в нижней
части известняковой конглобрекчией с глинисто-карбонатным цементом с
прослоями известняков и реликтами радиолярий, в верхней - известняками
микрозернистыми,
доломитизированными,
неравномерно
окремнелыми,
битуминозными, спонголитами битуминозными с радиоляриями и аргиллитами
черными, тонкодисперсными, участками туфоаргиллитами светло-серыми, слабо
алевритистыми. В гравелитах, песчаниках и брекчиях встречены фораминиферы
нижнего (Pseudoendothyra delicata Ros.), среднего (Ozawainella mosquensis Raus.),
верхнего (Quasifusulina longissima (Moell.)) карбона, ассельского яруса
(Rugosofusulina stabilis stabilis Raus., Pseudofusulina busulukensis Dofr., Tolypammina
sp.,) и нижнеартинского подъяруса (Pseudofusulina concessa Viss.) перми; и того же
возраста водорослями Tubiphytes obscurus Masl. Выявленные стреченные здесь
миоспоры относятся к палинокомплексу Potonieisporites-Gardenasporites-Azonaletes
irregulariplicatus, характеризующему бурцевско-иргинские отложения артинского
яруса.
Саргинский горизонт представлен карбонатно-сульфатным (73-228 м) и
глинисто-битуминозно-карбонатно-обломочным типами разреза.
Глинисто-битуминозно-карбонатный тип разреза (41-223 м) выделен во
внутренней прибортовой зоне Прикаспийской впадины в скважинах 1 Заволжская,
1 Ахтубинская, 1, 3 Упрямовские, 265 Лободинская, 1 Молчановская.
Принадлежность отложений саргинскому горизонту установлена по споровопыльцевым комплексам. Они залегают со стратиграфическим перерывом на
породах от ассельского до московского ярусов.
Саргинские отложения сложены переслаивающимися доломитами темносерыми глинистыми, битуминозными, известняками органогенно-обломочными,
радиоляритами, спонголитами, аргиллитами и туфоаргиллитами, в подошве с
брекчией. На Ново-Никольском пересечении они представлены известняковой
брекчией, переслаивающейся с известняками темно-серыми глинистыми,
битуминозными, радиоляритами, спонголитами и черными аргиллитами с мелкими
8
и крупными обуглившимися растительными остатками. Брекчия состоит из
фузулинидовых,
органогенно-детритовых
и
фораминиферо-водорослевых
известняков, сцементированных глинисто-карбонатным материалом.
В обломках определены фораминиферы гжельского и ассельскораннеартинского возраста. Кроме них, в известняках определены верхнеартинские
фораминиферы Hyperamminoides samarensis Raus., мелкие Glomospira aff. elegans
Lip., в доломитах - водоросли Tasmanites Newton.
Саргинский палинокомплекс с преобладанием празинофитов изучен из
аргиллитов, туфоаргиллитов и характеризуется Tasmanites, Cordaitina subrotata,
Vittatina, Ginkgocycadophytus, Striatosaccites и небольшим количеством спор.
Отложения саргинского горизонта перекрываются сульфатно-галогенными
образованиями, охарактеризованными филипповским палинокомплексом.
Глава 4. Палинокомплексы нижнепермских отложений Волгоградского
Заволжья
На основе анализа катагенетической цветовой «изменчивости» микрофоссилий
в палиноспектрах удалось определить микрофоссилии, находящиеся in situ и
выделить в изученных отложениях три палинокомплекса, имеющих ассельский,
бурцевско-иргинский и саргинский возраст. Переотложенные палиноморфы,
имеющие более темные оттенки цвета (с учетом толщины экзины), в подсчете
участия не принимали. Установленные комплексы микрофоссилий приводятся в
литолого-стратиграфическом
описании
основных
изученных
разрезов,
характеризующих относительно глубоководные (депрессионные) обстановки
осадконакопления.
Шиханский палинокомплекс Potonieisporites novicus-Vittatina-Complexysporites
polymorphus установлен в верхнеассельских отложениях. Он характеризуется
преобладанием пыльцы голосеменных с доминирующей ролью (до 30%) пыльцы
рода Potonieisporites (Bhard.) Bhard. с характерными таксонами - P. novicus Bhard.,
P. novicus Bhard. var. venustus Schwarts., P. rimosus Schwarts. Заметное участие (1012%) принимают Vittatina vittifer (Lub.) Samoil., V. vittifer (Lub.) f. minor Samoil., V.
costabilis Wilson, V. striata Lub., V. subsaccata Samoil. Постоянно участвует (6-10%)
одномешковая пыльца Florinites luberae Samoil., F. minutus Bhard.
Немногочисленны (3-4%) таксоны, играющие важную диагностическую роль:
споры Verrucosisporites elegans Inos., Punctatisporites punctatus Ibr.,
Cyclogranisporites punctulatus (Waltz) Lub., Knoxisporites glomus Schwarts.,
Lycospora pseudohirta var. permica Schwarts. и пыльца Complexysporites polymorphus.
Отмечаются единичные зерна (1-2%) Cordaitina donetziana Inos., C. uralensis (Lub.)
Dibn. Водоросли Tasmanites занимают субдоминирующее положение (10-15%).
Возраст этого комплекса определяется сопоставлением с палинокомплексом “B”
Complexysporites polymorphus унифицированной стратиграфической шкалы
Русской платформы (1988), с комплексом микрофоссилий Acritarcha-VittatinaPotonieisporites novicus, изученным Н.Н.Подгайной (1993) в АстраханскоКалмыцком Прикаспии. Спорово-пыльцевой комплекс приурочен к верхней
фузулинидовой зоне (лоне) Schwagerina sphaerica-Pseudofusulina firma шиханского
горизонта ассельского яруса.
Бурцевско-иргинский
палинокомплекс
Azonaletes
irregulariplicatusPotonieisporites-Entylissa представлен спектрами с преобладанием пыльцы.
9
Доминирует пыльца Azonaletes (20-25%), представленная следующими видами: A.
irregulariplicatus Samoil., A. levis Lub., A. pastillus Samoil., A. microdictyus Lub., A.
fabaginus Samoil. Субдоминирующее положение (12-15%) занимает пыльца
Potonieisporites: P. lemniscatus Schwarts., P. novicus Bhard., P. permollis P. rimosus
Schwarts., P. clarus Schwarts., P. rimosus Schwarts. f. maximus Schwarts. Постоянно
(2-5%) встречаются таксоны Cordaitina uralensis (Lub.) Dibn., C. subrotata (Lub.)
Samoil., Florinites luberae Samoil., Gardenasporites pinnatus Krus., Podocarpites
alatus (Lub.), Striatohaplopinites verus Efr., Hamiapollenites tractiferinus (Samoil.)
Jans., Vittatina striata Lub. Род Entylissa (3%) представлен преимущественно E.
caperata (Lub.) Dujp. Сопутствующими (3-5%) являются споры Punctatisporites
confusus Inoss., P. glaber (Naum.) Lub., Granulatisporites microgranifer Ibr.
Водоросли Tasmanites единичны (2-3%).
Возраст комплекса определяется количественно-качественными соотношениями
его состава, соответствующего палинокомплексу “Д“ (Azonaletes irregulariplicatus)
унифицированной стратиграфической шкалы Русской платформы (1988), который
охватывает бурцевский (лона Pseudofusulina pedissequa - Pseudofusulina concavutas)
и иргинский (лона Parafusulina lutugini-Pseudofusulina juresanensis) горизонты. Он
также сопоставляется с бурцевско-иргинским комплексом PotonieisporitesGardenasporites-Azonaletes irregulariplicatus, изученным Н.Н.Подгайной (1993) в
Астрахано-Калмыцком Прикаспии.
Саргинский палинокомплекс Tasmanites-Cordaitina subrotata-Vittatina scutata
характеризуется преобладанием (45-100%) празинофитов Tasmanites с их
максимальным видовым разнообразием: T. medius Eisenack, T. compactus (Lub.)
Zdobnova, T. robustus (Lub.) Zdobnova, T. spinireticulatus (Abr. & Mar.) Zdobnova, T.
caspius Zdobnova sp. nov., T. polymorphus Zdobnova sp. nov. и др. Таксон Tasmanites
polymorphus Zdobnova sp. nov. отмечен только в саргинских отложениях.
Субдоминантным таксоном является Cordaitina subrotata (Lub.) Samoil., количество
которого меняется в палинокомплексе от 10 до 15%. Cordaitina ornata Samoil., C.
spongiosa (Lub.) Samoil., C. convallata (Lub.) Samoil. встречаются единично (1-2%).
Отмечается значительное количество (5-15%) и постоянство состава ребристой
пыльцы Vittatina Lub ex Wilson: Vittatina vittifer Lub., Vittatina vittifer f. cinctutus
Samoil., Vittatina striata Lub., V. striata Lub. f. minor V. Zauer, V. scutata (Balme &
Henn.) Stanitchn., V. subsaccata Samoil., V. cincinnata Lub. Из немногочисленных
спор (1-3%) встречены Acanthotriletes varicus (Andr.) Siv., Verrucosisporites sp.,
Calamospora hartungiana Schopf, Laevigatosporites vulgaris Jbrahim, Raistrickia sp.,
Azonomonoletes cf. maratiiformis Samoil. Единично (1-2%) отмечена пыльца
Florinites luberae Samoil., Striatohaplopinites perfectus (Lub.) V. Zauer, S. latissimus
(Lub.) V. Zauer, S. verus Efr., Entylissa caperata (Lub.) Dujp. и др.
Возраст комплекса определяется по таксономическому сходству основных
групп микрофоссилий с комплексом ”Е“ зоны Cordaitina subrotata, отвечающей
саргинскому горизонту артинского яруса (лона Parafusulina solidissima)
унифицированной стратиграфической шкалы Русской платформы (1988). Он имеет
сходство с палинокомплексом Tasmanites – Florinites - Acanthotriletes varicus,
выделенным Н.Н.Подгайной (1988, 1993) на Карасальской моноклинали и
Астраханском своде.
10
Глава 5. Тасманацеи и их значение для стратиграфии и нефтегазовой
геологии
5.1. Общие сведения о тасманацеях
В этой главе приводятся краткие сведения по истории изученности,
морфологическим, биологическим признакам празинофитов рода Tasmanites,
которые используются для определения их места среди эукариот (Eisenack, 1958,
1963; Tappan, 1980; Guy-Ohlson, 1996), их экологической и палеогеографической
особенностей и выделения новых видов, встречающихся в нижнепермских
отложениях.
5.2. Цветовая изменчивость празинофитов
В середине 60-х годов было замечено, что оболочки микрофоссилий имеют
различную интенсивность цвета (от светло-желтого до темно-коричневого и
черного). Интенсивность цвета микрофоссилий в комплексах связана с
морфологией палиноморф (структурными элементами и толщиной экзины) и
химическими изменениями, происходящими в спорополленине экзины под
воздействием, в первую очередь, температурного влияния в недрах Земли.
Постепенное изменение их цвета в ряду светло-желтого с зеленоватым оттенком –
желтого – оранжевого – коричневого до черного является, как принято считать,
показателем "зрелости" керогена – спор, пыльцы, цист тасманацей и др.
Свойство спорополленина и близких к нему высокомолекулярных
биополимеров было положено Гутьяром (1966) и др. в основу оптического метода
определения уровня катагенеза ОВ. В дальнейшем это получило развитие в работах
Корреа (1969), Стэплина (1969), в которых они опубликовали свои шкалы
катагенеза на основе цветовых и структурных изменений палиноморф.
Пионером в изучении катагенетических изменений микрофоссилий в России
является Л.В. Ровнина (1984, 1993, 1994, 1999, 2004, 2005, 2008). Она
усовершенствовала основные результаты разработок зарубежных коллег в своих
исследованиях из нефтегазоносных мезозойских отложений Западной Сибири,
Кавказа, Мангышлака и Сахалина, создав семибальную шкалу с цветовыми
индексами микрофоссилий (ИМЦ), обоснованной данными отражательной
способности витринита, результатами измерения абсорбции микрофоссилий и
исследований физико-химического анализа. Этот метод применила в своих
исследованиях Н.Н.Подгайная (1988, 1990, 1991) при изучении нефтегазоносных
верхнепалеозойских отложений Астраханско-Калмыцкого Прикаспия.
5.3. Шкала изменения цвета цист Tasmanites Newton под действием
температур
Определение уровня катагенеза органического вещества (ОВ) пород
устанавливается общепринятым методом отражательной способности витринита
(ОСВ), основанным на работах С.Г. Неручева, Н.Б. Вассоевича, Н. В. Лопатина и
др., 1976; И.И. Амосова и др., 1987; и др. Данный метод применим для решения
поставленных задач при изучении континентальных фаций, в которых
присутствует углефицированное вещество гумусового типа. В морских и
переходных фациях он применяется в комплексе с другими методами определения
уровня катагенеза РОВ с использованием цветового индекса и интенсивности
флюоресценции споринита (JF), лейптинита и индекса окраски палиноморф и
11
конодонтов. При отсутствии витринита автор предлагает использовать группу
ископаемых водорослей Tasmanites Newton.
Высокие
температуры,
возникающие
в
процессе
катагенеза
в
глубокопогруженных отложениях, приводят к изменению не только цвета оболочек
цист. Это свойство спорополленина микрофоссилий изменять под действием
температуры свою структуру и свой цвет нашло применение в качестве показателя
зрелости органического вещества (керогена).
С целью выявления закономерностей формирования и размещения
углеводородов в палеозойских отложениях силура (Алжирской Сахары) были
проведены палинологические и геохимические исследования катагенетической
преобразованности тасманацей (Остроухов, 1986; Рогозина, Остроухов, 1986, 1989,
2002). Несколько позже было продолжено изучение тасманацей уже с
привлечением материалов по нижней перми Волгоградского Заволжья, где
тасманацеи встречались в массовых количествах (Здобнова, Остроухов, 2004, 2005,
2006, 2008; Здобнова, Остроухов, Рогозина, 2007; Здобнова, 2009). Связь цвета
Tasmanites и палеотемпературы была выявлена на большом количестве образцов из
нефтегазоносных пород лудлова Алжира и артинского яруса Волгоградского
Заволжья.
Водоросли Tasmanites из артинского яруса Волгоградского Заволжья были
изучены автором на основе их эталонной коллекции образцов. Эталоны были
созданы (Остроухов, 1986) по специально разработанной методике изучения
изменения цвета Tasmanites в лабораторных условиях под действием теплового
поля в интервале температур от 60 до 220оС. Для сопоставления с другими
исследованиями они подвергнуты пиролитическому анализу, а также
охарактеризованы физико-химическими исследованиями состава и структуры
Tasmanites (Остроухов, 1986) и переданы автору для дальнейших исследований.
Таким образом, исследуя эталонные образцы, была установлена прежде всего
таксономическая принадлежность этих микроводорослей и проведена необходимая
усредненная выборка цвета из каждого образца, соответствующего определенной
температуре.
На основании цветных характеристик эталонов была создана 13-бальная шкала,
соответствующая диапазону температур 80-220оС. Шкала отражает (с ростом
температуры от 80 до 220ºС) постепенное закономерное изменение интенсивности
цвета оболочек цист тасманацей от светло-желтого с зеленоватым оттенком –
желтого – оранжевого – коричневого до черного и является "показателем
термической измененности" или, как принято считать, показателем "зрелости"
керогена. По сути это является проявлением карбонизации палиноморф –
обуглероживанием.
Шаг изменения цвето-оттеночной гаммы (индексы цвета) для Tasmanites выбран
в размере 20оС.
Температуры ниже границы 80оС характеризуют зону диагенеза, выше 200о зону мезокатагенеза, в которой изменения цвета у празинофитов практически не
наблюдаются. Если в первой зоне они остаются светло-желтыми и желтыми, то в
последней зоне - стабильно черными. Располагающаяся между ними средняя зона
характеризует основную зону нефтеобразования. Изменение цвета цист
обусловлено изменением плотности упаковки углеводородных структур
спорополленина одноклеточных водорослей.
12
5.4. Применение цветовой шкалы для стратиграфии и оценки
нефтегазоносности территории
На большом фактическом палинологическом материале из нижнепермских
разрезов карбонатно-терригенных отложений (Волгоградское Заволжье) были
изучены тасманацеи. По степени изменения цвета цист с помощью шкалы
определены значения палеотемператур, которые сопоставлены с данными
отражательной способности витринита.
Изменение палеотемператур сверху вниз в разрезе, фиксируемое по изменению
интенсивности цвета цист тасманацей, может (без возрастной датировки)
свидетельствовать о некоторых особенностях характера осадконакопления подтверждать относительную непрерывность осадконакопления (отсутствие
размывов) и отмечать стратиграфические (палеотемпературные) несогласия
(особенно крупные).
Непрерывность накопления осадков (отсутствие размывов) зафиксировано в
нижнепермском разрезе скважины 1 Ахтубинской. Цвет цист тасманацей
изменяется постепенно, с равномерной интенсивностью.
Палеотемпературные несогласия зафиксированы в разрезах скважин 1
Молчановской, 265 Лободинской, 1, 3 Упрямовскоих, где гжельский ярус
перекрывают породы саргинского горизонта. Здесь на границе стратиграфических
подразделений наблюдается резкое скачкообразное изменение цвета - от светложелтого в отложениях саргинского яруса до желто-оранжевого в гжельских
породах.
Для Волгоградского Заволжья по полученным данным о палеотемпературах
установлена степень палеопрогрева отложений саргинского горизонта, на
основании которого построена схема латеральной палеотемпературной
зональности. Зоны имеют субмеридиональное простирание, при этом установлены
участки с наименьшими палеотемпературами в западной части исследуемого
района, наибольшие палеотемпературы - в его восточной части. Средняя зона
наименее изучена, но значения установленных палеотемператур свидетельствуют о
принадлежности отложений по степени преобразованности микрофитофоссилий к
главной зоне нефтеобразования.
Глава 6. Описание характерных видов миоспор и тасманацей
Отдел Prasinophyta Round, 1971
Порядок Pterospermatales Schiller, 1971
Семейство Tasmanaceae Sommer, 1956 emend. Mädler, 1963
Род Tasmanites Newton, 1875
Tasmanites punctatus Eisenack
Tasmanites medius Eisenack
Tasmanites tardus Eisenack
Tasmanites martinsonii Eisenack
Tasmanites morai Sommer
Tasmanites compactus (Luber) Zdobnova
Tasmanites robustus (Luber) Zdobnova
Tasmanites spinireticulatus (Abr. & Mar.) Zdobnova
13
Tasmanites caspius Zdobnova sp. nov.
Tasmanites polymorphus Zdobnova sp. nov.
Антетурма Pollenites Potonie, 1931
Турма Saccites Erdtman, 1947
Субтурма Monosaccites (Chitaley, 1951) Potonie & Kremp, 1954
Инфратурма Sacciheteroletes Luber, 1966
Род Florinites Schopf, Wilson & Bentall, 1944
Florinites luberae Samoilovich
Род Potonieisporites (Bhardwaj, 1954) Bhardwaj, 1964
Potonieisporites novicus Bhardwaj
Potonieisporites novicus Bhardwaj var. venustus Schwartman
Potonieisporites lemniscatus Schwartman
Субтурма Disaccites Cookson, 1947
Инфратурма Striatiti Pant, 1954
Род Complexysporites Jizba, 1962
Complexysporites polymorphus Jizba
Род Striatohaplopinites Efremova, 1966
Striatohaplopinites perfectus (Luber) V. Zauer
Striatohaplopinites latissimus (Luber) V. Zauer
Турма Asaccati Luber, 1966
Инфратурма Striatiti Pant, 1954
Род Vittatina (Luber, 1940) Jansonius, 1962
Vittatina vittifer (Luber) Samoilovich
Vittatina vittifer (Luber) f. minor Samoilovich
Vittatina vittifer f. cinctutus Samoilovich
Vittatina striata Luber
Vittatina subsaccata Samoilovich
Vittatina scutata (Balme & Henn.) Stanitchnikova
Vittatina cincinnata Luber
Турма Aletes Ibrahim, 1933; Potonie, 1960
Субтурма Infriatialetes Luber, 1966
Инфратурма Infriati Naumova, 1937
Род Azonaletes Luber, 1941
Azonaletes irregulariplicatus Samoilovich
Azonaletes fabaginus Samoilovich
Антетурма Sporites Potonie, 1893
Турма Triletes (Reinsch, 1881) Potonie & Kremp, 1954
Субтурма Azonotriletes Luber, 1935
Инфратурма Apiculati (Bennie & Kidston, 1886) Potonie & Kremp, 1954
Род Verrucosisporites (Ibrahim, 1933) Smith, 1963
Verrucosisporites elegans Inossova
Субтурма Zonotriletes (Waltz, 1935) Potonie & Kremp, 1954
Инфратурма Cingulati Potonie & Kremp, 1954
Род Lycospora Schopf, Wilson & Bentall, 1944
Lycospora pseudohirta var. permica Schwartsman
14
Заключение
В процессе проведенных палинологических исследований получены следующие
основные результаты:
1. В составе изученных комплексов миоспор выявлены таксоны in situ и
переотложенные формы. Изучение комплексов палиноморф, синхронных
вмещающим породам, позволило идентифицировать их с известными
региональными палинокомплексами Русской платформы и на этой основе впервые
расчленить и детализировать нижнепермские подсолевые толщи, выделив
шиханские, бурцевско-иргинские и саргинские отложения.
2. Монографически описаны характерные для нижнепермских отложений
таксоны миоспор и тасманацей, уточнено их стратиграфическое распространение в
нижнепермских подсолевых отложениях Волгоградского Заволжья.
3. Изменение цвета цист празинофитов под действием температур является
отражением внутренней перестройки (уплотнения) структур. На этой
закономерности цист празинофитов была построена цветовая шкала, позволяющая
судить о степени и уровне катагенеза изученных отложений.
4. Определение палеотемператур в разрезах скважин дополняет информацию о
характере осадконакопления, в том числе, о стратиграфической полноте разреза: о
наличии стратиграфического несогласия, сопровождаемого палеотемпературным
скачком; о непрерывности осадконакоплении (отсутствии размывов); о
присутствии толщ переотложения, содержащих гетерохронные микрофоссилии в
составе палинокомплексов.
5. Построенная латеральная схема палеотемпературной зональности наглядно
показывает распределение палеотемператур в отложениях саргинского горизонта,
отражая дифференциацию тепловых потоков в Волгоградском Заволжье.
6. Выполненные исследования позволяют оценить степень преобразования
рассеянного органического вещества материнских пород и опосредованно
использовать эти данные для прогнозирования распределения скоплений
углеводородов в Волгоградском Заволжье. Практическая ценность исследований
подтверждена применением основных элементов методики исследований в отчетах
ООО “ЛУКОЙЛ-ВолгоградНИПИморнефть” по Волгоградской области и
акватории Каспийского моря.
Список основных работ по теме диссертации:
1.
Здобнова
Е.Н.
Особенности
определения
катагенетической
преобразованности
РОВ методом палеотемператур с использованием
микроводорослей Tasmanites Newton // Геология, геофизика и разработка нефтяных
и газовых месторождений. М: Изд-во ВНИИОЭНГ. 2009. № 5. С. 38-40.
2. Здобнова Е.Н. Палинокомплексы нижнепермских отложений западной части
Прикаспийской впадины (Волгоградское Заволжье) // Геологи XXI века. Труды
Всероссийской научной конференции студентов, аспирантов и молодых
специалистов. Саратов: изд-во СГУ. 2003. С. 171-173.
3. Здобнова Е.Н. Новые данные по стратиграфии подсолевых нижнепермских
отложений Прикаспийской впадины (Волгоградское Заволжье) // Фанерозой ВолгоУральской, Прикаспийской и Северо-Кавказской нефтегазоносных провинций:
15
стратиграфия, литология, палеонтология. Материалы II региональной научнопрактической конференции. Саратов: изд-во НВ НИИГГ. 2004. С. 38-40.
4. Здобнова Е.Н., Остроухов С.Б. Празинофиты – индикаторы степени
катагенеза рассеянного органического вещества // ТЭК России – основа
процветания страны. Сборник докладов конференции к 75-летию ВНИГРИ. СПб.:
Изд-во ВНИГРИ. 2004. С. 391-395.
5. Здобнова Е.Н., Остроухов С.Б. Одноклеточные водоросли Tasmanitaceae в
отложениях нижней перми Западной части Прикаспийской впадины и их значение
// Палинология: теория и практика. Материалы XI Всероссийской
палинологической конференции. М.: Изд-во ПИН РАН. 2005. С. 90-91.
6. Здобнова Е.Н. Одноклеточные зеленые водоросли Tasmanites Newton, 1875 в
отложениях нижней перми западной части Прикаспийской впадины // Бюллетень
Ботанического сада СГУ. Саратов: изд-во «Научная книга». 2005. Вып. 4. С. 30-34.
7. Здобнова Е.Н., Остроухов С.Б., Рагозина А.Л. Значение планктонных
водорослей рода Tasmanites при определении степени зрелости органического
вещества // Палеонтология, палеобиогеография и палеоэкология. Материалы LIII
сессии ПО при РАН. СПб.: Изд-во ВСЕГЕИ. 2007. С.57-59.
8. Здобнова Е.Н., Остроухов С.Б. Палинологические исследования для оценки
катагенеза пород Прикаспийской впадины в комплексе геолого-геохимических
исследований // Литологические и геохимические основы прогноза
нефтегазоносности.
Материалы
Международной
научно-практической
конференции. СПб.: Изд-во ВНИГРИ. 2008. С. 82-85.
9. Здобнова Е.Н. Обоснование катагенетической зрелости морских отложений
по палинологическим данным // Интервал. Самара: изд-во «РОСИНГ». 2008. №2. С.
28-31.
10. Здобнова Е.Н., Остроухов С.Б. Применение палинологических
исследований для литогенетической зрелости пород // Палинология: стратиграфия
и геоэкология. Т. III. Материалы XII Всероссийской палинологической
конференции. СПб.: Изд-во ВНИГРИ. 2008. С. 136-141.
16
Здобнова Елена Николаевна
МИОСПОРЫ И ВОДОРОСЛИ TASMANITES
НИЖНЕПЕРМСКИХ ПОДСОЛЕВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ
ВОЛГОГРАДСКОГО ЗАВОЛЖЬЯ
И ИХ ЗНАЧЕНИЕ ДЛЯ СТРАТИГРАФИИ И НЕФТЕГАЗОВОЙ
ГЕОЛОГИИ
Специальность: 25.00.02 - палеонтология и стратиграфия
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата геолого-минералогических наук
Подписано в печать 21. 10. 09
Бумага офсетная. Печать плоская. Гарнитура Таймс
Формат 60х84. Усл.-печ. л. 1. Уч.-изд. л. 1
Тираж 100 экз. Заказ № 956
Отпечатано с готового оригинал-макета
Лаборатория ЭВМ и технического обеспечения
ООО «ЛУКОЙЛ-ВолгоградНИПИморнефть»
400005, г. Волгоград, пр. Ленина, 96